专题01 四类晶体类型的判别与性质比较（重难点讲义）化学沪科版选择性必修2

专题12四类晶体类型的判别与性质比较 1．了解晶体和非晶体的区别。 2．了解常见晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。 3．了解分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体的组成、结构、性质特点。 4．了解四种晶体类型熔点、沸点、溶解性等性质的不同，能从晶体结构的微观角度去解释物质的物理性质。 一、晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 微观结构特征 粒子周期性________排列 粒子排列相对________ 性质 特征 自范性 ________ ________ 熔点 ________ ________ 各向异性 ________ ________ 鉴别 方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行________________实验 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 二、四类晶体的比较 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 构成晶体的粒子 ________ ________ ________ _______________ 粒子间的作用 ________键 ________键 _____________(有的有氢键) ________键 作用力强弱 (一般情况下) 较强 很强 弱 较强 确定作用力强弱的一般判断方法 离子所带电荷总数、离子半径 键长(原子半径) 分子间的氢键增大分子间作用力，组成和结构相似时比较相对分子质量 离子半径、离子所带电荷数 熔、沸点 ________ ________ ________ 差别较大(如汞常温下为液态，钨熔点为3 410℃) 硬度 硬而脆 大 较小 差别较大 导热和 导电性 不良导体(熔化后或溶于水导电) 不良导体 不良导体(部分溶于水发生电离后导电) 良导体 溶解性 多数易溶 一般不溶 相似相溶 一般不溶于水，少数与水反应 机械加工性 不良 不良 不良 优良 延展性 差 差 差 优良 三、晶体熔、沸点点的比较方法 离子晶体 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(即离子间的作用力就越强)，其离子晶体的熔、沸点就越____，如熔点：MgO____NaCl____CsCl 共价晶体 原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔沸点越高，如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅 分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越____；具有氢键的分子晶体，熔沸点反常的____。如H2O____H2Te____H2Se____H2S ②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越____，如SnH4____GeH4____SiH4____CH4 ③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____，如CO____N2 ④烷烃的同分异构体，支链越多，对称性强，熔、沸点越____ 金属晶体 一般来说，金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔沸点就越____，如熔、沸点：Na____Mg____Al 异类晶体 一般规律：共价晶体____离子晶体____分子晶体，如SiO2____NaCl____CO2 四、四种类型晶体的判断方法 1．根据所含化学键的类型判断 凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物，固态时形成的是________晶体； 只含有共价键的物质，大多数是________晶体(稀有气体不含有任何化学键，但固态时形成的也是分子晶体)； 某些只含共价键的物质(如金刚石、晶体硅、石英等)是________晶体； 含有金属键的物质是________晶体。 2．根据化合物的类型来判断 活泼金属氧化物、强碱和绝大多数盐都属于离子化合物，固态时形成的是________晶体； 非金属氢化物、酸、大多数有机物(除CH3COONa等有机盐为离子晶体)、大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等为共价晶体)、非金属氧化物(除石英等为共价晶体)等固态时形成的都是________晶体； 固体金属单质和合金为________晶体。 3．根据化合物的性质来判断 (1)看熔沸点、硬度 熔沸点较低、硬度较小的一般是________晶体；熔沸点很高、硬度很大的一般是________晶体。一般熔沸点较高、硬度较大的是________晶体，而金属晶体熔沸点差异很大，如汞和钨。 (2)看导电性 溶于水和熔融状态均能导电的是________晶体，如NaCl、NaOH等两种情况下都能导电； 溶于水能导电但液态不能导电的是________晶体，如HCl溶于水能导电，但液态HCl不导电； 固态就能导电的可能是________晶体或石墨(石墨为混合型晶体，或称过渡型晶体)等。 题型01晶体与非晶体 【典例】下列关于晶体与非晶体的说法正确的是_______。 A．晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B．晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体 D．区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 提分速记 (1)晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。 (2)晶体一定是固体，固体不一定是晶体，如玻璃、橡胶等。 【变式】下列说法不正确的是_______。 A．熔融态物质凝固、气态物质凝华都可能得到晶体 B．要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定 C．晶态、非晶态、液晶态、塑晶态都是物质的聚集状态 D．是否有规则的几何外形是区别晶体与非晶体的本质 题型02晶体类型的判断 【典例】下列晶体分类中正确的是_______。 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 A NH4Cl Ar C6H12O6 生铁 B H2SO4 Si S Hg C CH3COONa SiO2 I2 Fe D Ba(OH)2 石墨 普通玻璃 Cu 提分速记 常见晶体类型的判断，在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。 (1)其中只含有离子键的离子晶体是NaCl、Na2S。 (2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是NaOH、(NH4)2S。 (3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是(NH4)2S。 (4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是Na2S2。 (5)其中形成的晶体是分子晶体的是H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶体氩。 (6)其中含有极性共价键的共价晶体是SiO2、SiC。 【变式】已知下列晶体的部分性质，其晶体类型判断正确的是_______。 选项 性质 晶体类型 A 碳化铝，黄色晶体，熔点2100℃，熔融状态下不导电，晶体不导电 离子晶体 B 溴化铝，无色晶体，熔点98℃，易溶于水，熔融状态下不导电 共价晶体 C 硼，熔点2300℃，沸点2550℃，硬度大，不溶于常见溶剂 金属晶体 D 三氯化铁，沸点316℃，易溶于水，易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂 分子晶体 题型03晶体熔沸点比较 【典例】下面的排序不正确的是_______。 A．晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4 B．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 C．熔点由高到低：Na＞Mg＞Al D．熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI 提分速记 首先看物质的状态，一般情况下是固体>液体>气体；之后看物质所属类型，一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅的)，晶体类型相同时再根据相应规律进行判断。同类晶体熔、沸点比较思路为共价晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。 【变式】下列晶体性质的比较中，正确的是_______。 A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．沸点：NH3>H2O>HF C．硬度：白磷>冰>二氧化硅 D．熔点：SiI4<SiBr4<SiCl4 【巩固训练】 1．下列各组物质前者是晶体后者是非晶体的是_______。 A．白磷、胆矾 B．碘、橡胶 C．石蜡、塑料 D．食盐、蔗糖 2．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 3．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 4．共价键、金属键、离子键和分子间作用力是微观粒子间的不同相互作用，含有上述两种相互作用的晶体是_______。 A．SiC晶体 B．CCl4晶体 C．KCl晶体 D．Na晶体 5．下列关于晶体性质的说法正确的是_______。 A．共价晶体的熔点一定比金属晶体的高 B．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 C．某晶体不导电，但其水溶液可导电，该晶体不一定为离子晶体 D．离子晶体由离子构成，其在固态、熔融态和水溶液中均可导电 6．化学材料在人类社会发展中起着重要作用。下列关于几种含碳材料的说法不正确的是_______。 A．①属于共价晶体 B．②中碳原子是sp2杂化 C．③碳纳米管属于胶体 D．④C60间的作用力是范德华力 7．有关晶体的结构如图所示，下列说法正确的是_______。 A．在NaCl晶体中，距Cl-最近的Na+形成正八面体 B．NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数相同 C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为1:4 D．石墨是分子晶体，层间是范德华力，层内每个碳原子与其他3个碳原子形成共价键 8．观察下列模型，判断下列说法错误的是_______。 金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 C60 A.原子数相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶2 B．SiO2晶体中Si和Si—O个数比为1∶4 C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1 D．C60晶体堆积属于分子密堆积 9．已知Ba、Mo的氯化物沸点信息如表所示。二者沸点差异的原因是___________________。 氯化物 沸点 BaCl2 1 560 ℃ MoCl5 268 ℃ 10．常见晶体的结构分析 (1)金刚石晶体 ①在晶体中每个碳原子以共价单键与相邻的___________个碳原子相结合，成为____________构型。 ②晶体中C—C—C夹角为____________，碳原子采取了____________杂化。 ③最小环上有___________个碳原子。 ④晶体中碳原子个数与C—C键数之比为______________。 ⑤在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为______________。 (2)二氧化硅晶体 ①每个硅原子与相邻的四个氧原子以共价键相结合构成正四面体结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。晶体中Si原子与O原子个数比为_____________。 ②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与_____________个Si原子成键，1molSiO2晶体中含Si-O键数目为______________。 11．下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题： (1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。 (2)代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。 (3)代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有________个。 (4)代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。 (5)代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。 (6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为______________。 【强化训练】 1．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 2．下列有关晶体的说法中正确的是_______。 A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B．共价晶体中共价键越强，熔点越高 C．冰熔化时水分子中共价键发生断裂 D．氯化钠熔化时离子键未被破坏 3．NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F，该化学方程式中的5种物质不所含的晶体类型有_______。 A．离子晶体 B．分子晶体 C．共价晶体 D．金属晶体 4．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_______。 物质 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 190 -70 2 300 沸点/℃ 182.7 57.6 2 500 注：AlCl3熔点在2.02×105 Pa条件下测定。 A．SiCl4是分子晶体 B．单质B是共价晶体 C．AlCl3加热能升华 D．单质B和AlCl3晶体类型相同 5．X和Y两种元素的核电荷数之和为22，X的原子核外电子数比Y的少6。下列说法不正确的是_______。 A．X的单质固态时为分子晶体 B．Y的单质为共价晶体 C．X与Y形成的化合物固态时为分子晶体 D．X与碳形成的化合物为分子晶体 6．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的是_______。 A．图1和图4为非密置层堆积，图2和图3为密置层堆积 B．图1~图4分别是简单立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积、体心立方堆积 C．图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、2、4 D．图1~图4堆积方式的空间利用率大小关系是图1<图2<图3=图4 7．下图(1)是常见的几种物质的晶胞，从左到右分别为锌、碘、金刚石和钠，下列说法不正确的是_______。 A．Zn晶胞的俯视图是如图(2)所示的菱形，则晶体中与一个Zn原子最近且等距的Zn原子有12个 B．碘晶胞中I2分子有两种不同的取向，一个晶胞中有4个分子 C．金刚石晶胞中C原子的半径为c pm，则体对角线的长度为8c pm D．Na晶胞是边长为a nm的立方体，则Na的原子半径可以表示为 pm 8．根据表中给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为260 ℃)，判断下列说法错误的是( ) 晶体 NaCl MgO SiCl4 AlCl3 晶体硼 熔点/℃ 801 2 852 －70 180 2 500 A．MgO中的离子键比NaCl中的离子键强 B．SiCl4晶体是分子晶体 C．AlCl3晶体是离子晶体 D．晶体硼是共价晶体 9．“结构决定性质”是化学学科的核心观念，请用物质结构的相关知识回答下列问题： (1)常温下二氧化碳是气体而二硫化碳是液体的原因是 。 (2)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的沸点高于甲苯，其原因是 。 (3)已知，乙酸的为4.76，丙酸的为4.88，则酸性乙酸 丙酸(大于或小于)，原因是 。 (4) Na2O的熔点大于Na2S的熔点，其原因是 。 (5)I2易溶于四氯化碳而难溶于水，其原因是 。 (6)已知碳化硅与晶体硅晶体类型相同，其熔点：晶体硅<碳化硅，原因是 。 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12四类晶体类型的判别与性质比较 1．了解晶体和非晶体的区别。 2．了解常见晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。 3．了解分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体的组成、结构、性质特点。 4．了解四种晶体类型熔点、沸点、溶解性等性质的不同，能从晶体结构的微观角度去解释物质的物理性质。 一、晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序 性质 特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 各向异性 有 无 鉴别 方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行X－射线衍射实验 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 二、四类晶体的比较 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 构成晶体的粒子 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子 和自由电子 粒子间的作用 离子键 共价键 分子间作用力(有的有氢键) 金属键 作用力强弱 (一般情况下) 较强 很强 弱 较强 确定作用力强弱的一般判断方法 离子所带电荷总数、离子半径 键长(原子半径) 分子间的氢键增大分子间作用力，组成和结构相似时比较相对分子质量 离子半径、离子所带电荷数 熔、沸点 较高 高 低 差别较大(如汞常温下为液态，钨熔点为3 410℃) 硬度 硬而脆 大 较小 差别较大 导热和 导电性 不良导体(熔化后或溶于水导电) 不良导体 不良导体(部分溶于水发生电离后导电) 良导体 溶解性 多数易溶 一般不溶 相似相溶 一般不溶于水，少数与水反应 机械加工性 不良 不良 不良 优良 延展性 差 差 差 优良 三、晶体熔、沸点点的比较方法 离子晶体 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(即离子间的作用力就越强)，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl 共价晶体 原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔沸点越高，如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅 分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔沸点反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S ②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 ③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 ④烷烃的同分异构体，支链越多，对称性强，熔、沸点越低 金属晶体 一般来说，金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al 异类晶体 一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，如SiO2＞NaCl＞CO2 四、四种类型晶体的判断方法 1．根据所含化学键的类型判断 凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物，固态时形成的是离子晶体； 只含有共价键的物质，大多数是分子晶体(稀有气体不含有任何化学键，但固态时形成的也是分子晶体)； 某些只含共价键的物质(如金刚石、晶体硅、石英等)是共价晶体； 含有金属键的物质是金属晶体。 2．根据化合物的类型来判断 活泼金属氧化物、强碱和绝大多数盐都属于离子化合物，固态时形成的是离子晶体； 非金属氢化物、酸、大多数有机物(除CH3COONa等有机盐为离子晶体)、大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等为共价晶体)、非金属氧化物(除石英等为共价晶体)等固态时形成的都是分子晶体； 固体金属单质和合金为金属晶体。 3．根据化合物的性质来判断 (1)看熔沸点、硬度 熔沸点较低、硬度较小的一般是分子晶体；熔沸点很高、硬度很大的一般是共价晶体。一般熔沸点较高、硬度较大的是离子晶体，而金属晶体熔沸点差异很大，如汞和钨。 (2)看导电性 溶于水和熔融状态均能导电的是离子晶体，如NaCl、NaOH等两种情况下都能导电； 溶于水能导电但液态不能导电的是分子晶体，如HCl溶于水能导电，但液态HCl不导电； 固态就能导电的可能是金属晶体或石墨(石墨为混合型晶体，或称过渡型晶体)等。 题型01晶体与非晶体 【典例】下列关于晶体与非晶体的说法正确的是_______。 A．晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B．晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体 D．区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 【答案】B 【解析】A项，晶体与非晶体的本质区别在于是否有自范性，微粒在微观空间是否呈现周期性的有序排列，故A错误；B项， 晶体有自范性是粒子在微观空间呈周期有序性排列的宏观表象，故B正确；C项，晶体形成后，其结构是有序性和可复制性，所以即使是粉末，其微观结构也是晶体的有序结构，故C错误；D项，区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是X—射线衍射法，故D错误；故选B。 提分速记 (1)晶体是内部微粒(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。 (2)晶体一定是固体，固体不一定是晶体，如玻璃、橡胶等。 【变式】下列说法不正确的是_______。 A．熔融态物质凝固、气态物质凝华都可能得到晶体 B．要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定 C．晶态、非晶态、液晶态、塑晶态都是物质的聚集状态 D．是否有规则的几何外形是区别晶体与非晶体的本质 【答案】D 【解析】A项，熔融态物质凝固、气态物质凝华，都可能形成具有规则的几何外形的晶体，A正确；B项，要确定某一固体是否是晶体，可用X射线衍射仪进行测定，看晶体是否具有各向异性，B正确；C项，物质的聚集状态除了气态、液态、固态外，还有晶态、非晶态以及介于二者之间的塑晶态、液晶态等，C正确；D项，晶体是具有规则的几何外形的固体，而非晶体没有规则的几何外形，晶体与非晶体的本质差异是有无自范性，D不正确；故选D。 题型02晶体类型的判断 【典例】下列晶体分类中正确的是_______。 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 A NH4Cl Ar C6H12O6 生铁 B H2SO4 Si S Hg C CH3COONa SiO2 I2 Fe D Ba(OH)2 石墨 普通玻璃 Cu 【答案】C 【解析】A项中，Ar是分子晶体而不是共价晶体；B项中，H2SO4属于分子晶体而不是离子晶体；D项中，石墨属于混合型晶体而不是共价晶体，普通玻璃不是晶体。 提分速记 常见晶体类型的判断，在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。 (1)其中只含有离子键的离子晶体是NaCl、Na2S。 (2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是NaOH、(NH4)2S。 (3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是(NH4)2S。 (4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是Na2S2。 (5)其中形成的晶体是分子晶体的是H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶体氩。 (6)其中含有极性共价键的共价晶体是SiO2、SiC。 【变式】已知下列晶体的部分性质，其晶体类型判断正确的是_______。 选项 性质 晶体类型 A 碳化铝，黄色晶体，熔点2100℃，熔融状态下不导电，晶体不导电 离子晶体 B 溴化铝，无色晶体，熔点98℃，易溶于水，熔融状态下不导电 共价晶体 C 硼，熔点2300℃，沸点2550℃，硬度大，不溶于常见溶剂 金属晶体 D 三氯化铁，沸点316℃，易溶于水，易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂 分子晶体 【答案】D 【解析】A项，碳化铝，熔点2100℃，熔融状态下不导电，晶体不导电，不是金属晶体，不是离子晶体，熔点高，也不是分子晶体，则只能是共价晶体；B项，溴化铝，熔点98℃，易溶于水，熔融状态下不导电，则不是离子晶体、不是金属晶体，也不是共价晶体，应属于分子晶体；CA项，硼，熔点2300℃，沸点2550℃，硬度大，具有很高的熔沸点和硬度，且不溶于常见溶剂，则其为共价晶体；D项，三氯化铁，易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，这是分子晶体所具有的典型特征，再参照其低熔点，所以它属于分子晶体，D正确。 题型03晶体熔沸点比较 【典例】下面的排序不正确的是_______。 A．晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4 B．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 C．熔点由高到低：Na＞Mg＞Al D．熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI 【答案】C 【解析】分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点越高，则晶体熔点由低到高的顺序为CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4，故A正确；键长越短，共价键越强，硬度越大，键长C－C＜C－Si＜Si－Si，则硬度由大到小为金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故B正确；金属离子的电荷越多、半径越小，其熔点越大，则熔点由高到低为Al＞Mg＞Na，故C错误；离子半径越小、离子键越强，F、Cl、Br、I的离子半径在增大，则熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，故D正确。 提分速记 首先看物质的状态，一般情况下是固体>液体>气体；之后看物质所属类型，一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体(注意：不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅的)，晶体类型相同时再根据相应规律进行判断。同类晶体熔、沸点比较思路为共价晶体→共价键键能→键长→原子半径；分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径。 【变式】下列晶体性质的比较中，正确的是_______。 A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．沸点：NH3>H2O>HF C．硬度：白磷>冰>二氧化硅 D．熔点：SiI4<SiBr4<SiCl4 【答案】A 【解析】A项中的三种物质都是共价晶体，因原子半径r(C)<r(Si)，所以键长：C—C<C—Si<Si—Si，故键能：C—C>C—Si>Si—Si，键能越大，共价晶体的熔点越高，A项正确；氟化氢、水、氨都是分子晶体，其沸点高低与分子间作用力大小有关，但又因为这三种物质之间都存在氢键，且HF之间氢键最强，NH3之间氢键最弱，但每个水分子可形成2个氢键，故水的沸点最高，B项错误；二氧化硅是共价晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C项错误；卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高，D项不正确。故选A。 【巩固训练】 1．下列各组物质前者是晶体后者是非晶体的是_______。 A．白磷、胆矾 B．碘、橡胶 C．石蜡、塑料 D．食盐、蔗糖 【答案】B 【解析】A项，白磷(P4)为分子晶体，胆矾(CuSO4·5H2O)为离子晶体，A项不符合题意；B项，碘为分子晶体，橡胶为非晶体，B项符合题意；C项，石蜡和塑料均为非晶体，C项不符合题意；D项，食盐为NaCl属于离子晶体，蔗糖为分子晶体，D项不符合题意；故选B。 2．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】A项，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；B项，晶胞中有些粒子为晶胞独自拥有，故B项错误；C项，晶胞多数为平行六面体，不一定为长方体，故C项错误；D项，不同晶体的晶胞可能相同，也可能不相同，故D项正确；故选D。 3．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。A项，FeCl3蒸气冷凝得到氯化铁晶体，A项不符合题意；B项，熔融态SiO2热液缓慢冷却可以得到SiO2晶体，B项不符合题意C项，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；D项，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晶体，D项不符合题意；故选C。 4．共价键、金属键、离子键和分子间作用力是微观粒子间的不同相互作用，含有上述两种相互作用的晶体是_______。 A．SiC晶体 B．CCl4晶体 C．KCl晶体 D．Na晶体 【答案】B 【解析】A项，SiC晶体为共价晶体，晶体中只存在共价键；B项，CCl4晶体是分子晶体，分子之间存在分子间作用力，在分子内部C、Cl之间以共价键结合；C项，KCl晶体为离子晶体，晶体中只存在离子键；D项，Na晶体为金属晶体，晶体中只存在金属键。 5．下列关于晶体性质的说法正确的是_______。 A．共价晶体的熔点一定比金属晶体的高 B．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 C．某晶体不导电，但其水溶液可导电，该晶体不一定为离子晶体 D．离子晶体由离子构成，其在固态、熔融态和水溶液中均可导电 【答案】C 【解析】某些金属晶体熔点也很高，如钨比石英晶体高得多，A错误；某些金属晶体熔点很低，如汞熔点很低，常温下呈液态，B错误；水溶液可导电的除了离子晶体，还可能是某些分子晶体，C正确；离子晶体在固态时不能导电，D错误。 6．化学材料在人类社会发展中起着重要作用。下列关于几种含碳材料的说法不正确的是_______。 A．①属于共价晶体 B．②中碳原子是sp2杂化 C．③碳纳米管属于胶体 D．④C60间的作用力是范德华力 【答案】C 【解析】A．金刚石中碳原子间均以共价键相结合，属于共价晶体，A正确；B．石墨中的碳原子形成平面结构，采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道，B正确；C．碳纳米管属于单质，不属于胶体分散系，C错误；D．C60之间的相互作用力是范德华力，属于分子晶体，D正确；答案选C。 7．有关晶体的结构如图所示，下列说法正确的是_______。 A．在NaCl晶体中，距Cl-最近的Na+形成正八面体 B．NaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数相同 C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为1:4 D．石墨是分子晶体，层间是范德华力，层内每个碳原子与其他3个碳原子形成共价键 【答案】A 【解析】A．由图可知，1个NaCl晶胞中Cl-与最近的6个Na+形成正八面体，故A正确；B．CsCl中Cs的配位数为8，NaCl中Na的配位数为6，故B错误；C．在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键属于2个碳原子共有，则平均每个碳原子形成2个碳碳键，即碳原子与碳碳键个数的比为1∶2，故C错误；D．石墨晶体为层状结构，为混合晶体，层内每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的3个碳原子以共价键相结合，形成无限的六边形网状结构，层与层之间以范德华力结合形成层状结构，故D错误；故选：A。 8．观察下列模型，判断下列说法错误的是_______。 金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 C60 A.原子数相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶2 B．SiO2晶体中Si和Si—O个数比为1∶4 C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1 D．C60晶体堆积属于分子密堆积 【答案】A 【解析】金刚石和碳化硅都是共价晶体，在晶体中每个C原子或Si原子与相邻的4个原子形成共价键，每个共价键为2个原子所共有，因此若晶体中含有1 mol原子，则物质含有共价键的数目是2NA，故原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1，A错误；在SiO2晶体中，每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si—O，故Si原子与Si—O个数比为1∶4，B正确；在石墨烯中，每个C原子为相邻的3个六元环所共有，则在六元环中含有的C原子数为6×＝2，因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1，C正确；C60 分子之间只有范德华力，所以晶体是分子密堆积，D正确。 9．已知Ba、Mo的氯化物沸点信息如表所示。二者沸点差异的原因是___________________。 氯化物 沸点 BaCl2 1 560 ℃ MoCl5 268 ℃ 【答案】BaCl2属于离子晶体，MoCl5属于分子晶体，离子晶体的沸点主要取决于离子键，分子晶体的沸点主要取决于分子间作用力，离子键通常强于分子间作用力(合理即可) 10．常见晶体的结构分析 (1)金刚石晶体 ①在晶体中每个碳原子以共价单键与相邻的___________个碳原子相结合，成为____________构型。 ②晶体中C—C—C夹角为____________，碳原子采取了____________杂化。 ③最小环上有___________个碳原子。 ④晶体中碳原子个数与C—C键数之比为______________。 ⑤在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为______________。 (2)二氧化硅晶体 ①每个硅原子与相邻的四个氧原子以共价键相结合构成正四面体结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。晶体中Si原子与O原子个数比为_____________。 ②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与_____________个Si原子成键，1molSiO2晶体中含Si-O键数目为______________。 【答案】(1)4 正四面体 109°28' sp3 6 1：2 8 (2)1：2 2 4NA 【解析】(1)①在金刚石晶体中每个碳原子以共价单键与相邻的4个碳原子相结合，为sp3杂化，无孤对电子，成为正四面体构型； ②在金刚石晶体里，每个碳原子以四个共价键对称的与相邻的4个碳原子结合，碳原子采取sp3杂化方式形成共价键，所以碳原子与其周围的4个碳原子形成正四面体结构，所以夹角是 109°28′； ③金刚石是共价晶体，在共价晶体里，原子间以共价键相互结合，形成三维的空间网状结构，最小的环上有6个C原子； ④最小的环是立体六元环，每个C原子周围有4条共价键，而每2个碳原子形成1个共价键，则金刚石晶体中C原子数与C-C键数之比为1：2； ⑤碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”该晶胞中实际含有的碳原子数为8×1/8+6×1/2+4=8； (2)①晶体中每个Si原子连接4个O原子、每个O原子连接2个Si原子，所以石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1：2； ②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，每个Si原子和4个氧原子形成4个Si-O键，1molSiO2晶体中含Si-O键数目为4NA。 11．下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题： (1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。 (2)代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。 (3)代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有________个。 (4)代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。 (5)代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。 (6)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为______________。 【答案】(1)D 4 原子 (2)E 2 (3)A 12 (4)C 离子 8 (5)B 分子 12 (6)石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰 【解析】根据晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是立方体结构，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，每个Na＋(或Cl－)周围与它最近且距离相等的Na＋(或Cl－)有12个。CsCl晶体由Cs＋、Cl－构成立方体结构，但Cs＋组成的立方体中心有1个Cl－，Cl－组成的立方体中心又镶入一个Cs＋，每个Cl－与8个Cs＋紧邻，每个Cs＋与8个Cl－紧邻。干冰也是立方体结构，但在立方体的每个正方形面的中央都有一个CO2分子，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。金刚石的基本结构单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层结构由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个正六边形占有1个碳原子的，所以平均每个正六边形占有的碳原子数是6×＝2。(6)离子晶体的熔点由其离子键的强弱决定，由于半径Na＋<Cs＋，所以熔点NaCl>CsCl。石墨虽为混合晶体，但粒子间作用力有范德华力、共价键，若要熔化，不仅要破坏范德华力，还要破坏共价键，且石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，所以石墨中碳碳键的键能比金刚石中碳碳键的大，则石墨的熔点比金刚石的熔点要高。 【强化训练】 1．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。 2．下列有关晶体的说法中正确的是_______。 A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B．共价晶体中共价键越强，熔点越高 C．冰熔化时水分子中共价键发生断裂 D．氯化钠熔化时离子键未被破坏 【答案】B 【解析】分子间作用力只决定晶体的物理性质，如熔沸点和溶解性，稳定性是化学性质的表现，A错误；共价晶体熔融需克服共价键，共价键越强，熔点越高，B正确；冰熔化时破坏氢键和分子间作用力，C错误；氯化钠熔化时破坏离子键，D错误。 3．NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F，该化学方程式中的5种物质不所含的晶体类型有_______。 A．离子晶体 B．分子晶体 C．共价晶体 D．金属晶体 【答案】C 【解析】在反应4NH3＋3F2NF3＋3NH4F中，NH3、F2、NF3的晶体类型为分子晶体；Cu为金属晶体；NH4F为离子晶体，故选C。 4．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_______。 物质 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 190 -70 2 300 沸点/℃ 182.7 57.6 2 500 注：AlCl3熔点在2.02×105 Pa条件下测定。 A．SiCl4是分子晶体 B．单质B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】D 【解析】由表中数据可知，SiCl4的熔、沸点较低，属于分子晶体，A正确；单质B的熔、沸点很高，所以单质B是共价晶体，B正确；由表中数据可知AlCl3的沸点比熔点低，所以AlCl3加热能升华，C正确；单质B是共价晶体，AlCl3属于分子晶体，两者晶体类型不同，D错误。 5．X和Y两种元素的核电荷数之和为22，X的原子核外电子数比Y的少6。下列说法不正确的是_______。 A．X的单质固态时为分子晶体 B．Y的单质为共价晶体 C．X与Y形成的化合物固态时为分子晶体 D．X与碳形成的化合物为分子晶体 【答案】C 【解析】由题意可知，X是O，Y是Si。O2及O与碳形成的化合物固态时(CO、CO2)均为分子晶体，Si的单质为共价晶体，A、B、D正确；SiO2为共价晶体，C错误。 6．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，下列有关说法正确的是_______。 A．图1和图4为非密置层堆积，图2和图3为密置层堆积 B．图1~图4分别是简单立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积、体心立方堆积 C．图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、2、4 D．图1~图4堆积方式的空间利用率大小关系是图1<图2<图3=图4 【答案】D 【解析】A．图1、图2为非密置层堆积，图3、图4为密置层堆积，故A错；B．图1~图4分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积和六方最密堆积，故B错；C．图1~图4每个晶胞所含有的原子数分别为8×1/8=1、8×1/8+1=2、8×1/8+6×1/2=4、8×1/8+1=2，故C错；D．图1~图4堆积方式的空间利用率分别为：52%、68%、74%、74%，故D正确 ；答案选D。 7．下图(1)是常见的几种物质的晶胞，从左到右分别为锌、碘、金刚石和钠，下列说法不正确的是_______。 A．Zn晶胞的俯视图是如图(2)所示的菱形，则晶体中与一个Zn原子最近且等距的Zn原子有12个 B．碘晶胞中I2分子有两种不同的取向，一个晶胞中有4个分子 C．金刚石晶胞中C原子的半径为c pm，则体对角线的长度为8c pm D．Na晶胞是边长为a nm的立方体，则Na的原子半径可以表示为 pm 【答案】D 【解析】A．锌原子堆积方式为六方最密堆积，属于密堆积，由晶胞结构可知，晶体中与一个Zn原子最近且等距的Zn原子有12个，A正确；B．由晶胞结构可知，碘分子的排列有2种不同的取向，在顶点和面心的I2取向不同，一个晶胞中有 8×1/8+6×1/2=4个I2分子，B正确；C．由晶胞结构可知，金刚石晶胞的体对角线等于C原子半径的8倍，金刚石晶胞中C原子的半径为c pm，则体对角线的长度为8c pm，C正确；D．由晶胞结构可知，Na晶胞体对角线的1/4等于Na原子的半径，Na晶胞是边长为a nm的立方体，则Na的原子半径可以表示为a/4 nm=a/4×103pm，D错误；故选D。 8．根据表中给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为260 ℃)，判断下列说法错误的是( ) 晶体 NaCl MgO SiCl4 AlCl3 晶体硼 熔点/℃ 801 2 852 －70 180 2 500 A．MgO中的离子键比NaCl中的离子键强 B．SiCl4晶体是分子晶体 C．AlCl3晶体是离子晶体 D．晶体硼是共价晶体 【答案】C 【解析】根据表中各物质的熔点，判断晶体类型。NaCl和MgO是离子化合物，属于离子晶体，故熔、沸点越高，说明键能越大，离子键越强，A项正确；SiCl4是共价化合物，熔、沸点较低，为分子晶体，硼为非金属单质，熔、沸点很高，是共价晶体，B、D项正确；AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物，但其晶体熔、沸点较低，应属于分子晶体。 9．“结构决定性质”是化学学科的核心观念，请用物质结构的相关知识回答下列问题： (1)常温下二氧化碳是气体而二硫化碳是液体的原因是 。 (2)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的沸点高于甲苯，其原因是 。 (3)已知，乙酸的为4.76，丙酸的为4.88，则酸性乙酸 丙酸(大于或小于)，原因是 。 (4) Na2O的熔点大于Na2S的熔点，其原因是 。 (5)I2易溶于四氯化碳而难溶于水，其原因是 。 (6)已知碳化硅与晶体硅晶体类型相同，其熔点：晶体硅<碳化硅，原因是 。 【答案】(1)二者组成与结构相似，均为非极性分子，二硫化碳相对分子质量大，分子间作用力大，熔点高，故常温下为液态，二氧化碳相对分子质量小，范德华力较小，为气态 (2)苯胺()与甲苯()均为分子晶体，苯胺()可以形成分子间氢键，所以苯胺的沸点高于甲苯 (3)大于 烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基极性越小，酸性越弱 (4)Na2O与Na2S均为离子化合物，O2-的半径小于S2-半径，O2-与Na+之间形成的离子键更强，故熔点高 (5)碘分子为非极性分子，四氯化碳为非极性溶剂，水为极性溶剂，依据“相似相溶”规律，碘单质易溶于四氯化碳 (6)晶体硅和碳化硅均属于共价晶体，原子半径：Si＞C，键长：Si-Si＞C-C，键能：Si-Si＜C-C 【解析】(1)二者组成与结构相似，均为非极性分子，二硫化碳相对分子质量大，分子间作用力大，熔点高，故常温下为液态，二氧化碳相对分子质量小，范德华力较小，为气态；(2)苯胺()与甲苯()均为分子晶体，苯胺()可以形成分子间氢键，所以苯胺的沸点高于甲苯；(3)越小，酸性越大，则酸性乙酸大于丙酸；烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基极性越小，酸性越弱，烃基属于推电子基团，烃基中的碳链越长，推电子效应越大，使羧基中羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱；(4)Na2O与Na2S均为离子化合物，O2-的半径小于S2-半径，O2-与Na+之间形成的离子键更强，故熔点高；(5)碘分子为非极性分子，四氯化碳为非极性溶剂，水为极性溶剂，依据“相似相溶”规律，碘单质易溶于四氯化碳；(6)晶体硅和碳化硅均属于共价晶体，原子半径：Si＞C，键长：Si-Si＞C-C，键能：Si-Si＜C-C。 15 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $