第3章 第2节 第2课时 共价晶体与分子晶体 晶体结构的复杂性-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2创新导学案课件PPT（鲁科版2019）

0 第3章　不同聚集状态的物质与性质 第2节　几种简单的 晶体结构模型 第2课时　共价晶体与分子 晶体　晶体结构的复杂性 核心素养 学业要求 1.能从原子、分子等不同尺度认识物质结构特点及其与物质性质之间的关系。 2.能描述晶体结构的典型模型，说明模型表示的具体含义，并能认识到模型的典型性与真实物质结构的复杂性 1.了解共价晶体的概念、结构特征，能描述金刚石、二氧化硅等共价晶体的结构与其性质的关系。 2.了解分子晶体的概念、结构特点及其性质。 3.能够根据范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。 4.了解石墨晶体的结构特点，认识晶体结构的复杂性 2 学生自主学习 01 课时作业 03 目录 CONTENTS 课堂互动探究 02 学生自主学习 一、共价晶体 1．概念：相邻原子间以__________结合而形成的具有________________结构的晶体称为共价晶体。 2．常见物质：除了金刚石外，通常情况下，____________________________ ___________________________________等都属于共价晶体。 3．典型共价晶体的结构特征 (1)由金刚石的晶体结构可以看出，在每个碳原子周围排列的碳原子只能有__个，这是由共价键的_________和________决定的。 共价键 空间立体网状 晶体硅(Si)、晶体锗(Ge)、晶体硼(B)、碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2) 四 饱和性 方向性 学生自主学习 5 (2)碳化硅也叫作________，碳化硅晶体的结构类似金刚石晶体的结构。碳化硅的结构中，Si与C原子的位置相互交替，所以在整个晶体中Si与C的原子个数比为_______。 (3)二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为______，故在共价晶体里，不存在单个的______。 4．性质：由于共价晶体熔化或被粉碎时必须破坏其中的________，对结构相似的共价晶体来说，共价键的键能越大，晶体的熔点就_______、硬度就______。 二、分子晶体 1．概念：分子之间通过__________________结合形成的晶体称为分子晶体。 金刚砂 1∶1 1∶2 共价键 越高 越大 分子间作用力 分子 学生自主学习 6 2．物质类别：______________________________________等无机物以及多数____________形成的晶体，大都属于分子晶体。 3．典型的分子晶体 (1)碘晶体的晶胞是一个________，除了长方体的每个______处有一个碘分子外，每个_____上还有一个碘分子。_________________的晶体结构与碘晶体的结构非常相似，只是晶胞的大小不同。 (2)干冰的晶胞为________。 (3)在冰晶体中，每个水分子中的氧原子周围都有____个氢原子，氧原子与其中的两个氢原子通过________结合，而与属于其他水分子的另外两个氢原子靠______结合在一起，这样的排列使冰晶体中的水分子的间距比较大，留有相当大的空隙，比较松散。 非金属单质、非金属的氧化物和氢化物 有机化合物 长方体 顶点 面 氯单质、溴单质 立方体 四 共价键 氢键 学生自主学习 7 4．苯甲酸分子排列形成层状结构，同一平面内分子之间通过______相互作用连接，平面之间的分子依靠____________维系。 氢键 范德华力 学生自主学习 8 5．物理性质 (1)分子晶体在熔化时，破坏的只是_______________，该作用力是影响熔点的主要因素。 (2)对组成和结构____且晶体中没有_____的分子晶体来说，随着____________的增大，分子间作用力______，熔点______。 三、晶体结构的复杂性 1．石墨晶体 (1)结构特点：石墨晶体具有______结构，同层中每个碳原子用____杂化轨道与邻近的_____个碳原子以________相结合，形成无限的________平面网状结构。每个碳原子还有一个与碳环平面垂直未参与杂化的2p轨道，并含有一个未成对电子，因此能够形成遍及整个平面的____键，具有__________的性质，这就是石墨沿层的平行方向导电性强的原因。层与层之间以___________相结合。 分子间作用力 相似 氢键 相对分子质量 增强 升高 层状 sp2 三 共价键 六边形 大π 金属键 范德华力 学生自主学习 9 (2)晶体类型：石墨晶体既存在________又存在____________，同时还存在类似_________的作用力，我们将这类晶体称为____________。 2．晶体结构复杂的原因 (1)物质组成的复杂性导致晶体中存在__________________________________，这也使这类晶体具有重要应用。 (2) _________________________________等都是化学键的典型模型，但是原子之间形成的化学键往往是介于典型模型之间的__________。由于微粒间的作用存在___________，即使组成简单的晶体，也可能是居于金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体之间的__________，形成__________。 共价键 范德华力 金属键 混合型晶体 多种不同微粒以及不同的微粒间作用， 金属键、离子键、共价键、配位键 过渡状态 键型过渡 过渡状态 过渡晶体 学生自主学习 10 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)只含有共价键的晶体一定是共价晶体。(　　) (2)共价晶体的化学式表示单个分子。(　　) (3)分子晶体固态、熔融态都不导电。(　　) (4)分子晶体汽化或熔融时，破坏了化学键。(　　) (5)石墨属于共价晶体，能导电，也属于电解质。(　　) (6)物质组成的复杂性及微粒间的作用存在键型过渡导致了晶体结构的复杂性。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√ 　(4)×　 (5)× (6)√ 答案 学生自主学习 11 解析：(2)共价晶体不存在单个分子，化学式仅表示晶体中原子的个数关系。 (4)分子晶体汽化或熔融时，克服分子间作用力，不破坏化学键。 (5)石墨属于混合型晶体，它是单质，既不是电解质，也不是非电解质。 解析 学生自主学习 12 2．下列关于金刚石的说法中，错误的是(　　) A．晶体中不存在独立的分子 B．熔化时需破坏共价键 C．是天然存在的硬度最大的物质 D．化学性质稳定，在高温下也不与氧气发生反应 解析：金刚石是碳原子间以共价键结合形成的空间网状结构的共价晶体，不存在单个的分子，A正确。共价晶体熔化时，必须破坏其中的共价键，B正确。在天然存在的物质中，金刚石的硬度最大，C正确。在高温下金刚石可以与氧气发生反应，D错误。 答案 解析 学生自主学习 13 3．下列关于分子晶体的说法不正确的是(　　) A．晶体的构成微粒是分子 B．干燥或熔融时均能导电 C．分子间以分子间作用力相结合 D．熔、沸点一般比较低 解析：B项，干燥或熔融时，分子晶体既不电离也没有自由移动的电子，均不能导电。 答案 解析 学生自主学习 14 4．当SO3晶体熔化时，下述各项发生变化的是(　　) A．化学键 B．硫与氧的原子个数之比 C．分子空间结构 D．分子间作用力 答案 学生自主学习 15 5．请回答下列问题： (1)下列有关石墨晶体的说法正确的是____(填字母，下同)。 a．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体 b．由于石墨的熔点很高，所以它是共价晶体 c．由于石墨质软，所以它是分子晶体 d．石墨晶体是一种混合型晶体 d 答案 学生自主学习 16 (2)据报道，科研人员应用电子计算机模拟出来类似C60的物质N60，试推测下列有关N60的说法正确的是___。 a．N60易溶于水 b．N60是一种分子晶体，有较高的熔点和硬度 c．N60的熔点高于N2 d．N60的稳定性比N2强 (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________________________。 c 答案 分子晶体 苯胺分子之间存在氢键 学生自主学习 17 课堂互动探究 探究一　共价晶体 1．共价晶体的构成微粒和微粒间的相互作用 (1)构成共价晶体的基本微粒是原子。 (2)形成共价晶体的作用力是共价键。在共价晶体中只存在共价键(极性键或非极性键)，没有分子间作用力和其他相互作用。 (3)共价晶体的结构特征 ①由于共价键具有方向性和饱和性，每个中心原子周围排列的原子数目是有限的，故原子不遵循紧密堆积原则。 ②共价晶体呈空间立体网状结构，共价晶体中不存在单个分子，共价晶体的化学式仅仅表示晶体中的原子个数关系。 课堂互动探究 19 2．典型的共价晶体——金刚石和二氧化硅 (1)金刚石 ①晶体中C—C键间的夹角为109°28′，碳原子采取sp3杂化。 ②在晶体中每个碳原子以共价键与相邻的4个碳原子相结合形成空间网状结构。 ③在金刚石晶体中碳原子个数与C—C共价键个数之比是1∶2。 ④最小环上有6个碳原子，且最小环上有4个碳原子在同一平面上；每个碳原子被12个六元环共用。 课堂互动探究 20 (2)二氧化硅 ①1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，1个氧原子 和2个硅原子形成2个共价键，SiO2晶体中硅原子与氧原子的 个数比为1∶2。 ②最小环上有12个原子，包括6个硅原子和6个氧原子。 3．共价晶体的物理性质 (1)由于共价晶体中原子间以较强的共价键相结合，故共价晶体：①熔、沸点很高；②硬度大；③一般不导电；④难溶于常见的溶剂。 (2)共价晶体具有不同的结构类型，对于结构相似的共价晶体来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的稳定性越高，熔、沸点越高，硬度越大。 [易错警示]　共价晶体的熔、沸点不一定高于金属晶体和离子晶体。如熔点MgO(2800 ℃)>SiO2(1713 ℃)、钨(3410 ℃)>SiO2(1713 ℃)。 课堂互动探究 21 1．下列有关共价晶体的叙述不正确的是(　　) A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体 B．含1 mol C的金刚石中C—C键数目是2NA，1 mol SiO2晶体中Si—O键数目是4NA(NA表示阿伏加德罗常数的值) C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂 D．SiO2晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2不是它的分子式 答案 课堂互动探究 22 解析 课堂互动探究 23 2．根据下列物质的性质，判断其属于共价晶体的是(　　) A．熔点2700 ℃，导电性强，延展性强 B．无色晶体，熔点3550 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂 C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电 D．熔点－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电 解析：共价晶体一般不导电，没有延展性，A不属于共价晶体；共价晶体难溶于水，C不属于共价晶体；共价晶体一般熔点很高，硬度很大，D不属于共价晶体。 答案 解析 课堂互动探究 24 探究二　分子晶体 1．分子晶体 (1)分子晶体的结构特点 若分子间不存在氢键，则分子晶体的微粒排列时尽可能采用紧密堆积方式；若分子间存在氢键，由于氢键具有方向性和饱和性，则晶体不能采用紧密堆积方式。 (2)分子晶体的性质 ①分子晶体一般具有较低的熔点和沸点，较小的硬度、较强的挥发性。 ②分子晶体在固态、熔融时均不导电。 ③不同的分子晶体在溶解度上存在较大差别，并且同一分子晶体在不同的溶剂中溶解度也有较大差别。 课堂互动探究 25 2．典型的分子晶体 单质碘 干冰 冰 晶胞或结构模型 微粒间作用力 范德华力 范德华力 氢键、范德华力 晶胞微粒数 4 4 — 课堂互动探究 26 3.共价晶体与分子晶体的区别 类型 比较　　 共价晶体 分子晶体 构成晶体的粒子 原子 分子 构成微粒间的作用力 共价键(极性键、非极性键) 分子间作用力(氢键、范德华力) 物质的性质 熔、沸点 很高 较低 硬度 很大 较小 导电性 一般固态和熔融状态时均不导电，有的是半导体 固态和熔融时都不导电，但有些溶于水后形成的溶液能导电 导热性 不良 溶解性 绝大多数不溶于任何溶剂 一般服从“相似相溶”原理 决定熔、沸点高低的因素 共价键的强弱 分子间作用力的强弱 常见类型 某些非金属单质：金刚石、硅等； 某些非金属化合物：SiC、BN、SiO2、Si3N4等 部分非金属单质：O2、I2、S8、P4、C60、稀有气体等； 非金属氢化物：H2O、NH3、CH4等；部分非金属氧化物：SO2、CO2等； 几乎所有的酸：H2SO4、H3PO4等；绝大多数有机物：苯、乙酸、葡萄糖等 课堂互动探究 27 [归纳总结]　(1)稀有气体固态时形成分子晶体，微粒之间只存在分子间作用力，分子内不存在化学键。 (2)分子晶体汽化或熔融时，克服分子间作用力，不破坏化学键。 (3)所有在常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、易升华的固体物质在固态时都属于分子晶体。 (4)冰和水中存在氢键，水蒸气中不存在氢键。 (5)冰中每个水分子能与4个H2O分子形成氢键，平均每个水分子有2个氢键。 课堂互动探究 28 3．右图为冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H。下列有关说法正确的是(　　) A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体 B．冰晶体具有空间网状结构，是共价晶体 C．水分子间通过H—O键形成冰晶体 D．冰融化时，水分子之间空隙增大 答案 课堂互动探究 29 解析：冰中的水分子靠氢键结合在一起，氢键不是化学键，而是一种分子间作用力，故冰晶体是分子晶体，B、C错误；H2O分子形成氢键时沿O的四个sp3杂化轨道方向形成氢键，可以与4个水分子形成氢键，这4个水分子形成空间四面体结构，A正确；水分子靠氢键连接后，分子间空隙变大，因此融化时，分子间空隙缩小，D错误。 解析 课堂互动探究 30 4．科学家合成了一系列具有独特化学特性的氢铝化合物(AlH3)n。已知，最简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6，它的熔点为150 ℃，燃烧热极高。Al2H6球棍模型如图。下列有关说法错误的是(　　) A．Al2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体 B．氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料 C．Al2H6中含有离子键和极性共价键 D．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水 答案 课堂互动探究 31 解析：由最简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6及其熔点为150 ℃可知，Al2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体，不含离子键，A正确，C错误；因其燃烧放出大量的热，故可能成为未来的储氢材料和火箭燃料，Al2H6在空气中完全燃烧，产物应为氧化铝和水，B、D正确。 解析 课堂互动探究 32 本课小结 课堂互动探究 33 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 晶体类型与结构 晶体类型的判断 分子晶体及共价晶体的性质 分子晶体的结构与 性质 共价晶体的结构分析 分子晶体的结构与性质 共价晶体及分子晶体的性质比较 常见物质的晶体类型与性质 共价晶体的结 构分析 题号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 难度 ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★ 对点 分子晶体的结构与性质 分子晶体的结构与 性质 分子晶体和共价晶体的结构与性质　 分子晶体的结构分 析与 计算 共价晶体的结构分析、分子晶体的结构与性质 分子晶体与共价晶体的判断 石墨的结构与相关计算　　 分子晶体的结构、性质及相关计算 共价晶体的结构、性质及相关计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 35 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 36 解析：金刚石属于共价晶体，故A正确；反应中Na元素的化合价由0升高为＋1，Na在该反应中作还原剂，还原剂具有还原性，反应利用了钠的强还原性，故B正确；CCl4和C(金刚石)中的C原子的价电子对数都是4，根据价电子对互斥理论知CCl4和C(金刚石)中C的杂化方式都是sp3，故C正确；NaCl晶体中每个Cl－周围与其距离最近的Na＋有6个，故D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 37 2．AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是(　　) A．①③ B．②⑤ C．⑤⑥ D．③④⑤⑥ 答案 解析：从结构上看，①③④⑥都是向外延伸和扩展的，符合离子晶体和共价晶体的结构特点，而②和⑤没有这种特点，不能再以化学键与其他原子结合，这种结构可以看成一个分子，其表示的物质最有可能是分子晶体，故选B。 　 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 38 3．根据下列几种物质的熔点和沸点数据，判断下列有关说法错误的是(　　) 注：AlCl3的熔点在2.02×105 Pa条件下测定。 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．单质B和AlCl3晶体类型相同 答案 解析：单质B的熔、沸点很高，所以单质B可能是共价晶体，而AlCl3熔、沸点较低，所以AlCl3属于分子晶体，两者晶体类型不同，故D错误。 　 解析 物质 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 190 －70 2300 沸点/℃ 182.7 57.6 2500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 39 4．据报道，某星球大气中含有一种称为硫化羰(COS)的化合物，能在氧气里燃烧，其分子结构与二氧化碳的类似。下列关于硫化羰的说法错误的是(　　) A．硫化羰的沸点高于二氧化碳的沸点 B．硫化羰在熔融状态下能导电 C．硫化羰是分子晶体 D．硫化羰分子中的三个原子处于同一直线上 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 40 5．二氧化硅晶体是立体网状结构，其结构如图所示。关于二氧化硅晶体的下列说法不正确的是(　　) A．晶体中Si、O原子个数比为1∶2 B．晶体中Si、O原子最外层都满足8电子稳定结构 C．晶体中1个硅原子形成Si—O键的数目为4 D．晶体中最小环上的原子数为6 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 41 解析：由二氧化硅晶体的结构图可知，每个硅原 子周围连有4个氧原子，每个氧原子周围连有2个硅原 子，Si、O原子个数比为1∶2，故A正确；硅原子最外 层有4个电子，氧原子最外层有6个电子，而二氧化硅 晶体中硅原子周围有4对共用电子对，氧原子周围有2对 共用电子对，故两种原子都满足8电子稳定结构，故B正 确；依据二氧化硅晶体结构图可知1个硅原子与4个氧原 子形成4个Si—O键，故C正确；由二氧化硅晶体的结构图可知，晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，所含原子数为12，故D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 42 6．如图是甲烷晶体的晶胞结构，图中每个小球代表一个甲烷分子(甲烷分子分别位于立方体的顶点和面心)，下列有关该晶体的说法正确的是(　　) A．该晶体与HI的晶体类型不同 B．该晶体熔化时只需要破坏共价键 C．SiH4的稳定性比甲烷的强 D．每个顶点上的甲烷分子与之距离最 近且等距的甲烷分子有12个 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 43 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 44 7．下列晶体性质的比较中，错误的是(　　) A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．沸点：NH3>PH3 C．硬度：白磷>冰>二氧化硅 D．熔点：SiI4>SiBr4>SiCl4 答案 解析：共价晶体中，共价键键长越短，键能越大，熔点越高，由于原子半径：C<Si，键长：C—C键<C—Si键<Si—Si键，故熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅，A正确；NH3分子间存在氢键，沸点较高，所以沸点：NH3>PH3，B正确；二氧化硅为共价晶体，三者中其硬度最大，C错误；不含氢键且结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，所以熔点：SiI4>SiBr4>SiCl4，D正确。 　 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 45 8．下列说法正确的是(　　) A．二氧化硅与二氧化碳都是共价化合物，且晶体类型相同 B．氧气生成臭氧的过程中有化学键的断裂和生成 C．因为N≡N键的键能比O===O键的键能大，所以氮气的沸点比氧气的高 D．硫晶体与氖晶体均是由单原子构成的分子晶体 答案 解析：SiO2中Si与O形成共价键，CO2中C与O形成共价键，所以二者都是共价化合物，但SiO2形成的是共价晶体，CO2形成的是分子晶体，A错误。N2与O2形成的晶体都是分子晶体，二者沸点的高低取决于分子间作用力的相对大小，与分子中共价键的键能无关，C错误。硫晶体不是单原子构成的分子晶体，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 46 9．已知C3N4晶体的硬度比金刚石大，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是(　　) A．该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的化学键更牢固 B．该晶体中每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连 C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构 D．该晶体与金刚石相似，都是相邻原子间以非极性共价键结合而形成的具有三维骨架结构的晶体 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 47 解析：由题意知C3N4晶体属于共价晶体，依据C、N在元素周期表中的位置及性质递变规律，可得C—N键比C—C键的键长短，键能大，稳定性高，A正确；碳、氮原子间只以单键结合，碳原子最外层有4个电子，可形成4个共价键，氮原子最外层有5个电子，其中有3个单电子，可形成3个共价键，故C3N4晶体中每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连，B正确；在C3N4晶体中，每个原子的最外层都满足8电子稳定结构，C正确；C3N4晶体是碳、氮原子间以极性共价键结合而形成的具有三维骨架结构的晶体，D错误。　 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 48 10．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是(　　) A．正硼酸晶体属于共价晶体 B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关 C．分子中硼原子最外层为8电子稳定结构 D．1 mol H3BO3晶体中有3 mol氢键 答案 解析：A项，正硼酸晶体应属于分子晶体；B项，H3BO3分子的稳定性与分子内部的共价键有关，与分子间氢键无关；C项，硼原子最外层有3个电子，硼原子周围有3对共用电子对，故分子中的硼原子不符合最外层8电子稳定结构。 　 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 49 11．碘的晶胞为长方体，结构如图所示，下列说法正确的是(　　) A．碘晶体熔化时需克服共价键 B．1个碘晶胞中含有4个碘分子 C．可用“相似相溶”原理解释碘易溶于浓KI溶液 D．碘晶体中每个I2周围等距且相邻的I2有6个 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 50 12．如图分别表示干冰晶胞、硅晶体、CaCl2晶胞的结构，下列有关说法正确的是(　　) A．每个干冰晶胞中含有14个CO2分子 B．在硅晶体中，硅原子与硅硅单键的个数之比为2∶1 C．CaCl2晶体中每个Ca2＋周围距离相等且最近的Cl－有6个 D．沸点：硅晶体>CaCl2>干冰 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 51 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 52 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 53 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 54 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 55 解析：根据BP晶体硬度大、耐磨、耐高温，可判断BP是共价晶体，A错误；PBr3中中心原子P为sp3杂化，其σ键电子对数为3，孤电子对数为1，分子的空间结构是三角锥形，B错误；元素的非金属性越强其简单氢化物的稳定性越强，则氢化物的稳定性：HF>HCl>HBr，氢化物的沸点与相对分子质量和氢键有关，氢化物的沸点：HF>HBr>HCl，C错误。 　 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 56 二、非选择题 15．有下列几种晶体：A.无色水晶，B.冰醋酸，C．白磷，D.金刚石，E.干冰。 (1)属于分子晶体的是________(填字母，下同)。 (2)属于共价晶体的化合物是____。 (3)直接由原子构成的晶体是_____。 (4)受热熔化时化学键不发生变化的晶体是_______，受热熔化时需克服共价键的晶体是_____。 (5)晶体中存在氢键的是_____。 BCE 答案 A AD BCE AD B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 57 解析：根据构成晶体的微粒不同，可知分子晶体由分子构成，共价晶体中无分子。属于分子晶体的有B、C、E；属于共价晶体的有A、D，其中化合物只有A；分子晶体熔化时，一般不破坏化学键；共价晶体熔化时，破坏化学键；CH3COOH分子中存在—OH，分子间能形成氢键。 　 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 58 16．石墨的片层结构如图所示，试回答下列问题： (1)每个正六边形实际占有碳原子数为_____。 (2)石墨晶体中每一层内碳原子数与C—C键数目之比是________。 (3)若NA代表阿伏加德罗常数的值，n g碳原子可构成________个正六边形。 2 答案 2∶3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 59 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 60 17．(1)德国和美国科学家制出了由20个碳原子构成的空心笼状分子C20，该笼状结构是由许多正五边形构成的(如图所示)。C20晶体属于________晶体，一个C20分子有______个共价键，有_____个正五边形。 (2)目前科学家拟合成一种“二重结构”的球形分子，即把足球形C60分子容纳在足球形Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键相结合。下列关于这种物质的叙述错误的是_____(填序号)。 A．该物质是一种新型化合物 B．该物质是两种单质组成的混合物 C．该晶体属于分子晶体 D．该物质具有极高的熔、沸点 分子 答案 30 12 BD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 61 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 62 18．请按要求填空： (1)氮化碳和氮化硅晶体结构相似，是新型的非金属高温陶瓷材料，它们的硬度大、熔点高、化学性质稳定。 ①氮化硅的硬度_____氮化碳的硬度(填“大于”或“小于”)，原因是___________ _______________________________________________________________________________________________。 ②已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且氮原子与氮原子不直接相连、硅原子与硅原子不直接相连，同时每个原子都满足最外层8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式：________。 硅原子半径大于碳原子半径，氮碳形成的共价键键长比氮硅形成的共价键键长短，故氮碳形成的共价键的键能大 答案 小于 Si3N4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 63 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 64 d 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 65 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 16 17 18 66 　　　　　　　　　　　　　 R 解析：金刚石是1个中心碳原子连接4个碳原子，二氧化硅是1个中心硅原子连接4个氧原子，均为正四面体，A正确；金刚石中，1个C原子与另外4个C原子形成4个C—C键，每个C—C键被2个碳原子共用，所以1 mol C原子形成的C—C键为4 mol×eq \f(1,2)＝2 mol，而二氧化硅晶体中1个Si原子分别与4个O原子形成4个Si—O键，则1 mol SiO2晶体中Si—O键为4 mol，B正确；干冰熔化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂，C错误；共价晶体的构成微粒是原子不是分子，D正确。 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．利用反应CCl4＋4Na0eq \o(=======,\s\up17(973 K),\s\do15(催化剂))C(金刚石)＋4NaCl可实现人工合成金刚石。下列有关说法错误的是(　　) A．C(金刚石)属于共价晶体 B．该反应利用了Na的强还原性 C．CCl4和C(金刚石)中C的杂化方式相同 D．NaCl晶体中每个Cl－周围与其距离最近的Na＋有8个 解析：甲烷、HI晶体均属于分子晶体，A错误；甲烷晶体属于分子晶体，熔化时只需要破坏分子间作用力，不需要破坏共价键，B错误；C的非金属性比Si的强，所以SiH4的稳定性比甲烷的弱，C错误；根据晶胞的结构可知，以晶胞中顶点上的甲烷分子为研究对象，与它距离最近且等距的甲烷分子分布在立方体的3个面心上，每个顶点上的甲烷分子被8个立方体共用，每个面心上的甲烷分子被2个立方体共用，所以每个甲烷分子周围与它距离最近且等距的甲烷分子个数为eq \f(3×8,2)＝12，D正确。 解析：由干冰晶胞结构可知，每个晶胞中含有CO2分子的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，A错误；硅晶体中，一个硅原子形成4个硅硅单键，每个硅硅单键为两个硅原子共用，因此硅原子与硅硅单键的个数之比为1∶2，B错误；根据“切割法”计算可知，CaCl2晶胞中黑球代表Ca2＋，白球代表Cl－，每个Ca2＋周围距离相等且最近的Cl－有8个，C错误；干冰为分子晶体，CaCl2为离子晶体，硅晶体为共价晶体，则沸点：硅晶体>CaCl2>干冰，D正确。 13．自从首次合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了Xe的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。图甲为XeF4的结构示意图，图乙为XeF2晶体的晶胞结构。下列有关说法错误的是(　　) A．XeF4是由极性键构成的非极性分子 B．XeF2晶体属于分子晶体 C．一个XeF2晶胞含有4个XeF2 D．XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间 的距离为eq \f(\r(3)a,2)(a为晶胞边长) 解析：Xe和F之间形成的是极性键，根据XeF4的结构示意图可知，该分子为平面正方形结构，正、负电荷重心重合，所以该分子是由极性键构成的非极性分子，A正确；XeF2晶体是由XeF2分子通过范德华力构成的分子晶体，B正确；根据XeF2晶体的晶胞结构可知，一个XeF2晶胞中含有的XeF2分子的个数为8×eq \f(1,8)＋1＝2，C错误；根据XeF2晶体的晶胞结构可知，立方体体心的XeF2与每个顶点的XeF2之间的距离相等且最近，该距离为晶胞体对角线长的一半，即eq \f(\r(3)a,2)，D正确。 14．(2024·湖南省郴州市高三教学质量监测)BP晶体硬度大、耐磨、耐高温，是飞行器红外增透的理想材料，其合成途径之一为BBr3＋PBr3＋3H2eq \o(=====,\s\up7(高温))BP＋6HBr，BP立方晶胞结构如图所示(已知：以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子坐标)。图中原子1的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，下列说法正确的是(　　) A．BP晶体属于分子晶体 B．PBr3分子的空间结构是平面三角形 C．氢化物的稳定性与沸点：HF>HCl>HBr D．原子2和3的坐标分别为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))、eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4))) eq \f(nNA,24) 解析：(1)每个正六边形实际占有碳原子数为6×eq \f(1,3)＝2。 (2)分析每个正六边形：所含的碳原子数为6×eq \f(1,3)＝2，所含的C—C键数目为6×eq \f(1,2)＝3，故二者之比为2∶3。 (3)n g碳原子的个数为eq \f(n,12)NA，故可构成的正六边形个数为eq \f(\f(n,12)NA,2)＝eq \f(nNA,24)。 解析：(1)根据“由20个碳原子构成的空心笼状分子”可判断该物质一定是分子晶体。根据其结构可知每个碳原子形成3个C—C键，每个共价键被2个碳原子共用，所以一个C20分子含有的共价键数是eq \f(20×3,2)＝30。因为每个共价键被2个正五边形共用，所以平均每个正五边形含有的共价键数是eq \f(5,2)＝2.5，故一个C20分子含有正五边形的个数为eq \f(30,2.5)＝12。 (2)该物质中碳原子和硅原子间形成共价键，因此它是 化合物，A正确，B错误；该晶体是由分子构成的，属于分 子晶体，C正确；该晶体属于分子晶体，熔、沸点较低，D错误。 eq \f(336×1030,NAa3) (2)ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，氮化镓的晶胞结构如图所示： ①1号Ga原子的原子坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))，则2号N 原子的原子坐标是__________。 ②若晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则氮化镓的密度d＝ _____________g/cm3(用含a、NA的代数式表示)。 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(3,4))) ③通过一定角度对晶胞投影，可得到晶胞中相关原子的平面图，通过平面图中原子的位置关系也可以反映晶胞的结构。若沿晶胞体对角线方向投影，则氮化镓晶胞的平面图是_____(填标号，原子重叠时用 表示)。 解析：(1)②N的最外层电子数为5，要满足8电子稳定结构，需要形成3个共价键，Si的最外层电子数为4，要满足8电子稳定结构，需要形成4个共价键，所以氮化硅的化学式为Si3N4。 (2)①由晶胞结构及1号Ga原子的原子坐标可知，2号N原子位于体对角线的eq \f(1,4)处，则2号N原子的原子坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))。②由GaN晶胞结构可知，1个晶胞中含有4个N、4个Ga，故1个晶胞的质量为eq \f(4×84,NA) g，1个晶胞的体积V＝a3×10－30 cm3，则氮化镓的密度d＝eq \f(336×1030,NAa3) g/cm3。 $$