第7章 第30讲 物质的聚集状态 常见晶体类型（Word教参）-【精讲精练】2027年高考化学一轮复习（人教版）

该高中化学高考复习讲义围绕物质聚集状态与晶体类型核心考点，依据课程标准要求，系统梳理晶体与非晶体的区别、四种晶体类型的结构微粒与作用力及性质差异，通过考点梳理（表格对比）、方法指导（熔沸点比较规律）、真题训练（2024-2026年高考及模拟题）等环节，帮助学生构建知识网络，突破晶胞结构分析等难点。 讲义突出科学思维与化学观念培养，如通过对比NaCl与SiCl4晶体类型差异，引导学生从微粒间作用力角度推理熔沸点高低，强化结构决定性质的认知。设置分层练习（判断、选择、填空）与真题解析，保障复习针对性，助力学生提升解题能力，为教师把控复习节奏提供精准指导。

第30讲　物质的聚集状态　常见晶体类型 [课程标准]　1.了解晶体和非晶体的区别。2.了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力地区别。3.了解四种晶体类型熔点、沸点、溶解性等性质的不同。 考点一　物质的聚集状态　晶体与非晶体 1．物质的聚集状态 (1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 (2)等离子体、液晶和离子液体 类别 构成或存在状态 特性 等离子体 电子、阳离子和电中性粒子组成的整体呈电中性的物质聚集体 具有良好的导电性和流动性 液晶 介于液态和晶态之间的物质状态 具有液体的流动性、黏度、形变性等，具有类似晶体的各向异性 离子液体 大多数含有体积很大的阴、阳离子 难挥发，良好的导电性，可作溶剂和催化剂 2.晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 结构特征 原子在三维空间里呈周期性有序排列 原子排列相对无序 性质 自范性 有 无 特征 熔点 固定 不固定 异同表现 各向异性 各向同性 区别 方法 间接方法 看是否有固定熔点 科学方法 对固体进行X射线衍射实验 (2)得到晶体的途径 ①熔融态物质凝固； ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)； ③溶质从溶液中析出。 3．晶体结构的测定 (1)测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。在晶体的X射线衍射实验中，当单一波长X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。 (2)由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等。 正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)(2024·湖南卷)由R4N＋与PF组成的离子液体常温下呈液态，与其离子的体积较大有关。(　　) (2)冰晶体中，分子之间存在两种相互作用力。(　　) (3)二氧化硅和干冰晶体熔化时所克服的作用力类型相同。(　　) (4)(2024·湖南卷)用玻璃棒摩擦烧杯内壁，可从明矾过饱和溶液中快速析出晶体。(　　) (5)缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。(　　) (6)(2024·安徽卷)鉴别水晶和玻璃：X射线衍射实验。(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√ 1．(2025·湖北武汉三模)下列有关离子液体的叙述，错误的是(　　) A．离子液体之所以在常温下呈液体，是因为其阴、阳离子的体积大，离子键强度小 B．四氟合硼酸四甲基铵[(CH3)4N＋BF]相对分子质量小于四氟合铝酸四甲基铵[(CH3)4N＋AlF]，但前者的熔点比后者高 C．咪唑()有较强的碱性，一般通过1号氮原子体现 D．离子液体熔点低，但难挥发，且具有良好的导电性，可用于制造原电池的电解质 解析　离子液体由体积较大的阴、阳离子构成，离子键强度小，故常温下呈液体，A正确；两种离子液体阳离子相同，阴离子分别为BF和AlF。由于B原子半径小于Al原子半径，所以BF半径小于AlF，则[(CH3)4N＋BF]中阴阳离子间距更小，离子键更强，熔点更高，B正确；咪唑中1号氮原子的孤电子对参与形成大π键，碱性较弱；2号氮原子的孤电子对不参与形成大π键，易接受质子，碱性主要通过2号氮原子体现，C错误；离子液体熔点低、难挥发、导电性好，可作原电池电解质，D正确。 答案　C 2．(2026·河北秦皇岛模拟)下列有关物质特殊聚集状态与结构的说法错误的是(　　) A．液晶中的分子长轴取向一致，表现出类似晶体的各向异性 B．等离子体是一种特殊的气体，由阳离子和电子两部分构成 C．纯物质有固定的熔点，但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化 D．超分子内部的分子间一般通过非共价键或分子间作用力结合成聚集体 解析　等离子体是由电子、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，B错误。 答案　B 考点二　常见晶体类型与性质 1．四种晶体的比较 晶体类型 分子晶体 共价 晶体 金属 晶体 离子 晶体 构成微粒 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 微粒间 的相互 作用力 范德华力 (某些含 氢键) 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 一般溶剂 一般不溶于水，少数与水反应 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性，个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 2.常见的晶体结构模型 (1)典型的分子晶体——干冰和冰 ①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。 ②冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键。 (2)典型的共价晶体——金刚石和二氧化硅 金刚石和二氧化硅结构特点分析比较 金刚石 a.碳原子采取sp3杂化，键角为109°28′ b．每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 c．最小碳环由6个碳原子组成，每个碳原子被12个六元环共用 d．金刚石晶胞的每个顶角和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，内部的C原子在晶胞体对角线的处，每个金刚石晶胞中含有8个C原子 二氧化硅 a.Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′ b．每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶角，同时每个O原子被2个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2 c．最小环上有12个原子，包括6个O原子和6个Si原子 d．1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为4NA (3)典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2 ①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－。 ②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8。 ③CaF2型：在晶体中，每个Ca2+吸引8个F－，每个F－吸引4个Ca2+，每个晶胞含4个Ca2+、8个F－。 3．过渡晶体与混合型晶体 (1)过渡晶体 原子间形成的化学键往往是介于典型模型之间的过渡状态，由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简单的晶体，也可能介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键的百分数。离子键的百分数大，作为离子晶体处理，离子键的百分数小，作为共价晶体处理。如：Na2O、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7六种氧化物中从左到右，离子键的百分数越来越小，其中作为离子晶体处理的是Na2O；作为共价晶体处理的是Al2O3、SiO2；作为分子晶体处理的是P2O5、SO3、Cl2O7。 (2)混合型晶体 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。石墨是典型的混合型晶体。 正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)(2024·吉林卷节选)SiO2的晶体类型：分子晶体。(　　) (2)(2024·湖北卷节选)石墨能导电，是因为未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动。(　　) (3)(2024·安徽卷节选)熔点：NH2OH＞[NH3OH]Cl。(　　) (4)共价晶体的熔点一定比离子晶体的高。(　　) (5)(2024·河北卷节选)CsCl晶体中Cs＋与8个Cl－配位，而NaCl晶体中Na＋与6个Cl－配位，是因为Cs＋比Na＋的半径大。(　　) (6)(2024·湖北卷节选)冰的密度小于干冰，是因为冰晶体中水分子的空间利用率相对较低。(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√ 一、常见晶体类型与性质的判断 1．(2026·湖南长沙段考)结构决定性质，下列对有关事实的解释错误的是(　　) 选项 事实 解释 A 熔点：CO2<SiO2 键能：C—O<Si—O B 碱金属中Li的熔点最高 碱金属中各原子价电子数相同，Li的半径最小，金属键最强 C 硬度：晶体硅＜碳化硅 原子半径：Si>C D 熔点：AlF3>AlCl3 AlF3和AlCl3的晶体类型不同 解析　熔点CO2低于SiO2的原因是CO2为分子晶体(范德华力作用)，SiO2为共价晶体(共价键作用)，而非直接比较C—O和Si—O键能，故选A。 答案　A 2．(2026·广东广州段考)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．离子键百分数：MgO>Al2O3 C．导电性：金刚石＞石墨 D．键角：CO2＜SiO2 解析　金刚石是共价晶体，C60是分子晶体，共价晶体的熔点远高于分子晶体，因此熔点：金刚石＞C60，A错误；金属性：Mg>Al，则离子键百分数：MgO>Al2O3，B正确；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；CO2为直线形分子，键角180°；SiO2为共价晶体，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　B 3．已知一些物质的熔点数据如下表： 物质 熔点/℃ NaCl 800.7 SiCl4 －68.8 GeCl4 －51.5 SnCl4 －34.1 Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是_____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因：_______________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案　NaCl是离子晶体，SiCl4是分子晶体，NaCl中离子键强度远大于SiCl4分子间作用力　SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高，因为三者均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强 4．(1)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是________________________________________________________________________。 (3)已知氨(NH3，熔点：－77.8 ℃、沸点：－33.5 ℃)，联氨(N2H4，熔点：2 ℃、沸点：113.5 ℃)，解释其熔、沸点高低的主要原因：__________________________。 答案　(1)MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大 (2)两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高 (3)联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子间形成的氢键 晶体熔、沸点高低的判断 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．相同类型晶体 (1)金属晶体：金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，金属的熔、沸点就越高。 (2)离子晶体：阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高。 (3)共价晶体：原子半径越小，键长越短，熔、沸点越高。 (4)分子晶体：①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；具有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常地高。②组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，其分子的极性越大，熔、沸点越高。　 二、晶体微观结构分析 5．(2026·山西太原段考)下面是几种常见的晶胞结构图，下列有关说法中错误的是(　　) A.金刚石晶体中正四面体空隙填充率为50% B．干冰晶体中CO2分子有4种取向 C．氯化钠晶体中每个Na＋周围等距离且紧邻的Na＋有12个 D．氟化钙晶体中，Ca2+位于F－形成的正四面体中心 解析　金刚石晶体中，每个碳原子与周围4个碳原子形成正四面体结构，金刚石晶胞中，正四面体空隙有8个，其中4个被碳原子填充，所以正四面体空隙填充率为50%，A正确；干冰晶胞为面心立方，分子位于顶点和面心，分子取向有4种(对应不同体对角线方向)，B正确；根据晶胞的结构，以体心Na＋为研究对象，与其等距离且紧邻的Na＋有12个(位于12个棱心)，C正确；氟化钙晶体中，Ca2+位于顶点和面心，F－位于晶胞内，应该是F－位于Ca2+形成的正四面体中心，D错误。 答案　D 6．氯化钠是一种典型且极具魅力的晶体，氯化钠的晶胞如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．与氯离子距离最近且相等的Na＋有6个 B．若BaO2晶体阴、阳离子的排布与氯化钠相同，则存在的化学键的类型也相同 C．一个晶胞中Cl－和Na＋的个数均为4个 D．每个氯离子周围与它最近且等距的氯离子有12个 解析　由晶胞图可知，以晶胞上面面心的氯离子为研究对象，其平面上与其距离最近的Na＋有4个，上方和下方还各有一个，共有6个，A正确；氯化钠晶体中只有离子键，BaO2晶体中既有离子键又有非极性共价键，B错误；一个晶胞中Cl－的个数为8×＋6×＝4，Na＋的个数为1＋12×＝4，C正确。 答案　B 1．(2025·黑吉辽内蒙古卷)侯氏制碱法突破西方技术垄断，推动了世界制碱技术的发展，其主要反应为NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。下列有关化学用语或说法正确的是(　　) A．CO2的电子式： B．H2O的空间结构：直线形 C．NH4Cl的晶体类型：离子晶体 D．溶解度：NaHCO3>NH4HCO3 解析　CO2中C和O之间有两对共用电子，其电子式为，A错误；H2O为V形分子，B错误；NH4Cl由NH和Cl－组成为离子化合物，晶体类型为离子晶体，C正确；NH4HCO3电离产生的NH易与水形成氢键，所以溶解度：NaHCO3＜NH4HCO3，D错误。 答案　C 2．(2025·浙江1月卷)某化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.晶体类型为混合晶体 B．NH3与二价铁形成配位键 C．该化合物与水反应有难溶物生成 D．该化合物热稳定性比FeCl2高 解析　由题图可知，Fe(NH3)2Cl2晶体是层状结构，层内Fe2+与NH3间形成配位键，[Fe(NH3)2]2+与Cl－间形成离子键，层间NH3分子间形成氢键，属于混合晶体，A正确；NH3与Fe2+通过配位键形成[Fe(NH3)2]2+，B正确；Fe(NH3)2Cl2与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀：Fe(NH3)2Cl2＋2H2O===Fe(OH)2↓＋2NH4Cl，C正确；Fe(NH3)2Cl2中[Fe(NH3)2]2+半径大于Fe2+，[Fe(NH3)2]2+与Cl－之间的离子键弱于Fe2+与Cl－之间的离子键，则Fe(NH3)2Cl2热稳定性小于FeCl2，D错误。 答案　D 3．(2024·山东卷)下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是(　　) A．金刚石(C) B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN，立方相) 解析　金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔、沸点越低，在这几种晶体中，键长：Si—Si>Si—C>B—N>C—C，所以熔点最低的为单晶硅。 答案　B 4．(2024·贵州卷)我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2­crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是(　　) A．富勒烯C60是分子晶体 B．图示中的K＋位于Au形成的二十面体笼内 C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体 D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 解析　富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A正确；由题图可知，中心K＋周围有12个Au形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有5、10、5个面)，B正确；全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯C60不能互为同素异形体，C错误；锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则根据元素位置与原子结构关系可知：其基态原子价层电子排布式是5s25p3，D正确。 答案　C 5．填空题。 (1)(2024·新课标卷节选)Ni结构如图所示，Ni晶体的类型为________。 (2)(2023·全国甲卷节选)下图所示的几种碳单质，它们互为________，其中属于共价晶体的是________。 (3)(2023·全国甲卷节选)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如下图所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为________。AlF3的熔点为1090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为________键。 答案　(1)分子晶体　(2)同素异形体　金刚石　(3)sp3　离子 学科网（北京）股份有限公司 $