鲁科版选修3第三章物质的聚集状态与物质性质第1节认识晶体共2课时含答案.docx
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鲁科版选修3第三章物质的聚集状态与物质性质第1节认识晶体共2课时含答案
第3章物质的聚集状态与物质性质
第1节认识晶体
【学习目标】
知识与技能
1、从认识一般固体出发，重点了解晶体的基本特征、类型以及不同类型晶体的一般物理性质。
2、晶体形成的途径及特性。
3、晶体与非晶体的区别。
4、晶胞的概念。
5、知道晶胞是晶体的最小结构重复单元，能用切割法计算一个晶胞种实际拥有的微粒数。
过程与方法
1、通过让学生查阅相关资料，培养学生自主学习的意识和能力
2、学会分析、理解、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。
情感态度与价值观
通过学习本节与生活、生产、科技相联系的知识，培养学生热爱科学、积极探索的精神
第1课时
【自主预习提纲】
一、晶体的特性
1、晶体与非晶体概念
晶体：
_________________________________________________________
非晶体:
________________________________________________________
2、晶体的特性
规则的几何外形。
自范性：
在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现_______________、____________多面体外形，这称为晶体的自范性。
各向异性：
晶体在不同方向上表现出____________的物理性质。
对称性。
如规则的食盐晶体具有_________________外形，它既有___对称性，出有_______对称性。
3、晶体形成的一段途径：
（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。
4、晶体与非晶体的对比
类别
晶体
非晶体
微观结构
原子在三维空间里呈
________________排列
原子排列相对__________
自范性
几何外形
对称性
熔点
其他物理性质
实例
5、常见晶体的种类
（1）的晶体称为离子晶体；
（2）的晶体称为金属晶体；（3）的晶体称为原子晶体；（4）的晶体称为分子晶体。
二、晶体的堆积模型
1．紧密堆积原理：
因为金属键、离子键、分子间的相互作用没有，所以组成金属晶体、离子晶体、分子晶体的微粒服从原理。
2．等径圆球的密堆积
金属晶体的结构形式可归结为等径圆球的密堆积。
其中，每一层都是最紧密堆积，也就是每个等径球与周围相接触。
而层与层之间的堆积时有多种方式：
一种是“…ABAB…”重复方式，叫型的最密堆积，一种是“…ABCABC…”重复方式，叫型的最密堆积。
在密堆积中，一个原子或离子周围所邻接的原子或离子的数目称为_______________。
3．非等径圆球的密堆积
离子晶体中，阴、阳离子的半径是不相同的，因此离子晶体可以视为______________的密堆积，即将不同半径的圆球的堆积看成是大球先按一定方式做_______________，小球再填充在________________________。
4．分子晶体的结构形式
在分子晶体中，原子先以_________形成分子，分子间再以________形成晶体。
分子间尽可能采用_______________排列方式，但若晶体中的微粒间以共价键结合进行堆积时，由于共价键的____________和_____________决定了一个原子周围的其他原子的_______及______________，故其微粒堆积的紧密程度降低。
【例题1】水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。
它是由液态水急速冷却到165k时形成的，玻璃态的水无固态形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是（）
A.水由液态变为玻璃态，体积缩小B.水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态D.玻璃态水是分子晶体
【例题2】关于晶体的下列说法正确的是
A．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
C．离子晶体的熔点一定比金属晶体的高
D．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低
【当堂达标训练】
1、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是：
A、晶体一定比非晶体的熔点高B、晶体有自范性但排列无序
C、非晶体无自范性而且排列无序D、固体SiO2一定是晶体
2、区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是：
A、熔沸点B、硬度C、颜色D、x-射线衍射实验
3、在我们的生活中遇到许多固体，通过今天这节课的学习，我们知道固体可以分为晶体与非晶体。
请你举出常见的晶体与非晶体的实例。
4、下列不属于晶体的特点是：
A、一定有固定的几何外形B、一定有各向异性
C、一定有固定的熔点D、一定是无色透明的固体
5、下列过程难以得到晶体的有：
A、对NaCl饱和溶液降温，所得到的固体
B、气态H2O冷却为液态，然后再冷却成的固态
C、熔融的KNO3冷却后所得的固体
D、将液态的玻璃冷却成所得到的固体
6、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导电率与层平行的方向上的导电率1∕104。
晶体的各向异性主要表现在是：
①硬度②导热性③导电性④光学性质
A、①③B、②④C、①②③D、①②③④
7、一些不法商人制造假宝石来牟取暴利，你能否根据晶体物理性质的各向异性的特点，列举出一些可能有效鉴别假宝石的方法？
第二课时
三、晶胞
1．晶胞是晶体结构中最小的，是从晶体结构中截取下来的大小、形状完全相同的。
2．晶胞中粒子数的计算方法：
晶体结构类习题最常见的题型就是已知晶胞的结构而求晶体的化学式。
解答这类习题首先要明确一个概念：
由晶胞构成的晶体，其化学式不一定是表示一个分子中含有多少个原子，而是表示每个晶胞中平均含有各类原子的个数，即各类原子的最简个数比。
解答这类习题，通常采用分摊法。
在一个晶胞结构中出现的多个原子，这些原子并不是只为这个晶胞所独立占有，而是为多个晶胞所共有，那么，在一个晶胞结构中出现的每个原子，这个晶体能分摊到多少比例呢。
这就是分摊法。
分摊法的根本目的就是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。
分摊法的根本原则是：
晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x。
计算方法
位置
顶点
棱边
面心
体心
贡献
1/8
1/4
1/2
1
【例题3】某离子晶体晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。
试分析：
（1）在一个晶胞中有个X，个Y，所以该晶体的化学式为__________。
（2）晶体中距离最近的2个X与一个Y所形成的夹角∠XYX角度为________（填角的度数）
【例题4】
钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。
钛酸钡晶体的结构示意图为右图，它的化学式是（）
A.BaTi8O12B.BaTi4O6
C.BaTi2O4D.BaTIO3
【当堂达标训练】
1.晶体中最小的重复单元——晶胞，①凡处于立方体顶点的微粒，同时为个晶胞共有；②凡处于立方体棱上的微粒，同时为个晶胞共有；③凡处于立方体面上的微粒，同时为个晶胞共有；④凡处于立方体体心的微粒，同时为个晶胞共有。
2.某物质的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示（其中前后两面心上的B原子未能画出），晶体中A、B、C的中原子个数之比依次为（）
A.1:
3:
1B.2:
3:
1C.2:
2:
1D.1:
3:
3
3.1987年2月，未经武（PaulChu）教授等发现钛钡铜氧化合物在90K温度下即具有超导性。
若该化合物的结构如右图所示，则该化合物的化学式可能是（）
A.YBa2CuO7－xB.YBa2Cu2O7－xC.YBa2Cu3O7－xD.YBa2Cu4O7－x
4．某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。
阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是（）
A、1∶8B、1∶4C、1∶2D、1∶1
5.如右图石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为（）
A、2B、3C、4D、6
6.许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可视作若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单元在结构化学中被称作晶胞。
已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为（）
A．Ca4TiO3 B．Ca4TiO6C．CaTiO3 D．Ca8TiO12
7.下列有关晶体的特征及结构的陈述中不正确的是（）
A单晶一般都有各向异性 B晶体有固定的熔点
C所有晶体都有一定的规整外形 D多晶一般不表现各向异性
8.现有甲、乙、丙（如下图》三种晶体的晶胞：
（甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心），可推知：
甲晶体中x与y的个数比是__________，乙中a与b的个数比是_______，丙晶胞中有_______个c离子，有____________个d离子。
9、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞（如图2-8所示），
可推知：
甲晶体中A与B的离子个数比为；乙晶体的化学式为；丙晶体的化学式为__________；丁晶体的化学式为______。
10.右图是超导化合物----钙钛矿晶体的晶胞结构。
请回答：
（1）该化合物的化学式为 。
（2）在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有 个。
第1节认识晶体自我检测
1．下列各对物质中，化学键类型和晶体类型完全相同的是（）
A．NaCl和NaOHB．Br2和H2O．CCl4和FeCl3D．CO2和SiO2
2．某单质晶体一定不是（）
A．离子晶体B．分子晶体C．原子晶体D．金属晶体
3．下列叙述正确的是（）
A．任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子
B．离子晶体中可能含有共价键
C．离子晶体中只含有离子键不含有共价键
D．分子晶体中只存在分子作用力，不含有其他化学键
7、我们每个人应该怎样保护身边的环境？
4．下列有关金属元素特征的叙述中正确的是（）
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正价
4、小苏打和白醋混合后，产生了一种新物质——二氧化碳气体，这种气体能使燃着的火焰熄灭，这样的变化属于化学变化。
C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D．金属单质在常温下都是固体
5．含有离子的晶体（）
A．一定是离子晶体B．可能是分子晶体
11、火药是我国的四大发明之一，我国古代的黑火药是硝石、硫黄、木炭以及一些辅料等粉末状物质的均匀混合物。
迄今为止，可以考证的最早的火药配方是“伏火矾法”。
C．可能是原子晶体D．可能是金属晶体
6．下列说法一定正确的是（）
14、在太阳周围的八颗大行星，它们是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
A．其水溶液导电的一定是离子晶体
12、放大镜和显微镜的发明，大大扩展了我们的视野，让我们走进微小世界，让我们看到了微生物和细胞。
B．熔融态导电的一定是离子晶体
18、北斗七星构成勺形，属于大熊座，北极星属于小熊座。
C．固态导电的一定是金属晶体
10、由于人口迅速增长、环境污染和全球气候变暖，世界人均供水量自1970年以来开始减少，而且持续下降。
D．固态不导电熔融态导电的一定是离子晶体
7．碘的熔、沸点较低，其原因是（）
一、填空：
A．碘的非金属性较弱B．I2中I—I键不稳定
2、1969年7月，美国的“阿波罗11号”载人飞船成功地在月球上着陆。
C．碘分子的分子间作用力比较小D．碘的氧化性较弱
8．下列叙述中正确的是（）
A．分子晶体中一定存在共价键B．离子晶体中一定含金属元素
C．原子晶体中一定不存在离子键D．离子晶体中不可能存在共价键
答：
优点：
占地小，避免了垃圾污染地下水，产生的热量还可以用来发电。
9．干冰气化时发生变化的是（）
A．分子内共价键B．分子间作用力
C．分子间的距离D．分子内原子间的距离
10．有关A1型密堆积与A3型密堆积的说法中正确的是（）
A．A1型密堆积是最密堆积，A3型密堆积不是最密堆积。
B．两者都是最密堆积，其中A1型密堆积是一、三、五…各层球心重合，二、四、六…各层球心重合；A3型密堆积是四、五、六层…分别和一、二、三层球心重合。
C．原子晶体一般都采用A1型密堆积或A3型密堆积。
D．只有金属晶体才可能采用A1型密堆积或A3型密堆积。
11．能与氢氧化钠溶液反应的原子晶体是（）
A．铝B．金刚石C．硅D．二氧化硅
12.下列说法中错误的是（）
A．分子晶体中范德华力没有方向性和饱和性，所以分子晶体一般都采取密堆积，但要受到分子形状的影响。
B．离子晶体一般都是非等径球的密堆积
C．由于共价键的方向性和饱和性，原子晶体堆积的紧密程度大大降低。
D．配位数就是配位键的数目。
13．对于A1型密堆积的描述错误的是（）
A．A1型密堆积晶体的晶胞也叫面心立方晶胞。
B．面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个金属原子
C．平均每个面心立方晶胞中有14个金属原子
D．平均每个面心立方晶胞中有4个金属原子
14.在干冰晶体中每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有___________个在晶体中截取一个最小的正方形；使正方形的四个顶点部落到CO2分子的中心，则在这个正方形的平面上有___________个C02分子。
15．最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是。
第1节认识晶体参考答案
第1课时
1、C；2、D；3、晶体：
玛瑙、水晶、硫晶体等等；非晶体玻璃、水泥等等。
4、D5、D6、D7、（略）
第2课时
1.84212.A3.C4.D5.A6.C7.D
8.解析：
x:
y＝4:
3a：
b＝1：
14个c4个d处于晶胞中心的x或a为该晶胞单独占有，位于立方体顶点的微粒为8个立方体共有，位于立方体棱边的微粒为四个立方体共有，位于立方体面的微粒为两个立方体共有，所以x:
y＝l：
6×1／8＝4：
3；a:
b=1:
8×1／8＝1：
1；丙晶胞中c离子为12×1／4+1＝4（个）；d离子为8×1／8+6×1／2＝4（个）
9、1：
1C2DEFXY2Z
10.解析：
这个晶胞对位于顶点上的每个钛原子占有的份额为1/8，所以，它单独占有的钛原子个数为8×1/8=1个；它对位于棱上的每个氧原子占有的份额为1/4，所以，它单独占有的氧原子个数为12×1/4=3个；它全部拥有体内的那一个钙原子，所以，该晶胞中单独占有的钛原子、氧原子和钙原子的个数分别为：
1、3、1.钛位于立方体的顶点上，与一个钛离子距离最近的钛离子是与它共棱的,与它共棱的离子都是二个，所以，共6个。
答案：
（1）该化合物的化学式为CaTiO3
（2）6个
第1节认识晶体自我检测
1.B2.A3.B4.B5.D6.D7.C8.C9.BC10.B11.CD
12.D13.C14.12个4个
15．解析：
考察学生对晶体结构、分子结构概念的理解、运用能力。
解题关键：
本题是送给粗心同学的“礼物”，一些在省初赛中得分较高的同学，包括部分后来冲进冬令营的同学都在此题“载了跟头”。
从题目本身来看，本题图形“就是”NaCl晶胞的图形，按顶点算1/8，棱中点算1/4，面心算1/2，中心算1的规则很快可算出Na:
Cl=1:
1，或一部分同学甚至已记住答案，就是1:
1，所以，阅卷发现相当多的考生答案为TiC可CTi。
部分考生把该分子当成晶体结构的一部分。
其实，本题命题者一开始就清楚交待：
它是一个小分子，而非像NaCl晶体那样的巨型分子。
所以，审题清楚对考生来说是至关重要的。
答案：
Ti14C13。
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