新人教版選擇性必修2第3章第1節(jié)物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識學案2

第一節(jié)物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識［核心素養(yǎng)發(fā)展目標］1.認識物質的聚集狀態(tài)。2.能從微觀角度理解晶體的結構特征，并能結合晶體的特點判斷晶體和非晶體。3.能運用多種晶體模型來描述和解釋有關晶體性質的現(xiàn)象，形成分析晶胞結構的思維模型，利用思維模型，根據晶胞結構確定微粒個數和化學式。4.了解晶體結構的測定方法。一、物質的聚集狀態(tài).20世紀前，人們以為分工是所有化學物質能夠保持其性質的最小粒子，物質固、液、氣三態(tài)的相互轉化只是分工回距離發(fā)生了變化。.20世紀初，通過X射線衍射等實驗手段,發(fā)現(xiàn)許多常見的晶體中并無分子，如氯化鈉、石墨、二氧化硅、金剛石以及各種金屬等。.氣態(tài)和液態(tài)物質不?定都是由分子構成。如等離子體是由虹、陽離了?和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質；離子液體是熔點不高的僅由宣壬組成的液體物質。.其他物質聚集狀態(tài)，如晶態(tài)、非晶態(tài)、塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。(I)物質的聚集狀態(tài)只有固、液、氣三種狀態(tài)()⑵氣態(tài)和液態(tài)物質均是由分子構成的0(3)等離子體是一種特殊的氣體，含有帶電粒子，呈電中性()(4)液晶分為熱致液晶和溶致液晶，膠束是一種溶致液晶0答案⑴X⑵X(3)“4"二、晶體與非晶體.晶體與非晶體的本質差異.獲得晶體的途徑固體自范性微觀結構晶體直原子在三維空間里呈限期性旬至排列非晶體無原子排列相對無序(1)實驗探究實驗內容實驗操作及現(xiàn)象獲取硫黃晶體硫黃粉工熔融態(tài)硫3”淡黃色的菱形硫黃晶體獲取碘晶體IB加熱時，燒杯內產生大量紫魚氣體，沒有出現(xiàn)液態(tài)的碘，停止加熱，燒杯內的紫色氣體漸漸消褪,最后消失，表面皿底部出現(xiàn)紫黑色晶體顆粒獲取氯化鈉晶體濃鹽回H飽和食鹽水在燒杯底部慢慢析出立方體的無魚晶體顆粒(2)獲得晶體的三條途徑①熔融態(tài)物質凝固。②氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固(凝華)。③渣質從溶液中析出。.晶體的特性(1)自范性：晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質。(2)各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的物理性質。(3)固定的熔點。.晶體與非晶體的測定方法(1)晶體有自范性且其微粒排列有序，在化學性質上表現(xiàn)各向異性0測定方法測熔點晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點可靠方法對固體進行X射線衍射實驗(2)熔融態(tài)物質快速冷卻即得到晶體0(3)熔融的硝酸鉀冷卻可得晶體，故液態(tài)玻璃冷卻也能得到晶體()(4)粉末狀的固體也有可能是晶體()(5)晶體一定比非晶體的熔點高0答案⑴X⑵義(3)X(4)J(5)X.在室溫3將一塊不規(guī)則的CuSO4-5H2O固體放入飽和CuS04溶液中，經過一段時間后會發(fā)生什么變化？提示CuSOQFhO固體會變成規(guī)則的立方體。.將冰和玻璃加熱各有什么現(xiàn)象。提示加熱冰時，0℃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。.(2019?淄博高二檢測)下列物質中屬于晶體的是0①橡膠②玻璃③食鹽④水晶⑤塑料⑥膽研A.①④⑤B.②③⑥C.①③④D.③④⑥答案D解析固體有晶體和非晶體之分，晶體是內部徼粒(原子、離子或分子)在空間按一定規(guī)律呈周期性有序排列而構成的具有規(guī)則幾何外形的固體，如食鹽、冰、金屬、水晶、膽磯等都是晶體；非晶體中內部粒子的排列則相對無序，如玻瑞、橡膠、塑料等都是非晶體。.晶體具有各向異性。如藍晶石(ALO3?SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨與層垂直的方向上的電導率是與層平行的方向上的電導率的蘇。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在0①硬度②導熱性③導電性④光學性質A.①③B.②④C.①②③D.①②③④答案D解析晶體的各向異性主要表現(xiàn)在物理性質方面。關于晶體與非晶體的認識誤區(qū)(1)同一物質可以是晶體，也可以是非晶體，如水晶和石英玻璃。(2)有著規(guī)則幾何外形或者美觀、對稱外形的固體，不一定是晶體。例如，玻璃制品(非晶體)可以塑造出規(guī)則的幾何外形，也可以具有美觀、對稱的外觀。(3)具有固定組成的物質也不一定是晶體，如某些無定形體也有固定的組成。(4)晶體不一定都有規(guī)則的幾何外形，如瑪瑙。三、晶胞?概念描述晶體結構的整蚯。.晶胞與晶體的關系一般來說，晶胞都是平行六面體,整塊晶體可以看作是數量巨大的晶胞“無隙并置”而成?！盁o隙”是指相鄰晶胞之間無任何間隙。⑵“并置”是指所有晶胞都是壬紅排列的，取向相同。(3)所有晶胞的形狀及其內部的原子種類、個數及幾何排列是完全相同的。.晶胞中粒子數目的計算

⑴銅晶胞①位于頂角上的銅原子為區(qū)個晶胞共有。②位于面心上的銅原子為2_個晶胞共有。因此晶體銅中完全屬于某一晶胞的銅原子數是8X1+6X；=4。oZ⑵NaCl晶胞①C「位于頂點和面心,共有生個。②Na'位于樓上和體心,共有生個。.晶胞是最小的平行六面體，它有8個頂角，三套各4根平行棱，三套各兩個平行面。.均攤法確定晶胞中粒子的個數若晶胞中某個粒子為〃個晶胞所共用，則該粒子有;屬于這個晶胞。長方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻(1)晶胞是晶體的最小的結構重復單元0(2)不同的晶體中，晶胞的大小和形狀都相同()(3)晶胞中任何一個粒子都屬于該晶胞0(4)一般地，晶體的化學式表示晶體中各類原子或離子的最簡整數比0答案(1”(2)X⑶X(4)J.下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(I》、金剛石(C)晶胞的示意圖，數一數，它們分別平均含幾個原子？(1)鈉個；(2)鋅個；(3)碘個；(4)金剛石個。答案(1)2(2)20)8(4)8.(2019?南通高二調研)下列各項是晶體結構中具有代表性的最小重復單元(晶胞)的排列方式，圖中：O-X,?-￥,-Zo其中對應的化學式不正確的是0答案B解析A項中X、Y的位置、數目完全等同，化學式為XY,正確；B項中X、Y的個數比為1：(8X：)O=1：1,化學式為XY,錯誤；C項中X的數目:3-2=1i+1-81-2

=1-8為X3Y,=1：1,化學式為XY,錯誤；C項中X的數目:3-2=1i+1-81-2

=1-8.科學家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構成的氣態(tài)團簇分子，如圖所示。頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，則它的化學式是0A.TiCB.Ti6c7C.Ti14cl3D.Ti]3c14答案c解析如果利用“均攤法”來計算，就會得出：鈦原子數為8X《+6X；=4：碳原子數為12X7OZ4+1=4,從而錯選A。若該圖是一個晶胞，則這種計算正確，但它是一個氣態(tài)團簇分子，其化學式就是其分子式，應直接數出原子數。團簇分子或納米顆粒中，所含微粒為其本身所有，不與其他分子或顆粒共用。四、晶體結構的測定.常用儀器：X射線衍射儀。.測定過程：當單一波長的X射線通過晶體時，X射線和晶體中的虹相互作用，會在記錄儀上產生分立的斑點或者明銳的衍射峰。.作用：根據衍射圖，經過計算可以獲得晶體結構的有關信息。.通過X射線衍射圖通常能獲取晶體結構的哪些信息？提示從衍射圖形獲得晶體結構的信息，包括晶胞形狀和大小、分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對稱類型、原子在晶胞里的數目和位置等。.因生產金屬鐵的工藝和溫度等因素不同，產生的鐵單質的晶體結構、密度和性質均不同，對鐵晶體用X射線衍射進行測定，測得A、B兩種晶胞，其晶胞結構示意圖如下：則A、B兩種晶胞中含有的鐵原子數分別是：、o答案24.原子坐標參數表示晶胞內部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數A為（0,0,0）；B為（；，0,1）；C為（；，；，0）。則D原子的坐標參數為。答案由；，；）1.下列關于晶體和非晶體的本質區(qū)別的敘述中，正確的是0A.是否為具有規(guī)則幾何外形的固體B.是否具有各向異性C.是否具有美觀、對稱的外形D.內部微粒在空間是否呈周期性有序排列答案D解析具有規(guī)則幾何外形的固體不一定都是晶體，如玻璃，故A錯誤；具有各向異性的固體一定是晶體，但是否具有各向異性不是晶體和非晶體的本質區(qū)別，故B錯誤；美觀對稱的固體不一定都是晶體，如玻埔，故C錯誤；晶體與非晶體的本質區(qū)別在于其內部微粒在空間是否按一定規(guī)律呈周期性有序排列，故D正確。2.水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時形成的。玻璃態(tài)的水無固定形狀，不存在晶體結構，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關玻璃態(tài)水的敘述中正確的是。A.水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小B.水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹C.玻璃態(tài)是水的?種特殊狀態(tài)D.X射線通過玻璃態(tài)水時，能產生譜線答案C解析玻璃態(tài)水無固定形狀，不存在晶體結構，故玻璃態(tài)水不是晶體，X射線通過玻璃態(tài)水時不能產生譜線，因密度與普通水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴螒B(tài)時體積不變。.下列過程中不能得到晶體的是()A.對NaCl飽和溶液降溫所得到的固體B.氣態(tài)水直接冷卻成固態(tài)水C.熔融的KNCh冷卻后所得到的固體D.液態(tài)的玻璃冷卻后所得到的固體答案D解析得到晶體的三條途徑：①溶質從溶液中析出；②氣態(tài)物質凝華；③熔融態(tài)物質凝固。A選項符合①，B選項符合②，C選項符合③。由于玻瑞屬于非晶體，熔融后再冷卻所得到的固體仍為非晶體。.下列有關晶胞的敘述中正確的是0A.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D解析相同晶體中晶胞的大小和膨狀完全相同，不同晶體中，晶胞的大小和形狀不一定相同，B選項錯誤；晶體中的大部分粒子被若干個晶胞所共有，不完全屬于某個晶胞，C選項錯誤；知道晶胞的組成，利用“均攤法”即可推知晶體的組成，D選項正確。5.納米材料的表面粒子數占總粒子數的比例極大，這是它有許多特殊性質的原因。假設某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀相同(如圖所示)，則這種納米顆粒的表面粒子數與總粒子數之比為0A.7:8B.13：14C.1：1D.26：27答案D解析由題意知一個鼠化鈉晶胞即為一個戴化鈉納米顆粒，則其表面粒子數=8+6+12=26,總粒子數=表面粒子數+中心粒子數=26+1=27。6.如圖所示的甲、乙、丙三種晶體：試推斷，甲晶體的化學式（X為陽離子）：；乙晶體中A