《過渡晶體與混合型晶體、晶體類型的比較》教案[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.從化學(xué)鍵變化上認(rèn)識(shí)過渡晶體，理解純粹的典型晶體在自然界中是不多的。2.從結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上認(rèn)識(shí)典型的混合型晶體——石墨。一、過渡晶體與混合型晶體1．過渡晶體(1)四類典型晶體是分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體、離子晶體。(2)離子晶體和共價(jià)晶體的過渡標(biāo)準(zhǔn)是化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)。離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)大，作為離子晶體處理，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小，作為共價(jià)晶體處理。(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七種氧化物中從左到右，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越來越小，其中作為離子晶體處理的是Na2O、MgO；作為共價(jià)晶體處理的是Al2O3、SiO2；作為分子晶體處理的是P2O5、SO3、Cl2O7。2．混合型晶體——石墨(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——層狀結(jié)構(gòu)①同層內(nèi)，碳原子采用sp2雜化，以共價(jià)鍵相結(jié)合形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。所有碳原子的p軌道平行且相互重疊，p軌道中的電子可在整個(gè)碳原子平面中運(yùn)動(dòng)。②層與層之間以范德華力相結(jié)合。(2)晶體類型石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有金屬鍵和范德華力，屬于混合型晶體。(3)物理性質(zhì)：①導(dǎo)電性，②導(dǎo)熱性，③潤滑性。(1)純粹的典型晶體是沒有的()(2)離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)是依據(jù)電負(fù)性的差值計(jì)算出來的，差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越小()(3)在共價(jià)晶體中可以認(rèn)為共價(jià)鍵貫穿整個(gè)晶體，而在分子晶體中共價(jià)鍵僅限于晶體微觀空間的一個(gè)個(gè)分子中()(4)四類晶體都有過渡型()(5)石墨的二維結(jié)構(gòu)內(nèi)，每個(gè)碳原子的配位數(shù)為3()(6)石墨的導(dǎo)電只能沿石墨平面的方向進(jìn)行()(7)石墨晶體層與層之間距離較大，所以石墨的熔點(diǎn)不高()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√(6)√(7)×1．石墨晶體中，層內(nèi)C—C的鍵長(zhǎng)為142pm，而金剛石中C—C的鍵長(zhǎng)為154pm，回答下列問題。(1)熔點(diǎn)：石墨________(填“＞”“＜”或“＝”)金剛石。答案＞(2)石墨中C—C的鍵長(zhǎng)小于金剛石中C—C鍵長(zhǎng)的原因：_________________________________________________________________________________。答案金剛石中只存在C—C間的σ鍵，而石墨中層內(nèi)的C—C間不僅存在σ鍵，還存在π鍵，電子層重疊程度大，所以C—C間的鍵長(zhǎng)短2．石墨晶體中，每個(gè)C原子參與________個(gè)C—C和______個(gè)六元環(huán)的形成，而每個(gè)鍵被________個(gè)C原子共用，故每一個(gè)六元環(huán)平均占有________個(gè)C原子，C原子數(shù)與C—C數(shù)之比為________。答案33222∶3二、晶體類型的比較1．四種晶體的比較晶體分子晶體離子晶體金屬晶體共價(jià)晶體構(gòu)成微粒分子陰、陽離子金屬離子、自由電子原子微粒間作用力范德華力(少數(shù)有氫鍵)離子鍵金屬鍵共價(jià)鍵性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較低較高一般較高很高硬度小略硬而脆一般較大很大溶解性相似相溶多數(shù)溶于水不溶，有些與水反應(yīng)不溶機(jī)械加工性能不良不良良好不良導(dǎo)電性固態(tài)、液態(tài)均不導(dǎo)電，部分溶于水時(shí)導(dǎo)電固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融時(shí)導(dǎo)電，能溶于水的溶于水時(shí)導(dǎo)電固態(tài)、熔融態(tài)時(shí)導(dǎo)電大部分固態(tài)、熔融時(shí)都不導(dǎo)電作用力大小規(guī)律組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量大的范德華力大離子所帶電荷數(shù)多、半徑小的離子鍵強(qiáng)金屬原子的價(jià)電子數(shù)多、半徑小的金屬離子與自由電子間的作用力強(qiáng)共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)短(電子云重疊多)、原子半徑小的共價(jià)鍵穩(wěn)定2.晶體類型的判斷方法(1)依據(jù)組成晶體的微觀粒子和粒子間的作用判斷分子間通過分子間作用力形成的晶體屬于分子晶體；由原子通過共價(jià)鍵形成的晶體屬于共價(jià)晶體；由陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體屬于離子晶體；由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成的晶體屬于金屬晶體。(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷①活潑金屬的氧化物(如Na2O、MgO等)、強(qiáng)堿[如KOH、Ba(OH)2等]和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。②大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硼、晶體硅等外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。③常見的共價(jià)晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硼、晶體硅等；常見的共價(jià)晶體化合物有碳化硅、SiO2等。④金屬單質(zhì)(除汞外)與合金均屬于金屬晶體。(3)依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷離子晶體的熔點(diǎn)較高，常在數(shù)百至幾千攝氏度；共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高，常在一千至幾千攝氏度；分子晶體的熔點(diǎn)較低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度；金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高，但也有熔點(diǎn)相當(dāng)?shù)偷摹?4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷離子晶體在水溶液中和熔融狀態(tài)下都導(dǎo)電；共價(jià)晶體一般為非導(dǎo)體，但晶體硅能導(dǎo)電；分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子，也能導(dǎo)電；金屬晶體是電的良導(dǎo)體。(5)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷離子晶體硬度較大或略硬而脆；共價(jià)晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性。1．四種物質(zhì)的一些性質(zhì)如下表：物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃其他性質(zhì)單質(zhì)硫120.5271.5—單質(zhì)硼23002550硬度大氯化鋁190182.7177.8℃升華苛性鉀3001320晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電晶體類型：?jiǎn)钨|(zhì)硫是__________________晶體；單質(zhì)硼是__________晶體；氯化鋁是__________________晶體；苛性鉀是____________晶體。答案分子共價(jià)分子離子解析單質(zhì)硫?yàn)榉墙饘賳钨|(zhì)，其熔、沸點(diǎn)都較低，為分子晶體；單質(zhì)硼為非金屬單質(zhì)，其熔、沸點(diǎn)都很高，為共價(jià)晶體；氯化鋁為化合物，其熔、沸點(diǎn)都較低，并能在較低溫度下升華，為分子晶體；苛性鉀為化合物，其熔點(diǎn)較高，沸點(diǎn)很高，晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電，為離子晶體。2．下列各組物質(zhì)的沸點(diǎn)按由低到高的順序排列的是()A．NH3、CH4、NaCl、NaB．H2O、H2S、MgSO4、SO2C．CH4、H2O、NaCl、SiO2D．Li、Na、K、Rb、Cs答案C解析C項(xiàng)中SiO2是共價(jià)晶體，NaCl是離子晶體，CH4、H2O都是分子晶體，且常溫下水為液態(tài)，CH4是氣態(tài)。3．在解釋下列物質(zhì)的變化規(guī)律與物質(zhì)結(jié)構(gòu)間的因果關(guān)系時(shí)，與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱無關(guān)的是()A．鈉、鎂、鋁的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)逐漸升高，硬度逐漸增大B．金剛石的硬度大于晶體硅的硬度，其熔點(diǎn)也高于晶體硅的熔點(diǎn)C．KF、KCl、KBr、KI的熔點(diǎn)依次降低D．F2、Cl2、Br2、I2的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)逐漸升高答案D解析鈉、鎂、鋁的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)逐漸升高，硬度逐漸增大，這是因?yàn)樗鼈冎械慕饘冁I逐漸增強(qiáng)，與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)；金剛石的硬度大于晶體硅的硬度，其熔點(diǎn)也高于晶體硅的熔點(diǎn)，這是因?yàn)镃—C的鍵長(zhǎng)比Si—Si的鍵長(zhǎng)短，C—C的鍵能比Si—Si的鍵能大，也與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)；KF、KCl、KBr、KI的熔點(diǎn)依次降低，這是因?yàn)樗鼈冎械碾x子鍵的強(qiáng)度逐漸減弱，與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。比較不同晶體熔、沸點(diǎn)的基本思路首先看物質(zhì)的狀態(tài)，一般情況下是固體>液體>氣體；再看物質(zhì)所屬類型，一般是共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體(注意：不是絕對(duì)的，如氧化鋁的熔點(diǎn)大于晶體硅)，結(jié)構(gòu)類型相同時(shí)再根據(jù)相應(yīng)規(guī)律進(jìn)行判斷。同類晶體熔、沸點(diǎn)比較思路：共價(jià)晶體→共價(jià)鍵鍵能→鍵長(zhǎng)→原子半徑；分子晶體→分子間作用力→相對(duì)分子質(zhì)量；離子晶體→離子鍵強(qiáng)弱→離子所帶電荷數(shù)、離子半徑；金屬晶體→金屬鍵→金屬陽離子所帶電荷、金屬陽離子半徑。1．下列氧化物中所含離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)最小的是()A．N2O3 B．P2O3C．As2O3 D．Bi2O3答案A解析電負(fù)性差值越大，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越大。2．某化學(xué)興趣小組，在學(xué)習(xí)分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點(diǎn)，記錄如下：NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點(diǎn)/℃801712190－68782沸點(diǎn)/℃14651418230571600根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析，屬于分子晶體的是()A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4C．NaCl、CaCl2 D．全部答案B解析由分子構(gòu)成的晶體，分子與分子之間以分子間作用力相互作用，而分子間作用力較小，克服分子間作用力所需能量較低，故分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔、沸點(diǎn)很高，很明顯不屬于分子晶體，AlCl3、SiCl4熔、沸點(diǎn)較低，應(yīng)為分子晶體，B項(xiàng)正確。3.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，每一個(gè)碳原子都與其他三個(gè)碳原子相結(jié)合。如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖，則圖中7個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是()A．10 B．18C．24 D．14答案D解析石墨晶體中最小的碳環(huán)為六元環(huán)，每個(gè)碳原子為3個(gè)六元環(huán)共用，故平均每個(gè)六元環(huán)含2個(gè)碳原子，圖中7個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)為14。4．氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑；立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列關(guān)于這兩種晶體的說法正確的是()A．六方相氮化硼與石墨一樣可以導(dǎo)電B．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大C．兩種晶體均為分子晶體D．六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形答案D解析A項(xiàng)，六方相氮化硼晶體中沒有可以自由移動(dòng)的電子或離子，所以不導(dǎo)電，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，立方相氮化硼中只含有σ鍵，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，立方相氮化硼是共價(jià)晶體，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由六方相氮化硼的晶體結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成平面三角形，正確。5．下列各組物質(zhì)中，按熔、沸點(diǎn)由低到高順序排列正確的是________(填字母)。A．KCl、NaCl、MgCl2、MgOB．金剛石、SiC、SiO2、硅C．H2O、H2S、H2Se、H2TeD．Na、K、Rb、AlE．CO2、Na、KCl、SiO2F．O2、I2、Hg、MgCl2G．鈉、鉀、鈉鉀合金H．CH4、H2O、HF、NH3I．CH4、C2H6、C4H10、C3H8J．CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4答案AE解析A中離子半徑：K＋＞Na＋＞Mg2＋，O2－＜Cl－，離子所帶電荷數(shù)：K＋＝Na＋＜Mg2＋，O2－＞Cl－，離子所帶電荷數(shù)越少，離子半徑越大，熔、沸點(diǎn)越低，正確；B中鍵長(zhǎng)：C—C＜Si—O＜Si—C＜Si—Si，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，熔、沸點(diǎn)越低，錯(cuò)誤；C中相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，熔、沸點(diǎn)應(yīng)該逐漸升高，但水分子間形成氫鍵，導(dǎo)致其熔、沸點(diǎn)較高，錯(cuò)誤；D中原子半徑：Al＜Na＜K＜Rb，半徑越大，熔、沸點(diǎn)越低，錯(cuò)誤；E中CO2常溫下為氣體，Na為金屬晶體，KCl為離子晶體，SiO2為共價(jià)晶體，正確；F中常溫下O2為氣態(tài)，I2為固態(tài)，Hg為液態(tài)，MgCl2為離子晶體，錯(cuò)誤；G中合金的熔、沸點(diǎn)低于任何一種組分金屬，錯(cuò)誤；H中H2O、HF、NH3分子間分別會(huì)形成氫鍵，它們的沸點(diǎn)均高于CH4的沸點(diǎn)，常溫下H2O為液態(tài)，沸點(diǎn)最高，錯(cuò)誤；I中的幾種物質(zhì)互為同系物，它們都是分子晶體，其熔、沸點(diǎn)隨著碳原子數(shù)增多(即相對(duì)分子質(zhì)量增大)而逐漸升高，錯(cuò)誤；J中的幾種物質(zhì)互為同分異構(gòu)體，支鏈越多，分子對(duì)稱性越好，范德華力越弱，熔、沸點(diǎn)越低，錯(cuò)誤。6．SiO2以[SiO4]為基本單元形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體類型為________，在硅酸鹽中，SiOeq\o\al(4－,4)四面體(如圖a)通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖b為一種無限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根：Si與O的原子數(shù)之比為__________，化學(xué)式為________________。答案共價(jià)晶體1∶3[SiO3]eq\o\al(2n－,n)(或SiOeq\o\al(2－,3))解析根據(jù)題意知，其晶體類型為共價(jià)晶體，①、②兩個(gè)氧原子為兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元共用，如圖，中間的結(jié)構(gòu)單元均攤1，再加上其他2個(gè)氧原子，一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中含有一個(gè)硅原子，3個(gè)氧原子，依據(jù)化合價(jià)可知一個(gè)結(jié)構(gòu)單元表現(xiàn)的化合價(jià)為－2，即化學(xué)式為[SiO3]eq\o\al(2n－,n)或SiOeq\o\al(2－,3)。題組一過渡晶體與混合晶體1．下列能說明石墨具有分子晶體的性質(zhì)的是()A．晶體能導(dǎo)電 B．熔點(diǎn)高C．硬度小 D．燃燒產(chǎn)物是CO2答案C解析分子晶體具有硬度小、熔點(diǎn)低的特點(diǎn)，因此C項(xiàng)能說明石墨具有分子晶體的性質(zhì)。A項(xiàng)，晶體能導(dǎo)電是金屬晶體的性質(zhì)；B項(xiàng)，熔點(diǎn)高是共價(jià)晶體的性質(zhì)；D項(xiàng)，燃燒產(chǎn)物是CO2只能說明石墨能燃燒，是碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。2．在amol石墨中含C—C數(shù)為()A．4a×6.02×1023 B．a(chǎn)×6.02×1023C．a(chǎn)×eq\f(3,2)×6.02×1023 D．8a×6.02×1023答案C解析在石墨晶體中，每一個(gè)碳原子與3個(gè)碳原子構(gòu)成3個(gè)共價(jià)鍵，因此，每個(gè)碳原子可形成3×eq\f(1,2)＝eq\f(3,2)個(gè)C—C共價(jià)鍵。即amolC原子可形成a×eq\f(3,2)×6.02×1023個(gè)共價(jià)鍵。3.石墨烯是只由一層碳原子所構(gòu)成的平面薄膜，其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．晶體中碳原子間全部是碳碳單鍵B．石墨烯與石墨都是碳的同素異形體C．石墨烯中所有碳原子可以處于同一個(gè)平面D．從石墨中剝離得到石墨烯需克服分子間作用力答案A解析根據(jù)C原子成鍵特點(diǎn)知，每個(gè)C原子形成兩個(gè)碳碳單鍵和一個(gè)碳碳雙鍵，故A錯(cuò)誤；石墨烯和石墨是碳元素的不同單質(zhì)，屬于同素異形體，故B正確；碳碳雙鍵上所有原子都處于同一平面，所以導(dǎo)致石墨烯分子中所有原子可以處于同一平面，故C正確；石墨結(jié)構(gòu)中，石墨層與層之間存在分子間作用力，所以從石墨中剝離得到石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用力，故D正確。4．碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A．在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)B．在石墨烯晶體中，每個(gè)六元環(huán)占有3個(gè)C原子C．在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接12個(gè)六元環(huán)D．在金剛石晶體中，六元環(huán)中最多有4個(gè)C原子在同一平面答案B解析石墨烯晶體中最小的環(huán)為六元環(huán)，每個(gè)碳原子連接3個(gè)C—C化學(xué)鍵，則每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)，故A正確；每個(gè)六元環(huán)占有的C原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＝2，故B錯(cuò)誤；在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接4個(gè)C原子，連接的4個(gè)C原子中每個(gè)C原子形成3個(gè)六元環(huán)，所以金剛石晶體中每個(gè)C原子能形成12個(gè)六元環(huán)，故C正確；晶胞中共平面的原子如圖，最多有4個(gè)C原子在同一平面，故D正確。5．碳的兩種同素異形體金剛石和石墨晶體結(jié)構(gòu)如圖(石墨晶體中是由一個(gè)個(gè)正六邊形組成的片層結(jié)構(gòu)，層與層之間靠微弱的范德華力結(jié)合)，下列說法正確的是()A．根據(jù)：C(金剛石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－395.41kJ·mol－1，C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1，說明金剛石比石墨穩(wěn)定，石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸癁榉艧岱磻?yīng)B．相同質(zhì)量的金剛石與石墨晶體中，所含共價(jià)鍵數(shù)相同C．估計(jì)金剛石與石墨的熔、沸點(diǎn)均較高，硬度均較大D．現(xiàn)代科技已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了石墨制取金剛石，該過程屬于化學(xué)變化答案D解析由石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式①C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1，②C(金剛石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－395.41kJ·mol－1，利用蓋斯定律將①－②可得：C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH＝＋1.91kJ·mol－1，則由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)，石墨的能量低于金剛石，所以石墨比金剛石更穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤；金剛石中每個(gè)C原子與相鄰的4個(gè)C成鍵，因此1molC形成2mol共價(jià)鍵，石墨中每個(gè)C原子與相鄰的3個(gè)C成鍵，1molC形成1.5mol共價(jià)鍵，等質(zhì)量時(shí)二者含有的共價(jià)鍵數(shù)之比為4∶3，故B錯(cuò)誤；石墨的硬度小，金剛石的硬度大，故C錯(cuò)誤；石墨和金剛石是不同物質(zhì)，兩者之間的轉(zhuǎn)化有新物質(zhì)生成，是化學(xué)變化，故D正確。6．C元素有多種同素異形體。而石墨烯是目前科技研究的熱點(diǎn)，可看作將石墨的層狀結(jié)構(gòu)一層一層的剝開得到的單層碳原子。將氫氣加入石墨烯中可得石墨烷。根據(jù)下列四圖以下描述合理的是()A．四者互為同素異形體B．石墨烯和石墨化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)都相同C．四晶體的化學(xué)鍵只有共價(jià)鍵D．四者都是共價(jià)晶體答案C解析石墨烷不是單質(zhì)，故A錯(cuò)誤；石墨烯和石墨的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)不同，故B錯(cuò)誤；四晶體都是非金屬元素形成的晶體，化學(xué)鍵只有共價(jià)鍵，故C正確；只有金剛石是共價(jià)晶體，故D錯(cuò)誤。7．石墨能與熔融金屬鉀作用，形成石墨間隙化合物，鉀原子填充在石墨各層原子中。比較常見的石墨間隙化合物是青銅色的化合物，其化學(xué)式可寫為CxK，其平面圖形如圖所示。x的值為()A．8B．12C．24D．60答案A解析可選取題圖中6個(gè)鉀原子圍成的正六邊形為結(jié)構(gòu)單元，每個(gè)鉀原子被3個(gè)正六邊形共用，則該結(jié)構(gòu)單元中實(shí)際含有的鉀原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＋1＝3，該六邊形內(nèi)的碳原子數(shù)為24，故鉀原子數(shù)與碳原子數(shù)之比為1∶8。題組二晶體類型的比較8．下列敘述中正確的是()A．分子晶體中一定存在共價(jià)鍵B．離子晶體中一定含金屬元素C．共價(jià)晶體中一定不存在離子D．晶體中有陽離子必定含有陰離子答案C解析分子晶體由分子通過分子間的作用力(有的是氫鍵)結(jié)合而成，一般分子由原子通過共價(jià)鍵形成。但是，稀有氣體的分子就是單個(gè)原子，沒有共價(jià)鍵，所以A錯(cuò)；強(qiáng)堿、典型的鹽類物質(zhì)，例如鈉鹽、銨鹽、活潑金屬氧化物對(duì)應(yīng)的晶體是離子晶體，銨鹽不含金屬離子，所以B錯(cuò)；共價(jià)晶體是原子通過共價(jià)鍵形成的有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，所以C對(duì)；金屬晶體由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成，所以D錯(cuò)。9．下列每組物質(zhì)發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)所克服的微粒間的相互作用屬于同種類型的是()A．食鹽和蔗糖熔化B．金剛石和硫熔化C．碘和干冰升華D．二氧化硅和氧化鈉熔化答案C解析A項(xiàng)，食鹽熔化破壞離子鍵，蔗糖熔化破壞分子間作用力；B項(xiàng)，金剛石熔化破壞共價(jià)鍵，硫熔化破壞分子間作用力；C項(xiàng)，兩者升華均破壞分子間作用力；D項(xiàng)，SiO2熔化破壞共價(jià)鍵，Na2O熔化破壞離子鍵。10．根據(jù)下列幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，判斷下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是()物質(zhì)NaClMgCl2AlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點(diǎn)/℃810710190－682300沸點(diǎn)/7572500注：AlCl3熔點(diǎn)在2.02×105Pa條件下測(cè)定。A．SiCl4是分子晶體B．單質(zhì)B是共價(jià)晶體C．AlCl3加熱能升華D．MgCl2所含離子鍵的強(qiáng)度比NaCl大答案D解析由表中數(shù)據(jù)可知，SiCl4的熔、沸點(diǎn)較低，屬于分子晶體，A正確；單質(zhì)B的熔、沸點(diǎn)很高，所以單質(zhì)B是共價(jià)晶體，B正確；由表中數(shù)據(jù)可知AlCl3的沸點(diǎn)比熔點(diǎn)高，所以AlCl3加熱能升華，C正確；離子晶體的離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高，由表中數(shù)據(jù)可知，NaCl的熔、沸點(diǎn)均比MgCl2高，所以NaCl晶體中的離子鍵應(yīng)比MgCl2的強(qiáng)，D錯(cuò)誤。11．Ⅰ.現(xiàn)有5種固態(tài)物質(zhì)：四氯化硅、硼、石墨、銻、氖。將符合信息的物質(zhì)名稱和所屬晶體類型填在表格中。編號(hào)信息物質(zhì)名稱晶體類型(1)熔點(diǎn)：120.5℃，沸點(diǎn)：271.5℃，易水解(2)熔點(diǎn)：630.74℃，沸點(diǎn)：1750℃，導(dǎo)電(3)由分子間作用力結(jié)合而成，熔點(diǎn)很低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(4)由共價(jià)鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)：2300℃，沸點(diǎn)：2550℃，硬度大(5)由共價(jià)鍵結(jié)合成層狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、能導(dǎo)電，具有滑膩感Ⅱ.(1)碳化硅(SiC)是一種晶體，具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各種晶體：①晶體硅②硝酸鉀③金剛石④碳化硅⑤干冰⑥冰，它們的熔點(diǎn)由高到低的順序是____(填序號(hào))。(2)繼C60后，科學(xué)家又合成了Si60、N60。請(qǐng)解釋如下現(xiàn)象：熔點(diǎn)：Si60＞N60＞C60，而破壞分子所需要的能量：N60＞C60＞Si60，其原因是______________________________________。答案Ⅰ.(1)四氯化硅分子晶體(2)銻金屬晶體(3)氖分子晶體(4)硼共價(jià)晶體(5)石墨混合型晶體Ⅱ.(1)③④①②⑥⑤(2)結(jié)構(gòu)相似的分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力(或范德華力)越強(qiáng)，熔化所需的能量越多，故熔點(diǎn)：Si60＞N60＞C60；而破壞分子需斷開化學(xué)鍵，元素電負(fù)性越強(qiáng)其形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定，斷鍵時(shí)所需能量越多，故破壞分子需要的能量多少順序?yàn)镹60＞C60＞Si60解析Ⅰ.共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)大于分子晶體的熔、沸點(diǎn)，共價(jià)晶體的硬度大于分子晶體的硬度，金屬晶體的熔、沸點(diǎn)及硬度差別較大；共價(jià)晶體和分子晶體在固態(tài)和熔化時(shí)不導(dǎo)電，金屬晶體具有良好的導(dǎo)電性；氖化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定；石墨是層狀結(jié)構(gòu)的混合型晶體，具有滑膩感。Ⅱ.(1)這些晶體中屬于共價(jià)晶體的有①③④，屬于離子晶體的有②，屬于分子晶體的有⑤⑥。一般來說，熔點(diǎn)高低順序?yàn)楣矁r(jià)晶體＞離子晶體＞分子晶體；對(duì)于共價(jià)晶體，鍵長(zhǎng)：Si—Si＞Si—C＞C—C，相應(yīng)鍵能：Si—Si＜Si—C＜C—C，故它們的熔點(diǎn)：金剛石＞碳化硅＞晶體硅。(2)熔點(diǎn)與分子間作用力大小有關(guān)，而破壞分子則是破壞分子內(nèi)的共價(jià)鍵。12．在理解概念的基礎(chǔ)上，理清概念之間的相互關(guān)系，構(gòu)建完整的知識(shí)體系是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法，下圖是中學(xué)化學(xué)常見的化學(xué)概念之間的相互關(guān)系。(1)完成下表，且按以下要求填寫實(shí)例。①只能有H、O、N、Si、S元素中的一種或幾種元素組成物質(zhì)；②每種元素只能出現(xiàn)一次；③所填物質(zhì)必須能夠回答問題(2)和問題(3)。ABC晶體類型金屬晶體實(shí)例化學(xué)式Na(2)取上述(1)表中A、B、C三種晶體實(shí)例中某一晶體溶解在水中得W溶液，寫出等物質(zhì)的量硫酸氫鈉與W溶液反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。(3)工業(yè)上制備(1)表中熔點(diǎn)最高的實(shí)例物質(zhì)的化學(xué)方程式為____________________________。答案(1)ABC晶體類型離子晶體共價(jià)晶體分子晶體金屬晶體實(shí)例化學(xué)式(NH4)2S、NH4HSSiO2、O3Na(2)H＋＋S2－HS－(或H＋＋HS－H2S↑)(3)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO↑＋Si解析常見的晶體類型分別是離子晶體、分子晶體、共價(jià)晶體和金屬晶體，由給定的元素組成實(shí)例時(shí)就需要考慮問題(2)和(3)的要求，幾種元素中沒有金屬元素，則組成的離子晶體只能是銨鹽，并且每種元素只能出現(xiàn)一次，故銨鹽只能是(NH4)2S或NH4HS，不能是NH4NO3，共價(jià)晶體只能是Si，分子晶體是O2或O3，上述晶體中能溶于水的是(NH4)2S或NH4HS。上述實(shí)例中熔點(diǎn)最高的是晶體Si，工業(yè)上制取Si的方法是高溫下用碳還原二氧化硅制取。13．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石：3550Li：181HF：－83NaCl：801晶體硅：1415Na：98HCl：－115KCl：776晶體硼：2573K：64HBr：－89RbCl：718二氧化硅：1713Rb：39HI：－51CsCl：645據(jù)此回答下列問題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時(shí)克服的微粒間作用力是________。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號(hào))。①有金屬光澤②易導(dǎo)電③易導(dǎo)熱④有延展性(3)C組中HF的熔點(diǎn)反常是由于___________________________________________________。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號(hào))。①硬度?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因?yàn)開______________________________________________________________________________________________。答案(1)共價(jià)共價(jià)鍵(2)①②③④(3)HF分子間形成氫鍵(4)②④(5)D組晶體都為離子晶體，且r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷數(shù)相同的情況下，離子半徑越小，熔點(diǎn)越高解析(1)A組物質(zhì)熔點(diǎn)均很高，且均由非金屬元素組成，故為共價(jià)晶體，熔化時(shí)需克服共價(jià)鍵。(2)B組晶體均為金屬單質(zhì)，屬于金屬晶體，金屬晶體的物理通性：有金屬光澤，易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，有延展性。(3)C組物質(zhì)均屬于分子晶體，由于HF分子間存在氫鍵，故HF的熔點(diǎn)較高，出現(xiàn)反常。(4)D組物質(zhì)均屬于離子晶體，一般來說，硬度較大，水溶液能導(dǎo)電，固體不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電。(5)離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，離子晶體的熔點(diǎn)越高。課后篇素養(yǎng)形成必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.下圖是金屬晶體的“電子氣”理論示意圖。用該理論解釋金屬導(dǎo)電的原因是()A.金屬能導(dǎo)電是因?yàn)楹薪饘訇栯x子B.金屬能導(dǎo)電是因?yàn)楹械淖杂呻娮釉谕怆妶?chǎng)作用下做定向運(yùn)動(dòng)C.金屬能導(dǎo)電是因?yàn)楹械碾娮幼鳠o規(guī)則運(yùn)動(dòng)D.金屬能導(dǎo)電是因?yàn)榻饘訇栯x子和自由電子的相互作用答案B解析“電子氣”理論可以很好地解釋金屬的一些現(xiàn)象,如金屬的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性等。金屬中含有金屬陽離子和自由電子,在外加電場(chǎng)的作用下,自由電子定向移動(dòng)形成電流。2.下列性質(zhì)能說明石墨具有分子晶體的性質(zhì)的是()A.晶體能導(dǎo)電 B.熔點(diǎn)高C.硬度小 D.燃燒產(chǎn)物是CO2答案C解析分子晶體一般具有硬度小、熔點(diǎn)低的特點(diǎn),因此C項(xiàng)能說明石墨具有分子晶體的性質(zhì)。石墨晶體能導(dǎo)電是碳原子未參與雜化的2p電子在電場(chǎng)作用下定向移動(dòng);熔點(diǎn)高是共價(jià)晶體的性質(zhì);燃燒產(chǎn)物是CO2只能說明石墨中含有碳元素,能燃燒是石墨的化學(xué)性質(zhì)。3.下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是()A.溫度越高,金屬的導(dǎo)電性越強(qiáng)B.常溫下,金屬單質(zhì)都以金屬晶體形式存在C.金屬晶體中金屬原子緊密堆積,能充分利用空間的原因是金屬鍵沒有飽和性和方向性D.金屬陽離子與自由電子之間的強(qiáng)烈作用,在外力作用下會(huì)發(fā)生斷裂,故金屬無延展性答案C解析溫度升高,金屬離子的熱運(yùn)動(dòng)加快,對(duì)自由電子的移動(dòng)造成阻礙,導(dǎo)電性減弱,A項(xiàng)錯(cuò);常溫下,Hg為液態(tài),不屬于晶體形態(tài),B項(xiàng)錯(cuò);金屬鍵無方向性和飽和性,在外力作用下,一般不會(huì)斷裂,即金屬具有延展性,D項(xiàng)錯(cuò);正是因?yàn)榻饘冁I無方向性和飽和性,所以金屬晶體中的金屬原子一般采用最密堆積,盡量充分利用空間,C項(xiàng)正確。4.下列有關(guān)性質(zhì)可能為金屬晶體性質(zhì)的是()A.由分子間作用力結(jié)合而成,熔點(diǎn)低B.固體或熔融后易導(dǎo)電,熔點(diǎn)在1000℃左右C.形成共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu),熔點(diǎn)高D.固體不導(dǎo)電,但溶于水或熔融后能導(dǎo)電答案B解析由分子間作用力結(jié)合而成,熔點(diǎn)低是分子晶體的性質(zhì),A不符合題意;固體或熔融后能導(dǎo)電是金屬晶體的特性,B符合題意,D不符合題意;形成共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu),熔點(diǎn)高為共價(jià)晶體的性質(zhì),C不符合題意。5.CaO的晶胞如下圖所示,其中與Ca2+最近的O2-數(shù)為()A.4 B.6C.8 D.12答案B解析根據(jù)CaO的晶胞圖示可知,與Ca2+最近的O2-有6個(gè),分別位于Ca2+的前、后、左、右、上、下方位。6.CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似(如圖所示),但CaC2晶體中由于啞鈴形C22-的存在,使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。則關(guān)于CaC2晶體的描述不正確的是A.CaC2晶體的熔點(diǎn)較高、硬度也較大B.與Ca2+距離相同且最近的C2C.與Ca2+距離相同且最近的C22-D.CaC2晶胞中共含有4個(gè)Ca2+和4個(gè)C答案B解析CaC2晶體屬于離子晶體,故有較高的熔點(diǎn)和較大的硬度,A正確;因?yàn)榫О匾粋€(gè)方向拉長(zhǎng),故和Ca2+距離相同且最近的C22-只有4個(gè)(與拉長(zhǎng)方向垂直的同一面上),4個(gè)C22-構(gòu)成的是正方形,B錯(cuò);以Ca2+為中心,與之等距離且最近的是同一平面上的4個(gè)C22-,C正確;該晶胞中含有Ca2+的個(gè)數(shù)=12×14+1=4,含有7.如圖表示NaCl晶體的一個(gè)晶胞,直線交點(diǎn)處的圓圈表示NaCl晶體中Na+或Cl-所處的位置。這兩種離子在空間三個(gè)互相垂直的方向上都是等距離排列的。(1)請(qǐng)將其中代表Na+的圓圈涂黑(不必考慮體積大小),以完成NaCl晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。(2)在NaCl晶體中,在每個(gè)Na+的周圍與它最接近且距離相等的Na+共有個(gè)。

(3)在NaCl晶胞中正六面體的頂點(diǎn)上、面上、棱上的Na+或Cl-為該晶胞與其相鄰的晶胞所共有。根據(jù)(1)中畫出的NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖分析,一個(gè)晶胞中Cl-的個(gè)數(shù)等于,即(填計(jì)算式);Na+的個(gè)數(shù)等于,即(填計(jì)算式)。

(4)設(shè)NaCl的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,NaCl晶體的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。則NaCl晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子中心之間的距離為cm。

答案(1)答案不唯一,合理即可(2)12(3)412×14+1=448×18+6×(4)2解析(1)根據(jù)題意可畫出NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下:(或其他合理的情況)(2)根據(jù)(1)中畫出的NaCl晶胞結(jié)構(gòu)示意圖分析,每個(gè)Na+的周圍最接近且距離相等的Na+共有12個(gè)。(3)根據(jù)(1)中畫出的NaCl晶胞結(jié)構(gòu)示意圖分析,在一個(gè)NaCl晶胞中,含Cl-的個(gè)數(shù)為12×14+1=4;含Na+的個(gè)數(shù)為8×18+6×1(4)設(shè)Cl-與Na+中心之間的最近距離為acm,則兩個(gè)最近的Na+中心之間的距離為2acm,根據(jù)(a+a)3·ρ4·NA=M,則a=3關(guān)鍵能力提升練8.金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式:六方最密堆積、面心立方最密堆積和體心立方堆積,如圖甲、乙、丙分別代表這三種堆積方式的單元結(jié)構(gòu),則甲、乙、丙三種單元內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為()A.1∶2∶1 B.3∶2∶1C.9∶8∶4 D.21∶14∶9答案B解析由均攤思想可知,甲單元結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬原子的個(gè)數(shù)為3+2×12+12×16=6,乙單元結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬原子的個(gè)數(shù)為6×12+8×18=4,丙單元結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬原子的個(gè)數(shù)為1+8×18=2,則甲、乙、丙三種單元結(jié)構(gòu)內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為39.(雙選)由原子序數(shù)為1~20的元素組成的離子化合物中,一個(gè)陽離子和一個(gè)陰離子的核外電子數(shù)之和為20,下列說法正確的是()A.晶體中陽離子和陰離子個(gè)數(shù)不一定相等B.晶體中一定只有離子鍵而沒有共價(jià)鍵C.所含元素可能在同一主族D.晶體中陽離子半徑一定大于陰離子半徑答案AC解析原子序數(shù)為1~20的元素形成的離子化合物,一個(gè)陽離子和一個(gè)陰離子的核外電子數(shù)之和為20,如NaOH、NH4F、Na2O、KH等,這些離子化合物中,陰、陽離子個(gè)數(shù)不一定相等,A正確。OH-、NH4+中有共價(jià)鍵,B錯(cuò)誤。從以上分析可知,所含元素可能在同一主族,如KH中兩種元素均在第ⅠA族,C正確。晶體中陽離子半徑不一定大于陰離子半徑,如Na+的半徑比O2-的半徑小10.(雙選)石墨烯是從石墨材料中剝離出來,由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。下列關(guān)于石墨與石墨烯的說法中正確的是()A.從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學(xué)鍵B.石墨中的碳原子采取sp2雜化,每個(gè)sp2雜化軌道含13s軌道的成分與23C.石墨屬于混合型晶體,層與層之間存在范德華力;層內(nèi)碳原子間存在共價(jià)鍵;石墨能導(dǎo)電,有類似金屬晶體的性質(zhì)D.石墨烯中平均每個(gè)六元碳環(huán)含有3個(gè)碳原子答案BC解析石墨晶體中,層與層之間的作用力為范德華力,層內(nèi)存在共價(jià)鍵,每個(gè)C原子形成3個(gè)σ鍵,且每個(gè)C原子為3個(gè)環(huán)共有。石墨晶體中,層與層之間的作用力為分子間作用力,從石墨中剝離石墨烯需要破壞分子間作用力,A錯(cuò)誤。石墨中的碳原子采取sp2雜化,每個(gè)sp2雜化軌道含13s軌道的成分與23p軌道的成分,B正確。石墨屬于混合型晶體,層與層之間存在范德華力;層內(nèi)碳原子間存在共價(jià)鍵;石墨能導(dǎo)電,具有類似金屬晶體的性質(zhì),C正確。每個(gè)C原子為3個(gè)環(huán)共有,則石墨烯中平均每個(gè)六元碳環(huán)含有碳原子數(shù)為6×111.下表給出了幾種氯化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。物質(zhì)NaClMgCl2AlCl3CCl4熔點(diǎn)/℃801708190-23沸點(diǎn)/℃1413141818077關(guān)于表中4種氯化物有下列說法:(1)AlCl3在加熱時(shí)可升華(2)CCl4屬于分子晶體(3)MgCl2的晶體屬于離子晶體(4)AlCl3是典型的離子晶體其中正確的是()A.只有(1)和(2) B.只有(3)C.只有(1)(2)(3) D.全部一致答案C解析根據(jù)各物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)判斷,NaCl和MgCl2是離子晶體,AlCl3和CCl4為分子晶體;AlCl3的沸點(diǎn)低于熔點(diǎn),所以易升華。12.根據(jù)下圖推測(cè),若CsCl晶體中兩距離最近的Cs+間距離為a,則每個(gè)Cs+周圍與其距離為a的Cs+數(shù)目為,每個(gè)Cs+周圍距離相等且次近的Cs+數(shù)目為,距離為;每個(gè)Cs+周圍距離相等且第三近的Cs+數(shù)目為,距離為;每個(gè)Cs+周圍緊鄰且等距的Cl-數(shù)目為。

答案6122a83a8解析根據(jù)左圖的晶體結(jié)構(gòu)分析,以體心的Cs+為研究對(duì)象,每個(gè)Cs+周圍距離為a的Cs+分別位于其上、下、前、后、左、右的六個(gè)方位,即6個(gè);每個(gè)與其