第4章 第30讲 物质的聚集状态 常见晶体类型（教师word）-【金版新学案】2025年高考化学高三总复习大一轮复习讲义（鲁科2019 单选版）

第30讲　物质的聚集状态　常见晶体类型 【课程标准】　1.了解晶体和非晶体的区别。2.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。3.了解四种晶体类型熔点、沸点、溶解性等性质的不同。4.结合具体实例，了解超分子的含义、结构特点及其简单性质。 考点一　物质的聚集状态　晶体与非晶体 1．物质的聚集状态 物质的聚集状态除了固态、液态、气态外，还有晶态、非晶态以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 2．晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 结构特征 内部微粒在空间里呈周期性有序排列 内部微粒排列相对无序 性质特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 异同表现 各向异性 各向同性 (2)得到晶体的途径 ①熔融态物质凝固； ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)； ③溶质从溶液中析出。 (3)晶体与非晶体的测定方法 测定方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 最可靠方法 对固体进行X射线衍射实验 3.晶胞 (1)概念：晶体结构中基本的重复单元。 (2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。 [正误辨析] 1．在物质的三态相互转化过程中只是分子间距离发生了变化(　　) 2．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(　　) 3．晶体的熔点一定比非晶体的熔点高(　　) 答案：1.×　2.√　3.× 关于晶体与非晶体，正确的说法是(　　) A．区分晶体与非晶体最可靠的方法是比较硬度 B．凡有规则外形的物体就一定是晶体 C．一种物质不是晶体就是非晶体 D．具有各向异性的固体一定是晶体 答案：D 解析：区分晶体与非晶体最可靠的方法是X射线衍射实验，故A项错误；晶体与非晶体的区别在于晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，与物体有没有规则外形无关，故B项错误；二氧化硅有晶体和非晶体两种形式，故C项错误；具有各向异性的固体一定是晶体，故D项正确。 (2023·广东卷)NH4Al(OH)2CO3有明锐衍射峰，则NH4Al(OH)2CO3属于________(填“晶体”或“非晶体”)。 答案：晶体 晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300 mm，重达81 kg的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列叙述正确的是(　　) A．形成晶体硅的速率越快越好 B．晶体硅有固定的熔沸点，研碎后就变成了非晶体 C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃 D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关 答案：C 解析：晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故A错误；晶体硅有固定的熔点，研碎后仍为共价晶体，故B错误；晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X射线衍射实验可以观测到微观结构，所以区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故C正确；晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体有各向异性，故D错误。 学生用书↓第171页 考点二　常见晶体的比较 1．四种晶体的比较 　　类型 比较　　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成微粒 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 微粒间的相互 作用力 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低 较高 溶解性 相似相溶 难溶于一般溶剂 一般不溶于水，少数与水反应 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性，个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液 或熔融态导电 2.过渡晶体与晶体 纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体四种典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体来处理，把偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体来处理。 [正误辨析] 1．分子晶体不导电，溶于水后也都不导电(　　) 2．沸点：HF<HCl<HBr<HI(　　) 3．离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电(　　) 4．共价晶体的熔点一定比离子晶体的高(　　) 5．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子(　　) 6．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(　　) 答案：1.×　2.×　3.×　4.×　5.×　6.× (2021·天津卷)下列各组物质的晶体类型相同的是(　　) A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO 答案：C 解析：SiO2为共价晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A错误；I2为分子晶体，NaCl为离子晶体，晶体类型不同，故B错误；Cu和Ag都为金属晶体，晶体类型相同，故C正确；SiC为共价晶体，MgO为离子晶体，晶体类型不同，故D错误。 (2023·北京卷)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是(　　) A．三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B．三种物质中的碳原子都是sp3杂化 C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均能导电 答案：A 解析：原子间优先形成σ键，三种物质中均存在σ键，A项正确；金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，B项错误；金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合晶体，C项错误；金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D项错误。 (2023·山东卷)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是(　　) 学生用书↓第172页 A．与石墨相比，(CF)x导电性增强 B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强 C．(CF)x中C—C的键长比C—F短 D．1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键 答案：B 解析：石墨导电的原因是石墨层间有自由移动的电子，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x后，可自由移动的电子减少，导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键极短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确；随原子序数递增，同周期主族元素的原子半径逐渐减小，因此(CF)x中C—C的键长比C—F长，C错误；由题图知，(CF)x中每个碳原子形成3个C—C键、1个C—F键，其中每个C—C键被2个碳原子共用，则1 mol (CF)x中含有2.5x mol共价单键，D错误。 按要求回答下列问题。 (1)(2023·全国甲卷)下图所示的几种碳单质，它们互为__________，其中属于原子晶体的是________。 (2)(2023·全国甲卷)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如下图所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为________。AlF3的熔点为1 090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为________键。 答案：(1)同素异形体　金刚石　(2)sp3　离子 1．下面有关晶体的叙述中，正确的是(　　) A．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 B．离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中只有分子间作用力没有共价键 C．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 D．共价晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性 答案：D 解析：金属晶体由金属阳离子和自由电子构成，所以晶体中有阳离子不一定存在阴离子，故A错误；离子晶体中一定存在离子键，可能有共价键，如NaOH中既有离子键又有共价键，分子晶体中肯定有分子间作用力，大多数有共价键，少数没有(如稀有气体)，故B错误；分子的稳定性属于化学性质，与共价键有关，分子间作用力与稳定性无关，故C错误；共价晶体中原子以共价键结合，共价键的键能较大，所以共价晶体的熔点高、硬度大，故D正确。 2．分子晶体的熔点通常都在200 ℃以下，下列数据是对应物质的熔点。据此做出的下列叙述中正确的是(　　) 物质 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 BCl3 Al2O3 CO2 SiO2 熔点/℃ 920 801 1 291 190 －107 2 073 －57 1 723 A．NaCl晶体熔化时，吸收的热量用于破坏离子键 B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体 C．碳和硅是同一主族，故CO2和SiO2的晶体类型相同 D．两种含钠化合物是离子晶体，三种含铝化合物也是离子晶体 答案：A 解析：NaCl晶体熔化时，离子键断裂，吸收的热量用于破坏离子键，A正确；表中AlCl3、BCl3和干冰的熔点均较低，属于分子晶体，B错误；碳和硅是同一主族，但CO2是分子晶体，SiO2是共价晶体，C错误；两种含钠化合物是离子晶体，氯化铝是分子晶体，D错误。 3．回答下列问题。 (1)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。 (2)氧和钠的氢化物所属的晶体类型分别为______和________。 (3)ZnF2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________。 (4)Ge单晶具有金刚石型结构，其微粒之间存在的作用力是________。 (5)单质铜及镍都是由________键形成的晶体。 (6)碳的一种单质的结构如图a所示。该单质的晶体类型为____________，原子间存在的共价键类型有______，碳原子的杂化轨道类型为________。 (7)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图b所示。结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性________、共价性________。(填“增强”、“不变”或“减弱”) 答案：(1)分子　(2)分子晶体　离子晶体　(3)离子键　(4)共价键　(5)金属　(6)混合型晶体　σ键、π键　sp2　(7)减弱　增强 学生用书↓第173页 考点三　液晶、纳米材料与超分子 1．液晶 (1)定义：在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有液体的各向异性的物质。 (2)结构特点 液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性。 2．纳米材料 (1)定义：三维空间尺寸至少有一维处于纳米(1 nm＝10－9 m)尺度的、具有特定功能的材料。 (2)结构特点 ①纳米材料由纳米颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒内部具有晶状结构，界面则为无序结构。 ②组成微粒为原子排列成纳米量级的原子团。 3．超分子 (1)概念 超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。 (2)超分子内分子间的作用力 超分子内部分子之间通过非共价键相结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。 (3)超分子的两个重要特征——分子识别、自组装。 (4)超分子的应用 在分子水平上进行分子设计，有序组装甚至复制出一些新型的分子材料。 ①分离C60和C70 将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，再加入甲苯溶剂，将C70溶解，过滤后分离C70，再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 ②冠醚识别碱金属离子 冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。如冠醚—18可识别K＋。 [正误辨析] 1．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程无序(　　) 2．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性(　　) 3．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序(　　) 4．超分子就是有机大分子(　　) 答案：1.×　2.√　3.×　4.× 冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与K＋形成的配离子的结构如图所示，下列说法错误的是(　　) 冠醚 冠醚空腔直径/pm 适合的粒子(直径/pm) 15-冠-5 170～220 Na＋(204) 18-冠-6 260～320 K＋(276)、Rb＋(304) 21-冠-7 340～430 Cs＋(334) A．冠醚可以用来识别碱金属离子 B．二苯并-18-冠-6也能适配Li＋ C．该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种 D．一个配离子中配位键的数目为6 答案：B 解析：由题表知，碱金属离子在冠醚空腔直径范围内，可以识别碱金属离子，A正确；Li＋半径小于Na＋，则Li＋直径小于260 pm，二苯并-18-冠-6不能适配Li＋，B错误；该冠醚分子中苯环碳原子为sp2杂化、其他碳链上的碳原子为sp3杂化，C正确；由结构简式可知，一个配离子中配位键的数目为6，D正确。 学生用书↓第174页 1．(1)(CH3)3NH＋和[AlCl4]－可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100 ℃，其挥发性一般比有机溶剂________(填“大”或“小”)，可用作________(填字母)。 a．助燃剂 b．“绿色”溶剂 c．复合材料 d．绝热材料 (2)在纳米级的空间中，水的结冰温度是怎样的呢？为此，科学家对不同直径碳纳米管中水的结冰温度进行分析。下图是四种不同直径碳纳米管中的冰柱结构及结冰温度，冰柱的大小取决于碳纳米管的直径。水在碳纳米管中结冰的规律是__________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)小　b (2)碳纳米管直径越大，结冰温度越低 解析：(1)由(CH3)3NH＋和[AlCl4]－形成的离子液体，阴、阳离子间的作用力肯定大于有机溶剂分子间的范德华力，因此其挥发性一般比有机溶剂小；该离子液体中不含氧，则其不助燃；液体一般不能用作复合材料；由阴、阳离子形成的离子液体，具有导热性，不可能用作绝热材料。(2)由题图可知，随着碳纳米管直径的增大，结冰温度依次为27 ℃、7 ℃、－53 ℃、－83 ℃，即碳纳米管直径越大，结冰温度越低。 2．据报道：分子计算机已成功开发，其中主要器件为分子开关和分子导线。美国Gokel教授研制了氧化还原型电控分子开关——蒽醌套索醚电控开关。它是通过电化学还原使冠醚“胳膊”阴离子化，从而加强对流动阳离子的束缚力，达到“关”的作用；再借助氧化反应使其恢复到原来的“开启”状态，使阳离子顺利流动： (1)在括号中填写反应类型(填“氧化”或“还原”)： a．________反应，b.________反应。 (2)若分子计算机中分子开关处于A状态，则计算机处于________(填“开启”或“关闭”，下同)状态，若分子计算机中分子开关处于B状态，则计算机处于________状态。答案：(1)还原　氧化　(2)开启　关闭 解析：(1)有机化合物的反应中，引入氢原子的反应是还原反应，去掉氢原子的反应是氧化反应，则a属于还原反应，b属于氧化反应。(2)根据题目信息可知，A为电中性分子，对流动阳离子没有束缚作用，则计算机中分子开关处于A状态，计算机处于开启状态；B是阴离子，对流动阳离子有束缚作用，则计算机中分子开关处于B状态，计算机处于关闭状态。 作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”，极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(AnDre.Geim)和克斯特亚·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二，不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯(如图)。 【命题背景与学科素养】 从美国断供华为，日本断供韩国可看出，企业的发展离不开科技，离开了自主创新，就要受制于人，而主要的创新是基于原材料的创新与发展，新材料的创新是一切创新的源泉，新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料，近几年，世界上研究、发展的新材料主要有新金属材料、精细陶瓷和光纤等等。 学生用书↓第175页 而学科素养要求考试具有“关注与化学有关的社会热点问题，认识环境保护和资源合理开发的重要性，具有‘绿色化学’观念和可持续发展意识；能较深刻地理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，认识化学对社会发展的重大贡献，能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响，权衡利弊，强化社会责任意识，积极参与有关化学问题的社会决策”，通过对新材料的认识，从而提高“科学态度与社会责任”的学科素养。 1．物质结构方向 请用化学知识解释科学家为什么可以用特殊的胶带将石墨不断地粘撕得到石墨烯：_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 12 g石墨烯中含有________NA个如图所示(素材石墨烯图)的六元环。 答案：石墨是层状结构，层与层之间是分子间作用力(范德华力)　0.5 解析：石墨是层状结构，层与层之间是分子间作用力(范德华力)，克服分子间作用力不会改变石墨烯的六边形结构，故上述方法能得到石墨烯。12 g石墨烯中含有1 mol(NA个)C原子，由石墨烯的结构可得，每个C原子被3个六元环共用(1个C原子当3个使用)，每个六元环由6个C原子形成，故NA个C原子可形成六元环数为：NA×3÷6＝0.5NA。 2．化学反应热效应方向 已知25 ℃，101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为： ①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH＝－393.51 kJ·mol－1 ②C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH＝－395.41 kJ·mol－1 (1)C(s，金刚石)===C(s，石墨)　 ΔH＝________kJ·mol－1。 (2)石墨和金刚石相比，更稳定的是：________。 答案：(1)－1.90　(2)石墨 解析：(1)根据盖斯定律，ΔH＝－395.41 kJ·mol－1－(－393.51 kJ·mol－1)＝－1.90 kJ·mol－1。(2)由上分析金刚石转变为石墨放出能量，故石墨更稳定。 3．电化学方向 华为利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，可充电5分钟，通话2小时，一种石墨烯锂硫电池(2Li＋S8===Li2S8)工作原理示意图如图。已知参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小称为该电池的比能量，下列有关该电池说法不正确的是(　　) A．金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料 B．A电极为该电源的负极，发生氧化反应 C．B电极的反应：2Li＋＋S8＋2e－===Li2S8 D．电子从A电极经过外电路流向B电极，再经过电解质溶液流回A电极 答案：D 解析：单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多，则得到的电能越多，能量越高，Li是所有金属元素中相对原子质量最小的金属，所以金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料，故A正确；原电池中阳离子向正极移动，由图可知，B为正极，A为负极，负极发生失电子的氧化反应，故B正确；B电极上S8得电子生成Li2S8，则B电极的反应：2Li＋＋S8＋2e－===Li2S8，故C正确；电子只能在电极和导线中移动，电子不能在电解质溶液中移动，故D错误。 学生用书↓第176页 一、不同类型晶体熔、沸点比较 [答题模板]　×××为×××晶体，而×××为×××晶体。 (1)金刚石的熔点比NaCl高，原因是_______________________________________ _____________________________________________________________________________。 (2)SiO2的熔点比CO2高，原因是_________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 答案：(1)金刚石是共价晶体，而NaCl是离子晶体　(2)SiO2是共价晶体，而CO2是分子晶体 二、同类型晶体熔、沸点比较 1．分子晶体 [答题模板] (1)同为分子晶体，×××存在氢键，而×××仅存在较弱的范德华力。 (2)同为分子晶体，×××的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高。 (3)同为分子晶体，两者的相对分子质量相同(或相近)，×××的极性大，熔、沸点高。 (4)同为分子晶体，×××形成分子间氢键，而×××形成的则是分子内氢键，分子间氢键会使熔、沸点升高。 (1)NH3的沸点比PH3高，原因是______________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)CO2比CS2的熔、沸点低，原因是__________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)CO比N2的熔、沸点高，原因是____________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (4) 的沸点比高，原因是______________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)同为分子晶体，NH3分子间存在较强的氢键，而PH3分子间仅有较弱的范德华力　(2)同为分子晶体，CS2的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高　(3)同为分子晶体，两者相对分子质量相同，CO的极性大，熔、沸点高 (4) 形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键会使沸点升高 2．共价晶体 [答题模板]　同为共价晶体，×××晶体的键长短，键能大，熔、沸点高。 Si单质比化合物SiC的熔点低，理由是_______________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：晶体硅与SiC均属于共价晶体，晶体硅中的Si—Si键比SiC中Si—C键的键长长，键能低，所以熔点低 3．离子晶体 [答题模板] (1)阴、阳离子电荷数相等，则看阴、阳离子半径：同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xn－(或Nn＋)，故×××晶体晶格能大(或离子键强)，熔、沸点高。 (2)阴离子(或阳离子)电荷数不相等，阴离子(或阳离子)半径不相同：同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xm－(或Nm＋)，Rn－(或Mn＋)电荷数大于Xm－(或Nm＋)，故×××晶体晶格能大(或离子键强)，熔、沸点高。 (1)ZnO和ZnS的晶体结构相似，熔点较高的是ZnO，理由是___________________ _____________________________________________________________________________。 学生用书↓第177页 (2)FeO的熔点小于Fe2O3的熔点，原因是__________________________________________ _____________________________________________________________________________。 答案：(1)ZnO和ZnS同属于离子晶体，O2－半径小于S2－，故ZnO晶格能大(或离子键强)，熔点高　(2)同为离子晶体，Fe2＋半径比Fe3＋大，所带电荷数也小于Fe3＋，FeO的晶格能比Fe2O3小，熔点低 1．(2023·全国乙卷)已知一些物质的熔点数据如下表： 物质 熔点/℃ NaCl 800.7 SiCl4 －68.8 GeCl4 －51.5 SnCl4 －34.1 Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是______________________。 分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：NaCl是离子晶体，SiCl4是分子晶体，NaCl中离子键强度远大于SiCl4分子间作用力　SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高，因为三者均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强 2．(2022·全国乙卷)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为________。解释X的熔点比Y高的原因______________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：CsCl　无色晶体为CsCl，红棕色液体为ICl，而CsCl为离子晶体，熔化时，克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时，克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl高 3．(2022·浙江1月选考)回答下列问题： (1)两种有机物的相关数据如表： 物质 HCON(CH3)2 HCONH2 相对分子质量 73 45 沸点/℃ 153 220 HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大，但其沸点反而比HCONH2的低，主要原因是_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)四种晶体的熔点数据如表： 物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3 熔点/℃ －183 －90 －127 ＞1 000 CF4和SiF4熔点相差较小，BF3和AlF3熔点相差较大，原因是___________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以沸点低 (2)CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大 1．FeF3具有较高的熔点(高于1 000 ℃)，其化学键类型是________，FeBr3的相对分子质量大于FeF3，但其熔点只有200 ℃，原因是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：离子键　FeF3为离子晶体，FeBr3的化学键以共价键为主，属于分子晶体 2．已知：K2O的熔点为770 ℃，Na2O的熔点为1 275 ℃，二者的晶体类型均为____________，K2O的熔点低于Na2O的原因是____________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：离子晶体　K＋的半径大于Na＋，K2O的晶格能小于Na2O 3．已知氨(NH3，熔点：－77.8 ℃、沸点：－33.5 ℃)，联氨(N2H4，熔点：2 ℃、沸点：113.5 ℃)，解释其熔、沸点高低的主要原因：____________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成氢键的数目 4.已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是________(填化学式)，其理由是____________________ _______________________________________________________________________________。 答案：BN　两种晶体均为共价晶体，N和B原子半径较小，键能较大，熔点较高 5．S位于周期表中第________族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________， H2O比H2Te沸点高的原因是_______________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：ⅥA　两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子间作用力更强　两者均为分子晶体，H2O分子间存在氢键 课时测评30　物质的聚集状态　常见晶体类型 (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－13题，每题6分，第14题22分，共100分) 1．红磷是巨型共价分子，无定型结构，下列方法能证明红磷是非晶体的是(　　) A．质谱法 B．原子发射光谱法 C．核磁共振谱 D．X射线衍射法 答案：D 解析：区别晶体和非晶体最有效的方法是进行X射线衍射实验，故选D。 2．仔细观察下图，它表示(　　) A．晶体 B．晶体或非晶体 C．非晶体 D．不能确定 答案：C 解析：观察最右侧一个空隙中有2个大球，而左上角一个空隙中有1个大球，因此该固体的构成微粒排列无序，为非晶体。 3．下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是(　　) A．金刚石和二氧化碳 B．NaBr和HBr C．氯气和KCl D．甲烷和H2O 答案：D 解析：金刚石是由共价键结合的共价晶体，干冰是含有共价键的分子晶体，故A不符合题意；NaBr是离子晶体，含有离子键，HBr是分子晶体，含有共价键，故B不符合题意；氯气是分子晶体，含有共价键，KCl是离子晶体，含有离子键，故C不符合题意；甲烷和H2O都是分子晶体，都只含共价键，故D符合题意。 4．下列有关晶胞的说法正确的是(　　) A．晶胞是晶体中最小的结构单元 B．晶胞中所有的粒子都为几个晶胞共用 C．晶胞均为长方体 D．不同晶体的晶胞不一定相同 答案：D 解析：晶胞是晶体的最小重复单元，但不一定是最小结构单元，故A项错误；晶胞中有些粒子为晶胞独自拥有，故B项错误；晶胞多数为平行六面体，不一定为长方体，故C项错误；不同晶体的晶胞可能相同，也可能不相同，故D项正确。 5．下列说法不正确的是(　　) A．晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点 B．晶体与非晶体具有相同的性质 C．部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的 D．等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景 答案：B 解析：晶体有固定的熔、沸点、自范性、各向异性，非晶体无固定的熔、沸点，故A项正确；晶体与非晶体内部结构不同，故表现的性质不同，故B项错误；部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的，需要的驱动电压很低，故C项正确；等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景，等离子体技术在新能源行业、聚合物薄膜、材料防腐蚀等方面前景可观，故D项正确。 6．下列关于特殊聚集状态的应用的描述中，错误的是(　　) A．运用等离子束切割金属 B．晶体合金的硬度和强度均比非晶体合金的硬度和强度高 C．液晶用于各种显示仪器上 D．化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能 答案：B 解析：运用等离子束切割金属，是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化，故A项正确；某些非晶体合金的硬度和强度比晶体合金的硬度和强度高，故B项错误；液晶用于各种显示仪器上，液晶具有显著的电光特性，故C项正确；纳米颗粒具有极强的紫外线屏蔽能力，化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能，故D项正确。 7．下列途径不能得到晶体的是(　　) A．FeCl3蒸气冷凝 B．熔融态SiO2热液缓慢冷却 C．熔融态SiO2快速冷却 D．CuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却 答案：C 解析：得到晶体一般有三条途径：①熔融态物质凝固；②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出。FeCl3蒸气冷凝得到氯化铁晶体，A项不符合题意；熔融态SiO2热液缓慢冷却可以得到SiO2晶体，B项不符合题意；熔融态物质急速冷却得到玻璃态物质，不属于晶体，C项符合题意；硫酸不挥发，所以CuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却可以得到硫酸铜晶体，D项不符合题意。 8．下列关于甲、乙两种超分子的叙述正确的是(　　) A．含有超分子的物质都属于分子晶体 B．超分子都是无限伸展的，属于高分子 C．甲、乙两种超分子均体现了“分子识别”特征 D．图甲中K＋与冠醚形成离子键，图乙中C60与杯酚形成氢键 答案：C 解析：冠醚与碱金属离子形成的配合物中还含有阴离子，该物质是离子晶体，故A错误；超分子是分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的，故B错误；甲、乙两种超分子均体现了“分子识别”特征，故C正确；图甲中K＋与冠醚形成配位键，图乙中C60与杯酚之间以分子间作用力结合，故D错误。 9．下列有关超分子的说法错误的是(　　) A．超分子是由两种或多种分子形成的聚集体 B．分子形成超分子的作用可能是分子间作用力 C．超分子具有分子识别的特性 D．分子以共价键聚合形成超分子 答案：D 解析：分子以非共价键或仅以分子间作用力形成超分子。故选D。 10．将晶体划分为离子晶体、金属晶体、共价晶体和分子晶体的本质标准是(　　) A．基本构成微粒种类 B．晶体中最小重复结构单元的种类 C．微观粒子的密堆积种类 D．晶体内部微粒的种类及微粒间相互作用的种类 答案：D 解析：根据晶体内部微粒的种类和微粒间的相互作用的不同，可将晶体分为离子晶体、金属晶体、共价晶体和分子晶体。 11．根据下表中的有关数据分析，下列说法错误的是(　　) 晶体 AlCl3 SiCl4 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃ 194 －70 2 180 ＞3 500 1 410 沸点/℃ 181 57 3 650 4 827 2 355 A．SiCl4、AlCl3是分子晶体 B．晶体硼是共价晶体 C．晶体硅是共价晶体 D．金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱 答案：D 解析：根据表格数据可知SiCl4、AlCl3的熔、沸点低，说明在晶体中构成微粒间的作用力十分微弱，由于分子间作用力比化学键弱得多，因此SiCl4、AlCl3都是分子晶体，A项正确；根据表格数据可知晶体硼熔、沸点高，说明构成微粒的作用力很强，该物质属于共价晶体，B项正确；根据表格数据可知晶体硅熔、沸点高，说明构成微粒的作用力很强，该物质属于共价晶体，C项正确；金刚石、晶体硅的熔、沸点高，由于原子半径：C<Si，键长：C—C＜Si—Si。键长越长，原子之间的共价键结合力就越弱，就越不牢固，越容易断裂，该化学键的键能就越小，故金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键强，D项错误。 12．下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是(　　) 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ 3 900 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211 硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 ①构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 ②构成共价晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越高 ③构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大 ④构成共价晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 答案：D 解析：共价晶体的熔、沸点、硬度等物理性质取决于晶体内的共价键，构成晶体的原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高，硬度越大。 13．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是(　　) A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键 B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道 C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键，石墨能导电，存在类似金属键的作用力 D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子 答案：C 解析：石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，A错误；石墨中的碳原子采取sp2杂化与其他的三个碳原子相连，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道，B错误；石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力，层内碳原子间通过共价键结合，石墨层内的每个碳原子存在一个单电子，这些单电子可以在层内自由移动，与层内碳原子之间存在类似金属键的作用力，C正确；每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为6×＝2，D错误。 14．(22分)按要求回答下列问题。 (1)已知3种共价晶体的熔点数据如下表： 晶体 金刚石 碳化硅 晶体硅 熔点/℃ ＞3 550 2 600 1 415 金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔、沸点如下表： 晶体 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7 0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是______(填化学式)，沸点依次升高的原因是_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)苯胺()的晶体类型是________，苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是_______________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (4)生石灰可用于止血，轻质氧化镁可用于治疗便秘，熔点：CaO________MgO(填“大于”或“小于”)，请解释原因：__________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)原子半径：C＜Si(或键长：C—C＜Si—Si)，键能：C—C＞Si—Si (2)SiCl4　SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大 (3)分子晶体　苯胺分子之间存在氢键 (4)小于　二者均为离子化合物，阴离子相同，Ca2＋和Mg2＋所带的电荷数相同，r(Ca2＋)＞r(Mg2＋)，所以CaO的离子键键能小于MgO的离子键键能，熔点：CaO＜MgO 解析：(2)由题给熔、沸点数据可知，0 ℃时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化硅为固态；分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，则SiX4的沸点依次升高。 学生用书↓第178页 学科网（北京）股份有限公司 $$