高考化学一轮复习第八章晶体结构与性质第26讲物质的聚集状态常见晶体类型课件

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高考化学一轮复习第八章晶体结构与性质第26讲物质的聚集状态常见晶体类型课件

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(共44张PPT)
课标要求 1.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。
2.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。知道在一定条件下,
物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而
有所不同。
考点一 物质的聚集状态 晶体与非晶体
1.物质的聚集状态
(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态,还有
   、   以及介于   和
   之间的塑晶态、液晶态等。
(2)等离子体:由   、   .
和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质
聚集体。具有良好的导电性和流动性。
(3)液晶:介于液态和晶态之间的物质状态。既具
有液体的流动性、黏度、形变性等,又具有晶体的导热性、光学性质等。
晶态
非晶态
晶态
非晶态
电子
阳离子
2.晶体和非晶体
(1)晶体和非晶体的比较
(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)晶体和非晶体的测定方法
①测熔点:晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。
②最可靠方法:对固体进行   实验。
比较 晶体 非晶体
结构特征 原子在三维空间里呈
   排列 原子排列
   
性质
特征 自范性        
熔点        
异同表现        
周期性有序
相对无序


固定
不固定
各向异性
各向同性
X射线衍射
学以致用
判断正误(正确的打“√”,错误的打“ ”)。
(1)晶体内部的粒子按一定规律周期性排列。(   )
(2)凡有规则外形的固体一定是晶体。(   )
(3)固体SiO2一定是晶体。(   )
(4)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。(   )
(5)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验。(   )





考向1 物质的聚集状态
1.(2025·浙江七彩阳光联盟联考)下列有关物质特殊聚集状态与结构的说法不正确的是
(   )
A.液晶中的分子长轴取向一致,表现出类似晶体的各向异性
B.等离子体是一种特殊的气体,由阳离子和电子两部分构成
C.纯物质有固定的熔点,但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化
D.超分子内部的分子间一般通过非共价键或分子间作用力结合成聚集体
【解析】 等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体,B错误。
B
ABCD
3.下列不能区分晶体和非晶体的是(   )
A.是否具有各向异性
B.能否发生X射线衍射
C.是否具有导电性
D.有无固定熔点
【解析】 晶体具有各向异性,根据是否具有各向异性,可以区分晶体和非晶体,A错误;晶体的X射线衍射图谱中能看到分立的斑点或明锐的衍射峰,根据能否发生X射线衍射,可以区分晶体和非晶体,B错误;是否具有导电性,不可以区分晶体和非晶体,C正确;晶体有固定的熔点,根据有无固定熔点,可以区分晶体和非晶体,D错误。
考向2 晶体与非晶体的区别
C
4.下列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
【解析】 晶体的许多物理性质常常会表现出各向异性,A错误;晶体的熔点是固定的,所以在熔化过程中温度不会变化,B错误;在一定条件下晶体和非晶体是可以相互转化的,D错误。
C
5.玻璃是常见的非晶体,在生产生活中有着广泛的用途,如图所示为玻璃的结构示意图,下列有关玻璃的说法不正确的是(   )

A.玻璃内部微粒排列是相对无序的
B.玻璃熔化时吸热,温度不断上升
C.光导纤维和玻璃的主要成分都可看成是SiO2,二者都是非晶体
D.利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
【解析】 由题图可知,构成玻璃的粒子排列相对无序,玻璃是非晶体,因此没有固定的熔点,A、B正确;玻璃属于非晶体,但光导纤维属于晶体,C错误;区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验,D正确。
C
分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
构成微粒         金属阳离子、自由电子    
微粒间的
相互作用力   (某些含氢键)            
硬度 较小     有的很大,有的很小    
熔、沸点 较低     有的很高,有的很低 较高
溶解性 相似相溶 难溶于一般溶剂 一般不溶于水,少数与水反应 大多易溶于水等极性溶剂
导电性、
导热性 一般不导电,溶于水后有的导电 一般不具有导电性,个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电,水溶液或熔融态导电
考点二 常见晶体类型
1.常见晶体类型的比较
分子
原子
阴、阳离子
范德华力
共价键
金属键
离子键
很大
较大
很高

干冰的结构 模型(晶胞) ①干冰晶胞是面心立方结构,8个CO2分子构成立方体,在6个面心各有1个CO2分子;
②干冰晶体中,每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有   个

冰的结构模型 ①冰晶体中,水分子之间存在具有方向性的氢键,采用分子   方式排列;
②冰晶体中,每个水分子与相邻的   个水分子以氢键相连接,含1 mol H2O的冰中,最多可形成
    mol氢键
2.教材中典型晶胞结构及分析
(1)分子晶体
12
非密堆积
4
2

金刚石结构模型 金刚石晶胞 ①碳原子采取   杂化,键角为   ;
②每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成   结构,向空间伸展形成空间网状结构;
③最小碳环由   个碳原子组成,每个碳原子被   个六元环共用

二氧化硅结构模型 二氧化硅晶胞 ①硅原子采取sp3杂化,正四面体内O—Si—O键角为109°28';
②最小环上有   个原子,包括   个O原子和   个Si原子;
③1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为   
(2)共价晶体
sp3
109°28'
正四面体
6
12
12
6
6
4NA
NaCl晶胞 CsCl晶胞 CaF2晶胞
晶胞结构
模型
配位数 6 8 Ca2+:4;F-:8
结构
分析 ①每个晶胞含有4个Na+和4个Cl-;
②每个Na+周围等距离且最近的Na+有12个 ①每个晶胞含有1个Cs+和1个Cl-;
②每个Cs+周围等距离且最近的Cs+有6个 ①每个晶胞中含有4个Ca2+和8个F-; 
②每个Ca2+周围等距离且最近的Ca2+有12个,每个F-周围等距离且最近的F-有6个
(3)离子晶体

石墨晶体 ①石墨层状晶体中,层内碳原子之间存在共价键,层与层之间的作用力是   ;
②平均每个正六边形拥有的碳原子个数是   ,碳原子采取的杂化方式是   ;
③根据“均摊法”,每个六元碳环中含2个碳原子,每个碳原子形成1.5个碳碳键
(4)混合型晶体
范德华力
2
sp2
判断正误(正确的打“√”,错误的打“ ”)。
(1)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。(   )
(2)离子晶体中都一定含有金属元素。(   )
(3)1 mol金刚石和SiO2中含有的共价键数目均为4NA。(   )
(4)氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等且最近的Na+共有6个。(   )
(5)冰中包含的作用力有范德华力、氢键和共价键。(   )
学以致用





考向1 常见晶体类型的判断及性质
D
2.下列物质均为共价晶体且成键结构相似,其中熔点最低的是(   )
A.金刚石(C)
B.单晶硅(Si)
C.金刚砂(SiC)
D.氮化硼(BN,立方相)
【解析】 一般情况下,键长越长,键能越小,熔点越低,题给物质中单晶硅的键长最长,键能最小,故熔点最低,B符合题意。
B
3.已知下列晶体的部分性质,其晶体类型判断正确的是(   )
【解析】 三氯化铁,沸点较低,易溶于乙醚等有机溶剂,属于分子晶体,A正确;溴化铝,熔点低,易溶于水,熔融状态下不导电,属于分子晶体,B错误;硼,熔、沸点高,硬度大,且不溶于常见溶剂,属于共价晶体,C错误;碳化铝,熔点高,熔融状态和晶体都不导电,属于共价晶体,D错误。
选项 性质 晶体类型
A. 三氯化铁,沸点316 ℃,易溶于水,易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂 分子晶体
B. 溴化铝,无色晶体,熔点98 ℃,易溶于水,熔融状态下不导电 共价晶体
C. 硼,熔点2 300 ℃,沸点2 550 ℃,硬度大,不溶于常见溶剂 金属晶体
D. 碳化铝,黄色晶体,熔点2 100 ℃,熔融状态下不导电,晶体不导电 离子晶体
A
4.(2025·1月选考)某化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示,
下列说法不正确的是(   )
A.晶体类型为混合晶体
B.NH3与二价铁形成配位健
C.该化合物与水反应有难溶物生成
D.该化合物热稳定性比FeCl2高
【解析】 由图可知,Fe(NH3)2Cl2晶体中存在离子键、配位键、分子间作用力,具有分子晶体和离子晶体的特性,属于混合晶体,A正确;NH3与二价铁通过配位健形成[Fe(NH3)2]2+,B正确;Fe(NH3)2Cl2与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀:Fe(NH3)2Cl2+2H2O====Fe(OH)2↓+2NH4Cl,C正确;Fe(NH3)2Cl2中[Fe(NH3)2]2+离子半径大于Fe2+,[Fe(NH3)2]2+与Cl-之间的键能小于Fe2+与Cl-之间的键能,因此该化合物热稳定性小于FeCl2,D错误。
考向2 典型晶体的结构及分析
D
判断晶体类型的3种常用方法
(1)依据晶体的熔点判断
熔、沸点低的单质和化合物一般为分子晶体;熔、沸点较高的化合物一般为离子晶体;熔、沸点很高的晶体一般为共价晶体。
(2)依据导电性判断
离子晶体处于固态时不导电,溶于水及熔融状态时能够导电;共价晶体一般不导电;分子晶体固态及液态均不导电;金属晶体是电的良导体。
(3)依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度较大,难以压缩;共价晶体硬度大;金属晶体多数硬度较大,但也有较低的,且具有金属光泽,有延展性;分子晶体硬度小且较脆。
A
6.β-MgCl2晶体中,多个晶胞无隙并置而成的结构如图1所示,其中部分结构显示为图2,下列说法不正确的是(   )
A.电负性:Mg<Cl B.单质Mg是金属晶体
C.晶体中存在范德华力 D.Mg2+的配位数为3
【解析】 电负性越大的元素吸引电子的能力越强,活泼金属的电负性小于活泼非金属,因此,Mg的电负性小于Cl,A正确;金属晶体包括金属单质及合金,单质Mg是金属晶体,B正确;由晶体结构可知,该结构中存在层状结构,层与层之间存在范德华力,C正确;由图2中结构可知,每个Mg2+周围有6个最近且距离相等的Cl-,因此Mg2+的配位数为6,D错误。
图1 图2
D
晶胞中原子配位数的判断
晶胞中原子的配位数与原子排列方式有关。若晶体中粒子是同种原子(或分子),则某粒子的配位数是指与其等距离且最近的粒子数。常见晶胞结构及配位数分析如下表:
晶胞中原子数 配位数
简单立方结构 1 6
体心立方结构 2 8
面心立方结构 4 12
金刚石型结构 8 4
由E原子和F原子构成
的气态团簇分子模型
金刚石
A
进阶高考
1.(2025·山东卷)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释不正确的是
(   )
【解析】 H2O沸点高于H2S的主要原因是H2O分子间存在氢键、H2S分子间不存在氢键,沸点与电离能无直接关联,A错误;HClO酸性强于HBrO是因为Cl的电负性大于Br,导致HClO中O—H键极性更强,更易解离出H+,B正确;金刚石硬度大于晶体硅是因为C原子半径小于Si,C—C键键能更大,C正确;MgO和NaF均属于离子晶体,Mg2+和O2-的电荷高于Na+和F-,且其阴、阳离子的半径较小,离子键强度更大,故MgO的熔点高,D正确。
选项 性质差异 主要原因
A. 沸点:H2O>H2S 电离能:O>S
B. 酸性:HClO>HBrO 电负性:Cl>Br
C. 硬度:金刚石>晶体硅 原子半径:Si>C
D. 熔点:MgO>NaF 离子电荷:Mg2+>Na+,O2->F-
A
C
D
4.(2024·贵州卷改编)我国科学家首次合成了化合物[K(2,2,2-crypt)]5[K@Au12Sb20],其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法不正确的是(   )
A.富勒烯C60是分子晶体
B.图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内
C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D.全金属富勒烯属于金属晶体
【解析】 富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体,A正确;由题图可知,中心K+周围有12个Au形成二十面体笼(每个面为三角形,上、中、下层分别有5、10、5个面),B正确;全金属富勒烯不是碳元素的单质,因此不与富勒烯C60互为同素异形体,C错误;全金属富勒烯由Sb、Au、K组成,属于合金,故属于金属晶体,D正确。
C
课时作业
答案速对
第八章 第26讲 物质的聚集状态 常见晶体类型
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D D D C D A D
题号 9 10 11 12
答案 A C 见答案 见答案
1.下列属于离子晶体且含共价键的是(   )
A.氢氧化钠 B.冰醋酸
C.干冰 D.氯化镁
【解析】 氢氧化钠属于离子晶体且含共价键,A正确;冰醋酸、干冰都是分子晶体,B、C错误;氯化镁是离子晶体,但只含离子键,D错误。
A
2.下列说法不正确的是(   )
A.石墨晶体中存在共价键与分子间作用力,属于混合型晶体
B.纯金属中加入其他元素会改变规则的层状排列,能增大金属硬度
C.NaCl和SiC晶体熔化时,克服粒子间作用力的类型不相同
D.液晶是液体和晶体聚集而成的一种特殊的混合物
【解析】 液晶为由固态向液态转化过程中存在的取向有序的流体,既有液体的流动性,又保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列,是一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态,D错误。
D
3.(人教版选必2 P103 T12改编)下表是钠、硅的部分卤化物及其熔点:
下列说法中不正确的是(   )
A.钠的卤化物都是离子晶体,硅的卤化物都是分子晶体
B.钠的卤化物的熔点与离子键的强弱有关
C.硅的卤化物的熔点与范德华力的大小有关
D.据此推测,熔点:NaI>NaBr,SiI4>SiBr4
【解析】 由题表中物质的熔点可知,钠的卤化物的熔点较高,都是离子晶体,其熔点与离子键的强弱有关;硅的卤化物的熔点较低,都是分子晶体,其熔点与范德华力的大小有关,A、B、C正确;根据熔点变化规律,可推测熔点:NaBr>NaI,SiI4>SiBr4,D错误。
物质 NaF NaCl NaBr
熔点/℃ 995 801 755
物质 SiF4 SiCl4 SiBr4
熔点/℃ -90.2 -70.4 5.2
D
D
C
6.我国空间站天和核心舱的主要能量来源是砷化稼(GaAs)太阳电池
阵,GaAs的熔点为1 238 ℃。GaAs的晶胞结构如图所示(黑球表示
砷原子)。下列说法正确的是(   )
A.Ga是过渡元素
B.GaAs是离子晶体
C.砷原子的配位数是2
D.GaAs晶体中存在配位键
【解析】 Ga位于第四周期第ⅢA族,是主族元素,A错误;GaAs的熔点为1 238 ℃,为共价晶体,B错误;由题图可知,As的配位数为4,C错误;Ga位于第四周期第ⅢA族,最外层三个电子,但其配位数为4,形成了四个共价键,故As原子提供了孤电子对,与Ga形成了配位键,D正确。
D
7.卤化钠(NaX)和四卤化钛(TiX4)的熔点如图所示,
下列判断不正确的是(   )
A.TiF4的熔点反常升高是由于其键能较大
B.NaX均为离子晶体
C.随X半径的增大,NaX的离子键减弱,熔点逐渐
降低
D.TiCl4、TiBr4、TiI4的相对分子质量依次增大,范德华力增大,熔点逐渐升高
【解析】 由于电负性:F>Cl>Br>I,则TiF4形成离子晶体,而TiCl4、TiBr4、TiI4形成分子晶体,TiF4的熔点反常升高是因为TiF4为离子晶体,而TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体,A错误;NaX中只含有离子键,则NaX均为离子晶体,B正确;NaX是离子晶体,离子键越强、熔点越高,X-电子层数越多,半径越大,离子键越弱,则随X半径的增大,NaX的离子键减弱,熔点逐渐降低,C正确;TiCl4、TiBr4、TiI4均为分子晶体,故随着相对分子质量依次增大,范德华力增大,熔点逐渐升高,D正确。
A
8.下列有关晶体的叙述正确且有因果关系的是(   )
【解析】 SiO2晶体的熔点高、硬度大,属于共价晶体,SiO2晶体可用于制造光导纤维,Ⅰ和Ⅱ无因果关系,A错误;晶体碘属于分子晶体,其沸点低、易升华,与碘晶体中的I-I键能无关,B错误;NaCl和CsCl的晶胞结构不同,NaCl晶体中Na+、Cl-的配位数均为6,CsCl晶体中Cs+、Cl-的配位数均为8,C错误;金刚石和硅晶体都是共价晶体,原子间通过共价键形成空间网状结构,D正确。
选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A. SiO2晶体的熔点高、硬度大 SiO2晶体可用于制造光导纤维
B. 碘晶体中的I—I键能较小 晶体碘的沸点低、易升华
C. NaCl晶体中Na+与Cl-个数比为1∶1;
CsCl晶体中Cs+与Cl-个数比也为1∶1 NaCl和CsCl的晶胞结构相同
D. 在金刚石和硅晶体中,原子间通过共价键形成空间网状结构 金刚石和硅晶体类型相同
D
A
C
11.(2025·舟山中学检测)铁、钴、镍三种元素位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族,通常将铁钴镍三种元素称为铁系元素。
(1)基态镍原子的价层电子排布式为   。
(2)已知无水三氯化铁熔点为307.6 ℃,沸点约为306 ℃,可以升华,400 ℃以下的气态氯化铁主要通过配位键以二聚体形式存在,据此判断氯化铁的晶体类型为   ,
氯化铁二聚体的结构式是  。
(3)图示为一种常见锂离子电池电极材料的六棱柱结构单元及其沿垂直底面方向的投影图,其底面是正六边形。
3d84s2
分子晶体

Li2CoO3
6
氧化物 CO2 Cs2O PbO
熔点/℃ -56.6 490 888
Cs2O和PbO是离子晶体,熔化时需破坏离子键,
两种离子晶体中PbO的Pb2+所带电荷数多,所以熔点更高,CO2是分子晶体,熔化时需
克服范德华力,范德华力比离子键弱,所以CO2晶体熔点低
径小,则NaF的离子键强,熔点高

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