第3章 第1节 物质的聚集状态与晶体的常识（讲义）-（2019新）人教版高中化学高二选择性必修二（机构用）.docx

1、第三章 晶体结构与性质第一节物质的聚集状态与晶体的常识学习导航1.认识物质的聚集状态。2.能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体和非晶体。3.能运用多种晶体模型来描述和解释有关晶体性质的现象，形成分析晶胞结构的思维模型，利用思维模型，根据晶胞结构确定微粒个数和化学式。4.了解晶体结构的测定方法。教学过程一、物质的聚集状态120世纪前，人们以为分子是所有化学物质能够保持其性质的最小粒子，物质固、液、气三态的相互转化只是分子间距离发生了变化。220世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子，如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。3气态和液态物质不一

2、定都是由分子构成。如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质；离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。4其他物质聚集状态，如晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等。二、晶体与非晶体1晶体与非晶体的本质差异固体自范性微观结构晶体有原子在三维空间里呈周期性有序排列非晶体无原子排列相对无序2.获得晶体的途径(1)实验探究实验内容实验操作及现象获取硫黄晶体硫黄粉熔融态硫淡黄色的菱形硫黄晶体获取碘晶体加热时，烧杯内产生大量紫色气体，没有出现液态的碘，停止加热，烧杯内的紫色气体渐渐消褪，最后消失，表面皿底部出现紫黑色晶体颗粒获取氯化钠晶体在烧杯底部慢慢析出立方体的无色晶

3、体颗粒(2)获得晶体的三条途径熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。溶质从溶液中析出。3晶体的特性(1)自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。(2)各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。(3)固定的熔点。4晶体与非晶体的测定方法测定方法测熔点晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点可靠方法对固体进行X射线衍射实验三、晶胞1概念描述晶体结构的基本单元。2晶胞与晶体的关系一般来说，晶胞都是平行六面体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。(1)“无隙”是指相邻晶胞之间无任何间隙。(2)“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。(3)所有晶胞的形状及其内部

4、的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。3晶胞中粒子数目的计算(1)铜晶胞位于顶角上的铜原子为 8个晶胞共有。位于面心上的铜原子为 2个晶胞共有。因此晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是864。(2)NaCl晶胞Cl位于顶点和面心，共有4个。Na位于棱上和体心，共有4个。【归纳总结】 1.晶胞是最小的平行六面体，它有8个顶角，三套各4根平行棱，三套各两个平行面。2均摊法确定晶胞中粒子的个数若晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有属于这个晶胞。长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献四、晶体结构的测定1常用仪器：X射线衍射仪。2测定过程：当单一波长的X射线通过晶体时，X射线和晶体

5、中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰。3作用：根据衍射图，经过计算可以获得晶体结构的有关信息。课时训练1下列说法正确的是凡有规则几何外形的固体均为晶体液晶是物质的一种聚集状态晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性相同晶胞是晶体结构中最小的重复单元区别晶体和非晶体最好的方法是观察是否有规则的几何外形水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点ABCD2下列说法不正确的是 A晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点B晶体与非晶体具有相同的性质C部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的D等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景3下列叙述中正确的是A

6、晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形B晶体具有的物理性质是各向异性C晶体、非晶体均具有固定的熔点D由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性4下列有关晶体和非晶体的说法正确的是A晶体具有自范性，非晶体没有自范性B具有规则几何外形的固体均为晶体C晶体有固定的组成，非晶体没有固定的组成D将玻璃加工成规则的固体即变成晶体5下列叙述正确的是A第二周期主族元素原子半径从左到右依次减小B第三周期元素的氯化物所属晶体类型相同C短周期第IA族与VIIA族元素构成的物质均含离子键D元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素6肉桂醛是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中，

7、肉桂醛中含有碳碳双键与醛基两种官能团，现要检验它们，做如下实验：步骤1：向试管中加入10%的氢氧化钠溶液2mL，边振荡边滴入2%的硫酸铜溶液4-6滴；步骤2：向试管中再加入少量肉桂醛，加热充分反应，出现砖红色沉淀；步骤3：取实验后试管中的清液少许，加入硫酸酸化，再滴加到溴水中，溶液褪色。下列说法不正确的是A步骤1中一定要确保氢氧化钠溶液过量B步骤2中出现砖红色是因为醛基具有还原性C步骤3中溶液褪色是因为碳碳双键发生了氧化反应D一个Cu2O晶胞(见图)中，Cu原子的数目为47氮化硼(BN)有立方氮化硼和六方氮化硼(如图)等不同结构，是一种重要的功能陶瓷材料，下列相关说法不正确的是A立方氮化硼的硬

8、度大于六方氮化硼B在六方氮化硼中，实线、虚线均代表共价键C立方氮化硼晶胞中，B原子配位数是4D在一定条件下，六方氮化硼可转化为立方氮化硼8晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。下列对晶体硅的叙述中正确的是A形成晶体硅的速率越快越好B晶体硅没有固定的熔沸点C可用X-射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D晶体硅有自范性和各向同性9砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：(1)GaF3的熔点高于1000，GaCl3的熔点为77.9，其原因是_。(2)GaAs的熔点为1238，密度为gcm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与A

9、s以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGagmol-1和MAsgmol-1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。10硼是一种重要的非金属元素，在化学中有很重要的地位。(1)氨硼烷(NH3BH3)是一种具有潜力的固体储氢材料。NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(H+)，与B原子相连的H呈负电性(H-)，三种元素电负性由大到小顺序是_。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_(写分子式)，其熔点比NH3BH3_(填“高”或“低”)。(2)硼酸是一元弱酸，其呈酸性的机理是硼酸与水作用时，硼原子与水电离产生的OH

10、-以配位键结合形成Y-，导致溶液中c(H+)c(OH-)。Y-的结构简式_(配位键用“”表示)。硼酸与水作用时，每生成一个Y-，断裂_个键。(3)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为_。答案解析1C【详解】单晶体一定有规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有规则的几何外形，但并非有规则几何外形的固体均为晶体，故错误；晶体、非晶体、液晶均为物质的聚集状态，故正确；晶体具有各向异性，不同方向上的硬度、导热性、导电性不相同，故错误；晶体结构中最小的重复单元是晶胞，故正确；区别晶体和非晶体最好的方法是X射线衍射的方法，故错误；水晶是晶体有固定的熔点

11、，普通玻璃是混合物无固定的熔点，故正确；正确的有故选：C。2B【详解】A晶体有固定的熔点，自范性、各向异性，非晶体无固定的熔点，故A正确；B晶体与非晶体内部结构不同，故表现的性质不同，故B错误；C部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的，需要的驱动电压很低，故C正确；D等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景，等离子体技术在新能源行业、聚合物薄膜、材料防腐蚀等方面前景可观，故D正确；故选B。3B【详解】A晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间，上是否按一定规律做周期性重复排列，不是在于是否具有规则的几何外形，故A错误；B由于晶体的内部晶胞的构成在不同方向上是不一样的

12、，所以晶体具有物理性质各向异性，故B正确；C晶体具有固定的熔点，而非晶体不具有固定的熔点，故C错误；D玻璃是非晶体，没有自范性，故D错误；故选B。4A【详解】A晶体的规则几何外形是自发形成的，有些固体尽管有规则的几何外形，但由于不是自发形成的，所以不属于晶体，所以晶体具有自范性，非晶体没有自范性，故A正确；B具有规则几何外形的固体不一定是晶体，故B错误；C非晶体也有固定的组成，如无定形的SiO2，故C错误；D将玻璃加工成规则的固体，玻璃仍然不是晶体，属于玻璃态物质，故D错误；故选A。5A【详解】A同一周期元素原子序数大的其原子半径小，所以第二周期主族元素原子半径从左到右依次减小，A正确；B第三

13、周期元素的氯化物中，氯化钠、氯化镁属于离子晶体，但氯化铝属于分子晶体，B错误；C短周期第IA族包括H、Li、Na，其中H元素与VIIA族元素构成的物质如HCl等含共价键，C错误；D过渡元素是指副族元素和第VIII族，元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素常用于寻找半导体材料，D错误；故选A。6C【详解】A检验醛基需要用到新制的氢氧化铜悬浊液，所以一定要保持碱性条件，故步骤1中一定要确保氢氧化钠溶液过量，A正确；B步骤2中出现砖红色沉淀为Cu2O，是因为醛基具有还原性将氢氧化铜还原为Cu2O，B正确；C官能团碳碳双键与溴水发生加成反应使溴水褪色，C错误；D如图所示晶胞中黑球位于体内个数为4

14、，白球位于定点和体心，根据均摊法，白球个数为 化学式为Cu2O，故黑球为Cu，数目为4，D正确；故选C。7B【详解】A六方氮化硼为层状结构，层间的分子间作用力比共价键弱得多，故立方氮化硼大于六方氮化硼的硬度，正确，A不符合题意；B六方氮化硼为层状结构，层内原子之间形成共价键，层间通过分子间作用力维系，因此虚线不比表示共价键，错误，B符合题意；C根据立方氮化硼的晶胞结构示意图，左边面心的B原子与2个N相连；右边面心的B原子与2个N相连，可知左边面心的B原子还会与另一个晶胞的2个N原子相连，因此B的配位数为4，正确，C不符合题意；D在一定条件下，可以使B、N原子之间形成配位键，六方氮化硼可转化为立

15、方氮化硼，正确，D不符合题意；答案选B。8C【详解】A晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等。结晶速度太大，可能导致晶体质量下降，A错误；B晶体有固定的熔点，B错误；C晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X射线衍射可以看到微观结构，所以可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃，C正确；D晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体有各向异性，D错误；答案选C。9GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体GaF3的熔沸点高 原子晶体 共价键 【详解】(1)由于GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，所以离子晶体GaF3的熔沸点高；(2)GaAs的

16、熔点为1238，密度为gcm-3，其晶胞结构如图所示，熔点很高，所以晶体的类型为原子晶体，其中Ga与As以共价键键合。根据均摊原则，晶胞中Ca原子数是4、As原子数是，可知晶胞中Ca和As的个数均是4个， ，所以晶胞的体积是，二者的原子半径分别为rGapm和rAspm，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为100%=。10NHB C2H6 低 1 【详解】(1) NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(H+)，说明N的电负性大于H，与B原子相连的H呈负电性(H-)，说明H的电负性大于B，所以三种元素电负性由大到小顺序是NHB。一个NH3BH3分子有8个原子和14个价电子，所以原子总数相等的等电子体是CH3CH3，CH3CH3是非极性分子，NH3BH3是极性分子，二者相对分子质量想近，极性分子的分子间作用力较大，熔点更高，所以CH3CH3熔点比NH3BH3低，所以答案为：NHB；C2H6；低。(2)硼酸与水作用时：，所以Y-为，B含有空轨道，做中心原子，O含有孤电子对，做配位原子，所以Y-的结构简式为。硼酸与水作用时，每生成一个，需要水电离出1个OH-，断裂1个键，所以答案为：；1。(3)根据图示结构 可知，一个B完整的拥有1+2=2个O，结合化合价代数和可知所以多硼酸根离子符号为，所以答案为：。