复习题课时教案

《晶体的结构与性质复习课》教学设计

1. 教学依据

1.1 2018年高考考纲

本节课通过解读《2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲》中，对“晶体结构与性质”的考试范围与要求，使学生明确在选修3“晶体结构与性质”这一章中需要掌握的知识，把握复习的方向，以便在2019年高考考纲出台后，迅速进入具有高度针对性的复习状态。

1.2 2016至2018年高考真题

本节课从2016~2018三年的全国卷I、全国卷II、与全国卷III共九套真题中，精选出与考试要求深度结合的部分习题，作为本节课的课堂练习。通过对高考真题的作答，使学生对高考命题专家出题的范围和方式有所了解，进一步促进学生对考点的把握程度。

2. 教学背景

2.1 知识结构方面

《物质结构与性质》在知识结构上，与九年级化学第三章《物质构成的奥秘》和高中化学必修2第一章《物质结构

元素周期律》存在递进关系，是之前所学内容的延伸与升华，但部分学生对之前这两部分内容理解程度不高，而在化学学科中知识点独立性较强，所以学生对这部分知识的熟悉程度较弱。

2.2 知识内容方面

《物质结构与性质》的知识内容主要体现在微观粒子对宏观物质的影响，是对其他化学知识在原理层面上的解释，对建立化学学科思维具有极强的帮助。而微观粒子的存在形式与运动模式，学生很难利用已拥有的宏观世界经验进行迁移理解，因此学生会觉得知识不易理解。

2.3 教学手段方面

在教学过程中，教师可以利用选修3教材中大量的图示进行讲解，也可以利用PPT等多媒体进行形象的演示，帮助学生理解学习内容。但现有教学所用教具演示呈现效果不理想，可用于学生构建立体模型思维的多媒体软件并没有得到充分开发，教师在黑板上做图又存在个体性差异，这使得学生的知识吸收程度较

低，教师教学难度较大。

3. 教学思路

3.1 教学内容

本节课先分析高考考纲，使学生了解高考考点；再将高考考试范围中的四种基本晶体类型进行逐一复习，让学生将之前所学知识点进行串联，完善知识网络，以达到查缺补漏的目的；选用2016至2018年高考真题作为课堂练习，由于选修3的高考真题对知识点专题的针对度很强，适合学生在复习知识点后及时进行强化训练，又有助于学生对高考题型有一定的认识。

3.2教学用具

为更好的达到教学目的，本节课将晶体结构绘制工具Diamond软件用于多媒体辅助教学。先应用无机晶体结构数据库(ICSD)FindIt软件中获取晶体信息，再用Diamond软件演示晶体的三维图像，将晶胞乃至粒子群全方位呈现给学生，强化学生对三维图像的分析速度，以使学生建立对静态晶胞图像产生立体思维模型的能力。

4. 教学目的

宏观辨识与微观探析：在教学过程中渗透晶体的宏观性质是晶体类型的体现，晶体类型是宏观性质的本因；

变化观念与平衡思想：根据同类物质在不同条件下呈现不同的状态（白锡与灰锡为金属与原子晶体，离子晶体的阳阴离子的半径比决定晶胞类型），使学生理解晶体构型是在某一具体条件下呈现的状态不是一成不变的，而是在一定条件下可以实现相互转化。

证据推理与模型认知：首先通过对不同物质晶体所呈现的状态，引导学生根据粒子间不同的作用力将晶体进行归类，再将同一类型的晶体的共同性质进行总结。

实验探究与创新意识：在模拟图像中对个体晶胞进行扩充，对粒子进行放大等操作，利用多重手段研究不同晶胞中晶体的空间位置、配位数、粒子数以及堆积模型，帮助学生跳出思维定势。

科学精神与社会责任：通过本节课对晶体微观状态的学习，培养学生科学的研究方法，促进学生唯物主义世界观的建立，巩固学生利用科学手段推动国家发

展的信念。

5. 教学重难点

教学重点：四种几本晶体类型的分类及特点

教学难点：影响粒子间分子间作用力或化学键的因素

6. 教学准备

学案、多媒体课件

7. 教学过程

教学环节

引入

展示高考考点

【板书】晶体类型

【演示】干冰晶胞

【提问】配位数、粒子间相互作用

观察，思考，教师活动

学生活动

朗读

设计意图

了解考点

【讲解】配位数为12时为紧密堆积，回答，记录

碘单质和C60晶体为这种晶胞

【演示】冰晶胞

【提问】配位数、粒子间相互作用

第一环节

【讲解】氢键饱和性和方向性

【讲解】粒子间以分子间作用力相连为分子晶体

【板书】分子晶体

【总结】分子晶体特点

【提问】高考真题

【演示】金刚石晶胞

【提问】配位数、粒子间相互作用

【讲解】硅、锗、灰锡为这种晶胞

第二部分

【演示】氮化硼晶胞

【提问】配位数、粒子间相互作用

观察，思考，观察，思考，回答，记录

分子晶体

记录

记录

答题，回答

观察，思考，回答，记录

原子晶体

【讲解】存在配位键，氮化铝、氮化镓回答，记录

和碳化硅为这种晶胞

【演示】二氧化硅晶胞

【提问】配位数，粒子间相互作用

【讲解】粒子间以共价键相连为原子晶体

【板书】原子晶体

【总结】原子晶体特点

【提问】高考真题

【演示】钋晶胞

【提问】配位数、粒子数、堆积方式

【讲解】堆积方式命名方法

【演示】钠晶胞

【提问】配位数、粒子数、堆积方式

【讲解】碱金属和铁为这种晶胞

【演示】镁晶胞

【讲解】六方晶胞

【提问】配位数、粒子数、堆积方式

第三部分

【讲解】锌和钛为这种晶胞

【演示】铜晶胞

【提问】配位数、粒子数、堆积方式

【讲解】银和金为这种晶胞

【讲解】粒子间以金属键相连为原子晶体

【板书】金属晶体

【总结】金属晶体特点

【提问】高考真题

【演示】氯化铯晶胞

第四部分

【提问】配位数、粒子数

【讲解】r/r>0.732为氯化铯型

【演示】氯化钠晶胞

+-观察，思考，回答，记录

记录

记录

答题，回答

观察，思考，回答，记录

观察，思考，回答，记录

观察，思考，回答，记录

金属晶体

观察，思考，回答，记录

记录

记录

答题，回答

观察，思考，回答，记录

观察，思考，离子晶体

【提问】配位数、粒子数

【讲解】0.414

【演示】硫化锌晶胞

【提问】配位数、粒子数

【讲解】r/r<0.4140.732为硫化锌型

【演示】氯化钙晶胞

【提问】配位数、粒子数、阴阳离子个数比

【演示】二氧化钛晶胞

【提问】配位数、粒子数、阴阳离子个数比

【讲解】粒子间以离子键相连为离子晶体

【板书】离子晶体

【总结】离子晶体特点，晶格能概念

【提问】高考真题

8. 板书设计

晶体的结构与性质

晶体类型

1.分子晶体

2.原子晶体

3.金属晶体

4.离子晶体

9. 学案设计

+-回答，记录

观察，思考，回答，记录

观察，思考，回答，记录

观察，思考，回答，记录

记录

记录

答题，回答

晶体的结构与性质复习课

2018考纲要求

(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。

1. 晶体类型

1.1 分子晶体

构成粒子

粒子作用

影响因素

熔点

硬度

课堂练习1. [2018全国卷Ⅱ] 图(a)为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_____________________________________________________________________________。

H2S S8

熔点/℃

-85.5 115.2

1.2 原子晶体

构成粒子

粒子作用

影响因素

FeS2

SO2

SO3

H2SO4

-75.5 16.8 10.3 >600 沸点/℃

-60.3 444.6 （分解）

-10.0 45.0 337.0

熔点

硬度

课堂练习2. [2016全国卷Ⅰ] Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为___，微粒之间存在的作用力是______。

1.3 金属晶体

构成粒子

粒子作用

影响因素

熔点

硬度

课堂练习3. [2017全国卷Ⅰ] 基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是__，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为____。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_____________________________________________________________________________。

1.4 离子晶体

构成粒子

粒子作用

影响因素

熔点

硬度

课堂练习4. [2018全国卷Ⅰ] Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born−Haber循环计算得到。Li2O晶格能为_____kJ·mol−1。

课堂练习5. [2016全国卷Ⅲ] GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是_____________________________________________________________________________。

2. 晶胞计算

2.1 密度计算

ρ=__________=__________=__________

课堂练习6. [2018全国卷Ⅱ] FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_____________g·cm−3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_____nm。

2.2 空间利用率

空间利用率=__________=__________=__________。

课堂练习7. [2016全国卷Ⅲ] GaAs的熔点为1238℃，密度为ρ

g•cm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以____键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa

g•mol-1和MAs

g•mol-1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为__________________________________。

2.3 原子半径

课堂练习8. [2017全国卷Ⅰ] KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_____ nm，与K紧邻的O个数为__。

(5) 在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于____位置，O处于____位置。

3. 强化练习

1. [2018全国卷Ⅰ] Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为____________________g·cm−3（列出计算式）。

2. [2018全国卷Ⅲ] 金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_____________。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，

Zn的密度为______________g·cm-3（列出计算式）。

3. [2017全国卷Ⅱ] 经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。R的晶体密度为d g·cm−3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为____________________。

4. [2017全国卷Ⅲ] MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm，则r(O2-)为_____nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a'=0.448 nm，则r(Mn2+)为_____nm。

5. [2016全国卷Ⅰ] 晶胞有两个基本要素：

①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为(

0,

；C为(

,

,0)。则D原子的坐标参数为_____。

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为_________________g·cm-3（列出计算式即可）

6. [2016全国卷Ⅱ] 某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为___。②若合金的密度为d g·cm−3 ，晶胞参数a=_______________________nm。