3.1.1物质的聚集状态与晶体的常识(1)知识点+专题突破+专项训练模式导学案-2024-2025学年高二化学上学期同步课件+导学案 (人教版2019选择性必修2)
2024-12-23
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.46 MB |
| 发布时间 | 2024-12-23 |
| 更新时间 | 2024-12-23 |
| 作者 | 黑水之南 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-12-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49531534.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
物质的聚集状态与晶体的常识(1) 导学学案
课程内容: 物质的聚集状态; 晶体的定义、特征、分类、获取途径;与非晶体的区别
1. 学习目标
⑴ 了解物质常见的聚集状态及其特点,知道等离子体和液晶等特殊聚集状态。
⑵ 理解晶体与非晶体的本质差异,掌握晶体的特征:自范性、各向异性、固定熔点。
⑶ 认识晶胞的概念,学会通过均摊法计算晶胞中微粒数目,能根据晶胞确定晶体的化学式。
2. 重 点
⑴ 晶体与非晶体的区别,晶体的特征。
⑵ 晶胞的概念及晶胞中微粒数目的计算。
3. 难 点
⑴ 从微观结构理解晶体与非晶体的性质差异。
⑵ 晶胞中粒子数目的计算方法及晶体化学式的确定。
4. 核心素养
⑴宏观辨识与微观探析:通过观察晶体与非晶体的宏观性质差异,深入探究其微观结构的不同,建立宏观与微观之间的联系。例如,从晶体规则的几何外形推测其内部粒子的规则排列,从非晶体没有固定熔点理解其微观结构的无序性。
⑵证据推理与模型认知:依据晶体和非晶体的 X 射线衍射图谱等证据,推理出它们内部结构的有序性和无序性;构建晶胞模型,通过对晶胞结构的分析和计算,理解晶体的组成和性质,培养利用模型解决化学问题的能力。
第一部分:课业知识精讲
一、物质的聚集状态
1. 聚集状态的多样性
⑴常见的物质聚集状态有 态、 态和 态,但随着科学发展,人们认识到还有其他聚集状态,如 、 、 等。气态物质分子间距 ,分子间作用力较 ,具有流动性和可压缩性;液态物质分子间距比气态 ,分子间作用力较 ,有一定体积但无固定形状;固态物质分子间距最 ,分子间作用力 ,有固定形状和体积。
⑵等离子体是部分电子被剥夺后的 及 被电离后产生的正负离子组成的离子化 状物质,由大量
微粒和 微粒所组成的物质聚集体,如高温火焰、闪电等。宏观上呈电 性,具有良好的 性和 性。例如在高温火焰(如蜡烛火焰)、闪电、霓虹灯等中存在等离子体。
⑶液晶是一种在一定温度范围内既具有液体的 性,又具有晶体的
性的物质状态的材料,常用于液晶 等。
2. 物质聚集状态与性质的关系
⑴不同聚集状态下物质的性质有显著差异,这与粒子间的 、 等因素有关。例如气态物质粒子间距 ,相互作用力 ,具有可压缩性、流动性等特点;固态物质粒子排列 ,作用力 ,有固定形状和体积。
二、晶体与非晶体
1.晶体和非晶体的定义
⑴晶体:内部微粒( 、 或
)在空间按一定规律做 性重复排列构成的固体物质。例如氯化钠晶体,钠离子和氯离子在 维空间交替排列。
⑵非晶体:内部微粒排列相对 序,如玻璃、橡胶、塑料等。
2.晶体的特征
⑴ 自范性:晶体能 地呈现 的性质。在适宜条件下,晶体能够生长出 的 ,如食盐晶体是立方体。而非晶体没有 ,如玻璃加热后可制成各种形状,但不是 形成规则几何外形。
⑵各向异性:晶体在不同方向上的 性质如导电性、导热性、光学性质等 同。例如石墨晶体,在平行于层的方向上导电性 ,而 于层的方向导电性差。非晶体则各向 性。
⑶固定的熔点:晶体加热到 温度时开始熔化,在熔化过程中温度保持 ,直到 熔化后温度才继续上升。例如冰在 0℃时熔化,在熔化过程中温度始终为 0℃。非晶体没有固定的 ,如玻璃在加热过程中逐渐 ,温度持续 。
3. 晶体的分类
⑴根据构成晶体的微粒 及微粒间相互 ,可将常见的晶体类型分为
晶体、 晶体、 晶体、 晶体等四类。
⑵ 晶体:如 NaCl,微粒间作用力为 ; 晶体:如 Cu,微粒间作用力为 ; 晶体:如金刚石,微粒间作用力为 ; 晶体:如干冰,微粒间作用力为 。
4. 晶体与非晶体的本质区别
⑴晶体内部粒子(原子、分子、离子)在三维空间里呈周期性 排列;非晶体内部粒子排列相对 。例如通过 X 射线衍射实验可以发现,晶体的衍射图谱有 的衍射峰,表明其结构的 性,而非晶体的衍射图谱 明锐的衍射峰,呈现 状。
5. 获得晶体的途径
⑴熔融态物质 :如将液态的金属
得到金属晶体。
⑵气态物质 :像气态的碘直接
变成固态碘晶体。
⑶溶质从溶液中 :例如从饱和食盐水中
水分得到食盐晶体。
第二部分:重点专题突破
专题一:晶体与非晶体性质差异辨析题
①下列关于晶体与非晶体的说法中,正确的是( )
A. 晶体一定具有规则的几何外形,非晶体一定没有规则的几何外形
B. 晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
C. 晶体的物理性质表现为各向异性,非晶体的物理性质表现为各向同性
D. 晶体可以导电,非晶体不能导电
②下列物质中属于晶体的是( )
A. 玻璃 B. 橡胶 C. 食盐 D. 沥青
③下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中正确的是( )
A. 是否具有规则几何外形的固体 B. 是否具有固定组成的物质
C. 是否具有美观对称的外形 D. 内部微粒在空间是否按一定规律做周期性重复排列
专题二:晶胞中微粒数目和距离的计算
①下列有关晶胞的计算错误的是( )
A. 已知铜晶胞为面心立方最密堆积,晶胞边长为 a cm,则铜原子的半径为√2a/4 cm
B. 已知 NaCl 晶胞中钠离子与氯离子的最短距离为 b cm,则两个氯原子距离为 2b cm
C. 已知干冰晶胞为面心立方晶胞,晶胞中二氧化碳分子数为 4
D. 已知金刚石晶胞中碳原子位于顶点、面心和体内,则晶胞中碳原子数为 8
②在正六面体晶胞中,晶胞中微粒数目的计算方法为均摊法,下列说法不正确的是( )
A. 位于顶点的微粒,每个晶胞占 1/8
B. 位于棱上的微粒,每个晶胞占 1/4
C. 位于面上的微粒,每个晶胞占 1/2
D. 位于晶胞内部的微粒,每个晶胞占 1/3
③已知某晶体的晶胞参数为 a nm,则该晶胞的体积为____________nm³。
专题三:根据晶胞确定晶体化学式或晶体类别
①体心立方体中,X原子位于体心,Y原子位于顶点,则该晶体的化学式为( )
A. X₂Y B. XY C. X₄Y D. XY₄
②下列晶体中,其中任何一个原子都被相邻四个原子包围,以共价键形成正四面体,并向空间伸展成网状结构的是( )
A. 四氯化碳 B. 石墨 C. 金刚石 D. 二氧化硅
③某晶体的晶胞是一个立方体,其中 8 个顶点被同一种微粒 A 占据,立方体的中心被另一种微粒 B 占据,则该晶体的化学式为____________。
专题四:晶体类型判断与性质关联题
①下列晶体中,化学键种类相同,晶体类型也相同的是( )
A. SO₂与 SiO₂ B. CO₂与 H₂O C. NaCl 与 HCl D. CCl₄与 KCl
②下列物质的晶体类型与其他三种不同的是( )
A. 二氧化硅 B. 碳化硅 C. 晶体硅 D. 二氧化硫
③ 下列有关晶体的叙述中,错误的是( )
A. 离子晶体在熔化时,离子键被破坏,而分子晶体熔化时化学键不被破坏
B. 白磷晶体中,白磷分子之间通过共价键结合
C. 石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体
D. 构成分子晶体的粒子中不一定存在共价键
④ 关于晶体的叙述中,正确的是( )
A. 原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
B. 分子晶体中,分子间的作用力越大,该分子越稳定
C. 分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
D. 某晶体溶于水后,可电离出自由移动的离子,该晶体一定是离子晶体
专题五:物质聚集状态的考查
①下列关于物质聚集状态的叙述错误的是( )
A. 物质的聚集状态有气态、液态和固态三种基本形式
B. 气态物质微粒间距离较大,且微粒能自由运动
C. 液态物质微粒间距离比固态大,比气态小
D. 固态物质微粒间距离最小,只能在固定位置振动
②下列关于等离子体的叙述中,错误的是( )
A. 等离子体是物质的一种聚集状态 B. 等离子体是很好的导体
C. 等离子体中有的微粒带有电荷 D. 等离子体呈电中性
③下列关于液晶的叙述中,错误的是( )
A. 液晶是物质的一种聚集状态 B. 液晶具有流动性
C. 液晶具有晶体的光学各向异性 D. 液晶就是液态的晶体
第三部分:课后专项训练
一、选择题
1. 下列物质属于晶体的是( )
A. 玻璃 B. 橡胶 C. 食盐 D. 沥青
2. 下列关于晶体与非晶体的说法正确的是( )
A. 晶体一定是透明的固体 B. 晶体有自范性,非晶体没有自范性
C. 非晶体都不导电 D. 晶体与非晶体的本质区别是有无固定熔点
3. 下列关于晶体与非晶体的说法错误的是( )
A. 晶体一定有规则的几何外形,而非晶体则没有
B. 晶体有固定熔点,非晶体没有固定熔点
C. 晶体和非晶体的本质区别是晶体内部微粒排列有序,非晶体内部微粒排列无序
D. 晶体都有各向异性
4. 下列晶体中,属于原子晶体的是( )
A. 干冰 B. 金刚石 C. 氯化钠 D. 冰
5. 下列哪种性质不能用来区分晶体和非晶体( )
A. 各向异性 B. X 射线衍射 C. 导电性 D. 熔点
6. 下列关于晶体的自范性的叙述正确的是( )
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
D. 由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
7. 对于某一确定的晶体来说,下列描述中正确的是( )
A. 不同方向上物质微粒的排列情况相同 B. 微粒之间存在的作用力只有化学键
C. 晶体的熔点是固定不变的 D. 最小的重复结构单元是晶胞
8. 下列晶体中,晶胞不是平行六面体的是( )
A. 氯化钠 B. 金刚石 C. 干冰 D. 石墨
9. 下列物质中,不属于晶体的是( )
A. 冰 B. 海波 C. 松香 D. 金刚石
10. 下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是( )
A. 具有规则几何外形的固体均为晶体
B. 晶体具有自范性,非晶体没有自范性
C. 晶体研碎后即变为非晶体
D. 将玻璃加工成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
11. 下列关于晶体与非晶体的说法中正确的是( )
A. 晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点 B. 晶体有自范性,非晶体没自范性
C. 晶体内部微粒排列有序,非晶体内部微粒排列无序 D. 以上说法都正确
12. 关于晶体的下列说法正确的是( )
A. 只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
B. 离子晶体中一定含金属阳离子
C. 在共价化合物分子中各原子都形成 8 电子稳定结构
D. 分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低
13. 下列晶体中,熔点最高的是( )
A. 氟化钾 B. 干冰 C. 碳化硅 D. 氯化钠
14. 下列有关晶胞的说法正确的是( )
A. 晶胞是晶体中最小的结构单元 B. 不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同
C. 晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞 D. 已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
15. 下列关于晶体结构的描述正确的是( )
A. 冰中存在极性共价键、氢键两种化学键
B. 金属钾的晶胞空间堆积方式为面心立方最密堆积
C. 金刚石的网状结构中,由共价键形成的最小碳环上有 6 个碳原子
D. 干冰的晶胞是体心立方晶胞
16. 下列晶体中不存在分子间作用力的是( )
A. 氯化铵 B. 固态氩 C. 冰醋酸 D. 白磷
17. 下列物质固态时,一定是分子晶体的是( )
A. 酸性氧化物 B. 非金属单质 C. 碱性氧化物 D. 含氧酸
18. 下列关于晶体的说法正确的是( )
A. 晶体的形状与形成条件无关
B. 晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列
C. 晶体的各向异性是由于晶体内部微粒的排列不规则
D. 晶体的熔点一定比非晶体高
19. 下列物质有固定熔点的是( )
A. 玻璃 B. 石蜡 C. 水晶 D. 沥青
20. 关于晶体各向异性的叙述中,不正确的是( )
A. 晶体在不同方向上的导电性不同 B. 晶体在不同方向上的导热性不同
C. 晶体在不同方向上的光学性质不同 D. 晶体在不同方向上的化学性质不同
21. 下列晶体中,微粒之间的作用力类型相同的是( )
A. 食盐、冰醋酸 B. 硅、铁 C. 金刚石、水晶 D. 干冰、石墨
22. 下列物质的晶体中不存在分子的是( )
A. 二氧化碳 B. 二氧化硫 C. 二氧化硅 D. 二硫化碳
23. 下列晶体中,属于分子晶体的是( )
A. 干冰 B. 氯化钠 C. 金刚石 D. 铜
24. 下列物质的晶体直接由原子构成的是( )
A. 二氧化硫 B. 二氧化硅 C. 氯化钠 D. 四氯化碳
25. 下列晶体的形成过程中,需要克服分子间作用力的是( )
A. 硅晶体 B. 碘晶体 C. 氯化钠晶体 D. 氢氧化钠晶体
物质的聚集状态与晶体的常识(1)
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一、填空题
1. 物质的聚集状态主要有气态、液态、固态,其中固态可分为__________和非晶体两类。
2. 晶体具有规则的几何外形,其内部微粒在空间按一定规律做______________排列。
3. 常见的晶体有氯化钠晶体,其中钠离子和氯离子的个数比为______________。
4. 晶体的自范性是指在适宜条件下,晶体能够自发地呈现______________的性质; 晶体有______________的熔点,而非晶体没有固定的熔点。
5. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是进行__________________________实验。
6. 晶体硅的结构与金刚石相似,晶体硅中硅原子之间以__________键结合;若晶胞中某原子位于晶胞的棱上,那么该原子被______________个晶胞共用。
7. 晶体的各向异性是由于晶体内部微粒在不同方向上的___________________不同引起的。
8. 石墨晶体具有层状结构,在层内碳原子之间通过__________键相结合,在层与层之间碳原子通过______________相互作用。石墨晶体在平行于层的方向上导电性比垂直于层的方向上导电性__________(填“好”或“差”),这体现了晶体的__________________的性质。
9. 冰是一种晶体,冰晶体中水分子之间主要的作用力是______________。
10. 从晶体的分类来看,干冰是固态二氧化碳,其晶体类型是______________晶体;硝酸钾属于___________晶体;石英晶体的主要成分是二氧化硅,其晶体类型是__________晶体。
11. 组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越______,熔点越高。
12. 石墨是一种混合型晶体,它既有共价键,又有__________________力;碘晶体升华时,克服的作用力是______________________________。
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物质的聚集状态与晶体的常识(1) 导学学案
课程内容: 物质的聚集状态; 晶体的定义、特征、分类、获取途径;与非晶体的区别
1. 学习目标
⑴ 了解物质常见的聚集状态及其特点,知道等离子体和液晶等特殊聚集状态。
⑵ 理解晶体与非晶体的本质差异,掌握晶体的特征:自范性、各向异性、固定熔点。
⑶ 认识晶胞的概念,学会通过均摊法计算晶胞中微粒数目,能根据晶胞确定晶体的化学式。
2. 重 点
⑴ 晶体与非晶体的区别,晶体的特征。
⑵ 晶胞的概念及晶胞中微粒数目的计算。
3. 难 点
⑴ 从微观结构理解晶体与非晶体的性质差异。
⑵ 晶胞中粒子数目的计算方法及晶体化学式的确定。
4. 核心素养
⑴宏观辨识与微观探析:通过观察晶体与非晶体的宏观性质差异,深入探究其微观结构的不同,建立宏观与微观之间的联系。例如,从晶体规则的几何外形推测其内部粒子的规则排列,从非晶体没有固定熔点理解其微观结构的无序性。
⑵证据推理与模型认知:依据晶体和非晶体的 X 射线衍射图谱等证据,推理出它们内部结构的有序性和无序性;构建晶胞模型,通过对晶胞结构的分析和计算,理解晶体的组成和性质,培养利用模型解决化学问题的能力。
第一部分:课业知识精讲
一、物质的聚集状态
1. 聚集状态的多样性
⑴常见的物质聚集状态有气态、液态和固态,但随着科学发展,人们认识到还有其他聚集状态,如等离子体、离子液体、液晶等。气态物质分子间距大,分子间作用力较小,具有流动性和可压缩性;液态物质分子间距比气态小,分子间作用力较强,有一定体积但无固定形状;固态物质分子间距最小,分子间作用力强,有固定形状和体积。
⑵等离子体是部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质,由大量带电微粒和中性微粒所组成的物质聚集体,如高温火焰、闪电等。宏观上呈电中性,具有良好的导电性和流动性。例如在高温火焰(如蜡烛火焰)、闪电、霓虹灯等中存在等离子体。
⑶液晶是一种在一定温度范围内既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性的物质状态的材料,常用于液晶显示器等。
2. 物质聚集状态与性质的关系
⑴不同聚集状态下物质的性质有显著差异,这与粒子间的距离、作用力等因素有关。例如气态物质粒子间距大,相互作用力弱,具有可压缩性、流动性等特点;固态物质粒子排列紧密,作用力强,有固定形状和体积。
二、晶体与非晶体
1.晶体和非晶体的定义
⑴晶体:内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。例如氯化钠晶体,钠离子和氯离子在三维空间交替排列。
⑵非晶体:内部微粒排列相对无序,如玻璃、橡胶、塑料等。
2.晶体的特征
⑴ 自范性:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。在适宜条件下,晶体能够生长出规则的几何外形,如食盐晶体是立方体。而非晶体没有自范性,如玻璃加热后可制成各种形状,但不是自发形成规则几何外形。
⑵各向异性:晶体在不同方向上的物理性质如导电性、导热性、光学性质等不同。例如石墨晶体,在平行于层的方向上导电性良好,而垂直于层的方向导电性差。非晶体则各向同性。
⑶固定的熔点:晶体加热到一定温度时开始熔化,在熔化过程中温度保持不变,直到全部熔化后温度才继续上升。例如冰在 0℃时熔化,在熔化过程中温度始终为 0℃。非晶体没有固定的熔点,如玻璃在加热过程中逐渐软化,温度持续上升。
3. 晶体的分类
⑴根据构成晶体的微粒种类及微粒间相互作用,可将常见的晶体类型分为离子晶体、金属晶体、原子晶体、分子晶体等四类。
⑵离子晶体:如 NaCl,微粒间作用力为离子键;金属晶体:如 Cu,微粒间作用力为金属键;原子晶体:如金刚石,微粒间作用力为共价键;分子晶体:如干冰,微粒间作用力为分子间作用力。
4. 晶体与非晶体的本质区别
⑴晶体内部粒子(原子、分子、离子)在三维空间里呈周期性有序排列;非晶体内部粒子排列相对无序。例如通过 X 射线衍射实验可以发现,晶体的衍射图谱有明锐的衍射峰,表明其结构的周期性,而非晶体的衍射图谱没有明锐的衍射峰,呈现弥散状。
5. 获得晶体的途径
⑴熔融态物质凝固:如将液态的金属冷却凝固得到金属晶体。
⑵气态物质凝华:像气态的碘直接冷却变成固态碘晶体。
⑶溶质从溶液中析出:例如从饱和食盐水中蒸发水分得到食盐晶体。
第二部分:重点专题突破
专题一:晶体与非晶体性质差异辨析题
①下列关于晶体与非晶体的说法中,正确的是( )
A. 晶体一定具有规则的几何外形,非晶体一定没有规则的几何外形
B. 晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
C. 晶体的物理性质表现为各向异性,非晶体的物理性质表现为各向同性
D. 晶体可以导电,非晶体不能导电
答案:BC
解析:A 选项,多晶体可能没有规则几何外形;D 选项,晶体不一定能导电,如蔗糖晶体,非晶体也不一定不导电,如石墨非晶体能导电。而晶体有固定熔点,非晶体没有固定熔点是二者的本质区别之一,所以 B 正确。
②下列物质中属于晶体的是( )
A. 玻璃 B. 橡胶 C. 食盐 D. 沥青
答案:C
解析:玻璃、橡胶、沥青都属于非晶体,没有固定的熔点和规则的几何外形。食盐(氯化钠)是离子晶体,有固定熔点且钠离子和氯离子在空间按一定规律排列。
③下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中正确的是( )
A. 是否具有规则几何外形的固体 B. 是否具有固定组成的物质
C. 是否具有美观对称的外形 D. 内部微粒在空间是否按一定规律做周期性重复排列
答案:D
解析:晶体与非晶体的本质区别是内部微粒在空间是否按一定规律做周期性重复排列。有规则几何外形或美观对称外形、固定组成的物质不一定是晶体。
专题二:晶胞中微粒数目和距离的计算
①下列有关晶胞的计算错误的是( )
A. 已知铜晶胞为面心立方最密堆积,晶胞边长为 a cm,则铜原子的半径为√2a/4 cm
B. 已知 NaCl 晶胞中钠离子与氯离子的最短距离为 b cm,则两个氯原子距离为 2b cm
C. 已知干冰晶胞为面心立方晶胞,晶胞中二氧化碳分子数为 4
D. 已知金刚石晶胞中碳原子位于顶点、面心和体内,则晶胞中碳原子数为 8
答案:B
解析:A 选项,面心立方最密堆积中原子半径与晶胞边长关系正确;C 选项,面心立方晶胞中二氧化碳分子数计算正确;D 选项,金刚石晶胞中碳原子数计算正确。对于 B 选项,NaCl 晶胞中钠离子与氯离子的最短距离为 b cm,则两个氯原子距离为√2b cm。
②在正六面体晶胞中,晶胞中微粒数目的计算方法为均摊法,下列说法不正确的是( )
A. 位于顶点的微粒,每个晶胞占 1/8
B. 位于棱上的微粒,每个晶胞占 1/4
C. 位于面上的微粒,每个晶胞占 1/2
D. 位于晶胞内部的微粒,每个晶胞占 1/3
答案:D
解析:位于晶胞内部的微粒完全属于该晶胞,是占 100%,D 错误,A、B、C 选项均为均摊法的正确规则。
③已知某晶体的晶胞参数为 a nm,则该晶胞的体积为______nm³。
答案:a3
解析:立方体晶胞体积 = 边长3,所以晶胞体积为 a3 nm3。
专题三:根据晶胞确定晶体化学式或晶体类别
①体心立方体中,X原子位于体心,Y原子位于顶点,则该晶体的化学式为( )
A. X₂Y B. XY C. X₄Y D. XY₄
答案:B
解析:Y 位于顶点,晶胞占有 Y 的个数为 8×1/8 = 1;X 位于体心,晶胞占有 X 的个数为 1。所以该晶体中 X、Y 的个数比为 1:1,化学式为 XY。
②下列晶体中,其中任何一个原子都被相邻四个原子包围,以共价键形成正四面体,并向空间伸展成网状结构的是( )
A. 四氯化碳 B. 石墨 C. 金刚石 D. 二氧化硅
答案:C
解析:金刚石中每个碳原子都与相邻四个碳原子以共价键形成正四面体结构,并向空间伸展成网状原子晶体结构。四氯化碳是分子晶体,不是网状结构;石墨是层状结构;二氧化硅中硅原子与四个氧原子相连,但氧原子不是与四个硅原子相连,不是正四面体网状结构。
③某晶体的晶胞是一个立方体,其中 8 个顶点被同一种微粒 A 占据,立方体的中心被另一种微粒 B 占据,则该晶体的化学式为______。
答案:AB
解析:顶点微粒 A 被 8 个晶胞共用,所以属于一个晶胞的 A 微粒数为 8×(1/8)=1,中心微粒 B 完全属于该晶胞,所以化学式为 AB。
专题四:晶体类型判断与性质关联题
①下列晶体中,化学键种类相同,晶体类型也相同的是( )
A. SO₂与 SiO₂ B. CO₂与 H₂O C. NaCl 与 HCl D. CCl₄与 KCl
答案:B
解析:A 选项,SO₂ 是分子晶体,含共价键,SiO₂ 是共价晶体,含共价键;B 选项,CO₂ 和 H₂O 都是分子晶体,都含共价键;C 选项,NaCl 是离子晶体,含离子键,HCl 是分子晶体,含共价键;D 选项,CCl₄ 是分子晶体,含共价键,KCl 是离子晶体,含离子键。所以选 B。
②下列物质的晶体类型与其他三种不同的是( )
A. 二氧化硅 B. 碳化硅 C. 晶体硅 D. 二氧化硫
答案:D
解析:A、B、C 选项中的二氧化硅、碳化硅、晶体硅均为原子晶体,而二氧化硫是分子晶体。
③ 下列有关晶体的叙述中,错误的是( )
A. 离子晶体在熔化时,离子键被破坏,而分子晶体熔化时化学键不被破坏
B. 白磷晶体中,白磷分子之间通过共价键结合
C. 石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体
D. 构成分子晶体的粒子中不一定存在共价键
答案:B
解析:A 选项,离子晶体熔化破坏离子键,分子晶体熔化破坏分子间作用力,化学键不被破坏;B 选项,白磷晶体是分子晶体,结构粒子之间通过分子间作用力结合,白磷分子内原子间通过共价键结合;C 选项,石英(二氧化硅)是原子晶体,由硅原子和氧原子通过共价键形成空间网状结构;D 选项,稀有气体形成的分子晶体中不存在共价键。
④ 关于晶体的叙述中,正确的是( )
A. 原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
B. 分子晶体中,分子间的作用力越大,该分子越稳定
C. 分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
D. 某晶体溶于水后,可电离出自由移动的离子,该晶体一定是离子晶体
答案:A
解析:A 选项,原子晶体中,共价键键能越大,原子间结合越牢固,熔、沸点越高;B 选项,分子间作用力影响分子晶体的熔、沸点,分子的稳定性取决于分子内共价键的强弱;C 选项,分子晶体熔、沸点与分子间作用力有关,与分子内共价键键能无关;D 选项,氯化氢溶于水可电离出自由移动离子,但氯化氢是分子晶体。
专题五:物质聚集状态的考查
①下列关于物质聚集状态的叙述错误的是( )
A. 物质的聚集状态有气态、液态和固态三种基本形式
B. 气态物质微粒间距离较大,且微粒能自由运动
C. 液态物质微粒间距离比固态大,比气态小
D. 固态物质微粒间距离最小,只能在固定位置振动
答案:D
解析:固态物质微粒间距离较小,原子核只能在固定位置振动,而金属晶体中的自由电子可以自由移动。
②下列关于等离子体的叙述中,错误的是( )
A. 等离子体是物质的一种聚集状态 B. 等离子体是很好的导体
C. 等离子体中有的微粒带有电荷 D. 等离子体呈电中性
答案:B
解析:等离子体是由大量带电微粒和中性微粒所组成的物质聚集体,是物质的一种聚集状态,呈电中性,其中微粒带有电荷,但不能说等离子体是很好的导体,它的导电性取决于具体组成和条件等,B 错误。
③下列关于液晶的叙述中,错误的是( )
A. 液晶是物质的一种聚集状态 B. 液晶具有流动性
C. 液晶具有晶体的光学各向异性 D. 液晶就是液态的晶体
答案:D
解析:液晶是介于液态和晶态之间的物质聚集状态,具有液体的流动性和晶体的各向异性,但不是液态的晶体,它有独特的性质和结构,D 错误。
第三部分:课后专项训练
一、选择题
1. 下列物质属于晶体的是( )
A. 玻璃 B. 橡胶 C. 食盐 D. 沥青
答案:C
解析:晶体有固定的熔点和规则的几何外形。玻璃、橡胶、沥青都属于非晶体,没有固定熔点且外形不规则。食盐(氯化钠)是离子晶体,有固定熔点和规则的立方体外形。
2. 下列关于晶体与非晶体的说法正确的是( )
A. 晶体一定是透明的固体 B. 晶体有自范性,非晶体没有自范性
C. 非晶体都不导电 D. 晶体与非晶体的本质区别是有无固定熔点
答案:B
解析:A 选项,晶体不一定透明,如金属晶体;C 选项,石墨是非晶体但能导电;D 选项,晶体与非晶体的本质区别是粒子在微观空间里是否呈现周期性有序排列。晶体有自范性,能自发地呈现多面体外形,非晶体没有自范性。
3. 下列关于晶体与非晶体的说法错误的是( )
A. 晶体一定有规则的几何外形,而非晶体则没有
B. 晶体有固定熔点,非晶体没有固定熔点
C. 晶体和非晶体的本质区别是晶体内部微粒排列有序,非晶体内部微粒排列无序
D. 晶体都有各向异性
答案:A
解析:A 选项,晶体有自范性,在适宜条件下能呈现规则几何外形,但不是所有晶体都有规则几何外形,如硫酸铜晶体形状不规则,A 错误;B 选项,晶体有固定熔点,非晶体在加热时逐渐软化、熔化,没有固定熔点,B 正确;C 选项,晶体和非晶体的本质区别就是微粒排列是否有序,C 正确。
4. 下列晶体中,属于原子晶体的是( )
A. 干冰 B. 金刚石 C. 氯化钠 D. 冰
答案:B
解析:干冰是分子晶体,由二氧化碳分子构成;金刚石是原子晶体,由碳原子以共价键相连形成空间网状结构;氯化钠是离子晶体;冰是分子晶体,由水分子构成。
5. 下列哪种性质不能用来区分晶体和非晶体( )
A. 各向异性 B. X 射线衍射 C. 导电性 D. 熔点
答案:C
解析:晶体具有各向异性、有固定熔点,非晶体没有。X 射线衍射可用于测定物质的晶体结构,区分晶体与非晶体。而导电性不是区分晶体和非晶体的典型性质,晶体和非晶体都可能导电或不导电。
6. 下列关于晶体的自范性的叙述正确的是( )
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
D. 由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
答案:B
解析:A 选项,晶体的自范性是在适宜条件下,晶体能自发地呈现多面体外形,破损晶体在固态时一般不能自动恢复规则形状;C 选项,圆形容器中结出的冰是圆形是因为容器形状影响,不是自范性体现;D 选项,玻璃是非晶体,不存在自范性。而缺角氯化钠晶体在饱和溶液中,因离子会在晶体表面规则沉积,可慢慢变为完美立方体晶块,体现自范性。
7. 对于某一确定的晶体来说,下列描述中正确的是( )
A. 不同方向上物质微粒的排列情况相同 B. 微粒之间存在的作用力只有化学键
C. 晶体的熔点是固定不变的 D. 最小的重复结构单元是晶胞
答案:D
解析:A 选项,晶体具有各向异性,不同方向上物质微粒排列情况不同;B 选项,微粒间作用力除化学键外可能还有分子间作用力等;C 选项,晶体熔点受外界压强等因素影响,不是绝对固定不变。晶胞是晶体的最小重复结构单元。
8. 下列晶体中,晶胞不是平行六面体的是( )
A. 氯化钠 B. 金刚石 C. 干冰 D. 石墨
答案:D
解析:氯化钠、金刚石、干冰的晶胞都是平行六面体,石墨是混合晶体,其晶体结构较为复杂,晶胞不是平行六面体。
9. 下列物质中,不属于晶体的是( )
A. 冰 B. 海波 C. 松香 D. 金刚石
答案:C
解析:松香是非晶体,没有固定熔点和规则几何外形,冰是水分子构成的晶体,海波是硫代硫酸钠晶体,金刚石是碳原子构成的原子晶体。
10. 下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是( )
A. 具有规则几何外形的固体均为晶体
B. 晶体具有自范性,非晶体没有自范性
C. 晶体研碎后即变为非晶体
D. 将玻璃加工成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
答案:B
解析:A 选项,具有规则几何外形的固体不一定是晶体,如玻璃加工成规则的几何外形,晶体具有自发规范的几何外形;晶体研碎后仍为晶体,细小晶体。
11. 下列关于晶体与非晶体的说法中正确的是( )
A. 晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点 B. 晶体有自范性,非晶体没自范性
C. 晶体内部微粒排列有序,非晶体内部微粒排列无序 D. 以上说法都正确
答案:D
解析:晶体有固定熔点、规则几何外形(在适宜条件下)、内部微粒排列有序;非晶体没有固定熔点、无规则几何外形、内部微粒排列无序,A、B、C 选项分别阐述了晶体与非晶体的不同方面特征,都是正确的。
12. 关于晶体的下列说法正确的是( )
A. 只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
B. 离子晶体中一定含金属阳离子
C. 在共价化合物分子中各原子都形成 8 电子稳定结构
D. 分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低
答案:D
解析:A 选项,含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体;B 选项,离子晶体中不一定含金属阳离子,如铵盐是离子晶体但不含金属阳离子;C 选项,共价化合物分子中不是各原子都形成 8 电子稳定结构,如 HCl 中 H 原子是 2 电子稳定结构;D 选项,如汞在常温下是液态金属,熔点较低,而一些分子晶体熔点较高,所以分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低。
13. 下列晶体中,熔点最高的是( )
A. 氟化钾 B. 干冰 C. 碳化硅 D. 氯化钠
答案:C
解析:碳化硅是原子晶体,原子晶体熔点较高;氟化钾和氯化钠是离子晶体,熔点比原子晶体低;干冰是分子晶体,熔点最低。所以碳化硅熔点最高。
14. 下列有关晶胞的说法正确的是( )
A. 晶胞是晶体中最小的结构单元 B. 不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同
C. 晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞 D. 已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
答案:D
解析:A 选项,晶胞是描述晶体结构的基本单元,但不一定是最小结构单元,如:CsCl ;A 错误;B 选项,不同晶体的晶胞大小和形状不同,B 错误;C 选项,晶胞中的粒子有的是与其他晶胞共用的,如顶点、棱上、面上的粒子,C 错误;D 选项,根据晶胞中微粒的种类和数目可推知晶体的组成,D 正确。
15. 下列关于晶体结构的描述正确的是( )
A. 冰中存在极性共价键、氢键两种化学键
B. 金属钾的晶胞空间堆积方式为面心立方最密堆积
C. 金刚石的网状结构中,由共价键形成的最小碳环上有 6 个碳原子
D. 干冰的晶胞是体心立方晶胞
答案:C
解析:A 选项,冰中存在极性共价键,氢键不是化学键;B 选项,金属钾的晶胞空间堆积方式为体心立方堆积;C 选项,金刚石的网状结构中,由共价键形成的最小碳环上有 6 个碳原子;D 选项,干冰的晶胞是面心立方晶胞。
16. 下列晶体中不存在分子间作用力的是( )
A. 氯化铵 B. 固态氩 C. 冰醋酸 D. 白磷
答案:A
解析:氯化铵是离子晶体,离子晶体中不存在分子间作用力,只存在离子键。固态氩是单原子分子晶体、冰醋酸和白磷都是分子晶体,都存在分子间作用力。
17. 下列物质固态时,一定是分子晶体的是( )
A. 酸性氧化物 B. 非金属单质 C. 碱性氧化物 D. 含氧酸
答案:D
解析:A 选项,酸性氧化物如二氧化硅是原子晶体;B 选项,非金属单质如金刚石是原子晶体;C 选项,碱性氧化物如氧化钙是离子晶体;D 选项,含氧酸都是分子晶体。
18. 下列关于晶体的说法正确的是( )
A. 晶体的形状与形成条件无关
B. 晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列
C. 晶体的各向异性是由于晶体内部微粒的排列不规则
D. 晶体的熔点一定比非晶体高
答案:B
解析:A 选项,晶体的形状与形成条件有关;C 选项,晶体的各向异性是由于晶体内部微粒按一定规律作周期性重复排列且不同方向排列情况不同;D 选项,晶体熔点不一定比非晶体高,如汞的熔点比一些分子晶体低。晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部微粒按一定规律周期性重复排列。
19. 下列物质有固定熔点的是( )
A. 玻璃 B. 石蜡 C. 水晶 D. 沥青
答案:C
解析:水晶是二氧化硅晶体,有固定熔点。玻璃、石蜡、沥青都是非晶体,没有固定熔点,在加热过程中逐渐软化、熔化。
20. 关于晶体各向异性的叙述中,不正确的是( )
A. 晶体在不同方向上的导电性不同 B. 晶体在不同方向上的导热性不同
C. 晶体在不同方向上的光学性质不同 D. 晶体在不同方向上的化学性质不同
答案:D
解析:晶体各向异性主要体现在物理性质方面,如导电性、导热性、光学性质等在不同方向上不同,而化学性质在不同方向上是相同的,因为晶体内部微粒的化学组成相同,D 错误。
21. 下列晶体中,微粒之间的作用力类型相同的是( )
A. 食盐、冰醋酸 B. 硅、铁 C. 金刚石、水晶 D. 干冰、石墨
答案:C
解析:A 选项,食盐是离子晶体,微粒间作用力是离子键,冰醋酸是分子晶体,微粒间作用力是分子间作用力;B 选项,硅是原子晶体,微粒间作用力是共价键,铁是金属晶体,微粒间作用力是金属键;C 选项,金刚石和水晶(二氧化硅)都是原子晶体,微粒间作用力都是共价键;D 选项,干冰是分子晶体,微粒间作用力是分子间作用力,石墨是混合晶体,存在共价键、金属键等多种作用力。
22. 下列物质的晶体中不存在分子的是( )
A. 二氧化碳 B. 二氧化硫 C. 二氧化硅 D. 二硫化碳
答案:C
解析:二氧化碳、二氧化硫、二硫化碳都是分子晶体,存在分子。二氧化硅是原子晶体,由硅原子和氧原子通过共价键结合成空间网状结构,不存在分子。
23. 下列晶体中,属于分子晶体的是( )
A. 干冰 B. 氯化钠 C. 金刚石 D. 铜
答案:A
解析:干冰是固态二氧化碳,由二氧化碳分子构成,属于分子晶体。氯化钠是离子晶体,金刚石是原子晶体,铜是金属晶体。
24. 下列物质的晶体直接由原子构成的是( )
A. 二氧化硫 B. 二氧化硅 C. 氯化钠 D. 四氯化碳
答案:B
解析:A 选项,二氧化硫是分子晶体,由二氧化硫分子构成;B 选项,二氧化硅是原子晶体,由硅原子和氧原子直接构成;C 选项,氯化钠是离子晶体,由钠离子和氯离子构成;D 选项,四氯化碳是分子晶体,由四氯化碳分子构成。
25. 下列晶体的形成过程中,需要克服分子间作用力的是( )
A. 硅晶体 B. 碘晶体 C. 氯化钠晶体 D. 氢氧化钠晶体
答案:B
解析:A 选项,硅晶体是原子晶体,形成过程克服共价键;B 选项,碘晶体是分子晶体,形成过程克服分子间作用力;C 选项,氯化钠晶体是离子晶体,形成过程克服离子键;D 选项,氢氧化钠晶体是离子晶体,形成过程克服离子键。
一、填空题
1. 物质的聚集状态主要有气态、液态、固态,其中固态可分为__________和非晶体两类。
答案:晶体
解析:固体分为晶体和非晶体,晶体有固定的熔点和规则的几何外形等特性,非晶体无固定熔点且外形不规则。
2. 晶体具有规则的几何外形,其内部微粒在空间按一定规律做______________排列。
答案:周期性
解析:晶体的微观结构特点是微粒在空间呈周期性有序排列,这是晶体区别于非晶体的重要特征。
3. 常见的晶体有氯化钠晶体,其中钠离子和氯离子的个数比为______________。
答案:1:1
解析:氯化钠晶体的化学式为 NaCl,所以钠离子和氯离子的个数比是 1:1。
4. 晶体的自范性是指在适宜条件下,晶体能够自发地呈现______________的性质; 晶体有______________的熔点,而非晶体没有固定的熔点。
答案:多面体外形;固定
解析:晶体的自范性表现为能自发形成规则的多面体外形,如食盐晶体呈立方体;晶体在熔化过程中温度保持不变,即有固定熔点,非晶体在加热过程中逐渐软化,没有固定的熔点温度。
5. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是进行__________________________实验。
答案:X - 射线衍射
解析:X - 射线衍射可测定晶体的结构,非晶体没有周期性结构,不会出现衍射图谱,所以是区分晶体和非晶体最可靠的方法。
6. 晶体硅的结构与金刚石相似,晶体硅中硅原子之间以__________键结合;若晶胞中某原子位于晶胞的棱上,那么该原子被______________个晶胞共用。
答案:共价;4
解析:晶体硅和金刚石都是原子晶体,原子间通过共价键相连形成空间网状结构;晶胞棱上的原子被 4 个晶胞共用。
7. 晶体的各向异性是由于晶体内部微粒在不同方向上的___________________不同引起的。
答案:排列方式及间距
解析:晶体内部微粒在不同方向排列方式和间距存在差异,导致晶体在不同方向上的物理性质如导电性、导热性、光学性质等不同,表现出各向异性。
8. 石墨晶体具有层状结构,在层内碳原子之间通过__________键相结合,在层与层之间碳原子通过______________相互作用。石墨晶体在平行于层的方向上导电性比垂直于层的方向上导电性__________(填“好”或“差”),这体现了晶体的__________________的性质。
答案:共价;范德华力;好;各向异性
解析:石墨层内碳原子间以共价键结合形成六边形平面网状结构,层与层之间碳原子通过较弱的范德华力相互作用。由于层内有自由电子能导电,而层间电子运动受限,所以平行于层方向导电性好,垂直方向导电性差,这体现了晶体各向异性的性质,即不同方向上物理性质不同。
9. 冰是一种晶体,冰晶体中水分子之间主要的作用力是______________。
答案:氢键
解析:冰中水分子间存在氢键,氢键具有方向性和饱和性,使冰晶体具有独特的结构和性质。
10. 从晶体的分类来看,干冰是固态二氧化碳,其晶体类型是______________晶体;硝酸钾属于___________晶体;石英晶体的主要成分是二氧化硅,其晶体类型是__________晶体。
答案:分子;离子;原子
解析:干冰由二氧化碳分子构成,分子间通过分子间作用力结合,属于分子晶体;硝酸钾由钾离子和硝酸根离子构成,属于离子晶体;二氧化硅是由硅原子和氧原子通过共价键形成空间网状结构,属于原子晶体。
11. 组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越______,熔点越高。
答案:强
解析:组成和结构相似时,相对分子质量增大,分子间作用力增强,如卤族元素单质的熔沸点随相对分子质量增大而升高。
12. 石墨是一种混合型晶体,它既有共价键,又有__________________力;碘晶体升华时,克服的作用力是______________________________。
答案:范德华;分子间作用力
解析:石墨中碳原子之间存在共价键形成平面六边形结构,层与层之间通过范德华力结合;碘是分子晶体,升华过程是由固态变为气态,破坏的是分子间作用力。
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