新教材宁陕2024届高考化学一轮复习学案第5章物质结构与性质元素周期律第31讲物质的聚集状态常见晶体类型鲁科版

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考点一 物质的聚集状态 晶体与非晶体
1．物质的聚集状态
(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有________、________以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
(2)等离子体和液晶
2.晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的比较
(2)得到晶体的途径
①熔融态物质凝固；
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；
③溶质从溶液中析出。
(3)晶体与非晶体的测定方法
1．在物质的三态相互转化过程中只是分子间距离发生了变化( )
2．晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列( )
3．晶体的熔点一定比非晶体的熔点高( )
4．具有规则几何外形的固体一定是晶体( )
5．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块( )
一、物质聚集状态的多样性
1．下列有关物质特殊聚集状态与结构的说法不正确的是( )
A．液晶中分子的长轴取向一致，表现出类似晶体的各向异性
B．等离子体是一种特殊的气体，由阳离子和电子两部分构成
C．纯物质有固定的熔点，但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化
D．超分子内部的分子间一般通过非共价键或分子间作用力结合成聚集体
2．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，下列有关玻璃态水的叙述正确的是( )
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态
D．在玻璃态水的X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰
二、晶体与非晶体的区别
3．下列关于晶体和非晶体的说法正确的是( )
A．晶体在三维空间里呈周期性有序排列，因此在各个不同的方向上具有相同的物理性质
B．晶体在熔化过程中需要不断地吸热，温度不断地升高
C．普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同
D．晶体和非晶体之间不可以相互转化
4．玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，下列有关玻璃的说法错误的是( )
A．玻璃内部微粒排列是无序的
B．玻璃熔化时吸热，温度不断上升
C．光导纤维和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶体
D．利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
考点二 常见晶体类型
1．晶胞
(1)概念：晶体结构中基本的重复单元。
(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置
①无隙：相邻晶胞之间没有____________。
②并置：所有晶胞______排列、______相同。
2．四种常见晶体类型的比较
3．离子晶体的晶格能
(1)定义
将1 ml离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量，单位：__________。
(2)影响因素
①离子所带的电荷数：离子所带的电荷数越多，晶格能越____。
②离子的半径：离子的半径越________，晶格能越大。
③离子晶体的结构类型。
(3)与离子晶体性质的关系
晶格能越大，形成的离子晶体越________，且熔点越高，硬度越____。
4．常见晶体的结构模型
(1)典型的分子晶体——干冰和冰
①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有____个。
②冰晶体中，每个水分子与相邻的____个水分子以氢键相连接，含1 ml H2O的冰中，最多可形成____ ml氢键。
(2)典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅
①金刚石和二氧化硅晶体结构模型比较
②金刚石和二氧化硅结构特点分析比较
(3)典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2
①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引____个Cl－，每个Cl－同时吸引____个Na＋，配位数为____。每个晶胞含___个Na＋和____个Cl－。
②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引____个Cs＋，每个Cs＋吸引____个Cl－，配位数为____。
③CaF2型：在晶体中，每个Ca2＋吸引____个F－，每个F－吸引____个Ca2＋，每个晶胞含____个Ca2＋，____个F－。
(4)过渡晶体与混合型晶体
①过渡晶体：纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体四种典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体来处理，把偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体来处理。
②混合型晶体
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是______________，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是____，C原子采取的杂化方式是____。
1．分子晶体不导电，溶于水后也都不导电( )
2．沸点：HF3．离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电( )
4．共价晶体的熔点一定比离子晶体的高( )
5．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子( )
6．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光( )
一、常见晶体类型的判断
1．在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。
(1)其中只含有离子键的离子晶体是_______________________________________________。
(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是________________。
(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是________。
(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是________。
(5)其中形成的晶体是分子晶体的是_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(6)其中含有极性共价键的共价晶体是______________________________________________。
2．下列有关晶体类型的判断正确的是( )
二、常见晶体类型的结构特点
3．金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质，下列说法正确的是( )
A．金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6个碳原子
B．在金刚石中每个C原子连接4个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环
C．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp2
D．金刚石中碳原子数与C—C数之比为1∶4，而石墨中碳原子数与C—C数之比为1∶3
4.碳化硅(SiC)晶体具有多种结构，其中一种晶体的晶胞(如图所示)与金刚石的类似。下列判断正确的是( )
A．该晶体属于分子晶体
B．该晶体中存在极性键和非极性键
C．该晶体中Si的化合价为－4
D．该晶体中C的杂化类型为sp3
5．有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是( )
A．在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋
C．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
D．该气态团簇分子的分子式为EF
答题规范(4) 晶体熔、沸点高低原因解释
1．不同类型晶体熔、沸点比较
答题模板：×××为×××晶体，而×××为×××晶体。
例1 (1)金刚石的熔点比NaCl高，原因是__________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)SiO2的熔点比CO2高，原因是___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
2．同类型晶体熔、沸点比较
(1)分子晶体
答题模板：
①同为分子晶体，×××存在氢键，而×××仅存在较弱的范德华力。
②同为分子晶体，×××的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高。
③同为分子晶体，两者的相对分子质量相同(或相近)，×××的极性大，熔、沸点高。
④同为分子晶体，×××形成分子间氢键，而×××形成的则是分子内氢键，分子间氢键会使熔、沸点升高。
例2 (1)NH3的沸点比PH3高，原因是_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)CO2比CS2的熔、沸点低，原因是_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)CO比N2的熔、沸点高，原因是_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)的沸点比高，原因是__________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)共价晶体
答题模板：同为共价晶体，×××晶体的键长短，键能大，熔、沸点高。
例3 Si单质比化合物SiC的熔点低，理由是______________________________________
______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)离子晶体
答题模板：
①阴、阳离子电荷数相等，则看阴、阳离子半径：
同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xn－(或Nn＋)，故×××晶体晶格能大(或离子键强)，熔、沸点高。
②阴离子(或阳离子)电荷数不相等，阴离子(或阳离子)半径不相同：
同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xm－(或Nm＋)，Rn－(或Mn＋)电荷数大于Xm－(或Nm＋)，故×××晶体晶格能大(或离子键强)，熔、沸点高。
例4 (1)ZnO和ZnS的晶体结构相似，熔点较高的是ZnO，理由是___________________
______________________________________________________________________________。
(2)FeO的熔点小于Fe2O3的熔点，原因是__________________________________________
______________________________________________________________________________。
1．FeF3具有较高的熔点(高于1 000 ℃)，其化学键类型是________，FeBr3的相对分子质量大于FeF3，但其熔点只有200 ℃，原因是____________________________________________
______________________________________________________________________________。
2．已知：K2O的熔点为770 ℃，Na2O的熔点为1 275 ℃，二者的晶体类型均为____________，K2O的熔点低于Na2O的原因是___________________________________________________
______________________________________________________________________________。
3．已知氨(NH3，熔点：－77.8 ℃、沸点：－33.5 ℃)，联氨(N2H4，熔点：2 ℃、沸点：113.5 ℃)，解释其熔、沸点高低的主要原因：_________________________________________________
______________________________________________________________________________。
4．已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是____________(填化学式)，其理由是__________________________________________________________________。
5．S位于周期表中第________族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________，
H2O比H2Te沸点高的原因是_____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
1．(2022·湖北，7)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是( )
A．具有自范性
B．与C60互为同素异形体
C．含有sp3杂化的碳原子
D．化学性质与金刚石有差异
2．(2021·天津，2)下列各组物质的晶体类型相同的是( )
A．SiO2和SO3
B．I2和NaCl
C．Cu和Ag
D．SiC和MgO
3.(2021·辽宁，7)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是( )
A．S位于元素周期表p区
B．该物质的化学式为H3S
C．S位于H构成的八面体空隙中
D．该晶体属于分子晶体
4．[2021·浙江6月选考，26(1)]已知3种共价晶体的熔点数据如下表：
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是______________________________________________
______________________________________________________________________________。概念
主要性能
等离子体
由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体
具有良好的导电性和流动性
液晶
介于液态和晶态之间的物质状态
既具有液体的流动性、黏度、形变性，又具有晶体的导热性、光学性质等
晶体
非晶体
结构特征
内部微粒在空间里呈__________排列
内部微粒排列____________
性质特征
自范性
熔点
异同表现
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
最可靠方法
对固体进行____________实验
类型
比较
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
构成微粒
金属阳离子、自由电子
微粒间的相互作用力
____________(某些含氢键)
硬度
较小
有的很大，有的很小
熔、沸点
较低
有的很高，有的很低
较高
溶解性
相似相溶
难溶于一般溶剂
一般不溶于水，少数与水反应
大多易溶于水等极性溶剂
导电、导热性
一般不导电，溶于水后有的导电
一般不具有导电性，个别为半导体
电和热的良导体
晶体不导电，水溶液或熔融态导电
结构模型
晶胞
金刚石
二氧化硅
金刚石
a.碳原子采取______杂化，键角为______
b.每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成____________结构，向空间伸展形成________________
c.最小碳环由____个碳原子组成，每个碳原子被____个六元环共用
d金刚石晶胞的每个______和______均有1个C原子，晶胞内部有______个C原子，内部的C在晶胞的体对角线的eq \f(1,4)处，每个金刚石晶胞中含有____个C原子
二氧
化硅
a.Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′
b.每个Si原子与____个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被____个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为______
c.最小环上有____个原子，包括____个O原子和____个Si原子
d.1 ml SiO2晶体中含Si—O数目为______
e.SiO2晶胞中有____个Si原子位于立方晶胞的顶点，有____个Si原子位于立方晶胞的面心，还有____个Si原子与____个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有____个Si原子和____个O原子
A
SiI4：熔点120.5 ℃，沸点271.5 ℃
共价晶体
B
B：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大
金属晶体
C
锑：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，晶体导电
共价晶体
D
FeCl3：熔点282 ℃，易溶于水，也易溶于有机溶剂
分子晶体
金刚石
碳化硅
晶体硅
熔点/℃
>3 550
2 600
1 415