专题01 晶体类型判断与性质比较(重难点讲义)化学鲁科版选择性必修2
2025-12-27
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第3章 不同聚集状态的物质与性质 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 晶体结构与性质 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.49 MB |
| 发布时间 | 2025-12-27 |
| 更新时间 | 2025-12-27 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-12-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55667472.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦晶体类型判断与性质比较核心知识点,系统梳理离子、分子、金属、共价四类晶体的构成微粒、微粒间作用力,以及熔沸点、导电性等性质,构建“构成-作用力-性质-判断-比较”的完整学习支架。
资料通过表格对比、易错提醒、典例变式等设计,以分类比较和证据推理帮助学生建构“结构决定性质”模型,培养科学思维。课中辅助教师高效教学,课后通过巩固训练助力学生查漏补缺,强化知识应用能力。
内容正文:
专题01 晶体类型判断与性质比较
1.能根据构成微粒、微粒间作用力,精准判断离子、金属、分子、共价四类晶体。
2.掌握四类晶体熔沸点、导电性、硬度的比较方法,理解性质与结构的关联。
3.能结合晶体类型,解释具体物质的性质特点,构建 “结构-性质” 的关联思维。
一、晶体类型与性质比较
晶体
分子晶体
离子晶体
金属晶体
共价晶体
构成微粒
分子
阴、阳离子
金属离子、自由电子
原子
微粒间作用力
范德华力(少数有氢键)
离子键
金属键
共价键
性质
熔、沸点
较低
较高
一般较高
很高
硬度
小
略硬而脆
一般较大
很大
溶解性
相似相溶
多数溶于水
不溶,有些与水反应
不溶
机械加工性能
不良
不良
良好
不良
导电性
固态、液态均不导电,部分溶于水时导电
固态时不导电,熔融时导电,能溶于水的溶于水时导电
固态、熔融态时导电
大部分固态、熔融时都不导电
作用力大小规律
组成和结构相似的分子,相对分子质量大的范德华力大
离子所带电荷数多、半径小的离子键强
金属原子的价电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强
共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定
二、晶体类型的判断方法
1. 依据构成粒子和粒子间作用力判断
(1)离子晶体
构成粒子:阴、阳离子
粒子间作用力:离子键(阴、阳离子间的静电作用)
(2)分子晶体
构成粒子:分子(稀有气体为单原子分子)
粒子间作用力:分子间作用力(范德华力或氢键),分子内部是共价键
(3)原子晶体
构成粒子:原子
粒子间作用力:共价键(原子间通过共价键直接形成空间网状结构)
(4)金属晶体
构成粒子:金属阳离子、自由电子
粒子间作用力:金属键(金属阳离子与自由电子间的静电作用)
2. 依据物质类别判断
晶体类型
常见物质类别
典型例子
离子晶体
1. 活泼金属氧化物(IA、IIA 与 VIA、VIIA 形成的氧化物)
2. 强碱(IA、IIA 对应的碱)
3. 大多数盐(包括铵盐)
Na₂O、CaO;NaOH、Ba(OH)₂;NaCl、K₂SO₄、NH₄Cl
分子晶体
1. 大多数非金属单质(除金刚石、晶体硅、晶体硼)2. 非金属氢化物
3.非金属氧化物(除 SiO₂)
4. 所有酸(共价化合物型)
5. 大多数有机物(除有机盐)
O₂、P₄、He;H₂O、NH₃、HCl;CO₂、SO₂;H₂SO₄、HNO₃;蔗糖、乙醇
原子晶体
1. 某些非金属单质(金刚石、晶体硅、晶体硼)
2. 某些非金属化合物(SiO₂、SiC)
金刚石、Si、SiO₂、SiC
金属晶体
金属单质、合金
Fe、Cu、Al;黄铜、不锈钢
3.依据物理性质判断
(1)熔沸点与硬度
原子晶体:熔沸点很高(一般>1000℃),硬度很大(如金刚石硬度最大)
离子晶体:熔沸点较高(数百到一千多度),硬度较大(质地脆,受力易断裂)
分子晶体:熔沸点很低(很多常温为气态或液态),硬度很小(如干冰易升华)
金属晶体:熔沸点跨度大(汞常温液态,钨熔点>3000℃),硬度不一(钠质软,铬硬度大)
(2)溶解性
离子晶体:大多易溶于水,难溶于有机溶剂
分子晶体:遵循相似相溶(极性分子溶于极性溶剂,非极性分子溶于非极性溶剂)
原子晶体、金属晶体:难溶于常见溶剂
4.依据导电性判断
(1)离子晶体:固态不导电(离子被束缚),熔融态或水溶液导电(离子自由移动)
(2)分子晶体:固态、液态均不导电;溶于水后,部分能导电(如酸,电离出自由离子)
(3)原子晶体:一般不导电(除晶体硅、晶体锗等半导体)
(4)金属晶体:固态、液态均导电(自由电子定向移动)
【易错提醒】
1.NH₄Cl 等铵盐是离子晶体,不是分子晶体(含离子键、共价键)。
2.SiO₂ 是原子晶体,CO₂ 是分子晶体,二者晶体类型不同的核心原因是粒子间作用力不同。
3.稀有气体晶体是分子晶体(单原子分子,粒子间作用力为范德华力)。
三、物质熔沸点大小比较的方法
1. 不同晶体类型间的比较
一般规律:原子晶体 > 离子晶体 > 分子晶体(金属晶体需单独判断,无固定顺序)
实例 1:金刚石(原子晶体)> NaCl(离子晶体)> CO₂(分子晶体)
实例 2:SiO₂(原子晶体)> MgO(离子晶体)> H₂O(分子晶体,含氢键)
【易错提醒】
金属晶体熔沸点跨度极大,无法直接与其他类型对比:
高熔沸点金属(如钨 W>3000℃)> 原子晶体;
低熔沸点金属(如汞 Hg-39℃)< 分子晶体(如碘 I₂113℃)。
2. 同一晶体类型内的比较
(1)原子晶体:共价键键能决定
影响因素:键长越短,键能越大,熔沸点越高(键长与原子半径正相关)
规律:组成原子的半径越小 → 键长越短 → 键能越强 → 熔沸点越高
实例:金刚石(C-C)> SiC(C-Si)> 晶体硅(Si-Si)
(原因:原子半径 C<Si,键长 C-C<C-Si<Si-Si,键能依次减弱)
(2)离子晶体:离子键强弱决定(晶格能越大,离子键越强)
影响因素(两大核心):
① 离子所带电荷数:电荷数越多,离子键越强(主要影响);
② 离子半径:半径越小,离子键越强(次要影响)。
规律:电荷数多、半径小 → 离子键强 → 熔沸点高
实例:①MgO > CaO > NaF > NaCl(Mg²⁺电荷数 2,半径小;Ca²⁺半径大于 Mg²⁺;Na⁺电荷数 1,Cl⁻半径大于 F⁻)
②Al₂O₃ > MgO(Al³⁺电荷数 3>Mg²⁺,离子键更强)
(3)分子晶体:分子间作用力决定(氢键>范德华力)
第一步:先看是否含氢键(含氢键的熔沸点 “反常高”)
常见含氢键的物质:H₂O、NH₃、HF、醇类(如乙醇)、羧酸类(如乙酸)等。
实例:H₂O > H₂S(H₂O 含氢键,H₂S 无);NH₃ > PH₃;HF > HCl。
第二步:无氢键时,比较范德华力(与相对分子质量、极性相关)
① 结构相似的分子(如同主族、同系物):相对分子质量越大,范德华力越强,熔沸点越高
实例:F₂ < Cl₂ < Br₂ < I₂;CH₄ < C₂H₆ < C₃H₈(烷烃同系物)。
② 相对分子质量相同(或相近)的分子:极性越强,范德华力越强,熔沸点越高(极性分子间存在取向力,作用力更强)
实例:CO > N₂(二者相对分子质量均 28,CO 是极性分子,N₂是非极性分子);CH₃OH > CH₃CH₃(甲醇极性强于乙烷)。
③ 同分异构体:支链越多,熔沸点越低(支链增多使分子间接触面积减小,范德华力减弱)
实例:正戊烷(CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃)> 异戊烷 > 新戊烷。
(4)金属晶体:金属键强弱决定
影响因素:
① 金属阳离子半径:半径越小,金属键越强;
② 自由电子数:自由电子数越多(与金属价电子数相关),金属键越强。
规律:阳离子半径小、自由电子数多 → 金属键强 → 熔沸点高
实例:
①同周期金属:Na < Mg < Al(阳离子半径 Na⁺>Mg²⁺>Al³⁺,自由电子数 Al>Mg>Na);
②同主族金属:Li > Na > K > Rb(阳离子半径依次增大,金属键依次减弱);
③特殊:汞(Hg)、镓(Ga)等金属熔沸点极低(汞常温液态),因金属键较弱。
【易错提醒】
①氢键的 “特殊性”:氢键只影响分子晶体的熔沸点,不影响原子晶体、离子晶体(如 H₂O 的熔沸点高于 H₂S,但 SiO₂的熔沸点与氢键无关);
②离子晶体 vs 分子晶体:部分离子晶体熔沸点可能低于原子晶体,但一定高于无氢键的分子晶体(如 NaCl 熔沸点 801℃>I₂的 113℃);
③易错混淆物质:
SiO₂(原子晶体,熔沸点 1723℃)> CO₂(分子晶体,升华 - 78.5℃)(晶体类型不同是关键);
NH₄Cl(离子晶体,熔沸点 338℃)> NH₃(分子晶体,沸点 - 33.5℃)(铵盐是离子晶体,不是分子晶体);
③混合物影响:合金的熔沸点通常低于其成分金属(如黄铜熔点<Cu、Zn 的熔点);溶液的熔沸点可能偏离纯物质(如海水沸点高于纯水)。
题型01晶体类型与性质比较
【典例】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
【变式】下列关于晶体的说法正确的是
A.Si与C同属ⅣA族,因此SiO2和CO2两种晶体中的微粒间作用力完全相同
B.分子晶体中,共价键键能越大,该晶体的熔沸点越高
C.NaHSO4固体加热熔化时破坏了该物质中的离子键和共价键
D.要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定
题型02晶体类型的判断
【典例】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】下列各组物质的晶体类型不相同的是
A.Na和Ge B.CCl4和P4 C.K2SO4和NH4Cl D.SiC和Si
题型03物质熔沸点大小比较
【典例】物质结构理论推出:金属键越强,其金属的硬度越大,熔、沸点越高。且研究表明,一般说来,金属阳离子半径越小,所带电荷数越多,金属键越强。由此判断下列说法错误的是
A.硬度: B.熔点: C.硬度: D.熔点:
【变式】分子筛的化学组成通式为,M代表金属离子(人工合成时通常为Na),n代表金属离子化合价数。下列说法正确的是
A.1molSiO2中有4molSi—O键 B.硬度:金刚石>晶体硅>碳化硅
C.Na2O与Na2O2熔化时破坏的化学键不同 D.沸点:H2O<H2S
【巩固训练】
1.(24-25高二下·山东潍坊·期中)下表列出的是某些晶体的熔点和硬度。
晶体
金刚石
石英
碳化硅
硅
石墨
熔点/℃
3550
1710
x
1412
3850
硬度
10
7
9.5
6.5
1
由表中数据判断,下列说法正确的是
A.构成共价晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高
B.构成共价晶体的原子的半径越大,晶体的硬度越大
C.碳化硅的熔点介于1412℃与3550℃之间
D.表中晶体微粒间作用力均为共价键
2.(24-25高二下·湖南益阳·期末)化学与社会、生活、科技密切相关。下列说法正确的是
A.“天问一号”实验舱——所使用的铝合金熔点高于其各组分金属
B.制造C919飞机的材料——氮化硅属于共价晶体
C.电视和电脑的液晶显示器使用的液晶材料属于晶体,表现出晶体的各向异性
D.乙烯可用作水果催熟剂,也是氧割焰的主要气体
3.(25-26高二上·上海·阶段练习)下列化学式能真正表示该物质分子组成的是
A.P B.SiO2 C.Fe D.He
4.(24-25高二下·河北张家口·期末)下列物质的晶体类型不能与其他三种归为一类的是
A.CO2 B.CCl4 C.SiO2 D.SiCl4
5.(24-25高二下·甘肃白银·期末)下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A.Fe和 B.和 C.金刚石和氩气 D.和
6.(24-25高二下·福建福州·期末)下列各组晶体物质中,化学键类型、晶体类型均相同的是
A.HCl和 B.和 C.He和 D.Si和
7.(24-25高二下·北京朝阳·期末)下列说法正确的是
A.和的价层电子对数目相同 B.和的晶体类型相同
C.和分子中键数目相同 D.和分子的极性相同
8.(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
9.(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
10.(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
11.(25-26高三上·上海·开学考试)造纸中,用与纸浆中的过氧乙酸以及过渡金属离子反应以提高漂白效率。硼氢化钠、硼氢化铝被认为是有机化学上的“万能还原剂”。两种硼氢化物的熔点如表所示:
硼氢化物
NaBH4
Al(BH4)3
熔点/℃
600
-64.5
解释表中两种物质熔点差异的原因 。
12.(24-25高二下·上海·期末)的结构与相似
(1)二者形成晶体时的熔点高低为: (填“>、=、<”)。判断依据是 。
(2)有关二硫化碳分子的描述正确的是___________。
A.含有非极性键 B.是直线形分子
C.属于极性分子 D.结构式为
13.(24-25高二下·甘肃庆阳·期中)第ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题:
(1)碳的一种单质的结构如图a所示。该单质的晶体类型为 ,依据原子轨道的重叠方式,原子间存在的共价键类型有 ,碳原子的杂化轨道类型为 。
(2)比熔点高的原因是 。
(3)四卤化硅的沸点和二卤化铅的熔点如图b所示。
①的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是 。
②结合的沸点和的熔点变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序,晶体中离子键百分数 ,共价键百分数 (填“增大”“不变”或“减小”)。
【强化训练】
1.(24-25高二下·山东滨州·期末)结构决定性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质
结构因素
A
熔点:<NaBF4
晶体类型
B
稳定性:
键能
C
沸点:
分子间作用力
D
酸性:>
键极性
A.A B.B C.C D.D
2.(24-25高二下·山东淄博·期末)下列解释与事实不符的是
事实
解释
A
熔点:
前者为离子晶体,后者为分子晶体
B
酸性:
电负性:,前者键极性更大
C
稳定性:
键能:
D
乙烯和乙炔均可发生加聚反应
二者分子中均含有键
A.A B.B C.C D.D
3.(24-25高二上·山东菏泽·期末)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
MnO2能加快H2O2的分解
MnO2改变反应历程,降低反应的活化能
B
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
C
HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
HCl、HBr、HI中的范德华力依次减小
D
金属具有导热性
“自由电子”与金属阳离子间碰撞传递能量
A.A B.B C.C D.D
4.(24-25高二下·山东滨州·期末)下列有关化学材料的说法错误的是
A.无磁镍铬钛合金中存在金属键 B.聚乙炔在掺杂状态下具有较高的电导率
C.碳纤维属于有机高分子材料 D.高温结构陶瓷为共价晶体
5.(24-25高二下·山东德州·期末)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是
选项
物质性质
解释
A
沸点:
电离能:
B
键角:
电负性:
C
硬度:晶体Si
原子半径:
D
熔点:
电荷数:半径:
A.A B.B C.C D.D
6.(2025·湖南·高考真题)下列有关物质性质的解释错误的是
性质
解释
A
酸性:
是推电子基团
B
熔点:
的体积大于
C
熔点:
比的金属性弱
D
沸点:
分子间存在氢键
A.A B.B C.C D.D
7.(2025·山东·高考真题)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是
性质差异
主要原因
A
沸点:
电离能:
B
酸性:
电负性:
C
硬度:金刚石>晶体硅
原子半径:
D
熔点:
离子电荷:
A.A B.B C.C D.D
8.(24-25高二下·山东济宁·期中)物质的结构影响物质的性质。请回答下列问题。
(1)下列基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是 (填序号,下同);违反洪特规则的是 。
A.H−:1s2 B.F−:1s22s23p6 C.Ca2+:1s22s22p63s23p6
D.O: E.N:
(2)Cu位于元素周期表中的 区,Cu的基态原子的价层电子排布式为 。与Cu同周期的过渡元素中,未成对电子数最多的元素的基态原子的价电子排布图为 。
(3)分子中的大π键可以用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,吡咯()中的大键可表示为 。
(4)已知AlF3(熔点1290℃)与AlCl3(熔点194℃)熔点差别较大,请简要解释AlF3熔点远高于AlCl3的原因 。
(5)、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
(6)工业上常通过PI3的水解来制备HI和一种磷的含氧酸,该反应的化学方程式为 ;由该反应可知,电负性P I(填“>”、“<”或“=”)。
9.(24-25高二下·山东枣庄·期中)W、X、Y、Z四种元素原子序数依次减小。已知W的原子序数为29;X原子p轨道共有11个电子;Y是第三周期主族元素,其部分电离能数据如下表;Z原子价电子排布式为。
电离能/kJ·mol-1
Y
584
1823
2751
11584
14837
根据题目信息回答下列问题:
(1)W基态原子的价电子排布式为 。
(2)熔点低,易升华,则为 晶体(填“离子”“分子”或“共价”),溶液与过量氢氧化钠溶液反应的离子方程式 。
(3)R是与X同主族的短周期元素。R的氢化物沸点比X的氢化物高,原因是 。
(4)中,Z原子采用 杂化,每个分子中含有 个σ键, 个π键。
(5)已知是蓝色的,配离子的配体是 (填分子式),配位数 ,配离子中存在的化学键有 。(填“金属键”“离子键”“共价键”“配位键”)
10.(24-25高二下·山东青岛·期中)离子液体被认为是21世纪理想的绿色溶剂,是指室温或者接近室温时呈液态,而本身由阴、阳离子构成的化合物。氯代1-丁基-3-甲基咪唑离子液{[bmim]Cl}可以与GaCl3混合形成离子液体;[bmim]Cl也可以转化成其他离子液体。如图是[bmim]Cl与NH4BF4离子交换反应合成离子液体[bmim]BF4的流程。
(1)1molNH4BF4中含有的配位键数目为 ,其中N原子的杂化方式为 ,的空间构型为 。
(2)已知分子中的大π键可以用表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表大π键中的电子数,则[bmim]+中大π键可以表示为 。
(3)GaCl3的熔点为77.8℃,则GaCl3的晶体类型为 ,GaCl3和[bmim]Cl混合形成离子液体的过程中会存在以下转化:GaCl3,已知中含有两个配位键,试画出的结构式: 。
(4)氟及其化合物的用途非常广泛。
①中价层电子对数不同于其他微粒的立体构型为 。
②基于CaF2设计的Born-Haber循环如图所示。
钙的第一电离能为 kJ•mol-1;CaF2晶体的晶格能为 kJ•mol-1。
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专题01 晶体类型判断与性质比较
1.能根据构成微粒、微粒间作用力,精准判断离子、金属、分子、共价四类晶体。
2.掌握四类晶体熔沸点、导电性、硬度的比较方法,理解性质与结构的关联。
3.能结合晶体类型,解释具体物质的性质特点,构建 “结构-性质” 的关联思维。
一、晶体类型与性质比较
晶体
分子晶体
离子晶体
金属晶体
共价晶体
构成微粒
分子
阴、阳离子
金属离子、自由电子
原子
微粒间作用力
范德华力(少数有氢键)
离子键
金属键
共价键
性质
熔、沸点
较低
较高
一般较高
很高
硬度
小
略硬而脆
一般较大
很大
溶解性
相似相溶
多数溶于水
不溶,有些与水反应
不溶
机械加工性能
不良
不良
良好
不良
导电性
固态、液态均不导电,部分溶于水时导电
固态时不导电,熔融时导电,能溶于水的溶于水时导电
固态、熔融态时导电
大部分固态、熔融时都不导电
作用力大小规律
组成和结构相似的分子,相对分子质量大的范德华力大
离子所带电荷数多、半径小的离子键强
金属原子的价电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强
共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定
二、晶体类型的判断方法
1. 依据构成粒子和粒子间作用力判断
(1)离子晶体
构成粒子:阴、阳离子
粒子间作用力:离子键(阴、阳离子间的静电作用)
(2)分子晶体
构成粒子:分子(稀有气体为单原子分子)
粒子间作用力:分子间作用力(范德华力或氢键),分子内部是共价键
(3)原子晶体
构成粒子:原子
粒子间作用力:共价键(原子间通过共价键直接形成空间网状结构)
(4)金属晶体
构成粒子:金属阳离子、自由电子
粒子间作用力:金属键(金属阳离子与自由电子间的静电作用)
2. 依据物质类别判断
晶体类型
常见物质类别
典型例子
离子晶体
1. 活泼金属氧化物(IA、IIA 与 VIA、VIIA 形成的氧化物)
2. 强碱(IA、IIA 对应的碱)
3. 大多数盐(包括铵盐)
Na₂O、CaO;NaOH、Ba(OH)₂;NaCl、K₂SO₄、NH₄Cl
分子晶体
1. 大多数非金属单质(除金刚石、晶体硅、晶体硼)2. 非金属氢化物
3.非金属氧化物(除 SiO₂)
4. 所有酸(共价化合物型)
5. 大多数有机物(除有机盐)
O₂、P₄、He;H₂O、NH₃、HCl;CO₂、SO₂;H₂SO₄、HNO₃;蔗糖、乙醇
原子晶体
1. 某些非金属单质(金刚石、晶体硅、晶体硼)
2. 某些非金属化合物(SiO₂、SiC)
金刚石、Si、SiO₂、SiC
金属晶体
金属单质、合金
Fe、Cu、Al;黄铜、不锈钢
3.依据物理性质判断
(1)熔沸点与硬度
原子晶体:熔沸点很高(一般>1000℃),硬度很大(如金刚石硬度最大)
离子晶体:熔沸点较高(数百到一千多度),硬度较大(质地脆,受力易断裂)
分子晶体:熔沸点很低(很多常温为气态或液态),硬度很小(如干冰易升华)
金属晶体:熔沸点跨度大(汞常温液态,钨熔点>3000℃),硬度不一(钠质软,铬硬度大)
(2)溶解性
离子晶体:大多易溶于水,难溶于有机溶剂
分子晶体:遵循相似相溶(极性分子溶于极性溶剂,非极性分子溶于非极性溶剂)
原子晶体、金属晶体:难溶于常见溶剂
4.依据导电性判断
(1)离子晶体:固态不导电(离子被束缚),熔融态或水溶液导电(离子自由移动)
(2)分子晶体:固态、液态均不导电;溶于水后,部分能导电(如酸,电离出自由离子)
(3)原子晶体:一般不导电(除晶体硅、晶体锗等半导体)
(4)金属晶体:固态、液态均导电(自由电子定向移动)
【易错提醒】
1.NH₄Cl 等铵盐是离子晶体,不是分子晶体(含离子键、共价键)。
2.SiO₂ 是原子晶体,CO₂ 是分子晶体,二者晶体类型不同的核心原因是粒子间作用力不同。
3.稀有气体晶体是分子晶体(单原子分子,粒子间作用力为范德华力)。
三、物质熔沸点大小比较的方法
1. 不同晶体类型间的比较
一般规律:原子晶体 > 离子晶体 > 分子晶体(金属晶体需单独判断,无固定顺序)
实例 1:金刚石(原子晶体)> NaCl(离子晶体)> CO₂(分子晶体)
实例 2:SiO₂(原子晶体)> MgO(离子晶体)> H₂O(分子晶体,含氢键)
【易错提醒】
金属晶体熔沸点跨度极大,无法直接与其他类型对比:
高熔沸点金属(如钨 W>3000℃)> 原子晶体;
低熔沸点金属(如汞 Hg-39℃)< 分子晶体(如碘 I₂113℃)。
2. 同一晶体类型内的比较
(1)原子晶体:共价键键能决定
影响因素:键长越短,键能越大,熔沸点越高(键长与原子半径正相关)
规律:组成原子的半径越小 → 键长越短 → 键能越强 → 熔沸点越高
实例:金刚石(C-C)> SiC(C-Si)> 晶体硅(Si-Si)
(原因:原子半径 C<Si,键长 C-C<C-Si<Si-Si,键能依次减弱)
(2)离子晶体:离子键强弱决定(晶格能越大,离子键越强)
影响因素(两大核心):
① 离子所带电荷数:电荷数越多,离子键越强(主要影响);
② 离子半径:半径越小,离子键越强(次要影响)。
规律:电荷数多、半径小 → 离子键强 → 熔沸点高
实例:①MgO > CaO > NaF > NaCl(Mg²⁺电荷数 2,半径小;Ca²⁺半径大于 Mg²⁺;Na⁺电荷数 1,Cl⁻半径大于 F⁻)
②Al₂O₃ > MgO(Al³⁺电荷数 3>Mg²⁺,离子键更强)
(3)分子晶体:分子间作用力决定(氢键>范德华力)
第一步:先看是否含氢键(含氢键的熔沸点 “反常高”)
常见含氢键的物质:H₂O、NH₃、HF、醇类(如乙醇)、羧酸类(如乙酸)等。
实例:H₂O > H₂S(H₂O 含氢键,H₂S 无);NH₃ > PH₃;HF > HCl。
第二步:无氢键时,比较范德华力(与相对分子质量、极性相关)
① 结构相似的分子(如同主族、同系物):相对分子质量越大,范德华力越强,熔沸点越高
实例:F₂ < Cl₂ < Br₂ < I₂;CH₄ < C₂H₆ < C₃H₈(烷烃同系物)。
② 相对分子质量相同(或相近)的分子:极性越强,范德华力越强,熔沸点越高(极性分子间存在取向力,作用力更强)
实例:CO > N₂(二者相对分子质量均 28,CO 是极性分子,N₂是非极性分子);CH₃OH > CH₃CH₃(甲醇极性强于乙烷)。
③ 同分异构体:支链越多,熔沸点越低(支链增多使分子间接触面积减小,范德华力减弱)
实例:正戊烷(CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃)> 异戊烷 > 新戊烷。
(4)金属晶体:金属键强弱决定
影响因素:
① 金属阳离子半径:半径越小,金属键越强;
② 自由电子数:自由电子数越多(与金属价电子数相关),金属键越强。
规律:阳离子半径小、自由电子数多 → 金属键强 → 熔沸点高
实例:
①同周期金属:Na < Mg < Al(阳离子半径 Na⁺>Mg²⁺>Al³⁺,自由电子数 Al>Mg>Na);
②同主族金属:Li > Na > K > Rb(阳离子半径依次增大,金属键依次减弱);
③特殊:汞(Hg)、镓(Ga)等金属熔沸点极低(汞常温液态),因金属键较弱。
【易错提醒】
①氢键的 “特殊性”:氢键只影响分子晶体的熔沸点,不影响原子晶体、离子晶体(如 H₂O 的熔沸点高于 H₂S,但 SiO₂的熔沸点与氢键无关);
②离子晶体 vs 分子晶体:部分离子晶体熔沸点可能低于原子晶体,但一定高于无氢键的分子晶体(如 NaCl 熔沸点 801℃>I₂的 113℃);
③易错混淆物质:
SiO₂(原子晶体,熔沸点 1723℃)> CO₂(分子晶体,升华 - 78.5℃)(晶体类型不同是关键);
NH₄Cl(离子晶体,熔沸点 338℃)> NH₃(分子晶体,沸点 - 33.5℃)(铵盐是离子晶体,不是分子晶体);
③混合物影响:合金的熔沸点通常低于其成分金属(如黄铜熔点<Cu、Zn 的熔点);溶液的熔沸点可能偏离纯物质(如海水沸点高于纯水)。
题型01晶体类型与性质比较
【典例】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
【详解】A.共价晶体的熔点不一定比金属晶体高,如钨(金属晶体)的熔点高于石英晶体(共价晶体),A错误;
B.分子晶体的熔点不一定比金属晶体低,如碘(分子晶体)的熔点高于汞(金属晶体),B错误;
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,可能为分子晶体,如干冰等,C正确;
D.离子晶体在固态时不存在自由移动的离子,不能导电;在熔融态和水溶液中存在自由移动的离子,能导电,D错误;
故选C。
【变式】下列关于晶体的说法正确的是
A.Si与C同属ⅣA族,因此SiO2和CO2两种晶体中的微粒间作用力完全相同
B.分子晶体中,共价键键能越大,该晶体的熔沸点越高
C.NaHSO4固体加热熔化时破坏了该物质中的离子键和共价键
D.要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定
【答案】D
【详解】A.SiO2是共价晶体,微粒间以共价键结合;CO2是分子晶体,微粒间以分子间作用力为主,两者作用力不同,A错误;
B.分子晶体的熔沸点由分子间作用力决定,而非共价键键能,B错误;
C.NaHSO4固体熔化时仅破坏离子键(Na+与分离),内部的共价键未被破坏,C错误;
D.晶体具有规则结构,X射线衍射可检测其衍射图谱,非晶体无此特征,D正确;
故答案选D。
题型02晶体类型的判断
【典例】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
【详解】NaCl、MgCl2、CaCl2的熔沸点高是离子晶体,而AlCl3、SiCl4的熔沸点较低,是分子晶体;
故选:B。
【变式】下列各组物质的晶体类型不相同的是
A.Na和Ge B.CCl4和P4 C.K2SO4和NH4Cl D.SiC和Si
【答案】A
【详解】A.Na是金属晶体,Ge是共价晶体,故A选;
B.CCl4和P4都是分子晶体,故B不选;
C.K2SO4和NH4Cl都是离子晶体,故C不选;
D.SiC和Si都是共价晶体,故D不选;
答案选A。
题型03物质熔沸点大小比较
【典例】物质结构理论推出:金属键越强,其金属的硬度越大,熔、沸点越高。且研究表明,一般说来,金属阳离子半径越小,所带电荷数越多,金属键越强。由此判断下列说法错误的是
A.硬度: B.熔点: C.硬度: D.熔点:
【答案】B
【详解】A.一般而言,离子的电子层数越多,半径越大,当电子层数相同时,核电荷数越大,离子的半径越小,则半径比小,由于所带电荷数更多,所以金属Al的金属键更强,硬度:Al>Mg,A正确;
B.的电子层数为2,的电子层数为3,则半径比小,两种离子所带的电荷数相同,则金属键强度:Mg>Ca,熔点:Mg>Ca,B错误;
C.的电子层数为2,K+的电子层数为3,则半径比K+小,所带的电荷数更多,则金属键强度:Mg>K,硬度:Mg>K,C正确;
D.半径比K+小,所带的电荷数更多,则金属键强度:Ca>K,熔点:Ca>K,D正确;
故选B。
【变式】分子筛的化学组成通式为,M代表金属离子(人工合成时通常为Na),n代表金属离子化合价数。下列说法正确的是
A.1molSiO2中有4molSi—O键 B.硬度:金刚石>晶体硅>碳化硅
C.Na2O与Na2O2熔化时破坏的化学键不同 D.沸点:H2O<H2S
【答案】A
【详解】A.1mol SiO2中每个Si原子形成4个Si-O键,每个O原子连接2个Si原子,但键的总数由Si原子决定。1mol SiO2含1mol Si原子,每个Si对应4mol Si-O键,因此总键数为4mol,A正确;
B.原子晶体硬度由键能决定,键长:C-C<Si-C<Si-Si,故键能金刚石>碳化硅>晶体硅,硬度金刚石>碳化硅>晶体硅,B错误;
C.Na2O和Na2O2熔化时均破坏离子键,而Na2O2中的O-O共价键未被破坏,两者破坏的化学键类型相同,C错误;
D.H2O分子间存在氢键,沸点远高于仅依赖范德华力的H2S,D错误;
故选A。
【巩固训练】
1.(24-25高二下·山东潍坊·期中)下表列出的是某些晶体的熔点和硬度。
晶体
金刚石
石英
碳化硅
硅
石墨
熔点/℃
3550
1710
x
1412
3850
硬度
10
7
9.5
6.5
1
由表中数据判断,下列说法正确的是
A.构成共价晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高
B.构成共价晶体的原子的半径越大,晶体的硬度越大
C.碳化硅的熔点介于1412℃与3550℃之间
D.表中晶体微粒间作用力均为共价键
【答案】C
【详解】A.金刚石(原子)熔点高于石英(和原子),但原子种类更少,说明原子种类多不一定熔点高,A错误;
B.原子半径越大,键长增加,键能减弱,硬度应降低。如(半径大)硬度低于(金刚石),B错误;
C.碳化硅()的键强介于和之间,熔点应高于硅(1412℃)而低于金刚石(3550℃),C正确;
D.石墨层间为范德华力,并非全为共价键,D错误;
综上,答案是C。
2.(24-25高二下·湖南益阳·期末)化学与社会、生活、科技密切相关。下列说法正确的是
A.“天问一号”实验舱——所使用的铝合金熔点高于其各组分金属
B.制造C919飞机的材料——氮化硅属于共价晶体
C.电视和电脑的液晶显示器使用的液晶材料属于晶体,表现出晶体的各向异性
D.乙烯可用作水果催熟剂,也是氧割焰的主要气体
【答案】B
【详解】A.合金的熔点通常低于其各组分金属的熔点,即铝合金的熔点低于其各组分金属,A错误;
B.氮化硅是原子间通过共价键结合形成的空间网状结构,属于共价晶体,具有高熔点、高硬度和化学稳定性,可用作制造C919飞机的材料,B正确;
C.液晶材料是介于液态和晶态之间的物质,既具有液体的流动性、黏度、形变性等,又具有晶体的某些物理性质,如导热性、光学性质等,表现出类似晶体的各向异性,但本身不属于晶体,C错误;
D.乙烯可用作水果催熟剂,但氧割焰的主要气体是乙炔(不是乙烯),乙炔在氧气中燃烧能产生高温火焰用于切割金属,D错误;
故选B。
3.(25-26高二上·上海·阶段练习)下列化学式能真正表示该物质分子组成的是
A.P B.SiO2 C.Fe D.He
【答案】D
【详解】A.磷(P)通常以P4分子形式存在(如白磷),但红磷结构复杂,化学式P仅表示组成元素,不代表实际分子结构,A不符合题意;
B.SiO2为原子晶体,由硅原子和氧原子通过共价键形成网状结构,无独立分子,B不符合题意;
C.Fe是金属晶体,由金属阳离子和自由电子构成,无Fe分子,C不符合题意;
D.He为稀有气体,由单原子分子构成,化学式He直接表示其分子组成,D符合题意;
故选D。
4.(24-25高二下·河北张家口·期末)下列物质的晶体类型不能与其他三种归为一类的是
A.CO2 B.CCl4 C.SiO2 D.SiCl4
【答案】C
【详解】晶体类型分为金属、分子晶体、共价晶体、离子晶体等。、、、常温下均为气体或液体,通过分子间作用力结合,属于分子晶体。而是共价晶体,由共价键形成网状结构,性质差异显著。因此,C的晶体类型与其他三者不同。
故选C。
5.(24-25高二下·甘肃白银·期末)下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A.Fe和 B.和 C.金刚石和氩气 D.和
【答案】D
【详解】A.Fe为金属晶体,含金属键;为分子晶体,含共价键。化学键和晶体类型均不同,A错误;
B.NaCl为离子晶体,含离子键;HCl为分子晶体,含共价键。化学键和晶体类型均不同,B错误;
C.金刚石为共价晶体,含共价键;氩气为分子晶体,无化学键(仅分子间作用力)。化学键和晶体类型均不同,C错误;
D.和均为分子晶体,均含共价键。化学键和晶体类型均相同,D正确。
故选D。
6.(24-25高二下·福建福州·期末)下列各组晶体物质中,化学键类型、晶体类型均相同的是
A.HCl和 B.和 C.He和 D.Si和
【答案】A
【详解】A.HCl和AlCl3均为分子晶体,化学键均为极性共价键,A正确;
B.P2O5是分子晶体(由分子间作用力结合),SiO2是原子晶体(由共价键构成网状结构),晶体类型不同,B错误;
C.He是单原子分子,为分子晶体(无化学键),N2是双原子分子,为分子晶体(分子内有共价键),化学键类型不同,C错误;
D.Si是原子晶体(共价键),S8是分子晶体(分子间作用力),晶体类型不同,D错误;
故答案为A。
7.(24-25高二下·北京朝阳·期末)下列说法正确的是
A.和的价层电子对数目相同 B.和的晶体类型相同
C.和分子中键数目相同 D.和分子的极性相同
【答案】A
【详解】A.的中心原子S的价层电子对数为3,的中心原子S的价层电子对数也为3,价层电子对数目相同,A正确;
B.在固态时为分子晶体,为共价晶体,晶体类型不同,B错误;
C.分子含1个C=C双键(1个π键),分子含1个N≡N三键(2个π键),π键数目不同,C错误;
D.为极性分子,为非极性分子,极性不同,D错误;
故选A。
8.(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
【详解】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。
9.(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
【详解】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。
10.(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
【详解】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。
11.(25-26高三上·上海·开学考试)造纸中,用与纸浆中的过氧乙酸以及过渡金属离子反应以提高漂白效率。硼氢化钠、硼氢化铝被认为是有机化学上的“万能还原剂”。两种硼氢化物的熔点如表所示:
硼氢化物
NaBH4
Al(BH4)3
熔点/℃
600
-64.5
解释表中两种物质熔点差异的原因 。
【答案】为离子晶体,为分子晶体,熔化时前者克服离子键,后者克服分子间作用力,离子键远强于分子间作用力,故而熔点产生这样的差异
【详解】要解释两种物质熔点的差异,需从晶体类型及微粒间作用力角度分析:为离子晶体,离子晶体中存在强烈的离子键,离子键的作用力较强,破坏离子键需要较高的能量,所以熔点较高();为分子晶体,分子晶体中分子间通过较弱的分子间作用力结合,破坏分子间作用力所需的能量较低,因此熔点较低()。综上,是离子晶体,是分子晶体,离子键作用力强于分子间作用力,故 熔点更高。
12.(24-25高二下·上海·期末)的结构与相似
(1)二者形成晶体时的熔点高低为: (填“>、=、<”)。判断依据是 。
(2)有关二硫化碳分子的描述正确的是___________。
A.含有非极性键 B.是直线形分子
C.属于极性分子 D.结构式为
【答案】(1) > 二者均为分子晶体,的相对分子质量比大,分子间作用力(范德华力)更强
(2)B
【详解】(1)CS2和CO2均为分子晶体,CS2相对分子质量大,分子间的范德华力大,熔点更高;
(2)A.二硫化碳分子中只存在极性键,A错误;
B.二硫化碳与二氧化碳分子相似,属于直线形分子,B正确;
C.二硫化碳空间结构对称,正负电荷中心重合,属于非极性分子,C错误;
D.二硫化碳结构简式:,D错误;
故选B。
13.(24-25高二下·甘肃庆阳·期中)第ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题:
(1)碳的一种单质的结构如图a所示。该单质的晶体类型为 ,依据原子轨道的重叠方式,原子间存在的共价键类型有 ,碳原子的杂化轨道类型为 。
(2)比熔点高的原因是 。
(3)四卤化硅的沸点和二卤化铅的熔点如图b所示。
①的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是 。
②结合的沸点和的熔点变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序,晶体中离子键百分数 ,共价键百分数 (填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1) 混合型晶体 键、键
(2)为共价晶体,而为分子晶体
(3) 均为分子晶体,范德华力随相对分子质量增大而增大 减小 增大
【详解】(1)该单质为石墨,层内是共价键,层间存在范德华力,石墨属于混合型晶体,层内碳原子之间形成键和键;石墨中碳原子有3个键,无孤电子对,因此杂化类型为;
(2)为共价晶体,而为分子晶体,共价晶体熔沸点高于分子晶体;
(3)①属于分子晶体,不含分子间氢键,范德华力越大,熔沸点越高,范德华力随着相对分子质量的增大而增大,即熔沸点增高;
②同主族从上到下非金属性减弱,电负性减小,形成化合物两种元素电负性差值越大,离子键成分越大,因此晶体中离子键百分数减少,共价键百分数增大。
【强化训练】
1.(24-25高二下·山东滨州·期末)结构决定性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质
结构因素
A
熔点:<NaBF4
晶体类型
B
稳定性:
键能
C
沸点:
分子间作用力
D
酸性:>
键极性
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】
A.属于离子晶体,NaBF4也是离子晶体,二者晶体类型相同,但离子键不同,熔点差异由离子键大小不同决定,A错误;
B.和均为共价化合物,稳定性取决于共价键键能,F原子半径小于Cl原子半径 ,H-F键长更短,键能更大,所以HF更稳定,稳定性差异由键能决,B正确;
C.分子间存在氢键,氢键比普通的分子间作用力(范德华力 )强很多,分子间仅存在范德华力,氢键也属于分子间作用力,沸点高于是因为分子间作用力大小不同,C正确;
D.O的电负性大于S,中O吸引电子能力强,使键极性更大,更易电离出,酸性更强,酸性差异由键极性决定,D正确;
故选A。
2.(24-25高二下·山东淄博·期末)下列解释与事实不符的是
事实
解释
A
熔点:
前者为离子晶体,后者为分子晶体
B
酸性:
电负性:,前者键极性更大
C
稳定性:
键能:
D
乙烯和乙炔均可发生加聚反应
二者分子中均含有键
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.硝酸铵是离子晶体,硝酸乙铵中的有机阳离子和无机阴离子仍通过离子键结合,属于离子晶体,而非分子晶体,硝酸乙铵熔点低是因为有机阳离子体积大,晶格能小,熔点低,A错误;
B.F的电负性大于Cl,使O-H键极性增大,酸性增强,B正确;
C.O-H键能大于S-H键能,因此水更稳定,C正确;
D.乙烯含碳碳双键(1个π键),乙炔含碳碳三键(2个π键),均能通过π键断裂发生加聚反应,D正确;
故选A。
3.(24-25高二上·山东菏泽·期末)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
MnO2能加快H2O2的分解
MnO2改变反应历程,降低反应的活化能
B
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
C
HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
HCl、HBr、HI中的范德华力依次减小
D
金属具有导热性
“自由电子”与金属阳离子间碰撞传递能量
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.MnO2作为催化剂,通过降低活化能加速反应,符合催化机理。故A不符合题意;
B.原子能级量子化导致电子跃迁时发射特定波长的光,形成线状光谱。故B不符合题意;
C.HCl、HBr、HI的热稳定性减弱是因H-X键能逐渐减小,而非范德华力(范德华力影响物理性质如熔沸点)。故C符合题意;
D.金属导热通过自由电子与阳离子碰撞传递能量,解释合理。故D不符合题意;
综上,实例与解释不符的选项为C。
4.(24-25高二下·山东滨州·期末)下列有关化学材料的说法错误的是
A.无磁镍铬钛合金中存在金属键 B.聚乙炔在掺杂状态下具有较高的电导率
C.碳纤维属于有机高分子材料 D.高温结构陶瓷为共价晶体
【答案】C
【详解】A.合金中的金属原子通过金属键结合,无磁镍铬钛合金中存在金属键,A正确;
B.聚乙炔经掺杂后可形成导电高分子,电导率显著提高,B正确;
C.碳纤维主要成分为碳单质,属于无机非金属材料,而非有机高分子材料,C错误;
D.Si3N4通过共价键形成三维网状结构,属于共价晶体,D正确;
故选C。
5.(24-25高二下·山东德州·期末)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是
选项
物质性质
解释
A
沸点:
电离能:
B
键角:
电负性:
C
硬度:晶体Si
原子半径:
D
熔点:
电荷数:半径:
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.NH3沸点高是因分子间存在氢键,与电离能无关,A错误;
B.和中心原子均为sp3杂化,含2对故电子对,O原子半径小,电负性较大,成键电子产生斥力更强,键角更大,B正确;
C.和Si均为共价晶体,原子半径C<Si,Si-C键键长短、键能大,故SiC硬度更高,C正确;
D.和均为离子晶体,半径较小,离子键键能更大,电荷数更多,熔点更高,D正确;
答案选A。
6.(2025·湖南·高考真题)下列有关物质性质的解释错误的是
性质
解释
A
酸性:
是推电子基团
B
熔点:
的体积大于
C
熔点:
比的金属性弱
D
沸点:
分子间存在氢键
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.是推电子基团,使乙酸中羟基的极性减弱,酸性弱于甲酸,A解释正确;
B.的体积大于,导致其硝酸盐的晶格能较低、熔点更低,B解释正确;
C.Fe熔点高于Na是因金属键更强,而不是因为Fe的金属性比钠弱,金属性是金属失电子的能力,与金属熔点无关,C解释错误;
D.分子间氢键使其沸点反常高于,D解释正确;
故选C。
7.(2025·山东·高考真题)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是
性质差异
主要原因
A
沸点:
电离能:
B
酸性:
电负性:
C
硬度:金刚石>晶体硅
原子半径:
D
熔点:
离子电荷:
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.H2O沸点高于H2S的主要原因是H2O分子间存在氢键、H2S分子间不存在氢键,而非O的电离能大于S,电离能与沸点无直接关联,A错误;
B.HClO酸性强于HBrO是因为Cl的电负性大于Br,导致O-H键极性更强,更易解离H+,B正确;
C.金刚石硬度大于晶体硅是因为C原子半径小于Si,C-C键键能更大,共价结构更稳定,C正确;
D.MgO和NaF均属于离子晶体,离子晶体的熔点取决于其晶格能的大小,离子半径越小、离子电荷越多的,其晶格能一般较大,其熔点更高;MgO熔点高于NaF是因为Mg2+和O2−的电荷高于Na+和F−,且其阴、阳离子的半径对应较小,故离子键强度更大,晶格能更高,D正确;
故选A。
8.(24-25高二下·山东济宁·期中)物质的结构影响物质的性质。请回答下列问题。
(1)下列基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是 (填序号,下同);违反洪特规则的是 。
A.H−:1s2 B.F−:1s22s23p6 C.Ca2+:1s22s22p63s23p6
D.O: E.N:
(2)Cu位于元素周期表中的 区,Cu的基态原子的价层电子排布式为 。与Cu同周期的过渡元素中,未成对电子数最多的元素的基态原子的价电子排布图为 。
(3)分子中的大π键可以用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,吡咯()中的大键可表示为 。
(4)已知AlF3(熔点1290℃)与AlCl3(熔点194℃)熔点差别较大,请简要解释AlF3熔点远高于AlCl3的原因 。
(5)、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
(6)工业上常通过PI3的水解来制备HI和一种磷的含氧酸,该反应的化学方程式为 ;由该反应可知,电负性P I(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) AC D
(2) ds 3d104s1
(3)
(4)AlF3是离子晶体,AlCl3是分子晶体,离子晶体熔点高
(5)
(6) <
【详解】(1)A.是H原子得一个电子,电子排布式,A正确;
B.F-:1s22s23p6不满足能量最低原理,应是1s22s22p6,B错误;
C.Ca2+:1s22s22p63s23p6排布式,C正确;
D.违反洪特规则,正确的电子排布式为,D错误;
E.违反泡利不相容原理,其电子排布图为,E错误;
故选AC;D;
(2)
是29号元素,位于元素周期表中ds区,Cu的基态原子的价层电子排布式为,与Cu同周期的过渡元素中,未成对电子数最多的元素是24号元素,基态原子的价电子排布图为;
(3)根据吡咯的结构可知,其大π键由4个C原子和1个N原子5个原子、每个C提供1个电子,N原子提供2个电子,共6个电子构成,则该吡咯中的大π键可表示为;
(4)AlF3的熔点为1290℃,AlCl3熔点为194℃,原因是AlF3是离子晶体,AlCl3是分子晶体,离子晶体熔点高;
(5)
-CH3为推电子基团,-Cl是吸电子基团,则导致N原子电子云密度大小顺序为: > >,结合题干信息可知,其中碱性最弱的为:;
(6)工业上常通过的水解来制备HI和一种磷的含氧酸,该反应的化学方程式为,由该反应知碘和磷形成的化合物中碘呈负价态,故电负性P<I。
9.(24-25高二下·山东枣庄·期中)W、X、Y、Z四种元素原子序数依次减小。已知W的原子序数为29;X原子p轨道共有11个电子;Y是第三周期主族元素,其部分电离能数据如下表;Z原子价电子排布式为。
电离能/kJ·mol-1
Y
584
1823
2751
11584
14837
根据题目信息回答下列问题:
(1)W基态原子的价电子排布式为 。
(2)熔点低,易升华,则为 晶体(填“离子”“分子”或“共价”),溶液与过量氢氧化钠溶液反应的离子方程式 。
(3)R是与X同主族的短周期元素。R的氢化物沸点比X的氢化物高,原因是 。
(4)中,Z原子采用 杂化,每个分子中含有 个σ键, 个π键。
(5)已知是蓝色的,配离子的配体是 (填分子式),配位数 ,配离子中存在的化学键有 。(填“金属键”“离子键”“共价键”“配位键”)
【答案】(1)
(2) 分子 或
(3)HF分子间形成氢键,而HCl分子间只有范德华力
(4) 5 1
(5) 4 配位键、共价键
【分析】W、X、Y、Z四种元素原子序数依次减小,W的原子序数为29,所以W是Cu元素;X原子p轨道共有11个电子,第二周期的p轨道含有6个电子,第三周期的p轨道含有5个电子,则X是Cl元素;Y是第三周期主族元素,I4远大于I3,所以其化合价为+3价,Y为Al元素;Z原子价电子排布式为nsnnpn,s能级上最多排2个电子,所以其价电子排布为2s22p2,故Z为C元素,据此分析解答。
【详解】(1)W是Cu元素,其价电子排布式为:;
(2)X是Cl,Y是Al,熔点低,易升华,则为分子晶体,由于氢氧化铝为两性氢氧化物,溶液与过量氢氧化钠溶液反应的离子方程式;
(3)R是与X同主族的短周期元素,X是Cl,所以R是F,R的氢化物HF沸点比X的氢化物HCl沸点更高,是由于HF分子之间存在氢键,而HCl分子之间没有氢键只有范德华力,分子间氢键的存在导致其沸点升高;
(4)Z为C,X为Cl元素,则为,分子中存在1个碳碳双键和4个单键,单键都是σ键,1个碳碳双键中含有一个σ键和一个π键,每个C原子形成了3个σ键、没有孤电子对,所以C原子采取杂化,每个分子中含有5个σ键、1个π键;
(5)W为Cu元素,配离子中为配体,配位数为4,配离子中存在的化学键有:铜离子和氧原子之间存在配位键,氧原子和氢原子间存在共价键。
10.(24-25高二下·山东青岛·期中)离子液体被认为是21世纪理想的绿色溶剂,是指室温或者接近室温时呈液态,而本身由阴、阳离子构成的化合物。氯代1-丁基-3-甲基咪唑离子液{[bmim]Cl}可以与GaCl3混合形成离子液体;[bmim]Cl也可以转化成其他离子液体。如图是[bmim]Cl与NH4BF4离子交换反应合成离子液体[bmim]BF4的流程。
(1)1molNH4BF4中含有的配位键数目为 ,其中N原子的杂化方式为 ,的空间构型为 。
(2)已知分子中的大π键可以用表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表大π键中的电子数,则[bmim]+中大π键可以表示为 。
(3)GaCl3的熔点为77.8℃,则GaCl3的晶体类型为 ,GaCl3和[bmim]Cl混合形成离子液体的过程中会存在以下转化:GaCl3,已知中含有两个配位键,试画出的结构式: 。
(4)氟及其化合物的用途非常广泛。
①中价层电子对数不同于其他微粒的立体构型为 。
②基于CaF2设计的Born-Haber循环如图所示。
钙的第一电离能为 kJ•mol-1;CaF2晶体的晶格能为 kJ•mol-1。
【答案】(1) 正四面体形
(2)
(3) 分子晶体 或
(4) 直线形
【详解】(1)是一种离子化合物,由铵根离子和四氟合硼酸根离子组成。在中,氮原子提供孤对电子与一个氢离子形成配位键。在中,一个提供孤对电子与原子的空轨道形成配位键。因此,每个单元包含2个配位键,该化合物对应配位键。中原子周围有4对电子,故氮原子的杂化方式为。的价层电子对数是:,无孤对电子,属于正四面体形。
(2)中环上圆圈表示大π键,环上的原子都是杂化,每个原子有一个未杂化的电子,每个氮原子有两个未杂化的电子,该离子为正离子,失去了一个电子,故参与形成大键的有6个电子,可表示为。
(3)的熔点低,所以晶体类型为分子晶体。根据转化过程,先与氯离子形成配位键,形成,接着再与形成,其结构为或者。
(4)①中的价层电子对数为:、中的价层电子对数为:、的价层电子对数为:、的价层电子对数为:,价层电子对数不同于其他微粒的是,其空间构型为直线形。
②第一电离能为气态电中性基态原子失去第一个电子转化为气态基态正离子所需最低能量,即,从图中分析可知,钙的第一电离能为。晶格能是指在标准状况下,将1摩尔离子晶体拆解为气态阴阳离子所需的能量,根据图像数据计算:。
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