3.1 物质的聚集状态与晶体的常识(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程化学选择性必修第二册同步学习指导(人教版2019)

＋１ －３ ×２）＝ ３ ＋ ０ ＝ ３，为ｓｐ２杂化，键角为１２０°，故键角：ＮＨ３ ＜ ＮＯ －３ ，Ａ项错误；ＮＨ２ＯＨ为分子晶体，ＮＨ３[ ]ＯＨ Ｃｌ为离子晶体， 故熔点：ＮＨ２ＯＨ ＜ ＮＨ３[ ]ＯＨ Ｃｌ，Ｂ项错误；由题目信息可知，２５ ℃ 下，Ｋｂ （ＮＨ３·Ｈ２Ｏ）＞ Ｋｂ （ＮＨ２ＯＨ），故ＮＨ２ＯＨ的碱性比ＮＨ３· Ｈ２Ｏ弱，故同浓度的水溶液中，ＮＨ３[ ]ＯＨ ＋的水解程度大于ＮＨ＋４ 的水解程度，同浓度水溶液的ｐＨ：ＮＨ３[ ]ＯＨ Ｃｌ ＜ ＮＨ４Ｃｌ，Ｃ项错 误；Ｏ的电负性大于Ｎ，Ｏ—Ｈ键的极性大于Ｎ—Ｈ键，故羟胺分子 间氢键的强弱Ｏ—Ｈ…Ｏ ＞Ｎ—Ｈ…Ｎ，Ｄ项正确。 １０． Ｃ　 由图中信息可知，白色的小球可形成２个共价键，灰色的小 球只形成１个共价键，黑色的大球形成了４个共价键，根据Ｏ、Ｆ、Ｉ 的电负性大小（Ｆ最大、Ｉ最小）及其价电子数可以判断，白色的小 球代表Ｏ原子、灰色的小球代表Ｆ原子，黑色的大球代表Ｉ原子。 图中（白色的小球）代表Ｏ原子，灰色的小球代表Ｆ原子，Ａ项 错误；根据该化合物结构片断可知，每个Ｉ原子与３个Ｏ原子形 成共价键，根据均摊法可以判断必须有２个Ｏ原子分别与２个Ｉ 原子成键，才能确定该化合物化学式为ＩＯ２Ｆ，因此，该化合物中不 存在过氧键，Ｂ项错误；Ｉ原子的价电子数为７，该化合物中Ｆ元素 的化合价为－１，Ｏ元素的化合价为－２，则Ｉ元素的化合价为＋５， 据此可以判断每个Ｉ原子与其他原子形成３个单键和１个双键，Ｉ 原子的价电子数不等于其形成共价键的数目，因此，该化合物中Ｉ 原子存在孤对电子，Ｃ项正确；该化合物中既存在Ｉ—Ｏ单键，又 存在Ｉ Ｏ双键，单键和双键的键长是不相等的，因此，该化合物 中所有碘氧键键长不相等，Ｄ项错误。 １１． Ｄ　 Ｘ半径最小为Ｈ，短周期电负性最小则Ｍ为Ｎａ，Ｚ原子的ｓ 能级与ｐ能级的电子数相等，则Ｚ为Ｏ，Ｚ与Ｙ、Ｑ相邻，Ｙ为Ｎ，Ｑ 为Ｓ，以此分析；Ｈ２Ｏ中含有氢键，则沸点高于Ｈ２Ｓ，Ａ正确；Ｎａ与 Ｏ形成Ｎａ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ２，则Ｏ与Ｓ同族，化学性质相似，Ｂ正确；Ｏ的 电负性大于Ｓ，则Ｎａ２Ｏ离子键成分的百分数大于Ｎａ２Ｓ，Ｃ正确； ＮＯ－３ 为ｓｐ２杂化，孤电子对为０，为平面三角形，ＳＯ２ －３ 为ｓｐ３杂化， 孤电子对为１，三角锥形，Ｄ错误。 １２． Ｂ　 ＣＨ２Ｃｌ２为四面体结构，其中任何两个顶点都是相邻关系，因 此ＣＨ２Ｃｌ２没有同分异构体，故Ａ正确；环己烷中碳原子采用ｓｐ３ 杂化，苯分子中碳原子采用ｓｐ２杂化，由于同能层中ｓ轨道更接近 原子核，因此杂化轨道的ｓ成分越多，其杂化轨道更接近原子核， 由此可知ｓｐ２杂化轨道参与组成的Ｃ—Ｈ共价键的电子云更偏向 碳原子核，即苯分子中的Ｃ—Ｈ键长小于环己烷，键能更高，故Ｂ 错误； 带１个单位电荷，其相对分子质量为９２，因此其 质荷比为９２，故Ｃ正确；当阴阳离子体积较大时，其电荷较为分 散，导致它们之间的作用力较低，以至于熔点接近室温，故Ｄ 正确。 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 　 　 一、１．（１）最小　 分子间　 （２）①Ｘ射线衍射　 ②电子　 阳离子 　 电中性粒子　 离子　 ２．（１）晶态　 非晶态　 晶态　 非晶态　 塑 晶态 正误判断 １． × 　 ２．√　 ３．√　 ４．√ 深度思考 　 应用体验 １． Ｃ　 冠醚是分子中含有多个—ＯＣＨ２ＣＨ２—结构单元的大环多醚， 与高锰酸钾不反应，可作为高锰酸钾氧化烯烃的催化剂，Ａ正确； 液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，液晶显示功 能与液晶材料内部分子的排列密切相关，Ｂ正确；晶体Ｘ射线衍 射实验可以用于键长、键角和晶体结构的测定，能测定晶体的原 子坐标，Ｃ错误；石墨烯是由碳元素形成的单质，具有良好的导电 性，可作为新型电源的电极材料，Ｄ正确。故选Ｃ。 ２． Ａ　 等离子体是呈准电中性的，其基本构成微粒可以是带电的粒 子也可以是中性粒子，Ａ项错误；物质处于气态时，分子间距离 大，分子运动速度快，体系处于高度无序状态，Ｂ项正确；液晶内部 分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射 率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性， Ｃ项正确；据物质固态时微粒间距离较小可判断，固态中的原子 或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱，Ｄ项正确。故选Ａ。 ３． Ｃ　 施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变，在有电 场的情况下分子按照电场方向排列，Ａ项正确；液晶既具有流动 性，也具有类似于晶体的各向异性，是介于液体和晶体之间的一 种特殊的聚集状态，Ｂ项正确；等离子体是由阳离子、中性粒子、自 由电子等多种不同性质的粒子所组成的整体上呈电中性的物质， Ｃ项错误；液态物质分子相距比较近，分子间作用力也较强，微粒 间距离和作用力的强弱介于固气两态之间，液态物质分子的转动 明显活跃，平动也有所增加，使之表现出明显的流动性，Ｄ项正 确。故选Ｃ。 　 　 二、１．有　 周期性有序　 无　 无序　 ２．（１）熔融态　 （２）气态　 凝固　 （３）溶质　 ３．（１）多面体　 （２）物理性质　 ４． Ｘ射线衍射 正误判断 １． × 　 ２． × 　 ３．√　 ４． × 　 ５． × 深度思考 １．把硫黄粉末用研钵研细，放入蒸发皿中，放在三脚架的铁 圈上，用酒精灯加热至熔融态，自然冷却结晶即可得到硫 晶体。 ２．不同。获取硫晶体是熔融态物质凝固，获取碘晶体是凝华。 ３．把硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶，可得到硫酸铜晶体。 ４．不是晶体。晶体与非晶体的根本区别在于构成固体的粒子在 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。 应用体验 １． Ｄ　 晶体形成后，其结构是有序性和可复制性，所以即使是粉 末，其微观结构也是晶体的有序结构，描述错误，Ａ不符合题 意；晶胞的顶点、棱上、面上的离子均为多个晶胞共用，描述错 误，Ｂ不符合题意；玻璃属于混合物，不是晶体，描述错误，Ｃ不 符合题意；晶体的自范性能使结构有缺损的晶体结构在适当的 环境中恢复晶体完整，描述正确，Ｄ符合题意。故选Ｄ                                                                       。 —１７２— ２． Ｂ　 ＳＯ２和ＳｉＯ２分别是由共价键形成的分子和原子晶体，所以 化学键类型相同，而晶体类型不同，故Ａ不符合题意；ＣＯ２ 和 Ｈ２Ｏ都是只含共价键的分子晶体，所以化学键类型、晶体类型 都相同，故Ｂ符合题意；ＮａＣｌ和ＨＣｌ分别是由离子键、共价键 形成的离子晶体和分子晶体，所以化学键类型、晶体类型都不 相同，故Ｃ不符合题意；ＣＣｌ４和ＫＣｌ分别是由共价键、离子键形 成的分子晶体和离子晶体，所以化学键类型、晶体类型都不相同， 故Ｄ不符合题意。故选Ｂ。 ３． Ｃ　 破损的晶体能在溶液中得到修复，所以破损的ＮａＣｌ晶体 能在饱和ＮａＣｌ溶液中自动变成规则的立方体，故Ａ正确；晶 体的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性，故Ｂ正确； 根据晶体的定义，不能通过导电性来区别晶体和玻璃体，某些 晶体和玻璃体可均导电或不导电，故Ｃ错误；固体ＳｉＯ２可能是 晶体，也可能是非晶体，如水晶为晶体，玻璃为非晶体，故Ｄ正 确。故选Ｃ。 ４． Ｃ　 具有规则几何外形的固体不一定是晶体，故Ａ错误；由于 晶体内部质点排列的高度有序性，使得晶体在强度、导热性、 光学性质等物理性质上常常表现为各向异性，故Ｂ错误；水晶 是晶体，有固定的熔点，普通玻璃是混合物无固定的熔点，故 Ｃ正确；得到晶体一般有三条途径：①熔融态物质凝固；②气 态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）；③溶质从溶液中析 出，所以将饱和硫酸铜溶液冷却降温，析出的固体是晶体，故 Ｄ错误。故选Ｃ。 　 　 三、１．基本单元　 ２．平行六面　 （１）无任何间隙　 （２）平行 　 相同　 （３）形状　 种类　 个数　 ３．（２）８ × １８ ＋ ６ × １ ２ ＝ ４　 （３）２　 ２　 ８　 ８ 正误判断 １． × 　 ２．√　 ３． × 　 ４． × 　 ５． × 　 ６． × 深度思考 １．否，只表示每个晶胞或晶体中各类粒子的最简整数比。 ２． Ａ图中的晶体结构满足晶胞的特点，是晶胞。Ｂ图中的晶体 结构，不满足晶胞“８个顶角相同”的要求，无法进行“无隙并 置”，不是晶胞。Ｃ图中的晶体结构，不满足晶胞“三套各４根 平行棱分别相同”的要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。 Ｄ图中的晶体结构，不满足“三套各两个平行面分别相同”的 要求，无法进行“无隙并置”，不是晶胞。 应用体验 １． Ｂ　 按照题意，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成，是指相 邻晶胞之间没有任何间隙，所有晶胞平行排列，取向相同。由 此可知，平移后，重合位置的原子相同。不管是左右或上下平 移时，大圆表示的原子和小圆表示的原子位置重合，但不是同 一种原子，因此该结构不能作为晶胞，Ａ错误；不管是上下平 移还是左右平移，各原子都可以与相同的原子重叠，可平移无 隙并置得到晶体，因此该结构可以作为晶胞，Ｂ正确；上下平 移时，位于面心的两个不同的原子位置会重合，因此该结构不 能作为晶胞，Ｃ错误；该结构平移时会存在空隙，因此不能作 为晶胞，Ｄ错误。故选Ｂ。 ２． Ｃ　 Ｂ处于顶点位置，晶胞中Ｂ原子数目＝ ８ × １８ ＝ １，Ａ处于 体心，晶胞中Ａ原子数目＝ １，故化学式为ＡＢ，Ａ错误；Ｅ、Ｆ均 处于顶点位置，晶胞中Ｅ、Ｆ原子数目＝ ４ × １８ ＝ １ ２ ，故化学式 为ＥＦ，Ｂ错误；Ｚ处于顶点，Ｚ原子数目＝ ８ × １８ ＝ １，Ｙ处于面 心，Ｙ原子数目＝ ６ × １２ ＝ ３，Ｘ处于体心，晶胞中Ｘ原子数目 ＝ １，故化学式为ＸＹ３Ｚ，Ｃ正确；Ａ处于顶点、面心，晶胞中Ａ 原子数目＝ ８ × １８ ＋ ６ × １ ２ ＝ ４，Ｂ处于体心、棱中心，晶胞中Ｂ 原子数目＝ １ ＋ １２ × １４ ＝ ４，故化学式为ＡＢ，Ｄ错误。 ３． Ｄ　 在氯化钠晶体中，Ｎａ ＋和Ｃｌ －的配位数都是６，则距离Ｎａ ＋ 最近的六个Ｃｌ －形成正八面体，选项Ａ正确；分子晶体的构成 微粒是分子，每个分子为一个整体，所以该分子的化学式为 Ｅ４Ｆ４或Ｆ４Ｅ４，选项Ｂ正确；根据晶胞的结构可知，１个Ｚｎ的晶 胞中含有９个Ｚｎ原子，而均摊占有８ × １８ ＋ １ ＝ ２个Ｚｎ原子， 选项Ｃ正确；ＫＯ２晶体中每个Ｋ ＋周围有６个紧邻的Ｏ －２ ，每个 Ｏ －２ 周围有６个紧邻的Ｋ ＋，选项Ｄ不正确。故选Ｄ。 　 　 四、１． Ｘ射线衍射仪　 ２．电子　 分立的斑点　 明锐的衍 射峰 深度思考 １．从衍射图形获得晶体结构的信息，包括晶胞形状和大小、分子 或原子在微观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。 ２． ２　 ４ ３．利用晶体与非晶体的性质差异来鉴别玻璃和宝石。宝石是晶 体，具有固定的熔点和各向异性，可用硬度、熔点、折光率等性 质来鉴别宝石。（１）可观察宝石的形状，具有多面体的外形； 测试它的硬度，可在玻璃上刻画出痕迹，初步确定它是晶体； （２）可利用宝石的折光率鉴别；（３）可进行Ｘ射线衍射实验 鉴别。 应用体验 １． Ｂ　 构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶 体的这一结构特征可以通过Ｘ射线衍射图谱反映出来，因此， 可以通过Ｘ射线衍射实验鉴别晶体与非晶体，故Ａ正确；石 墨是混合晶体，石墨属于纯净物，故Ｂ错误；等离子体是一种 呈电中性的物质聚集体，其中含有带电粒子且能自由运动，使 等离子体具有导电性，故Ｃ正确；纳米晶体的特殊性质原因之 一是它具有很大的比表面积，故Ｄ正确。故选Ｂ。 ２． Ｂ　 纳米晶体的表面积更大，因此有不同于大块晶体的特性， Ａ正确；石英玻璃为非晶态ＳｉＯ２，水晶为晶态ＳｉＯ２，二者研成 粉末摄取的Ｘ射线衍射图谱不相同，Ｂ错误；分子识别与自组 装是超分子的特征，Ｃ正确；等离子体和离子液体都具有良好 的导电性，Ｄ正确。故选Ｂ。 随堂演练·知识落实 １． Ｄ　 晶体中原子呈周期性有序排列，且有自范性，非晶体中原 子排列相对无序，无自范性，可以用衍射方法鉴别晶体和非晶 体，选项Ａ正确；超分子内部分子之间可以通过非共价键结 合，如氢键、静电作用等，选项Ｂ正确；液晶内部分子的排列沿 分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射率、磁化率、 电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性，选项                                                                      Ｃ —１７３— 正确；纳米颗粒内部具有晶状结构，原子排列有序，而界面则 为无序结构，选项Ｄ错误。故选Ｄ。 ２． Ｄ　 等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组 成，是物质的另一种聚集状态，故Ａ正确；等离子体具有良好 的导电性，是很好的导体，故Ｂ正确；通过强热、电磁辐射等方 式也能由水形成等离子体，故Ｃ正确；等离子体中的微粒带有 电荷，而且能自由移动，所以等离子体具有良好的导电性，故 Ｄ错误。故选Ｄ。 ３． Ｂ　 晶体有单晶体和多晶体，多晶体没有规则的几何外形，且 非晶体可能有规则的几何外形，比如钻石形状的玻璃制品，Ａ 错误；晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是 否按一定规律做周期性重复排列，Ｂ正确；单晶体和多晶体有 固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，但这不是二者的本质区 别，Ｃ错误；某些合金为非晶体，但具有很大的硬度，Ｄ错误。 故选Ｂ。 ４． Ｂ　 Ｘ个数为８ × １８ ＝ １，Ｙ个数为１，则化学式为ＸＹ，故Ａ正 确；Ｘ个数为１，Ｙ个数为４ × １８ ＝ １ ２ ，则化学式为Ｘ２Ｙ，故Ｂ 错误；Ｘ个数为４ × １８ ＝ １ ２ ，Ｙ个数为４ × １ ８ ＋ １ ＝ ３ ２ ，则化学 式为ＸＹ３，故Ｃ正确；Ｘ个数为８ × １８ ＝ １，Ｙ个数为２ × １ ４ ＝ １ ２ ，则化学式为Ｘ２Ｙ，故Ｄ正确。故选Ｂ。 ５． Ｃ　 等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子（分子或原子） 组成的整体上呈电中性的气态物质，故Ａ正确；液晶是介于液 态和晶态之间的物质状态，所以液晶和液态是不同的聚集状 态，故Ｂ正确；等离子体由电子、阳离子和电中性的微粒构成， 故Ｃ错误；离子液体是一种只由离子组成的液体，其熔点较 低，以液态稳定存在，故Ｄ正确。故选Ｃ。 ６．（１）３１　 （２）Ｃｕ３Ｎ　 （３）２　 ４ 解析：（１）根据均摊原则，１个晶胞中Ｐｔ原子数是６ × １２ ＝ ３、 Ｃｏ原子数是８ × １８ ＝ １，Ｐｔ与Ｃｏ的个数比为３１。 （２）根据均摊原则，１个晶胞中Ｃｕ原子数是１２ × １４ ＝ ３、Ｎ原 子数是８ × １８ ＝ １，该晶体的化学式为Ｃｕ３Ｎ。 （３）根据均摊原则，则每个晶胞拥有８ × １８ ＋ １ ＝ ２个Ｔｉ ４ ＋、 ４ × １２ ＋ ２ ＝ ４个Ｏ ２ －。 微专题４　 关于晶体结构的三个常考点 　 　 典例１： １２ ， １ ２ ，( )０ 　 ０，０，( )１２ 典例２： 典例３：Ｃ　 处于顶角的离子同时为８个晶胞所共用，每个 离子有１８属于该晶胞，处于晶胞内的离子完全属于该晶胞，可 知１个氯化铯晶胞中有１个Ｃｓ ＋和１个Ｃｌ －。则１ ｍｏｌ氯化铯的 体积为ＮＡａ３ ｃｍ３，故氯化铯晶体的密度为ＭｒＮＡａ３ ｇ·ｃｍ －３。 跟踪训练 １． Ｄ　 通过Ａ原子的对角面，则４个顶点Ｃ６０位于长方形顶点， 面心的Ｃ６０位于长边的中点，棱中心的Ｋ ＋位于短边的中点，体 心、体内的Ｋ ＋位于长方形内部，结构如图２所示，Ａ正确；由 图１可知，相邻两个Ｋ ＋的最短距离为体对角线长度的四分之 一，则为槡３４ ａ ｐｍ，Ｂ正确；晶胞中Ｃ点原子在ｘｙｚ轴上的投影 坐标分别为３４ 、 １ ４ 、 １ ４ ，则其分数坐标为 ３ ４ ， １ ４ ，( )１４ ，Ｃ正 确；根据“均摊法”，晶胞中含８ × １８ ＋ ６ × １ ２ ＝ ４个Ｃ６０、１２ × １ ４ ＋ １ ＋ ８ ＝ １２个Ｋ ＋，则晶体密度为 ４ × ７２０ ＋ １２ × ３９ ＮＡ ａ３ × １０３０ ｇ·ｃｍ －３ ＝ ３ ３４８ ａ３ＮＡ × １０３０ ｇ·ｃｍ －３，Ｄ错误。故选Ｄ。 ２． ３４ ， １ ４ ，( )１４ 　 １４ ，１４ ，( )３４ 解析：图中原子１ 的坐标为 １２ ， １ ２ ，( )０ ，则坐标系是 ，从晶胞内的２、３点分别向ｘ、ｙ、ｚ轴上 作垂线，即可得出２、３ 两点的原子分数坐标分别为 ３ ４ ， １ ４ ，( )１４ 、 １４ ，１４ ，( )３４ 。 ３．（１）４　 ４Ｍ ｄ × ０． ７５ × ０． ５６ × １． ０ × １０ －２１ （２） ［（０． ７２ － ０． ２８）× １． ０］２ ＋［（０． ７５ － ０． ２５）× ０． ５６］槡 ２ 解析：（１）根据晶胞沿ｚ轴的投影图可知，该晶胞中氯原子的 位置为 （图中黑球代表氯原子）， ｙｚ面上有２个氯原子，与ｙｚ平行的面上有２个氯原子，体内有 ２个氯原子，所以１个晶胞中氯原子的数目为４ × １２ ＋ ２ ＝ ４。 由ｄ ｇ·ｍｏｌ －１ ＝ ４Ｍ ＮＡ × ０． ７５ × ０． ５６ × １． ０ × １０ －２１ ｇ·ｍｏｌ －１知，ＮＡ ＝ ４Ｍ ｄ × ０． ７５ × ０． ５６ × １． ０ × １０ －２１ 。 （２）观察图中Ａ、Ｂ原子坐标参数，它们在ｘ轴的坐标参数都是 ０． ５，则Ａ、Ｂ原子在平行于ｙｚ的面上。可以建立直角三角形，Ａ、Ｂ 两原子的核间距是这个三角形的斜边长，则Ａ、Ｂ两原子的核间 距为［（０． ７２ －０． ２８）×１． ０］２ ＋［（０． ７５ －０． ２５）×０． ５６］槡 ２ ｎｍ                                                                      。 —１７４— ! " # $ % & ' ( ２ ) * + , - . & + # # # # # # # 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 核心素养发展目标 １．认识物质的聚集状态。 ２．能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体和非晶体。 ３．能运用多种晶体模型来描述和解释有关晶体性质的现象，形成分析晶胞结构的思维模型， 利用思维模型、根据晶胞结构确定微粒个数和化学式。 ４．了解晶体结构的测定方法。 一、物质的聚集状态 　 　 １．人们对物质组成的认识历程 （１）２０世纪前，人们认为：分子是保持物质 化学性质的　 最小　 粒子，物质固、液、气三态 的相互转化只是　 分子间　 距离发生了变化。 （２）２０世纪初，人们对物质的组成有了更 明确的认识。 ①通过　 Ｘ射线衍射　 等实验手段，发现 许多常见的晶体中并无分子，如氯化钠、石墨、 二氧化硅、金刚石以及各种金属等。 ②气态和液态物质不一定都是由分子构 成。如等离子体是由　 电子　 　 、　 阳离子　 和　 电中性粒子　 （分子或原子）组成的整体上 呈电中性的气态物质；离子液体是熔点不高的 仅由　 离子　 组成的液体物质。 ２．人们对物质聚集状态的认识历程 （１）物质的聚集状态除了固态、液态、气态， 还有　 晶态　 、　 非晶态　 ，以及介乎　 晶态　 和　 非晶态　 之间的　 塑晶态　 、液晶态等。 （２）液晶：介于液态和晶态之间的物质 状态。 ①分类：热致液晶和溶致液晶。 ②性质：既具有液体的流动性、黏度、形变 性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、 光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。 ③应用：液晶在制造液晶显示器、合成高强 度液晶纤维等领域被广泛应用。 正误判断 １．物质的聚集状态只有固、液、气三种状态。 （ × ） ２．等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子， 呈电中性。 （√ ） ３．液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种 溶致液晶。 （√ ） ４．三星堆考古中用Ｘ射线分析青铜器的微观晶 体结构。 （√ ） 深度思考 　 　 热致液晶与固体、液体的温度范围关系 怎样？ 应用体验 １．科学研究表示，物质有多种聚集状态。下列 描述错误的是 （Ｃ ） Ａ．冠醚可以作为高锰酸钾氧化烯烃的催化剂 Ｂ．液晶显示功能与液晶材料内部分子的排列密                                       切相关 !'& # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : Ｃ． Ｘ射线衍射实验不能测定晶体的原子坐标 Ｄ．纳米材料之一石墨烯可作为新型电源的电 极材料 ２．下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是（Ａ ） Ａ．等离子体的基本构成微粒只有带电的离子 和电子 Ｂ．气态是高度无序的体系存在状态 Ｃ．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列， 使液晶具有各向异性 Ｄ．固态中的原子或者分子结合得较紧凑，相 对运动较弱 ３．下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是 （Ｃ ） Ａ．在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场 方向有序排列 Ｂ．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质 方面具有类似晶体的各向异性 Ｃ．等离子体是指由电子、阳离子组成的带有 一定电荷的物质聚集体 Ｄ．液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介 于固气两态之间，                  表现出明显的流动性 二、晶体与非晶体 　 　 １．晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 　 有　 原子在三维空间里呈　 周期性有序　 排列 非晶体 　 无　 原子排列相对　 无序　 　 　 ２．获得晶体的三条途径 （１）　 熔融态　 物质凝固。 （２）　 气态　 　 物质冷却不经液态直接　 　 凝固　 （凝华）。 （３）　 溶质　 从溶液中析出。 ３．晶体的特性 （１）自范性：晶体能自发地呈现　 多面体　 外形的性质。 （２）各向异性：晶体在不同方向上表现出不 同的　 物理性质　 。 （３）固定的熔点。 ４．晶体与非晶体的测定方法 测定 方法 测熔点晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 可靠方法对固体进行　 Ｘ射线衍射　 实验 正误判断 １．晶体有自范性且其微粒排列有序，在化学性 质上表现各向异性。 （ × ） ２．熔融态物质快速冷却即得到晶体。 （ × ） ３．粉末状的固体也有可能是晶体。 （√ ） ４．晶体一定比非晶体的熔点高。 （ × ） ５．有规则几何外形的固体一定是晶体。（ × ） 深度思考 　 　 １．要用硫黄粉末获得硫晶体，应如何操作？ ２．参考课本实验，获取碘晶体和硫晶体的 途径是否相同？ ３．把硫酸铜溶液蒸干，得不到硫酸铜晶体。 获取硫酸铜晶体应怎样操作？ ４．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？                                                   !'' ! " # $ % & ' ( ２ ) * + , - . & + # # # # # # # 应用体验 １．下列关于晶体的说法中正确的是 （Ｄ ） Ａ．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切 削下来的粉末不是晶体 Ｂ．晶胞中任何一个粒子都属于该晶胞 Ｃ．玻璃制成的弹珠具有规则的几何外形，所 以玻璃弹珠是晶体 Ｄ．缺角的ＮａＣｌ晶体在饱和ＮａＣｌ溶液中慢慢 变为完美的立方体块，体现了晶体的自 范性 ２．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶 体类型也相同的是 （Ｂ ） Ａ． ＳＯ２和ＳｉＯ２ Ｂ． ＣＯ２和Ｈ２Ｏ Ｃ． ＮａＣｌ和ＨＣｌ Ｄ． ＣＣｌ４和ＫＣｌ ３．下列关于晶体和非晶体的说法不正确的是（Ｃ ） Ａ．破损的ＮａＣｌ晶体能在饱和ＮａＣｌ溶液中自 动变成规则的立方体 Ｂ．晶体某些物理性质的各向异性反映了晶体 内部质点排列的有序性 Ｃ．导电性可用于区别晶体和玻璃体 Ｄ．固体ＳｉＯ２可能是晶体，也可能是非晶体 ４．下列关于晶体的说法正确的是 （Ｃ ） Ａ．凡有规则几何外形的固体均为晶体 Ｂ．晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性 均相同 Ｃ．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的 熔点 Ｄ．将饱和硫酸铜溶液冷却降温，析出的固体 不是晶体 　 　 关于晶体与非晶体的认识误区 　 　 （１）同一物质可以是晶体，也可以是非晶 体，如水晶和石英玻璃。 （２）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（非晶 体）可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美 观、对称的外观。 （３）具有固定组成的物质也不一定是晶体， 如某些无定形体也有固定的组成。 （４）晶体不一定都有规则的几何外形，如 玛瑙。                                     三、晶胞 　 　 １．概念 描述晶体结构的　 基本单元　 。 ２．晶胞与晶体的关系 一般来说，晶胞都是　 平行六面　 体，整块 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　 平行　 排 列的，取向　 相同　 。 （３）所有晶胞的　 形状　 及其内部的原子 　 种类　 、　 个数　 及几何排列是完全相同的。 ３．晶胞中粒子数目的计算 （１）晶胞是最小的平行六面体，它有８个顶 角，三套各４根平行棱，三套各两个平行面。 （２）均摊法确定晶胞中粒子的个数 若晶胞中某个粒子为ｎ个晶胞所共用，则 该粒子有１ｎ属于这个晶胞。 长方体形（正方体形）晶胞中不同位置的粒 子对晶胞的贡献 如金属铜的一个晶胞（如图所示）均摊到的 原子数为　 　 　 　 　 　 　 。                               !'( # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : （３）几种晶胞中原子数目的确定。 结合图示，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原 子的数目分别为　 ２　 、　 ２　 、　 ８　 、　 ８　 。 钠、锌、碘、金刚石晶胞图 正误判断 １．晶胞都是平行六面体。 （ × ） ２．晶胞是晶体的最小重复单元。 （√ ） ３．不同晶体中晶胞的大小和形状都相同。 （ × ） ４．晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞。 （ × ） ５．已知晶胞的组成也无法推知晶体的组成。 （ × ） ６．铜晶体中平均每个晶胞中含有１４个铜原子。 （ × ） 深度思考 　 　 １．由晶胞构成的晶体，其化学式是否表示 构成该晶体实际的粒子数目？ ２．判断下列六面体是否是晶胞。 应用体验 １．晶体内微粒总是按周期性规律重复排列，反 映其结构特点的基本重复单元为晶胞，晶体 可视为晶胞经平移无隙并置而成。以下是某 些晶体的局部结构，可作为晶胞的是（Ｂ ） Ａ．都在顶点　 　 Ｂ．在顶点和面心 Ｃ．在顶点和面心　 　 Ｄ．在顶点和体心 ２．现有四种晶体，其构成粒子（均为单原子核粒子） 排列方式如图所示，其化学式正确的是（Ｃ ） ３．根据图中相关信息，判断下列说法不正确 的是 （Ｄ ） Ａ．在ＮａＣｌ晶体中，距离Ｎａ ＋最近的Ｃｌ －形成 正八面体 Ｂ．该气态团簇分子的分子式为Ｅ４Ｆ４或Ｆ４Ｅ４ Ｃ． １个Ｚｎ的晶胞中含有２个Ｚｎ原子 Ｄ． ＫＯ２ 晶体中每个Ｋ ＋周围有６个紧邻的 Ｋ ＋，每个Ｏ －２ 周围有６个紧邻的Ｏ －                                                                        ２ !') ! " # $ % & ' ( ２ ) * + , - . & + # # # # # # # 四、晶体结构的测定 　 　 １．常用仪器：　 Ｘ射线衍射仪　 。 ２．测定过程：当单一波长的Ｘ射线通过晶 体时，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　 或者　 明锐 的衍射峰　 。 ３．作用：根据衍射图，经过计算可以获得晶 体结构的有关信息包括晶胞形状和大小、分子 或原子在微观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。 深度思考 　 　 １．通过Ｘ射线衍射图通常能获取晶体结构 的哪些信息？ ２．因生产金属铁的工艺和温度等因素不 同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不 同，对铁晶体用Ｘ射线衍射进行测定，测得Ａ、Ｂ 两种晶胞，其晶胞结构示意图如下： 则Ａ、Ｂ两种晶胞中含有的铁原子数分别是 　 　 　 　 、　 　 　 　 。 　 　 ３．根据晶体物理性质的各向异性的特点， 能鉴别用玻璃仿造的假宝石。请你列举一些可 能有效的方法鉴别假宝石。 应用体验 １．下列叙述不正确的是 （Ｂ ） Ａ．可以通过Ｘ射线衍射实验鉴别晶体与非晶 体 Ｂ．混合晶体是混合物 Ｃ．等离子体是一种呈电中性的物质聚集体， 其中含有带电粒子且能自由运动 Ｄ．纳米晶体具有不同于大块晶体特性的原因 是晶体的表面积增大 ２．对物质的研究可改善我们的生活。下列描述 错误的是 （Ｂ ） Ａ．纳米晶体会有不同于大块晶体的特性，主 要原因是晶体的表面积增大 Ｂ．用Ｘ射线衍射摄取石英玻璃和水晶的粉末 得到的图谱是相同的 Ｃ．超分子具有分子识别与自组装的特征 Ｄ．                                            等离子体和离子液体都具有良好的导电性 !"#$%&'() 对应学生用书学案Ｐ １．下列关于物质聚集状态结构的叙述错误的是 （Ｄ ） Ａ．非晶体内部的微粒无周期性重复排列 Ｂ．超分子内部的分子之间通过非共价键结合 Ｃ．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列， 使液晶具有各向异性 Ｄ．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两 部分，两部分都是有序排列 ２．下列有关等离子体的叙述，不正确的是 （Ｄ ） Ａ．等离子体是物质的另一种聚集状态 Ｂ．等离子体是很好的导体 Ｃ．水可能形成等离子体状态 Ｄ．等离子体中的微粒不带电荷 ３．晶体与非晶体的本质区别是 （Ｂ ） Ａ．晶体有规则的几何外形，而非晶体没有规 则的几何外形 Ｂ．晶体内部粒子呈周期性有序排列，而非晶 体内部粒子排列相对无序 Ｃ．晶体有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定 的熔、沸点 Ｄ．晶体的硬度大，                    而非晶体的硬度小 !'* # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : ４．下列结构属于晶胞且对应的化学式不正确的 是（图中：●—Ｘ，○—Ｙ） （Ｂ ） Ａ． ＸＹ Ｂ． ＸＹ２ Ｃ． ＸＹ３ Ｄ． Ｘ２Ｙ ５．科学研究表明，物质含有许多种聚集状态，下 列关于物质聚集状态的描述错误的是（Ｃ ） Ａ．等离子体的外观为气态 Ｂ．液晶和液态是物质的两种聚集状态 Ｃ．等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子 Ｄ．离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液 体物质 ６．（１）一种Ｐｔ、Ｃｏ金属间化合物可作为质子交 换膜燃料电池的催化剂，其晶胞结构如图１ 所示，该金属间化合物中Ｐｔ与Ｃｏ的个数比为 　 ３１　 。 （２）室温下，［Ｃｕ（ＮＨ３）４］（ＮＯ３）２，与液氨混 合并加入Ｃｕ可制得一种黑绿色晶体。黑绿 色晶体的晶胞如图２所示，写出该晶体的化 学式　 Ｃｕ３Ｎ　 。 （３）如图３所示的是金红石的晶胞，则每个晶 胞拥有　 ２　 个Ｔｉ４ ＋、　 ４　 个Ｏ２ －。 请同学们认真完成练案［１２                          ］ 微专题４　 关于晶体结构的三个常考点 　 　 １．原子分数坐标参数 　 　 （１）概念 原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子 的相对位置。 （２）原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的坐标确定坐标系取向。 ②一般以坐标轴所在正方体的棱长为１个 单位。 ③从原子所在位置分别向ｘ、ｙ、ｚ轴作垂线， 所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 （３）原子分数坐标的意义 通过原子分数坐标既能确定晶胞中原子的 相对位置，又可以计算各原子间的距离，进而可 以计算晶胞的体积及晶体的密度。 （４）原子分数坐标确定的步骤：①由已知坐 标确定晶胞参数值和坐标原点；②由原子在晶 胞中的相对位置确定原子与坐标原点的距离； ③确定原子在晶胞中的坐标。 １．以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可 以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分 数坐标，如图中原子１的坐标为１２， １ ２， １( )２ ，则 原子２和３的坐标分别为　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 、　 　 　 　 　 　 。 ２．俯视图有关的晶体分析 从晶体正上方向下看可得晶胞的俯视图 如：（１） 的俯视图为 。 （２） 的俯视图为 。 ２． ＢａＦｅ２Ａｓ２ 的晶胞结构如图１所示。图２ 是该晶胞的俯视图，将图补充完整。                                        !(!