5.3 从微观结构看物质的多样性-【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（苏教版2019必修第一册）

专题5 微观结构与物质的多样性 第三单元 从微观结构看物质的多样性 1．知道同素异形体、同分异构体的概念。 2．认识物质的结构决定性质，性质的特点体现结构的特点。 3．认识不同类型的晶体。 重点：同素异形体、同分异构体的概念。 难点：同素异形体、同分异构体的概念。 一、同素异形现象 1．概念 (1)同一种元素形成几种不同________的现象叫做同素异形现象。 (2)同一元素可形成不同________，这些________互称为这种元素的同素异形体。 2．常见的同素异形体 (1)碳的同素异形体 碳元素能形成多种单质。碳元素形成的单质有金刚石、石墨、富勒烯等。金刚石和石墨晶体中碳原子的________________和________________不同。 单质 结构特征 结构模型 物理性质 主要用途 金刚石 晶体中每个碳原子与相邻的____个碳原子以________结合，形成________结构 无色透明、硬度______、熔点____、不溶于任何溶剂 做装饰品、切割玻璃、做钻头等 石墨 晶体为________结构，每一层内碳原子以________键结合，排列成________形，形成________结构；层间存在_____________ 呈灰黑色，导电、质软、熔点高、不溶于任何溶剂 做润滑剂、电极、铅笔芯等 C60 由______个碳原子形成的________分子，形似足球，人们又称它为“足球烯” C60为棕黑色固体，为半导体，较易溶于有机溶剂，熔点较低 应用于超导体、材料科学领域 石墨烯 由碳原子构成的________结构 有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、能源、生物医学等方面具有广泛的应用前景。是目前最理想的纳米材料之一 (2)氧元素形成的同素异形体有________________。 (3)磷元素形成的同素异形体主要有________________。 【名师点拨】 1．同素异形体的含义 (1)同素异形体是指单质，不是指同位素和核素，也不是指化合物。 (2)互为同素异形体的不同单质是由同一种元素形成的，构成它们的原子的核电荷数相同，中子数可以相同，也可以不相同。 2．产生同素异形现象的原因 (1)组成分子的原子个数和成键方式不同。如氧气(O2)和臭氧(O3)。 (2)晶体中原子的排列方式不同。如金刚石和石墨。 3．同素异形体性质不同的原因 (1)由于分子组成或晶体结构不同，导致它们的性质存在区别，即物理性质差异很大，而化学性质有些相似。 (2)同素异形体之间的转化属于化学变化，但不是氧化还原反应。 二、同分异构现象 1．概念 (1)同分异构现象：________________________________的现象。 (2)同分异构体：________________________________互称。 2．常见的简单有机物的同分异构体 (1)正丁烷和异丁烷 名称 正丁烷 异丁烷(2-甲基丙烷) 分子式(相同) 结构式(不同) 结构简式(不同) 沸点(不同) －0.5 ℃ －11.7 ℃ (2)乙醇和二甲醚 名称 乙醇 二甲醚 分子式(相同) 结构式(不同) 结构简式(不同) 沸点(不同) 78 ℃ －23 ℃ 【名师点拨】 1．同分异构体的含义 (1)互为同分异构体的物质一定是化合物。 (2)互为同分异构体的必备条件有两点： ①两者的分子式应相同；②两者的结构应不同。 2．同分异构体的特点 (1)两化合物的相对分子质量及各元素的组成(含量)相同。 (2)相对分子质量相同的两化合物不一定互为同分异构体，如CO和C2H4不互为同分异构体。 三、晶体和非晶体 1．晶体和非晶体 (1)晶体和非晶体的特点 晶体具有________几何外形和________的熔点。 非晶体没有________的熔点，一般也不具备________的几何外形。 常见的非晶体有________________等。 (2)本质 晶体的规则几何外形是由于________________________________的结果。 (3)晶体的分类 晶体分为________晶体、________晶体、________晶体和________晶体。 2．常见的晶体 (1)离子晶体 概念 阴、阳离子________________________形成的晶体。 构成微粒 微粒间的作用 物理性质 ①熔点________，硬度________。 ②________时不导电，在______________或_____________能够导电。 (2)分子晶体 概念 分子晶体是分子之间依靠________________________形成的。 构成微粒 微粒间的作用 物理性质 硬度_____，熔、沸点_____，晶体不导电。 (3)共价晶体 概念 共价晶体是原子之间以________结合，形成________结构的晶体。 构成粒子 微粒间的作用 物理性质 熔、沸点_____，硬度_____，一般不导电。 (4)金属晶体 金属晶体具有共同的物理特性，如具有________________，能________和________，有________性等。 【名师点拨】晶体类型判断方法 (1)根据构成微粒和微粒间相互作用力判断 ①阴、阳离子―→离子键―→离子晶体。 ②原子―→共价键―→原子晶体。 ③分子―→分子间作用力―→分子晶体。 ④金属阳离子、自由电子―→金属键―→金属晶体。 (2)根据物质类别判断 离子晶体：都是离子化合物，包括强碱、大多数盐、活泼金属氧化物。 共价晶体：少数非金属单质，如金刚石、晶体硅、晶体硼；少数非金属化合物，如石英（SiO2）、金刚砂（SiC）等。 分子晶体：某些非金属单质；非金属氢化物；多数非金属氧化物；酸；极少数盐；多数有机物等。 金属晶体：金属单质或合金。 (3)根据导电性判断 金属晶体：固态能导电； 离子晶体：固态不导电，水溶液和熔化态都能导电； 分子晶体：液态不导电，水溶液有的能导电，有的不能导电。 共价晶体一般不导电。 (4)根据物质的熔点判断 ①离子晶体一般熔点较高，常在几百至1 000多度。 ②原子晶体一般熔点高，常在1 000度至几千度。 ③分子晶体一般熔点低，常在几百度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点高，部分较低，如汞常温下为液态。 一般说来，熔沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 共价晶体的熔沸点很高，但有的离子晶体（如MgO、Al2O3）和金属晶体（如W）的熔沸点也很高。 分子晶体熔沸点一般较低。常温下为气态或液态的物质，一般都是分子晶体。有的分子晶体常温下为固态（如磷、硫、碘、葡萄糖、蔗糖等）。 金属晶体的熔沸点有的很高，有的很低（如汞、Cs、K、Na等）。 (5)记住常见的共价晶体。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)同素异形体之所以性质不同，是因为它们的内部结构不同( ) (2)红磷和白磷在氧气中燃烧都生成五氧化二磷，所以它们是同一种物质( ) (3)O2和O3互为同素异形体，3O22O3属于化学变化( ) (4)12C、14C与C60互为同素异形体( ) (5)18O和16O互称为同素异形体( ) (6)碳单质的同素异形体有金刚石、石墨和C60( ) (7)同分异构体的相对分子质量一定相同( ) (8)CO与N2相对分子质量相同，均为28，故二者互为同分异构体( ) (9)同分异构体之间由于分子式相同，则性质一定相同( ) (10)CH3CH===CH2与互为同分异构体( ) (11)晶体一定是无色透明固体( ) (12)晶体具有固定的熔沸点( ) (13)分子晶体中分子间作用力越大，构成晶体的分子越稳定( ) (14)共价晶体中共价键越强，熔点越高( ) (15)冰是分子晶体，水分子之间的作用力有氢键( ) (16)液晶只具有液体的性质，分子无序排列( ) 2．下面列出了几组物质或微粒，请将合适的序号填写在空格上。 ①金刚石与“足球烯”(C60)；②D与T；③16O、17O和18O；④氧气(O2)与臭氧(O3)；⑤乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)。 (1)是同素异形体的为________。 (2)是同位素的为________。 (3)是同分异构体的为________。 3．(1)K2SO4熔化，粒子间克服了　　　　的作用；二氧化硅熔化，粒子间克服了　　　　的作用；碘的升华，粒子间克服了　　　　的作用。 (2)下列六种晶体：①CO2、②NaCl、③Na、④Si、⑤CS2、⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为　　　　(填序号)。 (3)A、B、C、D四种晶体的性质如下，判断其晶体类型： A．固态时能导电，能溶于盐酸，　　　　。 B．能溶于CS2，不溶于水，　　　　。 C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水，　　　　。 D．固态、液态时均不导电，熔点为3 500 ℃，　　　　。 4．如图是几种晶体的结构示意图，它们是NaCl、干冰、金刚石、石墨结构中的一部分。 (1)其中代表金刚石的是　　　　(填序号)，金刚石属于　　　　晶体。 (2)其中代表石墨的是　　　　(填序号)，其晶体中碳原子呈平面层状结构排列。 (3)其中代表NaCl的是　　　　(填序号)，晶体中Na＋与Cl－之间通过　　　　结合。 (4)其中代表干冰的是　　　　(填序号)，它属于　　　　晶体，CO2分子间通过　　 　　结合。 (5)A、B、C所代表物质的熔点由高到低的排列顺序为　　　 　(填序号)。 ►问题一 同素异形现象 【典例1】关于金刚石、石墨、C60的下列说法中，不正确的是(　　) A．它们都是由碳元素组成的单质 B．它们都是电的良导体 C．它们原子的排列方式各不相同 D．它们的化学性质几乎相同 【变式1-1】科学家发现C60后，近年又合成了许多球形分子，如C50、C70、C120、C540等，它们互称为(　　) A．同一种物质　　　　　 B．同分异构体 C．同素异形体 D．同位素 【变式1-2】闪电时空气中有臭氧生成。下列说法正确的是(　　) A．O3和O2互为同位素 B．O2比O3稳定 C．等体积O3和O2含有相同质子数 D．O3与O2的相互转变是物理变化 ►问题二 同分异构现象 【典例2】下列各对物质中，属于同分异构体的是(　　) A．白磷和红磷 B．干冰和CO2 C．和 D．和 【变式2-1】下列各组物质中，两者互为同分异构体的是(　　) ①CuSO4·5H2O与CuSO4·3H2O ②NH4CNO与CO(NH2)2 ③ ④ A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ ►问题三 晶体和非晶体 【典例3】在下列有关晶体的叙述中，错误的是(　　) A．离子晶体中一定含有离子键 B．共价晶体中，只存在共价键 C．构成分子晶体的物质中不存在共价键 D．稀有气体的原子易形成分子晶体 【解题必备】几种晶体比较 晶体类型 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 构成微粒 阴、阳离子 原子 分子 阳离子和自由电子 微粒间的作用 离子键 共价键 分子间作用力 金属键 晶体的物理特性 熔、沸点 较高 很高 较低 差别大，有高有低 导热性 不良 不良 不良 良好 导电性 固态不导电，熔融或溶于水能导电 一般不导电，个别是半导体 固态和熔融态不导电 良好 硬度 较大 很大 较小 相差幅度大 溶解性 多数易溶于水，难溶于有机溶剂 一般不溶于任何溶剂 相似相溶 难溶(少数与水反应) 【变式3-1】下表所列物质的晶体类型全部正确的一组是(　　) 共价晶体 离子晶体 分子晶体 A 氯化硅 磷酸 单质硫 B 单晶硅 碳酸氢铵 白磷 C 金刚石 尿素 冰 D 铁 烧碱 冰醋酸 【变式3-2】下列物质的熔沸点高低顺序中，正确的是(　　) A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅 B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4 C．MgO＞O2＞N2＞H2O D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠 1．科学家发现C60后，又合成了许多球形分子(富勒烯)，如C50、C70、C120、C540等，它们互称为(　　) A．同种物质 B．同分异构体 C．同素异形体 D．同位素 2．下列各组微粒中，互为同素异形体的是(　　) A.C和C B．H2O和H2O2 C．红磷和白磷 D．甲烷和乙烷 3．随着科学技术的不断进步，研究物质的手段和途径越来越多，N、H3、O4、C60等已被发现。下列有关说法正确的是(　　) A．N中含有36个电子 B．O2与O4互为同位素 C．C60的摩尔质量为720 D．H2与H3互为同素异形体 4．下列关于同分异构体的说法错误的是(　　) A．具有相同相对分子质量和不同结构的化合物互称为同分异构体 B．互称为同分异构体的物质一定不是同种物质 C．同分异构体之间物理性质一定不同，化学性质可能相同 D．同分异构体一定具有相同的相对分子质量 5．合成新物质是化学研究的主要目的之一。意大利科学家合成了一种新型的氧分子(O4)，下列关于O4的说法正确的是(　　) A．O4是一种新型的化合物 B．O4和O2不互为同素异形体 C．等质量的O4和O2含氧原子数目相同 D．1个O4分子由2个O2分子构成 6．下列叙述正确的是(　　) A．由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物 B．金刚石和石墨具有相似的化学性质 C．金刚石转化为石墨，有单质生成，该反应属于氧化还原反应 D．C60是新发现的一种碳的化合物 7．下列关于晶体与非晶体的说法中，错误的是(　　) A．晶体具有规则的几何外形和固定的熔点 B．玻璃属于晶体 C．非晶体没有固定的熔点 D．晶体和非晶体，一般指的是固体 8．下列叙述正确的是(　　) A．构成分子晶体的微粒一定含有共价键 B．离子晶体中一定只含有离子键 C．同主族元素形成的氧化物的晶体类型一定相同 D．熔化时不破坏化学键的晶体一定是分子晶体 9．下列有关晶体的叙述中，错误的是(　　) A．离子晶体中一定含有离子键 B．共价晶体中，只存在共价键 C．构成分子晶体的物质中不存在共价键 D．稀有气体的原子易形成分子晶体 10．下列各组物质熔化或升华时，所克服的粒子间作用力属于同种类型的是(　　) A．Na2O和SiO2熔化 B．冰和金刚石熔化 C．氯化钠和蔗糖熔化 D．碘和干冰升华 1．意大利科学家以O2和18O制造出了一种新型氧分子O4，下列叙述正确的是(　　) A．16O、18O都是氧元素的同位素 B．O2、O、O4都是氧元素的同位素 C．O4是新型的氧化物 D．制造O4的反应是氧化还原反应 2．有一种磷的结构式是，有关它的叙述不正确的是(　　) A．它完全燃烧的产物是P2O5 B．它不溶于水 C．它在常温下是固体 D．它与白磷互为同分异构体 3．下表给出几种物质的熔、沸点： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 801 710 180 68 2 300 沸点/℃ 1 465 1 418 160 57 2 500 判断下列有关说法中错误的是(　　) A．SiCl4是分子晶体 B．单质B可能是共价晶体 C．AlCl3加热能升华 D．NaCl中离子键的强度比MgCl2中的小 4．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。有关玻璃态水的叙述正确的是(　　) A．水由液态变为玻璃态，体积缩小 B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C．玻璃态是水的一种特殊状态 D．玻璃态水是分子晶体 5．X、Q、R、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，其中只有三种为金属元素；X原子的最外层电子数与次外层电子数相等；X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9；Q、Z属于同主族，R、Y、Z、W属于同周期，且R、Y相邻，Z、W相邻，单质Y和W都可与浓的NaOH溶液反应。请回答下列问题： (1)已知元素Y、W形成的化合物YW3熔沸点较低，易升华，且在熔融状态下不导电，则该化合物是通过________(填“离子”“共价”)键形成的晶体，属于________(填“共价”“离子”“分子”“金属”)晶体。 (2)Z、W能形成ZW2的化合物，则ZW2的电子式是________，它在常温下呈液态，形成晶体时，属于________晶体。 (3)Q、Y形成化合物的化学式为____________。 (4)X与Y化学性质相似，则X与浓的NaOH溶液反应的化学方程式是__________________________，单质X形成晶体时，属于________晶体。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题5 微观结构与物质的多样性 第三单元 从微观结构看物质的多样性 1．知道同素异形体、同分异构体的概念。 2．认识物质的结构决定性质，性质的特点体现结构的特点。 3．认识不同类型的晶体。 重点：同素异形体、同分异构体的概念。 难点：同素异形体、同分异构体的概念。 一、同素异形现象 1．概念 (1)同一种元素形成几种不同单质的现象叫做同素异形现象。 (2)同一元素可形成不同单质，这些单质互称为这种元素的同素异形体。 2．常见的同素异形体 (1)碳的同素异形体 碳元素能形成多种单质。碳元素形成的单质有金刚石、石墨、富勒烯等。金刚石和石墨晶体中碳原子的成键方式和排列方式不同。 单质 结构特征 结构模型 物理性质 主要用途 金刚石 晶体中每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合，形成空间网状结构 无色透明、硬度大、熔点高、不溶于任何溶剂 做装饰品、切割玻璃、做钻头等 石墨 晶体为层状结构，每一层内碳原子以共价键结合，排列成平面六边形，形成平面网状结构；层间存在分子间作用力 呈灰黑色，导电、质软、熔点高、不溶于任何溶剂 做润滑剂、电极、铅笔芯等 C60 由60个碳原子形成的封闭笼状分子，形似足球，人们又称它为“足球烯” C60为棕黑色固体，为半导体，较易溶于有机溶剂，熔点较低 应用于超导体、材料科学领域 石墨烯 由碳原子构成的二维层状结构 有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、能源、生物医学等方面具有广泛的应用前景。是目前最理想的纳米材料之一 (2)氧元素形成的同素异形体有O2和O3。 (3)磷元素形成的同素异形体主要有白磷和红磷。 【名师点拨】 1．同素异形体的含义 (1)同素异形体是指单质，不是指同位素和核素，也不是指化合物。 (2)互为同素异形体的不同单质是由同一种元素形成的，构成它们的原子的核电荷数相同，中子数可以相同，也可以不相同。 2．产生同素异形现象的原因 (1)组成分子的原子个数和成键方式不同。如氧气(O2)和臭氧(O3)。 (2)晶体中原子的排列方式不同。如金刚石和石墨。 3．同素异形体性质不同的原因 (1)由于分子组成或晶体结构不同，导致它们的性质存在区别，即物理性质差异很大，而化学性质有些相似。 (2)同素异形体之间的转化属于化学变化，但不是氧化还原反应。 二、同分异构现象 1．概念 (1)同分异构现象：化合物具有相同分子式，但具有不同结构的现象。 (2)同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物之间的互称。 2．常见的简单有机物的同分异构体 (1)正丁烷和异丁烷 名称 正丁烷 异丁烷(2-甲基丙烷) 分子式(相同) C4H10 结构式(不同) 结构简式(不同) CH3CH2CH2CH3(无支链) 沸点(不同) －0.5 ℃ －11.7 ℃ (2)乙醇和二甲醚 名称 乙醇 二甲醚 分子式(相同) C2H6O 结构式(不同) 结构简式(不同) CH3CH2OH CH3OCH3 沸点(不同) 78 ℃ －23 ℃ 【名师点拨】 1．同分异构体的含义 (1)互为同分异构体的物质一定是化合物。 (2)互为同分异构体的必备条件有两点： ①两者的分子式应相同；②两者的结构应不同。 2．同分异构体的特点 (1)两化合物的相对分子质量及各元素的组成(含量)相同。 (2)相对分子质量相同的两化合物不一定互为同分异构体，如CO和C2H4不互为同分异构体。 三、晶体和非晶体 1．晶体和非晶体 (1)晶体和非晶体的特点 晶体具有规则几何外形和固定的熔点。 非晶体没有固定的熔点，一般也不具备规则的几何外形。 常见的非晶体有石蜡、 玻璃、橡胶等。 (2)本质 晶体的规则几何外形是由于其内部构成微粒有规则排列的结果。 (3)晶体的分类 晶体分为离子晶体、分子晶体、共价晶体和金属晶体。 2．常见的晶体 (1)离子晶体 概念 阴、阳离子按一定方式有规则排列形成的晶体。 构成微粒 阴、阳离子 微粒间的作用 离子键 物理性质 ①熔点较高，硬度较大。 ②固态时不导电，在熔融状态下或水溶液中能够导电。 (2)分子晶体 概念 分子晶体是分子之间依靠分子间作用力按一定规则排列形成的。 构成微粒 分子 微粒间的作用 分子间作用力 物理性质 硬度小，熔、沸点低，晶体不导电。 (3)共价晶体 概念 共价晶体是原子之间以共价键结合，形成空间网状结构的晶体。 构成粒子 原子 微粒间的作用 共价键 物理性质 熔、沸点高，硬度大，一般不导电。 (4)金属晶体 金属晶体具有共同的物理特性，如具有金属光泽，能导电和导热，有延展性等。 【名师点拨】晶体类型判断方法 (1)根据构成微粒和微粒间相互作用力判断 ①阴、阳离子―→离子键―→离子晶体。 ②原子―→共价键―→原子晶体。 ③分子―→分子间作用力―→分子晶体。 ④金属阳离子、自由电子―→金属键―→金属晶体。 (2)根据物质类别判断 离子晶体：都是离子化合物，包括强碱、大多数盐、活泼金属氧化物。 共价晶体：少数非金属单质，如金刚石、晶体硅、晶体硼；少数非金属化合物，如石英（SiO2）、金刚砂（SiC）等。 分子晶体：某些非金属单质；非金属氢化物；多数非金属氧化物；酸；极少数盐；多数有机物等。 金属晶体：金属单质或合金。 (3)根据导电性判断 金属晶体：固态能导电； 离子晶体：固态不导电，水溶液和熔化态都能导电； 分子晶体：液态不导电，水溶液有的能导电，有的不能导电。 共价晶体一般不导电。 (4)根据物质的熔点判断 ①离子晶体一般熔点较高，常在几百至1 000多度。 ②原子晶体一般熔点高，常在1 000度至几千度。 ③分子晶体一般熔点低，常在几百度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点高，部分较低，如汞常温下为液态。 一般说来，熔沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 共价晶体的熔沸点很高，但有的离子晶体（如MgO、Al2O3）和金属晶体（如W）的熔沸点也很高。 分子晶体熔沸点一般较低。常温下为气态或液态的物质，一般都是分子晶体。有的分子晶体常温下为固态（如磷、硫、碘、葡萄糖、蔗糖等）。 金属晶体的熔沸点有的很高，有的很低（如汞、Cs、K、Na等）。 (5)记住常见的共价晶体。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)同素异形体之所以性质不同，是因为它们的内部结构不同(√) (2)红磷和白磷在氧气中燃烧都生成五氧化二磷，所以它们是同一种物质(×) (3)O2和O3互为同素异形体，3O22O3属于化学变化(√) (4)12C、14C与C60互为同素异形体(×) (5)18O和16O互称为同素异形体(×) (6)碳单质的同素异形体有金刚石、石墨和C60(√) (7)同分异构体的相对分子质量一定相同(√) (8)CO与N2相对分子质量相同，均为28，故二者互为同分异构体(×) (9)同分异构体之间由于分子式相同，则性质一定相同(×) (10)CH3CH===CH2与互为同分异构体(√) (11)晶体一定是无色透明固体(×) (12)晶体具有固定的熔沸点(√) (13)分子晶体中分子间作用力越大，构成晶体的分子越稳定(×) (14)共价晶体中共价键越强，熔点越高(√) (15)冰是分子晶体，水分子之间的作用力有氢键(√) (16)液晶只具有液体的性质，分子无序排列(×) 2．下面列出了几组物质或微粒，请将合适的序号填写在空格上。 ①金刚石与“足球烯”(C60)；②D与T；③16O、17O和18O；④氧气(O2)与臭氧(O3)；⑤乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)。 (1)是同素异形体的为________。 (2)是同位素的为________。 (3)是同分异构体的为________。 答案 (1)①④　(2)②③　(3)⑤ 解析 (1)由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，则是同素异形体的为金刚石与“足球烯”(C60)，氧气(O2)与臭氧(O3)。 (2)质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，则是同位素的是D与T，16O、17O和18O。 (3)分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体，则是同分异构体的为乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)。 3．(1)K2SO4熔化，粒子间克服了　　　　的作用；二氧化硅熔化，粒子间克服了　　　　的作用；碘的升华，粒子间克服了　　　　的作用。 (2)下列六种晶体：①CO2、②NaCl、③Na、④Si、⑤CS2、⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为　　　　(填序号)。 (3)A、B、C、D四种晶体的性质如下，判断其晶体类型： A．固态时能导电，能溶于盐酸，　　　　。 B．能溶于CS2，不溶于水，　　　　。 C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水，　　　　。 D．固态、液态时均不导电，熔点为3 500 ℃，　　　　。 答案　(1)离子键　共价键　分子间作用力　 (2)①⑤③②④⑥　(3)金属晶体　分子晶体　离子晶体　原子晶体 解析　(1)K2SO4是离子晶体，离子晶体熔化时需要克服离子键；二氧化硅是原子晶体，原子晶体熔化时需克服共价键；碘为分子晶体，熔化时需克服分子间作用力。(2)先把六种晶体分类。原子晶体：④⑥；离子晶体：②；金属晶体：③；分子晶体：①⑤。由于C原子半径小于硅原子半径，所以金刚石的熔点高于晶体硅的熔点。CO2和CS2同属于分子晶体，CS2的熔点高于CO2。Na在常温下呈固态，而CS2是液态，CO2是气态，所以Na的熔点高于CS2和CO2的熔点。(3)据四种晶体的性质即可判断四种晶体分别为金属晶体、分子晶体、离子晶体、原子晶体。 4．如图是几种晶体的结构示意图，它们是NaCl、干冰、金刚石、石墨结构中的一部分。 (1)其中代表金刚石的是　　　　(填序号)，金刚石属于　　　　晶体。 (2)其中代表石墨的是　　　　(填序号)，其晶体中碳原子呈平面层状结构排列。 (3)其中代表NaCl的是　　　　(填序号)，晶体中Na＋与Cl－之间通过　　　　结合。 (4)其中代表干冰的是　　　　(填序号)，它属于　　　　晶体，CO2分子间通过　　 　　结合。 (5)A、B、C所代表物质的熔点由高到低的排列顺序为　　　 　(填序号)。 答案　(1)B　原子　(2)D　(3)A　离子键　(4)C　分子　分子间作用力　(5)B＞A＞C 解析　金刚石是原子晶体，碳原子间以共价键结合，B是金刚石的结构模型。石墨是层状结构，D是石墨的结构模型。氯化钠是Na＋和Cl－按个数比1∶1堆积而成的离子晶体，A是氯化钠的结构模型。干冰晶体中，CO2分子间依靠分子间作用力结合，C是干冰的结构模型。一般来说，晶体的熔点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 ►问题一 同素异形现象 【典例1】关于金刚石、石墨、C60的下列说法中，不正确的是(　　) A．它们都是由碳元素组成的单质 B．它们都是电的良导体 C．它们原子的排列方式各不相同 D．它们的化学性质几乎相同 答案 B 解析 金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们都是由碳元素组成的同素异形体；由于其结构中各原子的排列方式不同，其物理性质差异较大，如金刚石不导电，石墨能导电等。但它们的化学性质几乎完全相同，如都能在一定条件下与O2完全反应生成二氧化碳。 【变式1-1】科学家发现C60后，近年又合成了许多球形分子，如C50、C70、C120、C540等，它们互称为(　　) A．同一种物质　　　　　 B．同分异构体 C．同素异形体 D．同位素 答案 C 解析 C60与C50、C70、C120、C540均是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体。 【变式1-2】闪电时空气中有臭氧生成。下列说法正确的是(　　) A．O3和O2互为同位素 B．O2比O3稳定 C．等体积O3和O2含有相同质子数 D．O3与O2的相互转变是物理变化 答案　B 解析　O2和O3互为同素异形体，A不正确；不知道温度、压强，不能确定O2、O3的物质的量，也就是不能确定质子数，C不正确；同素异形体之间的转化属于化学变化，D不正确。 ►问题二 同分异构现象 【典例2】下列各对物质中，属于同分异构体的是(　　) A．白磷和红磷 B．干冰和CO2 C．和 D．和 答案 D 解析 白磷和红磷属于同素异形体，A错误；干冰和CO2是同一种物质，只是状态不同，B错误；C项中两者属于同一种物质；D项中两者的分子式均为C6H14，但结构不同，属于同分异构体。 【变式2-1】下列各组物质中，两者互为同分异构体的是(　　) ①CuSO4·5H2O与CuSO4·3H2O ②NH4CNO与CO(NH2)2 ③ ④ A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 答案 B 解析 分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体；①中化学式不同；②③④各组中，两者的分子式相同，但结构不同，故两者互为同分异构体。 ►问题三 晶体和非晶体 【典例3】在下列有关晶体的叙述中，错误的是(　　) A．离子晶体中一定含有离子键 B．共价晶体中，只存在共价键 C．构成分子晶体的物质中不存在共价键 D．稀有气体的原子易形成分子晶体 答案 C 解析 构成分子的晶体的微粒是分子，构成分子的作用力为共价键（稀有气体除外）。 【解题必备】几种晶体比较 晶体类型 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 构成微粒 阴、阳离子 原子 分子 阳离子和自由电子 微粒间的作用 离子键 共价键 分子间作用力 金属键 晶体的物理特性 熔、沸点 较高 很高 较低 差别大，有高有低 导热性 不良 不良 不良 良好 导电性 固态不导电，熔融或溶于水能导电 一般不导电，个别是半导体 固态和熔融态不导电 良好 硬度 较大 很大 较小 相差幅度大 溶解性 多数易溶于水，难溶于有机溶剂 一般不溶于任何溶剂 相似相溶 难溶(少数与水反应) 【变式3-1】下表所列物质的晶体类型全部正确的一组是(　　) 共价晶体 离子晶体 分子晶体 A 氯化硅 磷酸 单质硫 B 单晶硅 碳酸氢铵 白磷 C 金刚石 尿素 冰 D 铁 烧碱 冰醋酸 答案 B 解析 A项SiCl4、H3PO4、单质硫均为分子晶体；C项尿素属于分子晶体；D项铁属于金属晶体。 【变式3-2】下列物质的熔沸点高低顺序中，正确的是(　　) A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅 B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4 C．MgO＞O2＞N2＞H2O D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠 答案 B 解析 A选项，四种物质都是共价键体，键长越短，共价键越强，熔沸点越高，四种物质的键长：C-C< Si-O < C-Si <Si-Si，熔沸点高低顺序是金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅，错误；B选项，四种物质都是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，正确；C选项，H2O常温下为液态，O2、N2常温下为气态，明显错误；D选项，生铁是铁合金，熔点比铁低，错误。故选B。 1．科学家发现C60后，又合成了许多球形分子(富勒烯)，如C50、C70、C120、C540等，它们互称为(　　) A．同种物质 B．同分异构体 C．同素异形体 D．同位素 答案　C 解析　它们都是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体。 2．下列各组微粒中，互为同素异形体的是(　　) A.C和C B．H2O和H2O2 C．红磷和白磷 D．甲烷和乙烷 答案　C 3．随着科学技术的不断进步，研究物质的手段和途径越来越多，N、H3、O4、C60等已被发现。下列有关说法正确的是(　　) A．N中含有36个电子 B．O2与O4互为同位素 C．C60的摩尔质量为720 D．H2与H3互为同素异形体 答案　D 解析　N中含有34个电子，A项错误；同位素的研究对象是原子，而O2与O4均为单质，二者互为同素异形体，B项错误；摩尔质量的单位是g·mol－1，C项错误；由同一种元素形成的不同单质互称为同素异形体，D项正确。 4．下列关于同分异构体的说法错误的是(　　) A．具有相同相对分子质量和不同结构的化合物互称为同分异构体 B．互称为同分异构体的物质一定不是同种物质 C．同分异构体之间物理性质一定不同，化学性质可能相同 D．同分异构体一定具有相同的相对分子质量 答案　A 解析　 N2与CO具有相同的相对分子质量和不同的结构，但二者不互为同分异构体，A错误；结构不同，物质也不同，B正确；同分异构体由于具有相同的分子式，所以其相对分子质量一定相同，D正确。 5．合成新物质是化学研究的主要目的之一。意大利科学家合成了一种新型的氧分子(O4)，下列关于O4的说法正确的是(　　) A．O4是一种新型的化合物 B．O4和O2不互为同素异形体 C．等质量的O4和O2含氧原子数目相同 D．1个O4分子由2个O2分子构成 答案　C 解析　化合物至少含有两种元素，故A错误； 同种元素形成的不同单质互为同素异形体，因此O4与O2互为同素异形体，故B错误；依据氧元素守恒分析，等质量的O4和O2氧元素质量相同，氧原子数相同，故C正确；分子中不可能含有其他分子，只能含有原子，故D错误。 6．下列叙述正确的是(　　) A．由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物 B．金刚石和石墨具有相似的化学性质 C．金刚石转化为石墨，有单质生成，该反应属于氧化还原反应 D．C60是新发现的一种碳的化合物 答案　B 7．下列关于晶体与非晶体的说法中，错误的是(　　) A．晶体具有规则的几何外形和固定的熔点 B．玻璃属于晶体 C．非晶体没有固定的熔点 D．晶体和非晶体，一般指的是固体 答案　B 解析　玻璃没有固定的熔点，属于非晶体。 8．下列叙述正确的是(　　) A．构成分子晶体的微粒一定含有共价键 B．离子晶体中一定只含有离子键 C．同主族元素形成的氧化物的晶体类型一定相同 D．熔化时不破坏化学键的晶体一定是分子晶体 答案　D 解析　稀有气体形成的分子晶体中无化学键，A项错误；离子晶体中一定含有离子键，也可能含有共价键，如NaOH，B项错误；ⅣA族元素中，碳的氧化物CO、CO2形成的晶体为分子晶体，硅的氧化物SiO2属于共价晶体，C项错误；分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，无化学键被破坏，D项正确。 9．下列有关晶体的叙述中，错误的是(　　) A．离子晶体中一定含有离子键 B．共价晶体中，只存在共价键 C．构成分子晶体的物质中不存在共价键 D．稀有气体的原子易形成分子晶体 答案　C 10．下列各组物质熔化或升华时，所克服的粒子间作用力属于同种类型的是(　　) A．Na2O和SiO2熔化 B．冰和金刚石熔化 C．氯化钠和蔗糖熔化 D．碘和干冰升华 答案　D 解析　Na2O熔化克服离子键、SiO2熔化克服共价键，类型不同，故A错误；冰是分子晶体、金刚石是共价晶体，晶体类型不同，克服的作用力类型不同，故B错误；氯化钠熔化克服离子键，蔗糖熔化克服分子间作用力，类型不同，故C错误；碘和干冰均属于分子晶体，升华时均克服分子间作用力，类型相同，故D正确。 1．意大利科学家以O2和18O制造出了一种新型氧分子O4，下列叙述正确的是(　　) A．16O、18O都是氧元素的同位素 B．O2、O、O4都是氧元素的同位素 C．O4是新型的氧化物 D．制造O4的反应是氧化还原反应 答案　D 解析　18O不是原子，16O、18O是氧元素的同位素，故A错误；O2、O、O4都不是原子，不是氧元素的同位素，故B错误；含有两种元素，其中一种是氧元素的化合物是氧化物，故C错误；O和O4中氧元素的化合价不同，故D正确。 2．有一种磷的结构式是，有关它的叙述不正确的是(　　) A．它完全燃烧的产物是P2O5 B．它不溶于水 C．它在常温下是固体 D．它与白磷互为同分异构体 答案　D 解析　磷的单质在空气中完全燃烧均生成P2O5，故A正确；白磷、红磷或其他磷的同素异形体都不溶于水，常温下也都为固态，故B、C均正确；这种磷与白磷互为同素异形体，故D不正确。 3．下表给出几种物质的熔、沸点： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 801 710 180 68 2 300 沸点/℃ 1 465 1 418 160 57 2 500 判断下列有关说法中错误的是(　　) A．SiCl4是分子晶体 B．单质B可能是共价晶体 C．AlCl3加热能升华 D．NaCl中离子键的强度比MgCl2中的小 答案 D 解析 由表中所给熔、沸点数据，可知SiCl4的熔、沸点最低，应为分子晶体；单质B的熔、沸点最高，因此为原子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，故可升华；NaCl的熔点高于MgCl2的熔点，表明NaCl中离子键的强度比MgCl2中的大。 4．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。有关玻璃态水的叙述正确的是(　　) A．水由液态变为玻璃态，体积缩小 B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C．玻璃态是水的一种特殊状态 D．玻璃态水是分子晶体 答案 C 解析 根据玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，说明玻璃态的水不是分子晶体，且体积没有多大的变化，A、B、D错误。 5．X、Q、R、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，其中只有三种为金属元素；X原子的最外层电子数与次外层电子数相等；X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9；Q、Z属于同主族，R、Y、Z、W属于同周期，且R、Y相邻，Z、W相邻，单质Y和W都可与浓的NaOH溶液反应。请回答下列问题： (1)已知元素Y、W形成的化合物YW3熔沸点较低，易升华，且在熔融状态下不导电，则该化合物是通过________(填“离子”“共价”)键形成的晶体，属于________(填“共价”“离子”“分子”“金属”)晶体。 (2)Z、W能形成ZW2的化合物，则ZW2的电子式是________，它在常温下呈液态，形成晶体时，属于________晶体。 (3)Q、Y形成化合物的化学式为____________。 (4)X与Y化学性质相似，则X与浓的NaOH溶液反应的化学方程式是__________________________，单质X形成晶体时，属于________晶体。 答案 (1)共价　分子 (2)　分子 (3)Al2O3 (4)Be＋2NaOH===Na2BeO2＋H2↑　金属 解析 根据题意推断X是Be、Q是氧、R是镁、Y是铝、Z是硫、W是氯。 (1)化合物YW3为氯化铝，因熔沸点较低，易升华且在熔融状态下不导电，故氯化铝属于分子晶体。 (2)Z、W能形成的化合物化学式为SCl2，属于分子晶体。 (3)Q、Y形成化合物的化学式为Al2O3。 (4)Be与浓的NaOH溶液反应的化学方程式是Be＋2NaOH===Na2BeO2＋H2↑；单质铝是金属晶体。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$