2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體教學(xué)案 魯科版選修3.doc

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第3節(jié)　原子晶體與分子晶體 [課標(biāo)要求] 1．知道分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒、微粒間的作用力的區(qū)別。 2．了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。 1.原子晶體是指相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。 2．常見的原子晶體有金剛石、晶體硅、二氧化硅、碳化硅。 3．原子晶體具有熔點(diǎn)高、硬度大，不溶于溶劑的特性。 4．對(duì)于結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，其原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)越高。 5．分子晶體是指分子之間通過分子間作用力結(jié)合形成的晶體。 6．常見的分子晶體有非金屬單質(zhì)(除Si)、非金屬氧化物(除SiO2)、酸、多數(shù)有機(jī)物。 7．分子晶體具有硬度小，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低的特性。 8．由組成和結(jié)構(gòu)相似的分子組成的不含氫鍵的分子晶體，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，范德華力增強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)升高。 1．概念 相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。 2．結(jié)構(gòu) 3．結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)由于共價(jià)鍵的飽和性和方向性，使每個(gè)中心原子周圍排列的原子數(shù)目是固定的。 (2)由于所有原子間均以共價(jià)鍵相結(jié)合，所以晶體中不存在單個(gè)分子。 4．典型的原子晶體 (1)金剛石 在晶體中，碳原子以sp3雜化軌道與周圍_4_個(gè)碳原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，C—C鍵間的夾角為109.5。 (2)二氧化硅 硅、氧原子個(gè)數(shù)比為1∶2。 5．原子晶體的物理性質(zhì) 根據(jù)下表中有關(guān)數(shù)據(jù)分析，并填寫表下面的空白。 晶體 鍵能/kJmol－1 熔點(diǎn)/℃ 硬度 金剛石 (C—C)347 3 350 10 碳化硅 (C—Si)301 2 600 9 晶體硅 (Si—Si)226 1 415 7 (1)鍵能：C—C＞C—Si＞Si—Si；熔點(diǎn)：金剛石＞碳化硅＞晶體硅；硬度：金剛石＞碳化硅＞晶體硅(用“＞”或“＜”填空)。 (2)規(guī)律：原子晶體具有很高的熔點(diǎn)，很大的硬度；對(duì)結(jié)構(gòu)相似的原子晶體來說，原子半徑越小， 鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點(diǎn)就越高。 [特別提醒]　 (1)1個(gè)C原子形成4個(gè)C—C鍵，每個(gè)C—C鍵被兩個(gè)C原子共用，故每個(gè)C原子占用C—C鍵數(shù)目為4＝2，即1 mol金剛石含有2 mol C—C鍵。 (2)金剛石晶體中最小環(huán)上有6個(gè)碳原子，SiO2晶體中最小環(huán)上有12個(gè)原子(6個(gè)O原子和6個(gè)Si原子)。 1．根據(jù)金剛石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，你能分析其硬度大的原因是什么嗎？ 提示：在金剛石晶體內(nèi)部，每個(gè)碳原子都與周圍的4個(gè)碳原子緊密結(jié)合，形成一種致密的三維結(jié)構(gòu)，破壞這種三維結(jié)構(gòu)中的C—C共價(jià)鍵需要很高的能量，所以金剛石的硬度很大。 2．從金剛石的結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析晶體硅、碳化硅的結(jié)構(gòu)是怎樣的？ 提示：(1)晶體硅的結(jié)構(gòu)跟金剛石相近，即把金剛石中的碳原子換成硅原子即可得晶體硅的結(jié)構(gòu)。 (2)碳化硅晶體的結(jié)構(gòu)類似于金剛石晶體的結(jié)構(gòu)，碳原子和硅原子的位置是交替的，在整個(gè)晶體中硅與碳的原子個(gè)數(shù)比為1∶1。 (1)原子晶體的構(gòu)成微粒是原子，只存在共價(jià)鍵，不存在其他作用力。 (2)原子晶體的化學(xué)式表示其比例組成，晶體中不存在分子。 (3)常見的原子晶體有：金剛石、晶體硅、晶體硼、二氧化硅、碳化硅。 (4)原子晶體一般具有熔點(diǎn)高、硬度大、不溶于溶劑等特點(diǎn)。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。 (1)原子晶體中一定存在極性鍵，可能存在范德華力。(　　) (2)CO2、SiO2均屬于原子晶體。(　　) (3)硬度很大、熔點(diǎn)很高的晶體可能是原子晶體。(　　) (4)SiC熔化時(shí)斷裂非極性共價(jià)鍵。(　　) (5)原子晶體一定不是電解質(zhì)。(　　) 答案：(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√ 2．下列晶體中屬于原子晶體的是(　　) A．干冰　　　　　　　　 B．食鹽 C．膽礬 D．晶體硼 解析：選D　常見的原子晶體中屬于非金屬單質(zhì)的有金剛石、晶體硅、晶體硼等，屬于非金屬化合物的有二氧化硅、碳化硅、氮化硅等。 1．分子晶體的結(jié)構(gòu) 2．分子晶體與物質(zhì)類型的關(guān)系 類　型 實(shí)　例 所有氫化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金屬單質(zhì) 鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、稀有氣體等 部分非金屬氧化物 CO2、P4O6、P4O10、SO2等 幾乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 多數(shù)有機(jī)物的晶體 苯、乙醇等 3．典型的分子晶體 單質(zhì)碘 干冰 冰 晶胞或結(jié)構(gòu)模型 微粒間作用力 范德華力 范德華力 范德華力和氫鍵 晶胞微粒數(shù) _4_ _4_ — 配位數(shù) — _12_ _4_ 4．分子晶體的物理性質(zhì) (1)分子晶體由于以比較弱的分子間作用力相結(jié)合，因此一般熔點(diǎn)較低，硬度較小。 (2)對(duì)組成和結(jié)構(gòu)相似，晶體中又不含氫鍵的分子晶體來說，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，范德華力增大，熔、沸點(diǎn)升高。 [特別提醒]　 (1)共價(jià)鍵具有方向性和飽和性，原子晶體不服從緊密堆積原理。 (2)分子間只存在范德華力的分子晶體服從緊密堆積排列原理；分子間存在氫鍵的分子晶體，由于氫鍵具有方向性、飽和性，故不服從緊密堆積排列原理。 1．下列各組晶體都屬于化合物組成的分子晶體是(　　) A．H2O、O3、CCl4　　 B．CCl4、(NH4)2S、H2O2 C．SO2、SiO2、CS2 D．P2O5、CO2、H3PO4 解析：選D　A項(xiàng)，O3為單質(zhì)；B項(xiàng)，(NH4)2S為離子晶體；C項(xiàng)，SiO2為原子晶體。 2．下列有關(guān)分子晶體的說法中正確的是(　　) A．分子內(nèi)均存在共價(jià)鍵 B．分子間一定存在范德華力 C．分子間一定存在氫鍵 D．其結(jié)構(gòu)一定不能由原子直接構(gòu)成 解析：選B　稀有氣體元素組成的晶體中，不存在由多個(gè)原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結(jié)合成晶體，所以不存在任何化學(xué)鍵，且分子為單原子分子，故A、D項(xiàng)錯(cuò)誤。分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于所有的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負(fù)性較強(qiáng)的N、O、F原子結(jié)合的氫原子的分子間或者分子內(nèi)，所以B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 1．石墨晶體的結(jié)構(gòu) (1)石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，碳原子排列成六邊形，一個(gè)個(gè)六邊形排列成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每一個(gè)碳原子都跟其他3個(gè)碳原子相結(jié)合。 (2)在同一層內(nèi)，相鄰的碳原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，每一個(gè)碳原子的一個(gè)未成對(duì)電子形成大π鍵。 (3)層與層之間以范德華力相結(jié)合。 2．石墨的晶體類型和性質(zhì) (1)類型：石墨晶體中既有共價(jià)鍵，又有范德華力，同時(shí)還有金屬鍵的特性，是一種混合鍵型晶體。 (2)性質(zhì)：熔點(diǎn)高，質(zhì)軟，具有導(dǎo)電性。 1．石墨晶體中碳原子雜化軌道的類型及同層原子間的主要作用力分別是(　　) A．sp1，范德華力　　　 B．sp2，范德華力 C．sp2，共價(jià)鍵 D．sp3，共價(jià)鍵 答案：C 2.石墨的片層結(jié)構(gòu)如圖所示，試回答： (1)片層中平均每個(gè)正六邊形含有________個(gè)碳原子。 (2)在片層結(jié)構(gòu)中，碳原子數(shù)、C—C鍵、六元環(huán)數(shù)之比為________。 (3)n g碳原子可構(gòu)成________個(gè)正六邊形。 解析：在石墨的片層結(jié)構(gòu)中，以一個(gè)六元環(huán)為研究對(duì)象，由于每個(gè)碳原子被3個(gè)六元環(huán)共用，即組成每個(gè)六元環(huán)需碳原子數(shù)為6＝2；另外每個(gè)碳碳鍵被2個(gè)六元環(huán)共用，即屬于每個(gè)六元環(huán)的碳碳鍵數(shù)為6＝3。n g碳原子可構(gòu)成正六邊形的個(gè)數(shù)為： NA mol－1＝。 答案：(1)2　(2)2∶3∶1　(3) 1．四種晶體類型的比較 類型 項(xiàng)目 離子晶體 原子晶體 分子晶體 金屬晶體 構(gòu)成晶體的微粒 陰、陽離子 原子 分子 金屬陽離子和自由電子 微粒間的作用 離子鍵 共價(jià)鍵 分子間作用力(范德華力或氫鍵) 金屬鍵 作用力強(qiáng)弱(一般地) 較強(qiáng) 很強(qiáng) 弱 一般較強(qiáng)， 有的較弱確定作用力強(qiáng)弱的一般判斷方法 離子電荷、半徑 鍵長(原子半徑) 組成結(jié)構(gòu)相似時(shí)比較相對(duì)分子質(zhì)量 離子半徑、價(jià)電子數(shù) 熔、沸點(diǎn) 較高 高 低 差別較大(汞常溫下為液態(tài)，鎢熔點(diǎn)為3 410 ℃) 硬度 略硬而脆 大 較小 差別較大 導(dǎo)熱和導(dǎo)電性 不良導(dǎo)體(熔化后或溶于水導(dǎo)電) 不良導(dǎo)體 不良導(dǎo)體(部分溶于水發(fā)生電離后導(dǎo)電) 良導(dǎo)體 溶解性(水) 多數(shù)易溶 一般不溶 相似相溶 一般不溶于水，少數(shù)與水反應(yīng) 組成微粒堆積方式 非等徑圓球緊密堆積 不服從緊密堆積原理 緊密堆積(與分子形狀有關(guān)且分子間不存在氫鍵) 等徑圓球緊密堆積(A1、A2、A3) 2．判斷晶體類型的常用方法 (1)根據(jù)晶體的概念判斷(依據(jù)組成晶體的粒子和粒子間的作用力判斷) 由陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體屬于離子晶體；由分子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)鍵形成的晶體屬于原子晶體；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)根據(jù)物質(zhì)的類別判斷 按照物質(zhì)所屬的類別也可進(jìn)行判斷。一般來說，金屬氧化物(Na2O、MgO、Na2O2等)、強(qiáng)堿和絕大多數(shù)鹽類屬于離子晶體；大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅、晶體硼等外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2等外)、酸和大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)屬于分子晶體；金屬單質(zhì)屬于金屬晶體；常見的原子晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的原子晶體化合物有SiC、SiO2等。 (3)根據(jù)晶體的特征性質(zhì)判斷 根據(jù)不同晶體的特征性質(zhì)(如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性、導(dǎo)電性、硬度和機(jī)械性能等)的不同和相應(yīng)規(guī)律來判斷。如熔、沸點(diǎn)較低且不導(dǎo)電的單質(zhì)和化合物一般形成分子晶體；熔、沸點(diǎn)較高且在水溶液中或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電的化合物一般為離子晶體；熔、沸點(diǎn)很高，硬度很大，不導(dǎo)電，不溶于一般溶劑的物質(zhì)一般為原子晶體；金屬單質(zhì)(在熔融狀態(tài)和固態(tài)時(shí)均能導(dǎo)電)形成金屬晶體。 1．下列有關(guān)晶體的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．離子晶體中，一定存在離子鍵 B．原子晶體中，只存在共價(jià)鍵 C．金屬晶體的熔、沸點(diǎn)均很高 D．稀有氣體的原子能形成分子晶體 解析：選C　離子晶體中一定有離子鍵，可能有共價(jià)鍵，A項(xiàng)正確；原子晶體中只存在共價(jià)鍵，一定沒有離子鍵，B項(xiàng)正確；常見晶體類型中，金屬晶體的熔、沸點(diǎn)相差較大，有的熔、沸點(diǎn)很高，如鎢，有的較低如汞，C項(xiàng)錯(cuò)誤；稀有氣體分子為單原子分子，以范德華力結(jié)合形成分子晶體，D項(xiàng)正確。 2．下列各物質(zhì)的晶體中，晶體類型相同的是(　　) A．O2和SiO2　　　　　　　 B．NaI和I2 C．CO2和H2O D．CCl4和NaCl 解析：選C　A項(xiàng)，O2屬于分子晶體，SiO2屬于原子晶體；B項(xiàng)，NaI屬于離子晶體，I2屬于分子晶體；C項(xiàng)，CO2和H2O均屬于分子晶體；D項(xiàng)， CCl4屬于分子晶體，NaCl屬于離子晶體。 3．下列物質(zhì)所屬晶體類型分類正確的是(　　) 類型 A B C D 原子晶體 石墨 生石灰 碳化硅 金剛石 分子晶體 冰 固態(tài)氨 氯化銫 干冰 離子晶體 氮化鋁 食鹽 明礬 芒硝 金屬晶體 銅 汞 鋁 鐵 解析：選D　A選項(xiàng)中石墨為混合鍵型晶體，B選項(xiàng)中生石灰為離子晶體，C選項(xiàng)中氯化銫為離子晶體。 1．不同晶體類型的熔、沸點(diǎn)高低規(guī)律 一般為：原子晶體>離子晶體>分子晶體。金屬晶體的熔、沸點(diǎn)有的很高(如鎢)，有的很低(如汞)。 2．同種晶體類型的熔、沸點(diǎn)高低規(guī)律 (1)原子晶體 原子晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點(diǎn)高。例如，金剛石>石英>晶體硅。 (2)離子晶體 離子所帶電荷越多，離子半徑越小，則晶格能越大，熔、沸點(diǎn)越高。例如，MgO>NaCl>CsCl。 (3)金屬晶體 金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多，半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。例如，Al>Mg>Na。 (4)分子晶體 分子間作用力越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。 ①組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，一般相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。例如，I2>Br2>Cl2>F2。 ②組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)，分子的極性越大，熔、沸點(diǎn)越高。例如，CO>N2。 ③同分異構(gòu)體之間： a．一般是支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低。 例如，正戊烷>異戊烷>新戊烷。 b．結(jié)構(gòu)越對(duì)稱，沸點(diǎn)越低。 例如，鄰二甲苯>間二甲苯>對(duì)二甲苯。 ④若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體大，故熔、沸點(diǎn)較高。例如，HF>HBr>HCl。 1．下列物質(zhì)的熔點(diǎn)高低順序，正確的是(　　) A．金剛石＞晶體硅＞碳化硅 B．K＞Na＞Li C．NaF＜NaCl＜NaBr D．CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4 解析：選D　A項(xiàng)，鍵能：C—C＞C—Si＞Si—Si，故熔點(diǎn)：金剛石＞碳化硅＞晶體硅；B項(xiàng)，金屬鍵：Li＞Na＞K，故熔點(diǎn)：Li＞Na＞K；C項(xiàng)，晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr，故熔點(diǎn)：NaF＞NaCl＞NaBr；D項(xiàng)，相對(duì)分子質(zhì)量：CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4，故熔點(diǎn)：CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4。 2．下列關(guān)于物質(zhì)熔點(diǎn)的排列順序，不正確的是(　　) A．HI>HBr>HCl>HF B．I2>Br2>Cl2>F2 C．NaCl>NaBr>KBr D．MgO>NaCl>CBr4>CF4 解析：選A　A中為分子晶體，但由于HF分子間存在氫鍵，故HF的熔點(diǎn)出現(xiàn)反常，不正確；B中也為分子晶體，按相對(duì)分子質(zhì)量由大到小排列，正確；C中為離子晶體，離子半徑r(Cl－)NaBr，而陽離子r(Na＋)KBr，正確；D中MgO、NaCl為離子晶體，由半徑大小及所帶電荷數(shù)知熔點(diǎn)MgO>NaCl，CBr4、CF4為分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量CBr4>CF4，熔點(diǎn)CBr4>CF4離子晶體熔 點(diǎn)高于分子晶體，正確。 [三級(jí)訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列物質(zhì)固態(tài)時(shí)一定是分子晶體的是(　　) A．酸性氧化物　　　　　　 B．堿性氧化物 C．含氧酸 D．非金屬單質(zhì) 解析：選C　利用舉特例法解題。A項(xiàng)，SiO2為酸性氧化物，屬于原子晶體；B項(xiàng)，Na2O、CaO等堿性氧化物屬于離子晶體；D項(xiàng)，金剛石、晶體硅等非金屬單質(zhì)屬于原子晶體。 2．下列關(guān)于原子晶體和分子晶體的說法不正確的是(　　) A．原子晶體硬度通常比分子晶體大 B．原子晶體的熔、沸點(diǎn)較高 C．分子晶體都不溶于水 D．金剛石、水晶屬于原子晶體 解析：選C　分子晶體有的能溶于水，如H2SO4等。 3．下列各組物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高排列的是(　　) A．O2、I2、Hg B．CO2、KCl、SiO2 C．Al、Mg、Na D．NaCl、KCl、RbCl 解析：選B　A項(xiàng)，熔點(diǎn)：固體＞液體＞氣體，故熔點(diǎn)：I2＞Hg＞O2；B項(xiàng)，熔點(diǎn)：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，故熔點(diǎn)：SiO2＞KCl＞CO2；C項(xiàng)，金屬鍵：Al＞Mg＞Na，故熔點(diǎn)：Al＞Mg＞Na；D項(xiàng)，晶格能：NaCl＞KCl＞RbCl，故熔點(diǎn)：NaCl＞KCl＞RbCl。 4．下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是(　　) A．存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個(gè)頂角 B．最小的環(huán)上，有3個(gè)Si原子和3個(gè)O原子 C．最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為1∶2 D．最小的環(huán)上，有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子 解析：選D　SiO2晶體結(jié)構(gòu)為“一硅四氧、一氧兩硅”，即1個(gè)Si原子連接4個(gè)O原子，1個(gè)O原子連接2個(gè)Si原子。A項(xiàng)，在四面體結(jié)構(gòu)單元中，Si處于中心，O處于4個(gè)頂角；B、D項(xiàng)，最小環(huán)上有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子；C項(xiàng)，最小環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為1∶1。 5．有下列8種晶體：A.水晶、B.冰醋酸、C.氧化鎂、D.白磷、E.晶體氬、F.氯化銨、G.鋁、H.金剛石。用序號(hào)回答下列問題： (1)屬于原子晶體的化合物是________，直接由原子構(gòu)成的晶體是________________，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是____________。 (2)由極性分子構(gòu)成的晶體是__________，含有共價(jià)鍵的離子晶體是__________，屬于原子晶體的單質(zhì)是__________。 (3)在一定條件下能導(dǎo)電而不發(fā)生化學(xué)變化的是______，受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是________，熔化時(shí)需克服共價(jià)鍵的是________。 解析：答題時(shí)要注意選項(xiàng)的“關(guān)鍵詞”，如(1)中屬于原子晶體的化合物，則不能選H，因?yàn)榻饎偸癁閱钨|(zhì)；直接由原子構(gòu)成的晶體不僅有原子晶體，還要注意分子晶體中稀有氣體的特殊性——稀有氣體為單原子分子。 答案：(1)A　A、E、H　E　(2)B　F　H (3)G　B、D、E　A、H 1．下列晶體熔化時(shí)不需破壞化學(xué)鍵的是(　　) A．二氧化硅晶體　　　　 B．食鹽 C．干冰 D．金屬鎂 解析：選C　熔化時(shí)，SiO2破壞共價(jià)鍵，食鹽破壞離子鍵，干冰破壞范德華力，金屬鎂破壞金屬鍵。 2．分子晶體具有的本質(zhì)特征是(　　) A．組成晶體的微粒中含有共價(jià)鍵 B．熔融時(shí)不導(dǎo)電 C．晶體內(nèi)微粒間以分子間作用力相結(jié)合 D．熔點(diǎn)一般比原子晶體低 解析：選C　分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低，硬度較小，導(dǎo)致這些性質(zhì)特征的本質(zhì)原因是基本構(gòu)成微粒間的相互作用——范德華力及氫鍵相對(duì)于化學(xué)鍵來說是極其微弱的。 3．下列說法正確的是(　　) A．冰熔化時(shí)，分子中H—O鍵發(fā)生斷裂 B．原子晶體中，共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高 C．分子晶體中，共價(jià)鍵鍵能越大，分子晶體的熔、沸點(diǎn)越高 D．分子晶體中，分子間作用力越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定 解析：選B　A項(xiàng)，冰熔化時(shí)，破壞分子間作用力(主要是氫鍵)，分子內(nèi)的H—O鍵不發(fā)生斷裂；C項(xiàng)，分子晶體中，分子間作用力越強(qiáng)，分子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，與分子內(nèi)共價(jià)鍵的鍵能大小無關(guān)；D項(xiàng)，分子晶體中，分子內(nèi)共價(jià)鍵的鍵能越大，該分子越穩(wěn)定。 4．下列有關(guān)晶體的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．離子晶體熔化時(shí)離子鍵被破壞，而分子晶體熔化時(shí)化學(xué)鍵未被破壞 B．白磷晶體中，結(jié)構(gòu)粒子之間通過共價(jià)鍵相結(jié)合 C．石英晶體是直接由硅原子和氧原子通過共價(jià)鍵所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 D．構(gòu)成分子晶體的粒子中不一定存在共價(jià)鍵 解析：選B　離子晶體是通過離子鍵將陰、陽離子結(jié)合在一起的，所以離子晶體熔化時(shí)離子鍵被破壞；而分子晶體是通過分子間作用力將分子結(jié)合在一起的，所以分子晶體熔化時(shí)，被破壞的只是分子間作用力，A正確；白磷晶體是分子晶體，在P4內(nèi)部存在共價(jià)鍵，而結(jié)構(gòu)粒子(P4)之間是通過范德華力結(jié)合的，B錯(cuò)誤；石英晶體是原子晶體，C正確；稀有氣體在固態(tài)時(shí)屬于分子晶體，而稀有氣體全是單原子分子，在分子內(nèi)部不存在共價(jià)鍵，D正確。 5．干冰和二氧化硅晶體同屬第ⅣA族元素的最高價(jià)氧化物，它們的熔、沸點(diǎn)差別很大的原因是(　　) A．二氧化硅的相對(duì)分子質(zhì)量大于二氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量 B．C===O鍵鍵能比Si—O鍵鍵能小 C．干冰為分子晶體，二氧化硅為原子晶體 D．干冰易升華，二氧化硅不能 解析：選C　干冰和二氧化硅晶體盡管同屬第ⅣA族元素的最高價(jià)氧化物，但干冰是分子晶體，二氧化硅為原子晶體。干冰的熔、沸點(diǎn)取決于其分子間作用力的大小，而不是共價(jià)鍵鍵能的強(qiáng)弱；而二氧化硅的熔、沸點(diǎn)則由Si—O鍵鍵能的強(qiáng)弱所決定。 6．下列有關(guān)共價(jià)化合物的說法：①具有較低的熔、沸點(diǎn)；②不是電解質(zhì)；③固態(tài)時(shí)是分子晶體；④都由分子構(gòu)成；⑤液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電。其中一定正確的說法是(　　) A．①③④ B．②⑤ C．⑤ D．全部正確 解析：選C　共價(jià)化合物可能是分子晶體，如冰、干冰、固體HCl，也可能是原子晶體，如SiO2、SiC等，SiO2、SiC具有較高的熔、沸點(diǎn)，晶體中不存在分子，HCl是電解質(zhì)。液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電是共價(jià)化合物的共性。 7．分析下列各物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其固態(tài)屬于原子晶體的是(　　) A．碳化鋁，黃色晶體，熔點(diǎn)2 200 ℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電 B．溴化鋁，無色晶體，熔點(diǎn)98 ℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電 C．五氧化二釩，無色晶體，熔點(diǎn)19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中 D．溴化鉀，無色晶體，熔融時(shí)或溶于水中都能導(dǎo)電 解析：選A　A項(xiàng)中熔點(diǎn)很高且熔融態(tài)不導(dǎo)電，為原子晶體；D項(xiàng)中熔融時(shí)或溶于水中都能導(dǎo)電，為離子晶體；B、C項(xiàng)為分子晶體。 8．SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4相似，對(duì)其進(jìn)行下列推測，不正確的是(　　) A．SiCl4晶體是分子晶體 B．常溫、常壓下SiCl4是氣體 C．SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子 D．SiCl4的熔點(diǎn)高于CCl4 解析：選B　SiCl4和CCl4都屬于分子晶體，影響分子晶體熔、沸點(diǎn)的因素是分子間作用力的大小，在這兩種分子晶體中都只有范德華力，SiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量大于CCl4的相對(duì)分子質(zhì)量，所以SiCl4的范德華力較大，熔、沸點(diǎn)應(yīng)該比CCl4高。CCl4的分子是正四面體結(jié)構(gòu)，SiCl4與它結(jié)構(gòu)相似，因此也應(yīng)該是正四面體結(jié)構(gòu)，是含極性鍵的非極性分子。 9．在下列物質(zhì)中：①NaCl　②NaOH?、跱a2O2?、蹸H2O ⑤(NH4)2S?、轈Cl4?、逤2H2　⑧SiC?、峋w硅　 ⑩金剛石 用序號(hào)填寫： (1)只含有離子鍵的離子晶體是______________； (2)既有離子鍵，又有極性鍵和配位鍵的離子晶體是__________； (3)既有離子鍵，又有非極性鍵的是__________； (4)含有非極性鍵的非極性分子的是________； (5)所有原子都在同一平面上的分子有________； (6)含有極性鍵的原子晶體是________。 解析：NaCl中只含離子鍵；NaOH中含離子鍵和O—H極性鍵；Na2O2中含離子鍵和O—O非極性鍵；CH2O中含極性鍵，C原子采用sp2雜化，為平面形分子；(NH4)2S中含離子鍵，N—H極性鍵和N→H配位鍵；CCl4中含C—Cl極性鍵，為空間正四面體形分子，故為非極性分子；C2H2中含C≡C非極性鍵和C—H極性鍵，為直線形分子；SiC中含C—Si極性鍵，為原子晶體；金剛石中含C—C非極性鍵，為原子晶體。 答案：(1)①　(2)⑤　(3)③　(4)⑦　(5)④⑦　(6)⑧ 10．現(xiàn)有兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如表所示： A組 B組 金剛石：3 550 ℃ HF：－83 ℃ 晶體硅：1 410 ℃ HCl：－115 ℃ 晶體硼：2 300 ℃ HBr：－89 ℃ 二氧化硅：1 710 ℃ HI：－51 ℃ 根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題： (1)A組屬于________晶體，其熔化時(shí)克服的粒子間的作用力是________。 (2)B組中HF熔點(diǎn)反常是由于_____________________________________________。 (3)B組晶體不可能具有的性質(zhì)是________。 ①硬度小 ②水溶液能導(dǎo)電 ③固體能導(dǎo)電 ④液體狀態(tài)能導(dǎo)電 解析：A組熔點(diǎn)很高，應(yīng)是原子晶體，原子晶體熔化時(shí)破壞的是共價(jià)鍵。B組是分子晶體，且結(jié)構(gòu)相似，一般是相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高；HF的相對(duì)分子質(zhì)量最小但熔點(diǎn)比HCl高，出現(xiàn)反常的原因是HF分子間存在氫鍵，HF晶體熔化時(shí)除了破壞范德華力，還要破壞氫鍵，所需能量更高，因而熔點(diǎn)更高。分子晶體在固態(tài)時(shí)和熔化狀態(tài)時(shí)都不導(dǎo)電。 答案：(1)原子　共價(jià)鍵　(2)HF分子間能形成氫鍵，熔化時(shí)需要消耗的能量更多　(3)③④ 1．在常溫常壓下呈氣態(tài)的化合物，降溫使其固化得到的晶體屬于(　　) A．分子晶體　　　　　 B．原子晶體 C．離子晶體 D．何種晶體無法判斷 解析：選A　該化合物在常溫常壓下呈氣態(tài)，即熔、沸點(diǎn)很低，故固化得到分子晶體。 2．下列晶體中，它們的熔點(diǎn)由低到高的順序排列正確的是(　　) ①金剛石?、诼然c　③干冰?、芄? A．④②③① B．③①②④ C．④②①③ D．③④②① 解析：選D　金剛石為原子晶體，氯化鈉為離子晶體，二者通常狀況下均為固體，熔點(diǎn)：金剛石＞氯化鈉；干冰為分子晶體，汞為金屬晶體，通常狀況下CO2為氣體，汞為液體，故熔點(diǎn)：汞＞干冰。 3．下列屬于分子晶體性質(zhì)的是(　　) A．熔點(diǎn)1 070 ℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電 B．能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8 ℃，沸點(diǎn)444.6 ℃ C．熔點(diǎn)1 400 ℃，可做半導(dǎo)體材料，難溶于水 D．熔點(diǎn)97.81 ℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97 gcm－3 解析：選B　分子晶體的主要性質(zhì)有：熔、沸點(diǎn)低，硬度小，極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑，固態(tài)和熔化時(shí)均不導(dǎo)電。 4．下列有關(guān)原子晶體的敘述不正確的是(　　) A．原子晶體中可能存在非極性共價(jià)鍵 B．原子晶體的硬度一般比分子晶體的高 C．在SiO2晶體中，1個(gè)硅原子和2個(gè)氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵 D．金剛砂晶體是直接由硅原子和碳原子通過共價(jià)鍵結(jié)合所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 解析：選C　同種元素的原子構(gòu)成的原子晶體中存在非極性鍵，如金剛石，A項(xiàng)正確；原子晶體的硬度一般比分子晶體的高，B項(xiàng)正確；SiO2晶體中1個(gè)硅原子和4個(gè)氧原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；金剛砂晶體是由硅原子和碳原子通過共價(jià)鍵結(jié)合所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，即原子晶體，D項(xiàng)正確。 5．據(jù)報(bào)道：用激光可將置于鐵室中的石墨靶上的碳原子“炸松”，再用一個(gè)射頻電火花噴射出氮?dú)?，可使碳、氮原子結(jié)合成碳氮化合物的薄膜，該碳氮化合物的硬度比金剛石更堅(jiān)硬，則下列分析正確的是(　　) A．該碳氮化合物呈片層狀結(jié)構(gòu) B．該碳氮化合物呈立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) C．該碳氮化合物中C—N鍵長比金剛石的C—C鍵長長 D．相鄰主族非金屬元素形成的化合物的硬度比單質(zhì)小 解析：選B　由題意知，碳氮化合物的硬度比金剛石還大，說明該碳氮化合物為原子晶體，因此是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與金剛石相比，C原子半徑大于N原子半徑，所以C—N鍵長小于C—C鍵長。 6．干冰晶體是一種面心立方結(jié)構(gòu)，如圖所示，即每8個(gè)CO2構(gòu)成立方體，且在6個(gè)面的中心又各有1個(gè)CO2分子，在每個(gè)CO2周圍距離為a(其中a為立方體棱長)的CO2有(　　) A．4個(gè) B．8個(gè) C．12個(gè) D．6個(gè) 解析：選C　在每個(gè)CO2周圍距離為a的CO2即為每個(gè)面心上的CO2分子，共有8(3)＝12個(gè)。 7．下列說法中正確的是(　　) A．金剛石晶體中的最小碳原子環(huán)由12個(gè)碳原子構(gòu)成 B．金剛石晶體中的碳原子是sp3雜化的 C．1 mol SiO2晶體中含2 mol Si—O鍵 D．金剛石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會(huì)和O2反應(yīng) 解析：選B　在金剛石晶體中的最小環(huán)為六元環(huán)，為空間六邊形，由六個(gè)碳原子構(gòu)成，A錯(cuò)誤；金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，是sp3雜化，B正確；在SiO2晶體中1個(gè)硅原子與四個(gè)氧原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，所以1 mol SiO2晶體中含4 mol Si—O鍵，C錯(cuò)誤；金剛石的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，但在高溫下可以和氧氣反應(yīng)生成CO2。 8．美國Lawrence Liremore國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的科學(xué)家成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的原子晶體，下列關(guān)于CO2的原子晶體說法正確的是(　　) A．CO2的原子晶體和分子晶體互為同素異形體 B．在一定條件下CO2原子晶體轉(zhuǎn)化為分子晶體是物理變化 C．CO2的原子晶體和分子晶體具有相同的物理性質(zhì) D．在CO2的原子晶體中，每個(gè)C原子周圍結(jié)合4個(gè)O原子，每個(gè)O原子與兩個(gè)C原子相結(jié)合 解析：選D　同素異形體的研究對(duì)象是單質(zhì)；CO2的晶體類型發(fā)生轉(zhuǎn)變，生成了新物質(zhì)，為化學(xué)變化；CO2的不同晶體具有不同的物理性質(zhì)，CO2原子晶體類似于SiO2晶體，每個(gè)C原子結(jié)合4個(gè)O原子，每個(gè)O原子結(jié)合2個(gè)C原子。 9．下表表示短周期元素在周期表中的相對(duì)位置，表中所列字母分別代表一種元素。 (1)上述元素的單質(zhì)中熔點(diǎn)最高的可能是________(填字母)；dh4比gh4穩(wěn)定，其原因是_________________________________________________________________________。 (2)f和a所形成的物質(zhì)的沸點(diǎn)在f相應(yīng)主族元素的同類型化合物中比較高，其原因是________________________________________________________________________。 (3)在發(fā)射“神舟”七號(hào)載人飛船的火箭推進(jìn)器中，盛有分別由a、e和a、f元素組成的兩種液態(tài)化合物，它們的分子皆為18個(gè)電子微粒，當(dāng)它們混合反應(yīng)時(shí)即產(chǎn)生e的單質(zhì)和a2f。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)f的最簡單氫化物屬于________晶體，a與d形成的最簡單的有機(jī)化合物其分子的空間構(gòu)型是________，它的晶體屬于________晶體。 解析：(1)根據(jù)各元素在周期表中的位置，結(jié)合物質(zhì)熔點(diǎn)規(guī)律可知d(碳元素)形成的單質(zhì)熔點(diǎn)是最高的。CCl4比SiCl4穩(wěn)定，原因是碳的原子半徑比硅的原子半徑小，C—Cl 鍵的鍵能比Si—Cl鍵的鍵能大；(2)H2O的沸點(diǎn)比同主族其他元素的氫化物沸點(diǎn)高的原因是水分子間存在氫鍵；(3)由元素位置和分子皆為18電子微粒，可知兩種液態(tài)化合物分別為N2H4和H2O2，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O；(4)f的最簡單氫化物指水，屬于分子晶體，a與d形成的最簡單的有機(jī)化合物是甲烷，其分子的空間構(gòu)型是正四面體，屬于分子晶體。 答案：(1)d　碳的原子半徑比硅的原子半徑小，C—Cl鍵的鍵能比Si—Cl鍵的鍵能大　(2)水分子之間存在氫鍵　(3)N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O　(4)分子　正四面體　分子 10．有A、B、C、D四種元素，A元素的氣態(tài)氫化物分子式為AH4，其中A元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%，該元素核內(nèi)有6個(gè)中子，能與B形成AB2型化合物，B在它的氫化物中含量為88.9%，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等；C、D為同周期元素，D的最高價(jià)氧化物的水化物為酸性最強(qiáng)的酸，C的氧化物為兩性氧化物。 (1)A元素的一種無色透明的單質(zhì)，名稱叫__________，其晶體類型是____________。 (2)B的氫化物的電子式為________，屬于________(填“極性”或“非極性”)分子。 (3)A和B形成AB2型化合物的分子立體構(gòu)型為________，屬____________(填“極性”或“非極性”)分子，其晶體類型為________。 (4)C元素位于周期表中第________周期第________族，A、C、D三元素的最高價(jià)氧化物的水化物按酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_______________(用化學(xué)式表示)。 (5)C、D組成的化合物溶于水后滴入過量KOH溶液，現(xiàn)象是_______________________， 離子方程式為_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：根據(jù)A的氣態(tài)氫化物分子式為AH4，A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%知A的相對(duì)原子質(zhì)量為12，A原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子，則A為碳元素。根據(jù)B的氫化物中B的含量為88.9%，B與A形成AB2型化合物，則B為－2價(jià)，B為氧元素。D的最高價(jià)氧化物的水化物為最強(qiáng)酸，D為氯元素，則C為鋁元素。 答案：(1)金剛石　原子晶體　(2)HH　極性　(3)直線形　非極性　分子晶體　(4)3?、驛　HClO4>H2CO3>H3AlO3　(5)先有白色沉淀，滴入過量KOH時(shí)白色沉淀消失　Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－