3.2 分子晶体与共价晶体(培优竞赛训练)化学人教版选择性必修2
2025-12-24
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内容正文:
3.2 分子晶体与共价晶体
内容概览
01 竞赛技巧通关 核心策略精讲,高效解题通法提炼
技巧1 分子晶体
技巧2 共价晶体
02 综合培优精练 高阶思维拓展,综合问题融合演练
03 竞赛真题精练 实战命题解密,赛场节奏模拟特训
技巧1 分子晶体
1.分子晶体的特点及物理性质:
(1)有单个分子存在,化学式就是分子式。
(2)熔沸点较低,硬度较小。
(3)一般都是绝缘体,熔融状态不导电。
(4)相似相溶。
2.典型的分子晶体
(1)所有非金属氢化物: H2O、H2S、NH3、CH4、HX
(2)大多数非金属单质: X2、N2、O2、H2、S8、P4、C60
(3)大多数非金属氧化物: CO2、SO2、N2O4、P4O6、P4O10
(4)几乎所有的酸: H2SO4、HNO3、H3PO4
(5)大多数有机物: 乙醇、冰醋酸、蔗糖
3.分子晶体熔、沸点高低的比较规律
分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间的作用力。分子间作用力越大,物质熔化和汽化时需要的能量就越多,物质的熔、沸点就越高。
因此,比较分子晶体的熔、沸点高低,实际上就是比较分子间作用力(包括范力和氢键)的大小。
(1)组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高。
烷烃、烯烃、炔烃、饱和一元醇、醛、羧酸等同系物的沸点均随着碳原子数的增加而升高。分子间有氢键的物质(HF、H2O、NH3等)熔、沸点升高且不遵循上述规律。形成分子内氢键的物质,其熔、沸点低于形成分子间氢键的物质。
(2)在烷烃的同分异构体中,一般来说,支链数越多,__熔沸点越低__。如沸点:正戊烷 > 异戊烷 > 新戊烷;芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照“_邻位 > 间位 > 对位__”的顺序。
4.分子晶体结构特征
(1)只有范德华力,无分子间氢键-分子密堆积(每个分子周围有12个紧邻的分子,如:C60、干冰 、I2、O2)
(2)有分子间氢键-不具有分子密堆积特征(如:HF 、冰、NH3 )
1.下列事实的解释不正确的是
事实
解释
A
气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难
的价层电子排布为,3d轨道为半充满比较稳定;的价层电子排布为,再失去一个电子可达到3d轨道半充满的比较稳定状态
B
晶体中每个分子紧邻的分子数:干冰晶体(12个)>冰(4个)
冰中水分子间主要以氢键结合,干冰晶体中二氧化碳分子间主要以范德华力结合
C
分子的极性:
键的极性大于键的极性
D
酸性:
氟的电负性大于氯的电负性,的极性大于的极性,使的极性大于的极性,导致的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出
A.A B.B C.C D.D
2.类比推理是化学中常用的思维方法。下列说法正确的是
A.干冰晶体是分子密堆积,则冰晶体也是分子密堆积
B.氧化铝是两性氧化物,则氧化铍也是两性氧化物
C.氯水具有较强的漂白性,则碘水也具有较强的漂白性
D.元素、位于同一主族,则元素、也位于同一主族
3.某无机化合物的二聚分子结构如图,该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素,分子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构。关于该化合物的说法不正确的是
A.化学式是Al2Cl6
B.不存在离子键和非极性共价键
C.在固态时所形成的晶体是分子晶体
D.在熔融状态下能导电
4.下列说法不正确的是
A.1 mol 冰中拥有2 mol氢键
B.分子晶体中既有范德华力,又有共价键
C.干冰晶体中,每个CO2分子周围最近且距离相等的CO2分子共有12个
D.晶体熔点:晶体硅<SiC
5.晶胞是长方体,边长,如图所示。下列说法正确的是
A.一个晶胞中含有4个原子
B.晶胞中分子的取向完全相同
C.1号和2号原子间的核间距为
D.每个原子周围与其等距且紧邻的原子有12个
技巧2 共价晶体
1.共价晶体的特点
(1)共价晶体结构稳定,键能较大;
(2)一般不导电,难溶于水,熔沸点很高,硬度很大。
(3)晶体中不存在单个分子。
2.物理性质的变化规律:在结构相似的情况下,原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔点就越高,硬度越大。
3.常见的共价晶体
(1)某些非金属单质:金刚石(C)、晶体硅(Si)、晶体锗(Ge)、晶体硼(B)等
(2)某些非金属化合物:碳化硅(SiC)晶体、氮化硼(BN)晶体
(3)某些氧化物: 二氧化硅( SiO2)晶体
4.典型共价晶体的结构分析
(1)金刚石
① 在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有 4 个。
② 在金刚石晶体中每个碳原子形成 4 个共价键。
③ 在金刚石晶体中最小碳环由 6 个碳原子来组成。
④ 每个碳原子可形成 12 个六元环,每个C—C键可以形成 6 个六元环。
⑤ 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 。
⑥ 在金刚石晶胞中占有的碳原子数 8 个。
(2)SiO2晶体
① 在SiO2晶体中,每个硅原子与 4 个氧原子结合;每个氧原子与 2 个硅原子结合;在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是 1 : 2 。
② 在SiO2 晶体中,每个硅原子形成 4 个共价键;每个氧原子形成 2 个共价键;
③ 在SiO2 晶体中,最小环为 12 元环。
④ 每个十二元环中平均含有硅原子:=6×1/12=1/2。
每个十二元环中平均含有Si-O键:=12×1/6=2。
硅原子个数与Si-O 共价键个数之是 1 : 4 ;氧原子个数与Si-O 共价键个数之比是 1 : 2 。
(3)混合晶体——石墨
① 层状结构,最小碳环为平面正六边形,即为六元环(在同一平面上)。
② 每个碳原子为3个六元环所共有,每个C—C键为2个六元环所共有。
③ 每个六元环中平均含有碳原子 = 6×1/3 = 2
每个六元环中平均含有C—C键 = 6×1/2 = 3 即碳原子数 : C—C键键数 = 2 : 3
1.下列有关物质结构或性质的比较中正确的是
A.晶体的熔点:金刚石<C60 B.键能:石墨中C-C键>金刚石中C-C键
C.导电性:金刚石>石墨 D.键角:CO2<SiO2
2.如图所示是某共价晶体A的空间结构片段,A与某物质B反应生成C,其实质是在每个A—A中插入一个B原子,则C物质的化学式可能为
A.AB B.A5B4
C.AB2 D.A2B5
3.下列有关物质结构和性质的描述错误的是
A.金刚石的熔点高于SiC,是因为共价晶体中共价键越强,熔点越高
B.的空间结构为V形,是“价层电子对”相互排斥的结果
C.和均为极性分子,且其中心原子的杂化类型相同
D.分子中共价键的电子云图为轴对称图形,该共价键可以绕轴旋转
4.下列说法不正确的是
A.熔点:石墨>金刚石>氯化钠>钠
B.基态原子未成对电子数:B<C<O<N
C.等离子体含有自由运动的带电粒子,具有良好的导电性
D.臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
5.下列晶体性质的比较不正确的是
A.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
B.沸点:MgO>NaCl>NH3>PH3
C.硬度:白磷>冰>二氧化硅
D.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4
1.下列说法中正确的是
①晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
②共价晶体中共价键越强,熔点越高
③6g二氧化硅晶体中含有的键数为
④在和晶体中,阴、阳离子数之比相等
⑤正四面体构型的分子,键角都是,其晶体类型可能是共价晶体或分子晶体
⑥分子晶体中都含有化学键
⑦含碳元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为
A.①②③④⑤ B.②③④⑦ C.②④⑥⑦ D.③④⑤⑥⑦
2.如图为在不同条件下的存在形式,有关说法不正确的是
A.Ⅰ结构中的杂化类型为 B.熔点:Ⅱ<Ⅲ
C.与原子之间的键长: D.键角:
3.下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A.熔点:
B.密度:干冰<冰
C.在水中溶解度:>乙醇
D.键的极性:
4.下列对物质性质解释合理的是
选项
性质
解释
A
热稳定性:
中存在氢键
B
熔点:晶体硅<碳化硅
碳化硅中分子间作用力较大
C
酸性:
电负性:
D
熔点:
键较强
A.A B.B C.C D.D
5.和的熔点均比较低,且易升华。下列说法错误的是
A.二者在固态时所形成的晶体都是分子晶体
B.二者在熔融状态时均不导电
C.二者所有原子都达到了8电子稳定结构
D.二者的中心原子杂化类型不同
6.稀有气体极不活泼,曾被称为惰性气体,但一定条件下仍能发生某些反应,例如:(n=2、4、6)。下列说法错误的是
A.Xe的熔点低,与分子间作用力有关 B.沸点:F2<Cl2<Br2<I2
C.XeF2的空间结构为V形 D.熔融状态下,XeF4、XeF6均不导电
7.下列有关物质结构或性质的比较中正确的是
A.晶体的熔点:金刚石<C60 B.键能:石墨中C-C键>金刚石中C-C键
C.导电性:金刚石>石墨 D.键角:CO2<SiO2
8.下列晶体性质的比较不正确的是
A.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
B.沸点:MgO>NaCl>NH3>PH3
C.硬度:白磷>冰>二氧化硅
D.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4
9.氮化铝晶体是第三代半导体材料的典型代表之一,常用作电子材料、功能材料及电子器件封装材料等,结构如图所示。已知:正六棱柱底边长为anm,高为bnm,设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.氮化铝晶体是离子晶体
B.氮化铝与水反应后溶液显中性
C.Al的配位数为12
D.氮化铝晶体密度
10.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.物质的量相同的金刚石和碳化硅,共价键个数之比为1∶1
B.SiO2晶体中Si和Si-O键个数比为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
1.(2022高二·山东·竞赛)碳拥有较为特殊的电子排布,从而可形成许多独特的物质,其中的单质:金刚石,石墨等,拥有独特的性质,下列说法正确的是
A.石墨和和都为分子晶体 B.由石墨变成碳纳米管为物理变化
C.中的碳原子为杂化 D.金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质
2.有关晶体的下列说法中不正确的是
A.硫酸钡熔化时离子键被破坏
B.原子晶体中共价键越强,熔点越高
C.冰融化时水分子中共价键未发生断裂
D.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
3.(2025高二下·江苏·竞赛)根据物质的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是
选项
物质
组成和结构变化
性能变化
A
钛合金
减小晶粒大小至纳米量级
熔点升高
B
纤维素
一定条件和硝酸发生酯化反应
可燃性增强
C
顺丁橡胶
以二硫键等把线型结构连接为网状结构
强度得到增强
D
晶体
熔融后迅速降温凝固
光学性质表现各向异性
A.A B.B C.C D.D
4.(2023高一下·浙江温州·竞赛)设为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是
A.干冰晶体具有和二氧化硅类似的结构,则8.8g该晶体中含有碳氧键的数目为
B.一定条件下,与氧气反应生成,反应中转移电子数为
C.1mol硝基与46g二氧化氮所含的电子数均为
D.含的溶液中含有的键数目为
5.磷有多种同素异形体,其中白磷和黑磷(每一个层由曲折的磷原子链组成)的结构如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法中不正确的是
A.3.1g中含有的质子数为1.5
B.31g白磷与31g黑磷中含有的P—P键数目均为1.5
C.12.4g白磷与0.6mol在密闭容器中充分反应,生成的分子数为0.4
D.0.11mol白磷发生反应:,转移的电子数为1.2
6.(2022高二·山东·竞赛)一种环状碳单质的合成如图所示。下列说法错误的是
A.和均为非极性分子 B.中碳原子有和两种杂化方式
C.和金刚石均为分子晶体 D.中存在大π键
7.按要求回答下列问题。
(1)的沸点比的高,这是因为 。
(2)的熔点为,的熔点为,二者熔点差异的原因是 。
(3)形成的多种化合物中常见的有和金红石,两种晶体熔融状态下都能够导电,则它们属于 (填晶体类型),两种晶体比较,熔点较高,其原因是 。
(4)和都是离子晶体,熔点较高的是 。其原因是 。
(5)工业上均采用碳酸盐分解法制取氧化镁与生石灰,的分解温度 (填“高于”或“低于”),原因是 。
(6)已知:为、为。在隔绝空气条件下分别加热和,实验测得的分解温度低于,原因是 。
(7)和的部分性质对比如表:
熔点/
714
沸点/
1412
136.4
室温下状态
固体
无色液体
二者虽然都是金属元素和氯元素形成的化合物,但前者熔点比后者高很多,其原因为 。
(8)熔融状态均不导电,据此判断它们是 (填“共价”或“离子”)化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,其熔点如下表所示,试分析的熔点依次降低的原因: 。
物质
熔点/
1700
1480
1238
8.按要求完成下列小题:
(1)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以 相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献 个原子。
(2)在硅酸盐中,四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根:其中Si原子的杂化形式为 ,Si与O的原子数之比为 ,化学式为 。
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专题02 分子晶体与共价晶体
内容概览
01 竞赛技巧通关 核心策略精讲,高效解题通法提炼
技巧1 分子晶体
技巧2 共价晶体
02 综合培优精练 高阶思维拓展,综合问题融合演练
03 竞赛真题精练 实战命题解密,赛场节奏模拟特训
技巧1 分子晶体
1.分子晶体的特点及物理性质:
(1)有单个分子存在,化学式就是分子式。
(2)熔沸点较低,硬度较小。
(3)一般都是绝缘体,熔融状态不导电。
(4)相似相溶。
2.典型的分子晶体
(1)所有非金属氢化物: H2O、H2S、NH3、CH4、HX
(2)大多数非金属单质: X2、N2、O2、H2、S8、P4、C60
(3)大多数非金属氧化物: CO2、SO2、N2O4、P4O6、P4O10
(4)几乎所有的酸: H2SO4、HNO3、H3PO4
(5)大多数有机物: 乙醇、冰醋酸、蔗糖
3.分子晶体熔、沸点高低的比较规律
分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间的作用力。分子间作用力越大,物质熔化和汽化时需要的能量就越多,物质的熔、沸点就越高。
因此,比较分子晶体的熔、沸点高低,实际上就是比较分子间作用力(包括范力和氢键)的大小。
(1)组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高。
烷烃、烯烃、炔烃、饱和一元醇、醛、羧酸等同系物的沸点均随着碳原子数的增加而升高。分子间有氢键的物质(HF、H2O、NH3等)熔、沸点升高且不遵循上述规律。形成分子内氢键的物质,其熔、沸点低于形成分子间氢键的物质。
(2)在烷烃的同分异构体中,一般来说,支链数越多,__熔沸点越低__。如沸点:正戊烷 > 异戊烷 > 新戊烷;芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照“_邻位 > 间位 > 对位__”的顺序。
4.分子晶体结构特征
(1)只有范德华力,无分子间氢键-分子密堆积(每个分子周围有12个紧邻的分子,如:C60、干冰 、I2、O2)
(2)有分子间氢键-不具有分子密堆积特征(如:HF 、冰、NH3 )
1.下列事实的解释不正确的是
事实
解释
A
气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难
的价层电子排布为,3d轨道为半充满比较稳定;的价层电子排布为,再失去一个电子可达到3d轨道半充满的比较稳定状态
B
晶体中每个分子紧邻的分子数:干冰晶体(12个)>冰(4个)
冰中水分子间主要以氢键结合,干冰晶体中二氧化碳分子间主要以范德华力结合
C
分子的极性:
键的极性大于键的极性
D
酸性:
氟的电负性大于氯的电负性,的极性大于的极性,使的极性大于的极性,导致的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态,需要的能量较多;而Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少,故气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子更难,A正确;
B .冰中水分子间主要以氢键结合,氢键具有方向性,冰中分子为非密堆积,二氧化碳晶体中分子间主要以范德华力结合,范德华力没有方向性,分子为密堆积,所以晶体中每个分子紧邻的分子数:干冰晶体(12个)>冰(4个),B正确;
C.氨气分子的空间构型为三角锥形,正负电中心不重叠,是极性分子,甲烷分子的空间构型为正四面体形,正负电中心重叠,是非极性分子,所以极性比较:氨气大于甲烷,解释错误,C错误;
D. F和Cl为同主族元素,F的电负性大于Cl,电负性越大形成的共价键极性越强,因此F-C的极性大于Cl-C,从而使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子,D正确;
故选C。
2.类比推理是化学中常用的思维方法。下列说法正确的是
A.干冰晶体是分子密堆积,则冰晶体也是分子密堆积
B.氧化铝是两性氧化物,则氧化铍也是两性氧化物
C.氯水具有较强的漂白性,则碘水也具有较强的漂白性
D.元素、位于同一主族,则元素、也位于同一主族
【答案】B
【解析】A.干冰是由分子密堆积形成的晶体,冰是四面体结构,为分子非密堆积,故A错误;
B.铍和铝元素处于对角线,因此化学性质相似,故B正确;
C.氯水可以表现出漂白性,是由于其中含有HClO的缘故,碘是卤素,碘水的性质与其它卤素水溶液类似,具有酸性、氧化漂白性、硝酸银有沉淀反应等,但根据周期表同主族自上而下非金属性递减的规律,碘水中体现卤素非金属性的性质应弱于氯水和溴水,故C错误;
D.的价层电子排布式为5s2,的价层电子排布式为4d15s2,不是同一主族,故D错误;
故答案选B。
3.某无机化合物的二聚分子结构如图,该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素,分子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构。关于该化合物的说法不正确的是
A.化学式是Al2Cl6
B.不存在离子键和非极性共价键
C.在固态时所形成的晶体是分子晶体
D.在熔融状态下能导电
【答案】D
【解析】A.将二聚分子变成单分子,得BA3化学式,根据两种元素都处于第三周期,可能是PCl3 或AlCl3,而在PCl3所有原子已达稳定结构,形成二聚分子是不可能的,所以只可能是AlCl3,该化合物的化学式是Al2Cl6,A正确;
B.该化合物是无机化合物的二聚分子,属于共价化合物,不存在离子键,只存在Cl-Al键,Cl与Cl之间没有形成非极性共价键,所以也不存在非极性共价键, B正确;
C.该化合物是无机化合物的形成的二聚分子,属于共价化合物,是分子晶体, C正确;
D.该化合物是无机化合物的二聚分子,属于共价化合物,不存在离子键,也不是离子化合物,在熔融状态下不能导电,D错误;
故选D。
4.下列说法不正确的是
A.1 mol 冰中拥有2 mol氢键
B.分子晶体中既有范德华力,又有共价键
C.干冰晶体中,每个CO2分子周围最近且距离相等的CO2分子共有12个
D.晶体熔点:晶体硅<SiC
【答案】B
【解析】A.每个水分子形成4个氢键,每个氢键为2个水分子共用,平均每个水分子形成2个氢键,则1 mol 冰中拥有2 mol氢键,A正确;
B.大多数分子晶体中既有范德华力,又有共价键,稀有气体的晶体是由原子通过分子间作用力构成得到分子晶体,故稀有气体的晶体中只有范德华力,B错误;
C.干冰晶胞如图,CO2分子分布在晶胞的八个顶点和六个面心上,所以每个CO2分子周围距离(即小立方体的面对角线长度)相等且最近的CO2分子共有12个,C正确;
D.晶体硅、SiC属于原子晶体,熔化需要破坏共价键,共价键越牢固原子晶体熔点越高,晶体硅中Si- Si不如碳化硅中Si-C键牢固,因此晶体熔点:晶体硅<SiC,D正确;
答案选B。
5.晶胞是长方体,边长,如图所示。下列说法正确的是
A.一个晶胞中含有4个原子
B.晶胞中分子的取向完全相同
C.1号和2号原子间的核间距为
D.每个原子周围与其等距且紧邻的原子有12个
【答案】C
【解析】A.由晶胞图可知,SO2分子位于长方体的棱心和体心,1个晶胞中含SO2分子个数为:个,则1个晶胞中含有8个O原子,A错误;
B.由图可知晶胞中SO2分子的取向不完全相同,由两种取向,如1和2,B错误;
C.1号和2号S原子的核间离为上(下)面面对角线的一半,即 pm,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;
故答案选C。
技巧2 共价晶体
1.共价晶体的特点
(1)共价晶体结构稳定,键能较大;
(2)一般不导电,难溶于水,熔沸点很高,硬度很大。
(3)晶体中不存在单个分子。
2.物理性质的变化规律:在结构相似的情况下,原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔点就越高,硬度越大。
3.常见的共价晶体
(1)某些非金属单质:金刚石(C)、晶体硅(Si)、晶体锗(Ge)、晶体硼(B)等
(2)某些非金属化合物:碳化硅(SiC)晶体、氮化硼(BN)晶体
(3)某些氧化物: 二氧化硅( SiO2)晶体
4.典型共价晶体的结构分析
(1)金刚石
① 在金刚石晶体中每个碳原子周围紧邻的碳原子有 4 个。
② 在金刚石晶体中每个碳原子形成 4 个共价键。
③ 在金刚石晶体中最小碳环由 6 个碳原子来组成。
④ 每个碳原子可形成 12 个六元环,每个C—C键可以形成 6 个六元环。
⑤ 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 。
⑥ 在金刚石晶胞中占有的碳原子数 8 个。
(2)SiO2晶体
① 在SiO2晶体中,每个硅原子与 4 个氧原子结合;每个氧原子与 2 个硅原子结合;在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是 1 : 2 。
② 在SiO2 晶体中,每个硅原子形成 4 个共价键;每个氧原子形成 2 个共价键;
③ 在SiO2 晶体中,最小环为 12 元环。
④ 每个十二元环中平均含有硅原子:=6×1/12=1/2。
每个十二元环中平均含有Si-O键:=12×1/6=2。
硅原子个数与Si-O 共价键个数之是 1 : 4 ;氧原子个数与Si-O 共价键个数之比是 1 : 2 。
(3)混合晶体——石墨
① 层状结构,最小碳环为平面正六边形,即为六元环(在同一平面上)。
② 每个碳原子为3个六元环所共有,每个C—C键为2个六元环所共有。
③ 每个六元环中平均含有碳原子 = 6×1/3 = 2
每个六元环中平均含有C—C键 = 6×1/2 = 3 即碳原子数 : C—C键键数 = 2 : 3
1.下列有关物质结构或性质的比较中正确的是
A.晶体的熔点:金刚石<C60 B.键能:石墨中C-C键>金刚石中C-C键
C.导电性:金刚石>石墨 D.键角:CO2<SiO2
【答案】B
【解析】A.金刚石是原子晶体,C60是分子晶体,原子晶体的熔点远高于分子晶体,因此熔点:金刚石>C60,A错误;
B.石墨中每个C原子连接3根共价键,C-C键为sp2杂化,键长较短,键能较大;金刚石每个C原子连接4个共价键,C-C键为sp3杂化,键长较长,键能较小,B正确;
C.石墨因层间存在离域电子而导电性优异,金刚石无自由电子,导电性差,因此导电性:石墨>金刚石,C错误;
D.CO2中为C杂化方式为,为直线形分子,键角180°;SiO2为原子晶体,晶胞结构为以硅原子为中心的硅氧四面体,Si-O-Si键角约109.5°,因此键角:CO2>SiO2,D错误;
答案选B。
2.如图所示是某共价晶体A的空间结构片段,A与某物质B反应生成C,其实质是在每个A—A中插入一个B原子,则C物质的化学式可能为
A.AB B.A5B4
C.AB2 D.A2B5
【答案】C
【解析】每个A原子形成4个键,每个A—A键中插入一个B原子,每个B原子形成2个键,故C物质中每个A原子形成4个A—B键,每个B原子形成2个B—A键,则A、B原子个数比为1∶2,所以其化学式可能是;
故本题选C。
3.下列有关物质结构和性质的描述错误的是
A.金刚石的熔点高于SiC,是因为共价晶体中共价键越强,熔点越高
B.的空间结构为V形,是“价层电子对”相互排斥的结果
C.和均为极性分子,且其中心原子的杂化类型相同
D.分子中共价键的电子云图为轴对称图形,该共价键可以绕轴旋转
【答案】B
【解析】A.金刚石和SiC均是共价晶体且结构相似,原子半径:碳>硅,则金刚石中共价键键长比碳化硅中小,金刚石中共价键键能更大,故金刚石的熔点高于SiC,故A正确;
B.根据 “价层电子对”相互排斥理论二氧化碳的中心原子价层电子对数为2,的空间结构为直线形,故B错误;
C.的中心原子O的孤电子对是2,σ键电子对数为2,空间构型为V形,是极性分子,中心原子N的孤电子对是1,σ键电子对数为3,空间构型为三角锥形,是极性分子,故C正确;
D.分子中共价键为键,共价键的电子云图为轴对称图形,该共价键是单键可以绕轴旋转,故D正确;
故选:B。
4.下列说法不正确的是
A.熔点:石墨>金刚石>氯化钠>钠
B.基态原子未成对电子数:B<C<O<N
C.等离子体含有自由运动的带电粒子,具有良好的导电性
D.臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
【答案】B
【解析】A.石墨的熔点比金刚石高,主要是由于它们的碳原子排列方式不同导致的,金刚石为共价晶体,氯化钠为离子晶体,金刚石熔点高于氯化钠,金属钠熔点不高于100oC,几种物质中钠的熔点最低,故熔点顺序:熔点:石墨>金刚石>氯化钠>钠,A正确;
B.基态B、C、N、O原子的价层电子对数为2s22p1、2s22p2、2s22p3、2s22p4,未成对电子数分别为1、2、3、2,故未成对电子数:B<C=O<N,B错误;
C.等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的,含有自由运动的带电粒子,具有良好的导电性,C正确;
D.臭氧极性很弱,且由于四氯化碳相对分子质量较大,臭氧在四氯化碳中的溶解度要比在水中的溶解度大,D正确;
故选B。
5.下列晶体性质的比较不正确的是
A.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
B.沸点:MgO>NaCl>NH3>PH3
C.硬度:白磷>冰>二氧化硅
D.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4
【答案】C
【解析】A.三种物质都是共价晶体,因为C的原子半径小于Si的,所以键长:C—C键<C—Si键<Si—Si键,键能:C—C键>C—Si键>Si—Si键,键能越大,共价晶体的熔点越高,A正确;
B.不同晶体类型的熔、沸点高低规律一般为:离子晶体>分子晶体,MgO和NaCl都是离子晶体,NH3和PH3都是分子晶体,有沸点:MgO、NaCl>NH3、PH3,由于Mg2+、半径分别小于Na+、的半径,且所带电荷更多,因此MgO所含的离子键更强,沸点为:MgO>NaCl,而NH3和PH3都是分子晶体,但NH3分子间存在氢键,故NH3的沸点较高,综合可知沸点:MgO>NaCl>NH3>PH3,B正确;
C.二氧化硅是共价晶体,硬度较大,白磷和冰都是分子晶体,硬度较小,C错误;
D.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,分子间作用力越大,熔点越高,D正确;
故答案选C。
1.下列说法中正确的是
①晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
②共价晶体中共价键越强,熔点越高
③6g二氧化硅晶体中含有的键数为
④在和晶体中,阴、阳离子数之比相等
⑤正四面体构型的分子,键角都是,其晶体类型可能是共价晶体或分子晶体
⑥分子晶体中都含有化学键
⑦含碳元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为
A.①②③④⑤ B.②③④⑦ C.②④⑥⑦ D.③④⑤⑥⑦
【答案】B
【解析】①分子稳定性由分子内共价键决定,与分子间作用力无关,错误;
②共价晶体中共价键越强,键能越大,熔点就越高,正确;
③6 g SiO2为=0.1 mol,每个Si形成4个Si-O键,总键数0.4 NA,正确;
④在 Na2O 和 Na2O2 晶体中,阴、阳离子数之比都是1:2,正确;
⑤正四面体构型的分子,键角可以是60°,如白磷分子,错误;
⑥稀有气体均为分子晶体,晶体中没有化学键,错误;
⑦含4.8 g碳元素的金刚石晶体中,碳原子的物质的量为0.4 mol,一个碳原子周围有4个共价键,每个共价键又被两个碳原子共有,故其中共价键的物质的量为0.8 mol,正确;
综上,②③④⑦正确;
故选B。
2.如图为在不同条件下的存在形式,有关说法不正确的是
A.Ⅰ结构中的杂化类型为 B.熔点:Ⅱ<Ⅲ
C.与原子之间的键长: D.键角:
【答案】D
【解析】A.Ⅰ结构中S原子与3个O原子直接相连,形成3个σ键,S的价电子数为6,与3个O形成σ键时共用了3对电子,因此孤电子对数为0,价层电子对数为3,其中S的杂化类型为sp2,A正确;
B.Ⅱ、Ⅲ均为SO3的聚合结构,分子晶体的熔点随相对分子质量增大而升高,Ⅲ的链状结构相对分子质量更大,因此熔点Ⅱ<Ⅲ,B正确;
C.键长与键的类型相关:双键(或含双键成分)的键长短于单键,a对应的是普通单键,b对应含双键成分的键,因此键长b< a,C正确;
D.Ⅱ中S和Ⅲ中∠2的O都采取sp3杂化,Ⅱ中S上没有孤电子对,Ⅲ中∠2的O上有孤电子对,孤电子对具有较大的斥力,则键角∠2<∠1,D错误;
故选D。
3.下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A.熔点:
B.密度:干冰<冰
C.在水中溶解度:>乙醇
D.键的极性:
【答案】A
【解析】A.C2H5NH3NO3为有机铵盐(阳离子体积大,阴阳离子间作用力弱),NH4NO3为无机铵盐(阳离子体积较小,阴阳离子间作用力较强),则无机盐的晶格能更高,熔点更高,因此C2H5NH3NO3的熔点低于NH4NO3,A正确;
B.干冰分子间以范德华力结合,排列紧密;冰中水分子的氢键导致晶体结构疏松,单位体积内分子数较少干冰,二氧化碳的相对分子质量比水大得多,则(固态CO2)的密度约为1.6g/cm3,冰的密度约为0.92g/cm3,干冰密度>冰,B错误;
C.乙醇可与水分子间可形成氢键,而二者以任意比例互溶,而CO2在水中溶解度较低(常温下约1体积水溶解1体积CO2),因此CO2的溶解度<乙醇,C错误;
D.键的极性由电负性差决定。Si-Cl电负性差(3.16-1.90=1.26)>P-Cl(3.16-2.19=0.97),因此SiCl4的键极性>PCl3,D错误;
故选A。
4.下列对物质性质解释合理的是
选项
性质
解释
A
热稳定性:
中存在氢键
B
熔点:晶体硅<碳化硅
碳化硅中分子间作用力较大
C
酸性:
电负性:
D
熔点:
键较强
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.热稳定性与O的非金属性更强有关,氢键影响沸点而非热稳定性,A错误;
B.晶体硅和碳化硅均为共价晶体,熔点由共价键强度决定,而非分子间作用力,B错误;
C.Cl的电负性大于Br,使HClO中O-H更易解离,酸性更强,C正确;
D.熔点低于是因分子间作用力更大,而非Br-Br键强,D错误。
故选C。
5.和的熔点均比较低,且易升华。下列说法错误的是
A.二者在固态时所形成的晶体都是分子晶体
B.二者在熔融状态时均不导电
C.二者所有原子都达到了8电子稳定结构
D.二者的中心原子杂化类型不同
【答案】C
【解析】A.根据题干信息可知,和的熔点均比较低,且易升华,是分子晶体,故A正确;
B.和属于共价化合物,不存在离子键,也不是离子化合物,在熔融状态下不能导电,故B正确;
C.中Be元素化合价为+2价,Be的最外层电子数为2+2=4,不满足8电子稳定结构;中Al元素化合价为+3价,Al的最外层电子数为3+3=6,不满足8电子稳定结构;氯元素化合价均为-1价,最外层电子数为1+7=8,满足8电子稳定结构,故C错误;
D.中Be的价层电子对数为,中心原子杂化类型为sp;中Al的价层电子对数为,中心原子杂化类型为sp2,因此杂化类型不同,故D正确;
故答案选C。
6.稀有气体极不活泼,曾被称为惰性气体,但一定条件下仍能发生某些反应,例如:(n=2、4、6)。下列说法错误的是
A.Xe的熔点低,与分子间作用力有关 B.沸点:F2<Cl2<Br2<I2
C.XeF2的空间结构为V形 D.熔融状态下,XeF4、XeF6均不导电
【答案】C
【解析】A.Xe是分子晶体其熔点低,与分子间作用力有关,A正确;
B.X2为分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,F2<Cl2<Br2<I2,B正确;
C.根据VSEPR理论可知,价电子对数=,立体结构应该为三角双锥,孤电子对数为3,3个顶点被孤对电子占据,所以是直线型,C错误;
D.XeF4、XeF6都是分子晶体,熔融状态下不导电,D正确;
故选C。
7.下列有关物质结构或性质的比较中正确的是
A.晶体的熔点:金刚石<C60 B.键能:石墨中C-C键>金刚石中C-C键
C.导电性:金刚石>石墨 D.键角:CO2<SiO2
【答案】B
【解析】A.金刚石是原子晶体,C60是分子晶体,原子晶体的熔点远高于分子晶体,因此熔点:金刚石>C60,A错误;
B.石墨中每个C原子连接3根共价键,C-C键为sp2杂化,键长较短,键能较大;金刚石每个C原子连接4个共价键,C-C键为sp3杂化,键长较长,键能较小,B正确;
C.石墨因层间存在离域电子而导电性优异,金刚石无自由电子,导电性差,因此导电性:石墨>金刚石,C错误;
D.CO2中为C杂化方式为,为直线形分子,键角180°;SiO2为原子晶体,晶胞结构为以硅原子为中心的硅氧四面体,Si-O-Si键角约109.5°,因此键角:CO2>SiO2,D错误;
答案选B。
8.下列晶体性质的比较不正确的是
A.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
B.沸点:MgO>NaCl>NH3>PH3
C.硬度:白磷>冰>二氧化硅
D.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4
【答案】C
【解析】A.三种物质都是共价晶体,因为C的原子半径小于Si的,所以键长:C—C键<C—Si键<Si—Si键,键能:C—C键>C—Si键>Si—Si键,键能越大,共价晶体的熔点越高,A正确;
B.不同晶体类型的熔、沸点高低规律一般为:离子晶体>分子晶体,MgO和NaCl都是离子晶体,NH3和PH3都是分子晶体,有沸点:MgO、NaCl>NH3、PH3,由于Mg2+、半径分别小于Na+、的半径,且所带电荷更多,因此MgO所含的离子键更强,沸点为:MgO>NaCl,而NH3和PH3都是分子晶体,但NH3分子间存在氢键,故NH3的沸点较高,综合可知沸点:MgO>NaCl>NH3>PH3,B正确;
C.二氧化硅是共价晶体,硬度较大,白磷和冰都是分子晶体,硬度较小,C错误;
D.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,分子间作用力越大,熔点越高,D正确;
故答案选C。
9.氮化铝晶体是第三代半导体材料的典型代表之一,常用作电子材料、功能材料及电子器件封装材料等,结构如图所示。已知:正六棱柱底边长为anm,高为bnm,设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.氮化铝晶体是离子晶体
B.氮化铝与水反应后溶液显中性
C.Al的配位数为12
D.氮化铝晶体密度
【答案】D
【解析】A.氮化铝是第三代半导体材料,半导体材料通常为共价晶体(或原子晶体),而非离子晶体,A错误;
B.氮化铝与水反应生成沉淀和,溶于水形成氨水,溶液显碱性,B错误;
C.Al的配位数指其周围最近邻的N原子数,由晶体结构可知,Al原子周围形成4个共价键,Al的配位数为4,C错误;
D.正六棱柱晶胞体积V=底面积×高,底面积为正六边形面积:,高为bnm,故,晶胞中Al和N原子各6个,晶胞密度为,D正确;
答案选D。
10.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.物质的量相同的金刚石和碳化硅,共价键个数之比为1∶1
B.SiO2晶体中Si和Si-O键个数比为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】A.假设金刚石和碳化硅的物质的量均为1mol,金刚石中每个碳原子连接四根共价键,但每根共价键被两个环共用,因此每个碳原子实际连接根共价键,可知1mol金刚石中含有2molC-C键;1molSiC中有1mol碳原子和1mol硅原子,每个原子通过共价键连接到其他原子,形成Si-C键。由于每个共价键是两个原子共有的,因此每个原子独占的键数是总键数的一半,即2mol,由于碳原子和硅原子的数量相等,因此总共有4molSi-C键;可知物质的量相同的金刚石和碳化硅,共价键个数之比为1∶2,故A错误;
B.晶体中1个硅原子形成4个共价键,Si和Si-O键个数比为1∶4,故B正确;
C.石墨烯中1个六元环平均含有个碳,则碳原子和六元环个数比为2∶1,故C正确;
D.晶体为分子晶体,其堆积属于分子密堆积,故D正确;
故答案选A。
1.(2022高二·山东·竞赛)碳拥有较为特殊的电子排布,从而可形成许多独特的物质,其中的单质:金刚石,石墨等,拥有独特的性质,下列说法正确的是
A.石墨和和都为分子晶体 B.由石墨变成碳纳米管为物理变化
C.中的碳原子为杂化 D.金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质
【答案】D
【解析】A.石墨是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体,故A错误;
B.石墨与碳纳米管是不同的物质,不同物质之间的转化属于化学变化,故B错误;
C.碳60上的每一个C与周围的三个C形成单键,剩下的一个电子在P轨道上,与周围的C的P轨道上的电子,形成大π键,所以是SP2杂化,故C错误;
D.“金刚石”,俗称“金刚钻”,它是一种由碳元素组成的矿物,是石墨的同素异形体,化学式为C,也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质,故D正确;
答案选D。
2.有关晶体的下列说法中不正确的是
A.硫酸钡熔化时离子键被破坏
B.原子晶体中共价键越强,熔点越高
C.冰融化时水分子中共价键未发生断裂
D.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
【答案】D
【解析】A.硫酸钡是离子化合物,属于强电解质,熔化时离子键断裂电离产生钡离子和硫酸根,A选项正确;
B.维系原子晶体的作用力为共价键,共价键越强,原子晶体的熔点越高,B选项正确;
C.冰熔化时水分子间的氢键被破坏,物质的组成不变,水分子中的共价键未发生断裂,C选项正确;
D.晶体的稳定性与分子内的化学键强弱有关,分子间作用力是确定物质聚集状态,所以分子的稳定性与分子间作用力的大小无关,D选项错误;
本题选D
3.(2025高二下·江苏·竞赛)根据物质的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是
选项
物质
组成和结构变化
性能变化
A
钛合金
减小晶粒大小至纳米量级
熔点升高
B
纤维素
一定条件和硝酸发生酯化反应
可燃性增强
C
顺丁橡胶
以二硫键等把线型结构连接为网状结构
强度得到增强
D
晶体
熔融后迅速降温凝固
光学性质表现各向异性
A.A B.B C.C D.D
【答案】AD
【解析】A.纳米晶体在声、光、电、磁、热、熔点、强度等性能上会呈现新的特性,熔点会下降,强度会增强,A错误;
B.纤维素一定条件和硝酸发生酯化反应生成硝酸纤维素,是热塑性物质,在阳光下易变色,且极易燃烧,所以可燃性增强,B正确;
C.硫化是将线型结构连接为网状结构,得到既有弹性又有强度的橡胶,C正确;
D.晶体熔融后迅速降温凝固,内部排列无序,光学性质没有表现出晶体的各向异性,D错误;
故选AD。
4.(2023高一下·浙江温州·竞赛)设为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是
A.干冰晶体具有和二氧化硅类似的结构,则8.8g该晶体中含有碳氧键的数目为
B.一定条件下,与氧气反应生成,反应中转移电子数为
C.1mol硝基与46g二氧化氮所含的电子数均为
D.含的溶液中含有的键数目为
【答案】D
【解析】A.在二氧化硅晶体,每个硅原子形成4个Si-O单键,因此在CO2晶体中,每个碳原子形成4个碳氧单键,则8.8g该晶体中含有碳氧键的数目为0.8NA,故A项正确;
B.SO2与氧气反应生成2molSO3,转移4mol电子,则生成0.1molSO3,反应中转移电子数为0.2NA,故B项正确;
C.1mol硝基(−NO2)与46g二氧化氮(NO2)即1molNO2,所含的电子均为23mol,则电子数为23NA,故C项正确;
D.含100g34%的H2O2溶液中,H2O2的质量为34g,物质的量为1mol,含有的O−H键数目为2NA,但H2O中还含有O−H键,则溶液中含有的O−H键数目大于2NA,故D项错误;
故答案选D。
5.磷有多种同素异形体,其中白磷和黑磷(每一个层由曲折的磷原子链组成)的结构如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法中不正确的是
A.3.1g中含有的质子数为1.5
B.31g白磷与31g黑磷中含有的P—P键数目均为1.5
C.12.4g白磷与0.6mol在密闭容器中充分反应,生成的分子数为0.4
D.0.11mol白磷发生反应:,转移的电子数为1.2
【答案】C
【解析】A.1个31P原子中含有31-15=16个中子,则3.1g31P中含有的中子数为 =1.6NA,A正确;
B.白磷和黑磷分子中,每个P原子平均形成1.5个P-P键,则31g白磷与31g黑磷中含有的P-P键数目均为=1.5NA,B正确;
C.12.4g白磷物质的量为=0.1mol,与0.6molH2在密闭容器中发生反应P4+6H24PH3,则充分反应生成的PH3分子数小于0.4NA,C不正确;
D.0.11mol白磷参加反应中,电子转移的数目为24×(5-0)e-=120e-,则0.11molP4参加反应时转移的电子数为=1.2NA,D正确;
故选C。
6.(2022高二·山东·竞赛)一种环状碳单质的合成如图所示。下列说法错误的是
A.和均为非极性分子 B.中碳原子有和两种杂化方式
C.和金刚石均为分子晶体 D.中存在大π键
【答案】C
【解析】A.由环状碳单质的合成示意图可知,和均为结构对称的非极性分子,故A正确;
B.由结构示意图可知,分子中只含有三键碳原子和双键碳原子,其中三键碳原子为sp杂化,双键碳原子为sp2杂化,故B正确;
C.金刚石是由碳原子形成的共价晶体,故C错误;
D.由结构示意图可知,分子中三键碳原子为sp杂化,未参与杂化的p电子能形成大π键,故D正确;
故选C。
7.按要求回答下列问题。
(1)的沸点比的高,这是因为 。
(2)的熔点为,的熔点为,二者熔点差异的原因是 。
(3)形成的多种化合物中常见的有和金红石,两种晶体熔融状态下都能够导电,则它们属于 (填晶体类型),两种晶体比较,熔点较高,其原因是 。
(4)和都是离子晶体,熔点较高的是 。其原因是 。
(5)工业上均采用碳酸盐分解法制取氧化镁与生石灰,的分解温度 (填“高于”或“低于”),原因是 。
(6)已知:为、为。在隔绝空气条件下分别加热和,实验测得的分解温度低于,原因是 。
(7)和的部分性质对比如表:
熔点/
714
沸点/
1412
136.4
室温下状态
固体
无色液体
二者虽然都是金属元素和氯元素形成的化合物,但前者熔点比后者高很多,其原因为 。
(8)熔融状态均不导电,据此判断它们是 (填“共价”或“离子”)化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,其熔点如下表所示,试分析的熔点依次降低的原因: 。
物质
熔点/
1700
1480
1238
【答案】(1)两者都是分子晶体,的相对分子质量比的大,且分子的极性较强,分子间作用力较强
(2)为分子晶体,为共价晶体
(3) 离子晶体 所带电荷数多于,的离子键强度大
(4) 氧化亚铜和硫化亚铜都是离子晶体,氧离子的离子半径小于硫离子,氧化亚铜的离子键强度大于硫化亚铜
(5) 低于 离子半径小于,二者所带电荷数相同,吸引形成的能力强
(6)更容易结合碳酸根离子中的氧离子或的半径小于,的离子键强度大
(7)属于分子晶体,属于离子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点
(8) 共价 它们均为原子晶体,由于N、P、的原子半径依次增大,故的键长依次增大,共价键越长,键能越小,熔点越低
【解析】(1)的沸点比的高,这是因为:两者都是分子晶体,的相对分子质量比的大,且分子的极性较强,分子间作用力较强。
(2)的熔点为,的熔点为,二者熔点差异的原因是:为分子晶体,为共价晶体,前者熔化时克服分子间的作用力,后者熔化时克服共价键,共价键比分子间的作用力强烈得多。
(3)熔融状态下能导电的化合物为离子晶体,和金红石这两种晶体熔融状态下都能够导电,则它们属于离子晶体,离子键的强弱决定了离子晶体的熔点高低,则熔点较高的原因是:所带电荷数多于,的离子键强度大。
(4)结合(3)可知,和都是离子晶体,熔点较高的是,其原因是:氧化亚铜和硫化亚铜都是离子晶体,氧离子的离子半径小于硫离子,氧化亚铜的离子键强度大于硫化亚铜。
(5)和分解均生成金属氧化物和二氧化碳,金属氧化物越容易形成,分解温度越低,则的分解温度低于,原因是:离子半径小于,二者所带电荷数相同,吸引形成的能力强。
(6)已知:为、为,结合(5)可知:在隔绝空气条件下分别的分解温度低于的原因是:更容易结合碳酸根离子中的氧离子或的半径小于,的离子键强度大。
(7)由表格可知,前者为离子晶体,后者为分子晶体,离子键比分子间的作用力强烈得多。故前者熔点比后者高很多的原因为:属于分子晶体,属于离子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点。
(8)熔融状态均不导电,则晶体内不存在离子,据此判断它们是共价化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,则它们构成共价晶体,共价键的强弱程度决定了共价晶体的熔点高低,则的熔点依次降低的原因::它们均为原子晶体,由于N、P、的原子半径依次增大,故的键长依次增大,共价键越长,键能越小,熔点越低。
8.按要求完成下列小题:
(1)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以 相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献 个原子。
(2)在硅酸盐中,四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根:其中Si原子的杂化形式为 ,Si与O的原子数之比为 ,化学式为 。
【答案】(1) 共价键 3
(2) sp3杂化 1∶3
【解析】(1)硅晶体和金刚石晶体类似都属于共价晶体,硅原子之间以共价键结合,在金刚石晶体的晶胞中,每个面心有一个碳原子(晶体硅类似结构),则面心位置贡献的原子为 6×=3个,故答案为:共价键;3。
(2)在多硅酸根中每个硅原子都与4个O形成4个Si-O单键,因而Si原子都是sp3杂化;观察图(b)可知,每个四面体通过两个氧原子与其他四面体连接形成链状结构,因而每个四面体中硅原子数是1,氧原子数=2+2×=3,即Si与O的原子个数比为1∶3,化学式为;故答案为:sp3;1∶3;。
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