《物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)》教案[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.認(rèn)識(shí)物質(zhì)的聚集狀態(tài)。2.能從微觀角度理解晶體的結(jié)構(gòu)特征，并能結(jié)合晶體的特點(diǎn)判斷晶體和非晶體。3.能運(yùn)用多種晶體模型來(lái)描述和解釋有關(guān)晶體性質(zhì)的現(xiàn)象，形成分析晶胞結(jié)構(gòu)的思維模型，利用思維模型，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)確定微粒個(gè)數(shù)和化學(xué)式。4.了解晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法。一、物質(zhì)的聚集狀態(tài)1．20世紀(jì)前，人們以為分子是所有化學(xué)物質(zhì)能夠保持其性質(zhì)的最小粒子，物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化只是分子間距離發(fā)生了變化。2．20世紀(jì)初，通過(guò)X射線衍射等實(shí)驗(yàn)手段，發(fā)現(xiàn)許多常見的晶體中并無(wú)分子，如氯化鈉、石墨、二氧化硅、金剛石以及各種金屬等。3．氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)不一定都是由分子構(gòu)成。如等離子體是由電子、陽(yáng)離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)；離子液體是熔點(diǎn)不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。4．其他物質(zhì)聚集狀態(tài)，如晶態(tài)、非晶態(tài)、塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。(1)物質(zhì)的聚集狀態(tài)只有固、液、氣三種狀態(tài)()(2)氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)均是由分子構(gòu)成的()(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()答案(1)×(2)×(3)√(4)√二、晶體與非晶體1．晶體與非晶體的本質(zhì)差異固體自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體有原子在三維空間里呈周期性有序排列非晶體無(wú)原子排列相對(duì)無(wú)序2.獲得晶體的途徑(1)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象獲取硫黃晶體硫黃粉eq\o(→,\s\up7(加熱))熔融態(tài)硫eq\o(→,\s\up7(自然冷卻))淡黃色的菱形硫黃晶體獲取碘晶體加熱時(shí)，燒杯內(nèi)產(chǎn)生大量紫色氣體，沒有出現(xiàn)液態(tài)的碘，停止加熱，燒杯內(nèi)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在燒杯底部慢慢析出立方體的無(wú)色晶體顆粒(2)獲得晶體的三條途徑①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。③溶質(zhì)從溶液中析出。3．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(zhì)。(2)各向異性：晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。(3)固定的熔點(diǎn)。4．晶體與非晶體的測(cè)定方法測(cè)定方法測(cè)熔點(diǎn)晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)可靠方法對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)(1)晶體有自范性且其微粒排列有序，在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)各向異性()(2)熔融態(tài)物質(zhì)快速冷卻即得到晶體()(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(diǎn)高()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×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(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生什么變化？提示CuSO4·5H2O固體會(huì)變成規(guī)則的立方體。2．將冰和玻璃加熱各有什么現(xiàn)象。提示加熱冰時(shí)，0℃達(dá)到冰的熔點(diǎn)，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(dòng)性增強(qiáng)，最后變?yōu)橐后w。玻璃從軟化到完全熔化，中間經(jīng)過(guò)較大的溫度范圍。3.(2019·淄博高二檢測(cè))下列物質(zhì)中屬于晶體的是()①橡膠②玻璃③食鹽④水晶⑤塑料⑥膽礬A．①④⑤ B．②③⑥C．①③④ D．③④⑥答案D解析固體有晶體和非晶體之分，晶體是內(nèi)部微粒(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(gòu)成的具有規(guī)則幾何外形的固體，如食鹽、冰、金屬、水晶、膽礬等都是晶體；非晶體中內(nèi)部粒子的排列則相對(duì)無(wú)序，如玻璃、橡膠、塑料等都是非晶體。4．晶體具有各向異性。如藍(lán)晶石(Al2O3·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(dǎo)率是與層平行的方向上的電導(dǎo)率的eq\f(1,104)。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在()①硬度②導(dǎo)熱性③導(dǎo)電性④光學(xué)性質(zhì)A．①③ B．②④C．①②③ D．①②③④答案D解析晶體的各向異性主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。關(guān)于晶體與非晶體的認(rèn)識(shí)誤區(qū)(1)同一物質(zhì)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(duì)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(duì)稱的外觀。(3)具有固定組成的物質(zhì)也不一定是晶體，如某些無(wú)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1．概念描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。2．晶胞與晶體的關(guān)系一般來(lái)說(shuō)，晶胞都是平行六面體，整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無(wú)隙并置”而成。(1)“無(wú)隙”是指相鄰晶胞之間無(wú)任何間隙。(2)“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。(3)所有晶胞的形狀及其內(nèi)部的原子種類、個(gè)數(shù)及幾何排列是完全相同的。3．晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算(1)銅晶胞①位于頂角上的銅原子為8個(gè)晶胞共有。②位于面心上的銅原子為2個(gè)晶胞共有。因此晶體銅中完全屬于某一晶胞的銅原子數(shù)是8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。(2)NaCl晶胞①Cl－位于頂點(diǎn)和面心，共有4個(gè)。②Na＋位于棱上和體心，共有4個(gè)。1.晶胞是最小的平行六面體，它有8個(gè)頂角，三套各4根平行棱，三套各兩個(gè)平行面。2．均攤法確定晶胞中粒子的個(gè)數(shù)若晶胞中某個(gè)粒子為n個(gè)晶胞所共用，則該粒子有eq\f(1,n)屬于這個(gè)晶胞。長(zhǎng)方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)(1)晶胞是晶體的最小的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元()(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(gè)粒子都屬于該晶胞()(4)一般地，晶體的化學(xué)式表示晶體中各類原子或離子的最簡(jiǎn)整數(shù)比()答案(1)√(2)×(3)×(4)√1．下圖依次是金屬鈉(Na)、金屬鋅(Zn)、碘(I2)、金剛石(C)晶胞的示意圖，數(shù)一數(shù)，它們分別平均含幾個(gè)原子？(1)鈉________個(gè)；(2)鋅________個(gè)；(3)碘________個(gè)；(4)金剛石________個(gè)。答案(1)2(2)2(3)8(4)82．(2019·南通高二調(diào)研)下列各項(xiàng)是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元(晶胞)的排列方式，圖中：○—X，●—Y，—Z。其中對(duì)應(yīng)的化學(xué)式不正確的是()答案B解析A項(xiàng)中X、Y的位置、數(shù)目完全等同，化學(xué)式為XY，正確；B項(xiàng)中X、Y的個(gè)數(shù)比為1∶(8×eq\f(1,8))＝1∶1，化學(xué)式為XY，錯(cuò)誤；C項(xiàng)中X的數(shù)目：4×eq\f(1,8)＋1＝eq\f(3,2)，Y的數(shù)目：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，化學(xué)式為X3Y，正確；D項(xiàng)中X的數(shù)目：8×eq\f(1,8)＝1，Y的數(shù)目：6×eq\f(1,2)＝3，Z位于體心，數(shù)目為1，化學(xué)式為XY3Z，正確。3．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)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(xué)式是()A．TiC B．Ti6C7C．Ti14C13 D．Ti13C14答案C解析如果利用“均攤法”來(lái)計(jì)算，就會(huì)得出：鈦原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；碳原子數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，從而錯(cuò)選A。若該圖是一個(gè)晶胞，則這種計(jì)算正確，但它是一個(gè)氣態(tài)團(tuán)簇分子，其化學(xué)式就是其分子式，應(yīng)直接數(shù)出原子數(shù)。團(tuán)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(jié)構(gòu)的測(cè)定1．常用儀器：X射線衍射儀。2．測(cè)定過(guò)程：當(dāng)單一波長(zhǎng)的X射線通過(guò)晶體時(shí)，X射線和晶體中的電子相互作用，會(huì)在記錄儀上產(chǎn)生分立的斑點(diǎn)或者明銳的衍射峰。3．作用：根據(jù)衍射圖，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以獲得晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息。1．通過(guò)X射線衍射圖通常能獲取晶體結(jié)構(gòu)的哪些信息？提示從衍射圖形獲得晶體結(jié)構(gòu)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(duì)稱類型、原子在晶胞里的數(shù)目和位置等。2．因生產(chǎn)金屬鐵的工藝和溫度等因素不同，產(chǎn)生的鐵單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)、密度和性質(zhì)均不同，對(duì)鐵晶體用X射線衍射進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得A、B兩種晶胞，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下：則A、B兩種晶胞中含有的鐵原子數(shù)分別是：__________、__________。答案243．原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)；B為(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))；C為(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為________。答案(eq\f(1,4)，eq\f(1,4)，eq\f(1,4))1．下列關(guān)于晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別的敘述中，正確的是()A．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(duì)稱的外形D．內(nèi)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(cuò)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(zhì)區(qū)別，故B錯(cuò)誤；美觀對(duì)稱的固體不一定都是晶體，如玻璃，故C錯(cuò)誤；晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別在于其內(nèi)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(shí)形成的。玻璃態(tài)的水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關(guān)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)是水的一種特殊狀態(tài)D．X射線通過(guò)玻璃態(tài)水時(shí)，能產(chǎn)生譜線答案C解析玻璃態(tài)水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，故玻璃態(tài)水不是晶體，X射線通過(guò)玻璃態(tài)水時(shí)不能產(chǎn)生譜線，因密度與普通水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時(shí)體積不變。3．下列過(guò)程中不能得到晶體的是()A．對(duì)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KNO3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(zhì)從溶液中析出；②氣態(tài)物質(zhì)凝華；③熔融態(tài)物質(zhì)凝固。A選項(xiàng)符合①，B選項(xiàng)符合②，C選項(xiàng)符合③。由于玻璃屬于非晶體，熔融后再冷卻所得到的固體仍為非晶體。4．下列有關(guān)晶胞的敘述中正確的是()A．晶胞的結(jié)構(gòu)是晶體的結(jié)構(gòu)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(gè)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選項(xiàng)錯(cuò)誤；晶體中的大部分粒子被若干個(gè)晶胞所共有，不完全屬于某個(gè)晶胞，C選項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)正確。5．納米材料的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例極大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)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(shù)與總粒子數(shù)之比為()A．7∶8 B．13∶14C．1∶1 D．26∶27答案D解析由題意知一個(gè)氯化鈉晶胞即為一個(gè)氯化鈉納米顆粒，則其表面粒子數(shù)＝8＋6＋12＝26，總粒子數(shù)＝表面粒子數(shù)＋中心粒子數(shù)＝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(xué)式(X為陽(yáng)離子)：__________________________________________；乙晶體中A、B、C三種微粒的個(gè)數(shù)比是_____________________________；丙晶體中每個(gè)D周圍結(jié)合E的個(gè)數(shù)是_____________________________________________________________。答案X2Y1∶3∶18解析X位于立方體體心，該晶胞中含有1個(gè)X，Y位于頂角，該晶胞中Y原子的個(gè)數(shù)＝4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，則該晶胞中X、Y的個(gè)數(shù)之比是2∶1，又X為陽(yáng)離子，所以甲晶體的化學(xué)式為X2Y；乙晶胞中A原子的個(gè)數(shù)＝8×eq\f(1,8)＝1，B原子的個(gè)數(shù)＝6×eq\f(1,2)＝3，C原子的個(gè)數(shù)為1，所以乙晶體中A、B、C三種微粒的個(gè)數(shù)比為1∶3∶1；丙晶體中每個(gè)D周圍結(jié)合E的個(gè)數(shù)是8。題組一晶體和非晶體1．下列可用于判斷某物質(zhì)為晶體的方法是()A．質(zhì)譜法 B．紅外光譜法C．核磁共振法 D．X射線衍射法答案D解析質(zhì)譜法用于測(cè)定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量，不能判斷某物質(zhì)為晶體，故A錯(cuò)誤；紅外光譜儀能測(cè)定出有機(jī)物的官能團(tuán)和化學(xué)鍵，不能判斷某物質(zhì)為晶體，故B錯(cuò)誤；核磁共振氫譜用于測(cè)定有機(jī)物分子中氫原子的種類和數(shù)目，不能判斷某物質(zhì)為晶體，故C錯(cuò)誤；晶體與非晶體最本質(zhì)的區(qū)別是組成物質(zhì)的粒子在微觀空間是否呈周期性有序排列，X射線衍射可以看到微觀結(jié)構(gòu)，可以鑒別晶體與非晶體，故D正確。2．下列物質(zhì)屬于非晶體的是()①松香；②冰；③石英；④瀝青；⑤銅；⑥純堿A．①②③④⑤⑥ B．①④C．①③ D．⑤⑥答案B解析松香在溫度升高后會(huì)變軟，瀝青鋪成的路面在高溫的夏天會(huì)變軟，因此二者均無(wú)固定的熔點(diǎn)，所以它們屬于非晶體。3．下列關(guān)于晶體性質(zhì)的敘述中，不正確的是()A．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)規(guī)則的多面體幾何外形B．晶體的各向異性和對(duì)稱性是矛盾的C．晶體的對(duì)稱性是微觀粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列的必然結(jié)果D．晶體的各向異性直接取決于微觀粒子的排列具有特定的方向性答案B解析晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，即為各向異性，晶體的對(duì)稱性是微觀粒子按一定規(guī)律呈周期性重復(fù)排列，兩者沒有矛盾，故B錯(cuò)誤；構(gòu)成晶體的粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列，則晶體的對(duì)稱性是微觀粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列的必然結(jié)果，故C正確；由于晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，即為各向異性，具有特定的方向性，故D正確。4．關(guān)于晶體和非晶體的說(shuō)法，正確的是()A．晶體在三維空間里呈周期性有序排列，因此在各個(gè)不同的方向上具有相同的物理性質(zhì)B．晶體在熔化過(guò)程中需要不斷的吸熱，溫度不斷地升高C．普通玻璃在各個(gè)不同的方向上力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)相同D．晶體和非晶體之間不可以相互轉(zhuǎn)化答案C解析晶體在三維空間里呈周期性有序排列，其許多物理性質(zhì)常常會(huì)表現(xiàn)出各向異性，A不正確；晶體的熔點(diǎn)是固定的，所以在熔化過(guò)程中溫度不會(huì)變化，B不正確；玻璃不屬于晶體，不具有物理性質(zhì)各向異性的特點(diǎn)，C正確；在一定條件下晶體和非晶體是可以相互轉(zhuǎn)化的，D不正確。5.如圖為一塊密度、厚度均勻的矩形樣品，長(zhǎng)為寬的兩倍，若用多用電表沿兩對(duì)稱軸測(cè)其電阻均為R，則這塊樣品一定是()A．金屬 B．半導(dǎo)體C．非晶體 D．晶體答案D解析由于AB＝2CD，而AB、CD間的電阻卻相等，說(shuō)明樣品橫向(AB)與縱向(CD)的導(dǎo)電性不同，具有各向異性，而晶體的特征之一是各向異性，非晶體則具有各向同性，故該樣品為晶體。題組二晶胞的理解及應(yīng)用6．有關(guān)晶胞的敘述正確的是()①晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中的基本結(jié)構(gòu)單元②根據(jù)晶體的不同，晶胞可以是多種形狀的幾何體③習(xí)慣采用的晶胞是平行六面體④晶胞都是正八面體A．①③B．②④C．①④D．②③答案A7．已知某化合物的晶體是由如圖所示的最小結(jié)構(gòu)單元密置堆積而成，下列關(guān)于該化合物的敘述錯(cuò)誤的是()A．1mol該化合物中含有1molYB．1mol該化合物中含有3molCuC．1mol該化合物中含有2molBaD．該化合物的化學(xué)式是YBa2Cu3O6答案D解析由圖可知，白球代表的Y原子位于長(zhǎng)方體的八個(gè)頂點(diǎn)上，大黑球代表的Ba原子位于長(zhǎng)方體的四條棱上，灰球代表的Cu原子位于長(zhǎng)方體的內(nèi)部，小黑球代表的O原子有的位于長(zhǎng)方體的內(nèi)部、有的位于長(zhǎng)方體的面上，運(yùn)用均攤法可計(jì)算出Y原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Ba原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,4)＝2，Cu原子個(gè)數(shù)為3，O原子個(gè)數(shù)為10×eq\f(1,2)＋2＝7，故該化合物的化學(xué)式為YBa2Cu3O7。綜上可知，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性，因這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)晶體的一個(gè)晶胞如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為()A．Mg2CNi3 B．MgCNi3C．MgCNi2 D．MgC2Ni答案B解析利用均攤法確定晶胞的化學(xué)式，位于頂角上的一個(gè)原子被8個(gè)晶胞占有，位于面心上的原子被2個(gè)晶胞占有，位于體心上的一個(gè)原子被一個(gè)晶胞占有，據(jù)此計(jì)算晶胞的化學(xué)式。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，碳原子位于該晶胞的體心上，所以該晶胞中含有一個(gè)碳原子，鎂原子位于頂角處，因此鎂原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，所以該晶胞含有1個(gè)鎂原子，鎳原子位于面心處，因此鎳原子個(gè)數(shù)＝6×eq\f(1,2)＝3，所以該晶胞中含有3個(gè)鎳原子，故該晶體的化學(xué)式為MgCNi3，答案選B。9．鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。鈦酸鋇晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，它的化學(xué)式是()A．BaTi8O12 B．BaTi4O5C．BaTi2O4 D．BaTiO3答案D解析觀察鈦酸鋇晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，Ba在立方體的中心，完全屬于該晶胞；Ti處于立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)Ti原子有eq\f(1,8)屬于該晶胞；O處于立方體的12條棱的中點(diǎn)，每個(gè)O原子有eq\f(1,4)屬于該晶胞。即晶體中N(Ba)∶N(Ti)∶N(O)＝1∶(8×eq\f(1,8))∶(12×eq\f(1,4))＝1∶1∶3。10．有一種鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)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，它的化學(xué)式為()A．Ti14C13 B．TiCC．Ti4C4 D．Ti4C3答案A解析由題意知該物質(zhì)是氣態(tài)團(tuán)簇分子，故題目中圖示應(yīng)是該物質(zhì)的一個(gè)完整的分子，由14個(gè)鈦原子和13個(gè)碳原子構(gòu)成。11．請(qǐng)仔細(xì)觀察下列幾種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，判斷下列說(shuō)法正確的是()A.硼鎂超導(dǎo)物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)單元如圖所示，則這種超導(dǎo)材料的化學(xué)式為Mg3B2B.鋰的某種氧化物的晶胞如圖所示，則該氧化物的化學(xué)式為L(zhǎng)i2OC.某晶體的一部分如圖所示，則這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)目之比是3∶9∶4D.Mn和Bi形成的某種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示(白球均在六棱柱內(nèi))，則該晶體物質(zhì)的化學(xué)式為Mn2Bi答案B解析該晶胞中Mg原子個(gè)數(shù)為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＝3，B原子個(gè)數(shù)為6，Mg、B原子個(gè)數(shù)之比為3∶6＝1∶2，所以其化學(xué)式為MgB2，故A錯(cuò)誤；該晶胞中Li原子個(gè)數(shù)為8，O原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，則Li、O原子個(gè)數(shù)之比為8∶4＝2∶1，所以其化學(xué)式為L(zhǎng)i2O，故B正確；該晶胞中B粒子個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2，A粒子個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)，C粒子個(gè)數(shù)為1，則A、B、C粒子個(gè)數(shù)之比為eq\f(1,2)∶2∶1＝1∶4∶2，故C錯(cuò)誤；Mn原子個(gè)數(shù)為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋1＋6×eq\f(1,3)＝6，Bi原子個(gè)數(shù)為6，所以Mn、Bi原子個(gè)數(shù)之比為6∶6＝1∶1，所以其化學(xué)式為MnBi，故D錯(cuò)誤。12．(1)在下列物質(zhì)中，__________(填序號(hào)，下同)是晶體，________是非晶體。①塑料②明礬③松香④玻璃⑤CuSO4·5H2O⑥冰糖⑦石蠟⑧單晶硅⑨鋁塊⑩橡膠(2)晶體和非晶體在外形上有差別，晶體都具有______，而非晶體________；另外非晶體具有(物理性質(zhì))______的特點(diǎn)，而晶體具有(物理性質(zhì))________的特點(diǎn)。(3)判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體，比較正確的方法是________(填序號(hào))。①?gòu)耐庑紊蟻?lái)判斷②從各向異性或各向同性上來(lái)判斷③從導(dǎo)電性能來(lái)判斷④從有無(wú)固定熔點(diǎn)來(lái)判斷(4)晶體中的微粒與晶胞的關(guān)系①凡處于立方體頂角的微粒，同時(shí)為______個(gè)晶胞共有；②凡處于立方體棱上的微粒，同時(shí)為______個(gè)晶胞共有；③凡處于立方體面上的微粒，同時(shí)為______個(gè)晶胞共有；④凡處于立方體體心的微粒，同時(shí)為______個(gè)晶胞共有。答案(1)②⑤⑥⑧⑨①③④⑦⑩(2)規(guī)則的幾何外形沒有規(guī)則的幾何外形各向同性各向異性(3)②④(4)①8②4③2④1解析明礬是KAl(SO4)2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、單晶硅、鋁塊都是晶體；塑料、松香、玻璃、石蠟、橡膠都是非晶體。晶體的重要特征就是各向異性和有固定的熔點(diǎn)等。13．某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X位于立方體的頂角，Y位于立方體的中心。(1)晶體中每個(gè)Y同時(shí)吸引著________個(gè)X，每個(gè)X同時(shí)吸引著________個(gè)Y，該晶體的化學(xué)式為________。(2)晶體中在每個(gè)X周圍與它最接近且距離相等的X共有________個(gè)。(3)晶體中距離最近的兩個(gè)X與一個(gè)Y形成的夾角∠XYX為________(填角的度數(shù))。答案(1)48Y2X(或XY2)(2)12(3)109°28′解析晶胞中的粒子分為4種：①體心上的粒子完全屬于該晶胞；②面心上的粒子eq\f(1,2)屬于該晶胞；③棱上的粒子eq\f(1,4)屬于該晶胞；④頂角上的粒子eq\f(1,8)屬于該晶胞。本題粒子Y位于體心，粒子X位于頂角，所以該晶體的化學(xué)式為Y2X或XY2。觀察下圖，4個(gè)X和1個(gè)Y構(gòu)成了一個(gè)正四面體，故∠XYX＝109°28′。14．元素X的某價(jià)態(tài)離子Xn＋中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)能層，它與N3－形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)該晶體的陽(yáng)離子與陰離子個(gè)數(shù)之比為________。(2)該晶體中離子Xn＋的n＝________。(3)X元素的原子序數(shù)是________。(4)晶體中每個(gè)N3－被________個(gè)等距離的Xn＋包圍。答案(1)3∶1(2)1(3)29(4)6解析(1)Xn＋位于晶胞的棱上，其數(shù)目為12×eq\f(1,4)＝3；N3－位于晶胞的頂角，其數(shù)目為8×eq\f(1,8)＝1，故二者個(gè)數(shù)之比為3∶1。(2)由晶體的化學(xué)式X3N知，X所帶電荷數(shù)為1。(3)因?yàn)镵、L、M三個(gè)能層充滿，故Xn＋有2、8、18結(jié)構(gòu)，所以X的原子序數(shù)是29。(4)N3－位于晶胞頂角，故其被6個(gè)Xn＋從上、下、左、右、前、后包圍。課后篇素養(yǎng)形成必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.下列關(guān)于晶體的敘述不正確的是()A.晶體有自范性B.晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的排列高度有序C.晶體的某些物理性質(zhì)常會(huì)表現(xiàn)出各向異性D.粉末狀固體一定不是晶體答案D解析當(dāng)晶體為粉末狀時(shí),在光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡下仍可觀察到晶體的規(guī)則幾何外形,D項(xiàng)說(shuō)法不對(duì)。2.如圖是a、b兩種不同物質(zhì)的加熱熔化時(shí)曲線,下列說(shuō)法中正確的是()①a是晶體②a是非晶體③b是晶體④b是非晶體A.①④ B.②③ C.②④ D.①③答案A解析晶體有固定的熔點(diǎn)。由題圖可知,a在吸熱過(guò)程中有一段溫度不變,這段對(duì)應(yīng)的溫度就是該晶體的熔點(diǎn);而b物質(zhì)在加熱過(guò)程中溫度一直在升高,即b物質(zhì)沒有固定的熔點(diǎn),因此b為非晶體。3.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.由相同元素構(gòu)成的物質(zhì)可以是晶體,也可以是非晶體B.區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是測(cè)定其有沒有固定熔點(diǎn)C.雪花是水蒸氣凝華得到的晶體D.溶質(zhì)從溶液中析出可以形成晶體答案B解析SiO2有晶體和非晶體之分;區(qū)分晶體與非晶體最可靠的科學(xué)方法是X射線衍射實(shí)驗(yàn);氣體凝華可以得到晶體;溶質(zhì)從溶液中析出可以形成晶體。4.已知某晶體晶胞如圖所示,則該晶體的化學(xué)式為()A.XYZ B.X2Y4Z C.XY4Z D.X4Y2Z答案C解析該晶體的晶胞是正方體晶胞。該晶胞擁有的X粒子數(shù)為8×18=1;Y位于該晶胞內(nèi),共有4個(gè),因此該晶胞中擁有的Y粒子數(shù)為4;Z只有1個(gè),位于晶胞的體心,故該晶體的化學(xué)式為XY4Z5.下列關(guān)于等離子體的敘述正確的是()A.等離子體是整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)B.為了使氣體變成等離子體,必須使其通電C.等離子體通過(guò)電場(chǎng)時(shí),所有粒子的運(yùn)動(dòng)方向都發(fā)生改變D.等離子體性質(zhì)穩(wěn)定,不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)答案A解析除外加電場(chǎng)外,在高溫加熱、激光照射等條件下也可以使氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體,B錯(cuò)誤;等離子體中也存在電中性微粒,電中性微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)方向不發(fā)生改變,C錯(cuò)誤;等離子體性質(zhì)活潑,可發(fā)生在一般條件下無(wú)法進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),D錯(cuò)誤。6.對(duì)于某晶胞(如圖所示)的下列描述錯(cuò)誤的是()A.該晶胞是所在晶體內(nèi)最小的平行六面體B.該晶胞的每個(gè)頂點(diǎn)上和每個(gè)面的面心上都各有一個(gè)原子C.平均每個(gè)晶胞中有14個(gè)原子D.平均每個(gè)晶胞中有4個(gè)原子答案C解析在該晶胞頂點(diǎn)和六個(gè)面的面心處都有一個(gè)原子,平均每個(gè)晶胞中含有的原子數(shù)=8×18+6×127.元素X的某價(jià)態(tài)離子Xn+中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)電子層,它與N3-形成的晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)該晶體的陽(yáng)離子與陰離子個(gè)數(shù)比為。

(2)該晶體中,Xn+中的n=。

(3)X元素的原子序數(shù)是。

答案(1)3∶1(2)1(3)29解析(1)Xn+位于晶胞的棱上,一個(gè)晶胞中Xn+的數(shù)目為12×14=3,N3-位于晶胞的頂角,一個(gè)晶胞中N3-數(shù)目為8×18=1,故Xn+和N3-的個(gè)數(shù)比為3∶1;(2)由(1)可得晶體的化學(xué)式為X3N,則Xn+為X+,故n=1;(3)因?yàn)閄+中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)電子層,故K、L、M三個(gè)電子層上的電子數(shù)分別為2、8、18,所以X的原子序數(shù)是關(guān)鍵能力提升練8.用燒熱的鋼針去接觸涂有薄薄一層石蠟的云母片的反面,熔化了的石蠟成橢圓形,這是因?yàn)?)A.云母具有各向異性,不同方向的導(dǎo)熱性能不同B.石蠟是熱的不良導(dǎo)體,傳熱不均勻C.石蠟具有各向異性,不同方向的導(dǎo)熱性能不同D.云母是熱的不良導(dǎo)體,傳熱不均勻答案A解析石蠟熔化成“橢圓形”,說(shuō)明云母的導(dǎo)熱性能存在各向異性,A項(xiàng)正確。9.(雙選)下列關(guān)于晶體的說(shuō)法正確的是()A.將飽和硫酸銅溶液降溫,析出的固體不是晶體B.假寶石往往是用玻璃仿造的,可以用劃痕的方法鑒別寶石和玻璃制品C.石蠟和玻璃都是非晶體,它們都沒有固定的熔點(diǎn)D.藍(lán)寶石在不同方向上的硬度一定相同答案BC解析將飽和CuSO4溶液降溫,可析出膽礬,膽礬屬于晶體,A項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤;一般寶石的硬度較大,玻璃制品的硬度較小,可以根據(jù)有無(wú)劃痕來(lái)鑒別,B項(xiàng)說(shuō)法正確;非晶體沒有固定的熔點(diǎn),C項(xiàng)說(shuō)法正確;由于晶體的各向異性導(dǎo)致藍(lán)寶石在不同方向上的硬度有一些差異,D項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。10.某晶體的晶胞如下圖所示,這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)目之比是()A.3∶9∶4 B.1∶4∶2C.2∶9∶4 D.3∶8∶4答案B解析由圖示可知該晶體晶胞的上下兩面為正三角形,因此處于頂點(diǎn)的粒子為12個(gè)晶胞共用,故晶胞中A粒子的數(shù)目為6×112=12;處于水平棱上的粒子為4個(gè)晶胞共用,處于垂直棱上的粒子為6個(gè)晶胞共用,故晶胞中B粒子的數(shù)目為6×14+3×16=2;C粒子完全屬于晶胞。由此可見,A、B、C三種粒子的數(shù)目之比為12∶211.某新型超導(dǎo)材料(只含鎂、鎳和碳三種元素)的一個(gè)晶胞(碳原子用表示,鎳原子用表示,鎂原子用表示,小球大小不代表原子實(shí)際大小)如圖所示。則該晶體的化學(xué)式是()A.Mg2CNi3 B.MgC2NiC.MgCNi2 D.MgCNi3答案D解析該晶體的晶胞中含鎂原子個(gè)數(shù)為8×18=1;含鎳原子個(gè)數(shù)為6×12=3;含碳原子個(gè)數(shù)為1。12.納米材料的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例極大,這是它具有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)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(shù)與總粒子數(shù)的比值為()NaCl晶體的晶胞A.7∶8 B.13∶14C.1∶1 D.26∶27答案D解析表面粒子數(shù)=8+6+12=26,總粒子數(shù)=表面粒子數(shù)+中心粒子數(shù)=26+1=27,D項(xiàng)正確。13.(1)在下列物質(zhì)中,是晶體(填序號(hào),下同),是非晶體。

①塑料②明礬③松香④玻璃⑤CuSO4·5H2O⑥冰糖⑦石蠟⑧單晶硅⑨鋁塊⑩橡膠(2)晶體和非晶體在外形上有差別,晶體一般都具有,而非晶體;另外非晶體具有物理性質(zhì)的特點(diǎn),而晶體具有物理性質(zhì)的特點(diǎn)。

答案(1)②⑤⑥⑧⑨①③④⑦⑩(2)規(guī)則的幾何外形沒有規(guī)則的幾何外形各向同性各向異性解析明礬[KAl(SO4)2·12H2O]、CuSO4·5H2O、冰糖、單晶硅、鋁塊都是晶體;塑料、松香、玻璃、石蠟、橡膠都是非