高一化學人教版晶體的常識

1、晶體的常識目標定位1.認識晶體和非晶體的本質差異，知道晶體的特征和性質。2.了解獲得晶體的途徑。3.知道晶胞的概念，學會晶胞中微粒數(shù)的計算方法 (均攤法)，能根據晶胞的結構確定晶體 的化學式。新知導學哥知探究點點落實一、晶體與非晶體1 .觀察分析下列物質的結構模型，回答問題：苒體的內部砂粒排列非晶體的內部微枝排列(1)晶體內部、非晶體的內部微粒排列各有什么特點？答案 組成晶體的微粒在空間按一定規(guī)律呈周期性排列，而組成非晶體的微粒在空間雜亂無 章地排列。(2)由上述分析可知：晶體：內部粒子(原子、離子或分子)在空間按一定規(guī)律呈周期性重復排列構成的固體物質。如金剛石、食鹽、干冰等。非晶體：內部原子

2、或分子的排列呈雜亂無章的分布狀態(tài)的固體物質。如橡膠、玻璃、松香2 .思考下列問題：(1)在室溫下，將一塊不規(guī)則的 CuSO4 5H2O固體放入飽和 CuSO4溶液中，經過一段時間后會 發(fā)生什么變化？答案 CuSO4 5H2O固體會變成規(guī)則的立方體。(2)將冰和玻璃加熱各有什么現(xiàn)象？答案 加熱冰時，0 C達到冰的熔點，冰開始熔化，在全部熔化以前，繼續(xù)加熱，溫度基本保持不變，完全熔化后，溫度才開始升高。加熱玻璃，溫度升高到某一程度后開始變軟，繼續(xù)加熱流動性增強，最后變?yōu)橐后w。玻璃從軟化到完全熔化，中間經過較大的溫度范圍。然的怏林海才石蠟的水晶片深有力蜻的康璃片執(zhí)的鐵針(3)觀察下列三個圖片，說明了

3、什么?11h iiiII: :I:11h.!11> l! I11 |iII2|BIN,hi導電性強甲答案 晶體在不同方向上導電性、導熱性不同；而非晶體在不同方向上導熱性相同。通過以上分析，晶體的性質為 晶體具有自范性。它是指在適當條件下可以自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形的性質。它是晶體中結構微 粒在微觀空間呈現(xiàn)周期性的有序排列的宏觀表象。晶體具有固定的熔點。晶體具有各向異性。它是指在不同的方向上表現(xiàn)出不同的物理性質,如強度、導熱性、光學性質等。例如：藍晶石(Al 2O3 SiO2)在不同方向上的硬度是不同的。3. “鹽成鹵水，暴曬日中，即成方印，潔白可愛”，說明結晶可獲得晶體,除此之

4、外，熔融 態(tài)物質遢遁L氣態(tài)物質的凝華均可得到晶體。歸納總結晶體與非晶體的特征和性質一晶體非晶體結構特征(本質區(qū)別)結構微粒周期性有序排列結構微粒無序排列性質特征自范性有走熔、沸點固定/、固定某些物理性質各向異性各向同性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔、沸點科學方法對固體進行X-射線衍射實驗X活學活用1 .非晶硅光電薄膜產業(yè)的研發(fā)成長，在轉換效率上，已逐漸接近于多晶硅太陽能電池，發(fā)電成本僅為多晶硅的三分之一。預計非晶硅光電薄膜產業(yè)的增長速率，將比多晶硅太陽能產業(yè)更為快速，非晶硅薄膜技術將成為今后太陽能電池的市場主流。試探究下列問題：(1)下圖中a、b是兩種硅的部分結構，請指出哪種是晶體硅，哪

5、種是非晶硅?a： ; b： (2)有關晶體常識的相關說法中正確的是 (填字母)。A.玻璃是非晶體B.固體粉末都是非晶體C.晶體內部質點具有有序性，有固定的熔、沸點和各向異性D.區(qū)別晶體和非晶體最有效的方法是通過X-射線衍射實驗(3)下列有關說法正確的是 (填字母)。A .瑪瑙與水晶的化學成分不同B.雪花是由水蒸氣直接轉變而成的固體，雪花可能屬于晶體C.不同的雪花外形不同，但都可認為是晶體D.石英玻璃與水晶均屬于晶體答案 (1)非晶硅晶體硅 (2)ACD (3)BC解析(1)從粒子在微觀空間里是否有有序性和自范性角度觀察。(2)A項，玻璃是一種無固定熔、沸點的非晶體；B項，許多固體粉末不能用肉眼

6、觀察到晶體外形，但可通過光學顯微鏡或電子顯微鏡看到規(guī)則的幾何外形，所以固體粉末也可能是晶體。(3)A項，兩者化學成分均是SiO2,均是二氧化硅晶體，瑪瑙是熔融態(tài)SiO2快速冷卻形成的，水晶則是熱液緩慢冷卻形 成的；D項，石英玻璃是非晶態(tài)二氧化硅。二、晶胞1 .由于晶體的微粒在微觀空間中是呈現(xiàn)有規(guī)律的周期性排列，因此，描述晶體在微觀空間里原子的排列時，常從晶體微觀空間里“截取” 一個具有代表性的基本單元。(1)描述晶體結構的基本單元叫做晶胞。(2)一般來說，晶胞都是平行六面體。(3)晶胞只是晶體微觀空間里的一個基本里工一 在它的上下左右前后無隙日置地排列著無數(shù)晶 胞，而且所有晶胞的形狀及其內部含

7、有的原子種數(shù)、個數(shù)及幾何排列都是完全相同的。2 .金屬銅的晶胞如圖所示:回答下列問題：(1)位于頂角上的銅原子為 8個晶胞共有。(2)位于面心上的銅原子為 2個晶胞共有。(3)晶體銅中完全屬于某一晶胞的銅原子數(shù)是4。3 .晶胞中微粒個數(shù)的計算(均攤法)計算一個晶胞中實際擁有的微粒數(shù)，常用均攤法。即某個粒子為n_個晶胞所共有，則該粒子1的1屬于這個晶胞。n長方體(正方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算：處于棱邊上的粒子，同時為4個晶胞所共有，每個粒子有 J屬于該晶胞。41 一 、一，處于晶面上的粒子，同時為2個晶胞所共有，每個粒子有 機屬于該晶胞。處于晶胞內部的粒子，則完全屬于該晶胞。(2)非長方

8、體(正方體)晶胞中粒子數(shù)視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占 -O3廣歸綱總結1(1)晶體是由無數(shù)個晶胞堆積得到的。知道晶胞的大小和形狀以及晶胞中粒子的種類、數(shù)目和粒子所處的空間位置，就可以認識整個晶體的結構。(2)晶胞中微粒個數(shù)的計算，其關鍵是正確分析晶胞中任意位置上的一個微粒被幾個晶胞所共用。不同形狀的晶胞，情況不同?；顚W活用2.現(xiàn)有甲、乙、丙(如下圖)三種晶體的晶胞(甲中x處于晶胞的中心，乙中a處于晶胞的中心), 可推知：甲晶胞中 x與y的個數(shù)比是 ,乙晶胞中a與b的個數(shù)比是 , 丙晶胞中有 個c離子，有 個d離子。答案

9、4 ： 3 1 ： 1 4 4解析 處于晶胞中心的x或a為該晶胞單獨占有，位于立方體頂點的微粒為 8個立方體共有，位于立方體棱邊上的微粒為 4個立方體共有，位于立方體面上的微粒為2個立方體共有，所以 x ： y=1 ： 6X：= 4 ： 3; a： b=1 ： 8X1=1 ： 1；丙晶胞中 c 離子數(shù)為 12x1+1 = 4, d 離884 11子數(shù)為 8X 8 + 6X2=4。3.現(xiàn)有四種晶體，其構成粒子（均為單原子核粒子）排列方式如下圖所示，其化學式正確的是答案 C解析 利用均攤法確定粒子個數(shù)比。A項錯誤，8個B粒子居于頂點，一個A粒子居于體心，所以化學式應為 AB或BA ; B項錯誤，E

10、和F的數(shù)目完全一致，所以化學式為 FE或EF; C 項正確，一個晶胞內 X、Y、Z三種粒子的個數(shù)分別為 1、3、1; D項錯誤，A粒子居于8個頂點和6個面心，真正屬于一個晶胞的A粒子為4個，B粒子居于12條棱上和體心，真正屬于一個晶胞的B粒子為4個。電學習小堵耕構特征過里睛的蝴排列處空輔構特性,.lfc 體用一胞的關系-礴定晶體俎成的方沫堀推法當堂險潮鞏固反餒達標檢測1 .關于晶體的自范性，下列敘述正確的是（）A.破損的晶體能夠在固態(tài)時自動變成規(guī)則的多面體B.缺角的氯化鈉晶體在飽和 NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊C.圓形容器中結出的冰是圓形的體現(xiàn)了晶體的自范性D.由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體

11、現(xiàn)了晶體的自范性答案 B解析 晶體的自范性指的是在適宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形的性質，這一適宜條件一般指的是自動結晶析出的條件，A項所述過程不可能實現(xiàn)； C選項中的圓形并不是晶體冰本身自發(fā)形成的，而是受容器的限制形成的；D項中玻璃是非晶體。2.云母屬于晶體，用燒熱的鋼條去接觸涂有薄薄一層石蠟的云母片的反面時，熔化了的石蠟呈現(xiàn)橢圓形，這是因為（）A.云母是熱的不良導體，傳熱不均勻B.石蠟是熱的不良導體，傳熱不均勻C.石蠟具有各向異性，不同的方向導熱性不同D.云母具有各向異性，不同的方向導熱性不同答案 D解析 云母屬于晶體，具有各向異性，在不同的方向導熱性不同，導致熔化了

12、的石蠟呈現(xiàn)橢圓形。3.已知某晶體晶胞如圖所示，則該晶體的化學式為（）A. XYZC. XY4Z8. X2Y4ZD. X4Y2Z答案 C解析 該晶體的晶胞是正方體形晶胞。該晶胞擁有的X原子數(shù)為8X1=1； Y原子位于該晶8胞內，共有4個，因此該晶胞中擁有的 丫原子數(shù)為4; Z只有1個，位于晶胞的體心上，故該晶體的化學式為 XY4Z。4 .下列有關晶胞的敘述，不正確的是 （）A.晶胞是晶體的最小的結構重復單元B .不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同C.晶胞中的粒子可能不完全屬于該晶胞D.已知晶胞的組成就可推知晶體的組成答案 B解析 據晶胞定義知 A正確；相同晶體中晶胞的大小和形狀完全相同，不同晶體

13、中的晶胞大小和形狀不一定相同，B錯誤；晶胞中有的粒子被若干個晶胞共用，而不專屬于某個晶胞，C正確；根據晶胞的組成，可以利用“均攤法”推知晶體的組成。5 .某晶體的晶胞結構如下圖所示。X（?）位于立方體頂點，丫（。）位于立方體中心。試分析:（1）晶體中每一個 Y同時吸引著 個X,每個X同時吸引著 個Y,該晶體的化 學式是。（2）晶體中在每個 X周圍與它最接近且距離相等的X共有 個。晶體中距離最近的 2個X分別與1個Y形成的兩條線的夾角為 。答案 （1）4 8 XY2（或 Y2X） （2）12 （3）109 28'解析 此題考查的知識點是晶體的立體結構。（1）同時吸引的微粒個數(shù)即指在某微粒

14、周圍距離最近的其他種類的微粒個數(shù)，觀察圖可知，Y位于立方體的體心，X位于立方體的頂點，每個Y同時吸引著4個X,而每個X同時被8個立方體共用，每個立方體的體心都有1個Y,所以每個X同時吸引著8個Y, X、Y的個數(shù)比為1 ： 2,所以化學式為 XY2或Y2X。（2）晶 體中每個X周圍與它最接近的 X之間的距離應為如圖所示立方體的面對角線。位置關系分為在此X的上層、下層和同一層，每層均有4個，共有12個。（3）若將4個X連接，構成1個正四面體，丫位于正四面體的中心，可聯(lián)系CH4的鍵角，知該夾角為109°28'。對于晶體結構，要善于用宏觀的立體構型來分析粒子的微觀結構，利用立體幾何的

15、知識，分清各原子、 離子、分子在空間的相對位置，熟悉一些常見晶體的立體構型，是解答此類題目的關鍵。課時作業(yè) 分層設計基能并重基礎過關 題組一晶體、非晶體的比較與判斷1 .下列不屬于晶體的特點的是 （）A . 一定有固定的幾何外形B. 一定有各向異性C. 一定有固定的熔點D. 一定是無色透明的固體 答案 D解析 本題主要考查晶體的特征：規(guī)則的幾何外形， 具有各向異性，有固定的熔點。A、B、C三項均正確；有些晶體帶有顏色，如常見的五水硫酸銅晶體，呈藍色，D項錯誤。2 .普通玻璃和水晶的根本區(qū)別在于（）A.外形不一樣B.普通玻璃的基本構成粒子無規(guī)則地排列，水晶的基本構成粒子按一定規(guī)律做周期性重復排列

16、C.水晶有固定的熔點，普通玻璃無固定的熔點D.水晶可用于能量轉換，普通玻璃不能用于能量轉換答案 B解析晶體和非晶體的本質區(qū)別就是粒子（原子、離子或分子）在微觀空間里是否呈現(xiàn)周期性 的有序排列。3 .下圖中是兩種不同的物質的熔化曲線，下列說法中正確的是（）a是晶體 b是晶體 a是非晶體 b是非晶體A. B. C. D.答案 B解析 晶體具有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點。4 .將一塊缺角的膽磯晶體置于飽和的硫酸銅溶液中，一段時間后（濃度不變），發(fā)現(xiàn)缺角晶體變完整了。若溶劑不揮發(fā)，則這段時間內晶體和溶液的質量變化分別是（）A.晶體的質量變小，溶液的質量變大 B.晶體的質量變大，溶液的質量變小 C

17、.晶體和溶液的質量都不變D.無法確定答案 C解析 膽磯晶體具有自范性，有自發(fā)呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形的性質。由于原溶液為 飽和溶液，因此膽磯晶體與飽和硫酸銅溶液間存在著溶解結晶平衡，整個過程中晶體和溶液 的質量都不發(fā)生變化。5 .晶體具有各向異性。如藍晶石（Al2O3SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在與層垂1直的方向上的導電率是與層平行的方向上的導電率的104o晶體的各向異性主要表現(xiàn)在 （）硬度導熱性導電性光學性質B.只有D.A.只有C.只有答案 D解析 晶體的各向異性反應了晶體內部質點排列的高度有序性，表現(xiàn)在硬度、導熱性、導電 性、光學性質等方面。題組二晶胞及其微粒數(shù)目的確定6

18、 .下列有關晶胞的敘述，正確的是 （）A.晶胞的結構是晶體的結構B.不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同C.晶胞中的任何一個粒子都屬于該晶胞D.已知晶胞的組成就可推知晶體的組成答案 D解析 由晶胞的定義可知 A錯誤；相同晶體中晶胞的大小和形狀完全相同，不同晶體中晶胞的大小和形狀不一定相同，B錯誤；晶體中的大部分粒子被若干個晶胞所共有，不專屬于某個晶胞，C錯誤；知道晶胞的組成，利用“均攤法”，即可推知晶體的組成， D正確。D. 67 .如圖，石墨晶體結構的每一層里平均每個最小的正六邊形占有碳原子數(shù)目為A. 2C. 4答案 A解析 據均攤法，從圖中可知，每個頂點上的碳原子為三個正六邊形共有，因而每個

19、正六邊形占有的碳原子數(shù)目為6X 1=2。38 .某離子化合物的晶胞為如圖所示的立體結構，晶胞是整個晶體中最基本的重復單元。陽離子位于此晶胞的中心，陰離子位于8個頂點，該離子化合物中，陰、陽離子個數(shù)比是（）B. 1 ： 4A. 1 ： 8C. 1 ： 2D. 1 ： 1答案 D解析 依據均攤法，在該晶胞中陽離子個數(shù)為 1,陰離子個數(shù)為8X=1,故陰、陽離子個數(shù)8比為1 : 1。9.某晶體的一部分如圖所示。這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是（）A.3：9：4B.1：4：2C.2：9：4D.3：8：4答案 B解析 這不是一個立方晶胞結構，而是一個正三棱柱結構，那么依據實際情況來計算，原子111的分

20、攤數(shù)頂點為112,水平棱上為1,豎棱上為61,內部為1。A、B、C三種粒子數(shù)之比為11 c 1（6X-） ： （6X4+ 3X0 : 1 = 1 : 4 ： 2。題組三晶體化學式的確定方法10.已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體，其晶胞如圖所示，則下面表示該化合D. ZX8Y12物的化學式正確的是（）C. ZX4Y8答案 A解析 由晶胞可知X占據8個頂點，屬于該晶胞的 X的數(shù)目為8X、= 1; Y占據12條棱的81中間，屬于該晶胞的丫的數(shù)目為12*1=3; Z占據該晶胞的體心， 屬于該晶胞的Z的數(shù)目為 41。故化學式為ZXY 3O11.如圖所示，在較高溫度時，鉀、氧兩種元素形成的一種

21、晶體結構與NaCl晶體結構相似，B. K2O2D. KO2則該化合物的化學式為（）A. K2OC. K2O3答案 D解析 K +的個數(shù)：8X1+ 6X1=4;。2的個數(shù)：12X1 + 1 = 4,故其比值為1 ： 1。 82412. 2001年報道硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導的最高紀錄。如右圖所示的是該化合物的晶體結構：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有一個鎂原子；6個硼原子位于棱柱內。則該化合物的化學式為 （ ）A. MgBB. MgB2C. Mg2BD. Mg3B2答案 B解析 棱柱內硼原子數(shù)為 6,均屬于這個晶胞。鎂原子位于上、下面心 （2個）及12個頂角，共有鎂原子

22、數(shù)為2X1+12X1=3,則鎂、硼原子個數(shù)之比為1 ： 2。2613 .石墨烯可轉化為富勒烯（C60）,某金屬M與C60可制備一種低溫超導材料，晶胞如圖所示,M原子位于晶胞的棱上與內部。該晶胞中 M原子的個數(shù)為 ,該材料的化學式為答案 12 M3c601解析 根據均攤法，晶胞含 M原子的個數(shù)為12X4+9=12, C60位于頂點和面心，故晶胞含C60的個數(shù)為8X 1+6X1= 4,故化學式為 M 3c60。 82能力提升14 .已知CsCl晶體的密度為pg cm-3,Na為阿伏加德羅常數(shù)，相鄰的兩個Cs卡的核間距為a cm。 如圖所示，則CsCl的相對分子質量可以表示為 （）A. Na a3

23、pC.Na a34,pB.Na a3 甲6D.Na a3 -p8答案 A解析 根據晶胞中粒子個數(shù)的計算知，1個CsCl晶胞中含1個CsCl。有M= pV Na= p a3 Na。15 .固體二氧化硅有晶體和非晶體兩種。根據下圖回答:國M體與心II "：; ¥ S1昨晶體審研投第示意圖孺 211 2S 和 臨 品正苧門和小品忠竽。 XTH射粉末圖講的財比對比圖I和圖n可知，晶體SiO2具有自范性，而非晶體 SiO2沒有自范性，本質原因是（2）觀察三個圖，區(qū)分晶體 SiO2和非晶體 SiO2最可靠的科學方法是答案（1）構成晶體的粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性有序排列，而構成非晶體的

24、粒子在微觀空間里排列相對無序（2）對固體二氧化硅進行 X-射線衍射實驗16 .元素X的某價態(tài)離子Xn +中所有電子正好充滿 K、L、M三個電子層，它與 N【形成晶體 的晶胞結構如圖所示。(1)該晶體的陽離子與陰離子個數(shù)比為 。(2)該晶體中xn+中n_。(3)X元素的原子序數(shù)是。(4)晶體中每個N3一被 個等距離的Xn+包圍。答案(1)3 ： 1 (2)1(3)29 (4)617 .有一種藍色的晶體，它的結構特征是Fe2+和Fa+分別占據晶胞立方體互不相鄰的頂點，立方體的每條棱上均有一個CN o根據晶體結構的特點，推出這種藍色晶體的化學式(用簡單整數(shù)表示)。(2)此化學式帶何種電荷 ,如果Rn+或R與其結合成電中性粒子，此粒子的化學 式為。答案(1)FeFe(CN)6(2)負電荷