第3章 不同聚集状态的物质与性质（复习讲义）化学鲁科版选择性必修2

第3章 不同聚集状态的物质与性质 复习讲义 复习目标 1.理解物质常见聚集状态（气态、液态、固态）的微观结构差异，明确微粒运动形式、作用力强弱与聚集状态的关联。​ 2.辨析晶体与非晶体的本质区别（是否有规则几何外形、是否存在自范性、微观结构是否有序），掌握晶体的分类及判断方法。​ 3.理解晶体的堆积模型（简单立方、体心立方、面心立方最密堆积、六方最密堆积），能分析不同堆积方式的配位数、空间利用率。​ 4.掌握离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的结构特征与性质规律，能结合结构解释物质的物理性质（熔沸点、硬度、导电性等）。​ 5.了解液晶、纳米材料、等离子体等特殊聚集状态物质的结构特点与应用。 重点和难点 重点： 1.晶体与非晶体的本质区别及判断方法。​ 2.四种晶体类型的结构特征、微粒间作用力与性质的对应关系。​ 3.晶体堆积模型（配位数、空间利用率）与晶胞相关计算（微粒个数、密度、边长推导）。 难点： 1.晶体堆积方式的微观分析（面心立方最密堆积、六方最密堆积的结构特点）。​ 2.晶胞计算的综合应用（结合堆积模型、原子半径推导晶胞参数、密度）。​ 3.特殊聚集状态物质（如液晶、纳米材料）的结构与性质关联。 █知识点一 常见晶体的比较与晶体类型判断 1.晶体的基本类型与性质 类型 比较　　 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 粒子间的相互作用力 硬度 熔、沸点 溶解性 导电、传热性 2.判断晶体类型的方法 （1）依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断 ①分子晶体的构成微粒是 ，微粒间的作用为 。 ②共价晶体的构成微粒是 ，微粒间的作用是 。 ③金属晶体的构成微粒是 ，微粒间的作用是 。 ④离子晶体的构成微粒是 ，微粒间的作用是 。 （2）依据物质的分类判断 ①大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2等外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是 。 ②金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等是 。 ③金属单质（除汞外）和合金是 。 ④金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是 。 （3）依据晶体的熔点判断 ① 晶体的熔点低 ② 晶体的熔点较高 ③ 晶体的熔点很高 ④ 晶体的多数熔点高，但也有少数熔点相当低合金的熔、沸点比其成分金属低 （4）依据导电性判断 ① 晶体是电的良导体，固体导电 ② 晶体一般为非导体，但硅为半导体 ③ 晶体溶于水及熔融状态时能导电 ④ 晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电 （5）依据硬度和机械性能判断 ① 晶体硬度小且较脆 ② 晶体硬度大 ③ 晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。合金的硬度比其成分金属大 ④ 晶体硬度较大、硬而脆 效果检测易错提醒 1．离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。 2．离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除含有离子键外，还含有共价键和氢键。 3．离子晶体不一定都含有金属元素，如：NH4Cl、NH4NO3等铵盐。 4．由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如：AlCl3是分子晶体。 5．含金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体；有阴离子的晶体中一定存在阳离子。 6．离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的，不是任意的。 7．溶于水能导电的不一定是离子晶体，如：HCl等；熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体，如：金属等。 1．下表所列数据是对应晶体的熔点，据此判断下列选项正确的是( ) 晶体 Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O3 BCl3 CO2 SiO2 熔点 920℃ 97.8℃ 1291℃ 190℃ 2073℃ -107℃ -57℃ 1723℃ A．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 B．铝的化合物的晶体均是离子晶体 C．同族元素的最高价氧化物不可能形成不同类型的晶体 D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 2．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( ) MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 801 712 190 2300 沸点/℃ 1465 1412 178 2500 注：AlCl3熔点在条件下测定。 A．SiCl4与SiO2晶体结构相似 B．单质B晶体内部原子之间通过共价键连接 C．AlCl3加热易升华 D．MgCl2晶体中离子键的强度比晶体中的小 █知识点二 物质熔沸点大小的比较 1.首先看物质状态：一般情况下，固体 液体 气体。 2.其次看物质所属晶体类型：一般情况下，共价晶体 离子晶体 分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很 ，汞、铯等金属的熔、沸点很 。 3.同种类型晶体的熔、沸点的比较： （1）分子晶体: ①看是否含有氢键:有 的熔沸点高，相同的分子间氢键，看氢键的 ， 越多，熔沸点越 ，如H2O H2Te H2Se H2S。 ②比较范德华力：组成和结构相似，相对分子质量越 ，熔沸点越 ，如SnH4 GeH4 SiH4 CH4。 ③比较分子极性：相对分子质量相近，分子极性越 ，熔沸点越 ，如CO N2、CH3OH CH3CH3。 ④同分异构体的支链越 ，熔、沸点越 ，如CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH2CH3 CH3C(CH3)2CH3。 （2）共价晶体： ①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越 ，键能越 ，共价键越 ，物质的熔、沸点越 ，如熔点：金刚石 碳化硅 硅。 ②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。 一般原子半径越 ，键长越 ，键能越 ，晶体的熔点就越 。 （3）金属晶体： ①金属离子半径越 ，离子所带电荷数越 ，其金属键越 ，金属的熔、沸点越 ，如熔、沸点：Na Mg Al。 ②合金的熔点比组成合金的纯金属 。 （4）离子晶体： ①一般地，离子所带的电荷数越 ，离子半径越 ，则离子间的作用力就越 ，其离子晶体的熔、沸点就越 ，如熔点：MgO NaCl CsCl。 ②离子所带的电荷数的影响 离子半径的影响。 易错提醒 物质熔、沸点比较 1.勿忽视金属晶体的特殊性：金属晶体熔沸点跨度极大，不能简单归为 “中间层级”。如钨（原子晶体级熔沸点）＞多数离子晶体，汞（液态金属）＜多数分子晶体，需结合具体金属键强弱分析。​ 2.避免 “绝对化” 表述：原子晶体熔沸点通常最高，但部分金属晶体（如钨）熔沸点高于某些原子晶体（如晶体硅，1410℃），需通过具体数据或作用力强弱验证。 3.分子晶体中勿忽视 “结构相似” 前提：相对分子质量比较仅适用于组成和结构相似的分子（如 CH4与 SiH4），若结构差异大（如 H2O 与 H2S，H2O 含氢键），需优先考虑氢键。​ 4.离子晶体中避免 “单因素判断”：不能仅看离子半径或电荷数，需综合分析。如 CaO（Ca2+、O2-）与 NaCl（Na+、Cl-），虽 Ca2+半径＞Na+半径，但O2-电荷数＞Cl-，整体离子键 CaO 更强，熔沸点 CaO＞NaCl。 5.勿将石墨归为原子晶体：石墨虽熔沸点高，但层间为范德华力，属于混合晶体，其硬度、导电性与原子晶体差异显著。​ 6.有机物同分异构体比较需注意 “支链影响”：支链增多会降低分子间作用力，与 “相对分子质量越大熔沸点越高” 的规律不冲突（同分异构体相对分子质量相同）。 效果检测 1.下列关于物质熔、沸点的比较正确的是( ) A．HF、HCl、HBr的沸点依次升高 B．Rb、K、Na、Li的沸点依次降低 C．CCl4、MgCl2、Si3N4的熔点依次降低 D．晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高 2.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 █知识点三 晶胞的有关计算 1.认识常见晶体的结构 （1）常见分子晶体的结构 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 （1）面心立方最密堆积：立方体的每个顶点有一个CO2分子，每个面上也有一 个CO2分子，每个晶胞中有 个CO2分子 （2）每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有 个 （3）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 白磷 （1）面心立方最密堆积 （2）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 冰 （1）每个水分子与相邻的 个水分子以氢键相连接 （2）每个水分子实际拥有 个“氢键” （3）冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围 个水分子形成氢键 【微点拨】 （1）若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，每个分子周围有 个紧邻的分子。在分子晶体中，原子先以共价键形成分子，分子再以分子间作用力形成晶体。由于分子间作用力没有方向性和饱和性，分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子 （2）若分子间靠氢键形成的晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于 个。因为氢键有方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体 （2）常见共价晶体的结构 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r （1）每个碳与相邻 个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为 （2）每个金刚石晶胞中含有 个碳原子，最小的碳环为 元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化 （3）每个碳原子被 个六元环共用，每个共价键被 个六元环共用，一个六元环实际拥有 个碳原子 （4）C原子数与C—C键数之比为 ，12g金刚石中有 mol共价键 （5）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiO2 （1）SiO2晶体中最小的环为 元环，即：每个 元环上有 个O， 个Si （2）每个Si与 个O以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有 个Si， 个“O”，n(Si)∶n(O)＝ （3）每个Si原子被 个十二元环共用，每个O原子被 个十二元环共用 （4）每个SiO2晶胞中含有 个Si原子，含有 个O原子 （5）硅原子与Si—O共价键之比为 ，1mol Si O2晶体中有 mol共价键 （6）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiC、BP、AlN （1）每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构 （2）密度：ρ(SiC)＝；ρ(BP)＝； ρ(AlN)＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) （3）若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d （3）常见离子晶体的结构 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl （1）一个NaCl晶胞中，有 个Na+，有 个Cl－ （2）在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引 个Cl－，形成正八面体形； 每 个Cl－同时强烈吸引 个Na+ （3）在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为 （4）在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有 个， 每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个 （5）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) CsCl （1）一个CsCl晶胞中，有 个Cs+，有 个Cl－ （2）在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引 个Cl－，即：Cs+的配位数为 ， 每个Cl－ 同时强烈吸引 个Cs+，即：Cl－的配位数为 （3）在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有 个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有 个 （4）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ZnS （1）1个ZnS晶胞中，有 个S2－，有 个Zn2＋ （2）Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为 （3）密度＝ CaF2 （1）1个CaF2的晶胞中，有 个Ca2＋，有 个F－ （2）CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是 ，F－的配位数是 （3）密度＝ 离子晶体的配位数 离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数 影响离子晶体配位数的因素 （1）正、负离子半径比：AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子半径比越大，离子的配位数越大。如：ZnS、NaCl、CsCl （2）正、负离子的电荷比。如：CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同 （4）常见金属晶体的结构 堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 (钾型) 面心立方最密堆积(铜型) 六方最密堆积(镁型) 晶胞 代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti 配位数 晶胞占有的原子数 原子半径(r)与立方体边长为(a)的关系 2.晶体配位数的确定 晶体的配位数是指晶体中一个原子周围与其等距离的最邻近的原子的数目。 （1）最密堆积晶体的配位数均为12，如分子晶体中的干冰。 （2）金刚石、碳化硅，配位数均为4。 （3）金属晶体 堆积模型 简单立方 堆积 体心立方 堆积 六方最密 堆积 面心立方 最密堆积 晶胞 配位数 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 一个晶胞内原子数目 常见金属 Po Na、K、Fe Mg、Zn、Ti Cu、Ag、Au （4）离子晶体中的配位数是指一个离子周围最近的异电性离子的数目 3.计算晶体密度的方法 （1）晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 （2）晶胞质量 晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数×。 （3）晶体密度 晶体密度。 4.计算晶体中粒子间距离的方法 5.原子分数坐标参数 1）概念 原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。 2）原子分数坐标的确定方法 （1）依据已知原子的坐标确定坐标系取向。 （2）一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。 （3）从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 易错提醒 有关晶胞的计算 1.勿混淆“面心立方晶胞与六方晶胞”：二者配位数均为12（最密堆积），但面心立方晶胞为立方结构，六方晶胞为六棱柱结构，微粒位置和参数关系完全不同（如六方晶胞需区分底面边长与高）。​ 2.离子晶体晶胞需关注“阴阳离子位置”：如NaCl晶胞中，Cl-位于顶点和面心，Na+位于棱上和体心；而CsCl晶胞中，Cs+位于体心，Cl-位于顶点，二者微粒位置不同，后续均摊计算方式不同。 3.漏算“内部微粒”：离子晶体晶胞常含内部微粒（如ZnS晶胞中，S2-位于面心和顶点，Zn2+于晶胞内部4个位置），需直接计入总数，不可遗漏。​ 4.误判“棱上/面上微粒的贡献比例”：棱上微粒贡献1/4（12条棱）、面心微粒贡献1/2（6个面），需牢记“棱4面2顶8体1”的口诀，避免比例混淆（如将棱上比例误算为1/2）。​ 5.离子晶体需分别计算阴阳离子个数：不可仅计算一种离子，需通过个数比验证是否符合化学式（如CsCl晶胞中，Cs+1个、Cl-1个，比例1:1，符合CsCl化学式）。 6.单位换算错误：这是最常见错误！需牢记1pm=10-10cm（如将361pm误算为361×10-12cm，会导致体积计算错误100倍）。​ 7.混淆“微粒个数与化学式单元”：离子晶体中，晶胞微粒个数比需符合化学式（如NaCl晶胞中Na⁺与Cl-均为4个，按1:1计入“化学式单元数”），不可将阴阳离子个数直接相加作为N值。 8.误用晶胞参数与原子半径的关系：不同晶胞的参数关系不同（面心立方：a=2√2r；体心立方：a=4r/√3；简单立方：a=2r），需根据晶胞类型选择对应公式，不可通用。 效果检测 1.半导体材料砷化铟是制备高速低功耗电子器件、红外光电子器件及自旋电子器件的理想材料。是ⅢA族元素，如图所示为的六方结构示意图，下列说法错误的是(设NA为阿伏加德罗常数的值) ( ) A．两种元素均位于p区 B．晶体中和的配位数均为4 C．晶体中两种原子之间存在配位键 D．1个晶胞(平行六面体)的质量为 2.研究低温超导体材料的性能对解决能源危机有重要意义。金属K与C60形成的一种低温超导材料的立方晶胞结构如图所示，晶胞边长都为apm，K原子位于晶胞的棱上与内部。下列说法正确的是 A．该材料的化学式为KC60 B．C60周围等距且最近的C60的个数为4个 C．棱上K原子处在C60构成的立方体空隙中 D．C60与C60的最短距离是apm █知识点四 液晶、纳米材料与超分子的结构与性质 一、液晶 液晶是介于 之间的特殊聚集状态，兼具液体的 和晶体的 ，是 “软物质” 的典型代表。 1.结构特点 （1）微观排列：分子排列呈“长程无序、短程有序”——整体无规则（类似液体），但局部区域分子沿特定方向有序排列（类似晶体）。 （2）分子结构要求：多数液晶分子为“细长棒状”或“扁平盘状”，且分子中含极性基团（如-OH、-COOH）或共轭体系（如苯环），保证分子间能形成弱相互作用（如范德华力、氢键），维持局部有序性。 2.核心性质 （1）流动性：分子可 ，能像液体一样流动，可填充不同形状的容器。 （2）各向异性：因局部分子 ，物理性质（如折射率、介电常数、透光性）随方向不同而变化（类似晶体）。例如：液晶分子沿长轴方向和垂直方向的折射率不同，在外加电场作用下分子取向改变，可实现光的透过与遮挡。 （3）对外界刺激敏感：温度、电场、磁场、压力等外界条件变化时，液晶分子的排列方式会 ，进而导致性质变化（这是液晶应用的核心依据）。例如：温度升高到“清亮点”时，液晶会完全变为液态，失去各向异性。 3.主要应用 （1）显示技术：利用“电场调控液晶分子取向，进而改变透光性”的原理，制造 ，如手机、电脑、电视屏幕。 （2）传感与检测：利用液晶对温度、压力的敏感性，制作 、压力传感器（如触摸屏压力感应层）。 （3）光学器件：利用各向异性制作 、光学快门等。 二、纳米材料 纳米材料是指微粒直径在 范围内的材料，因尺寸处于“宏观与微观的过渡区”，表现出特殊的量子尺寸效应、表面效应等。 1.结构特点 （1）尺寸特征：微粒直径 ，与原子、分子尺寸相近（如单个原子直径约0.1nm，纳米颗粒可包含数千至数万个原子）。 （2）表面效应显著：纳米颗粒的表面积与体积之比（比表面积）远 宏观材料，表面原子占比极高（如直径10nm的颗粒，表面原子占比约20%）。表面原子配位不饱和，活性 ，易与其他物质发生相互作用。 （3）内部结构多样：可分为 （如纳米金、纳米二氧化钛）、 （如碳纳米管）、 （如石墨烯）、纳米薄膜等。 2.核心性质 （1）量子尺寸效应：当微粒尺寸接近电子德布罗意波长时，电子能量不再连续，导致材料的光学、电学、磁学性质发生 。例如：纳米金颗粒随尺寸变化呈现不同颜色（2nm时呈红色，10nm时呈蓝色），而宏观金为金黄色。 （2）表面效应：高比表面积使纳米材料具有极强的 、 。例如：纳米二氧化钛是高效催化剂，可用于光催化降解污染物；纳米活性炭吸附能力远强于普通活性炭。 （3）宏观量子隧道效应：纳米材料中的电子、质子等微观粒子可穿越宏观上不能逾越的能垒，使材料具有特殊的 、 性能（如纳米银的导电性优于普通银）。 3.主要应用 （1）催化领域：作为 ，用于化工合成、污染物降解（如纳米铂催化氢气氧化）。 （2）医疗领域：制作 （纳米颗粒可精准到达病灶）、医学成像造影剂（如纳米氧化铁用于磁共振成像）、抗菌材料（纳米银具有广谱抗菌性）。 （3）材料改性：添加纳米颗粒改善 ，如纳米二氧化硅添加到塑料中，提高塑料的强度和耐热性；碳纳米管增强复合材料用于航空航天领域。 （4）能源领域：制作 （提高光吸收效率）、 （提高充放电效率和容量）。 三、超分子 超分子是由两种或两种以上分子通过非 结合形成的具有特定结构和功能的聚集体，核心是“分子间的协同作用”。 1.结构特点 （1）非共价键结合：超分子的稳定性依赖分子间弱相互作用（键能 共价键），但多种弱相互作用协同作用时，可形成 （类似“多个小力叠加成大力”）。例如：DNA双螺旋结构中，两条链通过碱基对之间的氢键结合；蛋白质的空间结构依赖氢键、疏水作用等维持。 （2）具有“自组装”特性：分子可通过非共价键自发排列形成 的超分子结构，无需外界强制干预。例如：表面活性剂分子在水中可自组装形成胶束（亲水基团朝外，疏水基团朝内）；液晶分子的局部有序排列也是一种自组装过程。 （3）结构可控性：通过调节分子结构、外界条件（温度、浓度），可设计超分子的 、 和 （如设计特定结构的分子，使其自组装成纳米管、纳米囊泡）。 2.核心性质 （1）动态可逆性：非共价键的弱相互作用使超分子结构可随外界条件变化而动态调整（如温度升高时，部分氢键断裂，超分子结构 ；温度降低后，氢键重新形成，结构 ）。 （2）功能协同性：超分子的功能并非单个分子功能的简单叠加，而是通过分子间协同作用产生 。例如：酶与底物形成的超分子体系，可显著提高酶的催化效率（底物与酶的活性中心通过非共价键结合，使反应更易发生）。 （3）分子识别能力：超分子中的主体分子可通过尺寸、形状、极性匹配，特异性识别 并结合（类似“钥匙与锁”的关系）。例如：冠醚（主体）可特异性识别碱金属离子（客体），通过氢键和静电作用结合。 3.主要应用 （1）分子识别与传感：利用超分子的分子识别能力，制作化 ，检测 （如检测水中的重金属离子、生物体内的葡萄糖）。 （2）药物递送：设计 （如环糊精、脂质体），通过分子间作用包裹药物，实现药物的 （减少副作用，提高药效）。 （3）催化领域：构建 ，通过主体分子对底物的识别和定位，提高催化的选择性和效率。 （4）材料科学：利用超分子自组装制备 ，如超分子凝胶（可用于伤口敷料）、超分子薄膜（用于防伪、光学器件）。 易错提醒 1.勿将“液晶归为晶体或液体”：液晶是独立的聚集状态，既不是晶体（无长程有序），也不是液体（有短程有序和各向异性）。 2.混淆“清亮点与熔点”：清亮点是液晶变为液态的温度（高于清亮点为液态），熔点是固态变为液晶的温度（低于熔点为固态），二者之间才是液晶状态。 3.混淆“纳米材料与纳米尺度物质”：纳米材料是指“尺寸在1~100nm且具有特殊性质的材料”，并非所有尺寸为纳米级的物质都是纳米材料（如普通分子直径约0.1nm，但不属于纳米材料）。 4.忽视“纳米材料的潜在风险”：部分纳米颗粒因活性高、易扩散，可能对人体健康和环境造成影响（如吸入纳米颗粒可能损伤肺部），应用时需关注安全性。 5.混淆“超分子与高分子”：超分子是分子通过非共价键结合的聚集体（如DNA双螺旋），高分子是单体通过共价键连接的长链分子（如聚乙烯），二者结合力本质不同。 6.误解“非共价键的稳定性”：虽然单个非共价键弱，但超分子中多个非共价键协同作用时，整体结构可具有较高稳定性（如DNA双螺旋在生理条件下稳定存在），并非“一定不稳定”。 效果检测 1.下列说法正确的是( ) A．液晶是液体和晶体的混合物 B．混合型晶体是有多种类型晶体互相混合而成的晶体 C．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，不含离子和独立原子 D．大多数离子液体含有体积很大的阴阳离子，呈液态，难挥发 2.下列应用与对应材料的核心性质匹配错误的是（ ） A. 液晶体温贴片——液晶对温度敏感，排列方式随温度变化 B. 纳米二氧化钛降解污染物——纳米材料的表面效应，催化活性高 C. 超分子靶向药物载体——超分子的分子识别能力，精准结合病灶 D. 纳米银制作导线——纳米材料的宏观量子隧道效应，熔点显著升高 █考点一常见晶体的比较与晶体类型判断 【例1】下列晶体的分类正确的一组是 选项 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 A 石墨 Ar Hg B 金刚石 Ag C SiC Mg D Si NaH 【变式1-1】某化学兴趣小组在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔点，记录如下： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔点/℃ 801 712 190 －68 782 根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是( ) A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4 C．NaCl、CaCl2 D．全部 【变式1-2】下列数据是对应物质的熔点(℃)，据此作出的下列判断中错误的是(　　) Na2O NaCl AlF3 AlCl3 920 801 1 291 190 BCl3 Al2O3 CO2 SiO2 －107 2 073 －57 1 723 A．铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体 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 █考点二 晶体熔沸点高低的比较 【例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>金刚砂 B． C． D．金刚石>生铁>纯铁>钠 【变式2-1】下列物质熔沸点高低的比较，正确的是 A．SiO2<CO2 B．CCl4<CF4 C．HF>HI D．NaCl<HCl 【变式2-2】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 █考点三 晶胞组成的计算 【例3】某卤化物可用于制作光电材料，其晶胞是立方体(结构如图1所示)。当部分K+被销离子(Eu2+)或空位取代后可获得高性能激光材料，其晶胞结构如图2所示。下列说法正确的是(设阿伏加德罗常数的值为NA)( ) A．图1中每个K+周围紧邻且距离相等的F-共有6个 B．图1晶胞若以Mg2+作为晶胞的顶点，则K+位于晶胞的棱心 C．图2表示的化学式为 D．图2晶体的密度可表示为 【变式3-1】由Li、Al、Si构成的某化合物的晶体结构如下图所示，该晶体的晶胞参数为。原子1的坐标为，原子3的坐标为。下列说法正确的是 A．原子2的坐标为 B．Al原子核外有13种能量不同的电子 C．该晶体的密度为 D．与的最近距离为 【变式3-2】K晶胞与晶胞结构如图。下列说法错误的是 A．一个晶胞中含有2个原子 B．晶胞参数为，则原子的半径为 C．分子的空间结构为角形 D．晶胞是长方体，边长，每个原子周围与其等距且紧邻的原子有12个 █考点四 液晶、纳米材料与超分子的结构与性质 【例4】下列对液晶、纳米材料、超分子的区分错误的是（ ） A. 液晶是特殊聚集状态，纳米材料按尺寸划分，超分子是分子聚集体 B. 液晶和超分子均可能依赖氢键维持结构，纳米材料微粒间作用力多样 C. 三者均可交叉融合，如 “纳米尺度的超分子液晶材料” D. 液晶和纳米材料均具有各向异性，超分子不具有各向异性 【变式4-1】下列叙述错误的是 A．超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，能表现出不同于单个分子的性质 B．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 C．液晶是液体和晶体的混合物 D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分组成 【变式4-2】科学研究表示，物质有多种聚集状态。下列描述错误的是 A．冠醚可以作为高锰酸钾氧化烯烃的催化剂 B．液晶显示功能与液晶材料内部分子的排列密切相关 C．X射线衍射实验不能测定晶体的原子坐标 D．纳米材料之一石墨烯可作为新型电源的电极材料 基础应用 1．（24-25高二下·山东聊城·期末）化学与科学、技术、社会、环境密切联系。下列说法错误的是 A．区别晶体和非晶体最可靠的科学方法是测定熔、沸点 B．冠醚与碱金属阳离子之间的识别属于超分子作用 C．苯酚有毒，不慎沾到皮肤上应立即用酒精冲洗，再用水冲洗 D．等离子体是由阳离子、电子及电中性粒子组成的整体上呈电中性的一种特殊的气体 2．（24-25高二下·山东青岛·期中）物质内部微粒有序排列可形成晶体。下列说法错误的是 A．二氧化硅晶体中由共价键形成的最小环有12个原子 B．氯化铯晶体中每个周围距离最近的有8个 C．金刚石、SiC、NaF、NaCl、、晶体的熔点依次降低 D．金属晶体中存在离子，不存在离子键 3．（24-25高二下·山东泰安·期中）下列关于物质晶体类型的说法错误的是 A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电，属于共价晶体 B．五氯化钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等，属于分子晶体 C．是棕色固体、易潮解，100℃左右时升华，的晶体类型是离子晶体 D．溴化钾(KBr)，无色晶体，熔融或溶于水中都能导电，属于离子晶体 4．（24-25高二下·山东德州·期中）下列说法正确的是 A．单晶硅熔点低于金刚砂 B．氯化铯熔点高于氧化镁 C．金属键具有饱和性和方向性 D．、、、均属于分子晶体 5．（23-24高二下·山东潍坊·期中）氮化镓的晶胞结构如下图所示(晶胞参数为 apm)。下列说法错误的是 A．该物质中存在配位键 B．氮化镓的化学式 GaN C．该物质中 Ga 的杂化方式为sp3 D．该晶体的密度为 g·cm−3 6．（24-25高二下·山东聊城·期中）下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，不正确的是 A．在晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键 B．混合晶体石墨的熔点高于金刚石 C．的相对分子质量大于，所以的沸点高于 D．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小环上最多4个碳原子共面 7．（24-25高二下·山东德州·期中）下列关于晶体的说法错误的是 A．利用X−射线衍射实验可以测定物质中原子的空间排布 B．共价键的键能越大，共价晶体熔沸点越高 C．干冰晶体中，1个CO2分子周围有12个CO2紧邻 D．离子晶体内可能含有共价键，分子晶体内可能含有离子键 8．（24-25高二下·山东·期中）下列说法错误的是 A．纳米颗粒内部原子排列有序、界面无序 B．超分子内部分子之间通过共价键结合 C．青蒿素是分子晶体，通过X射线衍射可以确定其晶胞参数 D．液晶内部分子在长轴的平行方向和垂直方向表现出不同的性质 9．（24-25高二上·山东·期末）下列关于晶体结构或性质的描述正确的是 A．金属阳离子只能存在于离子晶体中 B．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高 C．共价晶体中共价键越强，熔点越高 D．分子晶体的熔、沸点低，常温下均呈液态或气态 10．（24-25高二下·山东·期末）砷化镓晶胞结构如图甲所示，晶胞参数为apm，将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示。下列说法错误的是 A．甲中Ga和As的最近距离是 B．甲中A原子的分数坐标为() C．乙中与Mn最近且等距离的As的个数为4 D．乙中Ga原子与As原子的个数比为7：8 能力提升 11．（2025·山东临沂·二模）下列两者对应关系错误的是 A．等离子体用于制造显示器，与其含有带电粒子有关 B．碳纳米管可用作新型储氢材料，与其比表面积有关 C．碱金属中Li熔点最高，与碱金属的价电子数目有关 D．18-冠-6识别的能力强于12-冠-4，与其空腔直径有关 12．（24-25高二下·山东济宁·期中）下列各组物质熔化时所克服的微粒间作用力完全相同且熔点前者大于后者的是 A．SiO2和MgCl2 B．冰和干冰 C．Cu和C60 D．金刚石和碳化硅 13．（24-25高二下·山东济宁·期中）下列关于晶体的说法正确的是 A．具有共价键的晶体叫做共价晶体 B．固体氯化钠、干冰、胆矾、石英玻璃均属于晶体 C．对于分子晶体，分子间作用力越大，分子越稳定 D．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性 14．（24-25高二下·山东德州·期中）观察以下模型，下列说法正确的是 二氧化硅 石墨烯 硫化锌 碳化硅 A．晶体中和键个数比为 B．石墨烯中碳原子和六元环个数比为 C．填充在形成的四面体空隙中，其填充率为 D．具有相同原子数的金刚石和碳化硅，其共价键的数量比为 15．（24-25高二下·山东聊城·期中）几种物质的熔点和沸点的数据如下表(的熔点在条件下测定)。下列有关判断错误的是 NaCl 单质M 熔点 801 712 194 2300 沸点 1465 1412 180 57.6 2500 A．除去NaCl固体中可以用加热升华的方法 B．单质M可能是共价晶体 C．熔沸点低是因为键键能小 D．离子键强度 16．（24-25高二下·山东潍坊·期中）某种脱氢催化剂的主要成分为立方ZnO，其晶胞结构(与金刚石相似)如图所示，已知晶胞参数为apm，M的原子分数坐标为(0，0，0)。下列说法错误的是 A．的价电子排布式为 B．N的原子分数坐标为 C．的配位数为4 D．该晶体的密度为 17．（2025·山东日照·三模）离子液体具有电导率高、化学稳定性好等优点。某离子液体的结构简式如图，下列说法错误的是 A．键角： B．与的空间构型均为平面三角形 C．该离子液体中存在极性键、非极性键、配位键等化学键 D．改变离子液体中烷基的长度可调节离子液体的熔、沸点 18．（2025·山东潍坊·二模）某晶体结构如图所示，下列说法错误的是 A．图示为两个晶胞无隙并置 B．的配位数为8 C．标号为“1”的的原子分数坐标为 D．最近的两个的距离为 19．（2025·山东·模拟预测）研究K、Ca、Fe、As、T等第四周期元素对生产、生活有重要意义。回答下列问题： （1）我国中医把雄黄作为解毒剂，用来治疗癣疥、中风等。雄黄的结构如图1；雄黄分子中孤电子对数与成键电子对数之比为 ，砷酸常用于制备颜料、砷酸盐、杀虫剂等，则AsO的空间构型是 。 （2）已知KCl、MgO、CaO、TiN的晶体于NaCl的晶体结构相似，且三种离子晶体的晶格能数据如表所示。 离子晶体 NaCl KCl CaO 晶格能/kJ•mol-1 786 715 3401 ①Ti3+的电子排布式为 。 ②KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为 ，原因是 。 （3）Fe的一种晶体结构如图2甲、乙所示，若按甲虚线方向切割乙，得到的截面图中正确的是 。（填字母标号）假设铁原子的半径是rcm，铁的相对原子质量为M，则该晶体的密度为 g/cm3。（列式即可，设阿伏加 德罗常数的值为NA） 20．（2025·山东·二模）新型钙钛矿太阳能电池是近几年来的研究热点，具备更加清洁、便于应用、制造成本低和效率高等显著优点，其中一种钙钛矿太阳能电池材料的晶胞如图。回答下列问题： （1）铅或铅盐的焰色反应为绿色，下列有关原理分析的叙述正确的是 (填字母)。 a.电子从基态跃迁到较高的激发态        b.电子从较高的激发态跃迁到基态 c.焰色反应的光谱属于吸收光谱          d.焰色反应的光谱属于发射光谱 （2）碳原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为 。基态Pb原子核外电子排布，最后占据能级的电子云轮廓图形状为 。 （3）CH3NH3+中含有化学键的类型有 （填字母序号），N原子的杂化形式为 ，与CH3NH3+互为等电子体的分子为 a.极性键  b. 非极性键  c.配位键 d. 离子键 e.σ键 f.π键 （4）NH4+中H—N—H的键角比NH3中H －N－H的键角大的原因是 ；NH3和水分子与铜离子形成的化合物中阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如右图)，该化合物加热时首先失去水，请从原子结构角度加以分析： 。 （5）与I- 紧邻的I- 个数为 。X射线衍射实验测得晶胞参数：密度为a g·cm-3，则晶胞的边长为 pm（该物质的相对原子质量为M，NA表示阿伏伽德罗常数的值）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 不同聚集状态的物质与性质 复习讲义 复习目标 1.理解物质常见聚集状态（气态、液态、固态）的微观结构差异，明确微粒运动形式、作用力强弱与聚集状态的关联。​ 2.辨析晶体与非晶体的本质区别（是否有规则几何外形、是否存在自范性、微观结构是否有序），掌握晶体的分类及判断方法。​ 3.理解晶体的堆积模型（简单立方、体心立方、面心立方最密堆积、六方最密堆积），能分析不同堆积方式的配位数、空间利用率。​ 4.掌握离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的结构特征与性质规律，能结合结构解释物质的物理性质（熔沸点、硬度、导电性等）。​ 5.了解液晶、纳米材料、等离子体等特殊聚集状态物质的结构特点与应用。 重点和难点 重点： 1.晶体与非晶体的本质区别及判断方法。​ 2.四种晶体类型的结构特征、微粒间作用力与性质的对应关系。​ 3.晶体堆积模型（配位数、空间利用率）与晶胞相关计算（微粒个数、密度、边长推导）。 难点： 1.晶体堆积方式的微观分析（面心立方最密堆积、六方最密堆积的结构特点）。​ 2.晶胞计算的综合应用（结合堆积模型、原子半径推导晶胞参数、密度）。​ 3.特殊聚集状态物质（如液晶、纳米材料）的结构与性质关联。 █知识点一 常见晶体的比较与晶体类型判断 1.晶体的基本类型与性质 类型 比较　　 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 分子 原子 金属阳离子和自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 分子间作用力 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 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多易溶于水等极性溶剂 导电、传热性 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 2.判断晶体类型的方法 （1）依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断 ①分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。 ②共价晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。 ③金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。 ④离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。 （2）依据物质的分类判断 ①大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2等外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ②金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等是共价晶体。 ③金属单质（除汞外）和合金是金属晶体 ④金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。 （3）依据晶体的熔点判断 ①分子晶体的熔点低 ②离子晶体的熔点较高 ③共价晶体的熔点很高 ④金属晶体的多数熔点高，但也有少数熔点相当低合金的熔、沸点比其成分金属低 （4）依据导电性判断 ①金属晶体是电的良导体，固体导电 ②共价晶体一般为非导体，但硅为半导体 ③离子晶体溶于水及熔融状态时能导电 ④分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电 （5）依据硬度和机械性能判断 ①分子晶体硬度小且较脆 ②共价晶体硬度大 ③金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。合金的硬度比其成分金属大 ④离子晶体硬度较大、硬而脆 效果检测易错提醒 1．离子晶体中无分子。如NaCl、CsCl只表示晶体中阴、阳离子个数比，为化学式，不是分子式。 2．离子晶体中一定有离子键，可能有共价键和氢键等，如KNO3等晶体中既有离子键又有共价键；CuSO4·5H2O中除含有离子键外，还含有共价键和氢键。 3．离子晶体不一定都含有金属元素，如：NH4Cl、NH4NO3等铵盐。 4．由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如：AlCl3是分子晶体。 5．含金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体；有阴离子的晶体中一定存在阳离子。 6．离子晶体中，每一个阴(阳)离子周围排列的带相反电荷离子的数目是固定的，不是任意的。 7．溶于水能导电的不一定是离子晶体，如：HCl等；熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体，如：金属等。 1．下表所列数据是对应晶体的熔点，据此判断下列选项正确的是( ) 晶体 Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O3 BCl3 CO2 SiO2 熔点 920℃ 97.8℃ 1291℃ 190℃ 2073℃ -107℃ -57℃ 1723℃ A．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 B．铝的化合物的晶体均是离子晶体 C．同族元素的最高价氧化物不可能形成不同类型的晶体 D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 【答案】D 【解析】A项，金属晶体中含有金属阳离子和自由电子，所以含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，A错误；B项，由表中数据可知，AlCl3的熔点较低，形成的晶体为分子晶体，而AlF3、Al2O3的熔点较高，形成的晶体均为离子晶体，B错误；C项，C、Si在同一主族，二氧化碳为分子晶体，二氧化硅为共价晶体，C错误；D项，钠的熔点低于氯化铝的熔点，钠是金属晶体，氯化铝是分子晶体，所以金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，D正确； 故选D。 2．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( ) MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 801 712 190 2300 沸点/℃ 1465 1412 178 2500 注：AlCl3熔点在条件下测定。 A．SiCl4与SiO2晶体结构相似 B．单质B晶体内部原子之间通过共价键连接 C．AlCl3加热易升华 D．MgCl2晶体中离子键的强度比晶体中的小 【答案】A 【解析】A项，由表中数据可知，SiCl4的熔沸点较低，属于分子晶体，而SiO2属于共价晶体，二者晶体结构不相似，A错误；B项，单质B的熔沸点很高，所以单质B是共价晶体，晶体内部原子之间通过共价键连接，B正确；C项，由表中数据可以知道氯化铝的沸点低于熔点，所以受热时能够不经液态直接升华，C正确；D项，离子晶体的离子键越强，熔沸点越高，由表中数据可以知道，NaCl的熔、沸点均比MgCl2高，所以NaCl晶体中的离子键强度应比MgCl2的大，D正确； 故选A。 █知识点二 物质熔沸点大小的比较 1.首先看物质状态：一般情况下，固体>液体>气体。 2.其次看物质所属晶体类型：一般情况下，共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高，汞、铯等金属的熔、沸点很低。 3.同种类型晶体的熔、沸点的比较： （1）分子晶体: ①看是否含有氢键:有分子间氢键的熔沸点高，相同的分子间氢键，看氢键的个数，个数越多，熔沸点越高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。 ②比较范德华力：组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 ③比较分子极性：相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高，如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低，如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。 （2）共价晶体： ①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高，如熔点：金刚石>碳化硅>硅。 ②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。 一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。 （3）金属晶体： ①金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属的熔、沸点越高，如熔、沸点：Na<Mg<Al。 ②合金的熔点比组成合金的纯金属低。 （4）离子晶体： ①一般地，离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则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。 ②离子所带的电荷数的影响大于离子半径的影响。 易错提醒 物质熔、沸点比较 1.勿忽视金属晶体的特殊性：金属晶体熔沸点跨度极大，不能简单归为 “中间层级”。如钨（原子晶体级熔沸点）＞多数离子晶体，汞（液态金属）＜多数分子晶体，需结合具体金属键强弱分析。​ 2.避免 “绝对化” 表述：原子晶体熔沸点通常最高，但部分金属晶体（如钨）熔沸点高于某些原子晶体（如晶体硅，1410℃），需通过具体数据或作用力强弱验证。 3.分子晶体中勿忽视 “结构相似” 前提：相对分子质量比较仅适用于组成和结构相似的分子（如 CH4与 SiH4），若结构差异大（如 H2O 与 H2S，H2O 含氢键），需优先考虑氢键。​ 4.离子晶体中避免 “单因素判断”：不能仅看离子半径或电荷数，需综合分析。如 CaO（Ca2+、O2-）与 NaCl（Na+、Cl-），虽 Ca2+半径＞Na+半径，但O2-电荷数＞Cl-，整体离子键 CaO 更强，熔沸点 CaO＞NaCl。 5.勿将石墨归为原子晶体：石墨虽熔沸点高，但层间为范德华力，属于混合晶体，其硬度、导电性与原子晶体差异显著。​ 6.有机物同分异构体比较需注意 “支链影响”：支链增多会降低分子间作用力，与 “相对分子质量越大熔沸点越高” 的规律不冲突（同分异构体相对分子质量相同）。 效果检测 1.下列关于物质熔、沸点的比较正确的是( ) A．HF、HCl、HBr的沸点依次升高 B．Rb、K、Na、Li的沸点依次降低 C．CCl4、MgCl2、Si3N4的熔点依次降低 D．晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高 【答案】D 【解析】A项，HCl、HBr都是由分子构成的分子晶体，二者的结构相似，物质相对分子质量越大，分子间作用力就越大，物质的熔沸点就越高，但HF分子之间除存在范德华力外，还存在分子间氢键，增加了分子之间的作用力，导致其熔沸点比HBr高，故物质的沸点：HCl＜HBr＜HF，A错误；B项，Rb、K、Na、Li都是碱金属，元素的原子序数越大，原子半径就越大，其金属键就越弱，物质的熔沸点就越低，所以Rb、K、Na、Li的沸点依次的沸点依次升高，B错误；C项，CCl4属于分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力结合，因此其熔点较低，在室温下呈液态；MgCl2属于离子晶体，离子之间以离子键结合，离子键是比较强的作用力，断裂消耗较大的能量，因此其熔点较高，在室温下呈固态；Si3N4是共价晶体，原子之间以强烈的共价键结合，由于共价键是一种强烈的相互作用，断裂需要消耗很高能量，因此其熔点比MgCl2高，故熔点：CCl4＜MgCl2＜Si3N4，C错误；D项，晶体硅、碳化硅、金刚石都是共价晶体，共价键的键长越短，其键能就越大，断裂该共价键消耗的能量就越多，物质的的熔点就越高。由于键长：Si-Si＞Si-C＞C-C，所以熔点：晶体硅＜碳化硅＜金刚石，D正确；故选D。 2.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 【答案】C 【解析】A项，金刚石是由共价键结合的原子晶体，干冰是含有共价键的分子晶体，故A不符合题意；B项，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；C项，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；D项，甲烷和H2O都是分子晶体，都只含共价键，故D符合题意；故选D。 █知识点三 晶胞的有关计算 1.认识常见晶体的结构 （1）常见分子晶体的结构 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 （1）面心立方最密堆积：立方体的每个顶点有一个CO2分子，每个面上也有一 个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 （2）每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个 （3）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 白磷 （1）面心立方最密堆积 （2）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 冰 （1）每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接 （2）每个水分子实际拥有2个“氢键” （3）冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围4个水分子形成氢键 【微点拨】 （1）若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，每个分子周围有12个紧邻的分子。在分子晶体中，原子先以共价键形成分子，分子再以分子间作用力形成晶体。由于分子间作用力没有方向性和饱和性，分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子 （2）若分子间靠氢键形成的晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体 （2）常见共价晶体的结构 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r （1）每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ （2）每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化 （3）每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 （4）C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 （5）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiO2 （1）SiO2晶体中最小的环为12元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si （2）每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 （3）每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 （4）每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子 （5）硅原子与Si—O共价键之比为1：4，1mol Si O2晶体中有4mol共价键 （6）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiC、BP、AlN （1）每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构 （2）密度：ρ(SiC)＝；ρ(BP)＝； ρ(AlN)＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) （3）若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d （3）常见离子晶体的结构 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl （1）一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－ （2）在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个Cl－，形成正八面体形； 每 个Cl－同时强烈吸引6个Na+ （3）在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 （4）在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个， 每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个 （5）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) CsCl （1）一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－ （2）在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个Cl－，即：Cs+的配位数为8， 每个Cl－ 同时强烈吸引8个Cs+，即：Cl－的配位数为8 （3）在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有6个 （4）密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ZnS （1）1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋ （2）Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4 （3）密度＝ CaF2 （1）1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－ （2）CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是4 （3）密度＝ 离子晶体的配位数 离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数 影响离子晶体配位数的因素 （1）正、负离子半径比：AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子半径比越大，离子的配位数越大。如：ZnS、NaCl、CsCl （2）正、负离子的电荷比。如：CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同 （4）常见金属晶体的结构 堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 (钾型) 面心立方最密堆积(铜型) 六方最密堆积(镁型) 晶胞 代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti 配位数 6 8 12 12 晶胞占有的原子数 1 2 4 6或2 原子半径(r)与立方体边长为(a)的关系 a＝2r a＝4r a＝4r —— 2.晶体配位数的确定 晶体的配位数是指晶体中一个原子周围与其等距离的最邻近的原子的数目。 （1）最密堆积晶体的配位数均为12，如分子晶体中的干冰。 （2）金刚石、碳化硅，配位数均为4。 （3）金属晶体 堆积模型 简单立方 堆积 体心立方 堆积 六方最密 堆积 面心立方 最密堆积 晶胞 配位数 6 8 12 12 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 2r＝a 2r＝ 2r＝ 一个晶胞内原子数目 1 2 2 4 常见金属 Po Na、K、Fe Mg、Zn、Ti Cu、Ag、Au （4）离子晶体中的配位数是指一个离子周围最近的异电性离子的数目 3.计算晶体密度的方法 （1）晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 （2）晶胞质量 晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数×。 （3）晶体密度 晶体密度。 4.计算晶体中粒子间距离的方法 5.原子分数坐标参数 1）概念 原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。 2）原子分数坐标的确定方法 （1）依据已知原子的坐标确定坐标系取向。 （2）一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。 （3）从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 易错提醒 有关晶胞的计算 1.勿混淆“面心立方晶胞与六方晶胞”：二者配位数均为12（最密堆积），但面心立方晶胞为立方结构，六方晶胞为六棱柱结构，微粒位置和参数关系完全不同（如六方晶胞需区分底面边长与高）。​ 2.离子晶体晶胞需关注“阴阳离子位置”：如NaCl晶胞中，Cl-位于顶点和面心，Na+位于棱上和体心；而CsCl晶胞中，Cs+位于体心，Cl-位于顶点，二者微粒位置不同，后续均摊计算方式不同。 3.漏算“内部微粒”：离子晶体晶胞常含内部微粒（如ZnS晶胞中，S2-位于面心和顶点，Zn2+于晶胞内部4个位置），需直接计入总数，不可遗漏。​ 4.误判“棱上/面上微粒的贡献比例”：棱上微粒贡献1/4（12条棱）、面心微粒贡献1/2（6个面），需牢记“棱4面2顶8体1”的口诀，避免比例混淆（如将棱上比例误算为1/2）。​ 5.离子晶体需分别计算阴阳离子个数：不可仅计算一种离子，需通过个数比验证是否符合化学式（如CsCl晶胞中，Cs+1个、Cl-1个，比例1:1，符合CsCl化学式）。 6.单位换算错误：这是最常见错误！需牢记1pm=10-10cm（如将361pm误算为361×10-12cm，会导致体积计算错误100倍）。​ 7.混淆“微粒个数与化学式单元”：离子晶体中，晶胞微粒个数比需符合化学式（如NaCl晶胞中Na⁺与Cl-均为4个，按1:1计入“化学式单元数”），不可将阴阳离子个数直接相加作为N值。 8.误用晶胞参数与原子半径的关系：不同晶胞的参数关系不同（面心立方：a=2√2r；体心立方：a=4r/√3；简单立方：a=2r），需根据晶胞类型选择对应公式，不可通用。 效果检测 1.半导体材料砷化铟是制备高速低功耗电子器件、红外光电子器件及自旋电子器件的理想材料。是ⅢA族元素，如图所示为的六方结构示意图，下列说法错误的是(设NA为阿伏加德罗常数的值) ( ) A．两种元素均位于p区 B．晶体中和的配位数均为4 C．晶体中两种原子之间存在配位键 D．1个晶胞(平行六面体)的质量为 【答案】C 【解析】A项，In是第49号元素，价电子排布5s25p1，As是第33号元素，价电子排布4s24p3，两种元素均位于p区，A正确；B项，In原子位于四个As原子形成的四面体的内部，所以In原子的配位数为4，，As原子位于四个In原子形成的四面体的内部，所以As原子的配位数为4，，B正确；C项，晶体中两种原子之间不存在配位键，C错误；D项，如图所示的晶胞中In原子在顶点、面心和内部，In原子的个数为个，As原子在棱上和内部，As原子的个数为个，1个晶胞(平行六面体)的质量为，D正确； 故选C。 2.研究低温超导体材料的性能对解决能源危机有重要意义。金属K与C60形成的一种低温超导材料的立方晶胞结构如图所示，晶胞边长都为apm，K原子位于晶胞的棱上与内部。下列说法正确的是 A．该材料的化学式为KC60 B．C60周围等距且最近的C60的个数为4个 C．棱上K原子处在C60构成的立方体空隙中 D．C60与C60的最短距离是apm 【解析】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的C60个数为8×+6×=4，位于棱上、体心和体内的钾原子的个数为12×+1+8=12，则该材料的化学式为K3C60，故A错误；B．由晶胞结构可知，位于顶点的C60与位于面心的C60距离最近，则一个晶胞中有3个位于面心的C60与顶点C60等距且最近，顶点C60可以形成8个晶胞，每个面心C60为2个晶胞共有，所以C60周围等距且最近的C60的个数为=12，故B错误；C．棱上K原子处在顶点和面心的C60构成的八面体空隙中，故C错误；D．由晶胞结构可知，C60与C60的最短距离是面对角线的，根据集合关系可知，该距离为apm，故D正确；故选D。 █知识点四 液晶、纳米材料与超分子的结构与性质 一、液晶 液晶是介于液态和晶态之间的特殊聚集状态，兼具液体的流动性和晶体的各向异性，是 “软物质” 的典型代表。 1.结构特点 （1）微观排列：分子排列呈“长程无序、短程有序”——整体无规则（类似液体），但局部区域分子沿特定方向有序排列（类似晶体）。 （2）分子结构要求：多数液晶分子为“细长棒状”或“扁平盘状”，且分子中含极性基团（如-OH、-COOH）或共轭体系（如苯环），保证分子间能形成弱相互作用（如范德华力、氢键），维持局部有序性。 2.核心性质 （1）流动性：分子可自由移动，能像液体一样流动，可填充不同形状的容器。 （2）各向异性：因局部分子有序排列，物理性质（如折射率、介电常数、透光性）随方向不同而变化（类似晶体）。例如：液晶分子沿长轴方向和垂直方向的折射率不同，在外加电场作用下分子取向改变，可实现光的透过与遮挡。 （3）对外界刺激敏感：温度、电场、磁场、压力等外界条件变化时，液晶分子的排列方式会改变，进而导致性质变化（这是液晶应用的核心依据）。例如：温度升高到“清亮点”时，液晶会完全变为液态，失去各向异性。 3.主要应用 （1）显示技术：利用“电场调控液晶分子取向，进而改变透光性”的原理，制造液晶显示器（LCD），如手机、电脑、电视屏幕。 （2）传感与检测：利用液晶对温度、压力的敏感性，制作温度传感器（如医疗用体温贴片）、压力传感器（如触摸屏压力感应层）。 （3）光学器件：利用各向异性制作偏振片、光学快门等。 二、纳米材料 纳米材料是指微粒直径在1~100nm（1nm=10-9m）范围内的材料，因尺寸处于“宏观与微观的过渡区”，表现出特殊的量子尺寸效应、表面效应等。 1.结构特点 （1）尺寸特征：微粒直径1~100nm，与原子、分子尺寸相近（如单个原子直径约0.1nm，纳米颗粒可包含数千至数万个原子）。 （2）表面效应显著：纳米颗粒的表面积与体积之比（比表面积）远大于宏观材料，表面原子占比极高（如直径10nm的颗粒，表面原子占比约20%）。表面原子配位不饱和，活性高，易与其他物质发生相互作用。 （3）内部结构多样：可分为纳米颗粒（如纳米金、纳米二氧化钛）、纳米管（如碳纳米管）、纳米片（如石墨烯）、纳米薄膜等。 2.核心性质 （1）量子尺寸效应：当微粒尺寸接近电子德布罗意波长时，电子能量不再连续，导致材料的光学、电学、磁学性质发生突变。例如：纳米金颗粒随尺寸变化呈现不同颜色（2nm时呈红色，10nm时呈蓝色），而宏观金为金黄色。 （2）表面效应：高比表面积使纳米材料具有极强的吸附能力、催化活性。例如：纳米二氧化钛是高效催化剂，可用于光催化降解污染物；纳米活性炭吸附能力远强于普通活性炭。 （3）宏观量子隧道效应：纳米材料中的电子、质子等微观粒子可穿越宏观上不能逾越的能垒，使材料具有特殊的导电、导热性能（如纳米银的导电性优于普通银）。 3.主要应用 （1）催化领域：作为高效催化剂，用于化工合成、污染物降解（如纳米铂催化氢气氧化）。 （2）医疗领域：制作靶向药物载体（纳米颗粒可精准到达病灶）、医学成像造影剂（如纳米氧化铁用于磁共振成像）、抗菌材料（纳米银具有广谱抗菌性）。 （3）材料改性：添加纳米颗粒改善材料性能，如纳米二氧化硅添加到塑料中，提高塑料的强度和耐热性；碳纳米管增强复合材料用于航空航天领域。 （4）能源领域：制作纳米太阳能电池（提高光吸收效率）、纳米锂电池电极（提高充放电效率和容量）。 三、超分子 超分子是由两种或两种以上分子通过非共价键（如氢键、范德华力、疏水作用、静电作用）结合形成的具有特定结构和功能的聚集体，核心是“分子间的协同作用”。 1.结构特点 （1）非共价键结合：超分子的稳定性依赖分子间弱相互作用（键能远小于共价键），但多种弱相互作用协同作用时，可形成稳定结构（类似“多个小力叠加成大力”）。例如：DNA双螺旋结构中，两条链通过碱基对之间的氢键结合；蛋白质的空间结构依赖氢键、疏水作用等维持。 （2）具有“自组装”特性：分子可通过非共价键自发排列形成有序的超分子结构，无需外界强制干预。例如：表面活性剂分子在水中可自组装形成胶束（亲水基团朝外，疏水基团朝内）；液晶分子的局部有序排列也是一种自组装过程。 （3）结构可控性：通过调节分子结构、外界条件（温度、浓度），可设计超分子的尺寸、形状和功能（如设计特定结构的分子，使其自组装成纳米管、纳米囊泡）。 2.核心性质 （1）动态可逆性：非共价键的弱相互作用使超分子结构可随外界条件变化而动态调整（如温度升高时，部分氢键断裂，超分子结构重组；温度降低后，氢键重新形成，结构恢复）。 （2）功能协同性：超分子的功能并非单个分子功能的简单叠加，而是通过分子间协同作用产生新功能。例如：酶与底物形成的超分子体系，可显著提高酶的催化效率（底物与酶的活性中心通过非共价键结合，使反应更易发生）。 （3）分子识别能力：超分子中的主体分子可通过尺寸、形状、极性匹配，特异性识别客体分子并结合（类似“钥匙与锁”的关系）。例如：冠醚（主体）可特异性识别碱金属离子（客体），通过氢键和静电作用结合。 3.主要应用 （1）分子识别与传感：利用超分子的分子识别能力，制作化学传感器，检测特定离子或分子（如检测水中的重金属离子、生物体内的葡萄糖）。 （2）药物递送：设计超分子载体（如环糊精、脂质体），通过分子间作用包裹药物，实现药物的靶向释放（减少副作用，提高药效）。 （3）催化领域：构建超分子催化剂，通过主体分子对底物的识别和定位，提高催化的选择性和效率。 （4）材料科学：利用超分子自组装制备功能材料，如超分子凝胶（可用于伤口敷料）、超分子薄膜（用于防伪、光学器件）。 易错提醒 1.勿将“液晶归为晶体或液体”：液晶是独立的聚集状态，既不是晶体（无长程有序），也不是液体（有短程有序和各向异性）。 2.混淆“清亮点与熔点”：清亮点是液晶变为液态的温度（高于清亮点为液态），熔点是固态变为液晶的温度（低于熔点为固态），二者之间才是液晶状态。 3.混淆“纳米材料与纳米尺度物质”：纳米材料是指“尺寸在1~100nm且具有特殊性质的材料”，并非所有尺寸为纳米级的物质都是纳米材料（如普通分子直径约0.1nm，但不属于纳米材料）。 4.忽视“纳米材料的潜在风险”：部分纳米颗粒因活性高、易扩散，可能对人体健康和环境造成影响（如吸入纳米颗粒可能损伤肺部），应用时需关注安全性。 5.混淆“超分子与高分子”：超分子是分子通过非共价键结合的聚集体（如DNA双螺旋），高分子是单体通过共价键连接的长链分子（如聚乙烯），二者结合力本质不同。 6.误解“非共价键的稳定性”：虽然单个非共价键弱，但超分子中多个非共价键协同作用时，整体结构可具有较高稳定性（如DNA双螺旋在生理条件下稳定存在），并非“一定不稳定”。 效果检测 1.下列说法正确的是( ) A．液晶是液体和晶体的混合物 B．混合型晶体是有多种类型晶体互相混合而成的晶体 C．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，不含离子和独立原子 D．大多数离子液体含有体积很大的阴阳离子，呈液态，难挥发 【答案】D 【解析】A项，液晶是某些特殊的化合物，不是混合物，故A错误；B项，有一些晶体，晶体内可能同时存在着若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质，这类晶体称为混合型晶体，混合型晶体不是混合物，故B错误；C项，超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，并保持一定的完整性使其具有明确的微观结构和宏观特性，可含离子和独立原子，故C错误；D项，大多数离子液体含有体积很大的阴阳离子，呈液态，难挥发，因此离子液体可用作溶剂，故D正确；故选D。 2.下列应用与对应材料的核心性质匹配错误的是（ ） A. 液晶体温贴片——液晶对温度敏感，排列方式随温度变化 B. 纳米二氧化钛降解污染物——纳米材料的表面效应，催化活性高 C. 超分子靶向药物载体——超分子的分子识别能力，精准结合病灶 D. 纳米银制作导线——纳米材料的宏观量子隧道效应，熔点显著升高 【答案】D 【解析】纳米银导电性优于普通银，与宏观量子隧道效应相关，但纳米材料的熔点通常低于宏观材料（如纳米金熔点低于纯金），且制作导线利用的是导电性而非熔点（D 错误）。A、B、C 的应用均与其核心性质匹配。 █考点一常见晶体的比较与晶体类型判断 【例1】下列晶体的分类正确的一组是 选项 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 A 石墨 Ar Hg B 金刚石 Ag C SiC Mg D Si NaH 【答案】B 【解析】由阴阳离子构成的晶体为离子晶体；由原子通过共价键形成的空间网状晶体为共价晶体；由分子通过分子间作用力形成的为分子晶体；由金属阳离子与自由电子通过金属键形成的为金属晶体。A．石墨的层与层之间是分子间作用力，而碳原子间是共价键，石墨之中也会有自由电子在层与层间移动，石墨属于混合晶体，故A不选；B．氯化铵为离子晶体，金刚石为共价晶体，乙醇为分子晶体，银为金属晶体，故B选；C．醋酸是由分子构成的分子晶体，故C不选；D．氢化钠是由离子构成的离子晶体，故D不选；故选B。 解题要点 遇到“不匹配常规性质”的晶体时，优先以“微观作用力”为核心依据：​ 只要微粒间为离子键→一定是离子晶体；​ 只要微粒间为范德华力/氢键→一定是分子晶体；​ 只要原子通过共价键形成网状结构→一定是原子晶体。 【变式1-1】某化学兴趣小组在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔点，记录如下： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔点/℃ 801 712 190 －68 782 根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是( ) A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4 C．NaCl、CaCl2 D．全部 【答案】B 【解析】分子晶体中，分子与分子之间以分子间作用力相互作用，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔点均很高，不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4的熔点较低，应为分子晶体，所以B项正确。 【变式1-2】下列数据是对应物质的熔点(℃)，据此作出的下列判断中错误的是(　　) Na2O NaCl AlF3 AlCl3 920 801 1 291 190 BCl3 Al2O3 CO2 SiO2 －107 2 073 －57 1 723 A．铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体 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】从表中各物质的熔点可以看出，AlCl3、BCl3、CO2形成的晶体均是分子晶体。 █考点二 晶体熔沸点高低的比较 【例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>金刚砂 B． C． D．金刚石>生铁>纯铁>钠 【答案】B 【解析】A．金刚石、晶体硅、金刚砂都是共价晶体，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，熔沸点：金刚石>金刚砂>晶体硅，故A错误；B．都是分子晶体，相对分子质量越大熔沸点越高，熔沸点 ，故B正确；C．MgO是离子晶体，熔沸点最高，H2O、Br2、O2都是分子晶体，H2O 分子间能形成氢键，熔沸点较高，Br2的相对分子质量大于O2，所以熔沸点，故C错误；D．金刚石是共价晶体，熔沸点最高，生铁、纯铁、钠都是金属晶体，合金的熔沸点低于成分金属，所以熔沸点：金刚石>纯铁>生铁>钠，故D错误；选B。 解题要点 物质熔沸点的高低由微粒间作用力强弱决定，需遵循 “晶体类型→同类晶体规律→特殊情况” 的递进逻辑，形成三级比较思维模型： （1）一级比较：按晶体类型确定整体顺序（定大方向），即不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 （2）二级比较：同类晶体按作用力规律细分（定小顺序） ①金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高。 ②离子晶体：a.晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高。 ③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。 ④分子晶体：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。 （3）三级比较：特殊情况与反常案例调整（定最终顺序）​ 部分物质因结构特殊（如混合晶体、同分异构体），需结合特殊规律调整排序，避免常规规律误判。 【变式2-1】下列物质熔沸点高低的比较，正确的是 A．SiO2<CO2 B．CCl4<CF4 C．HF>HI D．NaCl<HCl 【答案】C 【解析】A项，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，熔沸点高低顺序为：SiO2＞CO2，故A错误；B项，CCl4与CF4都为分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高，正确顺序应为：CCl4＞CF4，故B错误；C项，HF与HI都为分子晶体，HF能形成分子间氢键，则熔沸点较高，所以顺序为：HF＞HI，故C正确；D项，NaCl是离子晶体，HCl是分子晶体，则熔沸点顺序为：NaCl＞HCl，故D错误；故选C。 【变式2-2】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。 █考点三 晶胞组成的计算 【例3】某卤化物可用于制作光电材料，其晶胞是立方体(结构如图1所示)。当部分K+被销离子(Eu2+)或空位取代后可获得高性能激光材料，其晶胞结构如图2所示。下列说法正确的是(设阿伏加德罗常数的值为NA)( ) A．图1中每个K+周围紧邻且距离相等的F-共有6个 B．图1晶胞若以Mg2+作为晶胞的顶点，则K+位于晶胞的棱心 C．图2表示的化学式为 D．图2晶体的密度可表示为 【答案】C 【解析】A项，图1中以顶点K+为例，晶胞中与之距离最近且相等的F-位于3个面的面心，顶点在8个晶胞中，面上原子被2个晶胞共有，所以K+周围紧邻且距离相等的F-共有个，距离为面对角线的，A项错误；B项，图1晶胞若以Mg2+作为晶胞的顶点，则K+位于晶胞的体心，B项错误；C项，图2中根据电荷守恒分析，在垂直的棱心处的4个K+只能被2个Eu2+取代，有两个空位，K+数目为个，Eu2+数目为个，Mg2+数目为个，F-数目为个，因此图2所表示物质的化学式为K2EuMg4F12，C项正确；D项，由晶胞可知，K+数目为个，Eu2+数目为个，Mg2+数目为2个，F-数目为个，则晶胞的总质量为：，晶胞的体积为：，因此晶体的密度为：，D项错误；故选C。 解题要点 （1）在晶胞中微粒个数的计算过程中，不要形成思维定势，不能对任何形状的晶胞都使用上述计算方法。不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子是被几个晶胞共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞共用。 （2）判断某种粒子周围等距且紧邻的粒子数目时，要注意运用三维想象法。例如：NaCl晶体中，Na＋周围等距且紧邻的Na＋数目(Na＋用“。”表示)： 每个面上都有4个，共计12个。 【变式3-1】由Li、Al、Si构成的某化合物的晶体结构如下图所示，该晶体的晶胞参数为。原子1的坐标为，原子3的坐标为。下列说法正确的是 A．原子2的坐标为 B．Al原子核外有13种能量不同的电子 C．该晶体的密度为 D．与的最近距离为 【答案】D 【解析】A．原子1的坐标为，结合晶胞结构可知，原子2的坐标为，A错误；B．铝的电子排布式为‌1s22s22p63s23p1，则其核外有5种能量不同的电子，B错误；C．该晶胞中Li原子个数=1+12×=4、Al原子个数=8×+6×=4、Si原子个数为4，则Li、Al、Si原子个数之比为4：4：4=1：1：1，晶胞参数为，则该晶体的密度为，C错误；D．由图可知，与的最近距离为体对角线的，即最短距离为，D正确；故选D。 【变式3-2】K晶胞与晶胞结构如图。下列说法错误的是 A．一个晶胞中含有2个原子 B．晶胞参数为，则原子的半径为 C．分子的空间结构为角形 D．晶胞是长方体，边长，每个原子周围与其等距且紧邻的原子有12个 【答案】D 【解析】A．K晶胞中，K原子位于顶点和体心，根据均摊法，顶点原子贡献，体心原子贡献1，则一个K晶胞中K原子数为，A正确；B．K晶胞为体心立方堆积，体对角线长度为4r（r为K原子半径），晶胞参数为apm，体对角线长度为，则，，B正确；C．分子中，S原子的价层电子对数，有1对孤电子对，根据价层电子对互斥理论，其空间结构为V形（角形），C正确；D．以体心的S原子为例，由于a≠b≠c，每个S原子周围与其等距且紧邻(距离最小)的S原子有4个，D错误；综上，答案是D。 █考点四 液晶、纳米材料与超分子的结构与性质 【例4】下列对液晶、纳米材料、超分子的区分错误的是（ ） A. 液晶是特殊聚集状态，纳米材料按尺寸划分，超分子是分子聚集体 B. 液晶和超分子均可能依赖氢键维持结构，纳米材料微粒间作用力多样 C. 三者均可交叉融合，如 “纳米尺度的超分子液晶材料” D. 液晶和纳米材料均具有各向异性，超分子不具有各向异性 【答案】D 【解析】液晶因局部分子有序排列具有各向异性，但纳米材料（如纳米颗粒）不一定具有各向异性（如球形纳米金颗粒无明显各向异性）；部分超分子（如有序自组装的超分子薄膜）可具有各向异性（D 错误）。A、B、C 均符合三者的区别与关联特征。 解题要点 聚集状态 非晶体 液晶 纳米材料 等离子体 定义 基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的聚集状态 在一定温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体各向异性的聚集状态 三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料 由大量带电微粒和中性微粒所组成的物质聚集体 特征 某些非晶体合金强度和硬度高、耐腐蚀性强，非晶态硅对光的吸收系数大 折射率、磁化率、电导率均表现出各向异性，液晶显示的驱动电压低、功率小 粒子细化、界面原子比例高，使纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面具有特性 导电性好、高温、流动性 重要应用 制作各种容器、太阳能电池 液晶显示器、电子表、计算器、数字仪表 化妆品、涂料、食品、化纤布料、隐形飞机 切割金属、代替手术刀进行外科手术、显示器 【变式4-1】下列叙述错误的是 A．超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，能表现出不同于单个分子的性质 B．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 C．液晶是液体和晶体的混合物 D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分组成 【答案】C 【解析】A．超分子能表现出不同于单个分子的性质，其原因是两个或多个分子相互“组合”在一起，形成具有特定结构和功能的聚集体，A正确；B．液晶具有各向异性，其原因是液晶内部分子沿分子长轴方向进行有序排列，B正确；C．液晶是某些特殊的化合物，不是混合物，C错误；D．纳米材料包括纳米颗粒和颗粒间的界面两部分，D正确；故选C。 【变式4-2】科学研究表示，物质有多种聚集状态。下列描述错误的是 A．冠醚可以作为高锰酸钾氧化烯烃的催化剂 B．液晶显示功能与液晶材料内部分子的排列密切相关 C．X射线衍射实验不能测定晶体的原子坐标 D．纳米材料之一石墨烯可作为新型电源的电极材料 【答案】C 【解析】A．冠醚是分子中含有多个-OCH2CH2-结构单元的大环多醚，与高锰酸钾不反应，可作为高锰酸钾氧化烯烃的催化剂，A正确；B．液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，液晶显示功能与液晶材料内部分子的排列密切相关，B正确；C．晶体X射线衍射实验可以用于键长、键角和晶体结构的测定，能测定晶体的原子坐标，C错误；D．石墨烯是由碳元素形成的单质，具有良好的导电性，可作为新型电源的电极材料，D正确；故选：C。 基础应用 1．（24-25高二下·山东聊城·期末）化学与科学、技术、社会、环境密切联系。下列说法错误的是 A．区别晶体和非晶体最可靠的科学方法是测定熔、沸点 B．冠醚与碱金属阳离子之间的识别属于超分子作用 C．苯酚有毒，不慎沾到皮肤上应立即用酒精冲洗，再用水冲洗 D．等离子体是由阳离子、电子及电中性粒子组成的整体上呈电中性的一种特殊的气体 【答案】A 【解析】A．区别晶体和非晶体最可靠的方法是X射线衍射实验，而非测定熔、沸点，因为某些非晶体可能表现出类似晶体的熔融特性，而X射线衍射能直接反映结构有序性，A错误；B．冠醚通过空穴结构与特定阳离子结合，属于超分子作用中的主客体识别，B正确；C．苯酚易溶于酒精，用酒精冲洗可有效清除皮肤残留，符合应急处理要求，C正确；D．等离子体是物质的第四态，等离子体由电离的阳离子、电子及中性粒子组成，整体上正负电荷平衡，呈电中性，D正确；故选A。 2．（24-25高二下·山东青岛·期中）物质内部微粒有序排列可形成晶体。下列说法错误的是 A．二氧化硅晶体中由共价键形成的最小环有12个原子 B．氯化铯晶体中每个周围距离最近的有8个 C．金刚石、SiC、NaF、NaCl、、晶体的熔点依次降低 D．金属晶体中存在离子，不存在离子键 【答案】B 【解析】A．二氧化硅晶体中最小环由6个Si和6个O交替组成，共12个原子，由共价键形成，故A正确；B．氯化铯晶体为体心立方结构，每个Cs+位于立方体顶点，周围最近的Cs+位于相邻立方体顶点，距离为边长，数目为6个（上下、前后、左右各1个），故B错误；C．金刚石和SiC为共价晶体，共价晶体中键长越长，熔沸点越低，Si的半径比C的半径大，因此金刚石比SiC熔沸点高，NaF和NaCl属于离子晶体，离子晶体中所带电荷数越多、离子半径越小，熔沸点越高，F-的半径小于Cl-，因此NaF的熔沸点高于NaCl，H2O和H2S属于分子晶体，H2O中含有分子间氢键，因此H2O的熔沸点高于H2S，熔沸点高低判断：一般共价晶体>离子晶体>分子晶体，故C正确；D．金属晶体由金属阳离子和自由电子通过金属键结合，不存在阴离子，因此无离子键，故D正确；故答案为B。 3．（24-25高二下·山东泰安·期中）下列关于物质晶体类型的说法错误的是 A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电，属于共价晶体 B．五氯化钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等，属于分子晶体 C．是棕色固体、易潮解，100℃左右时升华，的晶体类型是离子晶体 D．溴化钾(KBr)，无色晶体，熔融或溶于水中都能导电，属于离子晶体 【答案】C 【解析】A．碳化铝熔点高且熔融态不导电，符合共价晶体特性，A正确；B．五氯化钒熔点低、易溶于有机溶剂，符合分子晶体特性，B正确；C．FeCl3熔点低、易升华，属于分子晶体而非离子晶体，C错误；D．溴化钾熔融或溶解后导电，符合离子晶体特性，D正确；故选C。 4．（24-25高二下·山东德州·期中）下列说法正确的是 A．单晶硅熔点低于金刚砂 B．氯化铯熔点高于氧化镁 C．金属键具有饱和性和方向性 D．、、、均属于分子晶体 【答案】A 【解析】A．Si、SiC都是共价晶体，共价键越强、熔点越高，又共价键键长Si-C<Si-Si，则共价键强弱Si-C﹥Si-Si，所以熔点高低的顺序为：SiC>Si，A正确；B．氯化铯和氧化镁都属于离子晶体，氯化铯中阴、阳离子所带电荷数比MgO中的小，而Cs+、Cl-的离子半径大于Mg2+、O2-的离子半径，氯化铯中离子键强度小于MgO中离子键强度，故氯化铯熔点比氧化镁低，B错误；C．金属键没有饱和性和方向性，C错误；D．分子晶体的构成微粒为分子，分子内部可以共价键结合，分子间存在分子间作用力，、属于分子晶体，BN属于共价晶体，D错误；故选A。 5．（23-24高二下·山东潍坊·期中）氮化镓的晶胞结构如下图所示(晶胞参数为 apm)。下列说法错误的是 A．该物质中存在配位键 B．氮化镓的化学式 GaN C．该物质中 Ga 的杂化方式为sp3 D．该晶体的密度为 g·cm−3 【答案】D 【解析】A．Ga最外层有3个电子，N原子最外层有5个电子，N原子提供孤电子对，Ga提供空轨道，有配位键存在，A正确；B．晶胞中有4个N原子，有个Ga原子，化学式为GaN，B正确；C．结构来看，Ga周围形成四个共价键，形成四面体结构，Ga原子的杂化方式为sp3杂化，C正确；D．晶体密度为，D错误；故选D。 6．（24-25高二下·山东聊城·期中）下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，不正确的是 A．在晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键 B．混合晶体石墨的熔点高于金刚石 C．的相对分子质量大于，所以的沸点高于 D．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小环上最多4个碳原子共面 【答案】C 【解析】A．在晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，A项正确；B．石墨中的碳碳键的键长小于金刚石中的碳碳键的键长，且石墨融化时不仅要克服共价键，还要破坏分子间作用力，故熔点大于金刚石，B项正确；C．虽然的相对分子质量大于，但是由于分子之间可以形成氢键，所以的沸点高于，C项错误；D．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小环上有6个碳原子，最多4个碳原子共面，D项正确；答案选C。 7．（24-25高二下·山东德州·期中）下列关于晶体的说法错误的是 A．利用X−射线衍射实验可以测定物质中原子的空间排布 B．共价键的键能越大，共价晶体熔沸点越高 C．干冰晶体中，1个CO2分子周围有12个CO2紧邻 D．离子晶体内可能含有共价键，分子晶体内可能含有离子键 【答案】D 【解析】A．晶体中原子呈周期性有序排列，具有自范性，非晶体中原子排列相对无序，无自范性，可以用X−射线衍射实验可以测定物质中原子的空间排布，故A正确；B．共价键的键能越大，共价晶体熔沸点越高，故B正确；C．干冰晶体是分子密堆积，二氧化碳在顶点和面心，1个CO2分子周围有12个CO2紧邻，故C正确；D．离子晶体内可能含有共价键，比如NaOH晶体，分子晶体内一定不含有离子键，故D错误。综上所述，答案为D。 8．（24-25高二下·山东·期中）下列说法错误的是 A．纳米颗粒内部原子排列有序、界面无序 B．超分子内部分子之间通过共价键结合 C．青蒿素是分子晶体，通过X射线衍射可以确定其晶胞参数 D．液晶内部分子在长轴的平行方向和垂直方向表现出不同的性质 【答案】B 【解析】A．纳米材料由直径为几或几十纳米的颗粒和两部分组成，通常纳米颗粒内部具有原子排列有序，而界面则为无序结构，故A正确；B．超分子内部之间通过非共价键结合，包括氢键、静电力、疏水作用和一些分子与金属离子形成的弱配位键等，故B错误；C．X射线衍射是研究物质微观结构的最常用方法，所以通过X射线衍射可以确定分子晶体青蒿素的晶胞参数，故C正确；D．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶在分子长轴的平行方向和垂直方向表现出不同的性质，即表现出各向异，故D正确；故选B。 9．（24-25高二上·山东·期末）下列关于晶体结构或性质的描述正确的是 A．金属阳离子只能存在于离子晶体中 B．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高 C．共价晶体中共价键越强，熔点越高 D．分子晶体的熔、沸点低，常温下均呈液态或气态 【答案】C 【解析】A．金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成，金属晶体中也含有金属阳离子，故A错误；B．金属晶体的熔沸点差别很大，有的比共价晶体的熔点高，如W，有的比分子晶体的熔点低，如Hg，故B错误；C．共价晶体熔化时破坏共价键，共价键键能越强，熔点越高，故C正确；D．分子晶体的熔沸点低，常温下呈液态(如H2O)、气态(如CO2)、固态(如I2)，故D错误；答案为C。 10．（24-25高二下·山东·期末）砷化镓晶胞结构如图甲所示，晶胞参数为apm，将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示。下列说法错误的是 A．甲中Ga和As的最近距离是 B．甲中A原子的分数坐标为() C．乙中与Mn最近且等距离的As的个数为4 D．乙中Ga原子与As原子的个数比为7：8 【答案】D 【解析】A．甲中Ga和As的最近距离是体对角线的四分之一即，故A正确；B．将甲分成八个小的立方体，则甲中A原子在右后下方的立方体的体心位置，其分数坐标为()，故B正确；C．以左侧面面心的Mn分析，乙中与Mn最近且等距离的As的个数为4，故C正确；D．乙中Ga原子与As原子的个数比为=27：32，故D错误。综上所述，答案为D。 能力提升 11．（2025·山东临沂·二模）下列两者对应关系错误的是 A．等离子体用于制造显示器，与其含有带电粒子有关 B．碳纳米管可用作新型储氢材料，与其比表面积有关 C．碱金属中Li熔点最高，与碱金属的价电子数目有关 D．18-冠-6识别的能力强于12-冠-4，与其空腔直径有关 【答案】C 【解析】A．等离子体是电离气体，含有自由电子和离子（带电粒子），在等离子显示器中，电场作用于带电粒子，激发气体发光，故A正确；B．碳纳米管具有极高的比表面积（单位质量或体积的表面积），能高效吸附氢气分子，实现储氢功能，故B正确；C．碱金属（Li、Na、K、Rb、Cs）的价电子数均为1，但Li的熔点（180°C）最高，Na（98°C）、K（63°C）等依次降低，熔点差异主要与原子半径和金属键强度有关：Li原子半径最小，金属键最强，故熔点最高，而非价电子数目（所有碱金属价电子数相同），故C错误；D．冠醚是一类环状化合物，其识别阳离子的能力取决于其空腔直径与离子直径的匹配，18-冠-6空腔直径与K+直径近似，12-冠-6空腔直径小与K+直径，因此18-冠-6识别K+的能力强于12-冠-4，故D正确；故答案为C。 12．（24-25高二下·山东济宁·期中）下列各组物质熔化时所克服的微粒间作用力完全相同且熔点前者大于后者的是 A．SiO2和MgCl2 B．冰和干冰 C．Cu和C60 D．金刚石和碳化硅 【答案】D 【解析】A．SiO2属于共价晶体，熔化时需要克服共价键；MgCl2是离子晶体，熔化时需要克服离子键，可见二者熔化时破坏的作用力不同，A错误；B．冰和干冰都属于分子晶体。冰熔化时需要克服氢键和范德华力；而干冰熔化时仅需克服范德华力，可见二者熔化时破坏的作用力不完全相同，B错误；C．Cu属于金属晶体，熔化时需克服金属键；C60属于分子晶体，熔化时需要克服范德华力，可见二者熔化时破坏的作用力不同，C错误；D．金刚石和碳化硅均为共价晶体，熔化均需要克服共价键。在金刚石中C原子之间以C-C键结合；在碳化硅中C原子与Si原子之间以C-Si键结合，由于原子半径：C＜Si，所以键长：C-Si＞C-C，则键能：C-C键＞Si-C键。物质内化学键的键能越大，断裂需消耗的能量就越多，物质的熔点就越高，故金刚石熔点比碳化硅高，D正确；故合理选项是D。 13．（24-25高二下·山东济宁·期中）下列关于晶体的说法正确的是 A．具有共价键的晶体叫做共价晶体 B．固体氯化钠、干冰、胆矾、石英玻璃均属于晶体 C．对于分子晶体，分子间作用力越大，分子越稳定 D．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性 【答案】D 【解析】A．共价晶体是原子之间以共价键结合形成的立体网状结构的晶体。具有共价键的晶体不一定是共价晶体，例如NH4Cl属于离子晶体，在其阳离子中存在共价键，H2O在固态时为分子晶体，在水分子中存在H-O共价键，A错误；B．石英玻璃属于玻璃态物质，是非晶态物质，不属于晶体，B错误；C．分子晶体的稳定性由分子内共价键强弱决定，与分子间作用力的大小无关，分子间作用力仅影响物理性质如熔、沸点、溶解性等，C错误；D．缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中恢复完整结构，体现了晶体自范性(自发形成规则外形)，D正确；故合理选项是D。 14．（24-25高二下·山东德州·期中）观察以下模型，下列说法正确的是 二氧化硅 石墨烯 硫化锌 碳化硅 A．晶体中和键个数比为 B．石墨烯中碳原子和六元环个数比为 C．填充在形成的四面体空隙中，其填充率为 D．具有相同原子数的金刚石和碳化硅，其共价键的数量比为 【答案】C 【解析】A．在SiO2晶体中，每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si-O共价键，故Si原子与Si-O共价键个数比为1：4，A错误；B．在石墨烯中，每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键，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，B错误；C．根据图示可知：在ZnS晶体中，Zn2+占据S2-构成的四面体空隙中，填充率为50%，C正确；D．把中Si原子换为C原子就得到金刚石晶胞结构，所以金刚石和碳化硅结构相似，则原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1：1，D错误；故选C。 15．（24-25高二下·山东聊城·期中）几种物质的熔点和沸点的数据如下表(的熔点在条件下测定)。下列有关判断错误的是 NaCl 单质M 熔点 801 712 194 2300 沸点 1465 1412 180 57.6 2500 A．除去NaCl固体中可以用加热升华的方法 B．单质M可能是共价晶体 C．熔沸点低是因为键键能小 D．离子键强度 【答案】C 【解析】A．AlCl3的沸点（180℃）低于熔点（194℃），说明其在常压下易升华，而NaCl的熔点（801℃）较高，加热时AlCl3升华而NaCl不升华，可用此方法分离，A正确；B．单质M的熔沸点（2300℃、2500℃）远高于离子晶体，符合共价晶体（如金刚石）的特性，B正确；C．SiCl4熔沸点低是因为其为分子晶体，分子间作用力（范德华力）弱，而非Si-Cl键键能小，C错误；D．NaCl的熔点（801℃）高于MgCl2（712℃），但Mg2+电荷更高、半径更小，理论上MgCl2离子键应更强，数据与理论矛盾，可能因结构差异导致，但根据题目数据直接判断，D正确；故选C。 16．（24-25高二下·山东潍坊·期中）某种脱氢催化剂的主要成分为立方ZnO，其晶胞结构(与金刚石相似)如图所示，已知晶胞参数为apm，M的原子分数坐标为(0，0，0)。下列说法错误的是 A．的价电子排布式为 B．N的原子分数坐标为 C．的配位数为4 D．该晶体的密度为 【答案】B 【解析】A．Zn为30号元素，其基态原子的价电子排布式为，则的价电子排布式为，故A正确；B．观察知，N点在晶胞体内的靠右、下、后边的位置，N点在一个顶点、三个面心上构成的四面体中心，M的原子分数坐标为(0，0，0)，则N点的x轴分数坐标为，N点的y轴分数坐标为，N点的z轴分数坐标为，即N的原子分数坐标为，故B错误；C．是图中的小黑球，每个周围与它等距且最近的O2-有4个，则的配位数为4， C正确；D．图中处于8个顶点和6个面心处，根据均摊法，一个晶胞中含：个，Zn2+处于体内，有4个，则该晶胞的质量为，晶体的密度为，故D正确；故选B。 17．（2025·山东日照·三模）离子液体具有电导率高、化学稳定性好等优点。某离子液体的结构简式如图，下列说法错误的是 A．键角： B．与的空间构型均为平面三角形 C．该离子液体中存在极性键、非极性键、配位键等化学键 D．改变离子液体中烷基的长度可调节离子液体的熔、沸点 【答案】B 【解析】A．BF3中B的价层电子对数为，B为sp2杂化，BF3为平面三角形结构，键角为120°；中B的价层电子对数为，B为sp3杂化，为正四面体，键角约为109°28′，故键角：，A正确；B．中C价层电子对数为3+=3（无孤电子对），C为sp2杂化，为平面三角形；中N的价层电子对数为2+=2+2=4（2对孤电子对），N为sp3杂化，空间构型为V形，并非平面三角形，B错误；C．极性键（如C-N、C-H）、非极性键（如乙基中C-C）、配位键（中B与F-形成配位键）均存在，C正确；D．当烷基长度增加时，阳离子的体积变大，阴阳离子间的作用力变小，离子液体的熔、沸点将降低，故可通过调节烷基长度调节离子液体的熔、沸点，D正确；故选B。 18．（2025·山东潍坊·二模）某晶体结构如图所示，下列说法错误的是 A．图示为两个晶胞无隙并置 B．的配位数为8 C．标号为“1”的的原子分数坐标为 D．最近的两个的距离为 【答案】A 【解析】A．图示晶胞的结构不对称，并不是两个晶胞无隙并置，A错误；B．由题干晶胞示意图可知，离Y最近的距离相等的X的数目为8，则其配位数为8，B正确；C．由题干晶胞示意图可知，标号为“1”的Y的原子在x轴方向的原点，位于y轴方向棱的处，位于z轴方向棱的处，则其分数坐标为(0，，)，C正确；D．由题干晶胞示意图可知，最近的两个Y的距离为侧面面心与底面面心的距离，即，D正确；故答案为：A。 19．（2025·山东·模拟预测）研究K、Ca、Fe、As、T等第四周期元素对生产、生活有重要意义。回答下列问题： （1）我国中医把雄黄作为解毒剂，用来治疗癣疥、中风等。雄黄的结构如图1；雄黄分子中孤电子对数与成键电子对数之比为 ，砷酸常用于制备颜料、砷酸盐、杀虫剂等，则AsO的空间构型是 。 （2）已知KCl、MgO、CaO、TiN的晶体于NaCl的晶体结构相似，且三种离子晶体的晶格能数据如表所示。 离子晶体 NaCl KCl CaO 晶格能/kJ•mol-1 786 715 3401 ①Ti3+的电子排布式为 。 ②KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为 ，原因是 。 （3）Fe的一种晶体结构如图2甲、乙所示，若按甲虚线方向切割乙，得到的截面图中正确的是 。（填字母标号）假设铁原子的半径是rcm，铁的相对原子质量为M，则该晶体的密度为 g/cm3。（列式即可，设阿伏加 德罗常数的值为NA） 【答案】（1）6：5 正四面体 （2） ①1s22s22p63s23p63d1 ②TiN＞CaO＞KCl CaO、TiN均为离子晶体，形成它们的离子半径越小、所带电荷越多，晶格能越大，熔点越高 （3）B 【解析】（1）每个As原子有1对孤对电子、每个O原子有2对孤对电子，分子中孤电子对数为4+2×4=12，成键电子对数10，二者数目之比为12：10=6：5；AsO43-中As原子孤电子对数==0，价层电子对数=4+0=4，微粒空间构型为正四面体，故答案为：6：5；正四面体； （2）①Ti是22号元素，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Ti3+，Ti3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1， 故答案为：1s22s22p63s23p63d1；②NaCl、KCl中阴阳离子都带一个单位电荷，CaO中阴阳离子都带两个单位电荷，且离子半径：K+＞Na+，根据表中数据知，离子所带电荷越多、离子半径越小，其晶格能越大，晶格能越大其熔沸点越高，KCl、CaO、TiN均为离子晶体，形成它们的离子半径越小、所带电荷越多，晶格能越大，熔点越高，故熔点：TiN＞CaO＞KCl， 故答案为：TiN＞CaO＞KCl；KCl、CaO、TiN均为离子晶体，形成它们的离子半径越小、所带电荷越多，晶格能越大，熔点越高； （3）沿上下底面对角线切割，形成长方形结构，晶胞面心、棱心Fe原子位于长方形的边中心，晶胞体心Fe原子位于长方形中心，晶胞顶角原子位于长方形的角点，4个晶胞中心的原子位于长方形的中心，图中B符合；假设铁原子的半径是rcm，则晶胞棱长=cm，晶胞中原子数目=1+8×=2，晶体密度==g/cm3，故答案为：B；。 20．（2025·山东·二模）新型钙钛矿太阳能电池是近几年来的研究热点，具备更加清洁、便于应用、制造成本低和效率高等显著优点，其中一种钙钛矿太阳能电池材料的晶胞如图。回答下列问题： （1）铅或铅盐的焰色反应为绿色，下列有关原理分析的叙述正确的是 (填字母)。 a.电子从基态跃迁到较高的激发态        b.电子从较高的激发态跃迁到基态 c.焰色反应的光谱属于吸收光谱          d.焰色反应的光谱属于发射光谱 （2）碳原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为 。基态Pb原子核外电子排布，最后占据能级的电子云轮廓图形状为 。 （3）CH3NH3+中含有化学键的类型有 （填字母序号），N原子的杂化形式为 ，与CH3NH3+互为等电子体的分子为 a.极性键  b. 非极性键  c.配位键 d. 离子键 e.σ键 f.π键 （4）NH4+中H—N—H的键角比NH3中H －N－H的键角大的原因是 ；NH3和水分子与铜离子形成的化合物中阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如右图)，该化合物加热时首先失去水，请从原子结构角度加以分析： 。 （5）与I- 紧邻的I- 个数为 。X射线衍射实验测得晶胞参数：密度为a g·cm-3，则晶胞的边长为 pm（该物质的相对原子质量为M，NA表示阿伏伽德罗常数的值）。 【答案】（1）bd （2） 哑铃形 （3）ace sp3杂化 C2H6或BH3NH3 （4）NH4+中的氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氨原子上有一对孤对电子，孤对电子与成键电子之间的排斥力强于成键电子与成键电子之间的排斥力，导致NH4+中H-N-H的键角比NH3中大 由于O原子半径小，电负性大，提供孤对电子能力比N原子弱，故水分子形成的配位键弱于氨分子 （5）8 【解析】（1）铅或铅盐的焰色反应为绿色，是因为金属及其盐在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高的轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式释放出来，呈现特殊的颜色，其光谱属于发射光谱，故选bd，答案：bd； （2）根据核外电子排布规律可知碳原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为 。基态Pb原子核外电子排布，最后占据能级的电子为6p能级，因此电子云轮廓图形状为哑铃形，答案： ；哑铃型； （3）同种非金属元素之间存在非极性键，不同非金属元素之间存在极性键，含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键，共价单键为σ键，共价双键含有一个σ键和一个π键，所以CH3NH3+中碳氮原子之间，碳氢原子之间及氮氢原子之间存在极性键和σ键，氮氢之间含有配位键，故选ace，N连接4个单键，杂化形式为sp3，CH3NH3+为18电子微粒，与CH3NH3+互为等电子体的分子为C2H6或BH3NH3，答案：ace；sp3杂化；C2H6或BH3NH3； （4）NH4+中的氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氨原子上有一对孤对电子，孤对电子与成键电子之间的排斥力强于成键电子与成键电子之间的排斥力，导致NH4+中H-N-H的键角比NH3中大。由于O原子半径小，电负性大，提供孤对电子能力比N原子弱，故水分子形成的配位键弱于氨分子。答案：NH4+中的氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氨原子上有一对孤对电子，孤对电子与成键电子之间的排斥力强于成键电子与成键电子之间的排斥力，导致NH4+中H-N-H的键角比NH3中大；由于O原子半径小，电负性大，提供孤对电子能力比N原子弱，故水分子形成的配位键弱于氨分子； （5）由晶胞结构可知，I-位于晶胞的面心，由于8个晶胞共用一个顶点，所以与I- 紧邻的I- 个数为8个；设晶胞的边长为x cm，则晶胞的体积为x3cm3，晶胞中含有一个CH3NH3+（8=1）、一个Pb2+(体心)、三个I-（6=3）所以有，解得x=cm，为pm，答案：8 ； 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $