人教版高中化学高二选修五三章物质的聚集状态与物质性质复习课教案设计.docx
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人教版高中化学高二选修五三章物质的聚集状态与物质性质复习课教案设计
人教版高中化学高二选修五三章物质的聚集状态与物质性质复习课教案
一、化学核心素养：
1.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。
2.了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。
了解分子晶体结构与性质的关系。
3.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
4.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
5．理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
了解金属晶体常见的堆积方式。
了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。
二、教学过程：
专题一晶体类型的结构和性质
1.晶体与非晶体的区别
2.四类晶体的结构和性质比较
类型
比较
离子晶体
原子
晶体
分子
晶体
金属晶体
构成晶体
的粒子
粒子间
的作用力
确定作用力强弱的一般判断方法
物质类别
硬度
导电性
传热性
延展性
溶解性
”
典型实例
题型一、晶体类型的判断
例1四种物质的一些性质如下表：
物质
熔点/℃
沸点/℃
其他性质
单质硫
120.5
271.5
—
单质硼
2300
2550
硬度大
氯化铝
190
182.7
177.8℃升华
苛性钾
300
1320
晶体不导电，熔融态导电
晶体类型：
单质硫是__________________晶体；单质硼是__________晶体；氯化铝是__________________晶体；苛性钾是____________晶体。
题型二、晶体熔、沸点的比较
例2 下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是
A.NH3、CH4、NaCl、Na
B.H2O、H2S、MgSO4、SO2
C.CH4、H2O、NaCl、SiO2
D.Li、Na、K、Rb、Cs
1．不同类型晶体熔、沸点的比较
一般来说，原子晶体>离子晶体>分子晶体；金属晶体（除少数外）>分子晶体。
金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等；有的则很低，如汞、铯、镓等。
2．同种类型晶体熔、沸点的比较
（1）原子晶体
一般来说，对结构相似的原子晶体来说，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高。
例如：
金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅。
（2）分子晶体
①组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。
如I2>Br2>Cl2>F2；SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
②组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，范德华力越大，熔、沸点越高。
如CO>N2。
③同类别的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
如正戊烷>异戊烷>新戊烷。
④若分子间存在氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高。
如HF>HI；NH3>PH3；H2O>H2Te。
（3）离子晶体
一般来说，离子所带的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点就越高。
如NaCl>CsCl；MgO>MgCl2。
（4）金属晶体
金属阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，其金属键越强，金属熔、沸点越高。
如Al>Mg>Na。
提醒
（1）某些离子晶体的熔点高于某些原子晶体的熔点。
如MgO（2800℃）>SiO2（1713℃）。
（2）某些分子晶体的熔点高于某些金属晶体的熔点。
如碱金属熔点较低。
（3）个别金属的熔点高于某些原子晶体的熔点。
如钨（3410℃）>SiO2（1713℃）。
（4）合金的熔点一般低于成分金属的熔点。
专题二晶体中微粒堆积方式
非密置层
密置层
堆积方式
简单立方堆积
体心立方堆积
面心立方最密堆积
六方最密堆积
代号
图示
常见的晶胞：
晶体
类型
晶体模型
晶体结构详解
金属晶体
A1
面心立方最密堆积典型代表
Cu、Ag、Au，配位数为12
A2
体心立方密堆积典型代表
Na、K、Fe，配位数为8
A3
六方最密堆积典型代表Mg、
Zn、Ti，配位数为12
晶体类型
晶体模型
晶体结构详解
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4个Na＋和4个Cl－
CsCl型
（1）每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个Cs＋（Cl－）周围等距且紧邻的Cs＋（Cl－）有6个
（2）如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－
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
原子晶体
金刚石
（1）每个C与4个C以共价键结合，形成正四面体结构
（2）键角均为109.5°（3）最小碳环由6个C原子组成且六原子不在同一平面内（4）每个C原子与另外4个C原子形成共价键，每个共价键连接2个C原子
专题三晶体的相关计算
1.晶胞中微粒数目的计算（切割法）
例3
（1）Cu的一种氯化物晶胞结构如图所示（黑球表示铜原子，白球表示氯原子），该氯化物的化学式是______。
若该晶体的密度为ρg·cm－3，以NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的边长a＝________nm。
（2）用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：
Cu的晶胞为面心立方最密堆积（如图），已知该晶体的密度为9.00g·cm－3，Cu的原子半径为________cm（阿伏加德罗常数的值为NA，只要求列式表示）。
（3）一种铜金合金晶胞如图所示（Au原子位于顶点，Cu原子位于面心），则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为________，若该晶胞的边长为apm，则合金的密度为________g·cm－3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA）。
（4）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示。
Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为______。
【小结】1.晶胞计算的类型
（1）根据晶胞的结构，计算其组成微粒间的距离。
（2）根据晶胞的质量和晶体有关的摩尔质量间的关系，计算微粒个数、微粒间距、ρ等。
（3）计算晶体（晶胞）的空间利用率。
2.晶胞计算的原理与步骤
（1）首先确定晶胞的组成
利用切割法计算一个晶胞所含微粒的数目。
（2）计算晶体的密度或体积
①关系式ρ＝
（V表示晶胞体积，ρ表示晶体的密度，NA表示阿伏加德罗常数，N表示一个晶胞实际含有的微粒数，M表示微粒的摩尔质量）。
3.计算步骤
【及时巩固】金属钾、铜的晶体的晶胞结构如图（请先判断对应的图）所示，钾、铜两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为________________________。
金属钾的晶胞中，若设该晶胞的密度为a，阿伏加德罗常数为NA，钾原子的摩尔质量为M，则表示钾原子半径的计算式为__________。
【链接高考】（2019·全国Ⅰ卷）图（a）是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。
图（b）是沿立方格子对角面取得的截图。
可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。
设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3（列出计算表达式）。
【当堂检测】
1.下列各组物质中都属于原子晶体的是（ ）
A．干冰、二氧化硅、金刚石
B．氧化钠、金刚石、氯化氢
C．碘、石墨、氯化钠
D．二氧化硅、金刚石、晶体硼
2．（2018·金华一中高二月考）下列有关晶体性质的比较正确的是（ ）
A．熔点：
金刚石＞晶体硅＞碳化硅B．沸点：
NH3＞H2O＞HF
C．硬度：
白磷＞冰＞二氧化硅
D．熔点：
SiI4＞SiBr4＞SiCl4
3．（2019·厦门高二期中）如图是CaF2晶胞的结构图。
下列说法正确的是（ ）
A．一个CaF2晶胞中含有8个Ca2＋
B．一个CaF2晶胞中含有8个F－
C．在CaF2晶胞中Ca2＋的配位数为4
D．在CaF2晶胞中F－的配位数为8
4．（2019·福州高二期末）下列有关晶体结构的叙述正确的是（ ）
A．SiO2晶体中最小环上的原子个数为6
B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
C．12g石墨烯（如图1）中含有六元环的个数为0.5×6.02×1023
D．720gC60晶体中含有0.5×6.02×1023个晶胞（如图2）
5．（2018·大连二十四中校级期中）F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂（其氧化性依次增强），都极易与水反应。
已知6XeF4＋12H2O===2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是（ ）
A．XeF2分子中各原子均达到8电子的稳定结构
B．某种氟化氙晶体的基本结构单元如图所示，可推知其化学式为XeF6
C．XeF4与水反应时，每生成2molXe转移8mol电子
D．XeF2加入水中，在水的作用下，将生成Xe和F2
6.下列关于晶体的说法中一定正确的是（ ）
A．分子晶体中都存在共价键
B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相紧邻（题图是CaTiO3的晶体结构模型）
C．SiO2晶体中每个硅原子与2个氧原子以共价键相结合
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
7.冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞（其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点及面心，实心球所示原子位于立方体内）类似。
下列有关冰晶胞的说法合理的是（ ）
A．冰晶胞内水分子间以共价键相结合
B．晶体冰与金刚石晶体硬度都很大
C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键
D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似
8.由Al元素和N元素形成的某种化合物的晶胞如图所示，已知N原子位于晶胞体对角线的
处。
假设该化合物晶体的密度为ρg·cm－3，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞中相距最近的两个N原子之间的距离为（ ）
A.
cmB.
cm
C.
cmD.
cm
9.有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl4种元素的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如下表：
熔点/℃
硬度
水溶性
导电性
水溶液与Ag＋反应
A
811
较大
易溶
水溶液或熔融态导电
白色沉淀
B
3550
很大
不溶
不导电
不反应
C
－114.2
很小
易溶
液态不导电
白色沉淀
（1）晶体的化学式分别为：
A__________、B__________、C________。
（2）晶体的类型分别是：
A____________、B__________、C____________。
（3）晶体中微粒间的作用力分别是：
A______、B______、C________。
10.六方氮化硼在高温高压下可转化为立方氮化硼，立方氮化硼的晶胞结构如图b所示，晶胞边长为dcm，该晶胞中含有____个氮原子、____个硼原子，立方氮化硼晶
体的密度为________g·cm－3（设阿伏加德罗常数的值为NA）。
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