3.3.2过渡晶体与混合型晶体 讲义 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 过渡晶体与混合型晶体 ( 钠及其化合物 ) 一、过渡晶体与混合型晶体 1．过渡晶体 (1)定义：介于典型晶体之间的晶体 (2)第3周期元素氧化物的晶体类型不同及其原因： 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 ①化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键； ②离子键的百分数大于50%,当作离子晶体处理；离子键的百分数小于50%，偏向共价晶体,当作共价晶体处理； ③P2O5、SO3、Cl2O7等离子键成分的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体，作分子晶体处理。 ④一般,当电负性的差值△χ>1.7时，离子键的百分数大于50%。可认为是离子晶体。电负性差值越大，离子键的百分数越大。 【特别提醒】 (1)四种典型晶体类型都存在过渡晶体； (2)晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理。 (3)同周期主族元素从左到右，最高价氧化物中离子键成分的百分数逐渐减小。 2．混合型晶体（石墨为例） (1)结构特点： ①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。 ②层内的碳原子的核间距为142pm,层间距离为335pm,说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的。 ③最小的环：六元环。石墨中每个碳原子采取sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，分别与相邻的3个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成键，6个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成平面六元并环结构，由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6×=2，碳碳键为两个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6×=3,键角为120°。 ④每个碳原子的配位数为3，每个碳原子还有1个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有1个未成对电子，这些2p轨道互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面。由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类似金属晶体的导电性，而且，由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。 (2)晶体类型：既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体。 (3)性质：一种结晶形碳,灰黑色，成叶片状、鳞片状和致密块状，熔点很高(层内碳原子之间全部为共价键，共价键能大)、质软(具滑腻感)(原因：层与层之间依靠范德华力结合，范德华力小，层之间易于断开滑动)、易导电(原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域大π键，其电子可在层内运动，成为自由电子)。化学性质不活泼，耐腐蚀，在空气或氧气中强热可以燃烧生成CO2。 (4)石墨用途：石墨可用作润滑剂，可用于制造坩埚、电极、铅笔芯等。 【课堂小练1】 1．下列说法不正确的是 A．Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体 B．Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的非过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近 C．Al2O3是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理 D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型 2．石墨晶体是层状结构(如图)，以下有关石墨晶体的说法正确的一组是(　　) ①石墨层与层间靠范德华力维系 ②石墨中的C为sp2杂化 ③石墨的熔点、沸点都比金刚石低 ④石墨和金刚石的硬度相同　⑤石墨层内导电性和层间导电性不同 A．全对 B．①②③ C．①②⑤ D．②③④ 3．(2024·河北省保定市高二期中)磷有多种同素异形体，其中白磷和黑磷(具有与石墨相似的层状结构)的结构如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．白磷和黑磷晶体中P原子杂化方式分别为sp3和sp2 B．31g白磷与31g黑磷中含有的P—P键数目均为1.5NA C．白磷的熔点高于黑磷 D．黑磷晶体属于共价晶体 4．石墨晶体中，层内C—C的键长为142 pm，而金刚石中C—C的键长为154 pm，回答下列问题。 (1)熔点：石墨________(填“＞”“＜”或“＝”)金刚石。 (2)石墨中C—C的键长小于金刚石中C—C的键长的原因：___________________________。 (3)石墨晶体中，每个C原子参与________个C—C和______个六元环的形成，而每个键被________个C原子共用，故每一个六元环平均占有______个C原子，C原子数与C—C数之比为______。 二、晶体类型的比较 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 概念 分子间以分子间作用力相结合的晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体 构成粒子 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键 物 理 性质 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 难溶于任何溶剂 难溶于常见溶剂 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 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 物质类别 及举例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2、BN、Si3N4) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) 4．晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较 ①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体 ②金属晶体的熔、沸点差别很大，如：钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低 (2)同种晶体类型熔、沸点的比较——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小 ①共价晶体：看共价键的强弱，取决于键长，即：成键原子半径大小 如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 ②离子晶体：衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，离子间的作用力就越强，离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl ③分子晶体：看分子间作用力 (一般先氢键后范德华力最后分子的极性) a．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高， 如H2O>H2Te>H2Se>H2S b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4 c．组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2 d．在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如正戊烷>异戊烷 ④金属晶体：看金属键的强弱，金属离子半径越小，所带电荷数越多，其金属键越强，熔、沸点就越高 如熔、沸点：Na<Mg<Al 【课堂小练2】 5．下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是(　　) A．NH3、CH4、NaCl、Na B．H2O、H2S、MgSO4、SO2 C．CH4、H2O、NaCl、SiO2 D．Li、Na、K、Rb、Cs 6．下列关于晶体的叙述正确的是(　　) A．共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 B．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 C．存在自由电子的晶体一定是金属晶体，存在阳离子的晶体一定是离子晶体 D．离子晶体中可能存在共价键，分子晶体中可能存在离子键 7．下列关于晶体的说法正确的是 A．金属晶体中一定不含有阴离子 B．在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距离的Na+数目为6 C．石英和晶体硅都是共价晶体，最小环上都有6个原子 D．分子晶体中，共价键键能越大，该晶体的熔沸点越高 8．四种物质的一些性质如下表： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他性质 单质硫 120.5 271.5 — 单质硼 2 300 2 550 硬度大 氯化铝 190 180.0 177.8 ℃升华 苛性钾 300 1 320 晶体不导电，熔融态导电 晶体类型：单质硫是__________________晶体；单质硼是__________晶体；氯化铝是______________晶体；苛性钾是____________晶体。 【课时对点练习】 题组一　过渡晶体与混合型晶体 1．下列说法不正确的是(　　) A．离子键和共价键没有明显界限 B．离子晶体和共价晶体没有明显界限 C．离子晶体中含有离子键，不含共价键 D．大多数晶体是四类典型晶体的过渡晶体 2．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sp3杂化 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，石墨有类似金属晶体的导电性 D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子 3．石墨炔是由1,3-二炔键与苯环形成的平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性和半导体性能。下列关于石墨炔的说法不正确的是(　　) A．石墨炔属于碳氢化合物 B．石墨炔与金刚石互为同素异形体 C．石墨炔有望代替半导体材料硅在电子产品中得到广泛应用 D．实验测得石墨炔孔径略大于H2分子的直径，因此可以用石墨炔做H2提纯薄膜 4．泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I－两核间距为1.0～1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是(　　) A．NaI晶体是过渡晶体 B．离子晶体可能含有共价键 C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键有明显的界线 题组二　晶体类型的比较 5．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( ) A．在NaCl晶体中，距Na+最近且相等的Cl-有6个 B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+ C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数之比为1∶2 D．CaF2晶体在熔融状态下不导电 6．下列数据是对应物质的熔点(℃)： BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2 －170 2 073 920 801 1 291 190 －51 1 723 据此做出的下列判断错误的是(　　) A．铝的化合物的晶体中有的不是分子晶体 B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体 C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 7．关于几种晶体的结构，下列说法正确的是 A．干冰晶胞中CO2分子之间和金刚石晶胞中碳原子间的静电作用均是共价键 B．石墨晶体层内是共价键，层与层间是范德华力，所以石墨是一种过渡晶体 C．若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离为 D．NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数 8．碳元素和硅元素为同一主族元素但他们的氧化物性质差异很大，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的晶胞类似，下列关于这四种晶胞的说法正确的是(　　) A．一个干冰晶胞中有4个CO2分子，一个SiO2晶胞中有8个SiO2分子 B．干冰中一个CO2分子周围有6个CO2分子紧邻 C．冰和金刚石熔、沸点都很高，熔化时均破坏共价键 D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似 9．碳元素的单质有多种形式，如图所示依次是C60、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题： (1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们互为________。 (2)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。 (3)石墨晶体中，层内C—C的键长为142 pm，而金刚石中C—C的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的______键(填“σ”或“π”，下同)，而石墨层内的C—C间不仅存在______键，还有______键。 (4)金刚石晶胞含有______________个碳原子。 10．已知物质熔、沸点数据(如下表)，回答问题： 物质 AlF3 AlCl3 AlBr3 熔点/℃ 1 260 181(升华) 263 物质 Al2O3 MgCl2 MgO 熔点/℃ 2 045 707 2 852 (1)下列各组物质中，熔化时所克服的粒子间作用力类型分别与氟化铝和溴化铝相同的是________(填字母)。 A．NaCl和CCl4　　B．Na2O和SiO2 C．金刚石和金属铝 D．碘和干冰 (2)MgCl2的熔点远高于AlCl3熔点的原因是__________________________________。 (3)工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁，也不用电解AlCl3的方法生产铝？ ____________________________________________________________________ (4)MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。 (5)设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型，其实验方法是_____________________________。 11．现有四组物质的熔点(℃)数据： A组 B组 C组 D组 金刚石：>3 500 Li：181 HF：－83 NaCl：801 晶体硅：1 410 Na：98 HCl：－115 KCl：776 晶体硼：2 300 K：64 HBr：－89 RbCl：718 二氧化硅：1 713 Rb：39 HI：－51 CsCl：645 据此回答下列问题： (1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间作用力是________。 (2)B组晶体共同的物理性质是_____________________________________________(填序号)。 ①有金属光泽　②导电　③导热　④有延展性 (3)C组中HF的熔点反常是由于__________________________________________________。 (4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。 ①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④熔融状态能导电 (5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因为________________。 【参考答案】 【课堂小练1】 1．下列说法不正确的是 A．Na2O中离子键的百分数为62%，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体 B．Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的非过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近 C．Al2O3是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理 D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型 【答案】B 【解析】A项，Na2O中离子键的百分数为62%，还存在共价键，则Na2O不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，故A正确；B项，Na2O通常当作离子晶体来处理，因为Na2O是偏向离子晶体的过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，是过渡晶体而不是非过渡晶体，故B错误；C项，Al2O3、SiO2均是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理，故C正确；D项，根据微粒间存在的作用力分析，分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型；故D正确；故选B。 2．石墨晶体是层状结构(如图)，以下有关石墨晶体的说法正确的一组是(　　) ①石墨层与层间靠范德华力维系 ②石墨中的C为sp2杂化 ③石墨的熔点、沸点都比金刚石低 ④石墨和金刚石的硬度相同　⑤石墨层内导电性和层间导电性不同 A．全对 B．①②③ C．①②⑤ D．②③④ 答案　C 解析　③不正确，石墨的熔点比金刚石高；④不正确，石墨质软，金刚石的硬度大。 3．(2024·河北省保定市高二期中)磷有多种同素异形体，其中白磷和黑磷(具有与石墨相似的层状结构)的结构如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．白磷和黑磷晶体中P原子杂化方式分别为sp3和sp2 B．31g白磷与31g黑磷中含有的P—P键数目均为1.5NA C．白磷的熔点高于黑磷 D．黑磷晶体属于共价晶体 【答案】B 【解析】A项，由图知，白磷和黑磷中，每个磷原子上均有3个P—P键和一个孤电子对，故P原子杂化方式均为sp3杂化，A错误；B项，31g白磷与31g黑磷中，磷原子的物质的量均为1mol，平均每个磷原子形成的P—P键数目相同，均为3，故含有的P-P键数目均为1.5NA，B正确；C项，黑磷晶体属于混合型晶体，而白磷属于分子晶体，故白磷的熔点低于黑磷，C错误；D项，由于黑磷(具有与石墨相似的层状结构)的结构，因石墨为混合型晶体，故黑磷晶体属于混合型晶体，D错误；故选B。 4．石墨晶体中，层内C—C的键长为142 pm，而金刚石中C—C的键长为154 pm，回答下列问题。 (1)熔点：石墨________(填“＞”“＜”或“＝”)金刚石。 (2)石墨中C—C的键长小于金刚石中C—C的键长的原因：___________________________。 (3)石墨晶体中，每个C原子参与________个C—C和______个六元环的形成，而每个键被________个C原子共用，故每一个六元环平均占有______个C原子，C原子数与C—C数之比为______。 答案　(1)＞ (2)金刚石中只存在C—C间的σ键，而石墨中层内的C—C间不仅存在σ键，还存在大π键，电子层重叠程度大，所以C—C间的键长短 (3)3　3　2　2　2∶3 【课堂小练2】 5．下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是(　　) A．NH3、CH4、NaCl、Na B．H2O、H2S、MgSO4、SO2 C．CH4、H2O、NaCl、SiO2 D．Li、Na、K、Rb、Cs 答案　C 解析　C项中SiO2是共价晶体，NaCl是离子晶体，CH4、H2O都是分子晶体，且常温下水为液态，CH4是气态。 6．下列关于晶体的叙述正确的是(　　) A．共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 B．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 C．存在自由电子的晶体一定是金属晶体，存在阳离子的晶体一定是离子晶体 D．离子晶体中可能存在共价键，分子晶体中可能存在离子键 答案　A 解析　共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高，A正确；分子晶体中，分子间作用力越大，熔、沸点越高，分子间作用力影响物质的熔、沸点，共价键影响物质的热稳定性，B错误；存在自由电子的晶体不一定是金属晶体，如石墨中也含有自由电子，它是一种混合型晶体，存在阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体，C错误；离子晶体中可能存在共价键，如NaOH属于离子晶体，其中含有H—O共价键，分子晶体中一定不存在离子键，全部是共价键，D错误。 7．下列关于晶体的说法正确的是 A．金属晶体中一定不含有阴离子 B．在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距离的Na+数目为6 C．石英和晶体硅都是共价晶体，最小环上都有6个原子 D．分子晶体中，共价键键能越大，该晶体的熔沸点越高 【答案】A 【详解】A．金属晶体有金属阳离子和自由电子组成，金属晶体内一定不含阴离子，A正确； B．在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距离的Na+数目为12，B错误； C．石英是共价晶体，最小环上都有12个原子，C错误； D．分子晶体熔化时破坏分子间的作用力或氢键，如冰融化时破坏的就是分子间的作用力和氢键，H-O键未断裂，D错误； 故选A。 8．四种物质的一些性质如下表： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他性质 单质硫 120.5 271.5 — 单质硼 2 300 2 550 硬度大 氯化铝 190 180.0 177.8 ℃升华 苛性钾 300 1 320 晶体不导电，熔融态导电 晶体类型：单质硫是__________________晶体；单质硼是__________晶体；氯化铝是______________晶体；苛性钾是____________晶体。 答案　分子　共价　分子　离子 解析　单质硫为非金属单质，其熔、沸点都较低，为分子晶体；单质硼为非金属单质，其熔、沸点都很高，为共价晶体；氯化铝为化合物，其熔、沸点都较低，并能在较低温度下升华，为分子晶体；苛性钾为化合物，其熔点较高，沸点很高，晶体不导电，熔融态导电，为离子晶体。 【课时对点练习】 题组一　过渡晶体与混合型晶体 1．下列说法不正确的是(　　) A．离子键和共价键没有明显界限 B．离子晶体和共价晶体没有明显界限 C．离子晶体中含有离子键，不含共价键 D．大多数晶体是四类典型晶体的过渡晶体 答案　C 2．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sp3杂化 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，石墨有类似金属晶体的导电性 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，故A错误；石墨中的碳原子采取sp2杂化，故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，层内碳原子间存在共价键，石墨有类似金属晶体的导电性，故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的碳原子数为6×＝2，故D错误。 3．石墨炔是由1,3-二炔键与苯环形成的平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性和半导体性能。下列关于石墨炔的说法不正确的是(　　) A．石墨炔属于碳氢化合物 B．石墨炔与金刚石互为同素异形体 C．石墨炔有望代替半导体材料硅在电子产品中得到广泛应用 D．实验测得石墨炔孔径略大于H2分子的直径，因此可以用石墨炔做H2提纯薄膜 答案　A 解析　石墨炔是全碳分子，不属于碳氢化合物，A不正确；石墨炔与金刚石都是由碳元素组成的单质，二者互为同素异形体，B正确；石墨炔具有优良的化学稳定性和半导体性能，有望代替半导体材料硅，C正确；石墨炔孔径略大于H2分子直径，可用石墨炔去除杂质，做H2提纯薄膜，D正确。 4．泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI，使Na＋和I－两核间距为1.0～1.5 nm时，呈离子键；当两核靠近约距0.28 nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是(　　) A．NaI晶体是过渡晶体 B．离子晶体可能含有共价键 C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键 D．共价键和离子键有明显的界线 答案　A 解析　NaI晶体中的化学键既不是纯粹的离子键也不是纯粹的共价键，共价键和离子键没有明显的界线。 题组二　晶体类型的比较 5．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( ) A．在NaCl晶体中，距Na+最近且相等的Cl-有6个 B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+ C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数之比为1∶2 D．CaF2晶体在熔融状态下不导电 【答案】D 【解析】在NaCl晶体中，距Na+最近且相等的Cl-有6个，距Cl-最近且相等的Na+有6个，A正确；在CaF2晶胞中，Ca2+位于立方体的8个顶角和6个面心，所以Ca2+的数目是8×+6×=4，在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+，B正确；金刚石晶体中，每个C原子形成4个共价键，两个C原子共用一个共价键，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为1∶2，C正确；CaF2是离子化合物，在熔融状态下能够完全电离出Ca2+和F-，能够导电，D不正确。 6．下列数据是对应物质的熔点(℃)： BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2 －170 2 073 920 801 1 291 190 －51 1 723 据此做出的下列判断错误的是(　　) A．铝的化合物的晶体中有的不是分子晶体 B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体 C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 答案　B 解析　由表中数据分析，氧化铝和氟化铝的熔点很高，两者不是分子晶体，故A正确；表中氯化铝、氯化硼和干冰的熔点都较低，是分子晶体，故B错误；碳和硅同主族，但氧化物的晶体类型不同，分别属于分子晶体和共价晶体，故C正确；硅和铝不同主族，但对应的氧化物都为共价晶体，说明不同族元素的氧化物可能形成相同类型的晶体，故D正确。 7．关于几种晶体的结构，下列说法正确的是 A．干冰晶胞中CO2分子之间和金刚石晶胞中碳原子间的静电作用均是共价键 B．石墨晶体层内是共价键，层与层间是范德华力，所以石墨是一种过渡晶体 C．若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离为 D．NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数 【答案】D 【详解】A．干冰晶胞中CO2分子之间是分子间作用力，故A错误； B．石墨晶体层内碳原子之间以共价键结合，层与层之间通过范德华力结合，因此石墨属于一种混合型晶体，故B错误； C．金刚石两个最近的碳原子之间的距离为体对角线的四分之一，若晶胞边长为a cm，则两个最近的碳原子之间的距离为 cm，故C错误； D．NaCl中Na+的配位数为6，干冰中CO2分子的配位数为12，故D正确； 故选：D。 8．碳元素和硅元素为同一主族元素但他们的氧化物性质差异很大，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的晶胞类似，下列关于这四种晶胞的说法正确的是(　　) A．一个干冰晶胞中有4个CO2分子，一个SiO2晶胞中有8个SiO2分子 B．干冰中一个CO2分子周围有6个CO2分子紧邻 C．冰和金刚石熔、沸点都很高，熔化时均破坏共价键 D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似 答案　D 解析　CO2分子位于晶胞的面心和顶角，所以1个干冰晶胞中有8×＋6×＝4个CO2分子，SiO2是共价晶体，不存在分子，A错误；干冰属于面心立方晶胞，所以1个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻，B错误；冰是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力和氢键，金刚石是共价晶体，熔化时破坏共价键，C错误。 9．碳元素的单质有多种形式，如图所示依次是C60、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题： (1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们互为________。 (2)C60属于________晶体，石墨属于________晶体。 (3)石墨晶体中，层内C—C的键长为142 pm，而金刚石中C—C的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C—C间的________键(填“σ”或“π”，下同)，而石墨层内的C—C间不仅存在________键，还有________键。 (4)金刚石晶胞含有______________个碳原子。 答案　(1)同素异形体　(2)分子　混合型　(3)σ　σ　π(或大π或p-p π)　(4)8 解析　(1)由同种元素组成的不同单质互称为同素异形体。(2)一个“C60”就是一个分子，故C60属于分子晶体；石墨层与层之间是范德华力，而同一层中碳原子之间是共价键，故形成的晶体为混合型晶体。(3)在金刚石晶体中，碳原子之间只形成共价单键，全部为σ键；在石墨层内的碳原子之间既有σ键又有π键。(4)金刚石晶胞中含有8×＋6×＋4＝8个碳原子。 10．已知物质熔、沸点数据(如下表)，回答问题： 物质 AlF3 AlCl3 AlBr3 熔点/℃ 1 260 181(升华) 263 物质 Al2O3 MgCl2 MgO 熔点/℃ 2 045 707 2 852 (1)下列各组物质中，熔化时所克服的粒子间作用力类型分别与氟化铝和溴化铝相同的是________(填字母)。 A．NaCl和CCl4　　B．Na2O和SiO2 C．金刚石和金属铝 D．碘和干冰 (2)MgCl2的熔点远高于AlCl3熔点的原因是__________________________________。 (3)工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁，也不用电解AlCl3的方法生产铝？ ____________________________________________________________________ (4)MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。 (5)设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型，其实验方法是_____________________________。 【答案】(1)A　 (2)MgCl2是离子晶体，AlCl3是分子晶体，离子键的强度远大于分子间作用力　 (3)氧化镁晶体比氯化镁晶体晶格能大，熔点高，电解时消耗电能大。AlCl3不属于离子晶体，熔融时不能导电，因而不能用电解AlCl3的方法生产铝　 (4)高　 (5)将两晶体加热到熔化状态，MgCl2能导电，AlCl3不能导电，证明AlCl3为分子晶体，MgCl2为离子晶体 【解析】(1)由表中数据可知AlF3是离子化合物，熔化时需克服离子键，而AlBr3是分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，故选A；(2)MgCl2是离子晶体，离子间通过离子键结合，AlCl3为共价化合物分子，分子间通过范德华力结合，离子键作用力远大于范德华力，所以MgCl2的熔点远高于AlCl3的熔点；(3)因为MgO的熔点远高于MgCl2，故电解熔融MgO将需要更高的温度，消耗更多的能量，因而不用电解MgO的方法生产镁。AlCl3不属于离子晶体，熔融时不能导电，因而不能用电解AlCl3的方法生产铝；(4)MgO和BaO都是离子化合物，Mg2＋的半径比Ba2＋小，所以MgO的熔点比BaO的熔点高；(5)将两种晶体加热到熔化状态，MgCl2能导电，而AlCl3不能导电，即可证明MgCl2为离子晶体，AlCl3为分子晶体。 11．现有四组物质的熔点(℃)数据： A组 B组 C组 D组 金刚石：>3 500 Li：181 HF：－83 NaCl：801 晶体硅：1 410 Na：98 HCl：－115 KCl：776 晶体硼：2 300 K：64 HBr：－89 RbCl：718 二氧化硅：1 713 Rb：39 HI：－51 CsCl：645 据此回答下列问题： (1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间作用力是________。 (2)B组晶体共同的物理性质是_____________________________________________(填序号)。 ①有金属光泽　②导电　③导热　④有延展性 (3)C组中HF的熔点反常是由于__________________________________________________。 (4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。 ①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④熔融状态能导电 (5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因为_______________ _______________________________________________________________________________。 答案　(1)共价　共价键　(2)①②③④　(3)HF分子间形成氢键　(4)②④　(5)D组晶体都为离子晶体，且r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，离子半径越小，熔点越高 解析　(1)A组物质熔点均很高，且均由非金属元素组成，故为共价晶体，熔化时需克服共价键。(2)B组晶体均为金属单质，属于金属晶体，金属晶体的物理通性：有金属光泽，导电、导热，有延展性。(3)C组物质均属于分子晶体，由于HF分子间存在氢键，故HF的熔点较高，出现反常。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$