高中化学第三章 晶体结构与性质第三节 金属晶体与离子晶体第二课时教学设计及反思

这是一份高中化学第三章 晶体结构与性质第三节 金属晶体与离子晶体第二课时教学设计及反思，共9页。教案主要包含了离子晶体等内容，欢迎下载使用。


课题
《金属晶体与离子晶体》
单元
3
学科
化学
年级
高二
教材
分析
本章内容比较系统地介绍了晶体结构与性质，内容比较丰富。第三章作为选修性必修2结尾章，与前两章一起构成“原子、分子、晶体的结构与性质”三位一体的物质结构与性质模块的基本内容。本节教学内容是人教版高中化学选择性必修第二册第三章《晶体结构与性质》第三节《金属晶体与离子晶体》第二课时。
本节安排了“离子晶体”这部分内容。学生通过学习这部分知识，能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。
教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。
证据推理与模型认知：通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。
重点
难点
离子晶体
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
思考：下列晶体构成微粒有什么共同点？
微粒之间存在哪种相同的作用力？
思考
通过思考，引发学生兴趣，提高学生学习积极性。
讲授新课
第三节 金属晶体与离子晶体
第二课时 离子晶体
一、离子晶体
1.定义
由阳离子与阴离子相互作用而形成的晶体，叫离子晶体。
2.构成微粒
阴阳离子。
3.微粒间作用
离子键——阴阳离子之间的静电作用。
4. NaCl 离子晶体及晶胞结构特点
Cl－数 = 8×1/8 + 6×1/2 = 4
Na+数 = 12×1/4 + 1 = 4
思考：CsCl 离子晶体的晶胞特点会怎样呢？
Cl－数 = 8×1/8=1
Cs+数 = 1
在NaCl和CsCl两种离子晶体中，离子间存在着较强的离子键，使离子晶体的硬度较大，难于压缩；而且，要使它们由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键。因此， NaCl和CsCl具有较高的熔点和沸点。如NaCl的熔点为801℃，沸点为1413 ℃； CsCl的熔点为645 ℃，沸点为1290 ℃。
5. 常见离子晶体的结构
CaCO3 (NH4)2SO4 CuSO4·5H2O Cu(NH3)4SO4·H2O
观察以上离子晶体中都含有哪些微观粒子？
晶体内部存在哪些类型的化学键？
6. 离子晶体的性质
NaCl、CsCl 的熔、沸点比 HCl 的明显高很多，结合晶体类型，你能推测其原因吗？
离子键强度较大，破坏它需要较多的能量
NaCl 和 CsCl 的晶体硬度较大，难以压缩，熔点和沸点较高
思考 P 88
我们知道，金属的熔点差异很大，如钨的熔点为 3410 ℃。而常温下，汞却是液体。离子晶体的熔点是不是也差异很大呢？请从理化手册或互联网查找下列离子晶体的熔点数据，得出结论。
结论：离子晶体的熔点差距也较大。
典型晶体类型小结

【课堂练习】
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)离子晶体中一定含有金属元素( )
(2)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体( )
(3)有些离子晶体中除含离子键外还存在共价键( )
(4)离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点( )
(5)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化( )
(6)某些离子晶体受热失去结晶水，属于物理变化( )
答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×
2.自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是( )
A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大
C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
解析:选C。离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电，这是判断某晶体是否为离子晶体的依据。
3.如图所示是从NaCl或CsCl的晶胞结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶胞中分割出来的结构图是( )
A．图(1)和(3) B．图(2)和(3)
C．图(1)和(4) D．只有图(4)
解析:选C。NaCl晶体中，每个Na＋周围最邻近的Cl－有6个，构成正八面体，同理，每个Cl－周围最邻近的6个Na＋也构成正八面体，由此可知图(1)和(4)是从NaCl晶体中分割出来的结构图，C项正确。
4. 下列物质中属于含有中心分子的离子晶体的是( )
A．CaCO3
B．Na2O2
C．(NH4)2SO4
D．Cu(NH3)4SO4·H2O
答案：C。
5.下列有关离子晶体的叙述中，不正确的是( )
A．1 ml氯化钠晶体中有NA个NaCl分子
B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个
C．醋酸钠属于离子晶体，含非极性键
D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－
答案 A 解析 NaCl为面心立方结构，每个晶胞中Na＋的个数为12×＋1＝4，Cl－的个数为8×＋6×＝4，则1 ml氯化钠晶体中有4NA个Na＋、4NA个Cl－，不存在分子，A项错误、D项正确；由NaCl的晶胞结构可知，Na＋在棱心和体心时，顶点和面心为Cl－，则每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个，B项正确；醋酸钠中存在碳碳非极性键，C项正确。
6.下列物质的晶体一定属于离子晶体的是( )
A．在水中能电离出离子的物质
B．在水中能电离出SO的化合物
C．在水中能电离出Na＋的化合物
D．熔化时化学键无变化的化合物
答案 C
7.根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为________；每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为________，距离为________；每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为________，距离为________；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为________。
答案 6 12 a 8 a 8
解析 以题图的一个Cs＋为基准，与其最近的Cs＋分别位于其上、下、前、后、左、右六个方位，有6个；与其次近的Cs＋的距离为a，在1个晶胞中有3个，而1个Cs＋为8个晶胞共有，故有8×3×＝12个；与其第三近的Cs＋的距离为a，每个晶胞中有1个，故有8个；与其紧邻且等距的Cl－有8个。
8.在离子晶体中，阴、阳离子按一定的规律进行排列，如图甲是NaCl的晶胞结构。在离子晶体中，阴、阳离子具有或近似具有球形对称结构，它们可以看作是不等径的刚性圆球，并彼此相切，如图乙。已知a为常数。
(1)在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引________个Cl－；而Na＋与Cl－的数目之比为________。
(2)Na＋半径与Cl－半径之比为________(已知2＝1.414)。
(3)若a＝5.6×10－8 cm，NaCl晶体的密度为________(已知5.63＝175.6，NaCl的摩尔质量为58.5 g·ml－1)。
答案 (1)6 1∶1 (2)0.414∶1 (3)2.2 g·cm－3
解析 (1)观察晶胞的结构可知，每个Na＋同时吸引6个Cl－；在每个晶胞中含Na＋的个数为4，含Cl－的个数也为4，即Na＋与Cl－的数目之比为1∶1。
(2)由图乙可知，因为r(Cl－)＞r(Na＋)，则r(Cl－)＝2a4，2r(Na＋)＝a－2r(Cl－)＝a－2×2a4，r(Na＋)＝2a−2a4，r(Na＋)r(Cl－)＝0.414∶1。
(3)由NaCl晶体结构分析，每个晶胞中含有4个“NaCl”，则ρV＝4MNA，ρ≈2.2 g·cm－3。

思考
认真思考
能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。
通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。
检测反馈
课堂小结
一、离子晶体
板书
一、离子晶体