3.1.1 晶体的特性（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修2（鲁科版2019，单选）

不同聚集状态的物质与性质 第3章 第1节 认识晶体 学习目标 重点难点 1.熟知晶体的概念、晶体的类型和晶体的分类依据。 2.知道非晶体的概念及结构与性质的关系。 3.了解晶胞的概念以及晶胞与晶体的关系。 4.会用“切割法”确定晶胞中的粒子数目 (或粒子数目比)和晶体的化学式。 重点 1.晶体的特征。 2.能用切割法确定一个晶胞中实际拥有的微粒数和晶体的化学式。 难点 能用切割法确定一个晶胞中实际拥有的微粒数和晶体的化学式。 晶体的特性 第一课时 4 目 录 01 02 新知探究(一)——晶体的特性 新知探究(二)——晶体的分类 03 课时跟踪检测 01 新知探究(一)——晶体的特性 1.晶体与非晶体 晶体 把内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做____________排列构成的固体物质称为晶体。如金刚石、食盐、干冰等 非晶体 把内部微粒_____________排列的固体物质称为非晶体。如橡胶、玻璃、松香等 周期性重复 无周期性重复 2.晶体的特征 自范性 晶体在适宜的条件下能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质 各向异性 晶体在不同的方向上表现出_____的物理性质,如强度、导热性、光学性质等 对称性 晶体的外形具有一定的对称性,如规则的食盐晶体具有立方体外形,它既有对称轴,也有对称面 熔沸点 晶体具有固定的熔、沸点 不同 应用化学 　 如图是某同学找到的一张玻璃结构的示意图,根据这张图判断玻璃是不是晶体?为什么? 提示:不是晶体。晶体与非晶体的根本区别在于构成晶体的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。观察玻璃结构的示意图可知,构成玻璃的粒子的排列是无序的,所以玻璃是非晶体。 [题点多维训练] 1.(2024·山东菏泽高二检测)下列关于晶体的性质叙述中,不正确的是(　　) A.晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形 B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的 C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果 D.晶体的各向异性取决于微观粒子的排列具有一定的方向性 √ 解析:晶体的各向异性取决于微观粒子的排列具有一定的方向性,而对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果,二者不矛盾。 2.晶体具有各向异性,如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的。晶体的各向异性主要表现在(　　) ①硬度　②导热性　③导电性　④光学性质 A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④ 解析:晶体具有各向异性,主要表现在硬度、导热性、导电性、光学性质等多项物理性质中。 √ 3.关于晶体的自范性,下列叙述正确的是 (　　) A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 B.缺角的硫酸铜晶体在饱和CuSO4溶液中慢慢变为规则的立方体晶块 C.圆形容器中结出的冰是圆形的,体现了晶体的自范性 D.由玻璃制成规则的玻璃球,体现了晶体的自范性 √ 解析:晶体在固态时不能自发形成规则的几何外形,故A错误;溶质从溶液中析出,可形成有规则几何外形的晶体,故B正确;圆形容器中结出圆形的冰,不是自发形成的,故C错误;玻璃属于非晶体,不具有自范性,由玻璃制成规则的玻璃球不是自发进行的,故D错误。 4.(2024·天津和平高二检测)(1)将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中,一段时间后(温度不变),发现缺角的晶体变完整了。若溶剂不挥发,则这段时间内晶体的质量变化为　　　　(填“变大”“变小”“不变”或“不能确定”,下同)、溶液的质量变化为　　　　。该变化过程中晶体表现出　　　　性。   不变 　不变 自范 (2)一般来说,晶胞的形状都是　　　 　。由于整块晶体可以看作是由很多的晶胞通过　　　 　而形成的,因此晶体内部质点的排列　　　　 。晶体的许多物理性质(如强度、导热性、光学性质等)常会表现出　　 　　。非晶体　　　　(填“存在”或“不存在”)最小重复的结构单元。   平行六面体 无隙并置 高度有序 各向异性 不存在 (3)在水晶的柱面上涂一层石蜡,用红热的铁针接触蜡面中央,蜡熔化后呈椭圆形;用玻璃代替水晶重复上述操作,熔化的石蜡则呈圆形。试用所学过的关于晶体性质的知识解释上述现象:_________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  中体现了各向异性。水晶柱面不同方向的导热性不同,故熔化的石蜡呈椭圆形。玻璃是非晶体,不具有各向异性,玻璃的各个方向的导热性都是相同的,故熔化的石蜡呈圆形 这是晶体在导热性 02 新知探究(二)——晶体的分类 1.晶体的分类 (1)分类依据:晶体内部微粒的种类及微粒间相互作用的不同。 (2)晶体类型 晶体类型 构成微粒种类 微粒间的相互作用 实例 离子晶体 阴、阳离子 离子键 NaCl 金属晶体 金属原子 金属键 Cu 共价晶体 原子 共价键 金刚石 分子晶体 分子 分子间作用力 冰 2.晶体与非晶体的比较   晶体 非晶体 微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序 性质特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 各向异性 有 无 续表 鉴别方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行X射线衍射实验 举例 NaCl、I2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 3.晶体及非晶体的用途 晶体的用途 某些晶体把机械能变成电能;制作红外夜视仪;做电子元件 非晶体的用途 ①某些非晶态合金的强度和硬度比相应的晶态合金的强度和硬度高; ②非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大,可以有效吸收阳光 [微点拨]　①同一物质可以是晶体,也可以是非晶体,如晶体SiO2和非晶体SiO2。②晶体不一定都有规则的几何外形,如多晶体。③有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体,不一定是晶体。例如,玻璃制品可以塑造出规则的几何外形,也可以具有美观对称的外观。 [题点多维训练] 1.在单质的晶体中一定不存在的微粒是(　　) A.原子 B.分子 C.阴离子 D.阳离子 解析:单质晶体可能有:硅、金刚石——共价晶体,P、S、Cl2——分子晶体,Na、Mg——金属晶体,在这些晶体中,构成晶体的粒子分别是原子、分子、金属阳离子和自由电子。C中阴离子只有存在于离子晶体中,构成离子晶体的粒子是阴、阳离子,所以离子晶体不可能形成单质晶体。 √ √ 2.(2024·嘉兴八校联盟下学期期中)下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 (　　) A.晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B.晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C.固体食盐、水晶、胆矾、玻璃均属于晶体 D.区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 解析:晶体与非晶体的本质区别在于是否有自范性,微粒在微观空间是否呈现周期性的有序排列,故A错误;晶体有自范性是粒子在微观空间呈周期有序性排列的宏观表象,故B正确;玻璃不是晶体,故C错误;区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是X射线衍射实验,故D错误。 √ 3.(2024·武汉市三角路中学下学期期中)关于晶体和化学键关系的下列说法中,正确的是 (　　) A.离子晶体中一定存在共价键 B.共价晶体中可能存在离子键 C.金属晶体中存在离子,但却不存在离子键 D.分子晶体中一定存在共价键 解析:离子晶体中不一定存在共价键,如NaCl晶体中只有离子键,故A错误;共价晶体中只有共价键,故B错误;金属晶体由金属阳离子和自由电子构成,金属晶体中存在离子,但却不存在离子键,故C正确;稀有气体为单原子分子,没有共价键,故D错误。 4.(2024·江西省丰城中学上学期期中)根据物质的组成和分类,下列晶体分类中正确的一组是 (　　) 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 A NH4Cl Ar C6H12O6 生铁 B AlCl3 石墨 S Hg C CH3COONa SiO2 C60 Fe D Ba(OH)2 金刚石 普通玻璃 Cu √ 解析:Ar是分子晶体,故A错误;AlCl3是分子晶体,石墨是混合晶体,故B错误;CH3COONa是有醋酸根离子和钠离子组成的离子晶体,SiO2是由硅原子和氧原子组成的共价晶体,C60是分子晶体,Fe是金属阳离子和自由电子组成的金属晶体,故C正确;普通玻璃不是晶体,故D错误。 03 课时跟踪检测 1.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 (　　) A.晶体一定比非晶体的熔点高 B.晶体有自范性但排列无序 C.非晶体无自范性而且排列无序 D.固体SiO2一定是晶体 解析:非晶体无固定的熔、沸点,A错;二氧化硅有非晶态二氧化硅和晶态二氧化硅,D错。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ 2.下列叙述不属于晶体特性的是 (　　) A.有规则的几何外形 B.具有各向异性 C.有对称性 D.没有固定熔点 解析:晶体具有规则的几何外形、各向异性、对称性三大特性,而且晶体有固定的熔点。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 3.云母属于晶体,是单斜晶系一族层状结构的硅酸盐矿物的总称。用烧热了的针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面时,熔化了的石蜡呈现椭圆形,这是因为 (　　) A.云母是热的不良导体,传热不均匀 B.石蜡是热的不良导体,传热不均匀 C.石蜡具有各向异性,不同的方向导热性不同 D.云母具有各向异性,不同的方向导热性不同 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 解析:晶体的外形和内部质点排列高度有序,物理性质表现出各向异性,云母片属于晶体,具有各向异性,不同方向导热性能不同,而石蜡属于非晶体,不具有各向异性。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 4.如图a、b是两种不同物质的熔化曲线,下列说法正确的是 (　　) A.a没有固定的熔点 B.a是非晶体 C.b是晶体 D.b是非晶体 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 解析:晶体有固定的熔点,由a的熔化曲线分析可知,中间有一段温度不变但一直在吸收能量,该段所对应的温度就是晶体a的熔点;由b的熔化曲线可知,温度一直升高,所以物质b没有固定的熔点,为非晶体。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 5.下表列出了有关晶体的知识,其中错误的是 (　　) 解析:干冰为分子晶体,构成微粒为分子,微粒间作用力为范德华力。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 选项 A B C D 晶体 硫化钾 干冰 金刚石 碘 构成晶体的微粒 阴、阳离子 分子 原子 分子 晶体微粒间存在的作用力 离子键 共价键 共价键 范德华力 6.下列不能支持石墨是晶体这一事实的是 (　　) A.石墨和金刚石互为同素异形体 B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列 C.石墨的熔点为3 850 ℃ D.在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 解析:原子在三维空间呈周期性有序排列(B项)、有自范性、有固定的熔点(C项)、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分明的斑点或明锐的谱线(D项)等特征,都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现。而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系,如无定形碳也与金刚石、石墨互为同素异形体,但其属于非晶体。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 7.石英是由二氧化硅组成的矿物,将石英加热熔化冷却,得不到石英晶体而得到石英玻璃。下列说法正确的是 (　　) A.石英与石英玻璃都是晶体 B.在石英玻璃面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,石蜡在不同方向熔化的快慢不同 C.晶体熔融后冷却不一定得到晶体 D.石英与石英玻璃都有固定的熔点 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 解析:石英是晶体,具有固定的熔点和各向异性。石英玻璃是非晶体,不具有固定的熔点,石英玻璃具有各向同性,因此在石英玻璃面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,石蜡在不同方向熔化的快慢相同。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 8.要得到较大颗粒的明矾晶体,在结晶时可采取的操作是 (　　) A.配制比室温高10~20 ℃的明矾饱和溶液,然后浸入悬挂的明矾小晶核,室温下静置 B.在沸水中配制明矾饱和溶液,然后急速冷却结晶 C.室温下,在明矾饱和溶液中投入明矾小晶核,静置 D.快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 解析:配制比室温高的明矾饱和溶液,当温度降低时,溶质的溶解度也降低,析出的明矾会附着在小晶核上,得到较大颗粒的明矾晶体;在沸水中配制明矾的饱和溶液,然后快速冷却或快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出,得到的都是小颗粒明矾晶体;室温下,在明矾饱和溶液中投入明矾小晶核,静置,不会得到较大颗粒的明矾晶体。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 9.(2024·沈阳第120中学高二月考)如图分别为物质Ⅰ和物质Ⅱ的微观结构示意图,下列说法错误的是 (　　) A.物质Ⅰ具有能自发地呈现多面体外形的性质 B.物质Ⅰ形成的固体有固定的熔、沸点 C.物质Ⅱ形成的固体物理性质有各向异性 D.Ⅰ可用X射线衍射测定其结构 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 解析:由两种物质的微观结构可知,Ⅰ中微粒呈周期性有序排列,Ⅱ中微粒排列相对无序,故Ⅰ为晶体,Ⅱ为非晶体。晶体具有自范性,因此可以能自发地呈现多面体外形,A正确;晶体有固定的熔沸点,B正确;非晶体的物理性质具有各向同性,C错误;物质Ⅰ是晶体,可用X射线衍射测定其结构,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 10.(2024·嘉兴八校联盟下学期期中)下列关于晶体的叙述正确的是 (　　) A.晶体具有规则的几何外形,所以铁粉不属于金属晶体 B.金属导电和熔融电解质(或电解质溶液)导电的原理一样 C.金属晶体由金属阳离子和阴离子构成 D.离子晶体都是化合物 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 解析:晶体能自发地呈现多面体外形,铁粉用肉眼看不到晶体外形,但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形,说明铁粉仍属于金属晶体,A项错误;金属导电是自由电子在电场作用下发生定向移动而导电,而熔融电解质(或电解质溶液)导电是阴、阳离子在电流作用下的定向移动而导电,熔融电解质(电解质溶液)导电时在阴、阳两极上发生还原反应、氧化反应,有新物质生成,是化学变化,金属导电和熔融电解质(或电解质溶液)导电的原理不一样,B项错误; 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 金属晶体由金属阳离子和自由电子构成,C项错误;离子晶体是由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体,离子晶体是至少含有两种元素的纯净物,离子晶体都是化合物,D项正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 11.(2024·大连市第八中学月考)下列过程能得到晶体的共几种 (　　) ①从熔融态结晶出来的硫　②将液态的玻璃冷却成所得到的固体　③凝华得到的碘　④从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜　⑤熔融的KNO3冷却后所得的固体　⑥熔融石蜡迅速冷却形成的石蜡固体 A.3 B.4 C.5 D.6 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 解析:得到晶体一般有三条途径:一是熔融态物质凝固;二是气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华);三是溶质从溶液中析出。从熔融态结晶出来的硫,符合途径一,①正确;玻璃不是晶体,②错误;凝华得到的碘,符合途径二,③正确;从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜,符合途径三,④正确;熔融的KNO3冷却后所得的固体,符合途径三,⑤正确;石蜡不是晶体,⑥错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 12.准晶体原子虽然排列有序,但不具备普通晶体的长程平移对称性,而且原子之间有间隙。如图为晶体平移对称性和准晶体旋转对称性的对比图。下列说法不正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 A.石墨是混合型晶体 B.与类似普通晶体比较,准晶体延展性较高 C.与类似普通晶体比较,准晶体密度较小 D.普通玻璃属于非晶体,其成分中存在共价键 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 解析:石墨晶体内存在共价键、大π键,层间以范德华力结合,兼具有共价晶体、金属晶体、分子晶体的特征,为混合型晶体,故A项正确;由于准晶体不具备普通晶体的长程平移对称性,故与类似普通晶体比较,准晶体延展性较低,故B项不正确;由于准晶体原子之间有间隙,故与类似普通晶体比较,准晶体密度较小,故C项正确;普通玻璃属于非晶体,其成分中存在硅氧共价键,故D项正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 13.非晶硅光电薄膜产业的研发,在转换效率上,已逐渐接近于多晶硅太阳能电池,发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业的增长速率,将比多晶硅太阳能产业更为快速,非晶硅薄膜技术将成为今后太阳能电池的市场主流。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 试探究下列问题: (1)如图中a、b是两种硅的部分结构,请指出哪种是晶体硅,哪种是非晶硅? a:　　　　;b:　　　　。  解析:从粒子在微观空间里是否有有序性和自范性角度观察。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 非晶硅 晶体硅 (2)有关晶体常识的相关说法中正确的是　　　　(填字母)。  A.玻璃是非晶体 B.固体粉末都是非晶体 C.晶体内部质点具有有序性的特征,有固定的熔、沸点和各向异性 D.区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X射线衍射实验 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 ACD 解析:A项,玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体;B项,许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形,但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形,所以固体粉末也可能是晶体。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 14.如图所示是冰块融化过程中温度随时间的变化图像。 (1)分析图像可知,冰块融化过程持续　　　　min,此过程需　　　(填“吸热”或“放热”),温度　　　(填“升高”“不变”或“降低”)。  1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 10　 吸热 不变 (2)由以上分析可知,冰是　　　　(填“晶体”或“非晶体”)。区分晶体与非晶体的重要依据是_________________________________ _________。  1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 晶体　 晶体有固定的熔点,而非晶体没有固 定的熔点 高阶思维训练 15.(2024·天水市秦安县第一中学上学期期末)美国科学家用有机分子和球形笼状分子C60,首次制成了“纳米车”(如图所示),每辆“纳米车”是用一个有机分子和四个球形笼状分子“组装”而成。下列说法正确的是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 A.我们可以直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动 B.“纳米车”的诞生,说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段 C.“纳米车”是一种分子晶体 D.C60熔点比金刚石熔点高 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 √ 解析:根据题图我们只能看到每辆“纳米车”是用一个有机分子和四个球形笼状分子“组装”,由于其质量和体积都很小,因此不可能直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动,A错误;“纳米车”的诞生,说明人类可以控制、操纵物质的分子,使操纵分子的技术进入一个新阶段,B正确;“纳米车”用一个有机分子和四个球形笼状分子“组装”而成,是微观粒子,并非晶体,C错误;C60是由分子构成的分子晶体,其分子之间以微弱的分子间作用力结合,故其熔点比金刚石熔点低,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 16.(1)在下列物质中,　　　　　　　是晶体,　　　　　　　是非晶体。  ①塑料　②明矾　③松香　④玻璃　⑤CuSO4·5H2O ⑥冰糖　⑦糖果　⑧单晶硅　⑨铝块　⑩橡胶 解析:明矾是KAl(SO4)2·12H2O,它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体;塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶都是非晶体。晶体最大的特征就是各向异性和有固定的熔点。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 ②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩ (2)晶体和非晶体在外形上有差别,晶体都具有　　　　　　 　,而非晶体　　　　　　　　 ;另外非晶体的多种物理性质,在各个方向都是　　　的,而晶体的多种物理性质在各个方向都是　　　的。  解析:明矾是KAl(SO4)2·12H2O,它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体;塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶都是非晶体。晶体最大的特征就是各向异性和有固定的熔点。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 规则的几何外形 没有规则的几何外形 相同 不同 (3)判断物质是晶体还是非晶体,比较正确的方法是　　　　。  ①从外形上来判断 ②从各向异性或各向同性上来判断 ③从导电性能来判断 ④从有无固定熔点来判断 解析:明矾是KAl(SO4)2·12H2O,它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体;塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶都是非晶体。晶体最大的特征就是各向异性和有固定的熔点。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 ②④ $$