高中化学2022春人教版 选择性必修2 第三章 第三节 第2课时 过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较（学案+课时练 word版含解析）
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| 名称 | 高中化学2022春人教版 选择性必修2 第三章 第三节 第2课时 过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较（学案+课时练 word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 738.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-13 15:44:28 | ||
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文档简介
第2课时 过渡晶体与混合型晶体、晶体类型的比较
[核心素养发展目标] 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。
一、过渡晶体与混合型晶体
1．过渡晶体
(1)四类典型晶体是分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体。
(2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。
(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氧化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越小，其中作为离子晶体处理的是Na2O、MgO；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——石墨
(1)结构特点——层状结构
①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子的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。
②层与层之间以范德华力相结合。
(2)晶体类型
石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合型晶体。
(3)物理性质：①导电性，②导热性，③润滑性。
(1)纯粹的典型晶体是没有的( )
(2)离子键成分的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键成分的百分数越小( )
(3)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( )
(4)四类晶体都有过渡型( )
(5)石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3( )
(6)石墨的导电只能沿石墨平面的方向进行( )
(7)石墨晶体层与层之间距离较大，所以石墨的熔点不高( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√ (7)×
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。
答案 ＞
(2)石墨中C—C的键长小于金刚石中C—C键长的原因：__________________________。
答案 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
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________。
答案 3 3 2 2 2∶3
1．下列说法不正确的是( )
A．离子键和共价键没有明显界限
B．离子晶体和共价晶体没有明显界限
C．离子晶体中含有离子键，不含共价键
D．大多数晶体是四类典型晶体的过渡晶体
答案 C
2.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石墨熔点、沸点都比金刚石低 ⑤石墨中碳原子数和C—C数之比为1∶2 ⑥石墨和金刚石的硬度相同 ⑦石墨层内导电性和层间导电性不同 ⑧每个六元环完全占有的碳原子数是2
A．全对 B．除⑤外
C．除①④⑤⑥外 D．除⑥⑦⑧外
答案 C
解析 ①不正确，石墨中存在三种作用力，一种是范德华力，一种是共价键，还有一种是金属键；②正确；③正确；④不正确，石墨熔点比金刚石高；⑤不正确，石墨中碳原子数和C—C数之比为2∶3；⑥不正确，石墨质软，金刚石的硬度大；⑦正确；⑧正确，每个六元环完全占有的碳原子数是6×＝2。
3．下列有关石墨晶体的说法正确的是( )
A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体
B．由于石墨的熔点很高，所以它是共价晶体
C．由于石墨质软，所以它是分子晶体
D．石墨晶体是一种混合型晶体
答案 D
解析 石墨能导电、熔沸点高、质软，是因为其晶体结构中既有金属键，又有共价键，还有范德华力，因此它是一种混合型晶体。
二、晶体类型的比较
1．四种晶体的比较
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
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
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
分子间通过分子间作用力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。
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、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金属单质(除汞外)与合金均属于金属晶体。
(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。
1．关于晶体的叙述正确的是( )
A．共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高
B．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高
C．存在自由电子的晶体一定是金属晶体，存在阳离子的晶体一定是离子晶体
D．离子晶体中可能存在共价键，分子晶体中可能存在离子键
答案 A
解析 共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高，A正确；分子晶体中，分子间作用力越大，熔、沸点越高，分子间作用力影响物质的熔、沸点，共价键影响物质的热稳定性，B错误；存在自由电子的晶体不一定是金属晶体，如石墨中也含有自由电子，它是一种混合型晶体。存在阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中存在阳离子和自由电子，C错误；离子晶体中可能存在共价键，如NaOH属于离子晶体，其中含有H—O共价键，分子晶体中一定不存在离子键，全部是共价键，D错误。
2．下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是( )
A．NH3、CH4、NaCl、Na
B．H2O、H2S、MgSO4、SO2
C．CH4、H2O、NaCl、SiO2
D．Li、Na、K、Rb、Cs
答案 C
解析 C项中SiO2是共价晶体，NaCl是离子晶体，CH4、H2O都是分子晶体，且常温下水为液态，CH4是气态。
3．四种物质的一些性质如下表：
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他性质
单质硫 120.5 271.5 —
单质硼 2 300 2 550 硬度大
氯化铝 190 182.7 177.8 ℃升华
苛性钾 300 1 320 晶体不导电，熔融态导电
晶体类型：单质硫是__________晶体；单质硼是__________晶体；氯化铝是________晶体；苛性钾是____________晶体。
答案 分子 共价 分子 离子
解析 单质硫为非金属单质，其熔、沸点都较低，为分子晶体；单质硼为非金属单质，其熔、沸点都很高，为共价晶体；氯化铝为化合物，其熔、沸点都较低，并能在较低温度下升华，为分子晶体；苛性钾为化合物，其熔点较高，沸点很高，晶体不导电，熔融态导电，为离子晶体。
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、金属阳离子半径。
1．下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是( )
A．N2O3 B．P2O3 C．As2O3 D．Bi2O3
答案 A
解析 电负性差值越大，离子键成分的百分数越大。
2．某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下：
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2
熔点/℃ 801 712 190 －68 782
沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600
根据这些数据分析，属于分子晶体的是( )
A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4
C．NaCl、CaCl2 D．全部
答案 B
解析 由分子构成的晶体，分子与分子之间以分子间作用力相互作用，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔、沸点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔、沸点很高，很明显不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4的熔、沸点较低，应为分子晶体，B项正确。
3．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是( )
A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp3杂化
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，存在金属键
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
答案 C
解析 石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故A错误；石墨中的碳原子采取sp2杂化，故B错误；石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力，层内碳原子间存在共价键，石墨能导电，存在金属键，故C正确；每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为6×＝2，故D错误。
4．下列各组物质中，按熔、沸点由低到高顺序排列正确的是________(填字母)。
A．KCl、NaCl、MgCl2、MgO
B．金刚石、SiC、SiO2、硅
C．H2O、H2S、H2Se、H2Te
D．Na、K、Rb、Al
E．CO2、Na、KCl、SiO2
F．O2、I2、Hg、MgCl2
G．钠、钾、钠钾合金
H．CH4、H2O、HF、NH3
I．CH4、C2H6、C4H10、C3H8
J．CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4
答案 AE
解析 A中离子半径：K＋＞Na＋＞Mg2＋，O2－＜Cl－，离子所带电荷数：K＋＝Na＋＜Mg2＋，O2－＞Cl－，离子所带电荷数越少，离子半径越大，熔、沸点越低，正确；B中键长：C—C＜Si—O＜Si—C＜Si—Si，键长越长，熔、沸点越低，错误；C中相对分子质量逐渐增大，熔、沸点应该逐渐升高，但水分子间形成氢键，导致其熔、沸点较高，错误；D中原子半径：Al＜Na＜K＜Rb，半径越大，熔、沸点越低，错误；E中常温下，CO2为气体，Na为金属晶体，KCl为离子晶体，SiO2为共价晶体，正确；F中常温下，O2为气态，I2为固态，Hg为液态，MgCl2为离子晶体，错误；G中合金的熔、沸点低于任何一种组分金属，错误；H中H2O、HF、NH3分子间分别会形成氢键，它们的沸点均高于CH4的沸点，常温下H2O为液态，沸点最高，错误；I中的几种物质互为同系物，它们都是分子晶体，其熔、沸点随着碳原子数增多(即相对分子质量增大)而逐渐升高，错误；J中的几种物质互为同分异构体，支链越多，分子对称性越好，范德华力越弱，熔、沸点越低，错误。
5．SiO2以[SiO4]为基本单元形成空间网状结构，其晶体类型为________，在硅酸盐中，SiO四面体(如图a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根：Si与O的原子数之比为_______，化学式为______。
答案 共价晶体 1∶3 [SiO3](或SiO)
解析 根据题意知，其晶体类型为共价晶体，①、②两个氧原子为两个结构单元共用，如图，中间的结构单元均摊1，再加上其他2个氧原子，一个结构单元中含有1个硅原子，3个氧原子，依据化合价可知一个结构单元表现的化合价为－2，即化学式为[SiO3]或SiO。
题组一 过渡晶体与混合型晶体
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 石墨属于混合型晶体，A项错误；SiO2属于过渡晶体，但一般按共价晶体来处理，B项正确；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，C项错误；Na2O晶体中离子键的百分数为62%，D项错误。
2．下列说法不正确的是( )
A．MgO中离子键的百分数为50%，则MgO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 Al2O3、SiO2均是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理，C项不正确。
3．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，碳原子个数与碳碳键数目之比为1∶1
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
解析 石墨烯晶体中最小的环为六元环，每个碳原子连接3个C—C化学键，则每个C原子连接3个六元环，故A正确；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4个C原子，连接的4个C原子中每个C原子形成3个六元环，所以金刚石晶体中每个C原子能形成12个六元环，故C正确；晶胞中共平面的原子如图，最多有4个C原子在同一平面，故D正确。
4．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，下列关于这两种晶体的说法正确的是( )
A．六方相氮化硼与石墨一样可以导电
B．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
C．两种晶体均为分子晶体
D．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平面三角形
答案 D
解析 A项，六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子或离子，所以不导电，错误；B项，立方相氮化硼中只含有σ键，错误；C项，立方相氮化硼是共价晶体，错误；D项，由六方相氮化硼的晶体结构可知，每个硼原子与相邻氮原子构成平面三角形，正确。
5．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，该六边形内的碳原子数为24，故钾原子数与碳原子数之比为1∶8。
题组二 晶体类型的比较
6．在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的是( )
A．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大
B．金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点
C．KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低
D．F2、Cl2、Br2、I2的熔点和沸点逐渐升高
答案 D
解析 钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大，这是因为它们中的金属键逐渐增强，与化学键的强弱有关；金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点，这是因为C—C的键长比Si—Si的键长短，C—C的键能比Si—Si的键能大，也与化学键的强弱有关；KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低，这是因为它们中的离子键的强度逐渐减弱，与化学键的强弱有关。
7．下列数据是对应物质的熔点(℃)：
BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2
－170 2 073 920 801 1 291 190 －51 1 723
据此做出的下列判断错误的是( )
A．铝的化合物的晶体中有的不是分子晶体
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
答案 B
解析 由表中数据分析，氧化铝和氟化铝的熔点很高，两者不是分子晶体，故A正确；表中氯化铝、氯化硼和干冰的熔点都较低，是分子晶体，故B错误；碳和硅同主族，但氧化物的晶体类型不同，分别属于分子晶体和共价晶体，故C正确；硅和铝不同主族，但对应的氧化物都为共价晶体，说明不同族元素的氧化物可能形成相同类型的晶体，故D正确。
8．科学家艾哈迈德·泽维尔使“运用激光技术观测化学反应时原子的运动”成为可能。泽维尔研究发现，当激光脉冲照射NaI时，Na＋和I－两核间距在10～15 (埃，1＝1×10－10 m)，呈现离子键；当两核靠近约2.8 时，呈现共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是( )
A．NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物
B．共价键和离子键没有明显的界限
C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键
D．离子晶体可能含有共价键
答案 B
解析 NaI晶体是离子化合物，如改变离子的核间距，可能为共价化合物，但为纯净物，不是混合物，故A错误；当激光脉冲照射NaI时，Na＋和I－两核间距在10～15 ，呈现离子键；当两核靠近约2.8 时，呈现共价键，由此可知共价键和离子键没有严格的界限，但不存在既有离子键，又有共价键的情形，故B正确、C错误；NaOH晶体中就有离子键和共价键，但不是泽维尔的研究成果，故D错误。
9．下表给出几种物质的熔、沸点：
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B
熔点/℃ 801 710 180 －70 2 300
沸点/℃ 1 465 1 418 160 57.6 2 500
判断下列有关说法错误的是( )
①MgCl2属于离子晶体 ②SiCl4是分子晶体 ③单质B可能是共价晶体 ④AlCl3加热能升华 ⑤MgCl2水溶液不能导电 ⑥1 500 ℃时，NaCl可形成气态分子
A．仅⑤ B．④⑥ C．①④ D．②③⑤
答案 A
解析 ①MgCl2是由活泼的金属元素和活泼的非金属元素形成，所以是离子化合物，形成离子晶体，根据其熔点也能判断其为离子晶体，故正确；②由表中数据可知，SiCl4的熔、沸点较低，属于分子晶体，故正确；③单质B可能的熔、沸点很高，所以单质B可能是共价晶体，故正确；④由表中数据可知，AlCl3的沸点比熔点低，所以AlCl3加热能升华，故正确；⑤MgCl2属于离子晶体，在熔融状态或水溶液中均能电离出自由移动的离子，所以在熔融状态或水溶液中均能导电，故错误；⑥1 500 ℃时，高于NaCl的沸点，故可形成气态分子，故正确。
10．碳的两种同素异形体金刚石和石墨晶体结构如图(石墨晶体中是由一个个正六边形组成的片层结构，层与层之间靠微弱的范德华力结合)，下列说法正确的是( )
A．根据：C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.41 kJ·mol－1，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，说明金刚石比石墨稳定，石墨转变为金刚石为放热反应
B．相同质量的金刚石与石墨晶体中，所含共价键数相同
C．估计金刚石与石墨的熔、沸点均较高，硬度均较大
D．现代科技已经实现了石墨制取金刚石，该过程属于化学变化
答案 D
解析 由石墨、金刚石燃烧的热化学方程式①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，
②C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.41 kJ·mol－1，利用盖斯定律将①－②可得：C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.91 kJ·mol－1，则由石墨制备金刚石是吸热反应，石墨的能量低于金刚石，所以石墨比金刚石更稳定，故A错误；金刚石中每个C原子与相邻的4个C原子成键，因此1 mol C形成2 mol共价键，石墨中每个C原子与相邻的3个C原子成键，1 mol C形成1.5 mol共价键，等质量时二者含有的共价键数之比为4∶3，故B错误；石墨的硬度小，金刚石的硬度大，故C错误；石墨和金刚石是不同物质，两者之间的转化有新物质生成，是化学变化，故D正确。
11．C元素有多种同素异形体。而石墨烯是目前科技研究的热点，可看作将石墨的层状结构一层一层的剥开得到的单层碳原子。将氢气加入石墨烯中可得石墨烷。根据下列四图其中描述合理的是( )
A．四者互为同素异形体
B．石墨烯和石墨化学性质和物理性质都相同
C．四晶体的化学键只有共价键
D．四者都是共价晶体
答案 C
解析 石墨烷不是单质，故A错误；石墨烯和石墨的化学性质和物理性质不同，故B错误；四晶体都是非金属元素形成的晶体，化学键只有共价键，故C正确；只有金刚石是共价晶体，故D错误。
12．Ⅰ.现有5种固态物质：四氯化硅、硼、石墨、锑、氖。将符合信息的物质名称和所属晶体类型填在表格中。
编号 信息 物质名称 晶体类型
(1) 熔点：120.5 ℃，沸点：271.5 ℃，易水解
(2) 熔点：630.74 ℃，沸点：1 750 ℃，导电
(3) 由分子间作用力结合而成，熔点很低，化学性质稳定
(4) 由共价键结合成空间网状结构的晶体，熔点：2 300 ℃，沸点：2 550 ℃，硬度大
(5) 由共价键结合成层状结构的晶体，熔点高、能导电，具有滑腻感
Ⅱ.(1)碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各种晶体：①晶体硅 ②硝酸钾 ③金刚石 ④碳化硅 ⑤干冰 ⑥冰，它们的熔点由高到低的顺序是__________(填序号)。
(2)继C60后，科学家又合成了Si60、N60。请解释如下现象：熔点：Si60＞N60＞C60，而破坏分子所需要的能量：N60＞C60＞Si60，其原因是______________________________________。
答案 Ⅰ.(1)四氯化硅 分子晶体 (2)锑 金属晶体
(3)氖 分子晶体 (4)硼 共价晶体 (5)石墨 混合型晶体
Ⅱ.(1)③④①②⑥⑤
(2)结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：Si60＞N60＞C60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量：N60＞C60＞Si60
解析 Ⅰ.共价晶体的熔、沸点大于分子晶体的熔、沸点，共价晶体的硬度大于分子晶体的硬度，金属晶体的熔、沸点及硬度差别较大；共价晶体和分子晶体在固态和熔化时不导电，金属晶体具有良好的导电性；氖化学性质很稳定；石墨是层状结构的混合型晶体，具有滑腻感。
Ⅱ.(1)这些晶体中属于共价晶体的有①③④，属于离子晶体的有②，属于分子晶体的有⑤⑥。一般来说，熔点高低顺序为共价晶体＞离子晶体＞分子晶体
(2)分子晶体的熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。
13．在理解概念的基础上，理清概念之间的相互关系，构建完整的知识体系是学习化学的重要方法，下图是中学化学常见的化学概念之间的相互关系。
(1)完成下表，且按以下要求填写实例。
①只能有H、O、N、Si、S元素中的一种或几种元素组成物质；②每种元素只能出现一次；③所填物质必须能够回答问题(2)和问题(3)。
A B C
晶体类型 金属晶体
实例化学式 Na
(2)取上述(1)表中A、B、C三种晶体实例中某一晶体溶解在水中得W溶液，写出等物质的量硫酸氢钠与W溶液反应的离子方程式为_________________________________________。
(3)工业上制备(1)表中熔点最高的实例物质的化学方程式为_________________________。
答案 (1)
A B C
晶体类型 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
实例化学式 (NH4)2S、 NH4HS Si O2、O3 Na
(2)H＋＋S2－??HS－
(3)2C＋SiO22CO↑＋Si
解析 常见的晶体类型分别是离子晶体、分子晶体、共价晶体和金属晶体，由给定的元素组成实例时就需要考虑问题(2)和(3)的要求，几种元素中没有金属元素，则组成的离子晶体只能是铵盐，并且每种元素只能出现一次，故铵盐只能是(NH4)2S或NH4HS，不能是NH4NO3，共价晶体只能是Si，分子晶体是O2或O3，上述晶体中能溶于水的是(NH4)2S或NH4HS。上述实例中熔点最高的是晶体Si，工业上制取Si的方法是高温下用碳还原二氧化硅制取。
14．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 B组 C组 D组
金刚石：3 550 Li：181 HF：－83 NaCl：801
晶体硅：1 415 Na：98 HCl：－115 KCl：776
晶体硼：2 573 K：64 HBr：－89 RbCl：718
二氧化硅：1 713 Rb：39 HI：－51 CsCl：645
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②易导电 ③易导热 ④有延展性
(3)C组中HF的熔点反常是由于________________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因为___________。
答案 (1)共价 共价键 (2)①②③④ (3)HF分子间形成氢键 (4)②④ (5)D组晶体都为离子晶体，且r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，离子半径越小，熔点越高
解析 (1)A组物质熔点均很高，且均由非金属元素组成，故为共价晶体，熔化时需克服共价键。(2)B组晶体均为金属单质，属于金属晶体，金属晶体的物理通性：有金属光泽，易导电、导热，有延展性。(3)C组物质均属于分子晶体，由于HF分子间存在氢键，故HF的熔点较高，出现反常。(4)D组物质均属于离子晶体，一般来说，具有硬度较大，水溶液中能导电，固态不导电，熔融状态能导电的特点。(5)离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子晶体的熔点越高。
[核心素养发展目标] 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。
一、过渡晶体与混合型晶体
1．过渡晶体
(1)四类典型晶体是分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体。
(2)离子晶体和共价晶体的过渡标准是化学键中离子键成分的百分数。离子键成分的百分数大，作为离子晶体处理，离子键成分的百分数小，作为共价晶体处理。
(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七种氧化物中从左到右，离子键成分的百分数越来越小，其中作为离子晶体处理的是Na2O、MgO；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——石墨
(1)结构特点——层状结构
①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子的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。
②层与层之间以范德华力相结合。
(2)晶体类型
石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合型晶体。
(3)物理性质：①导电性，②导热性，③润滑性。
(1)纯粹的典型晶体是没有的( )
(2)离子键成分的百分数是依据电负性的差值计算出来的，差值越大，离子键成分的百分数越小( )
(3)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( )
(4)四类晶体都有过渡型( )
(5)石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3( )
(6)石墨的导电只能沿石墨平面的方向进行( )
(7)石墨晶体层与层之间距离较大，所以石墨的熔点不高( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√ (7)×
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。
答案 ＞
(2)石墨中C—C的键长小于金刚石中C—C键长的原因：__________________________。
答案 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
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________。
答案 3 3 2 2 2∶3
1．下列说法不正确的是( )
A．离子键和共价键没有明显界限
B．离子晶体和共价晶体没有明显界限
C．离子晶体中含有离子键，不含共价键
D．大多数晶体是四类典型晶体的过渡晶体
答案 C
2.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石墨熔点、沸点都比金刚石低 ⑤石墨中碳原子数和C—C数之比为1∶2 ⑥石墨和金刚石的硬度相同 ⑦石墨层内导电性和层间导电性不同 ⑧每个六元环完全占有的碳原子数是2
A．全对 B．除⑤外
C．除①④⑤⑥外 D．除⑥⑦⑧外
答案 C
解析 ①不正确，石墨中存在三种作用力，一种是范德华力，一种是共价键，还有一种是金属键；②正确；③正确；④不正确，石墨熔点比金刚石高；⑤不正确，石墨中碳原子数和C—C数之比为2∶3；⑥不正确，石墨质软，金刚石的硬度大；⑦正确；⑧正确，每个六元环完全占有的碳原子数是6×＝2。
3．下列有关石墨晶体的说法正确的是( )
A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体
B．由于石墨的熔点很高，所以它是共价晶体
C．由于石墨质软，所以它是分子晶体
D．石墨晶体是一种混合型晶体
答案 D
解析 石墨能导电、熔沸点高、质软，是因为其晶体结构中既有金属键，又有共价键，还有范德华力，因此它是一种混合型晶体。
二、晶体类型的比较
1．四种晶体的比较
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
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
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
分子间通过分子间作用力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。
(2)依据物质的分类判断
①活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、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金属单质(除汞外)与合金均属于金属晶体。
(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。
1．关于晶体的叙述正确的是( )
A．共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高
B．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高
C．存在自由电子的晶体一定是金属晶体，存在阳离子的晶体一定是离子晶体
D．离子晶体中可能存在共价键，分子晶体中可能存在离子键
答案 A
解析 共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高，A正确；分子晶体中，分子间作用力越大，熔、沸点越高，分子间作用力影响物质的熔、沸点，共价键影响物质的热稳定性，B错误；存在自由电子的晶体不一定是金属晶体，如石墨中也含有自由电子，它是一种混合型晶体。存在阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中存在阳离子和自由电子，C错误；离子晶体中可能存在共价键，如NaOH属于离子晶体，其中含有H—O共价键，分子晶体中一定不存在离子键，全部是共价键，D错误。
2．下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是( )
A．NH3、CH4、NaCl、Na
B．H2O、H2S、MgSO4、SO2
C．CH4、H2O、NaCl、SiO2
D．Li、Na、K、Rb、Cs
答案 C
解析 C项中SiO2是共价晶体，NaCl是离子晶体，CH4、H2O都是分子晶体，且常温下水为液态，CH4是气态。
3．四种物质的一些性质如下表：
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他性质
单质硫 120.5 271.5 —
单质硼 2 300 2 550 硬度大
氯化铝 190 182.7 177.8 ℃升华
苛性钾 300 1 320 晶体不导电，熔融态导电
晶体类型：单质硫是__________晶体；单质硼是__________晶体；氯化铝是________晶体；苛性钾是____________晶体。
答案 分子 共价 分子 离子
解析 单质硫为非金属单质，其熔、沸点都较低，为分子晶体；单质硼为非金属单质，其熔、沸点都很高，为共价晶体；氯化铝为化合物，其熔、沸点都较低，并能在较低温度下升华，为分子晶体；苛性钾为化合物，其熔点较高，沸点很高，晶体不导电，熔融态导电，为离子晶体。
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、金属阳离子半径。
1．下列氧化物中所含离子键成分的百分数最小的是( )
A．N2O3 B．P2O3 C．As2O3 D．Bi2O3
答案 A
解析 电负性差值越大，离子键成分的百分数越大。
2．某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下：
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2
熔点/℃ 801 712 190 －68 782
沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600
根据这些数据分析，属于分子晶体的是( )
A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4
C．NaCl、CaCl2 D．全部
答案 B
解析 由分子构成的晶体，分子与分子之间以分子间作用力相互作用，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔、沸点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔、沸点很高，很明显不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4的熔、沸点较低，应为分子晶体，B项正确。
3．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是( )
A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp3杂化
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，存在金属键
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
答案 C
解析 石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故A错误；石墨中的碳原子采取sp2杂化，故B错误；石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力，层内碳原子间存在共价键，石墨能导电，存在金属键，故C正确；每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为6×＝2，故D错误。
4．下列各组物质中，按熔、沸点由低到高顺序排列正确的是________(填字母)。
A．KCl、NaCl、MgCl2、MgO
B．金刚石、SiC、SiO2、硅
C．H2O、H2S、H2Se、H2Te
D．Na、K、Rb、Al
E．CO2、Na、KCl、SiO2
F．O2、I2、Hg、MgCl2
G．钠、钾、钠钾合金
H．CH4、H2O、HF、NH3
I．CH4、C2H6、C4H10、C3H8
J．CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4
答案 AE
解析 A中离子半径：K＋＞Na＋＞Mg2＋，O2－＜Cl－，离子所带电荷数：K＋＝Na＋＜Mg2＋，O2－＞Cl－，离子所带电荷数越少，离子半径越大，熔、沸点越低，正确；B中键长：C—C＜Si—O＜Si—C＜Si—Si，键长越长，熔、沸点越低，错误；C中相对分子质量逐渐增大，熔、沸点应该逐渐升高，但水分子间形成氢键，导致其熔、沸点较高，错误；D中原子半径：Al＜Na＜K＜Rb，半径越大，熔、沸点越低，错误；E中常温下，CO2为气体，Na为金属晶体，KCl为离子晶体，SiO2为共价晶体，正确；F中常温下，O2为气态，I2为固态，Hg为液态，MgCl2为离子晶体，错误；G中合金的熔、沸点低于任何一种组分金属，错误；H中H2O、HF、NH3分子间分别会形成氢键，它们的沸点均高于CH4的沸点，常温下H2O为液态，沸点最高，错误；I中的几种物质互为同系物，它们都是分子晶体，其熔、沸点随着碳原子数增多(即相对分子质量增大)而逐渐升高，错误；J中的几种物质互为同分异构体，支链越多，分子对称性越好，范德华力越弱，熔、沸点越低，错误。
5．SiO2以[SiO4]为基本单元形成空间网状结构，其晶体类型为________，在硅酸盐中，SiO四面体(如图a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根：Si与O的原子数之比为_______，化学式为______。
答案 共价晶体 1∶3 [SiO3](或SiO)
解析 根据题意知，其晶体类型为共价晶体，①、②两个氧原子为两个结构单元共用，如图，中间的结构单元均摊1，再加上其他2个氧原子，一个结构单元中含有1个硅原子，3个氧原子，依据化合价可知一个结构单元表现的化合价为－2，即化学式为[SiO3]或SiO。
题组一 过渡晶体与混合型晶体
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 石墨属于混合型晶体，A项错误；SiO2属于过渡晶体，但一般按共价晶体来处理，B项正确；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，C项错误；Na2O晶体中离子键的百分数为62%，D项错误。
2．下列说法不正确的是( )
A．MgO中离子键的百分数为50%，则MgO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 Al2O3、SiO2均是偏向共价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理，C项不正确。
3．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，碳原子个数与碳碳键数目之比为1∶1
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
解析 石墨烯晶体中最小的环为六元环，每个碳原子连接3个C—C化学键，则每个C原子连接3个六元环，故A正确；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4个C原子，连接的4个C原子中每个C原子形成3个六元环，所以金刚石晶体中每个C原子能形成12个六元环，故C正确；晶胞中共平面的原子如图，最多有4个C原子在同一平面，故D正确。
4．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，下列关于这两种晶体的说法正确的是( )
A．六方相氮化硼与石墨一样可以导电
B．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
C．两种晶体均为分子晶体
D．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平面三角形
答案 D
解析 A项，六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子或离子，所以不导电，错误；B项，立方相氮化硼中只含有σ键，错误；C项，立方相氮化硼是共价晶体，错误；D项，由六方相氮化硼的晶体结构可知，每个硼原子与相邻氮原子构成平面三角形，正确。
5．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，该六边形内的碳原子数为24，故钾原子数与碳原子数之比为1∶8。
题组二 晶体类型的比较
6．在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的是( )
A．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大
B．金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点
C．KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低
D．F2、Cl2、Br2、I2的熔点和沸点逐渐升高
答案 D
解析 钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大，这是因为它们中的金属键逐渐增强，与化学键的强弱有关；金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点，这是因为C—C的键长比Si—Si的键长短，C—C的键能比Si—Si的键能大，也与化学键的强弱有关；KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低，这是因为它们中的离子键的强度逐渐减弱，与化学键的强弱有关。
7．下列数据是对应物质的熔点(℃)：
BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2
－170 2 073 920 801 1 291 190 －51 1 723
据此做出的下列判断错误的是( )
A．铝的化合物的晶体中有的不是分子晶体
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
答案 B
解析 由表中数据分析，氧化铝和氟化铝的熔点很高，两者不是分子晶体，故A正确；表中氯化铝、氯化硼和干冰的熔点都较低，是分子晶体，故B错误；碳和硅同主族，但氧化物的晶体类型不同，分别属于分子晶体和共价晶体，故C正确；硅和铝不同主族，但对应的氧化物都为共价晶体，说明不同族元素的氧化物可能形成相同类型的晶体，故D正确。
8．科学家艾哈迈德·泽维尔使“运用激光技术观测化学反应时原子的运动”成为可能。泽维尔研究发现，当激光脉冲照射NaI时，Na＋和I－两核间距在10～15 (埃，1＝1×10－10 m)，呈现离子键；当两核靠近约2.8 时，呈现共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是( )
A．NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物
B．共价键和离子键没有明显的界限
C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键
D．离子晶体可能含有共价键
答案 B
解析 NaI晶体是离子化合物，如改变离子的核间距，可能为共价化合物，但为纯净物，不是混合物，故A错误；当激光脉冲照射NaI时，Na＋和I－两核间距在10～15 ，呈现离子键；当两核靠近约2.8 时，呈现共价键，由此可知共价键和离子键没有严格的界限，但不存在既有离子键，又有共价键的情形，故B正确、C错误；NaOH晶体中就有离子键和共价键，但不是泽维尔的研究成果，故D错误。
9．下表给出几种物质的熔、沸点：
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 单质B
熔点/℃ 801 710 180 －70 2 300
沸点/℃ 1 465 1 418 160 57.6 2 500
判断下列有关说法错误的是( )
①MgCl2属于离子晶体 ②SiCl4是分子晶体 ③单质B可能是共价晶体 ④AlCl3加热能升华 ⑤MgCl2水溶液不能导电 ⑥1 500 ℃时，NaCl可形成气态分子
A．仅⑤ B．④⑥ C．①④ D．②③⑤
答案 A
解析 ①MgCl2是由活泼的金属元素和活泼的非金属元素形成，所以是离子化合物，形成离子晶体，根据其熔点也能判断其为离子晶体，故正确；②由表中数据可知，SiCl4的熔、沸点较低，属于分子晶体，故正确；③单质B可能的熔、沸点很高，所以单质B可能是共价晶体，故正确；④由表中数据可知，AlCl3的沸点比熔点低，所以AlCl3加热能升华，故正确；⑤MgCl2属于离子晶体，在熔融状态或水溶液中均能电离出自由移动的离子，所以在熔融状态或水溶液中均能导电，故错误；⑥1 500 ℃时，高于NaCl的沸点，故可形成气态分子，故正确。
10．碳的两种同素异形体金刚石和石墨晶体结构如图(石墨晶体中是由一个个正六边形组成的片层结构，层与层之间靠微弱的范德华力结合)，下列说法正确的是( )
A．根据：C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.41 kJ·mol－1，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，说明金刚石比石墨稳定，石墨转变为金刚石为放热反应
B．相同质量的金刚石与石墨晶体中，所含共价键数相同
C．估计金刚石与石墨的熔、沸点均较高，硬度均较大
D．现代科技已经实现了石墨制取金刚石，该过程属于化学变化
答案 D
解析 由石墨、金刚石燃烧的热化学方程式①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，
②C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.41 kJ·mol－1，利用盖斯定律将①－②可得：C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.91 kJ·mol－1，则由石墨制备金刚石是吸热反应，石墨的能量低于金刚石，所以石墨比金刚石更稳定，故A错误；金刚石中每个C原子与相邻的4个C原子成键，因此1 mol C形成2 mol共价键，石墨中每个C原子与相邻的3个C原子成键，1 mol C形成1.5 mol共价键，等质量时二者含有的共价键数之比为4∶3，故B错误；石墨的硬度小，金刚石的硬度大，故C错误；石墨和金刚石是不同物质，两者之间的转化有新物质生成，是化学变化，故D正确。
11．C元素有多种同素异形体。而石墨烯是目前科技研究的热点，可看作将石墨的层状结构一层一层的剥开得到的单层碳原子。将氢气加入石墨烯中可得石墨烷。根据下列四图其中描述合理的是( )
A．四者互为同素异形体
B．石墨烯和石墨化学性质和物理性质都相同
C．四晶体的化学键只有共价键
D．四者都是共价晶体
答案 C
解析 石墨烷不是单质，故A错误；石墨烯和石墨的化学性质和物理性质不同，故B错误；四晶体都是非金属元素形成的晶体，化学键只有共价键，故C正确；只有金刚石是共价晶体，故D错误。
12．Ⅰ.现有5种固态物质：四氯化硅、硼、石墨、锑、氖。将符合信息的物质名称和所属晶体类型填在表格中。
编号 信息 物质名称 晶体类型
(1) 熔点：120.5 ℃，沸点：271.5 ℃，易水解
(2) 熔点：630.74 ℃，沸点：1 750 ℃，导电
(3) 由分子间作用力结合而成，熔点很低，化学性质稳定
(4) 由共价键结合成空间网状结构的晶体，熔点：2 300 ℃，沸点：2 550 ℃，硬度大
(5) 由共价键结合成层状结构的晶体，熔点高、能导电，具有滑腻感
Ⅱ.(1)碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各种晶体：①晶体硅 ②硝酸钾 ③金刚石 ④碳化硅 ⑤干冰 ⑥冰，它们的熔点由高到低的顺序是__________(填序号)。
(2)继C60后，科学家又合成了Si60、N60。请解释如下现象：熔点：Si60＞N60＞C60，而破坏分子所需要的能量：N60＞C60＞Si60，其原因是______________________________________。
答案 Ⅰ.(1)四氯化硅 分子晶体 (2)锑 金属晶体
(3)氖 分子晶体 (4)硼 共价晶体 (5)石墨 混合型晶体
Ⅱ.(1)③④①②⑥⑤
(2)结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：Si60＞N60＞C60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量：N60＞C60＞Si60
解析 Ⅰ.共价晶体的熔、沸点大于分子晶体的熔、沸点，共价晶体的硬度大于分子晶体的硬度，金属晶体的熔、沸点及硬度差别较大；共价晶体和分子晶体在固态和熔化时不导电，金属晶体具有良好的导电性；氖化学性质很稳定；石墨是层状结构的混合型晶体，具有滑腻感。
Ⅱ.(1)这些晶体中属于共价晶体的有①③④，属于离子晶体的有②，属于分子晶体的有⑤⑥。一般来说，熔点高低顺序为共价晶体＞离子晶体＞分子晶体
(2)分子晶体的熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。
13．在理解概念的基础上，理清概念之间的相互关系，构建完整的知识体系是学习化学的重要方法，下图是中学化学常见的化学概念之间的相互关系。
(1)完成下表，且按以下要求填写实例。
①只能有H、O、N、Si、S元素中的一种或几种元素组成物质；②每种元素只能出现一次；③所填物质必须能够回答问题(2)和问题(3)。
A B C
晶体类型 金属晶体
实例化学式 Na
(2)取上述(1)表中A、B、C三种晶体实例中某一晶体溶解在水中得W溶液，写出等物质的量硫酸氢钠与W溶液反应的离子方程式为_________________________________________。
(3)工业上制备(1)表中熔点最高的实例物质的化学方程式为_________________________。
答案 (1)
A B C
晶体类型 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
实例化学式 (NH4)2S、 NH4HS Si O2、O3 Na
(2)H＋＋S2－??HS－
(3)2C＋SiO22CO↑＋Si
解析 常见的晶体类型分别是离子晶体、分子晶体、共价晶体和金属晶体，由给定的元素组成实例时就需要考虑问题(2)和(3)的要求，几种元素中没有金属元素，则组成的离子晶体只能是铵盐，并且每种元素只能出现一次，故铵盐只能是(NH4)2S或NH4HS，不能是NH4NO3，共价晶体只能是Si，分子晶体是O2或O3，上述晶体中能溶于水的是(NH4)2S或NH4HS。上述实例中熔点最高的是晶体Si，工业上制取Si的方法是高温下用碳还原二氧化硅制取。
14．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 B组 C组 D组
金刚石：3 550 Li：181 HF：－83 NaCl：801
晶体硅：1 415 Na：98 HCl：－115 KCl：776
晶体硼：2 573 K：64 HBr：－89 RbCl：718
二氧化硅：1 713 Rb：39 HI：－51 CsCl：645
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间作用力是________。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②易导电 ③易导热 ④有延展性
(3)C组中HF的熔点反常是由于________________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因为___________。
答案 (1)共价 共价键 (2)①②③④ (3)HF分子间形成氢键 (4)②④ (5)D组晶体都为离子晶体，且r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，离子半径越小，熔点越高
解析 (1)A组物质熔点均很高，且均由非金属元素组成，故为共价晶体，熔化时需克服共价键。(2)B组晶体均为金属单质，属于金属晶体，金属晶体的物理通性：有金属光泽，易导电、导热，有延展性。(3)C组物质均属于分子晶体，由于HF分子间存在氢键，故HF的熔点较高，出现反常。(4)D组物质均属于离子晶体，一般来说，具有硬度较大，水溶液中能导电，固态不导电，熔融状态能导电的特点。(5)离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子晶体的熔点越高。