选修3物质结构与性质第十一章第十一章第第4747讲晶体结构与性质讲晶体结构与性质考纲要求考纲要求考情分析考情分析命题趋势命题趋势1.了了解解晶晶体体的的类类型型，了了解解不不同同类类型型晶晶体体中中结结构微粒、微粒间作用力的区别。构微粒、微粒间作用力的区别。2.了了解解晶晶格格能能的的概概念念，了了解解晶晶格格能能对对离离子子晶晶体性质的影响。体性质的影响。3.了解分子晶体结构与性质的关系。了解分子晶体结构与性质的关系。4.了了解解原原子子晶晶体体的的特特征征，能能描描述述金金刚刚石石、二二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。5.理理解解金金属属键键的的含含义义，能能用用金金属属键键理理论论解解释释金金属属的的一一些些物物理理性性质质。了了解解金金属属晶晶体体常常见见的堆积方式。的堆积方式。6.了了解解晶晶胞胞的的概概念念，能能根根据据晶晶胞胞确确定定晶晶体体的的组成并进行相关计算。组成并进行相关计算。2017，全国卷，全国卷，35T2017，全国卷，全国卷，35T2017，全国卷，全国卷，35T2016，全国卷甲，全国卷甲，37T2016，全国卷乙，全国卷乙，37T2016，全国卷丙，全国卷丙，37T高高考考对对本本部部分分的的考考查查主主要要从从两两个个方方面面切切入入：(1)关关于于晶晶胞胞的的计计算算；(2)晶晶体体微微粒粒间间的的相相互互作作用用力力以以及及物物理理性性质质的的比比较较。预预计计2019年年高高考考将将主主要要考考查查晶晶体体类类型型、四四种种晶晶体体的的区区别别、晶晶体体的的结结构构特特点点以以及及晶晶胞胞的的相相关关计计算算。题题型型以以非非选选择择题题为为主主，分分值值约约为为4分。分。分值：分值：46分分栏目导航板板 块块 一一板板 块块 二二板板 块块 三三板板 块块 四四1晶体与非晶体晶体与非晶体考点一晶体和晶胞考点一晶体和晶胞周期性有序周期性有序 无序无序 有有无无固定固定 不固定不固定 各向异性各向异性 各向同性各向同性 熔点熔点 X射线衍射射线衍射 基本单元基本单元 任何间隙任何间隙平行平行 取向取向 “均摊法均摊法”原理及其注意事项原理及其注意事项(1)基本原理基本原理(适用长方体晶胞适用长方体晶胞)(2)注意事项注意事项在在使使用用均均摊摊法法计计算算晶晶胞胞中中微微粒粒个个数数时时，要要注注意意晶晶胞胞的的形形状状，不不同同形形状状的的晶晶胞胞，应应先先分分析析任任意意位位置置上上的的一一个个粒粒子子被被几几个个晶晶胞胞所所共共有有，如如六六棱棱柱柱晶晶胞胞中中，顶顶点点、侧侧棱棱、底面上的棱、面心依次被底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞共有。个晶胞共有。在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。1判断正误，正确的划判断正误，正确的划“”，错误的划，错误的划“”。(1)具有规则几何外形的固体一定是晶体。具有规则几何外形的固体一定是晶体。()(2)晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。晶体内部的微粒按一定规律周期性的排列。()(3)晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。 ()(4)缺角的缺角的NaCl晶体在饱和晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。溶液中会慢慢变为完美的立方体块。 ()2区别晶体与非晶体的最科学的方法是区别晶体与非晶体的最科学的方法是()A观察自范性观察自范性B观察各向异性观察各向异性C测定固定熔点测定固定熔点D进行进行X射线衍射实验射线衍射实验D3如如图图是是甲甲、乙乙、丙丙三三种种晶晶体体的的晶晶胞胞，则则甲甲晶晶体体中中x与与y的的个个数数比比是是_，乙乙中中a与与b的的个个数数比比是是_，丙丙中中一一个个晶晶胞胞中中有有_个个c离子和离子和_个个d离子。离子。2 1 1 1 44晶体中常见的四种计算晶体中常见的四种计算3化学式计算化学式计算运用均摊法计算出一个晶胞中的粒子数目，然后再求其比值，得出化学式。运用均摊法计算出一个晶胞中的粒子数目，然后再求其比值，得出化学式。例例如如：元元素素Cu的的一一种种氯氯化化物物晶晶体体的的晶晶胞胞结结构构如如图图所所示示，晶晶胞胞中中有有4个个铜铜原原子子，4个氯原子，化学式为个氯原子，化学式为CuCl。4计算晶体密度和晶体中微粒间距离计算晶体密度和晶体中微粒间距离(1)计算晶体密度的方法计算晶体密度的方法若若1个个晶晶胞胞中中含含有有x个个微微粒粒，则则1 mol晶晶胞胞中中含含有有x mol微微粒粒，其其质质量量为为xM g(M为为微微粒粒的的相相对对“分分子子”质质量量)；又又1个个晶晶胞胞的的质质量量为为 a3 g(a3为为晶晶胞胞的的体体积积)，则则1 mol晶晶胞胞的质量为的质量为 a3 NA g，因此有，因此有xM a3NA。(2)(2017江江苏苏卷卷节节选选)某某FexNy的的晶晶胞胞如如图图1所所示示，Cu可可以以完完全全替替代代该该晶晶体体中中a位位置置Fe或或者者b位位置置Fe，形形成成Cu替替代代型型产产物物FexnCunNy。FexNy转转化化为为两两种种Cu替替代代型型产产物的能量变化如图物的能量变化如图2所示，其中更稳定的所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为替代型产物的化学式为_。Fe3CuN 例例11(2017全全国国卷卷)研研究究发发现现，在在CO2低低压压合合成成甲甲醇醇反反应应(CO23H2= CH3OHH2O)中中，Co氧氧化化物物负负载载的的Mn氧氧化化物物纳纳米米粒粒子子催催化化剂剂具具有有高高活活性性，显显示示出出良好的应用前景。回答下列问题：良好的应用前景。回答下列问题：(1)Co基基态态原原子子核核外外电电子子排排布布式式为为_。元元素素Mn与与O中中，第第一一电电离离能能 较较 大大 的的 是是 _， 基基 态态 原原 子子 核核 外外 未未 成成 对对 电电 子子 数数 较较 多多 的的 是是_。(2)CO2和和 CH3OH分分 子子 中中 碳碳 原原 子子 的的 杂杂 化化 形形 式式 分分 别别 为为 _和和_。(3)在在CO2低低压压合合成成甲甲醇醇反反应应所所涉涉及及的的4种种物物质质中中，沸沸点点从从高高到到低低的的顺顺序序为为_。原因是。原因是_。(4)硝硝酸酸锰锰是是制制备备上上述述反反应应催催化化剂剂的的原原料料，Mn(NO3)2中中的的化化学学键键除除了了键键外外，还还存在存在_。(5)MgO具具有有NaCl型型结结构构(如如图图)，其其中中阴阴离离子子采采用用面面心心立立方方最最密密堆堆积积方方式式，X射射线线衍衍射射实实验验测测得得MgO的的晶晶胞胞参参数数为为a0.420 nm，则则r(O2)为为_ nm。 MnO也也 属属 于于 NaCl型型 结结 构构 ， 晶晶 胞胞 参参 数数 为为 a 0.448 nm， 则则 r(Mn2)为为_nm。 答答题题送送检检 来自阅卷名师报告来自阅卷名师报告 解解析析 (1)Co为为第第四四周周期期第第族族的的27号号元元素素，基基态态原原子子核核外外电电子子排排布布式式为为1s22s22p63s23p63d74s2或或ArAr 3d74s2。Mn是是金金属属元元素素，而而O元元素素是是非非金金属属元元素素，难难失失去去电电子子，所所以以O元元素素的的第第一一电电离离能能较较大大。O基基态态原原子子价价电电子子为为2s22p4，未未成成对对电电子子是是p轨轨道道的的2个个电电子子，而而Mn基基态态原原子子价价电电子子排排布布为为3d54s2，未未成成对对电电子子是是d轨轨道道的的5个个电电子子，因因此此核核外外未未成成对对电电子子数数较较多多的的是是Mn。(2)CO2为为直直线线形形结结构构，碳碳原原子子为为sp杂杂化化，CH3OH分分子子中中碳碳原原子子的的价价层层电电子子对对数数为为4，所所以以碳碳原原子子为为sp3杂杂化化。(3)常常温温下下水水和和甲甲醇醇是是液液体体，二二氧氧化化碳碳和和氢氢气气是是气气体体，液液体体的的沸沸点点高高于于气气体体；水水分分子子中中有有两两个个氢氢原原子子都都可可以以参参与与形形成成分分子子间间氢氢键键，而而甲甲醇醇分分子子中中只只有有一一个个羟羟基基上上的的氢氢原原子子可可以以形形成成分分子子间间氢氢键键，所所以以水水的的沸沸点点高高于于甲甲醇醇；CO2的的相相对对分分子子质质量量比比H2大大，分分子子间间作作用用力力较较大大，熔、沸点较高。熔、沸点较高。1(2017全全国国卷卷节节选选)(1)KIO3晶晶体体是是一一种种性性能能良良好好的的非非线线性性光光学学材材料料，具具有有钙钙钛钛矿矿型型的的立立方方结结构构，边边长长为为a0.446 nm，晶晶胞胞中中K、I、O分分别别处处于于顶顶角角、体体心心、面面心心位位置置，如如图图所所示示。K与与O间间的的最最短短距距离离为为_nm，与与K紧紧邻邻的的O个个数数为为_。0.315 12 (2)在在KIO3晶晶胞胞结结构构的的另另一一种种表表示示中中，I处处于于各各顶顶角角位位置置，则则K处处于于_位置，位置，O处于处于_位置。位置。体心体心 棱心棱心