第 3 章 微粒间作用力与物质性质
（满分：100 分 时间：75 分）
一、选择题(本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列物质性质的变化规律，与化学键的强弱无关的是( )
A．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅
B．Li、Na、K、Rb 的熔点、沸点逐渐降低
C．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高
D．NaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次降低
【答案】C
【解析】金刚石和硅都属于共价晶体，且结构相同，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键的键
长小于硅硅键的键长，碳碳键的键能大于硅硅键的键能，金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶
体硅，与化学键的强弱有关，A 不符合题意；Li、Na、K、Rb 都属于金属晶体，同主族元素
从上到下原子半径逐渐增大，金属键减弱，Li、Na、K、Rb 的熔点、沸点逐渐降低，与化学
键的强弱有关，B 不符合题意；卤素单质都是分子晶体，熔点、沸点高低与分子间作用力有关，
F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高，与化学键的强弱无关，C 符合题意；NaF、NaCl、
NaBr、NaI 都是离子晶体，离子半径逐渐增大，离子所带电荷相等，晶格能逐渐减小，离子键
逐渐减弱，NaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次降低，与化学键的强弱有关，D 不符合题意。
2．下表所列有关晶体的说法中，错误的是( )
选项 A B C D
晶体名称 碘化钾 铜 石墨 碘
组成晶体 金属阳离子，自由电
阴、阳离子 原子 分子
微粒名称 子
晶体内存在 范德华力，
离子键 金属键 共价键
的作用力 共价键
【答案】C
【解析】碘化钾属于离子晶体，阴、阳离子通过离子键结合，A 正确；铜属于金属晶体，原子
间通过金属键结合，B 正确；石墨属于混合晶体，构成微粒为原子，晶体中存在共价键和范德
华力，C 错误；碘属于分子晶体，分子间通过范德华力结合，分子内碘与碘之间是共价键，D
正确。
3．下面有关晶体的叙述中，不正确的是( )
A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有 6 个碳原子
B．氯化钠晶胞中，每个 Na＋周围等距且紧邻 6 个 Na＋
C．1 mol SiO2晶体中含 4 mol Si—O 键
D．干冰晶体中，每个 CO2分子周围等距且紧邻 12 个 CO2分子
【答案】B
【解析】金刚石网状结构中，每个碳原子含有 4 个共价键，由共价键形成的碳原子环中，最小
的环上有 6 个碳原子，A 正确；氯化钠晶胞中，每个钠离子周围距离最近的钠离子个数＝3×8/2
＝12，B 错误；二氧化硅晶体中 1 个硅原子形成 4 个 Si—O 键，1 mol SiO2晶体中含 4 mol
Si—O 键，C 正确；二氧化碳晶体属于面心立方，每个二氧化碳分子周围紧邻二氧化碳分子个
数＝3×8/2＝12，D 正确。
4．立方氮化硼硬度高，耐磨性好，在机械加工行业有广泛应用。制备立方氮化硼的一种方法
为 BCl3(g)＋NH3(g)===BN(s)＋3HCl(g)，下列说法错误的是( )
A．反应混合物中所有化学键均为共价键
B．元素电负性大小为 N>B
C．BCl3和 BN 均为共价晶体
D．形成 BCl3时 B 原子先激发后杂化，其激发态外围电子轨道表示式为
【答案】C
【解析】四种物质均为非金属元素形成的化合物，B—Cl、N—H、B—N、H—Cl 化学键均为
共价键，A 正确；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强，同主族
由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱，元素电负性大小为 N>B，B
正确；立方氮化硼硬度高，耐磨性好，为共价晶体，而 BCl3为分子晶体，C 错误；BCl3中 B
原子形成 3 个共价键，为 sp2杂化，其激发态外围电子轨道表示式为 ，D 正确。
5．下列有关分子晶体的说法正确的有( )
①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征
②冰融化时，分子中 H—O 键发生断裂
③分子晶体在水溶液中均能导电
④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高
⑤分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔点一定越高
⑥所有的非金属氢化物都是分子晶体
⑦所有分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键
A．1 个 B．2 个
C．3 个 D．4 个
【答案】B
【解析】冰中水分子间存在特殊分子间作用力氢键，所以水分子形成的固态的冰，不具有分子
密堆积特征，①错误；冰融化时，是分子间作用力被破坏，不是 H—O 键断键，②错误；很
多分子构成的物质都能形成分子晶体，但这些物质中有很多是非电解质，甚至既不是电解质也
不是非电解质，其水溶液不能导电，例如葡萄糖、乙醇等，③错误；分子晶体在物态变化时，
破坏的是分子间作用力，所以分子间作用力越大，分子晶体熔、沸点越高，④正确；同④的
分析，分子晶体熔、沸点高低主要是分子间作用力大小决定，⑤错误；其他非金属元素与 H
元素形成的非金属氢化物的构成微粒均是分子，所以其固态结构均是分子晶体，⑥正确；稀
有气体中的各种单质构成的晶体也是分子晶体，但这些晶体中不存在化学键，⑦错误。
6．下列说法正确的是( )
A．SiO2固体一定是晶体
B．晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
C．铜为面心立方晶胞，每个晶胞中含有 14 个铜原子
D．区分晶体与非晶体最可靠的方法是观察固体的原子光谱
【答案】B
【解析】二氧化硅有晶体和无定形两种，不一定是晶体，A 错误；晶体具有固定的熔点，具有
自范性，非晶体没有固定的熔点，不具有自范性，B 正确；铜晶胞中顶点处的铜原子被 8 个晶
胞共用，面心处的铜原子被两个晶胞共用，因此每个晶胞中含有 4 个铜原子，C 错误；区分晶
体与非晶体最可靠的方法是 X 射线衍射，D 错误。
7．某化学兴趣小组在学完分子晶体后，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 1 418 178 57 1 600
根据表中数据分析，属于分子晶体的是( )
A．NaCl、MgCl2、CaCl2
B．AlCl3、SiCl4
C．NaCl、CaCl2、AlCl3
D．NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、CaCl2
【答案】B
【解析】由表中氯化物熔、沸点可知，一般情况下，熔、沸点较低的是分子晶体，熔、沸点较
高的是离子晶体。SiCl4、AlCl3的熔、沸点都很低，因此形成的晶体是分子晶体。NaCl、
MgCl2、CaCl2的熔、沸点很高，所以形成的晶体应该是离子晶体，通过离子键结合，故 B 正
确。
8．下列关于晶体的说法正确的组合是( )
①分子晶体中都存在共价键
②在离子晶体中，阳离子和阴离子个数相等
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S 晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
⑤SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合
⑥共价键的极性由强到弱：H—I>H—Br>H—Cl
A．①②⑥ B．①②④
C．③⑤⑥ D．③⑤
【答案】D
【解析】稀有气体形成的分子晶体，不存在共价键，①错误；在 CaF2晶体中，Ca2＋和 F－个数
比为 1 2，②错误；金刚石、SiC 为共价晶体，C 的原子半径小于硅，共价键能前者大于后者，
熔点前者大于后者，NaF、NaCl 为离子晶体，离子带电荷数相同，F－半径小于 Cl－，前者晶格
能大于后者，H2O、H2S 为分子晶体，前者能形成分子间的氢键，分子间作用力前者大于后者，
总的来说，熔点按共价晶体、离子晶体、分子晶体依次降低，③正确；离子晶体中一定有离
子键，可能有共价键，分子晶体中肯定没有离子键，④错误；SiO2晶体中每个硅原子与四个
氧原子以共价键相结合，⑤正确；非金属性 IH—I9．下列物质中，σ 键数目与 π 键数目之比为 1:1 的是( )
A．N2 B．CS2
C．HCHO D．H2O2
【答案】B
【解析】N2结构式是 NN，2 个 N 原子形成三个共价键，1 个 σ 键，2 个 π 键，σ 键数目与 π
键数目之比为 1:2，A 不符合题意；CS2 结构式是 S===C===S，3 个原子形成 4 个共价键，2
个 σ 键，2 个 π 键，σ 键数目与 π 键数目之比为 1:1，B 符合题意；HCHO 分子的结构式是
，分子中含有 3 个 σ 键，1 个 π 键，σ 键数目与 π 键数目之比为 3:1，C 不符合题意；
H2O2分子的结构式是 H—O—O—H，分子中含有 4 个 σ 键，无 π 键，D 不符合题意。
10．有 5 种元素 X、Y、Z、Q、T。X 原子 M 层上有 2 个未成对电子且无空轨道；Y 原子的特
征电子构型为 3d64s2；Z 原子的核外电子总数等于 Q 原子的最外层电子数；Q 原子的 L 电子层
的 p 能级上只有一对成对电子；T 原子有 1 个 3p 空轨道。下列叙述错误的是( )
A．元素 Y 和 Q 可形成化合物 Y2Q3
B．气态氢化物的稳定性：Q＞T＞Z
C．X 和 Q 结合生成的化合物晶体类型为分子晶体
D．T 和 Z 的最高价氧化物均为酸性氧化物
【答案】B
【解析】由 X 原子 M 层上有 2 个未成对电子且无空轨道可知，X 为 S 元素；Y 原子的特征电
子构型为 3d64s2，则 Y 为 Fe 元素；Q 原子的 L 电子层的 p 能级上只有一对成对电子，则 Q 是
O 元素；由 Z 原子的核外电子总数等于 O 原子的最外层电子数可知，Z 为 C 元素；由 T 原子
有 1 个 3p 空轨道可知，T 是 Si 元素。Fe 元素和 O 元素能形成化合物 Fe2O3，A 项正确；元素
的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性：Q＞Z＞T，则气态氢化物的稳定性：
Q＞Z＞T，B 项错误；硫元素和氧元素结合生成的化合物可以是二氧化硫或三氧化硫，二氧化
硫和三氧化硫都是共价化合物，形成的晶体为分子晶体，C 项正确；Si 元素和 C 元素的最高
价氧化物二氧化硅和二氧化碳均为酸性氧化物，D 项正确。
11．如图是氯化铵晶体的晶胞，已知晶体中 2 个最近的 NH ＋4核间距离为 a cm，氯化铵的相对
分子质量为 M，NA 为阿伏加德罗常数，则氯化铵晶体的密度(单位 g·cm－3)为( )
8M M
A． B．
a3NA a3NA
a3M a3M
C． D．
8NA NA
【答案】B
1
【解析】1 个晶胞中含有 1 个 Cl－，1 个 NH＋4 8× ，则 1 个晶胞中含有 1 个 NH4Cl。1 个 NH4Cl
8
M
M m M
的质量 m＝ g，晶胞体积 V＝a3cm3 NA，则密度 ρ＝ ＝ ＝ g·cm－3。
NA V a3 NAa3
12．一种 MnS 晶胞的结构如图所示，设晶胞边长为 a nm，1 号原子的分数坐标为(0，0，0)，
2 号原子的分数坐标为(1，1，1)。下列说法正确的是( )
A．距离 S2－最近且等距的 Mn2＋数为 12
1
B．3 号原子的分数坐标为(1， ，12 )
C．Mn2＋填充在 S2－围成的正四面体中心
3.48 × 1023
D．该晶体的密度为 g·cm－3
NA·a3
【答案】D
【解析】以面心的 S2－为基准分析，距离 S2－最近且等距的 Mn2＋数为 6，A 错误；1 号原子的
1
分数坐标为(0，0，0)，2 号原子的分数坐标为(1，1，1)，3 号原子的分数坐标为(1，1，2)，B
错误；结合晶胞结构，Mn2＋填充在 S2－围成的正八面体中心，C 错误；根据均摊法，晶胞中，
1 1 1 m
S2－个数为＝ ×8＋ ×6＝4，Mn2＋个数为 1＋ ×12＝4，则该晶胞含有 4 个 MnS，根据 ρ＝ ＝
8 2 4 V
87 g·mol－1
N mol－1 × 4A 3.48 × 1023
＝ g·cm－3，D 正确。
（a × 10－7）3 cm3 NA·a3
13.在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，这种高聚氮的 N—N 键的键能为 160 kJ·mol－1(N2 的
键能为 942 kJ·mol－1)，晶体片段结构如图所示。又发现利用 N2 可制取出 N ＋5、N3。含 N 5的化
合物及 N60、N5极不稳定。则下列说法错误的是( )
A．按键型分类，该晶体中含有非极性共价键
B．含 N ＋5的化合物中既有离子键又有共价键
C．高聚氮与 N2、N3、N 、N＋5 5、N60互为同素异形体
D．这种固体的可能潜在应用是烈性炸药或高能材料
【答案】C
【解析】高聚氮中含 N—N 键，则该晶体中含有非极性共价键，故 A 正确；含 N ＋5的化合物为
离子化合物，还存在 N—N 键，则含 N ＋5的化合物中既有离子键又有共价键，故 B 正确；同素
异形体的分析对象为单质，而 N ＋5为离子，与单质不互为同素异形体，故 C 错误；N—N 键易
断裂，高聚氮能量较高，则固体的可能潜在应用是烈性炸药或高能材料，故 D 正确。
14．以 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是( )
A．18 g 冰(图 1)中含 O—H 键数目为 2NA
B．28 g 晶体硅(图 2)中含有 Si—Si 键数目为 2NA
C．44 g 干冰(图 3)中含有 NA 个晶胞结构单元
D．石墨烯(图 4)是碳原子单层片状新材料，12 g 石墨烯中含 C—C 键数目为 1.5NA
【答案】C
【解析】一个水分子中有 2 个 H—O，则 18 g 冰即 1 mol 中含 O—H 键数目为 2NA，A 正确；
1
28 g 晶体硅含有 1 mol 硅原子，晶体硅中每个硅原子形成的共价键为 ×4＝2，则 1 mol 晶体硅
2
中含有 Si—Si 键数目为 2NA，B 正确；一个晶胞结构单元含有 4 个二氧化碳分子，44 g 即 1 mol
干冰中晶胞结构单元数小于 NA，C 错误；石墨烯中每个碳原子周围有两个碳碳单键和一个碳
碳双键，所以每个碳原子实际拥有 C—C 键为 1.5 个，则 12 g 石墨烯即 1 mol 中含 C—C 键数
目为 1.5NA，D 正确。
二、非选择题(本题共 4 小题，共 58 分)
15．（12 分）如图为 NaCl 晶胞结构示意图(晶胞边长为 a nm)。
(1)能准确证明其是晶体的方法是_______________________________。
(2)晶体中，Na＋位于 Cl－所围成的正________面体的体心， 该多面体的边长是________nm。
(3)晶体中，在每个 Na＋的周围与它最近且等距离的 Na＋共有________个。
(4)Na＋半径与 Cl－半径的比值是________(保留小数点后三位， 2＝1.414)。
(5)在 1 413 ℃时，NaCl 晶体转变成氯化钠气体。现有 5.85 g NaCl 晶体，使其气化，测得气
体体积为 1.12 L(已换算为标准状况)。则此时氯化钠气体的分子式为________。
2
[答案] (1)X 射线衍射法或 X 射线衍射实验 (2)八 a (3) 12 (4)0.414 (5) Na2Cl2 或
2
(NaCl)2
[解析] (1)能准确证明其是晶体的方法是 X 射线衍射法或 X 射线衍射实验。
(2)晶体中，以 Na＋为中心在它的上下前后左右有 6 个 Cl－，Na＋位于 Cl－所围成的正八面体的
2
体心，如图 该多面体的边长＝图中对角线长的一半＝ a nm。
2
(3)晶体中，以 Na＋为中心的三个垂直的面上各有 4 个 Na＋，在每个 Na＋的周围与它最近且等距
离的 Na＋共有 12 个。
(4)根据图 ，NaCl 晶体中阴阳离子的最短距离为边长的一半即 a/2 nm，氯离子的
2 2
半径为对角线的 1/4，即为 a nm，由图 ，钠离子的半径为 (a/2－ a)nm，所以4 4
a 2
R＋ － a
Na＋离子半径与 Cl－ 2 4离子半径之比为 ＝ ＝0.414。
R－ 2
4 a
(5)1 mol 氯化钠的质量＝1 mol×58.5 g·mol－1＝58.5 g，标况下，气体体积为 1.12 L 的氯化钠的
物质的量＝1.12 L/22.4 L·mol－1＝0.05 mol，M＝5.85 g/0.5 mol＝117 g·mol－1，所以氯化钠气体
的分子式为 Na2Cl2或(NaCl)2。
16．（14 分）碳及其化合物的用途广泛，碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物，而且还能
形成多种无机化合物，同时自身可以形成多种单质。
(1)C60 分子形成的晶体中，在晶胞的顶点和面心均含有一个 C60 分子，则一个 C60 晶胞的质量
为_________________。
(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较中正确的是________。
a．晶体的密度：干冰>冰
b．晶体的熔点：干冰>冰
c．晶体中的空间利用率：干冰>冰
d．晶体中分子间相互作用力类型相同
(3)金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质，下列关于这两种单质的叙述中正确的有
________。
a．金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是共价晶体
b．晶体中共价键的键长：金刚石中 C—C<石墨中 C—C
c．晶体的熔点：金刚石>石墨
d．晶体中共价键的键角：金刚石>石墨
e．金刚石晶体中只存在共价键，石墨晶体中则存在共价键和范德华力
(4)金刚石晶胞结构如图所示，立方 BN 结构与金刚石相似，在 BN 晶体中，B 原子周围最近的
N 原子所构成的立体图形为________，一个晶胞中 N 原子数目为____________。
(5)碳与孔雀石共热可以得到金属铜，金属铜采用面心立方最密堆积，即在晶胞的顶点和面心
均含有一个 Cu 原子，则 Cu 晶体中 Cu 原子的配位数为________。已知 Cu 晶体的密度为 ρ g·cm
－3，Cu 的相对原子质量为 M，阿伏加德罗常数的值为 NA，则 Cu 的原子半径为________。
2 880 2 4M
[答案] (1) g (2)ac (3)e (4)正四面体 4 (5)12 3 cm
6.02 × 1023 4 ρNA
[解析] (1)C60属于分子晶体，即其晶胞的构成微粒为 C60分子，则一个晶胞中含有 C60分子数
1 1 4MC60 4 × 60 × 12 2 880
为 8× ＋6× ＝4，所以一个 C60晶胞的质量为 ＝ g＝ g。
8 2 NA 6.02 × 1023 6.02 × 1023
(2)水分子间存在氢键，且氢键有方向性，导致水分子形成冰时存在较大的空隙，密度比水小，
干冰分子之间只存在范德华力，形成的分子晶体是密堆积，密度比水大，a 正确；冰融化时氢
键被破坏，干冰分子之间只存在范德华力，融化时破坏范德华力，氢键比范德华力强，故晶体
的熔点：冰＞干冰，且 0 ℃时，水已冻结成冰，而 CO2 仍为气体，由此可见冰的熔点比干冰
高，b 错误；水分子间存在氢键，且氢键有方向性，导致水分子形成冰时存在较大的空隙，干
冰分子之间只存在范德华力，形成的分子晶体是密堆积，晶体中的空间利用率：干冰＞冰， c
正确；干冰晶体中只有分子间作用力，冰的晶体中有分子间作用力和氢键，两种晶体中分子间
相互作用力类型不同，d 错误。
(3)金刚石属于共价晶体，石墨属于混合晶体，a 错误；碳碳双键的键长比碳碳单键的短，石墨
中的化学键是大 π 键，其平均键长要小于金刚石的碳碳单键，b 错误；键长越短，所含能量越
高，所以石墨所含能量高，破坏化学键需要较多的能量，所以金刚石的熔点比石墨低，c 错误；
金刚石的键角为 109°28′，石墨的键角为 120°，d 错误；
金刚石晶体中只存在共价键，石墨晶体中，碳原子周围连有 3 个碳原子，这些碳原子之间连有
σ 键，这样无限扩展，每个 6 元环都有大 π 键，这些 π 电子可以在整个碳层面上活动，类似于
金属键；每个碳原子层之间靠范德华力连接，所以石墨晶体中存在共价键和范德华力，e 正确。
(4)B 的基态原子的核外价电子排布式为 2s22p1，N 的基态原子的核外价电子排布式为 2s22p3，
则 B、N 周围都可以有三个化学键，即 B 周围可以连接三个 N 原子，N 原子周围有三个 B 原
子，且题中已经告知 BN 的结构与金刚石相似，所以 B 原子周围最近的 N 原子所构成的立体
图形为正四面体；从晶胞的结构来看，有四个“体心”(非正规体心)原子，且和其他原子不同，
所以一个晶胞中，含有 4 个这样的原子，所以不管该原子是 B 还是 N，N 原子的数目都是 4(共
价晶体化学式的下标数字表示原子个数的最简比)。
(5)金属铜的晶胞中，晶胞的顶点和面心均含有一个 Cu 原子，则 Cu 原子的配位数为 12；一个
1 1 2
晶胞含有 Cu 原子个数为 8× ＋6× ＝4，设 Cu 的原子半径为 r，则晶胞的棱长为 ×4r cm＝2 2r
8 2 2
4M 4M
cm，则有 ( )3 22 2r ×ρ＝ ，解得 r＝ 3 cm。
NA 4 ρNA
17．(16 分)Al 和 Si 在元素周期表金属和非金属分界线附近，其单质和化合物在建筑业、电子
工业和石油化工等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为 190 ℃，熔融状态以二聚体 Al2Cl6形式存在，其
中铝原子与氯原子形成的化学键类型是 。
(2)纳米氮化铝(AlN)在绝缘材料中应用广泛，AlN 晶体与金刚石类似，每个 Al 原子与 个 N
原子相连，与同一个 Al 原子相连的 N 原子构成的空间结构为 。AlN 属于 晶体。
(3)Si 和 C 同主族，Si、C 和 O 成键情况如下：
C—O C===O Si—O Si===O
键能/(kJ·mol－1) 351 745 464 640
C 和 O 之间可以通过双键形成 CO2 分子，而 Si 和 O 则不能像碳那样形成稳定分子的原因
是 。
(4)下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是 (填字母)。
Na2O Na AlF3 AlCl3
920 ℃ 97.5 ℃ 1 291 ℃ 190 ℃
Al2O3 BCl3 CO2 SiO2
2 073 ℃ －107 ℃ －57 ℃ 1 723 ℃
A．Na2O、AlF3是离子晶体；AlCl3、BCl3是分子晶体
B．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
C．SiO2是共价晶体
D．在上面涉及的共价化合物分子中各原子都形成 8 电子稳定结构
[答案] (1) 共价键(或 σ 键) (2) 4 正四面体 共价 (3) C===O 键的键能大于 2 倍的
C—O 键的键能，Si===O 键的键能小于 2 倍的 Si—O 键的键能，所以 Si 和 O 成单键，而 C 和
O 以双键形成稳定分子 (4) D
[解析] (1)AlCl3 是化工生产中常用的催化剂，熔点为 190 ℃，熔融状态以二聚体 Al2Cl6 形式
存在，可以推出其分子为共价化合物，因此原子间形成的化学键为共价键。
(2)纳米氮化铝(AlN)在绝缘材料中应用广泛，AlN 晶体与金刚石类似，可以知道 AlN 为共价晶
体，因此每个 Al 原子周围有 4 个 N 原子，且与同 1 个 Al 原子相连的 4 个 N 原子构成正四面
体结构。
(3)C 和 O 之间可以通过双键形成 CO2分子，而 Si 和 O 则不能像碳那样形成稳定分子的原因是
C===O 键的键能大于 2 倍的 C—O 键的键能，Si===O 键的键能小于 2 倍的 Si—O 键的键能，
所以 Si 和 O 成单键，而 C 和 O 以双键形成稳定分子。
(4)Na2O、AlF3 的熔点较高，是活泼的金属元素与活泼的非金属元素的原子之间通过离子键结
合形成的离子晶体，AlCl3、BCl3 的熔点较低，和分子晶体比较接近，且两种物质的组成元素
的电负性相差都小于 1.7，所以 AlCl3、BCl3 是由分子通过分子间作用力结合而形成的分子晶
体，A 正确；C、Si 都是第ⅣA 族的元素，它们形成的氧化物中，CO2的熔点较低，是由分子
通过分子间作用力结合形成的分子晶体，而 SiO2 熔点很高，是原子通过共价键结合形成的共
价晶体，B 正确；SiO2熔点很高，是原子通过共价键结合形成的共价晶体，C 正确；BCl3 分子
中 B 原子最外层只有 6 个电子，没有形成 8 电子稳定结构，D 错误。
18．(16 分)回答下列问题：
(1)氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料，其晶胞结构如图所示，为长方体。写出与 AlH
－
4空间结构相同的一种分子： (填化学式)。NaAlH4 晶体中，与 AlH －4紧邻且等距
的 Na＋有 个；NaAlH4晶体的密度为 g·cm－3(用含 a、NA 的代数式表示)。
(2)①钛称之为 21 世纪金属，具有一定的生物功能。钙钛矿(CaTiO3)晶体是工业获取钛的重要
原料。CaTiO3晶胞如图，晶胞参数为 a nm，晶胞中 Ti、Ca、O 分别处于顶点、体心、面心位
置。Ti 与 O 间的最短距离为 nm，与 Ti 紧邻的 O 个数为 。
②在 CaTiO3 晶胞结构的另一种表示形式中，Ti 处于体心位置，则 Ca 处于 位置，O
处于 位置。
(3)①已知 MgO 与 NiO 的晶体结构(如图 1 所示)相同，其中 Mg2＋和 Ni2＋的离子半径分别为 66
pm 和 69 pm。则熔点：MgO (填“>”“<”或“＝”)NiO，理由是 。
②若 NiO 晶胞中离子坐标参数 A 为(0，0，0)，B(1，1，0)，则 C 的坐标参数为 。
③一定温度下，NiO 晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为 O2－作密置单层排列，
Ni2＋填充其中(如图 2 所示)。已知 O2－的半径为 a m，每平方米上分散的该晶体的质量
为 g[用 a、NA(设 NA 为阿伏加德罗常数的值)表示]。
1.08 × 1023 2
[答案] (1) CH4(合理即可) 8 (2) a 12 顶点 棱心
a3NA 2
1 1
(3) ＞ Mg2＋的半径比 Ni2＋的小，MgO 的离子键比 NiO 的强 (1， ，2 2)
25 3
2a2NA
[解析](1)AlH －4空间结构为正四面体形，与其结构相同的分子有CH4、CCl4等；由图可知，NaAlH4
晶体中与 AlH －4紧邻且等距的 Na＋同层的有 4 个、上下层各有 2 个，故共有 8 个；该晶胞体积
1 1 1 1
为(a×a×2a×10－21) cm3，该晶胞中 Na＋个数为 6× ＋4× ＝4，AlH －4个数为 8× ＋4× ＋1＝4，
2 4 8 2
54 × 4 1.08 × 1023
NaAlH NA4晶体的密度为 g·cm－3＝ g·cm－3。
2a3 × 10－21 a3NA
1
(2)①Ti 与 O 分别位于顶点和面心，所以 Ti 与 O 的最短距离为面对角线的 ，面对角线长为
2
2
2a nm，则该距离为 a nm；与 Ti 紧邻的 O 位于面心，且 1 个 O 被 2 个晶胞共用，则于 Ti
2
1 1 1 1
紧邻的 O 的个数为 ×3×8＝12; ②根据化学式 CaTiO3，面心占 、顶点占 、棱占 、体心占 1，
2 2 8 4
若 Ti 处于体心位置，Ca 个数为 1 且与 Ti 等距，则 Ca 位于顶点，O 位于棱心。
(3)①离子晶体结构相同时，离子半径越小，离子键越强，Mg2＋的半径比 Ni2＋的小，MgO 的离
子键比 NiO 的强，故熔点：MgO>NiO。②若 NiO 晶胞中离子坐标参数 A 为(0，0，0)，B(1，
1 1
1，0)，C 位于左侧面的面心，则 C 的坐标参数为(1， ， )；③在图 2 中的“单分子层”中可以2 2
画出二维重复单元，如 。重复单元呈菱形，是相邻四个氧离子球中心的
连线组成的，每个重复单元包含 1 个氧离子和 1 个镍离子，NiO 的相对分子质量为 75；重复
单元所占的面积为(2a× 3a) m2＝2 3a2 m2 25 3，则每平方米上分散的该晶体的质量为 g。
2a2NA第 3 章 微粒间作用力与物质性质
（满分：100 分 时间：75 分）
一、选择题(本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列物质性质的变化规律，与化学键的强弱无关的是( )
A．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅
B．Li、Na、K、Rb 的熔点、沸点逐渐降低
C．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高
D．NaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次降低
2．下表所列有关晶体的说法中，错误的是( )
选项 A B C D
晶体名称 碘化钾 铜 石墨 碘
组成晶体 金属阳离子，自由电
阴、阳离子 原子 分子
微粒名称 子
晶体内存在 范德华力，
离子键 金属键 共价键
的作用力 共价键
3．下面有关晶体的叙述中，不正确的是( )
A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有 6 个碳原子
B．氯化钠晶胞中，每个 Na＋周围等距且紧邻 6 个 Na＋
C．1 mol SiO2晶体中含 4 mol Si—O 键
D．干冰晶体中，每个 CO2分子周围等距且紧邻 12 个 CO2分子
4．立方氮化硼硬度高，耐磨性好，在机械加工行业有广泛应用。制备立方氮化硼的一种方法
为 BCl3(g)＋NH3(g)===BN(s)＋3HCl(g)，下列说法错误的是( )
A．反应混合物中所有化学键均为共价键
B．元素电负性大小为 N>B
C．BCl3和 BN 均为共价晶体
D．形成 BCl3时 B 原子先激发后杂化，其激发态外围电子轨道表示式为
5．下列有关分子晶体的说法正确的有( )
①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征
②冰融化时，分子中 H—O 键发生断裂
③分子晶体在水溶液中均能导电
④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高
⑤分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔点一定越高
⑥所有的非金属氢化物都是分子晶体
⑦所有分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键
A．1 个 B．2 个
C．3 个 D．4 个
6．下列说法正确的是( )
A．SiO2固体一定是晶体
B．晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
C．铜为面心立方晶胞，每个晶胞中含有 14 个铜原子
D．区分晶体与非晶体最可靠的方法是观察固体的原子光谱
7．某化学兴趣小组在学完分子晶体后，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 1 418 178 57 1 600
根据表中数据分析，属于分子晶体的是( )
A．NaCl、MgCl2、CaCl2
B．AlCl3、SiCl4
C．NaCl、CaCl2、AlCl3
D．NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、CaCl2
8．下列关于晶体的说法正确的组合是( )
①分子晶体中都存在共价键
②在离子晶体中，阳离子和阴离子个数相等
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S 晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
⑤SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合
⑥共价键的极性由强到弱：H—I>H—Br>H—Cl
A．①②⑥ B．①②④
C．③⑤⑥ D．③⑤
9．下列物质中，σ 键数目与 π 键数目之比为 1:1 的是( )
A．N2 B．CS2
C．HCHO D．H2O2
10．有 5 种元素 X、Y、Z、Q、T。X 原子 M 层上有 2 个未成对电子且无空轨道；Y 原子的特
征电子构型为 3d64s2；Z 原子的核外电子总数等于 Q 原子的最外层电子数；Q 原子的 L 电子层
的 p 能级上只有一对成对电子；T 原子有 1 个 3p 空轨道。下列叙述错误的是( )
A．元素 Y 和 Q 可形成化合物 Y2Q3
B．气态氢化物的稳定性：Q＞T＞Z
C．X 和 Q 结合生成的化合物晶体类型为分子晶体
D．T 和 Z 的最高价氧化物均为酸性氧化物
11．如图是氯化铵晶体的晶胞，已知晶体中 2 个最近的 NH ＋4核间距离为 a cm，氯化铵的相对
分子质量为 M，NA 为阿伏加德罗常数，则氯化铵晶体的密度(单位 g·cm－3)为( )
8M M
A． B．
a3NA a3NA
a3M a3M
C． D．
8NA NA
12．一种 MnS 晶胞的结构如图所示，设晶胞边长为 a nm，1 号原子的分数坐标为(0，0，0)，
2 号原子的分数坐标为(1，1，1)。下列说法正确的是( )
A．距离 S2－最近且等距的 Mn2＋数为 12
( 1B．3 号原子的分数坐标为 1， ，12 )
C．Mn2＋填充在 S2－围成的正四面体中心
3.48 × 1023
D．该晶体的密度为 g·cm－3
NA·a3
13.在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，这种高聚氮的 N—N 键的键能为 160 kJ·mol－1(N2 的
键能为 942 kJ·mol－1)，晶体片段结构如图所示。又发现利用 N2 可制取出 N5、N3。含 N ＋5的化
合物及 N60、N5极不稳定。则下列说法错误的是( )
A．按键型分类，该晶体中含有非极性共价键
B．含 N ＋5的化合物中既有离子键又有共价键
C．高聚氮与 N2、N3、N5、N＋5、N60互为同素异形体
D．这种固体的可能潜在应用是烈性炸药或高能材料
14．以 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是( )
A．18 g 冰(图 1)中含 O—H 键数目为 2NA
B．28 g 晶体硅(图 2)中含有 Si—Si 键数目为 2NA
C．44 g 干冰(图 3)中含有 NA 个晶胞结构单元
D．石墨烯(图 4)是碳原子单层片状新材料，12 g 石墨烯中含 C—C 键数目为 1.5NA
二、非选择题(本题共 4 小题，共 58 分)
15．（12 分）如图为 NaCl 晶胞结构示意图(晶胞边长为 a nm)。
(1)能准确证明其是晶体的方法是_______________________________。
(2)晶体中，Na＋位于 Cl－所围成的正________面体的体心， 该多面体的边长是________nm。
(3)晶体中，在每个 Na＋的周围与它最近且等距离的 Na＋共有________个。
(4)Na＋半径与 Cl－半径的比值是________(保留小数点后三位， 2＝1.414)。
(5)在 1 413 ℃时，NaCl 晶体转变成氯化钠气体。现有 5.85 g NaCl 晶体，使其气化，测得气
体体积为 1.12 L(已换算为标准状况)。则此时氯化钠气体的分子式为________。
16．（14 分）碳及其化合物的用途广泛，碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物，而且还能
形成多种无机化合物，同时自身可以形成多种单质。
(1)C60 分子形成的晶体中，在晶胞的顶点和面心均含有一个 C60 分子，则一个 C60 晶胞的质量
为_________________。
(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较中正确的是________。
a．晶体的密度：干冰>冰
b．晶体的熔点：干冰>冰
c．晶体中的空间利用率：干冰>冰
d．晶体中分子间相互作用力类型相同
(3)金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质，下列关于这两种单质的叙述中正确的有
________。
a．金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是共价晶体
b．晶体中共价键的键长：金刚石中 C—C<石墨中 C—C
c．晶体的熔点：金刚石>石墨
d．晶体中共价键的键角：金刚石>石墨
e．金刚石晶体中只存在共价键，石墨晶体中则存在共价键和范德华力
(4)金刚石晶胞结构如图所示，立方 BN 结构与金刚石相似，在 BN 晶体中，B 原子周围最近的
N 原子所构成的立体图形为________，一个晶胞中 N 原子数目为____________。
(5)碳与孔雀石共热可以得到金属铜，金属铜采用面心立方最密堆积，即在晶胞的顶点和面心
均含有一个 Cu 原子，则 Cu 晶体中 Cu 原子的配位数为________。已知 Cu 晶体的密度为 ρ g·cm
－3，Cu 的相对原子质量为 M，阿伏加德罗常数的值为 NA，则 Cu 的原子半径为________。
17．(16 分)Al 和 Si 在元素周期表金属和非金属分界线附近，其单质和化合物在建筑业、电子
工业和石油化工等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为 190 ℃，熔融状态以二聚体 Al2Cl6形式存在，其
中铝原子与氯原子形成的化学键类型是 。
(2)纳米氮化铝(AlN)在绝缘材料中应用广泛，AlN 晶体与金刚石类似，每个 Al 原子与 个 N
原子相连，与同一个 Al 原子相连的 N 原子构成的空间结构为 。AlN 属于 晶体。
(3)Si 和 C 同主族，Si、C 和 O 成键情况如下：
C—O C===O Si—O Si===O
键能/(kJ·mol－1) 351 745 464 640
C 和 O 之间可以通过双键形成 CO2 分子，而 Si 和 O 则不能像碳那样形成稳定分子的原因
是 。
(4)下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是 (填字母)。
Na2O Na AlF3 AlCl3
920 ℃ 97.5 ℃ 1 291 ℃ 190 ℃
Al2O3 BCl3 CO2 SiO2
2 073 ℃ －107 ℃ －57 ℃ 1 723 ℃
A．Na2O、AlF3是离子晶体；AlCl3、BCl3是分子晶体
B．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
C．SiO2是共价晶体
D．在上面涉及的共价化合物分子中各原子都形成 8 电子稳定结构
18．(16 分)回答下列问题：
(1)氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料，其晶胞结构如图所示，为长方体。写出与 AlH
－
4空间结构相同的一种分子： (填化学式)。NaAlH －4 晶体中，与 AlH 4紧邻且等距
的 Na＋有 个；NaAlH4晶体的密度为 g·cm－3(用含 a、NA 的代数式表示)。
(2)①钛称之为 21 世纪金属，具有一定的生物功能。钙钛矿(CaTiO3)晶体是工业获取钛的重要
原料。CaTiO3晶胞如图，晶胞参数为 a nm，晶胞中 Ti、Ca、O 分别处于顶点、体心、面心位
置。Ti 与 O 间的最短距离为 nm，与 Ti 紧邻的 O 个数为 。
②在 CaTiO3 晶胞结构的另一种表示形式中，Ti 处于体心位置，则 Ca 处于 位置，O
处于 位置。
(3)①已知 MgO 与 NiO 的晶体结构(如图 1 所示)相同，其中 Mg2＋和 Ni2＋的离子半径分别为 66
pm 和 69 pm。则熔点：MgO (填“>”“<”或“＝”)NiO，理由是 。
②若 NiO 晶胞中离子坐标参数 A 为(0，0，0)，B(1，1，0)，则 C 的坐标参数为 。
③一定温度下，NiO 晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为 O2－作密置单层排列，
Ni2＋填充其中(如图 2 所示)。已知 O2－的半径为 a m，每平方米上分散的该晶体的质量
为 g[用 a、NA(设 NA 为阿伏加德罗常数的值)表示]。
