2020创新设计一轮复习化学(人教版)讲义：第十一章+第3讲+晶体结构与性质及答案

第3讲晶体结构与性质【2020·备考】最新考纲：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。

3.了解分子晶体结构与性质的关系。

4.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。

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。

6.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。

核心素养：1.宏观辨识与微观探析：认识晶胞及晶体的类型，能从不同角度分析晶体的组成微粒、结构特点，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。

2.证据推理与模型认知：能运用典型晶体模型判断晶体的结构特点及组成并进行相关计算。

3.变化观念与平衡思想：认识不同晶体类型的特点，能从多角度、动态的分析不同晶体的组成及相应物质的性质。

考点一晶体的常识和常见四种晶体性质(频数：★★★难度：★★☆)名师课堂导语本考点主要考查晶体类型判断，以及借助晶体类型比较熔沸点高低。

1.晶体(1)晶体与非晶体对固体进行射线衍射实验(2)晶胞①概念：描述晶体结构的基本单元。

②晶体中晶胞的排列——无隙并置a.无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。

b.并置：所有晶胞平行排列、取向相同。

(3)晶格能①定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。

②影响因素a.离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。

b.离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。

③与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。

①具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。

②晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。

③晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”，但不一定是最小的“平行六面体”。

2.四种晶体类型的比较3.晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体熔、沸点的比较①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。

②金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。

(2)同种晶体类型熔、沸点的比较①原子晶体：如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。

②离子晶体：a.一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。

b.衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。

晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。

③分子晶体：a.分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。

如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。

b.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。

c.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，其熔、沸点越高，如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。

d.同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。

如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞④金属晶体：金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属阳离子与自由电子静电作用越强，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。

①原子晶体中一定含有共价键，而分子晶体中不一定有共价键，如稀有气体的晶体。

②原子晶体熔化时破坏共价键，分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，分子内的共价键不被破坏。

③原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1 710 ℃，MgO的熔点为2 852 ℃。

[速查速测]1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”(1)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高(×)(2)冰和固体碘晶体中相互作用力相同(×)(3)固体SiO2一定是晶体(×)(4)通过X-射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体(√)(5)晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列(√)2.(教材改编题)(RJ选修3·P848、9、10整合)下列说法正确的是(双选)()A.Na2O和SiO2熔化克服的作用力属于同种类型B.氯化钠和HCl溶于水克服的作用力均是离子键C.HF、HCl、HBr、HI中的熔点HF反常高的原因是HF分子之间能形成氢键D.某晶体的熔点为112.8 ℃，溶于CS2、CCl4等溶剂，可推导该晶体可能为分子晶体答案CD3.(思维探究题)判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序，并说明原因。

______________________________________________________________。

答案CaO＞BaO＞NaCl＞KCl四种物质皆为离子晶体，晶格能越大，晶体熔、沸点越高；离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，因为r(K＋)＞r(Na＋)，r(Ba2＋)＞r(Ca2＋)，所以熔点的高低顺序为CaO＞BaO＞NaCl＞KCl[A组基础知识巩固]1.下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是()①O2、I2、Hg②CO、KCl、SiO2③Na、K、Rb④Na、Mg、AlA.①③B.①④C.②③D.②④解析①中Hg在常温下为液态，而I2为固态，故①错；②中SiO2为原子晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，故②正确；③中Na、K、Rb价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故③错；④中Na、Mg、Al价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故④正确。

答案 D2.(2019·新疆喀什模拟)现有几组物质的熔点(℃)数据：据此回答下列问题：(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。

(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。

①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于____________________________________________。

(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。

①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。

解析(1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的。

(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性。

(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。

(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质。

(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。

答案(1)原子共价键(2)①②③④(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)②④(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高【归纳总结】晶体的熔、沸点比较首先看物质的状态，一般情况下固体>液体>气体；二是看物质所属类型，一般是原子晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝熔点大于晶体硅)，结构类型相同时再根据相应规律进行判断。

同类晶体熔、沸点比较思路为：原子晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。

[B组考试能力过关]3.按要求完成以下题目(1)(2018·课标全国Ⅰ)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过下图的Born-Haber循环计算得到。

Li2O晶格能为________kJ·mol－1。

解析晶格能是指气态离子结合生成1 mol晶体所释放的能量或1 mol晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量，则Li2O的晶格能为2 908 kJ·mol－1答案 2 908(2)(2017·全国卷Ⅰ)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。

答案K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)(2016·全国卷Ⅲ)GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是____________________________________________________________________。

答案GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体(4)(2015·全国卷Ⅰ)碳及其化合物广泛存在于自然界中。

CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，该固体属于________晶体。

答案分子(5)(2015·全国卷Ⅱ)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型，C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。

回答下列问题：单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是_____________________________________________________________________；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。

答案O3O3的相对分子质量较大，范德华力大分子晶体离子晶体考点二五类常见晶体模型与晶胞计算(频数：★★★难度：★★★)名师课堂导语本考点是高考必考点，主要考查晶体堆积方式和晶胞的计算，特别是晶胞的计算是考查重点，要重点落实。

1.典型晶体模型(1)原子晶体(金刚石和二氧化硅)①金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，C—C键之间的夹角是109°28′，最小的环是六元环。

含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键有2 mol。

②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O成键，每个O原子与2个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键。