第3章 第1节 物质的聚集状态与晶体的常识-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修2作业与测评课件PPT（人教版2019）

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 预习作业 01 课时作业 02 目录 CONTENTS 预习作业 (建议用时：15分钟) 1．(1)晶体是内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间按一定规律呈________________排列构成的固体物质，如金刚石、氯化钠、干冰等，晶体________自范性。 (2)非晶体是内部粒子(原子、离子或分子)的排列呈____________的分布状态的固体物质，如橡胶、玻璃、松香等，非晶体________自范性。 (3)①自范性是晶体能________呈现________外形的性质。 ②各向异性是指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。 ③晶体有________的熔点。 (4)获得晶体的途径：________物质凝固，________物质冷却不经液态直接凝固(凝华)，________从溶液中析出。 答案 周期性有序 有 相对无序 无 自发地 多面体 不同 固定 熔融态 气态 溶质 预习作业 4 2．(1)晶胞是描述晶体结构的___________。 (2)一般来说，晶胞都是________体，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______________。 ②“并置”是指所有晶胞都是________排列的，取向________。 ③所有晶胞的________及内部的原子____________及几何排列是完全相同的。 (3)以铜的晶胞为例：位于顶角上的铜原子为____个晶胞共用，位于面心上的铜原子为____个晶胞共用，晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是______。 答案 基本单元 平行六面 没有任何间隙 平行 相同 形状 种类、个数 8 2 4 预习作业 5 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性。(　　) (2)晶体一定是固体，固体不一定是晶体。(　　) (3)晶胞都是平行六面体。(　　) (4)熔融态物质冷却凝固一定得到晶体。(　　) (5)粉末状固体也可能是晶体。(　　) (6)区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定的熔点。(　　) √ × √ × √ × 预习作业 6 2．下列物质属于晶体的是(　　) A．立方体形的氯化钠颗粒 B．长方体形的玻璃 C．固体沥青 D．橡胶 答案 预习作业 7 3．下列哪些性质不能区别晶体与非晶体(　　) A．各向异性 B．X射线衍射 C．导电性 D．有无固定的熔点 答案 预习作业 8 4．下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中： 。其中对应的化学式不正确的是(　　) 答案 预习作业 9 解析 预习作业 10 课时作业 (建议用时：40分钟) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★ 对点 晶体 晶体与非晶体的本质差别 晶体的性质 特征 得到晶体的 途径 等离子体 晶体的自范性 晶体的有关 计算 晶体各向 异性 晶体的有关 计算 晶体的有关 计算 晶体的有关 计算 晶体的有关 计算 晶体的有关 计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 12 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．下列物质中属于晶体的是(　　) ①橡胶　②玻璃　③氯化钠固体　④水晶　⑤塑料　⑥胆矾 A．①④⑤ B．②③⑥ C．①③④ D．③④⑥ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 13 2．晶体与非晶体的本质差别是(　　) A．有无各向异性 B．有无一定的几何外形 C．有无固定熔点 D．构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 14 [重难点拨]　晶体与非晶体的区别 提示：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有规则几何外形的物质不一定是晶体，如玻璃、塑料等相关制品不是晶体。 晶体 非晶体 自范性(本质区别) 有 无 固定的熔、沸点 有 无 某些物理性质的各向异性 有 无 X射线衍射(最科学的区分方法)能否产生分立的斑点或明锐的衍射峰 能 不能 举例 NaCl晶体、I2晶体、Na晶体等 玻璃、橡胶等 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 15 3．下列关于晶体的叙述不正确的是(　　) A．晶体有自范性 B．晶体内部质点的排列高度有序 C．晶体的某些物理性质常会表现出各向异性 D．粉末状固体一定不是晶体 解析：当晶体晶粒小时，也为粉末状，D错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 16 4．下列途径不能得到晶体的是(　　) A．熔融态物质快速冷却 B．熔融态物质凝固 C．气态物质凝华 D．溶质从溶液中析出 解析：晶体表现自范性是需要一定条件的，即晶体生长的速率要适当，因此熔融态物质快速冷却时不能得到晶体。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 17 5．下列选项与等离子体无关的是(　　) A．等离子体显示器 B．日光灯和霓虹灯 C．把温度升高到几千摄氏度时水蒸气发生的变化 D．液晶显示器 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 18 6．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是(　　) A．破损的晶体能自动变成规则的多面体 B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块 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：晶体的自范性即晶体能够自发地呈现多面体外形的性质，但“自发”过程的实现仍需要一定的条件，A错误；圆形并不是晶体冰本身自发形成的形状，而是受容器限制形成的，C错误；玻璃是非晶体，D错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 19 7．科学家把C60和K掺杂在一起制造出的物质具有超导性能，其晶胞结构如图所示。该物质中K和C60的个数比为(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 20 8．下列关于晶体各向异性的叙述中，不正确的是(　　) A．晶体具有各向异性的原因是构成晶体的粒子在微观空间里各个方向上呈现周期性的有序排列 B．晶体的对称性是晶体内粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，晶体的对称性与各向异性是矛盾的 C．晶体的各向异性是指晶体在不同方向上的强度、导热性、光学性质等物理性质不同 D．蓝宝石在不同方向上的硬度不同，体现了晶体的各向异性 解析：晶体内粒子在微观空间里排列的高度有序性决定了晶体具有对称性和各向异性，晶体的对称性与各向异性是不矛盾的。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 21 9．现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是(　　) 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 22 解析：利用均摊法确定粒子个数比。8个B粒子居于顶点，一个A粒子居于体心，所以化学式应为AB或BA，A错误；E和F的数目完全一致，且都居于顶点，所以化学式为FE或EF，B正确；一个晶胞内X、Y、Z三种粒子的个数分别为1、3、1，C错误；A粒子居于8个顶点和6个面心，真正属于一个晶胞的A粒子为4个，B粒子居于12条棱上和体心，真正属于一个晶胞的B粒子为4个，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 23 [重难点拨]　晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 24 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 25 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 26 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 27 [重难点拨]　晶胞密度的计算方法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 28 二、非选择题 12．(1)(2024·广东六校高三第二次联考)某MnxOy四方晶胞结构如图所示，该晶胞由O2－和Mna＋构成。 ①该晶胞中Mna＋的价层电子排布式为________。 ②若NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为____________ g·cm－3。 3d3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 29 3d6 答案 离子键、(非极性)共价键 平面正三角形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 30 4 答案 正八面体空隙 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 31 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 32 Cu3Au 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 33 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 34 　　　　　　　　　　　　　 R 解析：A项中X、Y的位置、数目完全等同，化学式为XY，正确；B项中X、Y的个数比为1∶eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)))＝1∶1，化学式为XY，错误；C项中X的数目：4×eq \f(1,8)＋1＝eq \f(3,2)，Y的数目：4×eq \f(1,8)＝eq \f(1,2)，化学式为X3Y，正确；D项中X的数目：8×eq \f(1,8)＝1，Y的数目：6×eq \f(1,2)＝3，Z位于体心，数目为1，化学式为XY3Z，正确。 (1)晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共用，那么每个晶胞对这个粒子分得的份额就是eq \f(1,n)。 (2)方法 ①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共用，每个六边形占eq \f(1,3)。 10.高温下，超氧化钾(KO2)晶体呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞。则下列有关说法不正确的是(　　) A．KO2中既存在离子键也存在共价键 B．一个KO2晶胞中摊得的K＋和Oeq \o\al(－,2)粒子数均为4个 C．晶体中与每个K＋距离最近且相等的Oeq \o\al(－,2)有8个 D．与K＋距离相等且最近的K＋有12个 解析：KO2是由K＋和Oeq \o\al(－,2)构成的，离子间存在离子键，Oeq \o\al(－,2)内存在共价键，A正确；K＋在晶胞的顶角和面心eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)＋6×\f(1,2)＝4))，Oeq \o\al(－,2)处于晶胞的棱上和体心eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(12×\f(1,4)＋1＝4))，B正确；K＋的上下、左右、前后，共6个Oeq \o\al(－,2)与K＋距离最近且相等，C错误；与K＋距离相等且最近的K＋共12个，D正确。 解析：晶胞中平均含有一个Cs＋和一个Cl－，晶胞的质量为eq \f(M,NA) g，体积为a3 cm3，所以晶体密度为eq \f(M,NAa3) g·cm－3。 11.如图是氯化铯晶体的晶胞，已知晶体中两个最近的Cs＋核间距离为a cm，氯化铯的相对分子质量为M，设NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度是(　　) A．eq \f(8M,NAa3) g·cm－3 B．eq \f(8Ma3,NA) g·cm－3 C．eq \f(M,NAa3) g·cm－3 D．eq \f(Ma3,NA) g·cm－3 (1)以晶胞为研究对象，运用均摊法或切割法分析每个晶胞中含有的微粒数，计算一个晶胞的质量m＝eq \f(N·M,NA)(NA为阿伏加德罗常数，N为晶胞中所含微粒个数，M为所含微粒的摩尔质量)。 (2)结合晶胞中的几何关系，计算一个晶胞的体积V。 (3)用m＝eq \a\vs4\al(ρ)·V计算晶胞的密度。 eq \f(174,NA·a2b×10－30) (2)(2024·福建龙岩市上杭一中高三月考)黄铁矿是制取硫酸的主要原料，其主要成分为FeS2，其具有良好的半导体性能。 ①基态Fe2＋的价层电子排布式是________。FeS2晶体中具有的化学键类型是_________________________________。 ②制取硫酸过程中会产生SO3，SO3分子的空间结构为______________。已知SO3分子内有一个多中心Π键，写出Π键的表达式：________(Πeq \o\al(m,n)，n为多中心原子，m为多电子数目)。 Πeq \o\al(6,4) ③FeS2的一种晶体与NaCl晶体的结构相似，该FeS2晶体的一个晶胞中Seq \o\al(2－,2)的数目为_____，晶胞中Seq \o\al(2－,2)位于Fe2＋所形成的________________(填“正四面体空隙”或“正八面体空隙”)的体心，如图给出了FeS2晶胞中的Fe2＋和位于晶胞体心的Seq \o\al(2－,2)(晶胞中的其他Seq \o\al(2－,2)已省略)。 解析：(1)①该晶胞中Mna＋的个数为8×eq \f(1,8)＋1＝2，O2－的个数为4×eq \f(1,2)＋2＝4，则该物质的化学式为MnO2，故阳离子为Mn4＋，根据Mn的电子排布式为[Ar]3d54s2，知Mn4＋的价层电子排布式为3d3。 ②该晶胞的质量为eq \f(55×2＋16×4,NA) g，则该晶体的密度为eq \f(55×2＋16×4,NA（a×10－10）2×b×10－10) g·cm－3＝eq \f(174,NA·a2b×10－30) g·cm－3。 (2)③由晶胞结构可知Fe2＋位于顶点和面心，个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，根据物质组成关系可知，Seq \o\al(2－,2)的数目也为4；根据晶胞结构可知，FeS2晶体的晶胞中，Seq \o\al(2－,2)位于Fe2＋所形成的正八面体空隙的体心。 eq \f(288,ρa3) 13．(1)金和铜可以形成多种金属化合物，其中一种的晶体的晶胞结构如图所示，该金属化合物的化学式为________。 (2)某晶体晶胞结构如图所示，其中Cu均匀地分散在立方体内部，a、b的坐标参数依次为(0，0，0)、eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，则d点Cu原子的坐标参数为________；已知该晶体的晶胞参数为a cm，密度为ρ g·cm－3，则NA＝________。(已知NA表示阿伏加德罗常数的值，列出含a、ρ的计算式) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4))) 解析：(1)Au原子位于顶点，每个晶胞中Au原子数目＝8×eq \f(1,8)＝1，Cu位于晶胞面心，每个晶胞中Cu原子数目＝6×eq \f(1,2)＝3，则该金属化合物的化学式为Cu3Au。 (2)a、b的坐标参数依次为(0，0，0)、eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，则a为坐标系原点，d处于晶胞体对角线上且将体对角线分成长度比为1∶3的两段，可知d点的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))；每个晶胞中Cu原子数目为4，O原子数目为1＋8×eq \f(1,8)＝2，1 mol晶胞的质量为(4×64＋2×16) g＝288 g，则ρ＝eq \f(288,a3×NA)，所以NA＝eq \f(288,ρa3)。 $$