人教版高中化学选修3教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：07晶体的常识 分子晶体与原子晶体(基础)
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修3教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：07晶体的常识 分子晶体与原子晶体(基础) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 254.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-12-29 22:29:02 | ||
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文档简介
晶体的常识
分子晶体与原子晶体
【学习目标】
1、初步了解晶体的知识，知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图；
2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；
3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；
4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。
【要点梳理】
要点一、晶体与非晶体
1、概念：
①晶体：质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列成的、具有整齐外型、以多面体出现的固体物质。晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。
②非晶体：非晶态物质内部结构没有周期性特点，而是杂乱无章地排列，如：玻璃、松香、明胶等。非晶体不具有晶体物质的共性，某些非晶态物质具有优良的性质
要点诠释：晶体与非晶体的区分：
晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。周期性是晶体结构最基本的特征。许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了。
晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体，进行X—射线衍射实验，X射线透过晶体时发生衍射现象。
特别注意：一种物质是否晶体，是由其内部结构决定的，而非由外观判断。
2、分类：
3、晶体与非晶体的本质差异：
自范性
微观结构
晶体
有（能自发呈现多面体外形）
原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体
没有（不能自发呈现多面体外形）
原子排列相对无序
说明：
①自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。所谓自范性即“自发”进行，但这里要注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。例如：水能自发地从高处流向低处，但若不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻；
②晶体自范性的条件之一：生长速率适当；
③晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
4、晶体形成的途径：
①熔融态物质凝固，例：熔融态的二氧化硅，快速冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；
③溶质从溶液中析出。
5、晶体的特性：
①有规则的几何外形；
②有固定的熔沸点；
③各向异性（强度、导热性、光学性质等）；
说明：因研究角度不同而产生差异，即为各向异性。
例如：蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；
石墨在与层垂直的方向上的导电率是层平行的方向上的导电率1/104。
④自发的形成多面体外形；
⑤有特定的对称性；
⑥使X射线产生衍射。
要点二、晶胞
1、定义：晶体中重复出现的最基本的结构单元。
晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，所谓“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所谓“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
说明：划分晶胞要遵循2个原则：一是尽可能反应晶体内部结构的对称性，二是尽可能小。
2、三种典型的立方晶体结构：
说明：晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原子是2个晶胞共用的。
3、晶胞中原子个数的计算：
位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有1/8；
位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有1/4；
位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有1/2；
位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有1。
要点三、晶胞中原子个数的计算：
在一个晶胞结构中出现的多个原子，这些原子并不是只为这个晶胞所独立占有，而是为多个晶胞所共有，那么，在一个晶胞结构中出现的每个原子，这个晶体能分摊到多少比例，这就是分摊法。分摊法的根本目的是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。
分摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x。在立体晶胞中，原子可以位于它的顶点，也可以位于它的棱上，还可以在它的面上（不含棱），当然，它的体内也可以有原子。每个顶点被8个晶胞共有，所以晶胞对自己顶点上的每个原子只占1/8份额；每条棱被4个晶胞共有，所以晶胞对自己棱上的每个原子只占1/4份额；每个面被2个晶胞共有，所以晶胞对自己面上（不含棱）的每个原子只占1/2份额；晶胞体内的原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞。
①每个晶胞涉及A原子数目m个，每个A原子为n个晶胞共有，则每个晶胞占有A原子：m×1/n。
②计算方法
位置
顶点
棱边
面心
体心
贡献
1/8
1/4
1/2
1
要点四、判断晶体类型的依据：
(1)看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用
对于分子晶体,构成晶体的微粒是分子，微粒间的相互作用是分子间作用力；
对于原子晶体，构成晶体的微粒是原子，微粒间的相互作用是共价键。
(2)看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度等)
一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是：原子晶体>分子晶体。原子晶体比分子晶体的熔沸点高得多。
(3)依据物质的分类判断
金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。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）是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质（除汞外）与合金都是金属晶体。
要点五、晶体熔、沸点比较规律：
（1）不同晶体类型的物质：原子晶体>分子晶体；
（2）同一晶体类型的物质，需比较晶体内部粒子间的作用力，作用力越大，熔沸点越高。
原子晶体：要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔沸点越高，如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
分子晶体：分子组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，
如熔沸点：O2>N2、HI>HBr>HCl。
组成结构不相似的物质，分子的极性越大，其熔沸点就越高，
如熔沸点：CO>N2。
由上述可知，同类晶体熔沸点比较思路为：原子晶体→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。
要点六、分子晶体
1、定义：
含分子的晶体称为分子晶体，也就是说，分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体。
例：干冰晶体中只含有CO2分子，碘晶体中只含有I2分子。
2、构成微粒：分子。
3、微粒间的作用力：分子间作用力——范德华力和氢键
一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高。但是有些氢化物的熔点和沸点的递变不完全符合此规律。例如：
H2O的沸点就出现反常。因为H2O分子之间的主要作用力是氢键（当然也存在范德华力）。
氢键形成的过程：
①氢键形成的条件：半径小，吸引电子能力强的原子（N、O、F）与H原子；
②氢键的定义：半径小、吸引电子能力强的原子与H原子之间的静电吸引作用。氢键可看作是一种比较强的分子间作用力；
③氢键对物质性质的影响：氢键使物质的熔沸点升高。如H2O、HF、NH3的沸点出现反常现象。
4、较典型的分子晶体：
①所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等；
②部分非金属单质，如卤素X2、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)等；
③部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等；
④几乎所有的酸；
⑤绝大多数有机物的晶体。
5、分子晶体的物理特性：
熔沸点较低、易升华、硬度小。一般都是绝缘体，固态和熔融状态都不导电。
6、分子晶体的结构特点：
①对于大多数分子晶体结构，如果分子间作用力只是范德华力。以一个分子为中心，其周围通常可以有几个紧邻的分子。如O2、C60，把这一特征叫做分子紧密堆积。
实例：干冰的晶体结构晶胞模型。
干冰晶体中CO2分子之间只存在分子间作用力不存在氢键，因此干冰中CO2分子紧密堆积。每个CO2分子周围，最近且等距离的CO2分子数目有12个。
一个CO2分子处于三个相互垂直的面的中心，在每个面上，处于四个对角线上各有一个CO2分子，所以每个CO2分子周围最近且等距离的CO2分子数目是12个。
②分子间除范德华力外还有其他作用力（如氢键），如果分子间存在着氢键，分子就不会采取紧密堆积的方式。
实例：冰的晶体结构。
在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，形成正四面体。氢键不是化学键，比共价键弱得多却跟共价键一样具有方向性，而氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子的相互吸引，这一排列使冰晶体中空间利用率不高，皆有相当大的空隙，使得冰的密度减小。
说明：分子的密度取决于晶体的体积，取决于紧密堆积程度，分子晶体的紧密堆积由两个因素决定：范德华力和分子间氢键。
要点七、原子晶体：
1、定义：相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。
2、构成微粒：原子。
3、微粒间的作用力：共价键。
4、原子晶体的物理性质：
熔、沸点很高，硬度很大；难溶于一般的溶剂；不导电。
5、常见的原子晶体：
①某些非金属单质，如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)等；
②某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)等；
③某些氧化物，如氧化铝(Al2O3)等。
小结：
①原子晶体可以为单质，也可是化合物；
②原子晶体中微粒间的作用力为较强的共价键；
③由于原子晶体中，原子间用较强的共价键相结合，因而熔、沸点很高、硬度很大，并难溶于溶剂；
④原子晶体中，原子按一定规律在空间排列（见课本金刚石晶体结构示意图）；
⑤原子晶体熔点的比较，其实质为键能的比较，可视为成键的两原子核间距离的比较，即键长的比较；
⑥原子晶体中不存在单个分子，原子晶体的化学式不代表其分子式。
6、典型的原子晶体——金刚石
①金刚石中每个C原子以sp3杂化，每个碳原子被相邻的4个碳原子包围，以σ键跟4个碳原子相连，形成四面体。这些四面体向空间发展，构成一个坚实的、彼此联结的空间网状晶体。每个
C-C键长相等，键角均为109°28′
②晶体中最小环由6个C组成且不共平面。1个环中平均含有6×1/12=1/2个C原子，含C-C键数为6×1/6=1；
注意：石墨虽和金刚石都是由碳原子形成的单质,但石墨是一种混合型晶体。层内存在共价键,层间以分子间作用力结合,兼具有原子晶体、分子晶体的特征。层内，每个碳原子与其他3个碳原子形成C-C键，构成正六边形，键角为120°，形成平面网状结构，因此，石墨的熔点很高；但在层与层之间以分子间作用力结合，容易滑动，因此石墨的硬度很小。
要点诠释：各类晶体主要特征
分子晶体
原子晶体
构成晶体微粒
分子
原子
形成晶体的作用力
分子间作用力
共价键
物理性质
熔沸点
较低
很高
硬度
较小
较大
导电性
固态和熔融状态都不导电
不导电
溶解性
相似相溶
难溶于常见溶剂
典型实例
P4、干冰、硫
金刚石、二氧化硅
【典型例题】
类型一：晶体与非晶体的区分
例题1
晶体与非晶体的严格判别可采用
( )
A、有否自范性 B、有否各向同性 C、有否固定熔点
D、有否周期性结构
【思路点拨】本题考查晶体与非晶体的区别，注意对基本概念的理解。
【答案】D
【解析】晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列。
【总结升华】晶体粒子在微观空间里的排列与结构的有序性，使晶体表现出许多与非晶体不同的性质。如熔点、强度、导热性、光学性质等。
举一反三：
【变式1】（2019
天津测试）李茜同学在某网站上找到一张固体X的结构示意图（如下图所示），这张图说明固体X（
）。
A．是晶体
B．是非晶体
C．可能是晶体，也可能是非晶体
D．无法确定
【答案】B
【解析】由X的结构示意图可知，其内部原子的排列呈现杂乱无章的分布状态，故X为非晶体。
类型二：判断晶体类型的依据
例题2
下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是(
)
A、固态氢 B、固态氖
C、磷
D、三氧化硫
【思路点拨】考查分子晶体的判断方法。
【答案】B
【解析】四种物质都是分子晶体，构成分子晶体的微粒是分子，其中氖称为单原子分子。
【总结升华】判断晶体类型的方法有很多，可根据物质的分类判断，可根据构成晶体的微粒判断等，另外要记忆常见物质的晶体类型。
举一反三：
【变式1】下列晶体中属于原子晶体的是(
)
A.、氖
B、食盐
C、干冰
D、金刚石
【答案】D
类型三：晶胞与晶体的关系
例题3（1）（2019
课标Ⅰ）早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：
①准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。
②Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。
（2）（2019
江苏高考）Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。
（3）（2019
四川高考）X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2+离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。
【思路点拨】
（1）X—射线衍射法是鉴定晶体的科学方法。（2）根据长方体结构，利用不同位置原子的均摊原则确定原子个数。
【答案】（1）①X—射线衍射
②16
（2）12
（3）2∶1
【解析】（1）①区分晶体、非晶体的科学方法是X—射线衍射法。②根据均摊法，Cu2O晶胞中有8个氧原子，则应该有16个铜原子。
（2）观察铜晶胞的结构可知，每个铜原子在空间x、y、z三个平面上均有4个与之距离最近的铜原子，总数为4×3=12个。
（3）由晶胞结构可看出，阳离子位于顶角和体心，故阳离子个数=×8+1=2，阴离子位于面上和体内，故阴离子个数=×4+2=4，故阴离子与阳离子个数比为2∶1。
【总结升华】晶体结构、晶胞对质点的占有率类习题，最常见的题型就是已知晶胞的结构而求晶体的化学式。解答这类习题首先要明确一个概念：由晶胞构成的晶体，其化学式不一定是表示一个分子中含有多少个原子，而是表示每个晶胞中平均含有各类原子的个数，即各类原子的最简个数比。
举一反三：
【变式1】如右图，石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为（
）
A、2
B、3
C、4
D、6
【答案】A
【解析】每个C原子被3个正六边形所共用，所以每个正六边形占有6个1/3的C原子。
类型四：晶体熔、沸点的比较规律
例题4
已知BBr3的熔点是－46℃，KBr的熔点是734℃，试估计它们各属于哪一类晶体。
【思路点拨】不同晶体类型的熔沸点取决因素不同，熔沸点的高低有一定差异。
【答案】BBr3是分子晶体，KBr是离子晶体。
【解析】BBr3是由非金属元素组成的，属于共价化合物，由于BBr3的熔点为－46℃，熔点很低，所以BBr3在固态时是以分子间作用力形成的晶体。KBr是由活泼金属和活泼非金属元素组成的化合物，熔点相对较高，所以KBr属于离子晶体。
【总结升华】本节所学两种晶体：分子晶体和原子晶体，熔沸点高低差异很大。分子晶体熔沸点高低取决于分子间作用力，绝大多数分子晶体中的分子间作用力只是范德华力，少数分子晶体中还存在氢键。分子间作用力较小，分子晶体熔沸点较低。而原子晶体中微粒间的作用力是较强的共价键，因此熔沸点很高；成键原子半径越小，键长越短，键能越大，原子晶体的熔沸点越高。
举一反三：
【变式1】碳化硅的一种晶体（SiC）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。下列三种晶体：①
金刚石
②晶体硅
③
碳化硅中，它们的熔点由高到低的顺序是
A、①
③
② B、②
③
①
C、③
①
②
D、②
①
③
【答案】A
【解析】在原子晶体中，原子半径越小、键长越短、键能越大，熔、沸点越高。题目中所给的信息是有关SiC的结构知识，比较碳原子和硅原子的半径，应得出Si－Si键的键长比Si－C键的键长长，Si－C键比C－C键的键长长，所以键能由高到低的顺序应该是：C－C键>C－Si键>Si－Si键，由此可推出熔点由高到低的顺序是：①
③
②
【巩固练习】
一、选择题
1、下列物质中属于晶体的是（
）
A、橡胶
B、玻璃
C、食盐
D、水晶
2、下列不属于晶体的特点是（
）
A、所有晶体都有一定的规整外形 B、一定有各向异性
C、一定有固定的熔点 D、一定是无色透明的固体
3、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（
）
A、晶体一定比非晶体的熔点高
B、晶体有自范性但排列无序
C、非晶体无自范性而且排列无序
D、固体SiO2一定是晶体
4、制取晶体的方法中，不正确的是（
）
A、熔融态物质凝固
B、气态物质冷却不经过液态直接凝固（凝华）
C、溶质从溶液中析出
D、萃取、分液
5、有关晶胞的叙述正确的是（
）
A、晶胞是晶体结构中的基本结构单元
B、根据晶体的不同，晶胞可以是多种形状的几何体
C、晶胞都是平行六面体
D、晶胞都是正八面体
6、（2019
太原检测）晶体具有各向异性。如蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率是与层平行的方向上的导电率的1／104。晶体的各向异性主要表现在（
）。
①硬度
②导热性
③导电性
④光学性质
A．只有①③
B．只有②④
C．只有①②③
D．①②③④
7、石墨晶体中，层与层之间的结合力是（
）
A、金属键
B、共价键
C、分子间作用力
D、离子键
8、固体熔化时必须破坏非极性共价键的是（
）
A、冰 B、晶体硅 C、溴单质 D、二氧化硅
9、下列说法中，正确的是
（
）
A、冰熔化时，分子中H—O键发生断裂
B、原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点就越高
C、分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔沸点就越高
D、分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定
10、下列各组中都属于分子晶体的是（
）
A、碘、二氧化碳、白磷、C60 B、食盐、二氧化碳、白磷、二氧化硅
C、SO2、金刚石、N2、铜 D、醋酸、甲烷、石墨、氧化钠
11、水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是-60.7℃，引起这种差异的主要原因是（
）
A、范德华力 B、共价键 C、氢键
D、相对分子质量
12、构成SiO2的化学键和构成CO2分子的化学键都是极性键，在性质上两者差异很大的原因是（
）
A、SiO2和CO2都属于原子晶体
B、SiO2和CO2都是分子晶体
C、前者是原子晶体，后者是分子晶体
D、前者是分子晶体，后者是原子晶体
13、（2019
温州模拟）有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X+与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：Z2－＞W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是（
）。
A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物
B．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低
C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体
D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
14、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（
）
A、SO2与SiO2
B、CO2与H2O
C、C与HCl
D、CCl4与SiC
二、非选择题
1、在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象：
⑴在表面皿上加少量冷水的作用是__________________。
⑵观察到的实验现象是__________________ ，__________________。
⑶在表面皿上是碘的_________________（填“晶体”、“非晶体”）
⑷这种方法是______________，制取晶体的方法还有_______________、_______________。
2、（2019
河北唐山联考）已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E+的核外有3层电子且各层均处于全满状态。请填写下列空白。
（1）E元素基态原子的核外电子排布式为________。
（2）B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________（填元素符号），其原因为________。
（3）B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子杂化类型为________；1
mol
B2A4分子中含________molσ键。
（4）已知D、E能形成晶胞如图所示的两种化合物，则两种化合物的化学式，甲为________，乙为________；高温时，甲易转化为乙的原因为________。
3、选择以下物质填写下列空白：
A、干冰
B、氯化铵
C、烧碱
D、固体碘
⑴晶体中存在分子的是__________________；(填写序号，下同)
⑵晶体中既有离子键又有共价键的是__________________；
⑶熔化时不需要破坏共价键的是__________________；
⑷通常情况下能升华的是__________________。
4、单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答：
（1）晶体硼的晶体类型属于____________________晶体，理由是_____________
。
（2）已知晶体的结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如下图），其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子。通过观察图形及推算，得出此基本结构单元是由__________个硼原子构成的，其中B—B键的键角为____________，共含有___________个B—B键。
【参考答案与解析】
一、选择题
1、CD
【解析】考查常见的晶体、非晶体的记忆。
2、D
【解析】某些晶体可能是固体粉末，用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形，固体粉末仍是晶体。晶体不一定是无色的。
3、C
【解析】A错误，晶体与非晶体的区别是微观粒子的排列方式，和熔点无关；晶体有自范性排列有序、非晶体无自范性排列无序；固体SiO2不一定是晶体，比如：沙子。
4、D
【解析】常见的制取晶体有A、B、C三种方法。
5、AC
【解析】晶胞是晶体结构的基本单元。一般来说，晶胞都是平行六面体。
6、D
【解析】晶体的各向异性反映了晶体内部质点排列的高度有序性，表现在硬度、导热性、导电性、光学性质等方面。
7、C
【解析】石墨是混合型晶体，为平面网状结构。层内作用力是共价键，决定了石墨的熔点很高（比金刚石还高）；层间作用力是范德华力，决定了石墨的硬度很小。
8、B
【解析】分子晶体熔化时需克服分子间作用力，如：A、C是分子晶体；原子晶体熔化时需克服共价键，如：B、D，晶体硅需克服Si-Si键、二氧化硅需克服Si-O键。
9、B
【解析】AC错误，分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，冰熔化时需克服分子间作用力（范德华力和氢键），共价键不断裂；B正确，原子晶体的熔沸点与键能有关；D错误，分子的稳定性与键能有关。
10、A
【解析】非金属氢化物、部分非金属单质、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。B选项中的食盐、二氧化硅，C选项中的金刚石、铜，D选项中的石墨、氧化钠都不是分子晶体。
11、C
【解析】考查有关氢键的知识。
12、C
【解析】常见物质晶体类型和性质的理解。SiO2是原子晶体，熔沸点和键能有关；CO2是分子晶体，熔沸点和分子间作用力有关，所以两者熔沸点差异很大。但C—O键比Si—O键的键能大，CO2
稳定性比SiO2强。
13、D
【解析】短周期元素中，X+与M2－具有相同的电子层结构，且X、Y、Z、W
同周期，则可推出X是Na，M是O；Z、M同主族，则Z是S；由离子半径：Z2－＞W－知，W是Cl；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是重要的半导体材料，可知Y是Si。A项，Na、O可形成Na2O、Na2O2两种化合物。B项，H2O分子间有氢键，其沸点比HCl、H2S高。C项，晶体硅是原子晶体，S、Cl2的晶体属于分子晶体。D项，Cl2、O，均可作为水处理中的消毒剂。
14、B
【解析】A项，都是共价键，分别是分子晶体、原子晶体，B项，都是共价键，都是分子晶体；C项，都是共价键，分别是原子晶体、分子晶体；D项，都是共价键。分别是分子晶体、原子晶体。
二、非选择题
1、⑴冷却碘蒸汽
⑵烧杯中充满紫色的蒸汽，在表面皿上有紫黑色的晶体
⑶晶体
⑷凝华，熔融态物质凝固、结晶
【解析】本题考查有关晶体制取的方法。
2、（1）1s22s22p63s23p63d104s1
（2）C＜O＜N
同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势，但氮元素最外层电子达到半满的稳定状态，其第一电离能大于氧元素
（3）sp2杂化
5
（4）CuO
Cu2O
Cu2O中Cu+的d轨道为全充满状态，较稳定
【解析】A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，可知A为H；B原子核外有6个电子，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍，可知B为碳原子；D原子L电子层上有2对成对电子，可知D为氧原子；根据原子序数关系，C只能为氮原子；E+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，可知E为Cu。
（1）铜元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；
（2）B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C＜O＜N；同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势，但氮元素最外层电子达到半满的稳定状态，其第一电离能大于氧元素；
（3）B2A4是乙烯，由CH2＝CH2可知一个乙烯分子中含有5个σ键；
（4）甲中小黑球为4个，小白球8个在顶角、4个在棱上、2个在面心、1个在体心，相当于4个；乙中小黑球为4个，小白球8个在顶角、1个在体心，相当于2个；所以甲的化学式为Cu2O，乙的化学式为Cu2O；CuO、Cu2O中铜的价态不同，从核外电子排布式分析可知Cu2O中Cu+的d轨道为全充满状态，较稳定。
3、⑴A、D
⑵B、C
⑶A、B、C、D
⑷D
4、（1）原子；熔点高，硬度大，并且各数据均介于金刚石和晶体硅之间（2）12；60°；30
【解析】（1）根据题目所给信息，晶体硼熔沸点特别高，应为原子晶体；
（2）每个硼原子被5个等边三角形共用，每个等边三角形实际有1/5×3个硼原子，一共有3/5×20=12个硼原子；每个B—B被2个等边三角形共用，每个等边三角形实际有1/2×3个B—B键，共有3/2×20=30个B—B键。
4
分子晶体与原子晶体
【学习目标】
1、初步了解晶体的知识，知道晶体与非晶体的本质差异，学会识别晶体与非晶体的结构示意图；
2、知道晶胞的概念，了解晶胞与晶体的关系，学会通过分析晶胞得出晶体的组成；
3、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系；
4、知道分子晶体与原子晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。
【要点梳理】
要点一、晶体与非晶体
1、概念：
①晶体：质点（分子、离子、原子）在空间有规则地排列成的、具有整齐外型、以多面体出现的固体物质。晶体具有的规则的几何外形源于组成晶体的微粒按一定规律周期性的重复排列。
②非晶体：非晶态物质内部结构没有周期性特点，而是杂乱无章地排列，如：玻璃、松香、明胶等。非晶体不具有晶体物质的共性，某些非晶态物质具有优良的性质
要点诠释：晶体与非晶体的区分：
晶体是由原子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。周期性是晶体结构最基本的特征。许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的，但我们可以借助于显微镜观察，这也证明固体粉末仍是晶体，只不过晶粒太小了。
晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点。区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体，进行X—射线衍射实验，X射线透过晶体时发生衍射现象。
特别注意：一种物质是否晶体，是由其内部结构决定的，而非由外观判断。
2、分类：
3、晶体与非晶体的本质差异：
自范性
微观结构
晶体
有（能自发呈现多面体外形）
原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体
没有（不能自发呈现多面体外形）
原子排列相对无序
说明：
①自范性：晶体能自发性地呈现多面体外形的性质。所谓自范性即“自发”进行，但这里要注意，“自发”过程的实现仍需一定的条件。例如：水能自发地从高处流向低处，但若不打开拦截水流的闸门，水库里的水不能下泻；
②晶体自范性的条件之一：生长速率适当；
③晶体自范性的本质:是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
4、晶体形成的途径：
①熔融态物质凝固，例：熔融态的二氧化硅，快速冷却得到玛瑙，而缓慢冷却得到水晶。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；
③溶质从溶液中析出。
5、晶体的特性：
①有规则的几何外形；
②有固定的熔沸点；
③各向异性（强度、导热性、光学性质等）；
说明：因研究角度不同而产生差异，即为各向异性。
例如：蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；
石墨在与层垂直的方向上的导电率是层平行的方向上的导电率1/104。
④自发的形成多面体外形；
⑤有特定的对称性；
⑥使X射线产生衍射。
要点二、晶胞
1、定义：晶体中重复出现的最基本的结构单元。
晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，所谓“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所谓“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。
说明：划分晶胞要遵循2个原则：一是尽可能反应晶体内部结构的对称性，二是尽可能小。
2、三种典型的立方晶体结构：
说明：晶胞的顶角原子是8个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是4个晶胞共用的，晶胞面上的原子是2个晶胞共用的。
3、晶胞中原子个数的计算：
位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有1/8；
位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有1/4；
位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有1/2；
位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有1。
要点三、晶胞中原子个数的计算：
在一个晶胞结构中出现的多个原子，这些原子并不是只为这个晶胞所独立占有，而是为多个晶胞所共有，那么，在一个晶胞结构中出现的每个原子，这个晶体能分摊到多少比例，这就是分摊法。分摊法的根本目的是算出一个晶胞单独占有的各类原子的个数。
分摊法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是1/x。在立体晶胞中，原子可以位于它的顶点，也可以位于它的棱上，还可以在它的面上（不含棱），当然，它的体内也可以有原子。每个顶点被8个晶胞共有，所以晶胞对自己顶点上的每个原子只占1/8份额；每条棱被4个晶胞共有，所以晶胞对自己棱上的每个原子只占1/4份额；每个面被2个晶胞共有，所以晶胞对自己面上（不含棱）的每个原子只占1/2份额；晶胞体内的原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞。
①每个晶胞涉及A原子数目m个，每个A原子为n个晶胞共有，则每个晶胞占有A原子：m×1/n。
②计算方法
位置
顶点
棱边
面心
体心
贡献
1/8
1/4
1/2
1
要点四、判断晶体类型的依据：
(1)看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用
对于分子晶体,构成晶体的微粒是分子，微粒间的相互作用是分子间作用力；
对于原子晶体，构成晶体的微粒是原子，微粒间的相互作用是共价键。
(2)看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度等)
一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是：原子晶体>分子晶体。原子晶体比分子晶体的熔沸点高得多。
(3)依据物质的分类判断
金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。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）是分子晶体。常见的原子晶体单质有金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。金属单质（除汞外）与合金都是金属晶体。
要点五、晶体熔、沸点比较规律：
（1）不同晶体类型的物质：原子晶体>分子晶体；
（2）同一晶体类型的物质，需比较晶体内部粒子间的作用力，作用力越大，熔沸点越高。
原子晶体：要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔沸点越高，如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
分子晶体：分子组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，
如熔沸点：O2>N2、HI>HBr>HCl。
组成结构不相似的物质，分子的极性越大，其熔沸点就越高，
如熔沸点：CO>N2。
由上述可知，同类晶体熔沸点比较思路为：原子晶体→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。
要点六、分子晶体
1、定义：
含分子的晶体称为分子晶体，也就是说，分子间以分子间作用力相结合的晶体叫做分子晶体。
例：干冰晶体中只含有CO2分子，碘晶体中只含有I2分子。
2、构成微粒：分子。
3、微粒间的作用力：分子间作用力——范德华力和氢键
一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高。但是有些氢化物的熔点和沸点的递变不完全符合此规律。例如：
H2O的沸点就出现反常。因为H2O分子之间的主要作用力是氢键（当然也存在范德华力）。
氢键形成的过程：
①氢键形成的条件：半径小，吸引电子能力强的原子（N、O、F）与H原子；
②氢键的定义：半径小、吸引电子能力强的原子与H原子之间的静电吸引作用。氢键可看作是一种比较强的分子间作用力；
③氢键对物质性质的影响：氢键使物质的熔沸点升高。如H2O、HF、NH3的沸点出现反常现象。
4、较典型的分子晶体：
①所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等；
②部分非金属单质，如卤素X2、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)等；
③部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2等；
④几乎所有的酸；
⑤绝大多数有机物的晶体。
5、分子晶体的物理特性：
熔沸点较低、易升华、硬度小。一般都是绝缘体，固态和熔融状态都不导电。
6、分子晶体的结构特点：
①对于大多数分子晶体结构，如果分子间作用力只是范德华力。以一个分子为中心，其周围通常可以有几个紧邻的分子。如O2、C60，把这一特征叫做分子紧密堆积。
实例：干冰的晶体结构晶胞模型。
干冰晶体中CO2分子之间只存在分子间作用力不存在氢键，因此干冰中CO2分子紧密堆积。每个CO2分子周围，最近且等距离的CO2分子数目有12个。
一个CO2分子处于三个相互垂直的面的中心，在每个面上，处于四个对角线上各有一个CO2分子，所以每个CO2分子周围最近且等距离的CO2分子数目是12个。
②分子间除范德华力外还有其他作用力（如氢键），如果分子间存在着氢键，分子就不会采取紧密堆积的方式。
实例：冰的晶体结构。
在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，形成正四面体。氢键不是化学键，比共价键弱得多却跟共价键一样具有方向性，而氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子的相互吸引，这一排列使冰晶体中空间利用率不高，皆有相当大的空隙，使得冰的密度减小。
说明：分子的密度取决于晶体的体积，取决于紧密堆积程度，分子晶体的紧密堆积由两个因素决定：范德华力和分子间氢键。
要点七、原子晶体：
1、定义：相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。
2、构成微粒：原子。
3、微粒间的作用力：共价键。
4、原子晶体的物理性质：
熔、沸点很高，硬度很大；难溶于一般的溶剂；不导电。
5、常见的原子晶体：
①某些非金属单质，如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)等；
②某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)等；
③某些氧化物，如氧化铝(Al2O3)等。
小结：
①原子晶体可以为单质，也可是化合物；
②原子晶体中微粒间的作用力为较强的共价键；
③由于原子晶体中，原子间用较强的共价键相结合，因而熔、沸点很高、硬度很大，并难溶于溶剂；
④原子晶体中，原子按一定规律在空间排列（见课本金刚石晶体结构示意图）；
⑤原子晶体熔点的比较，其实质为键能的比较，可视为成键的两原子核间距离的比较，即键长的比较；
⑥原子晶体中不存在单个分子，原子晶体的化学式不代表其分子式。
6、典型的原子晶体——金刚石
①金刚石中每个C原子以sp3杂化，每个碳原子被相邻的4个碳原子包围，以σ键跟4个碳原子相连，形成四面体。这些四面体向空间发展，构成一个坚实的、彼此联结的空间网状晶体。每个
C-C键长相等，键角均为109°28′
②晶体中最小环由6个C组成且不共平面。1个环中平均含有6×1/12=1/2个C原子，含C-C键数为6×1/6=1；
注意：石墨虽和金刚石都是由碳原子形成的单质,但石墨是一种混合型晶体。层内存在共价键,层间以分子间作用力结合,兼具有原子晶体、分子晶体的特征。层内，每个碳原子与其他3个碳原子形成C-C键，构成正六边形，键角为120°，形成平面网状结构，因此，石墨的熔点很高；但在层与层之间以分子间作用力结合，容易滑动，因此石墨的硬度很小。
要点诠释：各类晶体主要特征
分子晶体
原子晶体
构成晶体微粒
分子
原子
形成晶体的作用力
分子间作用力
共价键
物理性质
熔沸点
较低
很高
硬度
较小
较大
导电性
固态和熔融状态都不导电
不导电
溶解性
相似相溶
难溶于常见溶剂
典型实例
P4、干冰、硫
金刚石、二氧化硅
【典型例题】
类型一：晶体与非晶体的区分
例题1
晶体与非晶体的严格判别可采用
( )
A、有否自范性 B、有否各向同性 C、有否固定熔点
D、有否周期性结构
【思路点拨】本题考查晶体与非晶体的区别，注意对基本概念的理解。
【答案】D
【解析】晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列。
【总结升华】晶体粒子在微观空间里的排列与结构的有序性，使晶体表现出许多与非晶体不同的性质。如熔点、强度、导热性、光学性质等。
举一反三：
【变式1】（2019
天津测试）李茜同学在某网站上找到一张固体X的结构示意图（如下图所示），这张图说明固体X（
）。
A．是晶体
B．是非晶体
C．可能是晶体，也可能是非晶体
D．无法确定
【答案】B
【解析】由X的结构示意图可知，其内部原子的排列呈现杂乱无章的分布状态，故X为非晶体。
类型二：判断晶体类型的依据
例题2
下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是(
)
A、固态氢 B、固态氖
C、磷
D、三氧化硫
【思路点拨】考查分子晶体的判断方法。
【答案】B
【解析】四种物质都是分子晶体，构成分子晶体的微粒是分子，其中氖称为单原子分子。
【总结升华】判断晶体类型的方法有很多，可根据物质的分类判断，可根据构成晶体的微粒判断等，另外要记忆常见物质的晶体类型。
举一反三：
【变式1】下列晶体中属于原子晶体的是(
)
A.、氖
B、食盐
C、干冰
D、金刚石
【答案】D
类型三：晶胞与晶体的关系
例题3（1）（2019
课标Ⅰ）早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：
①准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。
②Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。
（2）（2019
江苏高考）Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。
（3）（2019
四川高考）X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2+离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。
【思路点拨】
（1）X—射线衍射法是鉴定晶体的科学方法。（2）根据长方体结构，利用不同位置原子的均摊原则确定原子个数。
【答案】（1）①X—射线衍射
②16
（2）12
（3）2∶1
【解析】（1）①区分晶体、非晶体的科学方法是X—射线衍射法。②根据均摊法，Cu2O晶胞中有8个氧原子，则应该有16个铜原子。
（2）观察铜晶胞的结构可知，每个铜原子在空间x、y、z三个平面上均有4个与之距离最近的铜原子，总数为4×3=12个。
（3）由晶胞结构可看出，阳离子位于顶角和体心，故阳离子个数=×8+1=2，阴离子位于面上和体内，故阴离子个数=×4+2=4，故阴离子与阳离子个数比为2∶1。
【总结升华】晶体结构、晶胞对质点的占有率类习题，最常见的题型就是已知晶胞的结构而求晶体的化学式。解答这类习题首先要明确一个概念：由晶胞构成的晶体，其化学式不一定是表示一个分子中含有多少个原子，而是表示每个晶胞中平均含有各类原子的个数，即各类原子的最简个数比。
举一反三：
【变式1】如右图，石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有碳原子数目为（
）
A、2
B、3
C、4
D、6
【答案】A
【解析】每个C原子被3个正六边形所共用，所以每个正六边形占有6个1/3的C原子。
类型四：晶体熔、沸点的比较规律
例题4
已知BBr3的熔点是－46℃，KBr的熔点是734℃，试估计它们各属于哪一类晶体。
【思路点拨】不同晶体类型的熔沸点取决因素不同，熔沸点的高低有一定差异。
【答案】BBr3是分子晶体，KBr是离子晶体。
【解析】BBr3是由非金属元素组成的，属于共价化合物，由于BBr3的熔点为－46℃，熔点很低，所以BBr3在固态时是以分子间作用力形成的晶体。KBr是由活泼金属和活泼非金属元素组成的化合物，熔点相对较高，所以KBr属于离子晶体。
【总结升华】本节所学两种晶体：分子晶体和原子晶体，熔沸点高低差异很大。分子晶体熔沸点高低取决于分子间作用力，绝大多数分子晶体中的分子间作用力只是范德华力，少数分子晶体中还存在氢键。分子间作用力较小，分子晶体熔沸点较低。而原子晶体中微粒间的作用力是较强的共价键，因此熔沸点很高；成键原子半径越小，键长越短，键能越大，原子晶体的熔沸点越高。
举一反三：
【变式1】碳化硅的一种晶体（SiC）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。下列三种晶体：①
金刚石
②晶体硅
③
碳化硅中，它们的熔点由高到低的顺序是
A、①
③
② B、②
③
①
C、③
①
②
D、②
①
③
【答案】A
【解析】在原子晶体中，原子半径越小、键长越短、键能越大，熔、沸点越高。题目中所给的信息是有关SiC的结构知识，比较碳原子和硅原子的半径，应得出Si－Si键的键长比Si－C键的键长长，Si－C键比C－C键的键长长，所以键能由高到低的顺序应该是：C－C键>C－Si键>Si－Si键，由此可推出熔点由高到低的顺序是：①
③
②
【巩固练习】
一、选择题
1、下列物质中属于晶体的是（
）
A、橡胶
B、玻璃
C、食盐
D、水晶
2、下列不属于晶体的特点是（
）
A、所有晶体都有一定的规整外形 B、一定有各向异性
C、一定有固定的熔点 D、一定是无色透明的固体
3、下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（
）
A、晶体一定比非晶体的熔点高
B、晶体有自范性但排列无序
C、非晶体无自范性而且排列无序
D、固体SiO2一定是晶体
4、制取晶体的方法中，不正确的是（
）
A、熔融态物质凝固
B、气态物质冷却不经过液态直接凝固（凝华）
C、溶质从溶液中析出
D、萃取、分液
5、有关晶胞的叙述正确的是（
）
A、晶胞是晶体结构中的基本结构单元
B、根据晶体的不同，晶胞可以是多种形状的几何体
C、晶胞都是平行六面体
D、晶胞都是正八面体
6、（2019
太原检测）晶体具有各向异性。如蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率是与层平行的方向上的导电率的1／104。晶体的各向异性主要表现在（
）。
①硬度
②导热性
③导电性
④光学性质
A．只有①③
B．只有②④
C．只有①②③
D．①②③④
7、石墨晶体中，层与层之间的结合力是（
）
A、金属键
B、共价键
C、分子间作用力
D、离子键
8、固体熔化时必须破坏非极性共价键的是（
）
A、冰 B、晶体硅 C、溴单质 D、二氧化硅
9、下列说法中，正确的是
（
）
A、冰熔化时，分子中H—O键发生断裂
B、原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点就越高
C、分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔沸点就越高
D、分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定
10、下列各组中都属于分子晶体的是（
）
A、碘、二氧化碳、白磷、C60 B、食盐、二氧化碳、白磷、二氧化硅
C、SO2、金刚石、N2、铜 D、醋酸、甲烷、石墨、氧化钠
11、水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是-60.7℃，引起这种差异的主要原因是（
）
A、范德华力 B、共价键 C、氢键
D、相对分子质量
12、构成SiO2的化学键和构成CO2分子的化学键都是极性键，在性质上两者差异很大的原因是（
）
A、SiO2和CO2都属于原子晶体
B、SiO2和CO2都是分子晶体
C、前者是原子晶体，后者是分子晶体
D、前者是分子晶体，后者是原子晶体
13、（2019
温州模拟）有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X+与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：Z2－＞W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是（
）。
A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物
B．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低
C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体
D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
14、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（
）
A、SO2与SiO2
B、CO2与H2O
C、C与HCl
D、CCl4与SiC
二、非选择题
1、在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象：
⑴在表面皿上加少量冷水的作用是__________________。
⑵观察到的实验现象是__________________ ，__________________。
⑶在表面皿上是碘的_________________（填“晶体”、“非晶体”）
⑷这种方法是______________，制取晶体的方法还有_______________、_______________。
2、（2019
河北唐山联考）已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E+的核外有3层电子且各层均处于全满状态。请填写下列空白。
（1）E元素基态原子的核外电子排布式为________。
（2）B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________（填元素符号），其原因为________。
（3）B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子杂化类型为________；1
mol
B2A4分子中含________molσ键。
（4）已知D、E能形成晶胞如图所示的两种化合物，则两种化合物的化学式，甲为________，乙为________；高温时，甲易转化为乙的原因为________。
3、选择以下物质填写下列空白：
A、干冰
B、氯化铵
C、烧碱
D、固体碘
⑴晶体中存在分子的是__________________；(填写序号，下同)
⑵晶体中既有离子键又有共价键的是__________________；
⑶熔化时不需要破坏共价键的是__________________；
⑷通常情况下能升华的是__________________。
4、单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答：
（1）晶体硼的晶体类型属于____________________晶体，理由是_____________
。
（2）已知晶体的结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如下图），其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子。通过观察图形及推算，得出此基本结构单元是由__________个硼原子构成的，其中B—B键的键角为____________，共含有___________个B—B键。
【参考答案与解析】
一、选择题
1、CD
【解析】考查常见的晶体、非晶体的记忆。
2、D
【解析】某些晶体可能是固体粉末，用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形，固体粉末仍是晶体。晶体不一定是无色的。
3、C
【解析】A错误，晶体与非晶体的区别是微观粒子的排列方式，和熔点无关；晶体有自范性排列有序、非晶体无自范性排列无序；固体SiO2不一定是晶体，比如：沙子。
4、D
【解析】常见的制取晶体有A、B、C三种方法。
5、AC
【解析】晶胞是晶体结构的基本单元。一般来说，晶胞都是平行六面体。
6、D
【解析】晶体的各向异性反映了晶体内部质点排列的高度有序性，表现在硬度、导热性、导电性、光学性质等方面。
7、C
【解析】石墨是混合型晶体，为平面网状结构。层内作用力是共价键，决定了石墨的熔点很高（比金刚石还高）；层间作用力是范德华力，决定了石墨的硬度很小。
8、B
【解析】分子晶体熔化时需克服分子间作用力，如：A、C是分子晶体；原子晶体熔化时需克服共价键，如：B、D，晶体硅需克服Si-Si键、二氧化硅需克服Si-O键。
9、B
【解析】AC错误，分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，冰熔化时需克服分子间作用力（范德华力和氢键），共价键不断裂；B正确，原子晶体的熔沸点与键能有关；D错误，分子的稳定性与键能有关。
10、A
【解析】非金属氢化物、部分非金属单质、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。B选项中的食盐、二氧化硅，C选项中的金刚石、铜，D选项中的石墨、氧化钠都不是分子晶体。
11、C
【解析】考查有关氢键的知识。
12、C
【解析】常见物质晶体类型和性质的理解。SiO2是原子晶体，熔沸点和键能有关；CO2是分子晶体，熔沸点和分子间作用力有关，所以两者熔沸点差异很大。但C—O键比Si—O键的键能大，CO2
稳定性比SiO2强。
13、D
【解析】短周期元素中，X+与M2－具有相同的电子层结构，且X、Y、Z、W
同周期，则可推出X是Na，M是O；Z、M同主族，则Z是S；由离子半径：Z2－＞W－知，W是Cl；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是重要的半导体材料，可知Y是Si。A项，Na、O可形成Na2O、Na2O2两种化合物。B项，H2O分子间有氢键，其沸点比HCl、H2S高。C项，晶体硅是原子晶体，S、Cl2的晶体属于分子晶体。D项，Cl2、O，均可作为水处理中的消毒剂。
14、B
【解析】A项，都是共价键，分别是分子晶体、原子晶体，B项，都是共价键，都是分子晶体；C项，都是共价键，分别是原子晶体、分子晶体；D项，都是共价键。分别是分子晶体、原子晶体。
二、非选择题
1、⑴冷却碘蒸汽
⑵烧杯中充满紫色的蒸汽，在表面皿上有紫黑色的晶体
⑶晶体
⑷凝华，熔融态物质凝固、结晶
【解析】本题考查有关晶体制取的方法。
2、（1）1s22s22p63s23p63d104s1
（2）C＜O＜N
同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势，但氮元素最外层电子达到半满的稳定状态，其第一电离能大于氧元素
（3）sp2杂化
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（4）CuO
Cu2O
Cu2O中Cu+的d轨道为全充满状态，较稳定
【解析】A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，可知A为H；B原子核外有6个电子，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍，可知B为碳原子；D原子L电子层上有2对成对电子，可知D为氧原子；根据原子序数关系，C只能为氮原子；E+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，可知E为Cu。
（1）铜元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；
（2）B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C＜O＜N；同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势，但氮元素最外层电子达到半满的稳定状态，其第一电离能大于氧元素；
（3）B2A4是乙烯，由CH2＝CH2可知一个乙烯分子中含有5个σ键；
（4）甲中小黑球为4个，小白球8个在顶角、4个在棱上、2个在面心、1个在体心，相当于4个；乙中小黑球为4个，小白球8个在顶角、1个在体心，相当于2个；所以甲的化学式为Cu2O，乙的化学式为Cu2O；CuO、Cu2O中铜的价态不同，从核外电子排布式分析可知Cu2O中Cu+的d轨道为全充满状态，较稳定。
3、⑴A、D
⑵B、C
⑶A、B、C、D
⑷D
4、（1）原子；熔点高，硬度大，并且各数据均介于金刚石和晶体硅之间（2）12；60°；30
【解析】（1）根据题目所给信息，晶体硼熔沸点特别高，应为原子晶体；
（2）每个硼原子被5个等边三角形共用，每个等边三角形实际有1/5×3个硼原子，一共有3/5×20=12个硼原子；每个B—B被2个等边三角形共用，每个等边三角形实际有1/2×3个B—B键，共有3/2×20=30个B—B键。
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