2021届一轮复习鲁科版 物质的聚集状态与物质性质 学案

考点一|晶体和晶胞[记牢主干知识]1．晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较比较晶体非晶体结构特征结构粒子周期性有序排列结构粒子无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性二者区别方法间接方法：测定其是否有固定的熔点科学方法：对固体进行X-射线衍射实验(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。

2．晶胞(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。

(2)晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞“无隙并置”构成晶体。

(3)晶胞中粒子数目的计算——均摊法如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1n属于这个晶胞。

[练通基础小题] 一、基础知识全面练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高(×)(2)具有规则几何外形的固体一定是晶体(×)(3)固态物质一定是晶体(×)(4)冰和固体碘晶体中相互作用力相同(×) (5)固体SiO 2一定是晶体(×)(6)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(√) (7)通过X-射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体(√) (8)晶胞是晶体中的最小的“平行六面体”(×)(9)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列(√) (10)立方晶胞中，顶点上的原子被4个晶胞共用(×)2．如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x 与y 的个数比是______，乙中a 与b 的个数比是______，丙中一个晶胞中有______个c 离子和______个d 离子。

答案：2∶1 1∶1 4 4 二、常考题点分组练题点(一) 晶胞中粒子个数的计算1.磁光存储的研究是Williams 等在1957年使Mn 和Bi 形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。

如图是Mn 和Bi 形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内)，则该晶体物质的化学式可表示为( )A ．Mn 2BiB ．MnBiC ．MnBi 3D ．Mn 4Bi 3解析：选B 由晶体的结构示意图可知：白球代表Bi 原子，且均在六棱柱内，所以Bi 为6个。

黑球代表Mn 原子，个数为：12×16＋2×12＋1＋6×13＝6(个)，则二者的原子个数比为6∶6＝1∶1。

2. Zn 与S 所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。

①在1个晶胞中，Zn 离子的数目为________。

②该化合物的化学式为________。

解析：从晶胞图分析，含有Zn 离子为8×18＋6×12＝4。

S 为4个，所以化合物中Zn 与S 数目之比为1∶1，则化学式为ZnS 。

答案：4 ZnS [探规寻律]“均摊法”突破晶胞组成的计算(1)原则：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n 个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个粒子分得的份额就是1n。

(2)方法：①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占13。

题点(二) 晶体的密度及微粒间距离的计算3．O 和Na 能够形成化合物F ，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a ＝0.566 nm ，F 的化学式为________；晶胞中O 原子的配位数为________；列式计算晶体F 的密度(g·cm －3)________。

解析：O 2－半径大于Na ＋半径，由F 的晶胞结构可知，大球代表O 2－，小球代表Na ＋，每个晶胞中含有O 2－个数为8×18＋6×12＝4，含有Na ＋个数为8，故O 2－、Na ＋离子个数之比为4∶8＝1∶2，从而推知F 的化学式为Na 2O 。

由晶胞结构可知，每个O 原子周围有8个Na 原子，故O 原子的配位数为8。

晶胞参数a ＝0.566 nm ＝0.566×10－7 cm ，则晶胞的体积为(0.566×10－7cm)3，从而可知晶体F 的密度为4×62 g·mol －1(0.566×10－7cm )3×6.02×1023 mol －1＝2.27 g·cm －3。

答案：Na 2O 8 4×62 g·mol －1(0.566×10－7cm )3×6.02×1023mol －1＝2.27 g·cm －34.某离子晶体晶胞的结构如图所示。

X()位于立方体顶点，Y()位于立方体中心。

试分析：(1)晶体的化学式为________。

(2)晶体中距离最近的2个X 与1个Y 形成的夹角∠XYX 是________。

(3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol －1，晶体的密度为ρ g·cm －3，阿伏加德罗常数的值为N A ，则晶体中两个距离最近的X 之间的距离为________cm 。

解析：(1)晶胞中，X 的个数＝4×18＝12，Y 在体内，个数是1个，则X 与Y 的个数比是1∶2。

(2)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CH 4的键角，知∠XYX ＝109°28′。

(3)摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量，数值上等于该物质的相对分子(或原子)质量。

由题意知，该晶胞中含有12个XY 2或Y 2X ，设晶胞的边长为a cm ，则有ρa 3N A ＝12M ，a ＝3M2ρN A ，则晶体中两个距离最近的X 之间的距离为 2 3M 2ρN Acm 。

答案：(1)XY 2或Y 2X (2)109°28′ (3) 23M2ρN A5. 镧镍合金、铜钙合金及铈钴合金都具有相同类型的晶胞结构XY n及很强的储氢能力，其中铜钙合金的晶胞结构如图所示。

试回答下列问题：(1)在元素周期表中Ca 位于____区。

(2)铜原子的基态原子核外电子排布式为____________________________。

(3)已知镧镍合金LaNi n 晶胞体积为9.0×10－23cm 3，储氢后形成LaNi n H 4.5的合金(氢进入晶胞空隙，体积不变)，则LaNi n 中，n ＝____________(填数值)；氢在合金中的密度为______________________。

解析：(3)由铜钙合金的晶胞结构图知，铜、钙合金中，N (Cu)＝12×12＋6×12＋6＝15，N (Ca)＝12×16＋2×12＝3，N (Ca )N (Cu )＝315＝15，因镧镍合金与铜钙合金的晶胞结构相同，则在LaNi n 中1n ＝15，n ＝5。

1 mol 合金中含有N A 个该合金的晶胞，则ρ·9.0×10－23 cm 3·N A ＝M ，ρ＝ 4.5 g 9.0×10－23 cm 3×6.02×1023≈0.083 g·cm －3。

答案：(1)s (2)1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1或[Ar]3d 104s 1 (3)5 0.083 g·cm －3 [探规寻律]晶体微粒与M 、ρ(晶体密度，g·cm －3)之间的关系若1个晶胞中含有x 个微粒，则1 mol 该晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g ；又1个晶胞的质量为ρa 3 g(a 3为晶胞的体积，单位为cm 3)，则1 mol 晶胞的质量为ρa 3N A g ，因此有xM ＝ρa 3N A 。

考点二| 常见晶体的结构与性质[基础自主落实]1．四种晶体类型的比较晶体类型比较项目分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力范德华力(某些含氢键)共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电物质类别及举例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如Na2O)、强碱(如KOH)、绝大部分盐(如NaCl)2．典型晶体模型晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为109°28′(3)最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内(4)每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1∶2SiO2(1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构(2)每个正四面体占有1个Si,4个“12O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2(3)最小环上有12个原子，即6个O,6个Si分子晶体干冰(1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子(2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个离子晶体NaCl(型)(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个。

每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个(2)每个晶胞中含□104个Na＋和□114个Cl－CsCl(型)(1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有□128个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有8个(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－金属晶体简单立方堆积典型代表Po，配位数为□136，空间利用率52% 面心立方最密堆积又称为A1型或铜型，典型代表Cu、Ag、Au，配位数为□1412，空间利用率74%体心立方堆积又称为A2型或钾型，典型代表Na、K、Fe，配位数为□158，空间利用率68%六方最密堆积又称为A3型或镁型，典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为□1612，空间利用率74%(1)定义气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位为kJ·mol－1。

(2)影响因素①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。

②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。

(3)与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。

小题热身1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。