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第3课时 晶体类型判断及其熔、沸点的比较
(能力课)
第3章 不同聚集状态的物质与性质
第2节 几种简单的晶体结构模型
素养目标 1．能够从结构和性质等角度识别不同类型的晶体。
2．掌握形成四类典型晶体的作用力与熔、沸点的关系。
3．掌握各类化学键、分子间作用力强弱的本质原因，能从宏观与微观角度分析、解决问题。
旧知
回顾 1．金属晶体：金属原子通过金属键形成的晶体。金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，其熔、沸点就越高。
2．离子晶体：阴、阳离子在空间呈现周期性重复排列所形成的晶体。离子所带的电荷数越多，半径越小，其熔、沸点就越高。
旧知
回顾
探究要点 典例导航
一、四种类型晶体的比较
[要点精讲]
类型
项目 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
构成晶体的微粒 阴、阳离子 原子 分子或原子 金属阳离子和自由电子
类型
项目 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
微粒间的
作用 离子键 共价键 分子间作用力
(范德华力或氢键) 金属键
作用力强弱
(一般地) 较强 很强 弱 一般较强，有的较弱
类型
项目 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
确定作用力强弱的一般判断方法 离子电荷、半径 键长(原子半径) 组成和结构相似时比较相对分子质量 离子半径、价电子数
熔、沸点 较高 高 低 差别较大(汞常温下为液态，钨熔点为3 410 ℃)
硬度 略硬而脆 大 较小 差别较大
类型
项目 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
导热性和导电性 不良导体(熔融或溶于水导电) 不良导体 不良导体(部分溶于水发生电离后导电) 良导体
溶解性(水) 多数易溶 一般不溶 相似相溶 一般不溶于水，少数与水反应
类型
项目 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
组成微粒堆积方式 非等径圆球紧密堆积 不服从紧密堆积原理 紧密堆积(与分子形状有关且分子间不存在氢键) 等径圆球紧密堆积(A1、A2、A3)
[典例导航]
【例1】 下表给出了几种固态物质的熔点和沸点：
NaCl MgCl2 SiCl4 单质B
熔点/℃ 801 710 －68 2 300
沸点/℃ 1 465 1 418 57 2 500
下列说法中，错误的是( )
A．SiCl4晶体是分子晶体
B．单质B可能是共价晶体
C．1 500℃时，NaCl呈气态
D．MgCl2水溶液不能导电
√
D [由题表中所给熔、沸点数据可知，SiCl4晶体的熔、沸点最低，应为分子晶体，A正确；单质B的熔、沸点最高，可能为共价晶体，B正确；NaCl的沸点是1 465 ℃，则1 500 ℃时，NaCl呈气态，C正确；MgCl2属于易溶的离子晶体，水溶液能导电，D错误。]
方法技巧
晶体类型的判断方法
(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断
共价晶体：原子―→共价键。
分子晶体：分子或原子―→分子间作用力。
离子晶体：离子―→离子键。
金属晶体：金属阳离子和自由电子―→金属键。
(2)依据物质的分类判断
①常见的共价晶体单质：金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物：SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等。
②分子晶体：大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、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)。
③离子晶体：金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类。
④金属晶体：金属单质与合金。
(3)依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余摄氏度。
②共价晶体熔点很高，常在1 000摄氏度至几千摄氏度。
③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。
④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点很低。
(5)依据硬度和机械性能判断
共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；离子晶体硬度较大且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性。
[对点即练]
1．下列关于晶体的叙述中，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，分子间的作用力越大，该分子越稳定
C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高
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
√
A [共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高，故A正确；分子晶体中，分子间作用力越大，熔、沸点越高，共价键的键能越大，分子稳定性越强，故B、C错误；部分分子晶体、离子晶体溶于水都可电离出自由移动的离子，如HCl、NaCl，熔融状态下能电离出自由移动的离子的晶体一定是离子晶体，故D错误。]
2．(双选)下列数据是对应物质的熔点(℃)：
BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2
－107 2 073 920 801 1 291 190 －57 1 723
据此作出的下列判断中错误的是( )
A．铝的化合物的晶体中都是离子晶体
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
√
√
AB [A项，氟化铝的熔点高，属于离子晶体，AlCl3的熔点较低，属于分子晶体，则铝的化合物的晶体中不都是离子晶体，错误；B项，BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶体，错误；C项，同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，例如CO2是分子晶体，二氧化硅是共价晶体，正确；D项，Al和Si不同主族，但对应的氧化物都是共价晶体，说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体，正确。]
二、四种类型晶体的熔、沸点比较
[要点精讲]
1．不同类型晶体熔、沸点高低比较
(1)比较晶体熔、沸点时首先应该明确晶体的类型，因为不同晶体的粒子间作用力不同，所以影响晶体熔、沸点的因素不同。
(2)一般来说，熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点比较特殊，有的很高，如钨、铂等；有的很低，如汞、铯等。
2．同一类型晶体熔、沸点高低比较
(1)共价晶体
比较共价晶体熔、沸点高低的关键是比较共价键的强弱。一般来说，成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。例如，在金刚石、碳化硅、晶体硅中，原子半径：C
C—Si键>Si—Si键，故熔、沸点：金刚石>碳化硅>晶体硅。又如，键长：Si—Si键>Si—O键>C—C键，熔、沸点：金刚石>二氧化硅>晶体硅。
(2)离子晶体
结构相似且化学式中各离子个数比相同的离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越多，晶体的熔、沸点越高。如熔、沸点：MgO>NaCl>CsCl。
(3)分子晶体
①组成和结构相似，且不存在分子间氢键的分子晶体，相对分子质量越大，其熔、沸点越高。如熔、沸点：HI>HBr>HCl。
②相对分子质量相同的分子晶体，分子的极性越大，其熔、沸点越高。如熔、沸点：CO>N2。
③在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低。如熔、沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。
④具有分子间氢键的分子晶体，与同族元素的氢化物相比，其熔、沸点较高。如熔、沸点：H2O>H2Te>H2Se>H2S。
(4)金属晶体
金属晶体熔、沸点的高低取决于金属键的强弱。金属键是金属阳离子与“自由电子”之间的强烈作用，也属于静电作用。一般来说，金属阳离子的半径越小，所带电荷数越多，金属阳离子与“自由电子”之间的静电作用越强，金属键越强，熔、沸点越高。如熔、沸点：Na[典例导航]
【例2】 (1)Ti的四卤化物熔点如表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔点/℃ 377 －24.12 38.3 155
TiF4为离子晶体，熔点高，其他三种均为分子晶体，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高
(2)一些氧化物的熔点如表所示：
氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2
熔点/℃ 1 570 2 800 23.8 －75.5
解释表中氧化物之间熔点差异的原因： _____________________________________________________________________________________________________________________________。
Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体，晶格能：MgO>Li2O，分子间作用力(相对分子质量)：P4O6>SO2
(3)GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为 77.9 ℃，其原因是___________________________________________________________。
(4)比较下列表中锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ －49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体
GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。它们都是分子晶体，分子的组成和结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强
[解析] (1)TiF4为离子晶体，熔点高，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高。(2)氧化锂、氧化镁是离子晶体，六氧化四磷和二氧化硫是分子晶体，离子键比分子间作用力强。(3)晶体类型是决定物质熔、沸点的主要因素，GaF3固体为离子晶体，GaCl3固体为分子晶体。一般来说，离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。(4)根据表中数据得出，三种锗卤化物都是分子晶体，其熔、沸点依次增高，而熔、沸点的高低与分子间作用力强弱有关，对于分子的组成和结构相似的分子晶体，分子间作用力强弱与相对分子质量的大小有关。
[对点即练]
1．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是( )
A．热稳定性：HF>H2O>NH3
B．熔点：CO2>KCl>SiO2
C．沸点：乙烷>戊烷>丁烷
D．在CS2中的溶解度：H2O>CCl4
√
A [元素的非金属性越强，简单气态氢化物越稳定。非金属性：F>O>N，热稳定性：HF>H2O>NH3，A正确；熔点高低规律：一般来说，共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。CO2是分子晶体、KCl是离子晶体、SiO2是共价晶体，则熔点：CO2＜KCl＜SiO2，B错误；组成与结构相似且分子间无氢键的分子晶体：相对分子质量越大，分子间作用力越大，对应物质的熔、沸点越高。则沸点：乙烷＜丁烷＜戊烷，C错误；二硫化碳是非极性溶剂，水分子是极性分子，四氯化碳分子是非极性分子，根据“相似相溶”原理，在CS2中的溶解度：H2O＜CCl4，D错误。]
2．(双选)钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)的熔点与卤素原子序数的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A．M线代表卤化钠熔点
B．卤离子半径越大，卤化钠的熔点
越高
C．N线对应物质的熔点与其相对分
子质量有关
D．四卤化硅固体的晶体类型为离子晶体
√
√
BD [A.卤化钠为离子晶体，四卤化硅属于分子晶体，一种卤原子对应的卤化钠的熔点高于相同卤素原子对应的四卤化硅，则M线代表卤化钠熔点，A项正确；B.卤离子半径越大，卤化钠的熔点越低，卤离子与钠离子之间的作用力就越弱，B项错误；C.N线代表四卤化硅的熔点，四卤化硅的组成和结构相似，相对分子质量越大，熔点越高，C项正确；D.四卤化硅的熔点较低，故它们均为分子晶体，D项错误。]
知能反馈 随堂评估
1．下列各组物质各自形成的晶体，都属于分子晶体的化合物是
( )
A．H2O、HD、C3H8 B．P2O5、CO2、H3PO4
C．SO2、SiO2、CS2 D．CCl4、(NH4)2S、H2O2
2
4
3
题号
1
√
B [HD是氢气分子，属于单质，不是化合物，A错误；P2O5、CO2、H3PO4各自形成的晶体均属于分子晶体，且属于化合物，B正确；SO2、CS2各自形成的晶体均属于分子晶体，SiO2晶体不属于分子晶体，属于共价晶体，C错误；CCl4、H2O2各自形成的晶体属于分子晶体，且是化合物，(NH4)2S晶体是离子晶体，不是分子晶体，D错误。]
2
4
3
题号
1
2．在40 GPa的高压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得了共价晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是( )
A．该共价晶体中含有极性键
B．该共价晶体易气化，可用作制冷材料
C．该共价晶体有很高的熔点、沸点
D．该共价晶体硬度大，可用作耐磨材料
2
3
题号
1
4
√
B [CO2由分子晶体变为共价晶体，其成键情况也发生了变化，由原来的C==O变为C—O，但化学键依然为极性共价键，故A项正确。由于晶体类型及分子结构发生变化，物质的熔、沸点等性质也发生了变化，CO2共价晶体具有高硬度、高熔、沸点等特点，故C、D项正确，B项错误。]
2
3
题号
1
4
3．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点，记录如下：
2
3
题号
4
1
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2
熔点/℃ 801 712 190 －68 782
根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是( )
A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4
C．NaCl、CaCl2 D．全部
√
B [分子晶体中，分子与分子之间以分子间作用力相互结合，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔点均较高，不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4的熔点较低，属于分子晶体，所以B项正确。]
2
3
题号
4
1
4．(双选)第3周期部分元素形成的氧化物的熔点如表所示：
2
4
3
题号
1
氧化物 Na2O SiO2 P4O6 SO2
熔点/℃ 1 275 1 723 23.8 －75.5
下列说法错误的是( )
A．SiO2和SO2熔点产生差异的主要原因是晶体中微粒间的作用力不同
B．表格中氧化物形成的晶体类型有两种
C．P4O6的相对分子质量大于SO2，因此P4O6的范德华力较大
D．共价晶体的熔点一定高于其他类型晶体的熔点
2
4
3
题号
1
√
√
BD [A.SiO2和SO2熔点产生差异的主要原因是晶体中微粒间的作用力不同，前者形成的晶体为共价晶体，熔化时克服共价键，后者形成的晶体为分子晶体，熔化时克服分子间的作用力，一般情况下，共价键强度大于分子间作用力，A正确；B.表格中氧化物形成的晶体类型有三种，氧化钠形成的晶体为离子晶体，二氧化硅形成的晶体为共价晶体，SO2和P4O6分别形成的晶体是分子晶体，B错误；C.SO2形成的晶体和P4O6形成的晶体是分子晶体，P4O6的相对分子质量大于SO2，因此P4O6的范德华力较大，C正确；D.通常共价晶体的熔点高，但不一定都高于所有金属晶体的熔点，例如金属晶体中钨晶体的熔点相当高，高于某些共价晶体，D错误。]
2
4
3
题号
1第3课时 晶体类型判断及其熔、沸点的比较(能力课)
素养 目标 1．能够从结构和性质等角度识别不同类型的晶体。 2．掌握形成四类典型晶体的作用力与熔、沸点的关系。 3．掌握各类化学键、分子间作用力强弱的本质原因，能从宏观与微观角度分析、解决问题。
旧知 回顾 1．金属晶体：金属原子通过金属键形成的晶体。金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，其熔、沸点就越高。 2．离子晶体：阴、阳离子在空间呈现周期性重复排列所形成的晶体。离子所带的电荷数越多，半径越小，其熔、沸点就越高。 3．共价晶体：相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体。 ―→―→―→ 4．分子晶体：分子之间通过分子间作用力结合形成的晶体。其熔点通常较低，硬度也较小。
一、四种类型晶体的比较
类型 项目 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
构成晶体的微粒 阴、阳离子 原子 分子或原子 金属阳离子和自由电子
微粒间的作用 离子键 共价键 分子间作用力(范德华力或氢键) 金属键
作用力强弱(一般地) 较强 很强 弱 一般较强，有的较弱
确定作用力强弱的一般判断方法 离子电荷、半径 键长(原子半径) 组成和结构相似时比较相对分子质量 离子半径、价电子数
熔、沸点 较高 高 低 差别较大(汞常温下为液态，钨熔点为3 410 ℃)
硬度 略硬而脆 大 较小 差别较大
导热性和导电性 不良导体(熔融或溶于水导电) 不良导体 不良导体(部分溶于水发生电离后导电) 良导体
溶解性(水) 多数易溶 一般不溶 相似相溶 一般不溶于水，少数与水反应
组成微粒堆积方式 非等径圆球紧密堆积 不服从紧密堆积原理 紧密堆积(与分子形状有关且分子间不存在氢键) 等径圆球紧密堆积(A1、A2、A3)
【例1】 下表给出了几种固态物质的熔点和沸点：
NaCl MgCl2 SiCl4 单质B
熔点/℃ 801 710 －68 2 300
沸点/℃ 1 465 1 418 57 2 500
下列说法中，错误的是( )
A．SiCl4晶体是分子晶体
B．单质B可能是共价晶体
C．1 500℃时，NaCl呈气态
D．MgCl2水溶液不能导电
D [由题表中所给熔、沸点数据可知，SiCl4晶体的熔、沸点最低，应为分子晶体，A正确；单质B的熔、沸点最高，可能为共价晶体，B正确；NaCl的沸点是1 465 ℃，则1 500 ℃时，NaCl呈气态，C正确；MgCl2属于易溶的离子晶体，水溶液能导电，D错误。]
晶体类型的判断方法
(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断
共价晶体：原子―→共价键。
分子晶体：分子或原子―→分子间作用力。
离子晶体：离子―→离子键。
金属晶体：金属阳离子和自由电子―→金属键。
(2)依据物质的分类判断
①常见的共价晶体单质：金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物：SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等。
②分子晶体：大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、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)。
③离子晶体：金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类。
④金属晶体：金属单质与合金。
(3)依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余摄氏度。
②共价晶体熔点很高，常在1 000摄氏度至几千摄氏度。
③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。
④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点很低。
(4)依据导电性判断
①共价晶体：一般不导电。
②分子晶体：
③离子晶体：固态不导电，熔融状态或溶于水导电。
④金属晶体：固态或熔融状态均导电。
(5)依据硬度和机械性能判断
共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；离子晶体硬度较大且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性。
1．下列关于晶体的叙述中，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，分子间的作用力越大，该分子越稳定
C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高
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
A [共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高，故A正确；分子晶体中，分子间作用力越大，熔、沸点越高，共价键的键能越大，分子稳定性越强，故B、C错误；部分分子晶体、离子晶体溶于水都可电离出自由移动的离子，如HCl、NaCl，熔融状态下能电离出自由移动的离子的晶体一定是离子晶体，故D错误。]
2．(双选)下列数据是对应物质的熔点(℃)：
BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2
－107 2 073 920 801 1 291 190 －57 1 723
据此作出的下列判断中错误的是( )
A．铝的化合物的晶体中都是离子晶体
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
AB [A项，氟化铝的熔点高，属于离子晶体，AlCl3的熔点较低，属于分子晶体，则铝的化合物的晶体中不都是离子晶体，错误；B项，BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶体，错误；C项，同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，例如CO2是分子晶体，二氧化硅是共价晶体，正确；D项，Al和Si不同主族，但对应的氧化物都是共价晶体，说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体，正确。]
二、四种类型晶体的熔、沸点比较
1．不同类型晶体熔、沸点高低比较
(1)比较晶体熔、沸点时首先应该明确晶体的类型，因为不同晶体的粒子间作用力不同，所以影响晶体熔、沸点的因素不同。
(2)一般来说，熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点比较特殊，有的很高，如钨、铂等；有的很低，如汞、铯等。
2．同一类型晶体熔、沸点高低比较
(1)共价晶体
比较共价晶体熔、沸点高低的关键是比较共价键的强弱。一般来说，成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。例如，在金刚石、碳化硅、晶体硅中，原子半径：CC—Si键>Si—Si键，故熔、沸点：金刚石>碳化硅>晶体硅。又如，键长：Si—Si键>Si—O键>C—C键，熔、沸点：金刚石>二氧化硅>晶体硅。
(2)离子晶体
结构相似且化学式中各离子个数比相同的离子晶体中，离子半径越小，离子所带电荷数越多，晶体的熔、沸点越高。如熔、沸点：MgO>NaCl>CsCl。
(3)分子晶体
①组成和结构相似，且不存在分子间氢键的分子晶体，相对分子质量越大，其熔、沸点越高。如熔、沸点：HI>HBr>HCl。
②相对分子质量相同的分子晶体，分子的极性越大，其熔、沸点越高。如熔、沸点：CO>N2。
③在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低。如熔、沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。
④具有分子间氢键的分子晶体，与同族元素的氢化物相比，其熔、沸点较高。如熔、沸点：H2O>H2Te>H2Se>H2S。
(4)金属晶体
金属晶体熔、沸点的高低取决于金属键的强弱。金属键是金属阳离子与“自由电子”之间的强烈作用，也属于静电作用。一般来说，金属阳离子的半径越小，所带电荷数越多，金属阳离子与“自由电子”之间的静电作用越强，金属键越强，熔、沸点越高。如熔、沸点：Na【例2】 (1)Ti的四卤化物熔点如表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是_____________________________________
_____________________________________________________________________。
化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔点/℃ 377 －24.12 38.3 155
(2)一些氧化物的熔点如表所示：
氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2
熔点/℃ 1 570 2 800 23.8 －75.5
解释表中氧化物之间熔点差异的原因： ___________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为 77.9 ℃，其原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)比较下列表中锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：_____________________________________________________________________。
GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ －49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
[解析] (1)TiF4为离子晶体，熔点高，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高。(2)氧化锂、氧化镁是离子晶体，六氧化四磷和二氧化硫是分子晶体，离子键比分子间作用力强。(3)晶体类型是决定物质熔、沸点的主要因素，GaF3固体为离子晶体，GaCl3固体为分子晶体。一般来说，离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。(4)根据表中数据得出，三种锗卤化物都是分子晶体，其熔、沸点依次增高，而熔、沸点的高低与分子间作用力强弱有关，对于分子的组成和结构相似的分子晶体，分子间作用力强弱与相对分子质量的大小有关。
[答案] (1)TiF4为离子晶体，熔点高，其他三种均为分子晶体，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高 (2)Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体，晶格能：MgO>Li2O，分子间作用力(相对分子质量)：P4O6>SO2 (3)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体 (4)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。它们都是分子晶体，分子的组成和结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强
1．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是( )
A．热稳定性：HF>H2O>NH3
B．熔点：CO2>KCl>SiO2
C．沸点：乙烷>戊烷>丁烷
D．在CS2中的溶解度：H2O>CCl4
A [元素的非金属性越强，简单气态氢化物越稳定。非金属性：F>O>N，热稳定性：HF>H2O>NH3，A正确；熔点高低规律：一般来说，共价晶体＞离子晶体＞分子晶体。CO2是分子晶体、KCl是离子晶体、SiO2是共价晶体，则熔点：CO2＜KCl＜SiO2，B错误；组成与结构相似且分子间无氢键的分子晶体：相对分子质量越大，分子间作用力越大，对应物质的熔、沸点越高。则沸点：乙烷＜丁烷＜戊烷，C错误；二硫化碳是非极性溶剂，水分子是极性分子，四氯化碳分子是非极性分子，根据“相似相溶”原理，在CS2中的溶解度：H2O＜CCl4，D错误。]
2．(双选)钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)的熔点与卤素原子序数的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A．M线代表卤化钠熔点
B．卤离子半径越大，卤化钠的熔点越高
C．N线对应物质的熔点与其相对分子质量有关
D．四卤化硅固体的晶体类型为离子晶体
BD [A.卤化钠为离子晶体，四卤化硅属于分子晶体，一种卤原子对应的卤化钠的熔点高于相同卤素原子对应的四卤化硅，则M线代表卤化钠熔点，A项正确；B.卤离子半径越大，卤化钠的熔点越低，卤离子与钠离子之间的作用力就越弱，B项错误；C.N线代表四卤化硅的熔点，四卤化硅的组成和结构相似，相对分子质量越大，熔点越高，C项正确；D.四卤化硅的熔点较低，故它们均为分子晶体，D项错误。]
1．下列各组物质各自形成的晶体，都属于分子晶体的化合物是( )
A．H2O、HD、C3H8 B．P2O5、CO2、H3PO4
C．SO2、SiO2、CS2 D．CCl4、(NH4)2S、H2O2
B [HD是氢气分子，属于单质，不是化合物，A错误；P2O5、CO2、H3PO4各自形成的晶体均属于分子晶体，且属于化合物，B正确；SO2、CS2各自形成的晶体均属于分子晶体，SiO2晶体不属于分子晶体，属于共价晶体，C错误；CCl4、H2O2各自形成的晶体属于分子晶体，且是化合物，(NH4)2S晶体是离子晶体，不是分子晶体，D错误。]
2．在40 GPa的高压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得了共价晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是( )
A．该共价晶体中含有极性键
B．该共价晶体易气化，可用作制冷材料
C．该共价晶体有很高的熔点、沸点
D．该共价晶体硬度大，可用作耐磨材料
B [CO2由分子晶体变为共价晶体，其成键情况也发生了变化，由原来的C==O变为C—O，但化学键依然为极性共价键，故A项正确。由于晶体类型及分子结构发生变化，物质的熔、沸点等性质也发生了变化，CO2共价晶体具有高硬度、高熔、沸点等特点，故C、D项正确，B项错误。]
3．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点，记录如下：
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2
熔点/℃ 801 712 190 －68 782
根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是( )
A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4
C．NaCl、CaCl2 D．全部
B [分子晶体中，分子与分子之间以分子间作用力相互结合，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔点均较高，不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4的熔点较低，属于分子晶体，所以B项正确。]
4．(双选)第3周期部分元素形成的氧化物的熔点如表所示：
氧化物 Na2O SiO2 P4O6 SO2
熔点/℃ 1 275 1 723 23.8 －75.5
下列说法错误的是( )
A．SiO2和SO2熔点产生差异的主要原因是晶体中微粒间的作用力不同
B．表格中氧化物形成的晶体类型有两种
C．P4O6的相对分子质量大于SO2，因此P4O6的范德华力较大
D．共价晶体的熔点一定高于其他类型晶体的熔点
BD [A.SiO2和SO2熔点产生差异的主要原因是晶体中微粒间的作用力不同，前者形成的晶体为共价晶体，熔化时克服共价键，后者形成的晶体为分子晶体，熔化时克服分子间的作用力，一般情况下，共价键强度大于分子间作用力，A正确；B.表格中氧化物形成的晶体类型有三种，氧化钠形成的晶体为离子晶体，二氧化硅形成的晶体为共价晶体，SO2和P4O6分别形成的晶体是分子晶体，B错误；C.SO2形成的晶体和P4O6形成的晶体是分子晶体，P4O6的相对分子质量大于SO2，因此P4O6的范德华力较大，C正确；D.通常共价晶体的熔点高，但不一定都高于所有金属晶体的熔点，例如金属晶体中钨晶体的熔点相当高，高于某些共价晶体，D错误。]
课时分层作业(二十) 晶体类型判断及其熔、沸点的比较
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列说法中正确的是( )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．共价晶体中，共价键越强，共价晶体的熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高
D．稀有气体形成的晶体属于共价晶体
B [冰属于分子晶体，冰晶体中存在分子间作用力，所以冰融化时克服分子间作用力，共价键不变，A错误；共价晶体中共价键的强弱决定其熔点的高低，所以共价晶体中共价键越强，共价晶体的熔点越高，B正确；分子晶体的熔点和沸点与分子间作用力有关，与分子内的共价键的键能强弱无太大关系，C错误；稀有气体分子是单原子分子，形成的晶体为分子晶体，D错误。]
2．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是( )
A．金属镁的硬度大于金属铝
B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的
C．金属镁的熔点大于金属钠
D．金属镁的硬度小于金属钙
C [钠、镁、铝所对应的阳离子半径依次减小，且Na＋、Mg2+、Al3+的电荷数依次增加，所以熔、沸点和硬度Na3．氦晶体的升华能为0.105 kJ·mol-1，而冰的升华能则为46.9 kJ·mol-1。能解释这一事实的叙述是( )
①氦原子间仅存在范德华力 ②冰中有氢键 ③氦原子之间的化学键很弱 ④水分子之间的共价键更强
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
A [氦晶体为分子晶体，氦原子间仅存在范德华力，则升华过程需要破坏分子间作用力；冰也是分子晶体，但是分子间存在氢键，导致其升华需要较高的能量；其两者的升华过程不涉及共价键的强弱；故选①②。]
4．卤素互化物是指不同卤素原子之间，以共价键结合形成的化合物，XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。如图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。试推测ICl的沸点所处的范围是( )
A．Cl2和BrCl之间 B．Br2和IBr之间
C．IBr和I2之间 D．BrCl和Br2之间
B [一般分子晶体的熔沸点随相对分子质量的增大而升高，这几种物质都是分子晶体，其相对分子质量越大，该物质的熔沸点越高，所以ICl的沸点所处的最小范围：Br2＜ICl＜IBr，故选B。]
5．下列四种性质的叙述，可能属于金属晶体的是( )
A．由分子间作用力结合而成，熔点低
B．固态时或熔融后易导电，熔点在1 000℃左右
C．以共价键结合成网状结构，熔点高
D．固态时不导电，但溶于水或熔融后能导电
B [由分子间作用力结合而成，熔点低，不属于金属晶体的特点，A错误；固态或熔融后能导电，熔点在1 000 ℃左右，可能为金属晶体，B正确；以共价键结合成网状结构，熔点高，不属于金属晶体的特点，C错误；固态时不导电，不符合金属晶体的特征，D错误。]
6．Si与H结合能形成一系列的二元化合物SiH4、Si2H6等，与Cl、Br结合生成SiCl4、SiBr4，SiH4、Si2H6、SiCl4、SiBr4四种物质的沸点由高到低的顺序为( )
A．SiH4＞Si2H6＞SiCl4＞SiBr4
B．SiBr4＞SiCl4＞SiH4＞Si2H6
C．SiBr4＞SiCl4＞Si2H6＞SiH4
D．Si2H6＞SiH4＞SiCl4＞SiBr4
C [SiH4、Si2H6、SiCl4、SiBr4四种晶体均为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，分子晶体的沸点越高，所以沸点：SiBr4＞SiCl4＞Si2H6＞SiH4。]
7．下列说法正确的是( )
物质 氧化铝 氯化铝
沸点/K 2 323 455.7
A．氧化铝、氯化铝沸点相差极大(如表所示)，是因为它们形成的晶体类型不同
B．NaCl晶体中存在钠原子和氯原子
C．水从液态变成气态，O—H键断裂
D．同一主族的C和Si的最高价氧化物形成的晶体其晶体类型相同，熔、沸点相差不大
A [A.氧化铝晶体属于共价晶体，氯化铝形成的晶体属于分子晶体，故二者沸点相差极大，是因为它们的晶体类型不同，A正确；B.NaCl形成的晶体属于离子晶体，是由阴、阳离子构成的，故NaCl晶体中存在Na＋和Cl－，而不存在原子，B错误；C.水从液态变成气态属于物理变化，没有O—H键断裂，只改变了分子间作用力，C错误；D.同一主族的C和Si的最高价氧化物即CO2，CO2形成的晶体属于分子晶体，SiO2形成的晶体属于共价晶体，晶体类型不相同，熔沸点相差很大，D错误。]
二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)
8．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
A．熔点：NaF>MgF2>AlF3
B．晶格能：NaF>NaCl>NaBr
C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2
D．硬度：MgO>CaO>BaO
A [由于Na＋、Mg2+、Al3+的半径依次减小，所带电荷数依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大，熔点依次升高，A项错误；F－、Cl－、Br－的半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小，B项正确；CsCl、NaCl、CaF2分别形成的晶体中阴离子的配位数分别为8、6、4，C项正确；Mg2+、Ca2+、Ba2+的半径依次增大，MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小，硬度依次减小，D项正确。]
9．有四组同族元素所形成的不同物质，在101 kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示：
第一组 A －268.8 B －249.5 C －185.8 D －151.7
第二组 F2 －187.0 Cl2 －33.6 Br2 58.7 I2 184.0
第三组 HF 19.4 HCl －84.0 HBr －67.0 HI －35.3
第四组 H2O 100.0 H2S －60.2 H2Se －42.0 H2Te －1.8
下列各项判断正确的是( )
A．第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O中化学键键能最强
B．第三组与第四组相比较，化合物的稳定性顺序为HBr>H2Se
C．第三组物质溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>HI
D．第一组物质是分子晶体，但不一定含有共价键
BD [A.第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O之间可以形成氢键，A不正确；B.Se和Br同为第4周期元素，Br的非金属性较强，故化合物的稳定性顺序为HBr>H2Se，B正确；C.第三组物质溶于水后，HF溶液的酸性最弱，因为氢氟酸是弱酸、其他均为强酸，C不正确；D.第一组物质是分子晶体，其结构粒子为分子，但是分子中不一定含有共价键，如稀有气体分子中无共价键，D正确。]
10．已知金属钠能与两种卤族元素形成化合物Q、P，它们的晶格能分别为923 kJ·mol-1、786 kJ·mol-1，下列有关说法中不正确的是( )
A．Q的熔点比P的高
B．若P是NaCl，则Q一定是NaF
C．Q中成键离子核间距较大
D．若P是NaCl，则Q可能是NaBr
CD [Q的晶格能大于P的晶格能，故Q的熔点比P高，A项正确；因F－的半径比Cl－的小(其他卤素离子的半径比Cl－的大)，故NaF的晶格能大于NaCl的，B项正确，D项错误；因Q、P中成键离子均为一价离子，离子所带电荷数相同，故二者晶格能的差异是由成键离子核间距决定的，晶格能越大，表明离子核间距越小，C项错误。]
三、非选择题
11．(1)科学家制出了由20个碳原子构成的空心笼状分子C20，该笼状结构是由许多正五边形构成的(如图所示)。C20晶体属于________晶体，每个C20分子共有________个共价键，共有________个正五边形。
(2)目前科学家拟合成一种“二重结构”的球形分子，即把足球形C60分子容纳在足球形Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键相结合。下列关于这种物质的叙述不正确的是________(填序号)。
A．该物质是一种新型化合物
B．该物质是两种单质组成的混合物
C．该晶体属于分子晶体
D．该物质具有极高的熔、沸点
[解析] (1)根据“由20个碳原子构成的空心笼状分子”可判断该物质一定是分子晶体。根据其结构可知每个碳原子形成3个C—C键，每个共价键被2个碳原子共用，所以每个C20分子含有的共价键数是＝30。因为每个共价键被2个正五边形共用，所以平均每个正五边形含有的共价键数是＝2.5，故每个C20分子共有正五边形的个数为＝12。(2)该物质中碳原子和硅原子间形成共价键，因此它是化合物，故A项正确、B项错误；该晶体是由分子构成的，属于分子晶体，故C项正确；该晶体属于分子晶体，熔，沸点较低，故D项错误。
[答案] (1)分子 30 12 (2)BD
12．(1)苯胺()晶体的晶体类型是________。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是___________________
_____________________________________________________________________。
(2)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：
①碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是______________________
_____________________________________________________________________。
②CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。
[解析] (1)苯胺为有机物，结合题给信息中苯胺的熔、沸点可知苯胺晶体为分子晶体。苯胺分子中有 —NH2，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提升分子晶体的熔、沸点。(2)①基态碳原子有4个价电子，且碳原子半径小，很难通过得、失电子达到稳定电子结构，所以碳在形成化合物时，其键型以共价键为主。 的熔、沸点较低，符合分子晶体的特点，故其固体为分子晶体。
[答案] (1)分子晶体 苯胺分子之间存在氢键
(2)①基态C有4个价电子且半径小，难以通过得、失电子达到稳定电子结构 ②分子
13．过渡金属铬、铅、镍、铁及其化合物在工业上有重要用途，回答下列问题：
(1)基态Cr的价电子的轨道表示式为__________。
(2)氮化铬(CrN)在超级电容器领域具有良好的应用前景，可由CrCl3·6H2O与尿素[CO(NH2)2]反应先得到配合物{Cr[CO(NH2)2]6}Cl3，然后在通有NH3和N2混合气体的反应炉内热分解制得。
①尿素中C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为____________(填元素符号)。
②{Cr[CO(NH2)2]6}3+中存在的化学键有__________(填字母)。
A．极性共价键 B．非极性共价键
C．氢键 D．配位键
[解析] (1)基态Cr的价电子排布式为3d54s1，价电子轨道表示式为
。
(2)①同周期元素随原子序数的递增，电负性逐渐增大，则尿素中C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C。
②N和H之间是极性共价键，CO(NH2)2和Cr3+之间是配位键，故选AD。
[答案] (1)
(2)①O>N>C ②AD
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