人教版高中化学选择性必修2第3章第3节第2课时过渡晶体与混合型晶体 晶体类型的比较课件+练习含答案(教师用)(共38张PPT)

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人教版高中化学选择性必修2第3章第3节第2课时过渡晶体与混合型晶体 晶体类型的比较课件+练习含答案(教师用)(共38张PPT)

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第三章 第三节 第2课时
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列叙述正确的是(  )
A.Na2SO4晶体中含有离子键和极性共价键
B.离子晶体中一定存在离子键,同时存在其他化学键
C.Na2O2、NaHSO4晶体中的阴、阳离子个数比均为1∶2
D.晶体熔点:金刚石>食盐>干冰>冰
答案:A
解析:Na2SO4晶体中含有Na+和SO,它们之间形成离子键,SO中存在极性键,A项正确;离子晶体中一定存在离子键,不一定存在共价键,如NaCl中仅有离子键,B项错误;Na2O2中的阴离子是O,阴、阳离子个数比为1∶2,NaHSO4中的阴离子是HSO,阴、阳离子个数比为1∶1,C项错误;冰中含有氢键,冰的熔点高于干冰,D项错误。故选A。
2.TiO2可用于油漆、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤等行业,也可用于制作电焊条、提炼钛和制造钛白粉。钛白粉(纳米级)广泛应用于功能陶瓷、催化剂、化妆品和光敏材料等白色无机颜料。一种TiO2的晶胞结构如图所示,其中与每个氧原子直接相连的钛原子数目为(  )
A.4 B.12
C.3 D.6
答案:C
解析:TiO2的晶胞结构中黑球的个数是×8+1=2,白球的个数为4×+2=4,而化学式为TiO2,所以白球是氧原子,每个氧原子直接相连的钛原子数目为3个,故选C。
3.下列晶体分类中正确的一组是(  )
离子晶体 共价晶体 分子晶体
A NaOH Ar SO2
B H2SO4 石墨 S
C CH3COONa SiO2 I2
D Ba(OH)2 金刚石 玻璃
答案:C
解析:NaOH是离子晶体,Ar是稀有气体,分子间以范德华力相互结合,为分子晶体,A错误;纯H2SO4中无H+,是分子晶体,石墨是混合型晶体,B错误;CH3COONa是离子晶体,SiO2是典型的共价晶体,I2是分子晶体,C正确;Ba(OH)2是离子晶体,金刚石是典型的共价晶体,玻璃没有固定的熔点,为非晶体,D错误。故选C。
4.用高压釜施加高温高压并加入金属镍等催化剂,可实现如图所示的石墨转化为物质B的过程,下列有关说法错误的是(  )
A.石墨的层状结构比物质B的结构更稳定
B.在该条件下,石墨转化为物质B的变化是化学变化
C.物质B的硬度比石墨的大,属于共价晶体
D.石墨和物质B中的C均采取sp2杂化,键角均为120°
答案:D
解析:由题给结构可知,高温高压并有催化剂存在时,石墨转化得到的物质B为金刚石。键长金刚石>石墨,则键能金刚石<石墨,键能越大,键越牢固,物质越稳定,石墨稳定,A项正确;石墨和金刚石互为同素异形体,石墨转化为金刚石的过程涉及旧化学键的断裂和新化学键的形成,是化学变化,B项正确;金刚石的结构是共价键三维骨架结构,属于共价晶体,其硬度比石墨的大,C项正确;石墨中的C采取sp2杂化,键角是120°,金刚石中的C采取sp3杂化,键角是109°28′,D项错误。故选D。
5.石墨烯是从石墨材料中剥离出来的由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图:
下列有关说法正确的是(  )
A.石墨烯中碳原子的杂化方式为sp3杂化
B.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
C.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
D.石墨烯具有导电性
答案:D
解析:石墨烯是平面结构,碳原子的杂化方式为sp2杂化,A项错误;石墨烯中平均每个六元碳环含有2个碳原子,B项错误;从石墨中剥离石墨烯需要破坏范德华力,不破坏化学键,C项错误;石墨烯具有导电性,D项正确。
6.下列有关石墨晶体的说法正确的是(  )
①石墨层内作用力为共价键,层间靠范德华力维系
②石墨是混合型晶体
③石墨中的C为sp2杂化
④石墨的熔、沸点都比金刚石的低
⑤石墨中碳原子个数和C—C键个数之比为1∶2
⑥石墨和金刚石的硬度相同
⑦石墨的导电性只能沿石墨平面的方向
A.全部 B.①②③⑦
C.仅②③⑦ D.①②⑤⑦
答案:B
解析:石墨是混合型晶体,石墨层中碳原子靠共价键连接,层与层之间靠范德华力维系,①正确;石墨是混合型晶体,②正确;石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合,形成平面正六边形结构,碳原子的杂化类型为sp2杂化,③正确;石墨中的共价键键长比金刚石中共价键键长短,具有的能量更多,所以石墨的熔点比金刚石的高,④错误;石墨中,一个碳原子上有3个单键,每个单键被2个碳原子共用,所以平均每个碳原子对应1.5个单键,故石墨中碳原子个数和C—C键个数之比为2∶3,⑤错误;石墨质软,金刚石的硬度大,⑥错误;石墨的导电性只能沿石墨平面的方向,⑦正确。故选B。
7.下列说法正确的是(  )
A.第三周期主族元素从左到右,最高价氧化物中离子键的百分数逐渐增大
B.大多数晶体都是过渡晶体
C.过渡晶体是指某些物质的晶体通过改变条件,转化为另一种晶体
D.Na2O是纯粹的离子晶体,SiO2是纯粹的共价晶体
答案:B
解析:第三周期主族元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,与氧元素的电负性差值逐渐减小,则最高价氧化物中离子键的百分数逐渐减小,A错误;纯粹的典型晶体不多,大多数晶体是四类典型晶体之间的过渡晶体,B正确;过渡晶体是介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态,C错误;Na2O、SiO2都不是纯粹的典型晶体,而是离子晶体和共价晶体之间的过渡晶体,D错误。故选B。
8.下列变化需克服相同类型作用力的是(  )
A.硅和C60的熔化
B.溴和汞的汽化
C.HCl和蔗糖的溶解
D.碘和干冰的升华
答案:D
解析:单质硅属于共价晶体,熔化时破坏的是共价键,C60属于分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,描述错误,A不符合题意;单质溴固态时属于分子晶体,汽化破坏的是分子间作用力,金属汞汽化时破坏的是金属键,描述错误,B不符合题意;HCl溶解存在电离,破坏分子间作用力及共价键,蔗糖溶解不存在电离,只破坏分子间作用力,描述错误,C不符合题意;碘单质及干冰均属于分子晶体,升华时均破坏分子间作用力,描述正确,D符合题意。故选D。
9.石墨能与熔融金属钾作用,形成石墨间隙化合物,钾原子填充在石墨各层原子中。比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物,其化学式可写为CxK,其平面图形如图所示。x的值为(  )
A.8 B.12
C.24 D.60
答案:A
解析:可选取题图中6个钾原子围成的正六边形为结构单元,每个钾原子被3个正六边形共用,则该结构单元中实际含有的钾原子数为6×+1=3,该六边形内实际含有的碳原子数为24,故钾原子数与碳原子数之比为1∶8。
10.有关晶体的结构如图所示,下列说法中错误的是(  )
A.钛酸钙的化学式为CaTiO3
B.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键(C—C)数目之比为1∶2
C.硒化锌晶体中与一个Se2-距离最近且相等的Se2-有8个
D.CaF2中F-与距离最近的Ca2+所形成的键的夹角为109.5°
答案:C
解析:该晶胞中各原子数为Ca:8×=1,Ti:1,O:6×=3,故钛酸钙的化学式为CaTiO3,A项正确;在金刚石晶体中,每个碳原子周围有4条碳碳键,每条碳碳键被两个碳原子共用,故碳原子与碳碳键数目之比为1∶,B项正确;硒化锌晶体中与一个Se2-距离最近且相等的Se2-有12个,C项错误;CaF2中以F-为中心,其周围4个Ca2+为顶点形成正四面体,故CaF2中F-与距离最近的Ca2+所形成的键的夹角为109.5°,D项正确。故选C。
11.有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是(  )
A.在NaCl晶体(图甲)中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B.该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或FE
C.在CO2晶体(图丙)中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻
D.在碘晶体(图丁)中,存在非极性共价键和范德华力
答案:B
解析:由NaCl晶胞结构知,Na+周围最近的Cl-有6个,分别位于Na+的上下左右前后,形成正八面体结构,A正确;分子中不涉及原子共用的问题,故该分子中含有4个E原子和4个F原子,分子式为E4F4或F4E4,B错误;以顶点CO2分子作为参考点,相邻三个面面心上CO2分子离其最近,考虑晶胞无隙并置原理,一个顶点周围共有8个晶胞,每个晶胞中各有3个CO2分子离顶点CO2最近,又考虑面心共用,故离顶点CO2最近的CO2分子有=12个,C正确;碘分子内部两个碘原子之间为非极性共价键,碘分子之间为范德华力,D正确。故选B。
12.下表给出了几种氯化物的熔点和沸点。
物质 NaCl MgCl2 AlCl3 CCl4
熔点/℃ 801 708 190 -23
沸点/℃ 1 413 1 418 180 77
关于表中4种氯化物有下列说法:
(1)AlCl3在加热时可升华
(2)CCl4属于分子晶体
(3)MgCl2的晶体属于离子晶体
(4)AlCl3是典型的离子晶体
其中正确的是(  )
A.只有(1)和(2) B.只有(3)
C.只有(1)(2)(3) D.全部一致
答案:C
解析:根据各物质的熔、沸点判断,NaCl和MgCl2是离子晶体,AlCl3和CCl4为分子晶体;AlCl3的沸点低于熔点,所以易升华。
二、非选择题
13.碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:
请回答下列问题:
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为___________。
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为___________、___________。
(3)C60属于___________晶体,石墨属于___________晶体。
(4)C60的晶体结构类似于干冰,则每个C60晶胞的质量为___________g(用含NA的式子表示,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(5)金刚石晶胞中含有___________个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=___________,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率为___________________________(不要求计算结果)。
(6)硅晶体的结构与金刚石相似,1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是      NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
答案:(1)同素异形体 (2)sp3 sp2 (3)分子 混合型 
(4) (5)8 a = (6)2
解析:(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素形成的单质,它们的组成相同、结构不同、性质不同,互为同素异形体。
(2)金刚石中1个碳原子与4个碳原子形成4个共价单键(即C原子采取sp3杂化方式),构成正四面体;石墨中的碳原子采取sp2杂化方式,形成平面六元并环结构。
(3)C60中构成粒子是分子,所以属于分子晶体;石墨晶体中含有共价键、类似金属键的作用力和范德华力,所以石墨属于混合型晶体。
(4)C60晶体为面心立方结构,所以每个C60晶胞中有4个C60分子,所以一个C60晶胞质量= g= g。
(5)由金刚石的晶胞结构可知,晶胞内部有4个碳原子,面上有6个碳原子,顶点有8个碳原子,所以金刚石晶胞中碳原子数为4+6×+8×=8;若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则正方体的体对角线长度的就是C—C的键长,a=2r,所以r=a,碳原子在晶胞中的空间占有率===。
(6)由金刚石的结构模型可知,每个碳原子都与相邻的碳原子形成一个单键,故每个碳原子相当于形成个单键,则1 mol硅晶体中可形成2 mol硅硅单键。
14.磷及含磷化合物是重要的化工原料,广泛应用于洗涤剂、农药、医药、水处理等行业回答下列问题:
(1)基态P原子的轨道表示式为___________(填字母)。
a.[Ne]
b.[Ne]
c.[Ne]
d.[Ne]
(2)黑磷是磷的一种同素异形体,与石墨烯类似,其晶体结构片段如图所示:
其中最小的环为___________元环,每个环平均含有___________个P原子。
(3)杀虫剂敌敌畏是有机磷化合物,其结构简式如图所示,其中C原子的杂化方式为_______________________________,甲基得一个电子后为CH,其空间构型为___________。
(4)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,晶体中磷原子作面心立方最密堆积,硼原子填入四面体空隙中。
①PH3、NH3、BP三种物质的熔沸点由大到小的顺序为_________。
②磷化硼晶胞结构如图所示,晶胞参数a=b=c=478 pm,α=β=γ=90°,则磷化硼的密度是___________________________g·cm-3(列出计算表达式,设阿伏加德罗常数为NA)。
答案:(1)a (2)六 2 (3)sp3、sp2 三角锥形 
(4)①BP>NH3>PH3 ②
解析:(1)基态P原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3,则轨道表示式为[Ne],答案选a。
(2)根据题干图示,黑磷晶体结构片段,最小的环为六元环,每个环含有六个P,每个P被三个环共用,每个环只占有一个P原子的三分之一,因此每个环平均含有2个P原子。
(3)在有机化合物中,以全部为单键链接的碳是sp3杂化,双键连接的碳为sp2杂化,其结构简式如图所示,该有机磷化合物含有单键连接的C(甲基),还含有碳碳双键,因此碳原子的杂化方式为sp3、sp2;甲基得一个电子后为CH,中心原子为碳,其价电子对数=3+×(5-3×1)=4,该离子由四个原子组成,空间构型为三角锥形。
(4)①磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,熔沸点最高,NH3中含有氢键,三种物质的熔沸点由大到小的顺序为BP>NH3>PH3。
②磷原子半径大,硼原子半径小,因此大黑球为磷原子,小白球为硼原子。晶胞中磷原子的个数=×8+×6=4,硼原子的个数=4;晶胞参数a=b=c=478 pm,α=β=γ=90°,该晶胞为立方体,晶胞密度ρ===。
15.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。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,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
(1)关于这两种晶体的说法,正确的是_________(填字母)。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
c.两种晶体中的B—N均为共价键
d.两种晶体均为分子晶体
(2)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间结构为_________,其结构与石墨相似却不导电,原因是__________________。
(3)立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为_________。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是_________。
答案:(1)bc (2)平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子 (3)sp3 高温、高压
解析:(1)立方相氮化硼只含有σ键,a错误;六方相氮化硼质地软,是由于其层间作用力为范德华力,作用力小,b正确;B、N均为非金属元素,两者形成的化学键为共价键,c正确;立方相氮化硼属于共价晶体,d错误。(2)观察六方相氮化硼的晶体结构可知,层内每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形。硼最外层电子全部成键,没有自由移动的电子存在,故不能导电。(3)立方相氮化硼晶体中,每个硼原子形成4个共价单键,所以为sp3杂化;地下约300 km的环境应为高温、高压。
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第三章 晶体结构与性质
第三节 金属晶体与离子晶体
第2课时 过渡晶体与混合型晶体 晶体类型的比较
1.从化学键变化上认识过渡晶体,理解纯粹的典型晶体在自然界中是不多的。
2.从结构和性质上认识典型的混合型晶体——石墨。
3.了解晶体类型的比较与判断方法。
1.过渡晶体
(1)四类典型的晶体是指________晶体、________晶体、________晶体和________晶体。
一、过渡晶体与混合型晶体
分子
共价
金属
离子
(2)过渡晶体:介于典型晶体之间的晶体。
①几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数
从上表可知,表中的4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键,也不是纯粹的共价键,这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体,只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的百分数/% 62 50 41 33
②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,因而通常当作离子晶体来处理,如__________等。同样,偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理,如____________、__________等。
Na2O
Al2O3
SiO2
2.混合型晶体
(1)晶体模型
(2)结构特点——层状结构
①同层内碳原子采取sp2杂化,以共价键(σ键)结合,形成_________ ____________。
②层与层之间靠____________维系。
③石墨的二维结构内,每个碳原子的配位数为3,有一个未参与杂化的2p电子,它的原子轨道垂直于碳原子平面。
(3)晶体类型:石墨晶体中,既有共价键,又有金属键和范德华力,属于____________。
(4)性质:熔点________、质软、______导电等。
平面六元
并环结构
范德华力
混合晶体
很高

正|误|判|断
1.纯粹的典型晶体是没有的。(  )
2.在共价晶体中可以认为共价键贯穿整个晶体,而在分子晶体中共价键仅限于晶体微观空间的一个个分子中。(  )
3.四类晶体都有过渡型。(  )
4.石墨的二维结构内,每个碳原子的配位数为3。(  )
5.石墨的导电只能沿石墨平面的方向进行。(  )
6.石墨晶体层与层之间距离较大,所以石墨的熔点不高。(  )
×




×
深|度|思|考
1.石墨晶体中,层内C—C的键长为142 pm,而金刚石中C—C的键长为154 pm,回答下列问题。
(1)熔点:石墨_____(填“>”“<”或“=”)金刚石。
(2)石墨中C—C的键长小于金刚石中C—C的键长的原因:
______________________________________________________________________________________________________________________。
2.石墨晶体中,每个C原子参与_____个C—C和_____个六元环的形成,而每个键被_____个C原子共用,故每一个六元环平均占有_____个C原子,C原子数与C—C数之比为_________。
>
金刚石中只存在C—C间的σ键,而石墨中层内的C—C间不仅存在σ键,还存在π键,电子层重叠程度大,所以C—C间的键长短
3
3
2
2
2∶3
3.石墨为什么具有良好的导电性?
提示:由于碳原子的p轨道相互平行且相互重叠,p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动,所以石墨具有导电性。
应|用|体|验
1.下列关于过渡晶体的说法正确的是(  )
A.石墨属于过渡晶体
B.SiO2属于过渡晶体,但当作共价晶体来处理
C.绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体
D.Na2O晶体中离子键的百分数为100%
答案:B
解析:石墨为混合晶体,只含一种物质,不属于过渡晶体,故A错误;SiO2属于过渡晶体,但性质上更偏向共价晶体,故当作共价晶体来处理,故B正确;大多数含有离子键的晶体不是典型的离子晶体,而是过渡晶体,故C错误;金属性越强,氧化物中离子键的百分数越大,电负性相差越大,离子键百分数越大,与电负性有关,Na2O晶体中离子键的百分数是62%,故D错误。故选B。
2.下列说法错误的是(  )
A.气态和液态物质都是由分子构成的
B.超分子的重要特征是分子识别和自组装
C.大多数晶体都是四种典型晶体之间的过渡晶体
D.石墨晶体中既有共价键和范德华力又有类似金属的导电性属于混合型晶体
答案:A
解析:常温下汞为液态,由汞原子构成,A错误;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,超分子的重要特征是分子识别和自组装,B正确;四类典型晶体分别是分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等,但纯粹的典型晶体是不多的,大多数晶体是它们之间的过渡晶体,C正确;石墨为层状结构,层内C原子间以共价键结合成六边形,层与层之间为范德华力,是一种混合型的晶体,D正确。故选A。
3.下列说法不正确的是(  )
A.Na2O中离子键的百分数为62%,则Na2O不是纯粹的离子晶体,是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体
B.Na2O通常当作离子晶体来处理,因为Na2O是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
C.Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体,当作离子晶体来处理;SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体,当作共价晶体来处理
D.分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型
答案:C
解析:Na2O中离子键的百分数为62%,说明还存在共价键,则Na2O不是纯粹的离子晶体,是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体,故A正确;离子键与共价键的区别在于形成化学键的两元素电负性差值,差值大为离子键,差值小为共价键,Na2O通常当作离子晶体来处理,因为Na2O是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,故B正确;Al2O3、SiO2均是偏向共价晶体的过渡晶体,当作共价晶体来处理,故C错误;根据微粒间存在的作用力分析,分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型,故D正确。故选C。
1.四种晶体的比较
二、晶体类型的比较
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
晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体
性质 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
晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体
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
2.晶体类型的判断方法
(1)依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断
分子间通过_______________形成的晶体属于分子晶体;由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体;由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体;由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。
分子间作用力
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属的________(如_________、MgO等)、______[如KOH、 Ba(OH)2等]和绝大多数的_______是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、_______________、_______________(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等;常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。
④_______单质(除汞外)与_______均属于金属晶体。
氧化物
Na2O
强碱
盐类
非金属氢化物
非金属氧化物
金属
合金
(3)依据晶体的熔点判断
离子晶体的熔点较高,常在数百至几千摄氏度;共价晶体的熔点高,常在一千至几千摄氏度;分子晶体的熔点较低,常在数百摄氏度以下或很低温度;金属晶体多数熔点高,但也有熔点相当低的。
(4)依据导电性判断
离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电;共价晶体一般为非导体,但晶体硅能导电;分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子,也能导电;金属晶体是电的良导体。
(5)依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度较大或略硬而脆;共价晶体硬度大;分子晶体硬度小且较脆;金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。
应|用|体|验
1.下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是(  )
A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅
B.MgO>H2O>O2>Br2
C.对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸
D.金刚石>生铁>纯铁>钠
答案:C
解析:原子半径Si>C>O,共价晶体组成元素的原子半径越小,共价键键能越大,熔、沸点越高,则熔、沸点从高到低的顺序为金刚石>碳化硅>二氧化硅>晶体硅,故A错误;离子晶体的熔、沸点大于分子晶体,水中含有氢键,其熔、沸点比氧气、溴的大,溴常温下为液体,其溶、沸点高于氧气,则熔、沸点从高到低的顺序为MgO>H2O>Br2>O2,故B错误;对羟基苯甲酸能形成分子间氢键,邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键,所以熔、沸点:对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸,故C正确;共价晶体的熔、沸点一般大于金属晶体,合金的熔、沸点比纯金属的低,则熔、沸点从高到低的顺序为金刚石>纯铁>生铁>钠,故D错误。
2.下列判断正确的是(  )
A.因为共价键有饱和性和方向性,所以共价晶体不遵循“紧密堆积”原理
B.稳定性按HF、HCl、HBr、HI逐渐减弱,根本原因是分子间作用力逐渐减小
C.晶体中一定存在化学键,金属晶体熔点一定很高
D.固体SiO2一定是晶体
答案:A
解析:密堆积原理适用于没有方向性的金属键、离子键和分子间作用力相互作用形成的金属晶体、离子晶体和分子晶体,而不适合于具有方向性和饱和性的共价键所形成的共价晶体,以及由氢键所形成的分子晶体,故A正确;根据F、Cl、Br、I的非金属性递减,可推出HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,与分子间作用力无关,故B错误;晶体中可能不含化学键,如稀有气体形成的晶体,金属晶体熔点有的很高,如钨,有的很低,如常温下呈液态的汞,故C错误;SiO2存在形态有结晶形和无定形两大类,所以SiO2也有非晶态的,故D错误。故选A。
3.下列叙述正确的是(  )
A.分子晶体中的每个分子内一定含有共价键
B.共价晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C.离子晶体中可能含有共价键
D.金属晶体的熔点和沸点都很高
答案:C
解析:由单原子形成的分子晶体不含共价键,如稀有气体,故A错误;共价晶体指原子晶体,其相邻原子间也可能是极性共价键,如SiC,故B错误;离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键,故C正确;金属晶体的熔沸点不一定都很高,如K、Na等,故D错误。故选C。
比较不同晶体熔、沸点的基本思路
首先看物质的状态,一般情况下是固体>液体>气体;再看物质所属类型,一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体(注意:不是绝对的,如氧化铝的熔点大于晶体硅),结构类型相同时再根据相应规律进行判断。同类晶体熔、沸点比较思路:共价晶体→共价键键能→键长→原子半径;分子晶体→分子间作用力→相对分子质量;离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷数、离子半径;金属晶体→金属键强弱→金属阳离子所带电荷数、金属阳离子半径。
随堂演练·知识落实
1.下列关于晶体的叙述正确的是(  )
A.分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
B.石墨为混合型晶体,层内碳原子以共价键相连,熔点高
C.大多数晶体都是纯粹的晶体,如氧化铝就是典型的共价晶体
D.某晶体溶于水后,可电离出自由移动的离子,该晶体一定是离子晶体
答案:B
解析:分子晶体中,共价键的键能越大,该物质的稳定性越强,而分子间的作用力越大,熔、沸点越高,所以不能根据键能的大小判断分子晶体的熔、沸点高低,A项错误;石墨层内碳原子通过共价键连接,熔化时需破坏共价键,导致熔点高,B项正确;纯粹的典型晶体是不多的,大多数晶体是它们之间的过渡晶体,氧化铝是偏向共价晶体的过渡晶体,C项错误;某些共价化合物溶于水后也可电离出自由移动的离子,如HCl等,D项错误。故选B。
2. 下列数据对应物质的熔点,据此作出的下列判断中错误的是(  )
A.Al2O3晶体可能属于共价晶体
B.表中只有AlCl3和BCl3可能是分子晶体
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D.AlF3晶体可能属于离子晶体
物质 Na2O NaCl AlF3 AlCl3
熔点/℃ 920 801 1 292 190
物质 BCl3 Al2O3 CO2 SiO2
熔点/℃ -107 2 073 -57 1 723
答案:B
解析:由表中数据可知:AlCl3、BCl3、CO2是共价化合物且可能均是分子晶体;SiO2是共价晶体;Al2O3的熔点较高,可能属于共价晶体;AlF3的熔点在离子晶体的范畴,可能属于离子晶体。
3.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石墨中存在两种作用力 ②石墨是混合型晶体 ③石墨中的C为sp2杂化 ④石墨中碳原子数和C—C数目之比为1∶2 ⑤石墨和金刚石的硬度相同 ⑥石墨层内导电性和层间导电性不同
A.①②③④⑤⑥
B.①②③⑤
C.②③⑥
D.①②③④
答案:C
解析:①不正确,石墨中存在三种作用力,分别是范德华力、共价键、类似金属键的作用力;②③正确;④不正确,石墨中碳原子数和C—C数目之比为2∶3;⑤不正确,石墨质软,金刚石的硬度大;⑥正确。
4.下列各组物质的晶体类型相同的是(  )
A.SO2、晶态SiO2、P2O5
B.PCl3、CO2、H2SO4
C.SiC、H2O、NH3
D.HF、CO2、Si
答案:B
解析:晶态SiO2、SiC、Si均为共价晶体,其他均为分子晶体。
5.在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是(  )
A.sp,范德华力 B.sp2,范德华力
C.sp2,氢键 D.sp3,氢键
答案:C
解析:石墨晶体中C原子为sp2杂化,层与层之间以范德华力结合,硼酸[B(OH)3]分子中,B原子也为sp2杂化,但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连,羟基间能形成氢键,故同层分子间的主要作用力为氢键。

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