2023年高三化学二轮专题复习 晶体结构与性质 课件 (共46张PPT)

(共46张PPT)
晶体结构与性质
山东卷结构考查
考点一　
晶体类型的判断
熔沸点变化规律
注重强化：
准确把握基础知识、基本规律，落实高考必备知识。
一、晶体的重要性质——晶体熔、沸点
1．比较晶体熔、沸点高低的规律方法
(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：
共价晶体>离子晶体>分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大：如钨、铂等熔点很高，汞、铯等熔点很低。
【回归基础】
(2)相同类型晶体熔、沸点高低的一般规律
①共价晶体
②离子晶体
(2)相同类型晶体熔、沸点高低的一般规律
①共价晶体
由共价键形成的共价晶体中，原子半径小，键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石>碳化硅>硅。
②离子晶体
一般来说，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，晶格能就越大，其晶体的熔、沸点就越高。如熔点：MgO>NaCl>CsCl。
③分子晶体
④金属晶体
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分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高。如CO>N2。
④金属晶体
金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：Al>Mg>Na。
答案：A
考点考法(一)　晶体结构与性质　
1.(2022·山东等级考·T5)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是(　 )
A．GaN的熔点高于AlN
B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取sp3杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
高考试题分析
2.(2021·山东等级考·T9)关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是(　　)
A．CH3OH为极性分子
B．N2H4空间结构为平面形
C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2的
D．CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
高考试题分析
答案：B
3．(1)研究发现，CO2低压合成甲醇反应为CO2＋3H2==
CH3OH＋H2O，该反应涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为　　　　　　　　　　，原因 　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　______________________。
(2)CaF2、CaCl2晶体的熔点依次为1402 ℃、782 ℃，二者熔点相差较大的主要原因是______________________________________________　　　　　　　____　　　　　　______________________。
　　　H2O＞CH3OH＞CO2＞H2　　　
H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中分子间氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2的相对分子质量较大、范德华力较大。　
答案：(2)CaF2、CaCl2都是离子晶体，F－的半径小于Cl－，故CaF2的晶格能较大，离子键较强
高考试题分析
考点二　
晶胞的分析及计算
角度一　
分析晶胞信息确定
化学式、配位数
注重提升：
获取信息能力、逻辑推理能力、
数形结合能力、模型认知能力。
高考试题分析
1.（2022·山东等级考·16）研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为 　 　　　的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为 　　　　　　　　。回答下列问题：
（2）晶胞中N原子均参与形成配位键，Ni2＋与Zn2＋的配位数之比为_____；x∶y∶z＝______；晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是______。
答案：2∶3　2∶1∶1　Ni2+ Zn2＋
高考试题分析
每个苯环只有一半属于该晶胞
H原子未画出
（4）在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是
①　　　　　　　，②　　　　　　　　　。
【小问4详解】已知苯分子为非极性分子，吡啶和H2O分子为极性分子，根据相似相溶原理，吡啶易溶于水，且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键，从而导致在水中溶解度，吡啶远大于苯。
答案： ①吡啶能与H2O分子形成分子间氢键，②吡啶和H2O均为极性分子，而苯为非极性分子，根据相似相溶原理，吡啶更易溶于水。
高考试题分析
角度二　
分析晶胞信息确定
晶胞参数、分数坐标、投影图
注重提升：
获取信息能力、逻辑推理能力、
数形结合能力、模型认知能力。
2.[2020·山东等级考·17(4)]以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如下图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标 原子　　　 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
高考试题分析
（4）一个晶胞中有　　个Sn，找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn___________________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有____个。
4
(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)
4
坐标 原子　　　 x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
高考试题分析
①若晶胞底边的边长均为a pm、高为c pm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g·cm－3(写出表达式)。
高考试题分析
3.[2021·河北卷·17(7)]分别用 、 表示H2PO4－和K＋，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2PO4－、K＋在晶胞xz面、yz面上的位置：
(2)晶胞在x轴方向的投影图为________(填标号)。
【回归基础】晶胞中原子分数坐标与投影图
1．体心晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图
(2)xy平面上的投影图为 。
2．面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标和投影图
(2)xy平面上的投影图为 。
金刚石的晶胞图
【思维建模】目标原子分数坐标确定
角度三　
分析晶胞信息确定
晶胞密度、微粒间距离、原子空间利用率
注重提升：
获取信息能力、逻辑推理能力、
数形结合能力、模型认知能力。
4．[2022·全国甲卷·35(5)]萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是
；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为 pm。
高考试题分析
答案：
建构模型
1．晶体密度的计算方法
[2021·山东·16(4)]XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有___个XeF2分子。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，
称为原子的分数坐标，如A点原子
的分数坐标为 。已知
Xe—F键长为r pm，则B点原子
的分数坐标为________；晶胞中
A、B间距离d＝_______________ pm。
2
高考试题分析
考点考法(二)晶体结构与性质
5.[2021·全国乙卷·35(4)]在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是_____原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子空间占有率为________% (列出计算表达式)。
Al
高考试题分析
建构模型
2．晶胞参数的计算方法
堆积模型 简单立方 堆积 体心立方 堆积 六方最密 堆积 面心立方最密堆积
晶胞
配位数 6 8 12 12
【回归基础】常见金属晶体结构分析：原子空间利用率
原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 2r＝a 2r＝ （A2） 2r＝a （A3） 2r＝
（A1）
一个晶胞内原子数目 1 2 2 4
原子空间利用率 52% 68% 74% 74%
【自主整理】思维建模晶胞相关计算
1．(2022·湖南等级考·节选)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示：
(1)该超导材料的最简化学式为________________；
(2)Fe原子的配位数为____________；
(3)该晶胞参数a＝b＝0.4 nm、c＝1.4 nm。阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为_________g·cm－3(列出计算式)。
当堂巩固提升
2、一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
当堂巩固提升
图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为______；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝______g·cm－3。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为 ，则原子2和3的坐标分别为____、____。
3．某种钛酸钴(CoTiO3)晶胞沿x、y或z轴任意一个方向的投影如图所示。晶胞中Co处于各顶角位置，则O处于　　　
　　　位置，与Co紧邻的O的个数为　　　　　。若晶胞中Co与O之间的最短距离为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为____________g·cm－3(列出计算式即可)。
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百尺竿头　更进一步　加油，同学们！
谢谢大家！