3.3.2 过渡晶体与混合晶体 讲义-2025-2026学年高二化学同步讲义+测试 （人教版2019选择性必修2）

第3章 晶体结构与性质 第3节 金属晶体与离子晶体 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 课程学习目标 掌握本节核心知识，为后续学习打好基础。 新知学习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 拓展培优 结合例题解析高频考点，掌握易错点，提升能力。 课堂检测 基础训练：确保核心知识掌握，建立信心。 能力提升：提升应用能力，提升综合能力。 知识思维导图 第2课时 过渡晶体与混合晶体 课程学习目标 1.理解晶体键型过渡的成因，掌握过渡晶体的性质特点，熟知石墨等典型混合晶体的层状结构与性质关联。 2.能结合化学键、结构特征精准区分晶体类型。 3.落实课程标准，深化物质结构多样性认知，提升微观探析与证据推理素养，突破高考晶体类型判断的易错题型。 【新知学习】 知识点01过渡晶体 1.定义：介于典型晶体之间的晶体 2.第3周期元素氧化物的晶体类型不同及其原因： （1）第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键的百分数 ①化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键； ②离子键的百分数大于50%,当作离子晶体处理；离子键的百分数小于50%，偏向共价晶体,当作共价晶体处理； ③P2O5、SO3、Cl2O7等离子键成分的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体，作分子晶体处理。 ④一般,当电负性的差值△χ>1.7时，离子键的百分数大于50%。可认为是离子晶体。电负性差值越大，离子键的百分数越大。 （2）第3周期元素氧化物的晶体类型 ①纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。 ②一般偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，通常当作离子晶体来处理，如Na2O。 ③偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 ④P2O5、SO3、Cl2O7等则视为分子晶体。 3.规律： （1）四种典型晶体类型都存在过渡晶体； （2）晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理。 4.离子键的呈现规律：同周期主族元素从左到右，最高价氧化物中离子键成分的百分数逐渐减小。 知识点02混合型晶体——石墨 1.概念：晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。 2.石墨晶体结构 (1)晶体模型 (2)结构特点 ①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。 ②层内的碳原子的核间距为142pm,层间距离为335pm,说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的。 ③最小的环：六元环。石墨中每个碳原子采取sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，分别与相邻的3个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成键，6个碳原子在同一平面上形成正六边形的环，伸展形成平面六元并环结构，由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6×=2，碳碳键为两个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6×=3,键角为120°。 ④每个碳原子的配位数为3，每个碳原子还有1个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有1个未成对电子，这些2p轨道互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面。由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类似金属晶体的导电性，而且，由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。 (3)晶体类型：既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具共价晶体、分子晶体、金属晶体特征的晶体，称为混合型晶体。 (4)性质：一种结晶形碳,灰黑色，成叶片状、鳞片状和致密块状，熔点很高（层内碳原子之间全部为共价键，共价键能大）、质软（具滑腻感）（原因：层与层之间依靠范德华力结合，范德华力小，层之间易于断开滑动）、易导电（原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域大π键，其电子可在层内运动，成为自由电子）。化学性质不活泼，耐腐蚀，在空气或氧气中强热可以燃烧生成CO2。 (5) 石墨用途：石墨可用作润滑剂，可用于制造坩埚、电极、铅笔芯等。 知识点03晶体熔、沸点高低的比较 1．不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2．同种类型晶体熔、沸点的比较 (1)共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点:金刚石>碳化硅>硅。 (2)离子晶体 ①一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,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衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔、沸点越高,硬度越大。 (3)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、沸点反常得高,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、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体支链越多,熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。 (4)金属晶体 金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<Mg<Al。 【拓展培优】 【归纳提升1】 过渡晶体 ①纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。 ②一般偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，通常当作离子晶体来处理，如Na2O。 ③偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 ④P2O5、SO3、Cl2O7等则视为分子晶体。 【典例1】下列说法不正确的是 A．液晶态介于晶体状态和液态之间，液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性 B．常压下，0℃时冰的密度比水的密度小，水中4℃时密度最大，这些都与分子间的氢键有关 C．金属易导电、易导热、有延展性、易锈蚀均与金属中的自由电子有关 D．石墨晶体中既有共价键，又有金属键，还有范德华力，是一种混合型晶体 【答案】C 【详解】A．液晶态介于晶体和液体之间，具有两者的部分性质，A正确； B．冰的密度小于水及4℃水密度最大均与氢键排列有关，B正确； C．金属导电、导热和延展性可用自由电子解释，但锈蚀是化学反应，与自由电子无关，C错误； D．石墨层内为共价键，层间为范德华力，离域电子体现金属键特性，属于混合晶体，D正确； 故选C。 （变式训练1-1）下列关于晶体的说法正确的是 A．用红热的铁针刺玻璃表面凝固的石蜡，石蜡在不同方向熔化的快慢不同 B．石墨为过渡型晶体 C．白磷、硫磺、高锰酸钾、硫酸钾、炭黑均为晶体，能自发形成多面体外形 D．X-射线衍射谱是测定晶体结构的重要手段 【答案】D 【详解】A．石蜡是非晶体，玻璃也是非晶体，非晶体的导热性各向同性，因此石蜡在不同方向熔化快慢相同，A错误； B．石墨层内的作用力为共价键，层间的作用力为范德华力，同时具有导电性，属于混合型晶体，B错误； C．炭黑通常为无定形结构，即为非晶体，C错误； D．X射线衍射通过布拉格方程分析晶体结构，是测定晶体结构的核心手段，D正确； 故选D。 （变式训练1-2）下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．石墨晶体属于混合晶体 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子 D．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 【答案】C 【详解】A．石墨晶体层内为共价键，层间存在金属键和范德华力，属于混合晶体，A正确； B．氧化镁晶体中离子键占比50%，剩余为共价键成分，符合过渡晶体的定义，B正确； C．金属晶体中含有金属阳离子和自由电子，但不存在阴离子，因此含有阳离子不一定有阴离子，C错误； D．液晶同时具备液体的流动性和晶体的部分各向异性，D正确； 答案选C。 【归纳提升2】 1.混合晶体的概念：晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。 2.石墨晶体的性质： （1）熔点很高（层内碳原子之间全部为共价键，共价键能大）； （2）质软（具滑腻感）（原因：层与层之间依靠范德华力结合，范德华力小，层之间易于断开滑动）； （3）易导电（原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域大π键，其电子可在层内运动，成为自由电子）。 【典例2】 石墨晶体是层状结构，如图为其晶体结构的俯视图，下列说法中错误的是 A．C—C键的键角为 B．石墨晶体中存在的作用力只有共价键 C．每个六边形中含有2个碳原子 D．石墨有类似金属晶体的导电性 【答案】B 【详解】A．石墨中C采取sp2杂化，每个碳原子形成3个碳碳共价键，形成正六边形，而正六边形的内角为120°，故C—C键的键角为120°，A正确； B．石墨晶体内存在的作用力有共价键和范德华力，B错误； C．由均摊原理知每个六元环上含有碳原子数目为，C正确； D．石墨中每个C上未参与杂化的2p电子可在层内整个碳原子平面中运动，因此，石墨有类似金属晶体的导电性，D正确。 故选B。 （变式训练2-1）石墨晶体是层状结构(如图)，以下有关石墨晶体的说法正确的一组是 ①石墨层与层间靠范德华力维系 ②石墨中的C为sp2杂化 ③石墨的熔点、沸点都比金刚石低 ④石墨和金刚石的硬度相同 ⑤石墨层内导电性和层间导电性不同 A．全对 B．①②③ C．①②⑤ D．②③④ 【答案】C 【详解】①石墨是一种混合型晶体，具有片层结构。在这种结构中，碳原子的平行层之间靠弱的范德华力结合在一起，正确； ②石墨层内为平面结构，因此石墨中的为杂化，正确； ③石墨的熔点比金刚石的高，错误； ④石墨质软，金刚石的硬度大，错误； ⑤石墨层内存在大键，电子能自由移动，能够导电；而在层间只存在分子间作用力，层间不具有导电性，因此层内和层间导电性不同，正确； 故选C。 （变式训练2-2）某锂电池的负极材料由锂原子嵌入石墨烯层间形成，其晶胞结构如图甲（底边为平行四边形），下列说法错误的是 A．多层石墨烯之间是通过范德华力联系在一起的 B．利用X射线衍射实验可测得晶胞参数 C．1、2号Li原子间的距离为 D．图乙表示该化合物沿z轴方向的局部投影图 【答案】D 【详解】A．石墨烯层与层之间的作用力为范德华力，A不符合题意； B．X射线衍射实验主要用于测定物质的晶体结构等微观结构特性，故可以利用X射线衍射实验测得晶胞参数，B不符合题意； C．由晶胞结构可知，晶胞的底面是夹角不是90º的平行四边形，1号、2号锂原子之间的距离为面对角线，由碳原子之间的距离为anm可知，晶胞的边长为3anm，面对角线的长度为3anm×sin60°×2，即1号、2号锂原子之间的距离为，C不符合题意； D．由晶胞结构或知，该化合物沿z轴方向局部投影图为，D符合题意； 故选D。 【归纳提升3】 1．不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2．同种类型晶体熔、沸点的比较 (1)共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点:金刚石>碳化硅>硅。 (2)离子晶体 ①一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,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衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔、沸点越高,硬度越大。 (3)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、沸点反常得高,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、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体支链越多,熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。 (4)金属晶体 金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<Mg<Al。 【典例3】 下列排序不正确的是 A．晶体的熔点：SiO2>CaCl2>H2O>CO2 B．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 C．熔点：Na>Mg>Al D．熔点：NaF>NaCl>NaBr>NaI 【答案】C 【详解】A．为共价晶体，为离子晶体，和为分子晶体，且分子间存在氢键；晶体熔点一般为：共价晶体>离子晶体>分子晶体（含氢键>不含氢键）；故熔点，A不符合题意； B．金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体，键长，键能与键长成反比；键能越大，晶体硬度越大；故硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅，B不符合题意； C．、、均为金属晶体，金属阳离子半径依次减小、所带电荷依次增多，金属键依次增强；金属键越强，熔点越高；故熔点：，C符合题意； D．、、、均为离子晶体，阴离子半径，离子键强度与离子半径成反比；离子键越强，熔点越高；故熔点：，D不符合题意； 故选C。 （变式训练3-1）下列关于物质结构与性质的说法正确的是 A．熔点：金刚石>石墨 B．键角： C．沸点： D．沸点： 【答案】D 【详解】A．金刚石为原子晶体，石墨为层状结构（层内共价键，层间范德华力），石墨中层内C-C键长更短、键能更大，且层内为巨大分子，熔点高于金刚石，A错误； B．NH3和NF3均为sp3杂化，NH3中H电负性小于N，电子对偏向N，N周围电子云密度大，孤电子对排斥力强，键角约107°；NF3中F电负性大于N，电子对偏向F，N周围电子云密度小，键角约102.5°，故键角NF3<NH3，B错误； C．二者均为C6H14同分异构体，前者为3-甲基戊烷（1个支链），后者为2,3-二甲基丁烷（2个支链）。烷烃同分异构体中支链越多，分子间作用力越弱，沸点越低，故前者沸点高于后者，C错误； D．前者为对羟基苯甲酸（分子间氢键），后者为邻羟基苯甲酸（分子内氢键）。分子间氢键使分子间作用力更强，沸点更高，故对羟基苯甲酸沸点高于邻羟基苯甲酸，D正确； 故选D。 （变式训练3-2）（25-26高二上·吉林长春·期末）下列晶体，关于熔、沸点高低的叙述正确的是 A．金刚石<晶体硅 B． C． D． 【答案】C 【详解】A．金刚石与晶体硅均为共价晶体，键长，键能，故熔沸点金刚石>晶体硅，A不符合题意； B．与均为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高，相对分子质量，故熔沸点，B不符合题意； C．与均为分子晶体，分子间存在氢键，故熔沸点，C符合题意； D．与均为离子晶体，离子半径，NaCl的晶格能大于KCl的晶格能，故熔沸点，D不符合题意； 故选C。 【典例4】 氮化硼（BN）晶体有多种结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，质地软，可作润滑剂。立方相氮化硼与金刚石相似，是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构及晶胞如图所示。下列说法不正确的是 A．六方相氮化硼为混合晶体 B．立方相氮化硼晶体中与氮原子紧邻且最近的氮原子数为12 C．六方相氮化硼导电能力强于石墨 D．立方相氮化硼熔点高于单晶硅 【答案】C 【详解】A．六方相氮化硼与石墨相似，具有层状结构，属于混合晶体（层内共价键，层间分子间作用力），A正确； B．立方相氮化硼晶体中，N原子构成面心立方堆积，每个N原子周围距离最近且等距的N原子有12个，B正确； C．石墨中存在自由移动的电子从而导电，而六方相氮化硼的层内结构中，由于 B 和 N 的电负性差异大，B-N 键具有部分离子键特性（与石墨中纯共价键不同）。离子键导致电子被束缚在原子附近，难以形成离域电子云，抑制了导电性，C错误； D．立方相氮化硼与金刚石均为共价晶体，共价晶体的熔点与共价键键能有关，B-N键的键长比Si-Si键短，键能更大，因此立方相氮化硼熔点高于单晶硅，D正确； 故答案选C。 （变式训练4-1）氮化硼晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法，不正确的是 A．六方相氮化硼含有小分子 B．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软 C．立方氮化硼中熔点高、硬度大 D．立方氮化硼结构中含有键 【答案】A 【详解】A．六方相氮化硼中存在共价键和分子间作用力，空间结构与石墨类似，属于混合晶体，不含BN小分子，故A错误； B．六方相氮化硼层与层之间存在分子间作用力，分子间作用力比较小，所以其质地较软，故B正确； C．立方相氮化硼空间结构为网状结构，与金刚石类似，属于共价晶体，所以其熔点高、硬度大，故C正确； D．立方氮化硼结构中 1个B原子和4个N原子形成4个B-N键， 1molBN含有 4molB - N键，故D正确； 故选A。 （变式训练4-2）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法错误的是 A．在石墨烯晶体中，每个C原子连接3个六元环 B．在石墨烯晶体中，每个六元环占有3个C原子 C．在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环为六元环，每个C原子连接12个六元环 D．在金刚石晶体中，六元环中最多有4个C原子在同一平面 【答案】B 【详解】A．根据晶体结构可知，在石墨烯晶体中，每个C原子被3个六元环共用，则连接3个六元环，A正确； B．在石墨烯晶体中，每个C原子被3个六元环共用，则根据均摊法可得，每个六元环占有个C原子，B错误； C．在金刚石晶体中，每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键，则最小的环为六元环，每个单键为3个六元环共有，每个C原子连接4×3=12个六元环，C正确； D．在金刚石晶体中，六元环中C原子采取杂化，则最多有4个C原子在同一平面，D正确； 答案选B。 【课堂检测】 【基础训练】 1．（24-25高二下·内蒙古赤峰·期中）化学无处不在，下列关于生产、生活中的化学描述不正确的是 A．“挑尽寒灯梦不成”所看到的灯光以及节日的焰火等都与原子核外电子跃迁有关 B．壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎的脚与墙体之间能形成化学键 C．点燃的蜡烛、点亮的霓虹灯灯管里存在等离子体 D．石墨能导电的原因是碳原子未参与形成σ键的电子可以在层内自由移动 【答案】B 【详解】A．焰火颜色和灯光发光均与电子跃迁释放特定波长的光有关，A正确； B．壁虎脚部吸附作用基于分子间作用力（范德华力），不是化学键，B错误； C．高温或电场下物质电离形成等离子体，蜡烛火焰和霓虹灯均符合此条件，C正确； D．石墨层内未参与杂化的p轨道肩并肩形成大π键，大π键的离域电子可自由移动，是导电的主要原因，D正确； 答案选B。 2．（24-25高二下·河北衡水·期中）随着科学的进步，人们对物质聚集状态的认识在不断提升。下列说法正确的是 A．20世纪前，人们把物质分为固态、液态和气态三种状态，所以所有物质都是由分子构成的 B．等离子体由阳离子和电中性粒子构成 C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，具有流动性，不具有导电性、导热性 D．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体 【答案】D 【详解】A．20世纪前已知物质三态，但并非所有物质由分子构成（如离子晶体、共价晶体），A错误； B．等离子体由电子、阳离子和中性粒子组成，整体电中性，B错误； C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，具有流动性，同时具备导热性，C错误； D．若氧化镁离子键百分数为50%，说明其结构介于离子与共价晶体之间，属于过渡晶体，D正确； 答案选D。 3．（24-25高二下·浙江·期中）物质微观结构决定宏观性质，并影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是 选项 结构 性质 用途 A 等离子体含电子、阳离子和电中性粒子 有良好的导电性和流动性 可制造显示器 B 大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子 有良好的导电性，难挥发 可用作原电池的电解质 C 碳化硅中Si原子与C原子通过共价键相连 硬度高、熔点高、耐腐蚀 可用作砂纸和砂轮的磨料 D 石墨中层与层之间存在微弱的范德华力 质地软，层间易滑动 可用作导电材料 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．等离子体含有带电粒子，导电性和流动性使其适用于显示器，A不符合题意； B．离子液体的大离子结构使其难挥发且导电，适合作为电解质，B不符合题意； C．碳化硅的共价键结构赋予高硬度和高熔点，适合作为磨料，C不符合题意； D．石墨的导电性源于层内离域π电子，而选项描述的结构（层间范德华力）对应性质为质地软，与导电用途无直接关联，D符合题意； 故选Ｄ。 4．（24-25高二下·辽宁葫芦岛·期中）物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。下列说法正确的是 A．因为CH3COOH的推电子基比HCOOH大，故CH3COOH酸性更强 B．因为Na+半径小于Cs+，所以NaCl晶体硬度大于CsCl晶体 C．因为SiO2的相对分子质量更大，所以SiO2的熔点高于CO2 D．因为石墨层间靠范德华力维系，所以石墨的熔点较低 【答案】B 【详解】A．因为甲基是推电子基团，使乙酸羧基中的氧氢键极性变弱，更难电离出氢离子，故HCOOH酸性更强，A不符合题意； B．因为Na+半径小于Cs+，离子键强度NaCl大于CsCl，所以NaCl晶体的硬度大于CsCl晶体，B符合题意； C．二氧化硅是熔沸点很高的共价晶体，二氧化碳是熔沸点低的分子晶体，所以二氧化硅的熔点高于二氧化碳，C不符合题意； D．石墨层间靠范德华力维系，但层内碳原子间以共价键相结合，而共价键很牢固、键能大，则石墨的熔点很高，D不符合题意； 故选B。 5．（24-25高二下·全国·课后作业）金刚石和石墨两种晶体中，每个最小的碳环里所包含的碳原子数 A．前者多 B．后者多 C．相等 D．无法确定 【答案】C 【详解】详解片段金刚石和石墨两种晶体中，最小碳环都是六元环，即每个最小的碳环里所包含的碳原子数都是6。故选C。 6．（2024·湖北武汉·一模）下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．石墨晶体属于混合晶体 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．金属导电是因为在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 D．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 【答案】C 【详解】A．石墨晶体结构是层状的，每一层原子之间由共价键组成正六边形结构，层与层之间由范德华力互相吸引，石墨晶体属于混合晶体，A正确； B．氧化镁晶体中离子键、共价键的成分各占50%，所以氧化镁晶体是一种过渡晶体，B正确； C．金属本身就有自由电子，不是在外加电场作用下产生的，金属导电的原因是在外加电场的作用下自由电子定向运动，C错误； D．液晶像液体一样具有流动性，也具有晶体的各向异性，D正确； 故本题选C。 7．（24-25高二上·浙江杭州·期末）物质微观结构决定宏观性质，进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是 结构或性质 用途 A 具有还原性 可用作自来水的消毒剂 B 甘油结构中含能与水形成氢键的羟基 甘油可用作保湿类护肤品 C 中，N原子半径小，共价键强 可用作反应的保护气 D 电子能在石墨层状结构移动 石墨可以做电极材料 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．二氧化氯可用作自来水的消毒剂，是利用其具有强氧化性，A错误； B．甘油的结构简式为CH2(OH)CH(OH)CH2OH含有羟基，能与水分子形成氢键，为皮肤保湿，因此甘油可做保湿类护肤品，B正确； C．N2分子中氮氮之间存在三键，因键能较大，使N2的化学性质相对稳定，因此氮气可作反应的保护气，C正确； D．电极材料需要是能导电的材料，电子能在石墨层状结构移动，所以石墨是导电材料，可做电极材料，D正确； 故选A。 8．（23-24高二下·天津·期中）下列关于晶体的叙述中，错误的是 A．晶体中配位数为4，配位数为8 B．碘晶胞中，每个分子紧邻12个分子 C．金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目比为1∶2 D．12 g石墨晶体中含有3 mol σ键 【答案】D 【详解】A．根据晶胞结构，晶体中周围相邻的O2-有4个，配位数为4；周围相邻的有8个，配位数为8，故A正确； B．碘晶胞中，I2分子位于晶胞的顶点和面心，每个分子紧邻12个分子，故B正确； C．金刚石晶体中，每个碳原子连有4个碳碳键，根据均摊法，每个碳原子占有2个碳碳键，碳原子与碳碳键数目比为1∶2，故C正确； D．石墨晶体中，每个碳原子占有1.5个σ键，故12 g石墨晶体中含有1.5mol σ键，故D错误； 答案选D。 9．（23-24高二下·北京·阶段练习）下列说法正确的是 A．晶体中最小环是十二元环 B．石墨和金刚石中碳原子的杂化类型相同，属于同种晶体类型 C．金刚石和石墨都具有良好的导电性 D．12g金刚石中含有的数目为 【答案】A 【详解】A．在二氧化硅晶体中， 由Si与O构成的最小单元环是由12个原子组成的，每个最小单元环中含有6个硅原子和6个氧原子，A正确； B．石墨和金刚石中碳原子的杂化类型不相同，分别采用sp2、sp3杂化，分别属于混合型晶体、共价晶体，B错误； C．石墨具有良好的导电性，金刚石无导电性，C错误； D．金刚石中每个碳原子与4个其它碳原子相连，两个碳原子共用一条键，则12 g金刚石中含有的共价键数目为2NA，故D错误； 故选A。 10．（23-24高二下·广东肇庆·期末）下列有关晶体结构与性质的说法正确的是 A．Al的金属键比Na的强，故Al的硬度大于Na B．H—O键能强于H—S键，故比的沸点高 C．石墨晶体的层状结构间存在分子间作用力，故具有导电性 D．干冰和石英晶体化学键类型相同，故熔化时需克服微粒间的作用力类型相同 【答案】A 【详解】A．Al原子半径小于Na，所带电荷数大于，故Al的金属键比Na的强，Al的硬度大于Na，A正确； B．分子间存在氢键，比的沸点高，与H―O键、H―S键键能强弱无关，B错误； C．石墨晶体的层状结构间存在分子间作用力与导电性无关，导电是因为晶体中有自由电子，C错误； D．干冰属于分子晶体，熔化时克服的作用力是分子间作用力，石英属于共价晶体，熔化时克服的作用力是共价键，D错误； 答案选A。 11．（23-24高二下·四川凉山·期末）下列说法中正确的是 A．等离子体是整体上呈电中性的特殊气体，具有良好的导电性和流动性 B．任何物质中都存在化学键 C．全由非金属元素形成的化合物一定是分子晶体 D．晶体中有阳离子，就一定有阴离子 【答案】A 【详解】A．等离子体是电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，为气态物质，具有良好的导电性和流动性，A正确； B．不是任何物质中都存在化学键，如He、Ne、Ar等单原子分子中只有分子间作用力，不存在任何化学键，B错误； C．全由非金属元素形成的化合物不一定是分子晶体，如SiO2、SiC等为共价晶体，NH4Cl、NH4NO3为离子晶体，C错误； D．金属晶体是由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的，即晶体中有阳离子，不一定有阴离子，D错误； 故答案为：A。 12．（23-24高二下·广东茂名·期末）中国首个自主研制的火星探测器“天问一号”成功实现火星捕获，迈出了中国行星探测的第一步．下列说法正确的是 A．航天防热涂层中的酚醛树脂是通过加聚反应制得的 B．温控系统中的镁铝合金熔点比纯铝高 C．在探测器“落”“巡”任务中发挥作用的纳米气凝胶能产生丁达尔效应 D．新型铝基碳化硅复合材料中的增强体是分子晶体 【答案】C 【详解】A．酚醛树脂是通过缩聚反应制得的，A错误； B．镁铝合金的熔点比纯铝低，B错误； C．纳米气凝胶属于胶体，能产生丁达尔效应，C正确； D．是共价晶体，D错误； 故选C。 13．（23-24高二下·四川眉山·期末）下列对一些实验事实解释错误的是 选项 事实 解释 A 水中的溶解度：吡啶()苯 吡啶能与水形成分子间氢键 B 酸性： Cl吸引电子的能力比Br强 C 、MgO、的离子键成分百分数减少 金属元素与O元素电负性差值减小 D 碳原子杂化轨道中成分占比： 三键、双键中C原子分别为sp、杂化 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．极性分子吡啶能与水形成分子间氢键，所以吡啶在水中的溶解度大于苯，A正确； B．Cl的非金属性比Br强，则Cl吸引电子的能力比Br强，导致羧基中羟基的氧氢键极性增强，则酸性：，B正确； C．Na、Mg、Al的电负性依次增大，则与O元素的电负性差值减小，、MgO、的离子键成分百分数减少，C正确； D．三键中C原子为sp杂化，双键中C原子为杂化，则碳原子杂化轨道中成分占比：，D错误； 答案选D。 14．（23-24高二下·山东·阶段练习）全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站商业示范工程圆满完成168小时连续运行考验，正式投入商业运行。下列说法正确的是 A．利用核能发电时，转化率可达到 B．以石墨为慢化剂，石墨属于混合型晶体 C．以气体氦为冷却剂，液体氦汽化时，有共价键的断裂 D．慢中子与核燃料铀发生有效反应，与互为同素异形体 【答案】B 【详解】A．利用核能发电时，能量将转化为热能、光能和电能，故电能的转化率不可能达到，A错误； B．以石墨为慢化剂。石墨晶体有分子晶体、金属晶体和共价晶体的特性，故属于混合型晶体，B正确； C．液体氦汽化是物理变化，故没有共价键的断裂，C错误； D．与为质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，互为同位素关系，而不是同素异形体，D错误； 故答案为：B。 15．下列关于各晶体模型示意图的分析错误的是 NaCl晶胞 晶胞 石墨的结构 A．NaCl晶胞中，的配位数是6 B．每个Si原子与4个O以共价键相连 C．晶胞中，A原子的分数坐标是法 D．12g石墨中含有共价键的数目为 【答案】C 【详解】A．根据氯化钠的晶胞结构可知，距离钠离子最近且等距的氯离子为6个，因此的配位数是6，故A正确； B．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与4个O原子以共价键相连，故B正确； C．将晶胞平均分成8个小立方体，c处位于左、后、上的位置，坐标分数为，故C错误； D．石墨的结构为，每个碳原子形成3个键，但是每个共价键是2个成键原子共用的，因此每个碳原子实际占有的键数目为个，因此石墨中有1.5NA 键，故D正确； 故答案选C。 【能力提升】 1．（25-26高二上·黑龙江牡丹江·期末）下列关于物质结构的叙述中，错误的是 A．某元素离子的核外电子排布式为，它位于周期表第四周期VIB族，属于d区元素 B．石墨能导电的原因：未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动 C．键角： D．核外电子存在6种空间运动状态 【答案】C 【详解】A. X³⁺的电子排布为[Ar]3d³，[Ar]对应18个电子，加上3d³的3个电子，共21个电子，故原子X的原子序数为24（铬），位于第四周期VIB族，属于d区元素，A正确； B. 石墨中碳原子sp²杂化，未杂化的p轨道形成离域π键，电子可在层内自由移动，从而导电，B正确； C. 自由NH₃中N为sp³杂化，孤对电子排斥使H-N-H键角约107°；在[Cu(NH₃)₄]²⁺中，氨配位后孤对电子参与配位，排斥减小，H-N-H键角增大（约112°），故[Cu(NH₃)₄]²⁺键角应大于NH₃，选项中小于错误，C错误； D. Na（原子序数11）电子排布为1s²2s²2p⁶3s¹，轨道包括1s、2s、2p（3个）、3s，共6种空间运动状态，D正确; 故选C. 2．（24-25高二下·湖南长沙·期中）设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．冰晶体中，1mol水分子含有氢键的数目为 B．溶液中含有的数目为 C．12g石墨中含有C-C键的数目为 D．1mol含手性碳原子数为 【答案】C 【详解】A．冰晶体中，每个水分子与周围4个水分子形成氢键，每个氢键被2个水分子共用，所以平均1个水分子形成2个氢键，则1mol水分子含有2mol氢键，数目为，故A错误； B．属于络合物[]，溶液中所含有的的数目远小于，故B错误； C．石墨中每个C与周围3个C形成C-C键，每个C-C键被2个C共用，则平均1个碳原子形成1.5个C-C共价键，12g石墨的物质的量为1mol，其中含有C-C键的数目为，故C正确； D．手性碳原子是指连有4个各不相同的原子或基团的饱和碳原子，1个中含3个手性碳原子(靠中间的三个羟基各自所连的碳原子)，则1mol含手性碳原子数为，故D错误； 故选C。 3．（24-25高二下·四川成都·期中）下列对一些实验事实解释错误的是 选项 事实 解释 A 石墨的导电性只能沿石墨平面的方向 相邻碳原子平面之间相隔较远，未杂化p轨道重叠使电子几乎只能在整个碳原子平面中运动 B 酸性： Cl吸引电子的能力比Br强 C Na2O、MgO、的离子键成分百分数减少 金属元素与O元素电负性差值减小 D 碳原子杂化轨道中s成分占比： 三键、双键中C原子分别为sp、sp2杂化 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．石墨层内未杂化p轨道形成大π键，电子沿平面移动，层间距离大导致电子几乎只能在整个碳原子平面中运动，A正确； B．Cl电负性大于Br，吸电子效应增强酸性，使O-H极性增强，更易电离出氢离子，B正确； C．Na到Al电负性增大，与O差值减小，离子键成分减少，C正确； D．sp杂化s成分（50%）高于sp2（33.3%），与事实解释相反，D错误； 故选D。 4．（24-25高二下·山西·期中）根据下列实验事实，推出结论错误的是 选项 实验事实 结论 A 没有同分异构体 碳原子采用杂化 B 干冰易升华，晶体柔软 分子间仅存在范德华力 C 石墨能导电，具有润滑性 碳碳键键能较小 D 二氧化硅熔点高，硬度大 硅氧原子间以共价键形成立体网状结构 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．没有同分异构体，说明其结构为四面体形，碳原子采用sp3杂化，A正确； B．干冰为分子晶体，易升华、晶体柔软，说明分子间仅存在较弱的范德华力，B正确； C．石墨导电性是因为层内离域电子，润滑性是因为层间范德华力弱，而非碳碳键键能小（实际键能大），C错误； D．二氧化硅为共价晶体，硅氧原子间以共价键形成立体网状结构，导致高熔点和硬度，D正确； 故选C。 5．（24-25高二下·内蒙古呼和浩特·期中）下列说法中正确的个数为 ①晶体中含有2mol极性键。 ②苯分子中键是键。 ③中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同。 ④CFClBrI(氟氯溴碘甲烷)有同分异构体。 ⑤等离子体就是气态电解质。 ⑥p区元素价电子都是。 ⑦为四角锥结构，中心原子I有1对孤电子对。 ⑧某原子M层上电子数为L层电子数的4倍。 ⑨N和P不能存在于同一离子化合物中。 A．5个 B．4个 C．3个 D．2个 【答案】C 【详解】①二氧化硅晶体中，硅原子形成4个Si-O极性键，则晶体中含有4mol极性键，说法错误； ②苯分子中的键为单键，单键都是键，说法正确； ③中硼原子的孤电子对数为、价层电子对数为3+0=3，硼原子发生sp2杂化，苯分子是平面结构，碳原子发生sp2杂化，说法正确； ④甲烷是四面体结构，则CFClBrI(氟氯溴碘甲烷)分子中氟氯溴碘原子两两相邻，没有同分异构体，说法错误； ⑤等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子和原子)组成的整体上呈电中性的气态物质，等离子体中含有带电微粒且能自由移动，使等离子体具有良好的导电性和流动性，电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物（如NaCl、HCl等）。如果电解质加热至气态，通常不会自发电离（除非高温或强电场作用），导电性远低于等离子体（除非完全电离），例如：气态HCl分子是电中性的，不导电，说法错误； ⑥p区元素价电子不一定都是，例如基态氦原子价电子排布式是，说法错误； ⑦IF5中心原子I有1对孤电子对，价层电子对数为1+5=6，则空间构型为四角锥结构，说法正确； ⑧当某原子M层上有电子时，则其L层电子数为8，M层上电子数最多为18个＜8×4个，则某原子M层上电子数不可能为L层电子数的4倍，说法错误； ⑨铵盐是离子化合物，N和P可能存在于同一离子化合物：，说法错误； 综上，正确的说法有②③⑦，故选C。 6．（24-25高二下·四川广安·期中）观察下列结构示意图并结合相关信息，判断有关说法正确的是 NaCl 石墨 FeSO4·7H2O 干冰 A．晶体熔点比较： NaCl<KCl B．石墨是一种混合型晶体，石墨熔点高于金刚石，石墨中C原子数：C-C键数=1：3 C．FeSO4·7H2O结构中含有的化学键为：离子键、共价键、配位键、氢键；该结构中键角1、2、3由大到小的顺序：3>1>2 D．晶体中每个分子紧邻的分子数：干冰晶体（12个）>冰（4个） 【答案】D 【详解】A． NaCl、KCl均为离子晶体，离子半径：，离子所带电荷数相等，电荷量相同时半径越小离子键越强，晶体熔点比较： ，A错误； B．石墨晶体中层内的碳碳键为共价键，层间是范德华力，石墨具有共价晶体的高熔点、金属晶体的导电性、分子晶体的质软，属于混合型晶体，金刚石中C原子杂化方式为sp3，石墨中碳原子的杂化方式为sp2，碳原子中未杂化电子形成了大π键，使得碳碳键键长：石墨<金刚石，熔点：石墨>金刚石；石墨中每个C原子参与三个碳碳键，C原子数：C-C键数=， B错误； C．FeSO4·7H2O结构中含有的化学键为：离子键、共价键、配位键，氢键不是化学键；由图干图示信息可知，1为形成配位键的H2O，价层电子对数为4，有1对孤电子对，2为没有形成配位键的H2O，价层电子对数为4，有2对孤电子对，3为硫酸根离子，价层电子对数为4，没有孤电子对，由于孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，即价层电子对数相同时，孤电子对越多键角越小，故该结构中键角1、2、3由大到小的顺序是3＞1＞2， C错误； D．干冰晶体中二氧化碳分子间存在范德华力，没有方向性，采取密堆积，每个二氧化碳分子紧邻12个分子；冰中水分子间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，每个水分子间紧邻4个水分子，晶体中每个分子紧邻的分子数：干冰晶体（12个）>冰（4个），D正确； 故答案为：D。 7．（24-25高二下·广东广州·期中）氮化硼是重要的无机非金属材料，在工业生产中有着重要的作用。常见的三种氮化硼晶体结构如下图所示： 下列叙述错误的是 A．h-BN晶体中存在大π键 B．c-BN晶体中N位于由B构成的四面体空隙中 C．w-BN晶体中B的配位数为6 D．晶体硬度大小关系为c-BN>h-BN 【答案】C 【详解】A．h-BN晶体类似于石墨晶体，故h-BN晶体中层内存在大π键，故A正确； B．由结构图可知，c-BN晶体类似于金刚石晶体，B构成的四面体空隙，N原子填充在其中4个空隙中，故B正确； C．以w-BN晶体结构中面心的B为中心，周围有4个距离相等且最近的N，故B的配位数为4，故C错误； D．c-BN晶体类似于金刚石晶体，硬度大，h-BN晶体类似于石墨晶体，硬度小，硬度大小关系为c-BN>h-BN，故D正确； 答案选C。 8．（24-25高二下·宁夏银川·期中）氯化钠、金刚石、干冰、石墨四种晶体的结构模型如图所示，下列说法正确的是 A．在NaCl晶体中，每个晶胞含有4个NaCl分子 B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：4 C．干冰晶胞中，1个CO2分子周围与它距离最近且等距的分子有12个 D．石墨晶体，C原子与C-C键个数比为1：3，六元环与C原子数之比为1：6 【答案】C 【详解】A．NaCl是离子晶体，由图可知，1个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个Cl-，不存在NaCl分子，A错误； B．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，B错误； C．CO2晶胞为面心立方晶胞，配位数为12，1个CO2分子周围与它距离最近且等距的分子有12个，C正确； D．由题干晶胞图可知，石墨晶体中每个C原子与周围的3个C原子形成C-C键，每个C-C键被2个C原子共用，故C原子与C-C键个数比为1：(3×)=2:3，每个C原子被3个六元环共用，每个六元环上有6个C原子，故六元环与C原子数之比为1：(6×)=1:2，D错误； 故答案为：C。 9．（24-25高二下·广东东莞·阶段练习）磷可形成多种单质。黑磷具有类似石墨的层状结构，白磷的分子式为P4，它们的结构如图所示。白磷在很高压强和较高温度下可转化成黑磷。下列说法不正确的是 A．黑磷晶体中P原子杂化方式为sp2 B．白磷与黑磷互为同素异形体 C．黑磷层间作用为范德华力 D．黑磷熔点高于白磷熔点 【答案】A 【详解】A．由黑磷的微观结构可知，黑磷的层并不是平面，P不会是sp2杂化，实际上黑磷晶体中P原子形成3个键，含1对孤电子对，杂化轨道数为4，杂化类型为sp3，A错误； B．白磷与黑磷为同种元素形成的不同单质，互为同素异形体，B正确； C．黑磷为混合晶体，层间作用为范德华力，C正确； D．黑磷为混合晶体、白磷为分子晶体，黑鳞熔化主要克服共价键、白磷熔化克服分子间作用力，故黑磷熔点高于白磷，D正确； 答案选A。 10．（24-25高二下·湖南·阶段练习）观察下列结构示意图并结合相关信息，判断有关说法正确的是 金刚石 石墨 FeSO4·7H2O MgO A．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式不同，金刚石中每个碳原子被6个六元环共用 B．石墨晶体中层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种过渡晶体 C．FeSO4·7H2O结构中键角1、2、3由大到小的顺序：3>1>2 D．晶体熔点：金刚石 > CaO > MgO 【答案】C 【详解】A．金刚石中C原子杂化方式为sp3，石墨中碳原子的杂化方式为sp2，金刚石中每个碳原子被被12个六元环共用，A错误； B．石墨晶体中层内是共价键，层间是范德华力，石墨是混合型晶体，B错误； C．键角3是硫酸根中键角，中S上的孤电子对数为0，价层电子对数为4，硫酸根为正四面体结构，键角为109°28′，键角1与键角2中的O均采用sp3杂化，但是由于O上有孤电子对，导致键角变小，故键角3最大；键角1与键角2比较，键角1上的O提供孤电子对形成配位键，使得键角1中O上的孤电子对数比键角2中O上的孤电子对数少，导致键角1比键角2大，故键角1、2、3由大到小的顺序：3>1>2，C正确； D．离子半径：Ca2+>Mg2+，离子半径越小、电荷数越多，离子晶体熔点越高，金刚石是共价晶体，熔点高于CaO和 MgO，则晶体熔点：金刚石>MgO>CaO，D错误； 故选C。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 晶体结构与性质 第3节 金属晶体与离子晶体 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 课程学习目标 掌握本节核心知识，为后续学习打好基础。 新知学习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 拓展培优 结合例题解析高频考点，掌握易错点，提升能力。 课堂检测 基础训练：确保核心知识掌握，建立信心。 能力提升：提升应用能力，提升综合能力。 知识思维导图 第2课时 过渡晶体与混合晶体 课程学习目标 1.理解晶体键型过渡的成因，掌握过渡晶体的性质特点，熟知石墨等典型混合晶体的层状结构与性质关联。 2.能结合化学键、结构特征精准区分晶体类型。 3.落实课程标准，深化物质结构多样性认知，提升微观探析与证据推理素养，突破高考晶体类型判断的易错题型。 【新知学习】 知识点01过渡晶体 1.定义：介于典型晶体之间的晶体 2.第3周期元素氧化物的晶体类型不同及其原因： （1）第三周期元素的氧化物中，化学键中离子键的百分数 ①化学键既不是纯粹的 键，也不是纯粹的 键； ②离子键的百分数 50%,当作 晶体处理；离子键的百分数 50%，偏向 晶体,当作 晶体处理； ③P2O5、SO3、Cl2O7等离子键成分的百分数更小，共价键不再贯穿整个晶体，作 晶体处理。 ④一般,当电负性的差值△χ 1.7时，离子键的百分数 50%。可认为是 晶体。电负性差值越 ，离子键的百分数越 。 （2）第3周期元素氧化物的晶体类型 ①纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是它们之间的 晶体。 ②一般偏向 晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的 晶体接近，通常当作 晶体来处理，如Na2O。 ③偏向 晶体的过渡晶体则当作 晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 ④P2O5、SO3、Cl2O7等则视为 晶体。 3.规律： （1）四种典型晶体类型 存在过渡晶体； （2）晶体性质偏向某一晶体类型的过渡晶体通常当作该晶体类型处理。 4.离子键的呈现规律：同周期主族元素从左到右，最高价氧化物中离子键成分的百分数逐渐 。 知识点02混合型晶体——石墨 1.概念：晶体内同时存在若干种 的作用力，具有 晶体的结构和性质。 2.石墨晶体结构 (1)晶体模型 (2)结构特点 ①同层内，碳原子采用 杂化，以共价键相结合形成 平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互 ，p电子可在 平面中运动。 ②层内的碳原子的核间距为142pm,层间距离为335pm,说明层间 化学键相连，是 维系的。 ③最小的环： 元环。石墨中每个碳原子采取sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，分别与相邻的3个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成键，6个碳原子在同一平面上形成 的环，伸展形成平面六元 结构，由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6×=2，碳碳键为两个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6×=3,键角为120°。 ④每个碳原子的配位数为3，每个碳原子还有1个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有1个未成对电子，这些2p轨道互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面。由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此，石墨有类似金属晶体的导电性，而且，由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。 (3)晶体类型：既有共价键又有范德华力，同时还存在类似金属键的作用力，兼具 晶体、 晶体、 晶体特征的晶体，称为 晶体。 (4)性质：一种结晶形碳,灰黑色，成叶片状、鳞片状和致密块状，熔点很 （层内碳原子之间全部为共价键，共价键能 ）、质软（具滑腻感）（原因：层与层之间依靠 结合，范德华力 ，层之间易于 ）、易导电（原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域大π键，其电子可在 运动，成为 电子）。化学性质不活泼，耐腐蚀，在空气或氧气中强热可以燃烧生成CO2。 (5) 石墨用途：石墨可用作润滑剂，可用于制造坩埚、电极、铅笔芯等。 知识点03晶体熔、沸点高低的比较 1．不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体 离子晶体 分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很 ，汞、铯等熔、沸点很 。 2．同种类型晶体熔、沸点的比较 (1)共价晶体 原子半径越 →键长越 →键能越 →熔、沸点越 ，如熔点:金刚石 碳化硅 硅。 (2)离子晶体 ①一般地说,阴、阳离子的电荷数越 ,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衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越 ,形成的离子晶体越 ,熔、沸点越 ,硬度越 。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越 ,物质的熔、沸点越 ;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得 ,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 ,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 ,其熔、沸点越 ,如CO N2、 CH3OH CH3CH3。 ④同分异构体支链越 ,熔、沸点越 。 如CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH2CH3 CH3C(CH3)2CH3。 (4)金属晶体 金属离子半径越 ,离子电荷数越 ,其金属键越 ,金属熔、沸点就越 ,如熔、沸点:Na Mg Al。 【拓展培优】 【归纳提升1】 过渡晶体 ①纯粹的典型晶体不多，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。 ②一般偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，通常当作离子晶体来处理，如Na2O。 ③偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 ④P2O5、SO3、Cl2O7等则视为分子晶体。 【典例1】下列说法不正确的是 A．液晶态介于晶体状态和液态之间，液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性 B．常压下，0℃时冰的密度比水的密度小，水中4℃时密度最大，这些都与分子间的氢键有关 C．金属易导电、易导热、有延展性、易锈蚀均与金属中的自由电子有关 D．石墨晶体中既有共价键，又有金属键，还有范德华力，是一种混合型晶体 （变式训练1-1）下列关于晶体的说法正确的是 A．用红热的铁针刺玻璃表面凝固的石蜡，石蜡在不同方向熔化的快慢不同 B．石墨为过渡型晶体 C．白磷、硫磺、高锰酸钾、硫酸钾、炭黑均为晶体，能自发形成多面体外形 D．X-射线衍射谱是测定晶体结构的重要手段 （变式训练1-2）下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．石墨晶体属于混合晶体 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子 D．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 【归纳提升2】 1.混合晶体的概念：晶体内同时存在若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质。 2.石墨晶体的性质： （1）熔点很高（层内碳原子之间全部为共价键，共价键能大）； （2）质软（具滑腻感）（原因：层与层之间依靠范德华力结合，范德华力小，层之间易于断开滑动）； （3）易导电（原因：石墨层中每个碳原子未杂化的平行P轨道上的电子形成离域大π键，其电子可在层内运动，成为自由电子）。 【典例2】 石墨晶体是层状结构，如图为其晶体结构的俯视图，下列说法中错误的是 A．C—C键的键角为 B．石墨晶体中存在的作用力只有共价键 C．每个六边形中含有2个碳原子 D．石墨有类似金属晶体的导电性 （变式训练2-1）石墨晶体是层状结构(如图)，以下有关石墨晶体的说法正确的一组是 ①石墨层与层间靠范德华力维系 ②石墨中的C为sp2杂化 ③石墨的熔点、沸点都比金刚石低 ④石墨和金刚石的硬度相同 ⑤石墨层内导电性和层间导电性不同 A．全对 B．①②③ C．①②⑤ D．②③④ （变式训练2-2）某锂电池的负极材料由锂原子嵌入石墨烯层间形成，其晶胞结构如图甲（底边为平行四边形），下列说法错误的是 A．多层石墨烯之间是通过范德华力联系在一起的 B．利用X射线衍射实验可测得晶胞参数 C．1、2号Li原子间的距离为 D．图乙表示该化合物沿z轴方向的局部投影图 【归纳提升3】 1．不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2．同种类型晶体熔、沸点的比较 (1)共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点:金刚石>碳化硅>硅。 (2)离子晶体 ①一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,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衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,熔、沸点越高,硬度越大。 (3)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、沸点反常得高,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、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体支链越多,熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。 (4)金属晶体 金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<Mg<Al。 【典例3】 下列排序不正确的是 A．晶体的熔点：SiO2>CaCl2>H2O>CO2 B．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 C．熔点：Na>Mg>Al D．熔点：NaF>NaCl>NaBr>NaI （变式训练3-1）下列关于物质结构与性质的说法正确的是 A．熔点：金刚石>石墨 B．键角： C．沸点： D．沸点： （变式训练3-2）（25-26高二上·吉林长春·期末）下列晶体，关于熔、沸点高低的叙述正确的是 A．金刚石<晶体硅 B． C． D． 【典例4】 氮化硼（BN）晶体有多种结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，质地软，可作润滑剂。立方相氮化硼与金刚石相似，是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构及晶胞如图所示。下列说法不正确的是 A．六方相氮化硼为混合晶体 B．立方相氮化硼晶体中与氮原子紧邻且最近的氮原子数为12 C．六方相氮化硼导电能力强于石墨 D．立方相氮化硼熔点高于单晶硅 （变式训练4-1）氮化硼晶体有多种相结构。它们的两种晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法，不正确的是 A．六方相氮化硼含有小分子 B．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软 C．立方氮化硼中熔点高、硬度大 D．立方氮化硼结构中含有键 （变式训练4-2）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法错误的是 A．在石墨烯晶体中，每个C原子连接3个六元环 B．在石墨烯晶体中，每个六元环占有3个C原子 C．在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环为六元环，每个C原子连接12个六元环 D．在金刚石晶体中，六元环中最多有4个C原子在同一平面 【课堂检测】 【基础训练】 1．（24-25高二下·内蒙古赤峰·期中）化学无处不在，下列关于生产、生活中的化学描述不正确的是 A．“挑尽寒灯梦不成”所看到的灯光以及节日的焰火等都与原子核外电子跃迁有关 B．壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎的脚与墙体之间能形成化学键 C．点燃的蜡烛、点亮的霓虹灯灯管里存在等离子体 D．石墨能导电的原因是碳原子未参与形成σ键的电子可以在层内自由移动 2．（24-25高二下·河北衡水·期中）随着科学的进步，人们对物质聚集状态的认识在不断提升。下列说法正确的是 A．20世纪前，人们把物质分为固态、液态和气态三种状态，所以所有物质都是由分子构成的 B．等离子体由阳离子和电中性粒子构成 C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，具有流动性，不具有导电性、导热性 D．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体 3．（24-25高二下·浙江·期中）物质微观结构决定宏观性质，并影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是 选项 结构 性质 用途 A 等离子体含电子、阳离子和电中性粒子 有良好的导电性和流动性 可制造显示器 B 大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子 有良好的导电性，难挥发 可用作原电池的电解质 C 碳化硅中Si原子与C原子通过共价键相连 硬度高、熔点高、耐腐蚀 可用作砂纸和砂轮的磨料 D 石墨中层与层之间存在微弱的范德华力 质地软，层间易滑动 可用作导电材料 A．A B．B C．C D．D 4．（24-25高二下·辽宁葫芦岛·期中）物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。下列说法正确的是 A．因为CH3COOH的推电子基比HCOOH大，故CH3COOH酸性更强 B．因为Na+半径小于Cs+，所以NaCl晶体硬度大于CsCl晶体 C．因为SiO2的相对分子质量更大，所以SiO2的熔点高于CO2 D．因为石墨层间靠范德华力维系，所以石墨的熔点较低 5．（24-25高二下·全国·课后作业）金刚石和石墨两种晶体中，每个最小的碳环里所包含的碳原子数 A．前者多 B．后者多 C．相等 D．无法确定 6．（2024·湖北武汉·一模）下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．石墨晶体属于混合晶体 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．金属导电是因为在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 D．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 7．（24-25高二上·浙江杭州·期末）物质微观结构决定宏观性质，进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是 结构或性质 用途 A 具有还原性 可用作自来水的消毒剂 B 甘油结构中含能与水形成氢键的羟基 甘油可用作保湿类护肤品 C 中，N原子半径小，共价键强 可用作反应的保护气 D 电子能在石墨层状结构移动 石墨可以做电极材料 A．A B．B C．C D．D 8．（23-24高二下·天津·期中）下列关于晶体的叙述中，错误的是 A．晶体中配位数为4，配位数为8 B．碘晶胞中，每个分子紧邻12个分子 C．金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数目比为1∶2 D．12 g石墨晶体中含有3 mol σ键 9．（23-24高二下·北京·阶段练习）下列说法正确的是 A．晶体中最小环是十二元环 B．石墨和金刚石中碳原子的杂化类型相同，属于同种晶体类型 C．金刚石和石墨都具有良好的导电性 D．12g金刚石中含有的数目为 10．（23-24高二下·广东肇庆·期末）下列有关晶体结构与性质的说法正确的是 A．Al的金属键比Na的强，故Al的硬度大于Na B．H—O键能强于H—S键，故比的沸点高 C．石墨晶体的层状结构间存在分子间作用力，故具有导电性 D．干冰和石英晶体化学键类型相同，故熔化时需克服微粒间的作用力类型相同 11．（23-24高二下·四川凉山·期末）下列说法中正确的是 A．等离子体是整体上呈电中性的特殊气体，具有良好的导电性和流动性 B．任何物质中都存在化学键 C．全由非金属元素形成的化合物一定是分子晶体 D．晶体中有阳离子，就一定有阴离子 12．（23-24高二下·广东茂名·期末）中国首个自主研制的火星探测器“天问一号”成功实现火星捕获，迈出了中国行星探测的第一步．下列说法正确的是 A．航天防热涂层中的酚醛树脂是通过加聚反应制得的 B．温控系统中的镁铝合金熔点比纯铝高 C．在探测器“落”“巡”任务中发挥作用的纳米气凝胶能产生丁达尔效应 D．新型铝基碳化硅复合材料中的增强体是分子晶体 13．（23-24高二下·四川眉山·期末）下列对一些实验事实解释错误的是 选项 事实 解释 A 水中的溶解度：吡啶()苯 吡啶能与水形成分子间氢键 B 酸性： Cl吸引电子的能力比Br强 C 、MgO、的离子键成分百分数减少 金属元素与O元素电负性差值减小 D 碳原子杂化轨道中成分占比： 三键、双键中C原子分别为sp、杂化 A．A B．B C．C D．D 14．（23-24高二下·山东·阶段练习）全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站商业示范工程圆满完成168小时连续运行考验，正式投入商业运行。下列说法正确的是 A．利用核能发电时，转化率可达到 B．以石墨为慢化剂，石墨属于混合型晶体 C．以气体氦为冷却剂，液体氦汽化时，有共价键的断裂 D．慢中子与核燃料铀发生有效反应，与互为同素异形体 15．下列关于各晶体模型示意图的分析错误的是 NaCl晶胞 晶胞 石墨的结构 A．NaCl晶胞中，的配位数是6 B．每个Si原子与4个O以共价键相连 C．晶胞中，A原子的分数坐标是法 D．12g石墨中含有共价键的数目为 【能力提升】 1．（25-26高二上·黑龙江牡丹江·期末）下列关于物质结构的叙述中，错误的是 A．某元素离子的核外电子排布式为，它位于周期表第四周期VIB族，属于d区元素 B．石墨能导电的原因：未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动 C．键角： D．核外电子存在6种空间运动状态 2．（24-25高二下·湖南长沙·期中）设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．冰晶体中，1mol水分子含有氢键的数目为 B．溶液中含有的数目为 C．12g石墨中含有C-C键的数目为 D．1mol含手性碳原子数为 3．（24-25高二下·四川成都·期中）下列对一些实验事实解释错误的是 选项 事实 解释 A 石墨的导电性只能沿石墨平面的方向 相邻碳原子平面之间相隔较远，未杂化p轨道重叠使电子几乎只能在整个碳原子平面中运动 B 酸性： Cl吸引电子的能力比Br强 C Na2O、MgO、的离子键成分百分数减少 金属元素与O元素电负性差值减小 D 碳原子杂化轨道中s成分占比： 三键、双键中C原子分别为sp、sp2杂化 A．A B．B C．C D．D 4．（24-25高二下·山西·期中）根据下列实验事实，推出结论错误的是 选项 实验事实 结论 A 没有同分异构体 碳原子采用杂化 B 干冰易升华，晶体柔软 分子间仅存在范德华力 C 石墨能导电，具有润滑性 碳碳键键能较小 D 二氧化硅熔点高，硬度大 硅氧原子间以共价键形成立体网状结构 A．A B．B C．C D．D 5．（24-25高二下·内蒙古呼和浩特·期中）下列说法中正确的个数为 ①晶体中含有2mol极性键。 ②苯分子中键是键。 ③中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同。 ④CFClBrI(氟氯溴碘甲烷)有同分异构体。 ⑤等离子体就是气态电解质。 ⑥p区元素价电子都是。 ⑦为四角锥结构，中心原子I有1对孤电子对。 ⑧某原子M层上电子数为L层电子数的4倍。 ⑨N和P不能存在于同一离子化合物中。 A．5个 B．4个 C．3个 D．2个 6．（24-25高二下·四川广安·期中）观察下列结构示意图并结合相关信息，判断有关说法正确的是 NaCl 石墨 FeSO4·7H2O 干冰 A．晶体熔点比较： NaCl<KCl B．石墨是一种混合型晶体，石墨熔点高于金刚石，石墨中C原子数：C-C键数=1：3 C．FeSO4·7H2O结构中含有的化学键为：离子键、共价键、配位键、氢键；该结构中键角1、2、3由大到小的顺序：3>1>2 D．晶体中每个分子紧邻的分子数：干冰晶体（12个）>冰（4个） 7．（24-25高二下·广东广州·期中）氮化硼是重要的无机非金属材料，在工业生产中有着重要的作用。常见的三种氮化硼晶体结构如下图所示： 下列叙述错误的是 A．h-BN晶体中存在大π键 B．c-BN晶体中N位于由B构成的四面体空隙中 C．w-BN晶体中B的配位数为6 D．晶体硬度大小关系为c-BN>h-BN 8．（24-25高二下·宁夏银川·期中）氯化钠、金刚石、干冰、石墨四种晶体的结构模型如图所示，下列说法正确的是 A．在NaCl晶体中，每个晶胞含有4个NaCl分子 B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：4 C．干冰晶胞中，1个CO2分子周围与它距离最近且等距的分子有12个 D．石墨晶体，C原子与C-C键个数比为1：3，六元环与C原子数之比为1：6 9．（24-25高二下·广东东莞·阶段练习）磷可形成多种单质。黑磷具有类似石墨的层状结构，白磷的分子式为P4，它们的结构如图所示。白磷在很高压强和较高温度下可转化成黑磷。下列说法不正确的是 A．黑磷晶体中P原子杂化方式为sp2 B．白磷与黑磷互为同素异形体 C．黑磷层间作用为范德华力 D．黑磷熔点高于白磷熔点 10．（24-25高二下·湖南·阶段练习）观察下列结构示意图并结合相关信息，判断有关说法正确的是 金刚石 石墨 FeSO4·7H2O MgO A．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式不同，金刚石中每个碳原子被6个六元环共用 B．石墨晶体中层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种过渡晶体 C．FeSO4·7H2O结构中键角1、2、3由大到小的顺序：3>1>2 D．晶体熔点：金刚石 > CaO > MgO 1 学科网（北京）股份有限公司 $