第3章 第1节 物质的聚集状态与晶体的常识-【重难点手册】2024-2025学年高中化学选择性必修2(人教版2019)

3 第三章晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与品体的常识 重点和难点 课标要求 重点：1.品体与非晶体的差异。 L.宏观辩识与微观探析：通过X射线衍射实验对品体结构进 2.晶体的自范性、各向异性，结晶的 行测定。 方法。 2。证据推理与模型认知：根据物质的结构模型进行类比计算」 难点：对晶胞的认识。 -01必备知识梳理。 基础梳理 知识点1 物质的聚集状态 L.物质三态间的相互转化 国敲黑板 周态 固、液、气三态的微观结构 与宏观性质 凝固 凝华 (1)固态 (放热) 熔化 (放热) 升华 ①微观结构：微粒紧密排 (吸热) (吸热) 列，空隙很小，在固定的位置 汽化（吸热） 液态 液化（放热） 气态 上振动。 ②宏观性质：大多有固定 2.物质不同聚集状态的特点 的形状，几乎不能被压缩。 物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态，非晶态， (2)气态 以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 ①微规结构：微粒间的距 离较大，徽粒可以自由移动。 (1)等离子体 ②宏观性质：没有固定的 由电子、阳离子和电中性粒子（分子 形状，容易被压缩。 概念 或原子组成的整体上呈电中性的物 质聚集体 (3)液态 高温、紫外线、X射线Y射线、高能电 ①微观结构：微粒排列较 产生 途径 磁波的照射及大自然的天体现象等 紧密，空隙较小。微粒的运动 离 都能使气体变成等离子体 状态介于固态与气态之间。 体 存在 存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡 烛火焰里、极光和雷电里等 ②宏观性质：没有固定的 形状，不易被压缩。 具有良好的导电性与流动性。运用 性质 等离子体显示技术可以制造等离子 与用途 体显示器：利用等离子体可以进行 化学合成、核聚变等 148 第三章 品体结构与性质收出组 (2)液晶 图拓考点 概念一介于液态和晶态之间的物质状态 对“分子是保持物质化学性质的 既具有液体的流动性、黏度、形变性 最小粒子”的理解出错 液 性质一 等，又具有晶体的某些物理性质，如 导热性、光学性质等，表现出类似 分子并不是所有物质能 品体的各向异性 够保持其化学性质的最小粒 手机、电脑和电视的液品显示器，合 子。由分子构成的物质，分子 用途一 成高强度液晶纤维已广泛应用于飞 是保持其化学性质的最小粒 机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头 盔等 子。但原子、离子及电子也是 例①下列说法中正确的是( 构成物质的粒子，不仅许多常 A.呈气态的物质都是由分子构成的，分子中都存在化学键 见的晶体中不含分子（如氯化 B.固态物质在加热时都是先熔化为液态再汽化为气态 钠、石墨、二氧化硅、金刚石以 及各种金属等)·气态和液态 C.等离子体和离子液体都由阴、阳离子构成，故都能导电 物质也不一定都由分子构成 D.液态物质粒子间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之 [如等离子体（气态物质）和离 间，表现出明显的流动性 子液体（液态物质）]。 解析呈气态的物质不一定都由分子构成，如等离子体，分子 中不一定都存在化学键，如稀有气体单质分子，A错误：固态物质 和气态物质可能通过升华和凝华实现直接转化（不经过液态）：固 态营气态，B错误：等离子体是由电子，阳离子和电中性轻子（分 子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质，不存在阴离子，离 图敲黑板 子液体是熔点不高的仅由离子组成的液态物质，二者均可以导 晶体的其他基本性质 电，C错误：对液态物质而言，粒子相距较近，粒子间作用力较大， 晶体的基本性质是由晶 粒子的运动较活跃，介于固态和气态之间，表现出明显的流动性， 体内部质点呈周期性排列的 结构所决定的 D正确。 均 昌体中各部分的化学组成 答案D 性 密度等都是相同的 知识点2晶体与非晶体 品体的外形和内部结构都具 1.晶体与非晶体的概念 有特有的对称性。在外 上，常有相等的晶面、品棱和 类别 晶体 非晶体 顶角重复出现。这种相网的 性质在不同的方向或位置上 把内部微粒（原子、离子或分子把内部微粒（原子、离子或分子】 存在有规律的重复，就是对 概念 在三维空间里呈周期性有序排 排列呈相对无序状态的固体物 称性 列的固体物质称为晶体 质称为非晶体 在相同的热力学条件下，品 举例 食盐、冰、铁、铜等 玻璃、橡胶、炭黑等 的 体与问种物质的非品体、液 体，气依相比校，其内能最小 2.晶体与非晶体的比较 由于晶体具有最小内能，所 毯 定 以结品状态是一个相对稳定 晶体和非晶体在结构上的差异导致它们在性质上有所不同。 的状态 根据固体的某些性质，可以判断某一固体是晶体还是非晶体。二 149 国避食手册高中化学选择性必修2物质结构与性质尺J 者的具体差异如下： P拓视野 类别 晶体 非晶体 (1)天然的水晶球（如下图） 微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序 自范性 有 无 性质特征 熔点 固定 不固定 水晶球是岩浆里熔融态 各向异性 有 无 的SO2侵入地壳内的空洞后 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的 间接方法 冷却形成的。外层是熔融态 鉴别方法 各向异性判断 SiO2快速冷却形成的看不到 科学方法 对固体进行X射线衍射实验 晶体外形的玛瑙，内层是熔融 举例 NaCL、l、Na晶体等 玻璃、橡胶等 态SiO2竣慢冷却形成的呈现 品体外形的水晶。 3.得到晶体的三条途径 (2)从熔融态结晶出来的 (1)熔融态物质凝固，以硫晶体的形成为例。 硫品体（如下图） 实验步骤 实验现象 实验结论 用研钵把硫黄粉末研细，放入蒸 发皿中，放在三脚架的铁圈上，硫加热熔化，自然冷却熔融态硫凝固可 用酒精灯加热至熔融态，自然冷结晶后，得到黄色晶体获得硫晶体 却结晶后，观察实验现象 (3)凝华得到的碘晶体 (如下图) [注意]熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过 快，常常只得到肉眼看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的 块状物，甚至形成的只是非晶态（玻璃态）。 (4)从饱和硫酸铜溶液中 (2)气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华），以碘晶体的形 析出硫酸铜晶体（如下图） 成为例。 实验步骤 实验现象 实验结论 在一个小烧杯里加入少量碘，用 一个表面皿盖在小烧杯上，并在固体直接变成紫色蒸 表面皿上加少量冷水。把小烧气，蒸气遇冷又重新凝 碘晶体可用凝华 实验操作：向研细的硫酸 杯放在石棉网上用小火加热，观聚成紫黑色的固体 的方法得到 铜粉末中加入一定量的蒸馏 察实验现象 水，加热搅拌使其溶解，直至 (3)溶质从溶液中析出，以氯化钠晶体的形成为例。 不能再溶解为止。自然冷却， 在析出的晶体中选取较大粒 实验步骤 实验现象 实验结论 的作为晶核，继续加热溶解， 在250ml.烧杯中加入半杯饱 重新得到热饱和溶液。用棉 和氯化钠溶液，用滴管滴入浓盐 有白色细小的晶氯化钠晶体可从氯化 体析出 钠的饱和溶液中析出 线的一端栓住品核，并沉入杯 酸，观察实验现象 底，静置，自然冷却结晶。 150 第三章 晶体结构与性质收出组 例2(2024·浙江台州中学期中)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 [解析晶体的形成要具备一定的条件，如温度、压强、结晶速 率等，结晶速率太快，可能导致晶体质量下降，A错误：晶体有固 定的熔点，B错误；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射线衍射可以看到粒子的微观结 构，所以可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃，C正确：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C 易错点1对品体和非品体的基本概念认识错误 误区1：未准确把握区分品体和非晶体的方法。 4纠错练1 区分品体与非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍 下列关于品体和非品体 射实验。不能通过肉眼观察物质外形判断晶体和非晶体。例 的本质区别的叙迷，正确的是 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 ( ）。 称的外形。同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体 A是否县有规则几何外 SiO2和非晶体SiO2。晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙 形的固体 无规则几何外形。 B.物理性质是否有各向 误区2：误认为晶体的熔点一定比非晶体高。 异性 C.是否具有美观对称的 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以不能判 外形 断晶体的熔点一定比非晶体的熔点高。 D.内部构成微粒是否在 误区3：误认为具有固定组成的物质一定是晶体。 空间呈有规则的重复排列 具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体 (一般指非晶体)也有固定的组成。 知识点3晶胞 1.晶胞的含义 图拓考点 能反映晶体结构特征的基本单元（晶体中最小的结构单元叫 对晶胞“无隙并置”的理解 做晶胞)。 如下图所示，A中8个顶 2.晶体（宏观）和晶胞（微观）的关系 角相同，三套各4根平行棱分 晶体由数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 别相同，三套各2个平行面分 151 重滩台手册高中化学 选择性必修2物质结构与性质尺) 无隙并置 别相同，满足“无隙并置” B中8个顶角不同、C中4根 晶胞 平行棱不同、D中平行面不 同，均不满足“无隙并置”（可 无隙 相邻品胞之间没有任何间隙 设想将完全相同的平行六面 无隙 并置 体B、C或D与原图并置，可 并置 所有品胞都是平行排列的，取向相同 知交界面上存在不为两个平 下图所示是铜晶体和铜晶胞，铜晶体由无数个铜晶胞“无隙 行六面体所共有的原子)。 并置”而成。 铜品体 铜品胞 3.晶胞的结构 (1)结构特点：习惯采用的晶胞都是平行六面体。 (2)三种典型立方晶胞结构： 类型 简单立方 体心立方 面心立方 图示 同敲黑板7 除8个顶角上有微粒 氯化钠晶体的组成 结构 仅在平行六面体的 除8个顶角上有微粒 外，平行六面体的6个 氯化钠晶体的晶胞如下图 特点8个顶角上有微粒 外，平行六面体的体 心上还有一个微粒 面的面心上均有一个微 所示，可用均摊法确定其组成。 粒（如铜晶胞】 该品胞中，含Na个数为 4.晶胞中粒子数的计算方法 均摊法 8×日+6×号=4，合C个 (1)均摊法原理： 数为12×+1=4，即晶胞的 均摊是指每个结构单元（晶胞）平均拥有的微粒数目。在晶 组成为“NaCl,”,氯化钠的化 体中，一个微粒（原子、分子或离子）同时为个结构单元（晶胞） 学式为NaCl. 所共有，那么对一个结构单元（晶胞）来讲，该微粒只能算作司。 o Na' (2)立方晶胞中微粒数的计算方法： 对于平行六面体晶胞而言，原子在晶胞的顶角、棱、面上以及 晶胞内时，一个品胞平均占有的原子数分别为名1。用均 摊法计算晶胞为平行六面体的晶体中粒子个数比的方法如下： 152 第三章 晶体结构与性质收鱼 位于 同为8个品胞所共有 (顶点，8个 、顶角 容属于该品胞 晶胞共用) 位于 同为4个品胞所共有 (棱上，4个 棱上 属于该品胞 晶胞共用) 位于 同为2个品胞所共有 (面上，2个 面 支属于该品胞 品胞共用) 位于 整个粒子都属于该 (内部，只属 内部 品胞 于1个品艳) 例3回答下列问题。 (1)图1和图2均为某离子化合物XY的晶体结构的一部分， 刀记方法 其中图 是该晶体的一个晶胞（图中“。”代表X+,“。”代 非平行六面体结构单元中 表Y),共有 个X属于该品胞。 粒子数目的计算 非平行六面体结构单元 中粒子数目的计算同样可用 均摊法，其关键仍然是确定一 图1 图2 个粒子为几个结构单元所共 (2)X(Zn)与Y(S)所形成化合物晶体的晶胞如图3所示。 有。以六棱柱结构单元为例： ①在1个晶胞中，X离子的数目为 2个六棱柱共有 ②该化合物的化学式为 6个六被柱共有 3个六棱柱共有 4个六被柱共有 顶角上的1个原子的数 图3 图4 目计为行：棱上的原子分两种 (3)利用卤化硼法可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如 情况，竖棱上的1个原子的数 图4为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为 ,该功能陶瓷的化学式为 目计为号，横梭上的1个原子 解析(1)若题图2为晶胞，将其在题图1中平移“一个单位” 的数目计为子，面上的1个原 不能发生重合，故题图1为该晶体的晶胞。题图1中，有8个X 位于立方体的顶点，每个顶，点为8个晶胞所共有，6个X位于立 子的款目计为2 方体的西心，为2个晶胞所共有，故晶胞中含有X的个数为8X日十 6×2-4。(2)-个晶胞中Zm+的数目为8×日+6×2=4，S 的数目为4。(3)由晶胞结构示意图并结合均摊法可得B原子的 个数为8×日+1=2.N原子的个数为4X}+1=2,则该功能胸 瓷的化学式为BN。 153 重难点手册高中化学选择性必修2物质结构与性质J 答案(1)1；4。 (2)①4。②ZnS。 (3)2:BN 易错点2对品胞的概念理解有误 8纠错练2 误区1：误认为晶胞就是晶体。 下列有关晶胞的述中 晶胞是描述晶体的基本结构单元。晶体中的大部分粒子 正确的是( 为若干个品胞所共有，不完全属于某个晶胞。 A.品胞的结构就是品体 误区2：误认为晶胞都是平行六面体结构。 的结构 相同晶体中，晶胞的大小和形状完全相同：不同晶体中，晶 B.不同的晶体中晶胞的 胞的大小和形状不一定相同。一般来说，品胞结构为平行六面 大小和形状都相同 体，但也有六棱柱结构的。 C.晶胞中的任何一个粒 子都完全属于该品胞 误区3：误认为晶体的化学式中各原子的数目即为晶胞中 D.已知晶胞的组成就可 各原子的数目。 推知品体的组成 由晶胞组成的品体，其化学式只表示每个晶胞中各类原子 的最简整数比。 知识点4晶体结构的测定 1.测定仪器 国敲黑板 晶体结构的测定仪器为X射线衍射仪。 晶体结构的测定方法 2.测定方法及图谱 (1)直接法 仅阀些原瓷天时留困一→便取生分的网 直接通过实验得到X射 衍射仪 的X射线 明锐的衍射峰 线衍射强度，利用一系列致学 处理推导出结构因子的相角， 3.X射线衍射图谱的应用 实现直接和自动化测定晶体 经过计算可以从衍射图形获得品体结构的相关信息。 结构，是当前测定小分子结构 晶胞的形状和大小可用晶胞参数表示 的主流方法。 分子或原子在微观空间有序排列呈现的 (2)试差法（模型法） 行射图 计算 对称类型 获得 试差法是利用品体的对 原子在晶胞里的数目和位置等 称性和其他性质以及结构规 结合品体化学组成的信息推出原子之间 的相互关系 则，对所研究的结构提出合理 的模型，然后从理论上计算晶 例④下列说法中不正确的是( ）。 体的衍射强度，再把计算值与 A.晶体的X射线衍射实验中，单一波长的X射线通过晶体， 实验值进行比较，并经过多次 在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰 模型修正，使计算值与实验值 B.分析X射线衍射图可获得晶胞的形状和大小、原子在晶胞 尽可能符合实际。 里的数目和位置等信息 C.根据原子的坐标可以计算原子间的距离 D.通过晶体X射线衍射图不能获得键长、键角等有关化学 154 第三章 品体结构与性质收出组 键的信息 解析单一波长的X射线通过晶体，X射线和晶体中的电子 相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰，A正 确：分析X射线衍射图可获得晶胞的形状和大小、分子或原子在 三维空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置 等信息，B正确：通过X射线衍射实验，测定晶胞中各个原子的位 置（坐标），根据原子坐标，可以计算出原子间的距离，C正确：根据 X射线衍射图可以判断出晶体中哪些原子之间存在化学键，确定 键长和键角，从而得出分子的空间结构，D不正确。 [答案D 重难拓展 重难点1晶胞中粒子数的计算及晶体化学式的确定 回记规律 1,晶体化学式的含义 用均摊法确定化学键 一般地，晶体的化学式表示品体（也可以说是晶胞）中各类原 和氢键的数目 子或离子数目的最简整数比。 化学键和氢键的数目的 确定也可以用均摊法。若一 2.用均摊法确定晶胞中粒子的个数 个化学键为”个原子所共有 若晶胞中某个粒子为”个晶胞所共有，则该粒子有1属于 (通常是2个)，那么该化学键 的数日也只能算作 这个晶胞。 如图所示的石墨环中，每 (1)立方晶胞中粒子数的计算方法如下： 个C原子形成3个C一C键， 而每个CC键为2个C原 位于 同为8个晶胞所共有， 顶角 8粒子属于该品胞 子所共有，所以实际上1个 位手 同为4个品胞所共有、 C原子形成号个C-C健，在 棱上 粒子属于该晶胞 12g石墨中C一C键的数目 位 同为2个品胞所共有， 应为1.5NA 面上 粒子属于该品胞 1个暖原为3个六无环所 共有每个元环占，每 位于 个六元环会2个成原于 内部 整个粒子都属于该晶胞 C原予数与C一C纯的 数日之比为2：3 该立方晶胞中所含A微粒的数目为8×日十6×号-4，B微 均摊法还适用于计算氢 键的数目。如图所示，冰中 1个水分子周国有4个水分 粒的数目为12×号十1=4，其化学式（按A,B顺序）为AB。 子，1个水分子与4个水分子 155 国避食手细高中化学选择性必修2物质结构与性质J (2)六棱柱晶胞中不同位置粒子对晶胞的贡献如下： 形成氢键，而每个氢键为2个 水分子所共有，因此平均每个 位于顶角 粒子属 水分子形成2个氢键，18g 于该晶胞 (1mol)冰中含有2mol氢键。 位于上、下 4粒子属 底面棱上 于该晶胞 位于侧面 号粒子属 子 棱上 于该晶胞 位于面上 方粒子属 于该晶胞 位于内部 完全属于 该品胞 冰品休的结构 (3)正三棱柱晶胞含有微粒数的计算方法如下： 位于顶角一为12个品胞所共有， 立粒子属于该晶胞 位于棱上一为6个品胞所共有， 吉粒子属于该品胞 位于底面棱上一为4个品胞所共有， 子粒子属于该品胞 (4)平面结构的最小结构单元含有微粒数的计 算方法： 石墨的晶体结构如右图所示，每一层由6个碳 原子排成六边形，位于顶点的碳原子为3个六边形所共有，每条 棱边为2个六边形所共有。每个六边形中含碳原子数为6×号 2,含棱边数为6×号-3。 3.晶体微粒数与M、p的关系的计算 与晶体有关的计算类型主要有：根据晶胞的结构计算和判断 品体的质量(m)、密度()、相对分子质量(M)或摩尔质量(M)、 阿伏加德罗常数与一个晶胞的组成之间的关系。 常用关系式有：①p=:②M=mNa(m为一个与晶体组成 相同的微粒的质量，如氯化钠晶体的晶胞组成为“NaCL,”)。 156 第三章 品体结构与性质么组 例①(2024·湖北武汉外国语学校月考)科学家合成了一种 高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为apm。 设阿伏加德罗常数的值为N。下列说法错误的是()。 目敲黑板 记牢单位间的换算 oB 1 pm=10-t0 cm, ②K 1 nm=10em. 命Ca 在计算晶胞参数、晶体密 A.晶体的最简化学式为KCaB.C: 度时，一定要注意pm与cm、 B.晶体中与K最近且距离相等的Ca+有8个 nm与cm的正确换算：一定 C.晶胞中由B和C原子构成的多面体有12个面 要区别“√”与“一”（勿将 D晶体的密度为2,17X10 a·Ng·cma “厂”错写为“”)：一定 解折根据晶胞结构可知，K+的个数为8X号=1，C的个 要按照“原子数目（化学式）一 晶胞质量→品胞体积→晶胞 数为1，B原子的个数为12×号=6，C原子的个数为12×号=6， 密度”的步骤进行计算。 故该晶体的最简化学式为KCBC6,A正确；根据晶胞结构可知， K+位于晶胞顶点，C+位于体心，每个K+为8个晶胞所共用，则 晶体中与K+最近且距离相等的Ca+有8个，B正确；根据晶胞结 构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；该 晶体的录商化学式为KCaB.C.,对1个昌跑的质量为兴g,1个 晶胞的体积为a×100cm,则其密度为2.17X10 a3·NA g·cma, D正确。 答案C 易错点3与品体组成有关的计算中的常见错误 国纠错练3 (1)对于由原子通过共价键构成的分子中原子数目的确定： 氯化钙品体的晶胞如图 不能用均摊法。因为图形所示的是1个分子而不是1个 所示。则1个晶胞中含有 晶胞。例如，1个P分子中含有4个P原子，1个S分子 个Ca24、个F 若晶体的密度为ag·cm, 中含有8个S原子，1个C0分子中含有60个C原子，如图。分 则品胞的体积是 子中的原子不为另一个分子所共用，分子之间通过范德华力聚 (只要求列出计算式) 集成品体。 Ca C分子（由正五边形和 CaF,的品胞 P,分子 S,分子 正六边形组成的多面体) 157重难手册高中化学选择性必修2物质结构与性质2J 替换，为NH时。(4)SnBr分子中Sn原子价层电子对 与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否 数=2+4一？X1=3,所以Sm原子的杂化轨道方式为 按一定规律呈周期性重复排列，晶体具有固定的熔、 2 沸点，可以利用X射线衔射实验鉴别晶体和非晶体， p,且含有1个孤电子对，所以该分子为V形分子， D正确.] 孤电子对对成键电子对的排斥力更大，所以其键角小 [纠错练2]D「描述品体结构的基本单位称为品胞， 于120°。] 品胞的结构并不是品体的结构，A错误：相同品体中晶 19.（5:1CH-CH,化剂ECH,一CH, 胞的大小和形状完全相同，不同晶体的晶胞大小和形 (2)极性分子：H::H:sp 状不一定相同，B错误：晶体中的大部分粒子被若千个 1s 2s 2p 晶跑所共有，不完全属于单个晶胞，C错误：已知晶胞 (3四四1：NH分子间能形成氢键。 的组成，利用均推法即可推知品体的组成，D正确。] (4)直线形 4×78 [根据题意可知，A是H,B是N,C是O,D是C(碳)。 [纠错练3]48：aX6.02父10cm。 (1)H,C(碳)形成的某化合物甲是一种重要的化工产 [计算出1个品胞的质量，依据品体的密度与品胞的密 品，可用作水果和蔬菜的催熟剂，则甲为CH,CH 度相同，可由p一受来计算品胞的体积。由题图可知， 分子中有5个G键和1个π键，所以。键与π键的数 1个CaF2晶胞中有8个Ca+在顶角、6个Ca+在面 目之比为5：1。由乙烯制备聚乙烯的反应方程式为 CH-CH,催化剂壬CH。一CH,于。，(2)H,O 心.C数目为8×号十6×令-4：8个F均在品胞内 形成的某化合物乙中含非极性共价键，则乙是HO, 部，F数目为8，即1个晶胞中含有4个C,8个F。 属于极性分子，其电子式是H:::H,O原子采取 1个品胞的质量为4X78g·mo 602Xi0产m0,品胞的密度为 的杂化方式为sp。(3)N元素的基态原子轨道表示 4 1s 2s 2p “g·m,所以晶胞的体积V=Ⅲ_602X10×78g p 4g·cm 式为四个个。与PH相比，NH易液化 4×78 的主要原因是其分子之间存在氢键。(4)笑气(N2O) aX6.02X10cm.] 是一种麻醉剂，有关理论认为NO与C)分子具有 【关键能力提升】 相似的结构。因为CO,是直线形分子，所以NO的 [跟踪练1】]B[获得晶体的一般途径有三种：熔融态 空间结构是直线形。] 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。A,C,D正确。液态水急速冷却到 第三章晶体结构与性质 一108℃得到的是玻璃态物质，不属于晶体，B错误] 第一节物质的聚集状态与品体的常识 [跟踪练2]C[处于顶角的离子同时为8个晶胞所共 【必备知识梳理】 有，每个离子有日属于该晶胞，处于晶胞内的离子完全 [纠错练1]D[有规则儿何外形的固体不一定都是晶 属于该晶跑，则1个氯化铯品胞中有1个Cs和1个 体，如玻璃，A错误：具有各向异性的固体一定是品体。 CI,1mol氯化铯品体的体积为Nacm、质量为 但各向异性不是品体和非品体的本质区别，B错误：美 观对称的固体不一定都是晶体，如玻璃，C错误：晶体 M8,故氯化能品体的密度p号-总·m了 28 参考答架与提示次 【学业质量测评】 20M 量为a.02入108，已知棱长为1X10cm,所以每个 A基础过关练 20M 1.D[根据等离子体的构成可知，等离子体既有带电的 晶胞的体积为101cm,则p= 6.02×10网 10 g·cm1= 阳离子和电子，也有中性的分子或原子，是个复杂的混 5g·m3,解得M≈150。故选D。] 合体系。J 4.D[每个六边形中有6个碳原子，每个碳原子被3个六 2.B[混合物和非晶体无固定熔、沸点，只有②④是纯净 边形所共用，则一个六边形占有的碳原子数为6X号 物且为晶体，有固定熔、沸点。] 3.D[由“熔化了的石蜡呈椭圆形”可知，云母属于晶体， 2,占有的碳碳单健数为6×号-3，所以碳原子数与碳 具有各向异性，不同方向导热性能不同：而石蜡是非晶 碳单键数之比为2：3，故选D,] 体，不具有各向异性。门 5.(1)4:8:XY(或Y:X)。(2)12。 (3)10928', 4B[品体并不是由品胞简单、随意堆积而成的，而是由 (4)2a2aNg·mol'。 晶胞平行排列而成的，且相邻品胞之间没有任何间隙，] [(1)由题给晶胞图可直接看出每个Y周围吸引着4个 5.(1)4.(2)12。(3)2.(4)AB或BA. X,每个X被8个品胞所共用，则X周围有8个等距离 [4)期晶胞平均含有的铜原子数为g×8+之×6= 的Y,晶胞内X与Y的数目之比为(4×名)：1=1： 4。(2)二氧化碳晶胞平均含有的原子数为（日×8十 2,故化学式为XY或Y2X。(2)以某个X为中心补 足8个共用X的品胞，可发现与中心X等距离且最近 之×6)×3=2。(3)根据碳晶胞中碘分子的排列可 的X在3个相切面上，每面有4个，共12个。(3)4个 知，碘晶体中碘分子的排列有2种不同的取向。(4)晶 X围成1个正四面体，Y位于中心，类似甲烷的分子结 构，故∠XYX=109°28'。(4)每摩尔晶胞相当于含有 体M的品胞中，NA):V(B)=(合×8)：1=1：1， 0.5 mol XY:(或YX)故M=心oxNg.moli 故化学式为AB或BA.] 0.5 2a'aNa g.mol B综合提能练 C培优突破练 1.C[晶体的形成都要有一定的条件，如温度、压强，结 M 品速率等，但并不是结晶速率越快越好，速率太快可能 1.(1)5t1。 (2)Nd (3)1236 导致晶体质量下降，A错误：晶体有固定的熔、沸点， [(1)从题图中可以看出.La位于平行六面体的顶角， B错误：X射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根 品胞中1n的原子数为4×是+4×合-1：平行六面体 据微粒是否有规则的排列就能区分出品体与非品体， 的上.下两个面各有2个N原子，4个侧面各有1个 C正确：晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有 Ni原子，体心还有1个N原子，故晶胞中Ni的原子数 密切关系，D错误。] 2.A[由该纳米颗粒的结构图可知，表面粒子数为8（顶 为8×号+1=5。故该晶胞中N原子与a原子的数目 角)十6（面心）=14，而粒子总数为14十8=22，所以表 M 之比为51，(2)晶胞的体积V=NAam。(3)该合金 面粒子数与总粒子数之比为14：22=7：11，A正确.] 3D[设该元素的相对原子质量为M,则20个原子的质 储氢后氢气的密度一m心晶胞中的田=1g·mmX V(晶胞) 29 重难手册高中化学选择性必修2物质结构与性质2J 6)÷[6.02×10md1×(511×10-"m)2×sin60°× 6个P一P键，B错误：SO2晶体中每个硅原子与周围 397×10-1"cm]≈0.111g·cm3,故储氢能力为 4个氧原子形成4个S一O键，D错误。] 0.111g·cm3 898X10g·m7≈1236.] 【关键能力提升】 [跟踪练]B[冰为分子晶体，融化时破坏范德华力 2.(1)sp:=。(2)无。(3)12：MC#。 和氢键，不破坏共价键，A错误：共价品体的榕点高低 [(1)题图1中石墨烯是片层结构，1号C原子与周围 取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，B正确： 3个C原子形成共价键，则该C原子采取sp杂化，该 分子间作用力的大小决定分子晶体熔、沸点的高低，而 C原子与相邻C原子形成的键角为120°。(2)题图2 共价键的键能决定分子晶体的稳定性，C,D错误.] 中1号C原子与周围3个C原子，1个O原子形成4 [跟踪练2]D[三氯化磷，溴化铝，五氟化饥的熔点都 个共价键，该C原子的价电子全部参与成键，故1号C 很低，溴化错在熔融状态时不导电，五氟化钒易溶于乙 原子与相邻C原子不能形成π键。(3)M原子位于品 胞的棱心与内部，则该晶胞中M原子的个数为12×号 醇，氯仿，丙酮，这些都符合分子晶体的特征。碳化铝 的熔点很高，熔融状态不导电，符合共价晶体的特征.] 十9一12。C位于晶胞的8个顶角和6个面心，则该晶 [跟踪练3](1)铬，(2)N>O>A. 胞含有C的个数为8X日+6×号=4，M原子和C的 (3)平面三角形。(4)NH分子间易形成氢键。 个数比为12：4=3：1.故该材料的化学式为MCm。] (5160×10. aNA 第二节分子品体与共价品体 [跟踪练4]C[三种物质都是共价晶体且结构相似， 【必备知识梳理】 因为C的原子半径小于Si,所以键长：CC<CS< [纠错练1](1)2。(2)20。(3)x>>y:水分子间 S一Si,键能：CC>C一S>Si一Si,键能越大，共价品 存在氢键，故沸点最高，硒化氢比硫化氢的相对分子质 体的熔点越高，A正确：NH和PH都是分子品体，但 量大，分子间作用力大，故硒化氢的沸点比硫化氢的高。 NH分子间存在氢键，故NH的沸点较高，B正确：二 [(1)由于1个HO分子与其余4个HO分子形成4个 氧化硅是共价品体，硬度较大，白磷和冰都是分子晶 氢键，而每个氢键为两个HO分子所共有，所以1mol 体，硬度较小，C错误：卤化硅为分子晶体，它们的组成 冰中含有4÷2=2mdl氢键。(2)氢键的键能为断裂 和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越 X一H…Y作用力需要的能量。1个HO分子可形成2个 大，分子间作用力越强，熔点越高，D正确。 氢键，则氢键的键能为(51kJ·mol1一11k·o1)÷ 【学业质量测评】 2=20kJ·mol'。(3)氢键对物质熔、沸点的影响：某 A基础过关练 些氢化物分子间存在氢键，如HO,NH、HF等，会使 1.A[同一周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原 该种氢化物的沸点出现反常。如沸点：H(O>HTe> 子半径：(B)>r(C)>(N),A正确：同一周期元素从 H:Se>H2S.] 左到右，第一电离能有增大的趋势，则第一电离能： [纠错练2]A[品体硅的结构与金刚石相似，每个硅 I1(B)<I(C)<I1(N),B错误；元素的非金属性越强， (碳)原子与周围4个原子形成4个共价键，且每个硅 其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性： (碳)原子在每条键中的贡献只有一半，依据均雄法可 N>C>B,则酸性：HNO>HCO>HBO),C错误： 知，1个硅（碳）原子分得的共价键数为4×号=2，A正 由题给信息可推出硼形成共价晶体，但石墨为混合晶 确，C错误：白磷为正四面体结构，每个P分子中含有 体，固态氮为分子晶体，品体类型不同，D错误] 30