第04讲 物质的聚集状态和晶体的常识（寒假预习讲义）（原卷版）高二化学人教版

2/14第04讲物质的聚集状态和晶体的常识内容导航——预习四步曲第一步：学析教材学知识：教材精讲精析、全方位预习第二步：练练习题强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法练考点会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用第三步：记串知识识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握第四步：测过关测稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升知识点1物质的聚集状态1．物质三态间的相互转化2．物质的聚集状态物质的聚集状态除了、、外，还有更多的物质聚集状态如晶态、非晶态以及介乎二者之间的塑晶态、液晶态等。【易错提醒】构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。知识点二晶体与非晶体1．晶体与非晶体的本质差异自范性微观结构晶体原子在三维空间里呈排列非晶体原子排列相对2．晶体的特点(1)自范性：①定义：晶体能呈现外形的性质。②形成条件：晶体适当。③本质原因：晶体中粒子在里呈现的宏观表象。(2)各向异性：许多物理性质常常会表现出各向异性。(3)晶体有固定的。(4)外形和内部质点排列的高度。3．获得晶体的途径(1)物质凝固。(2)物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)从溶液中析出。【归纳总结】1．晶体与非晶体的比较晶体非晶体微观结构特征粒子周期性有序排列粒子排列相对无序性质特征自范性有无熔点固定不固定各向异性有无鉴别方法间接方法看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性科学方法对固体进行X－射线衍射实验举例NaCl、I2、SiO2、Na晶体等玻璃、橡胶等2．晶体呈现自范性的条件晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快时，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。3．关于晶体与非晶体的认识误区(1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。(4)晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。知识点3晶胞1．概念：晶胞是描述晶体结构的。2．结构：常规的晶胞都是，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“”而成。(1)“无隙”：相邻晶胞之间没有任何。(2)“并置”：所有晶胞都是排列的，取向。(3)所有晶胞的及其内部的、及是完全相同的。3．晶胞中粒子数目的计算(1)平行六面体(立方体形)晶胞中粒子数目的计算。①晶胞的顶角原子是个晶胞共用；②晶胞棱上的原子是个晶胞共用；③晶胞面上的原子是个晶胞共用。如金属铜的一个晶胞(如图所示)均摊到的原子数为。(2)几种晶胞中原子数目的确定。结合图示，钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目分别为、、、。钠、锌、碘、金刚石晶胞图【归纳总结】1．均摊法确定晶胞中粒子的个数均摊法：若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的eq\f(1,n)属于这个晶胞。(1)长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子数的计算：(2)六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算：(3)均摊法在计算其他结构晶胞中微粒数的应用其他结构晶胞中微粒数目的计算同样可以用均摊法，其关键是根据立体结构特点分析某处微粒被几个晶胞共用。如：某晶体的晶胞结构如图所示，该晶胞中，1个A微粒为12个晶胞共用，1个C微粒为1个晶胞所有，而B微粒分两种情况；位于上底面和下底面棱上的B微粒被4个晶胞共用，位于侧面棱上的B微粒被6个晶胞共用，则一个晶胞中包含的A、B、C三种微粒的数目分别是eq\f(1,2)、2、1，则该晶体的化学式(按A、B、C顺序)为AB4C2。2．晶体密度的计算ρ＝eq\f(n0M,a3NA)(n0：晶胞包含的物质组成个数，M：该物质组成的摩尔质量，a：晶胞边长，NA：阿伏加德罗常数。例如：如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为acm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用Mg·mol－1表示，则CsCl晶体的密度为ρ＝eq\f(M,a3NA)g·cm－3。知识点4晶体结构的测定1．测定晶体结构最常用的仪器是。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生或。2．由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等。教材习题02（P76）关于晶体的自范性，下列叙述正确的是（

）A．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块B．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体C．圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性解题方法1.破损的晶体在溶液中可以得到修复，在固态时破损的晶体不能自动变成规则的多面体；2.晶体的自范性不受容器的影响；3.玻璃的组成微粒无序排列，为非晶体。【答案】教材习题04（P76）下列有关晶胞的叙述中，正确的是。A．晶胞是晶体结构中最小的重复单元B．晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞C．所有晶体都是由平行六面体无隙组合而成D．不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同解题方法1.晶体结构中的最小重复单元是晶胞；2.由于晶胞要无隙并置排列，必然出现相邻晶胞共用粒子的情况；3.大部分晶体是由平行六面体形晶胞无隙并置而成，但不是所有晶体；4.不同晶体中的晶胞形状可能相同，但晶胞的大小不相同，如果形状和大小均相同，则是同一种晶胞。【答案】考点一物质的聚集状态1．下列关于物质的聚集状态的叙述，正确的是A．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，表现出类似晶体的各向同性B．固态物质由离子构成，气态和液态物质由分子构成C．等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体D．大多数离子液体含有体积较小的阴阳离子，因其良好的导电性，常用作原电池的电解质2．电视剧《狂飙》中提到的等离子电视曾风靡一时，等离子电视和液晶电视都属于平板电视。下列关于等离子体和液晶的说法不正确的是A．等离子体是一种混合物存在状态B．等离子体基本构成微粒只有阴、阳离子C．液晶是物质的一种聚集状态D．液晶既具有液体的流动性，又表现出类似晶体的各向异性3．随着科学的进步，人们对物质聚集状态的认识在不断提升。下列说法正确的是A．20世纪前，人们把物质分为固态、液态和气态三种状态，所以所有物质都是由分子构成的B．等离子体由阳离子和电中性粒子构成C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，具有流动性，不具有导电性、导热性D．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体4．下列关于聚集状态的叙述中，错误的是A．物质只有气、液、固三种聚集状态B．气态是高度无序的体系存在状态C．固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱D．气态物质不一定由分子构成考点二晶体与非晶体判断5．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是A．具有规则几何外形的固体均为晶体B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性C．晶体研碎后即变为非晶体D．固体食盐、水晶、塑料、胆矾、玻璃均属于晶体6．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是A．破损的晶体能自动变成规则的多面体B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块C．圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性7．云母属于晶体，用烧热的钢条去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面时，熔化了的石蜡呈现椭圆形，这是因为A．云母是热的不良导体，传热不均匀B．石蜡是热的不良导体，传热不均匀C．石蜡具有各向异性，不同的方向导热性相同D．云母具有各向异性，不同的方向导热性不同8．将一块缺角的胆矾晶体置于饱和的硫酸铜溶液中，一段时间后(浓度不变)，发现缺角晶体变完整了。若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是A．晶体的质量变小，溶液的质量变大B．晶体的质量变大，溶液的质量变小C．晶体和溶液的质量都不变D．无法确定考点三晶胞的判断及有关计算9．某晶体结构如图所示(正三棱柱)，晶体中A、B、C三种原子的数目之比为A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶510．根据下列晶体的晶胞结构，判断化学式正确的是A．AB3 B．EF2 C．XY3Z D．A2B11．用铜的氧化物做催化剂，实现CO2选择性还原，用于回收和利用工业排放的低浓度二氧化碳是实现“碳达峰”“碳中和”战略的重要途径，CO2的晶胞、铜的氧化物的晶胞如图。下列说法正确的是A．干冰晶体熔化时需要克服范德华力和共价键B．每个干冰晶胞中含有4个CO2分子C．铜的氧化物晶胞中距离氧离子最近且等距离的氧离子为6个D．由铜的氧化物的晶胞可知其化学式为CuO12．超导材料在国防、科研、交通等领域有着广泛的应用。某种含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性，该晶体的立方晶胞结构如图所示，设a点原子的原子坐标为（0，0，0），晶胞边长为pnm。下列有关说法错误的是A．晶胞分别沿x、y、z轴投影得到的图像完全相同 B．Mg原子位于由C原子组成的正方体的体心C．该晶胞中N(Mg)∶N(Ni)∶N(C)=1∶1∶3 D．Ni原子与C原子间的最短距离为nm知识导图记忆知识目标复核【学习目标】1．理解物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料，培养变化观念与平衡思想的核心素养。2．了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，培养证据推理与模型认知的核心素养。3．知道晶体X射线衍射实验是测定物质结构的基本方法和实验手段，培养科学探究与创新意识的核心素养。【学习重难点】1．晶体中微粒的空间排布存在周期性2．均摊法确定晶胞中粒子的个数及晶体密度计算1．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是A．测定密度 B．对固体进行X射线衍射测定C．观察外形、测定熔、沸点 D．测导电性2．下列说法不正确的是A．等离子体的构成粒子仅有电子和阳离子B．液晶和液态是物质的两种聚集状态C．晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质D．季铵离子与形成的离子液体难挥发3．下列图形表示的晶体局部结构中，符合晶胞特点的是A． B． C． D．4．目前正在突破使用双层液晶复合材料与石墨烯透明电极制备8K分辨率折叠屏的全息柔性显示屏原型机的技术，以下哪项论述违背科学基本原理A．等离子体具有良好的导电性，是一种特殊的液态物质B．X射线衍射实验能测定晶体的原子坐标C．纳米材料之一石墨烯可作为新型电源的电极材料D．液晶具有各向异性，常用于制造显示器和高强度纤维5．下列关于物质聚集状态的描述不正确的是A．等离子体中可以含有电中性粒子 B．离子液体是难挥发的物质C．合金都是非晶体 D．液晶和液态是物质的不同的聚集状态6．下列关于晶体性质的描述中，正确的是A．晶体的物理性质具有各向同性的特点B．形成晶体的形态与结晶过程的速率有关C．晶体的熔点较固定，非晶体也有固定的熔点D．晶体表现自范性的过程是自发过程，不需要外界条件7．下列叙述中，正确的是A．玻璃和水晶都是晶体B．晶体和非晶体都有固定的熔沸点C．晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形D．X射线衍射实验证明了晶体内部的微粒呈现周期性重复排列8．根据下列晶体的晶胞结构，判断化学式正确的是A． B． C． D．9．下图是天然水晶球里的玛瑙和水晶，两者的根本区别在于A．外形不一样，构成两者的原子不同B．构成玛瑙的基本粒子无规则排列，构成水晶的基本粒子按一定的规律周期性重复排列C．水晶有固定的熔沸点，而玛瑙无固定熔沸点D．水晶可用于能量转换，玛瑙可用于装饰品10．下列说法不正确的是A．熔融态物质凝固、气态物质凝华都可能得到晶体B．要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定C．等离子体不具有能自由运动的带电粒子，故不具有导电性和流动性D．晶态、非晶态、液晶态、塑晶态都是物质的聚集状态11．下图依次为H2O2空间结构、NaCl晶胞、金刚石晶胞、铜晶胞，下列说法不正确的是

H2O2空间结构NaCl晶胞

金刚石晶胞铜晶胞A．H2O2为极性分子，1个该分子中含2个s-pσ键B．NaCl晶胞中，距离Cl-最近的六个Na＋构成正八面体结构C．1个金刚石晶胞中平均含8个碳原子，1个铜晶胞中平均含4个铜原子D．H2O2中H-O与O-O形成的键角(如图∠①)小于109°28′12．下列叙述中，正确的是A．石英玻璃和水晶都是晶体B．具有各向异性的固体可能是晶体C．所有晶体都是由平行六面体无隙并置组合而成D．粉末状固体肯定不是晶体13．下列有关晶体结构的说法不正确的是A．图1的NaCl晶体中，距最近的形成正八面体B．图2的碘晶体中，1个分子周围有12个紧邻分子C．图3中甲烷分子与水分子之间通过氢键形成笼状分子D．图4的气态团簇分子的分子式为14．下列有关晶体常识的叙述错误的是A．水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体B．当单一波长的X-射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线C．晶体具有自范性D．晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形15．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中—X、—Y、—Z。其对应的化学式不正确的是A．XYB．X2Y