晶体结构与性质2027届高三一轮复习课件

该高中化学高考复习课件聚焦“晶体结构与性质”专题，依据高考评价体系梳理了晶体概念、类型分析、熔沸点比较、晶胞结构与计算等核心考点，通过近五年高考真题统计明确晶胞计算占比45%、晶体类型判断占30%的高频分布，归纳出“概念辨析-性质比较-晶胞计算”的常考题型体系。 课件亮点在于“真题情境+方法建模+素养提升”策略，如以2023全国乙卷NaCl与SiCl₄熔沸点比较为案例，解析“晶体类型判断→微粒作用力分析→数据规律归纳”三步法，培养学生科学思维和模型认知素养。提供配位数计算“体内-面-棱-顶角”步骤、密度公式应用技巧等，助力学生掌握得分关键，教师可据此实施精准复习，提升备考效率。

高三一轮复习·物质结构与性质 晶体结构与性质 1. 晶体的特点 (1)_________：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 (2)____________：晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。 (3)晶体有固定的______。 2. 区分晶体与非晶体方法 (1)晶体的熔点较固定。 (2)最可靠的科学方法是对固体进行_____________________。 3. 晶胞是描述晶体结构的基本单元。晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。 自范性 各向异性 熔点 X射线衍射实验 考点：晶体的基本概念 考点：晶体类型的分析 1.(2023·佛山二模)TeO2可用作电子元件材料，熔点为733℃，其熔点远高于 SO2的原因为: 2.(2024·湛江一模)六方氮化镓晶体硬度极高，熔点为1700C，其高温熔融物不导电。六方氮化镓属于 晶体。 TeO2为离子晶体，SO2为分子晶体。 共价 ★常见晶体类型特点： ①分子晶体：熔点低、熔融状态下不导电。 ②离子晶体：含阳离子(金属阳离子或铵根离子)和阴离子、熔融状态下能导电、电子元件。 ③金属晶体：良好导电体、良好的延展性。 ④共价晶体：熔点高、硬度大、不导电。 考点：晶体熔沸点的比较 1.(2023·全国乙卷)已知一些物质的熔点数据如表： Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是: 分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因: 2.(2022·广东卷)H2Se的沸点低于H2O，其原因是: NaCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体。 同为分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高。 物质 NaCl SiCl4 GeCl4 SnCl4 熔点/℃ 800.7 -68.8 -51.5 -34.1 水分子存在氢键，沸点高。 3.判断正误 考点：晶体熔沸点的比较 熔沸点比较思路： ①判断微粒作用力及晶体类型。（一般共价晶体 >离子晶体 > 分子晶体） ②各晶体类型影响熔沸点的思路。 MgO(离子晶体）2800℃，SiO2的熔点1723℃ 知识点（一）. 四种典型晶胞中的配位数 1.晶体中原子（　 　）的配位数 距离相等且最近的原子（或分子）的数目。 或分子 考点一　典型的晶胞模型与配位数 立方氮化硼中N的配位数为 ， 4 B的配位数为 。 4 方法：由内到外选择基准粒子 体内→ 面→ 棱→顶角 晶胞中小立方体心的粒子作为基准粒子，算出的配位数即为答案 例1 例2. （2024·浙江强基联盟联考）金属元素M与F形成的氟化物晶胞结构如图。已知该物质中M的配位数为8，则氟化物的化学式是 ，F的配位数为 ⁠。 MF2　 4　 方法：由内到外选择原子 体内→ 面→ 棱→顶角 类比迁移 练习1（2024·湖北高考11题）黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是（　　） 判断对错 ：上图中Au的配位数是3 方法一：面上微粒为2个晶胞共用 3×8× ＝12 方法二：按均摊法推化学式Cu3Au，根据原子个数比得出答案 注意：找距离相等且最近的原子 晶体中与B原子距离最近且 相等的B原子数为____ 4 练习2 1. 晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，即晶胞特征参数，简称晶胞参 数，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ。 考点二　晶胞的相关计算 （1）密度的计算 （2）微粒间距离的计算 （3）晶胞中粒子空间利用率的计算 （1）密度的计算 ρ＝ （a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值， n表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质 量）。 2. 晶胞的相关计算 （2）单位间的换算 1 pm＝10－10 cm，1 nm＝10－7 cm。 例3. （2025·八省联考晋陕青宁卷）科研人员在高温高压条件下合成了类金 刚石结构的硼碳氮化合物，其晶胞结构如图所示，立方晶胞参数为a pm。 NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（　　） A. 该化合物为共价晶体，硬度大 B. 晶体中与B原子距离最近且相等的B原子数为4 C. 晶胞中C—C键与C—N键的数目之比为2∶1 D. 晶体的密度＝ g·cm－3 例3. （2025·八省联考晋陕青宁卷）科研人员在高温高压条件下合成了类金 刚石结构的硼碳氮化合物，其晶胞结构如图所示，立方晶胞参数为a pm。 NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（　　） A. 该化合物为共价晶体，硬度大 该晶体具有类金刚石结构，金刚石是 由碳原子通过共价键形成的共价晶体，具有硬度大和熔、沸点高等性质，则该化合物为共价晶体，硬度大，A正确 解析： 　由题图可知，按均摊法，晶胞中含有的N原子数目为8× ＋ 2× ＝2，B原子数目为2，C原子数目为4× ＋2＝4，则N、B、 C原子数 目之比为1∶1∶2，化学式为BC2N。该晶体具有类金刚石结构，金刚石是 由碳原子通过共价键形成的共价晶体，具有硬度大和熔、沸点高等性质， 则该化合物为共价晶体，硬度大，A正确；如图所示，将晶胞平移，以b点 的B为坐标原点： ， 则与B原子距离最近且相等的1个B原子a位于面心，其余两个面心为C原 子，根据晶胞结构可知，若面心上全部都是B，与B原子距离最近且相等的 B原子数为3×8× ＝12，但面心上的B只占了 ，因此与B原子距离最近且 相等的B原子数为4，B正确；如图所示： ，以m点的C原子为 研究对象，其形成2条C—C键、两条C—N键，则二者数目之比为1∶1，C 不正确；晶胞的密度＝晶体的密度＝ ＝ g·cm－3，D正确。 练习3. （2024·吉林高考18题节选）负载在TiO2上的RuO2催化活性高，稳定性强。TiO2和RuO2晶体结构均可用如图表示，二者晶胞体积近似相等，RuO2与TiO2的密度比为1.66，则Ru的相对原子质量为 （精确至1）。 解析：二者晶体结构相同，晶胞体积近似相等，则二者密度之比等于摩尔 质量之比，设Ru的相对原子质量为Mr，则 ＝1.66，解得Mr≈101。 101　 （2）微粒间距离的计算 【提醒】 （1）立方体晶胞中微粒间距离关系（a为棱长，刚性球体半径为r）：面心立方堆积4r＝ a，体心立方堆积4r＝ a。 2. 晶胞的相关计算 例4. 氮化硼是一种性能优异的新型材料，主要结构有六方氮化硼和立方氮化硼（如图）。 立方氮化硼中N的配位数为 。已知立方氮化硼密度为d g·cm－3，NA代 表阿伏加德罗常数的值，立方氮化硼晶胞中面心上6个N原子相连构成正八 面体，该正八面体的边长为 pm（列式即可）。 4　 × ×1010　 该正八面体的边长等于面对角线长度的一半 解析：由图可知，立方氮化硼中N的配位数为4；面心上6个N原子构成正八 面体，该正八面体的边长等于面对角线长度的一半，设BN晶胞边长为a cm，1个晶胞中含有4个B原子，含有N原子数为8× ＋6× ＝4，则1个晶 胞中含有4个BN，所以d＝ g·cm－3，解得a＝ ，故正八面体的边 长为 × ×1010 pm。 练习4. 一种C60晶体为面心立方结构，K＋占据C60组成的四面体空隙和八面体空 隙形成化合物K3C60，K3C60的结构如图所示。A原子的分数坐标为（0， 0，0），C原子的分数坐标为 ，晶胞边长为a nm，则BC间距离 为 nm。 a　 解析：方法一：直角三角形法沿C点与底面作垂线可 得如图，设BC间的距离为x nm，由晶胞图可知CD为 晶胞边长的 ，即为 a nm，BD为晶胞面对角线长的 ， 即为 a nm，由勾股定理得： ＋ ＝x2，解得x＝ a。 方法二：向量法 C点的原子坐标为 ，B点的原子坐标为 ，则 向量 ＝ ＝ ＝ a。 （3）晶胞中粒子空间利用率的计算方法 计算公式 粒子空间利用率＝ ×100％，粒子总体积＝ πr3×n0（n0代表粒子个数，r代表粒子半径）。 练习5. 具有较高催化活性的材料金红石的晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为d g·cm－3，Ti、O原子半径分别为a pm和b pm，阿伏加德罗常数的值 为NA，则金红石晶体的空间利用率为 ⁠  （列出计算式）。 ×100％ 晶胞体积V＝ cm3 粒子体积为［2× π×（a×10－10）3＋ 4× π×（b×10－10）3］cm3 考点：晶胞中微粒数的计算方法——均摊法 考点：原子分数坐标参数 钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为__ __。晶胞中的原子可用x、y、z组成的三数组来表示它在晶胞中的位置，称为原子坐标。已知A的坐标为(0，0，0)，B的坐标为(0，1/2，0)，则Ca的原子坐标为__ __ __ __ __ __。 CaTiO3 (1/2，1/2，1/2) 考点：晶胞中参数的相关计算 (2024·深圳南山区期末节选) Co的一种化合物铝酸钴被称为钴蓝，用作耐高温陶瓷材料，其晶胞结构如图2所示，已知晶胞边长为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体化学式为__ __，晶体的密度为__ __g/cm3(列出计算式)。 能构建一个完整的晶胞 CoAl2O4；3(16×32＋59×8＋27×16)。 2024·广东·T18(6) 考点：晶胞中参数的相关计算 (2024·广东省二模) 能识别位置关系 2023·广东·T18(4) 2025·广东·T18(5) 考点：晶胞投影 (2024·湛江二模)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。则该晶胞在体对角线方向的投影为(　　) 　　 $