第三章 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2创新导学案课件PPT（单选版）

该高中化学课件聚焦晶体结构与性质，涵盖物质聚集状态、晶体与非晶体差异、晶胞分析及结构测定，从宏观物质状态扩展到微观晶体结构，构建“聚集状态-晶体特征-晶胞计算”的递进式学习支架，衔接前后知识。 其亮点在于以“证据推理与模型认知”为核心，通过对比表格、均摊法计算（如铜晶胞粒子数）及探究题（如蓝宝石各向异性）培养科学思维，结合晶体密度计算等实践例题提升科学探究能力，助力学生深化微观认知，也为教师提供系统教学资源。

0 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 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与非晶体。3.认识简单的晶胞，能运用多种晶体模型和晶胞结构确定微粒个数和化学式，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。4.了解晶体结构的测定方法。 2 学习理解 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 探究应用 02 总结提升 03 学习理解 1．物质的聚集状态 (1)物质的聚集状态除了固态、液态和气态之外，还有_____、________和塑晶态、液晶态等。 晶态 非晶态 学习理解 5 (2)物质并_______都由分子构成，如等离子体、离子液体、固态的氯化钠、金刚石、石墨、二氧化硅、金属等都无分子。 ①等离子体：由_____、_______和___________(分子或原子)组成的整体上呈_______的_____物质。 ②离子液体：熔点不高的仅由_____组成的_____物质。 ③液晶：介于_____和_____之间的物质状态，既具有_____的流动性、黏度、形变性等，又具有_____的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的_________。 不一定 电子 阳离子 电中性粒子 电中性 气态 离子 液体 液态 晶态 液体 晶体 各向异性 学习理解 6 2.晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体的本质差异 (2)获得晶体的途径 ①_______物质凝固。 ②_____物质冷却不经液态直接凝固(_____)。 ③_____从溶液中析出。 有 周期性有序 没有 固体 自范性 微观结构 晶体 ___ 原子在三维空间里呈___________排列 非晶体 _____ 原子排列_________ 相对无序 熔融态 气态 凝华 溶质 学习理解 7 (3)晶体的特性 自范 多面体 各向异 物理性质 固定 学习理解 8 (4)晶体与非晶体的区分方法 X射线衍射 区分 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___________实验 学习理解 9 3.晶胞 (1)概念：描述晶体结构的_________。 (2)晶胞与晶体的关系 常规的晶胞都是___________，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_____排列的，取向_____。 ③所有晶胞的_____及其内部的________________及_________(包括取向)是完全相同的。 基本单元 平行六面体 没有任何间隙 平行 相同 形状 原子种类、个数 几何排列 学习理解 10 (3)晶胞中粒子数目的计算(以铜的晶胞为例) ①位于顶角上的铜原子为__个晶胞共用。 ②位于面心上的铜原子为__个晶胞共用。 ③金属铜的一个晶胞的原子数是__。 8 2 4 学习理解 11 (4)晶胞的判断 晶胞是__个顶角相同、___套各__根平行棱分别相同、___套各___个平行面分别相同的_______________。 4.晶体结构的测定 (1)仪器：测定晶体结构最常用的仪器是_____________。 (2)测定过程：当单一波长的X射线通过晶体时，会在记录仪上产生________ ___或者_____________，而非晶体图谱中没有。 8 三 4 三 两 最小平行六面体 X射线衍射仪 分立的斑 点 明锐的衍射峰 学习理解 12 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)等离子体是由电子、阳离子组成的整体上呈电中性的气态物质。(　　) (2)液晶是一种特殊的物质，是液态的晶体。(　　) (3)晶胞的结构就是晶体的结构。(　　) (4)不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同。(　　) (5)晶体一定比非晶体的熔点高。(　　) (6)在CaF2晶胞( )中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋。(　　) √ × × × × × 学习理解 13 探究应用 知识点一　晶体与非晶体 1.晶体与非晶体的比较 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。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。二者具体差异如下： 探究应用 15 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 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 探究应用 16 2.晶体呈现自范性的条件 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。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)。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。 3.晶体具有自范性的本质原因 晶体具有自范性的本质原因是晶体中粒子在微观空间呈现周期性有序排列。 探究应用 17 4.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，如晶体SiO2和非晶体SiO2。 (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。 探究应用 18 [练1]　下列有关晶体的特征及结构的叙述不正确的是(　　) A．晶体一般都有各向异性 B．水晶在不同方向上硬度不一定相同 C．有规则几何外形的固体不一定都是晶体 D．将液态的玻璃冷却可以得到晶体 解析：玻璃不是晶体，D错误。 探究应用 19 [练2]　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：晶体的自范性需在适宜条件下，破损晶体在固态时不会自动变成规则的多面体，故A错误；圆形容器中结出的冰是圆形的，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。 探究应用 20 探究应用 21 知识点二 晶胞的分析与简单计算 　 探究应用 22 (1)长方(正方)体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献 探究应用 23 (2)六方晶胞中不同位置粒子对晶胞的贡献 探究应用 24  3.求化学式 根据均摊法计算出一个晶胞中所含微粒数目，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式。 4.晶体密度的计算 (1)计算晶胞棱长 晶胞棱长(a)与粒子半径(r)关系示例分析 探究应用 25 探究应用 26 [练4]　某种只含镁、镍和碳三种元素的晶体也具有超导性。该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用“ ”表示，镍原子用“ ”表示，镁原子用“ ”表示)如图所示。则该晶体的化学式是(　　) A． Mg2CNi3 B． MgC2Ni C． MgCNi2 D． MgCNi3 探究应用 27 [练5]　 某晶体的部分结构如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是(　　) A.3∶9∶4 B.1∶4∶2 C.2∶9∶4 D.3∶8∶4 探究应用 28 [练6]　热敏电阻的主要成分——钡钛矿晶体的晶胞 结构如图所示，晶胞棱长为a cm。顶点位置被Ti4＋所占 据，体心位置被Ba2＋所占据，所有棱心位置被O2－所占据。 (1)写出该晶体的化学式：________。 (2)若将Ti4＋置于晶胞的体心，Ba2＋置于晶胞顶点，则O2－处于立方体的______位置。 (3)在该物质的晶体中，每个Ti4＋周围距离相等且最近的Ti4＋有____个；若将它们连接起来，形成的空间结构为_________。 (4)若晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则a＝________。 BaTiO3 面心 6 正八面体 探究应用 29 探究应用 30 总结提升 本课总结 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 总结提升 32 随堂提升 1.下列叙述中，不正确的是(　　) A.从硫酸铜饱和溶液中可以析出硫酸铜晶体 B.具有规则几何外形的固体不一定是晶体 C.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 D.具有各向异性的固体一定是晶体 解析：溶质从溶液中析出是得到晶体的一条途径，A正确；有些人工加工而成的固体也具有规则的几何外形，B正确；晶体所具有的规则几何外形、各向异性和固定的熔点是其内部粒子规律性排列的外部反映，因此D正确，C错误。 总结提升 33 2.下列叙述正确的是(　　) A.食盐粉末为非晶体 B.液体与晶体的混合物叫液晶 C.等离子体的基本构成微粒是带正电的离子和电子及不带电的分子或原子 D.等离子体的外观为固态 总结提升 34 3.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的个数之比为(　　) A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1 总结提升 35 4.下列有关说法正确的是(　　) A.测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪 B.石英玻璃和水晶的衍射图谱相同 C.通过乙酸晶体的X射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数，不能推出乙酸分子的空间结构 D.晶体的X射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定键长和键角 总结提升 36 解析：石英玻璃是非晶态二氧化硅，水晶是晶态二氧化硅，则水晶的衍射图谱中会出现分立的斑点或明锐的衍射峰，而石英玻璃的衍射图谱中不会出现分立的斑点或明锐的衍射峰，二者的衍射图谱不同，B错误；通过晶体的X射线衍射实验，可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键，确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，C、D错误。 总结提升 37 5. 某晶体的晶胞结构如图所示，X(·)位于立方体顶 点，Y( )位于立方体体心。试分析： (1)晶体中每一个Y同时吸引着____个X，每个X同时 吸引着____个Y，该晶体的化学式是____________。 (2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有____个。 (3)晶体中距离最近的2个X分别与1个Y形成的两条线的夹角为________。 4 8 XY2(或Y2X) 12 109°28′ 总结提升 38 解析：(1)同时吸引的微粒个数指在某微粒周围距离最近 的其他种类的微粒个数，观察图可知，Y位于立方体的体心， X位于立方体的顶点，每个Y同时吸引着4个X，而每个X同时 被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个Y，所以每个X 同时吸引着8个Y，X、Y的个数比为1∶2，所以化学式为XY2或Y2X。 (2)晶体中每个X周围与它最接近的X之间的距离应为如题图所示立方体的面对角线。位置关系分别为在此X的上层、下层和同一层，每层均有4个，共有12个。 (3)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心，可联系CH4的键角，知该夹角为109°28′。 总结提升 39 6.(1)某氧化物超导材料钙钛矿晶胞结构如图所示，该 化合物的化学式为________，已知正方体的边长为a pm， 该晶体的密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数的值可表示为 __________(用含a、ρ的式子表示)。 (2)铜镍合金的立方晶胞结构如图所示。 ①原子B的分数坐标为________。 ②若该晶体密度为d g·cm－3，以NA表示阿伏加德罗常数 的值，则铜镍原子间最短距离为____________cm。 CaTiO3 总结提升 40 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1.液晶已有广泛的应用，如手机、电脑、电视的液晶显示器。下列有关液晶的叙述不正确的是(　　) A.是介于液态和晶态之间的物质状态 B.具有液体的流动性、晶体的各向异性 C.液晶都不稳定 D.液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响 解析：实用液晶在常温下十分稳定，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 42 2.水的状态除了气态、液态和固态外，还有玻璃态。液态的水急速冷却到165 K就可以转变成玻璃态，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与液态水的密度相同。下列有关叙述正确的是(　　) A.玻璃态水是分子晶体 B.水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C.水由液态变为玻璃态，体积缩小 D.玻璃态是水的一种特殊状态 解析：玻璃态水不存在晶体结构，所以不属于分子晶体，A错误；玻璃态水的密度与液态水的密度相同，则水由液态变为玻璃态时，体积不变，B、C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 43 3.下列关于聚集状态的叙述错误的是(　　) A.物质只有气态、液态、固态三种聚集状态 B.气态是高度无序的体系存在状态 C.固态物质中的微粒结合较紧凑，相对运动较弱 D.液态物质微粒间的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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 44 4.关于晶体和非晶体的说法，正确的是(　　) A.晶体在三维空间里呈周期性有序排列，因此在各个不同的方向上具有相同的物理性质 B.晶体在熔化过程中需要不断地吸热，温度不断地升高 C.普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同 D.晶体和非晶体之间不可以相互转化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 46 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 47 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 48 7.下列有关晶体常识的叙述错误的是(　　) A.水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体 B.当单一波长的X射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线 C.晶体都具有自范性，自范性是晶体的本质属性 D.晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形 解析：非晶体也可能具有规则的几何外形，如钻石形状的玻璃制品，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 49 8.下列关于晶体的说法正确的是(　　) A.粉末状的硝酸钾固体没有多面体外形，故为非晶体 B.晶体呈现自范性的过程是非自发的过程 C.玛瑙和水晶皆为晶体，二者都是熔融二氧化硅快速凝固所形成的 D.当晶体生长速率适当时才可得到规则的多面体外形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 51 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 52 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 53 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 54 二、非选择题 11.(1)在下列物质中，____________(填序号，下同)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石蜡　 ⑧单晶硅　⑨铝块 ⑩橡胶 (2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体一般具有_______________，而非晶体__________________；另外非晶体具有物理性质__________的特点，而晶体具有物理性质__________的特点。 (3)判断物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是_______(填序号)。 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 ②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩ 规则的几何外形 没有规则的几何外形 各向同性 各向异性 ②④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 55 12.根据晶体结构知识，回答下列问题。 (1)如图所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是___。 (2)Al的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞结构如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。 b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 56 若已知Al的原子半径为d，NA表示阿伏加 德罗常数的值，Al的相对原子质量为M，则： ①晶胞中Al原子的配位数为___。 ②该晶体的密度为________(列出表达式)。 (3)如图为氟化钙晶胞。每个F－周围有____个Ca2＋与之 紧邻，每个F－周围与其距离最近的F－的数目是___。 12 4 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 57 (4)元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、 M三个能层,它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所示。 ①该晶体的阳离子与阴离子个数之比为_____。 ②该晶体中Xn＋的n＝___。 ③X元素的原子序数是____。 ④晶体中每个N3－被____个等距离的Xn＋包围。 3∶1 1 29 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 58 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课时作业 59 　　　　　　　　　　　　　 R [练3]　晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又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eq \f(1,104)。则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 1.晶体的化学式的含义 晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是晶胞)中各类原子或离子的最简整数比。 2.均摊法确定晶胞中粒子的个数 如晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有eq \f(1,n)属于这个晶胞。 (2)计算晶体密度 以一个晶胞为研究对象，根据晶胞质量m＝ρ×V，由公式eq \f(M,NA)×N＝ρ×a3进行计算，其中M为晶体的摩尔质量，N为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞棱长。 (3)晶胞计算中单位的换算 1 pm＝10－10 cm，1 nm＝10－7 cm。 解析：该晶体的结构单元中含镁原子个数为8×eq \f(1,8)＝1；含镍原子个数为6×eq \f(1,2)＝3；含碳原子个数为1，则该晶体的化学式为MgCNi3。 eq \r(3,\f(233,NAρ)) eq \f(\r(2),2)×eq \r(3,\f(251,dNA)) eq \f(136×1030,a3ρ) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0)) 5.下列有关晶胞的叙述，不正确的是(　　) A.晶体中的晶胞不一定都是平行六面体 B.晶胞是晶体中基本的结构重复单元 C.已知晶胞的结构，可推知晶体的结构 D.处于顶点、棱、面、体心的粒子对晶胞的贡献分别为eq \f(1,8)、eq \f(1,4)、eq \f(1,2)、1 6.碳化钼负载的层状金团簇催化剂可用于低温水煤气变换反应。下列有关说法正确的是(　　) A.H2O、CO2均属于非极性分子 B.CO2分子中，中心原子碳的价层电子对数为4 C.若碳化钼晶胞体积为V mL，则其晶体密度为eq \f(108,V·NA) g·cm－3 D.碳化钼晶胞中，离Mo最近的Mo原子为12个 9.CaC2晶体的晶胞结构(如图所示)与NaCl晶体的相似， 但因为CaC2晶体中含有的哑铃形Ceq \o\al(2－,2)的存在，使晶胞沿一 个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是(　　) A.1个Ca2+周围距离最近且等距离的Ceq \o\al(2－,2)数目为4 B.该晶体中的阴离子和O2所含电子数相同 C.6.4 g CaC2晶体中含阴离子0.2 mol D.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个 10.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法中正确的是(　　) A.超氧化钾的化学式为KO2 B.每个晶胞中含有8个K＋和4个Oeq \o\al(－,2) C.晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个 D.晶体中0价氧原子和－2价氧原子个数比为1∶3 eq \f(M,4\r(2)d3NA) $