高中 化學(xué) 選擇性必修2 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)《第三節(jié) 第2課時(shí) 過渡晶體與混合型晶體、晶體類型的比較》教學(xué)設(shè)計(jì)

第2課時(shí)過渡晶體與混合型晶體、晶體類型的比較[課程標(biāo)準(zhǔn)]1.能借助四類典型晶體的模型認(rèn)識(shí)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.知道介于典型晶體之間的過渡晶體及混合型晶體是普遍存在的。任務(wù)一過渡晶體與混合型晶體硅酸鈉，俗稱泡花堿，其水溶液俗稱水玻璃，是一種礦黏合劑。固態(tài)Na2O·nSiO2是一種中間產(chǎn)品，外觀大多呈現(xiàn)淡藍(lán)色。硅酸鈉與碳酸鈉不同，在硅酸鈉中不存在簡單的SiOeq\o\al(2－,3)，硅酸鈉其實(shí)是一種過渡晶體。在硅酸鹽中，SiOeq\o\al(4－,4)四面體(如圖a)通過共用頂角氧原子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)形式。圖b為一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根。問題1：在硅酸鈉中存在的化學(xué)鍵是什么？問題2：硅酸鈉內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是怎樣的？問題3：由圖b判斷其中Si與O的原子數(shù)之比，并確定其化學(xué)式。提示：問題1：存在離子鍵和共價(jià)鍵。問題2：硅酸鈉中的硅氧四面體通過共用頂角O原子而連成較大的鏈狀硅酸鹽單元，然后帶負(fù)電的鏈狀硅酸鹽單元與金屬陽離子以離子鍵相互作用。問題3：1∶3；SinOeq\o\al(2n－,3n)。圖b是一種無限長單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根，每個(gè)結(jié)構(gòu)單元中有兩個(gè)氧原子與另外兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元頂角共用，故每個(gè)結(jié)構(gòu)單元含有1個(gè)硅原子、3個(gè)氧原子，硅原子與氧原子數(shù)之比為1∶3；其中Si和O的化合價(jià)分別為＋4、－2，所以多硅酸根離子的化學(xué)式為SinOeq\o\al(2n－,3n)。一、過渡晶體1．四類典型的晶體是指分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體和離子晶體。2．過渡晶體：介于典型晶體之間的晶體。(1)幾種氧化物的化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)：氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分?jǐn)?shù)/%62504133從上表可知，表中4種氧化物晶體中的化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價(jià)鍵，這些晶體既不是純粹的離子晶體也不是純粹的共價(jià)晶體，只是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過渡晶體。(2)偏向離子晶體的過渡晶體在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近，因而通常當(dāng)作離子晶體來處理，如Na2O等。同樣，偏向共價(jià)晶體的過渡晶體則當(dāng)作共價(jià)晶體來處理，如Al2O3、SiO2等。二、混合型晶體1．晶體模型2．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——層狀結(jié)構(gòu)(1)同層內(nèi)碳原子采取sp2雜化，以共價(jià)鍵(σ鍵)結(jié)合，形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。(2)層與層之間靠范德華力維系。(3)石墨的二維結(jié)構(gòu)內(nèi)，每個(gè)碳原子的配位數(shù)為3，有一個(gè)未參與雜化的2p電子，它的原子軌道垂直于碳原子平面。3．晶體類型：石墨晶體中，既有共價(jià)鍵，又有類似金屬晶體的導(dǎo)電性和范德華力，屬于混合型晶體。4．性質(zhì)：熔點(diǎn)很高、質(zhì)軟、易導(dǎo)電等。三、納米材料1．定義三維空間尺寸至少有一維處于納米尺度的、具有特定功能的材料。2．結(jié)構(gòu)納米材料由直徑為幾個(gè)或幾十個(gè)納米的顆粒和顆粒間的界面兩部分組成。納米顆粒內(nèi)部具有晶狀結(jié)構(gòu)，界面則為無序結(jié)構(gòu)，因此納米材料具有既不同于微觀粒子又不同于宏觀物體的獨(dú)特性質(zhì)。3．構(gòu)成粒子(1)納米材料的結(jié)構(gòu)粒子是排列成了納米量級(jí)的原子團(tuán)。(2)通常，組成納米材料的晶狀顆粒內(nèi)部的有序原子與晶粒界面的無序原子各約占原子總數(shù)的50%，從而形成與晶態(tài)、非晶態(tài)均不同的一種新的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。納米材料的粒子細(xì)化和界面原子比例較高。1．正誤判斷，錯(cuò)誤的說明原因。(1)石墨轉(zhuǎn)化為金剛石既有共價(jià)鍵的斷裂和生成，也有分子間作用力的破壞。答案：正確。(2)氧化鎂晶體中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為50%，氧化鎂晶體是一種過渡晶體。答案：正確。(3)Al2O3是偏向離子晶體的過渡晶體，當(dāng)作離子晶體來處理；SiO2是偏向共價(jià)晶體的過渡晶體，當(dāng)作共價(jià)晶體來處理。答案：錯(cuò)誤，Al2O3和SiO2都是偏向共價(jià)晶體的過渡晶體，當(dāng)作共價(jià)晶體來處理。(4)Na2O中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為62%，則Na2O不是純粹的離子晶體，是離子晶體與共價(jià)晶體之間的過渡晶體。答案：正確。2．過渡晶體。(1)四類典型晶體是________、________、________、________。(2)離子晶體和共價(jià)晶體的過渡標(biāo)準(zhǔn)是化學(xué)鍵中________________。離子鍵成分的________，作為離子晶體處理，離子鍵成分的________，作為共價(jià)晶體處理。(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七種氧化物中從左到右，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)越來越小，其中作為離子晶體處理的是________________；作為共價(jià)晶體處理的是____________________；作為分子晶體處理的是________________________。答案：(1)分子晶體共價(jià)晶體金屬晶體離子晶體(2)離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)大百分?jǐn)?shù)小(3)Na2O、MgOAl2O3、SiO2P2O5、SO3、Cl2O7解析：四類典型晶體是分子晶體、共價(jià)晶體、金屬晶體、離子晶體；離子晶體和共價(jià)晶體的過渡標(biāo)準(zhǔn)是化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)。離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)大，作為離子晶體處理，離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小，作為共價(jià)晶體處理。任務(wù)二四種晶體類型的比較下表是六種晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)：物質(zhì)BNSi3N4BF3AlF3CF4SiF4熔點(diǎn)/℃27002173－127>1000－183－90問題1：表中六種晶體屬于離子晶體和共價(jià)晶體的分別是哪種？問題2：CF4、SiF4、BF3三者和AlF3熔點(diǎn)相差較大，原因是什么？問題3：BN的熔點(diǎn)高于BF3和Si3N4的原因是什么？提示：問題1：AlF3是離子晶體；BN、Si3N4是共價(jià)晶體。問題2：CF4、SiF4、BF3都是分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，分子間作用力相差較小，所以熔點(diǎn)相差較小；AlF3通過離子鍵形成離子晶體，破壞離子鍵需要能量多得多，所以熔點(diǎn)相差較大。問題3：BN為共價(jià)晶體，BF3為分子晶體，共價(jià)鍵強(qiáng)于分子間作用力；BN與Si3N4均為共價(jià)晶體，硼原子半徑小于硅原子，故B—N鍵鍵能大于Si—N鍵，BN的熔點(diǎn)大于Si3N4。四種晶體類型晶體分子晶體離子晶體金屬晶體共價(jià)晶體構(gòu)成微粒分子陰、陽離子金屬陽離子、自由電子原子微粒間作用力范德華力(少數(shù)有氫鍵)離子鍵金屬鍵共價(jià)鍵性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較低較高一般較高很高硬度小略硬而脆一般較大很大溶解性相似相溶多數(shù)溶于水不溶，有些與水反應(yīng)不溶機(jī)械加工性能不良不良良好不良導(dǎo)電性固態(tài)、液態(tài)均不導(dǎo)電，部分溶于水時(shí)導(dǎo)電固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，熔融時(shí)導(dǎo)電，能溶于水的溶于水時(shí)導(dǎo)電固態(tài)、熔融態(tài)時(shí)導(dǎo)電大部分固態(tài)、熔融時(shí)都不導(dǎo)電作用力大小規(guī)律組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量大的范德華力大離子所帶電荷數(shù)多、半徑小的離子鍵強(qiáng)價(jià)電子數(shù)多、半徑小的金屬離子與自由電子間的作用力強(qiáng)共價(jià)鍵鍵長短(電子云重疊多)、原子半徑小的共價(jià)鍵穩(wěn)定2.晶體類型的判斷方法(1)依據(jù)組成晶體的微觀粒子和粒子間的作用判斷分子間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)鍵形成的晶體屬于共價(jià)晶體；由陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體屬于離子晶體；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)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷①活潑金屬的氧化物(如Na2O、MgO等)、強(qiáng)堿[如KOH、Ba(OH)2等]和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。②大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硼、晶體硅等外)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、稀有氣體、絕大多數(shù)有機(jī)物(除有機(jī)鹽外)是分子晶體。③常見的共價(jià)晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硼、晶體硅等；常見的共價(jià)晶體化合物有碳化硅、SiO2等。④金屬單質(zhì)(除汞外)與合金均屬于金屬晶體。(3)依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷離子晶體的熔點(diǎn)較高，常在數(shù)百至幾千攝氏度；共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高，常在一千至幾千攝氏度；分子晶體的熔點(diǎn)較低，常在數(shù)百攝氏度以下或很低溫度；金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高，但也有熔點(diǎn)相當(dāng)?shù)偷摹?4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷離子晶體在水溶液中和熔融狀態(tài)下都導(dǎo)電；共價(jià)晶體一般為非導(dǎo)體，但晶體硅能導(dǎo)電；分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子，也能導(dǎo)電；金屬晶體是電的良導(dǎo)體。(5)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷離子晶體硬度較大或略硬而脆；共價(jià)晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性。1．正誤判斷，錯(cuò)誤的說明原因。(1)分子晶體中的每個(gè)分子內(nèi)一定含有共價(jià)鍵。答案：錯(cuò)誤，稀有氣體組成的分子晶體沒有共價(jià)鍵。(2)共價(jià)晶體中的相鄰原子間只存在非極性共價(jià)鍵。答案：錯(cuò)誤，共價(jià)晶體中的相鄰原子間也可存在極性共價(jià)鍵，例如二氧化硅。(3)離子晶體中可能含有共價(jià)鍵。答案：正確。(4)金屬晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高。答案：金屬晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)不能確定，有的很高，有的很低。2．四種物質(zhì)的一些性質(zhì)如下表：物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃其他性質(zhì)單質(zhì)硫120.5271.5—單質(zhì)硼23002550硬度大氯化鋁190182.7177.8℃升華苛性鉀3001320晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電晶體類型：單質(zhì)硫是__________________晶體；單質(zhì)硼是__________晶體；氯化鋁是________________晶體；苛性鉀是____________晶體。答案：分子共價(jià)分子離子解析：單質(zhì)硫?yàn)榉墙饘賳钨|(zhì)，其熔、沸點(diǎn)都較低，為分子晶體；單質(zhì)硼為非金屬單質(zhì)，其熔、沸點(diǎn)都很高，為共價(jià)晶體；氯化鋁為化合物，其熔、沸點(diǎn)都較低，并能在較低溫度下升華，為分子晶體；苛性鉀為化合物，其熔點(diǎn)較高，沸點(diǎn)很高，晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電，為離子晶體。歸納總結(jié)比較不同晶體熔、沸點(diǎn)的基本思路首先看物質(zhì)的狀態(tài)，一般情況下是固體>液體>氣體；再看物質(zhì)所屬類型，一般是共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體(注意：不是絕對(duì)的，如氧化鋁的熔點(diǎn)大于晶體硅)，結(jié)構(gòu)類型相同時(shí)再根據(jù)相應(yīng)規(guī)律進(jìn)行判斷。同類晶體熔、沸點(diǎn)比較思路：共價(jià)晶體→共價(jià)鍵鍵能→鍵長→原子半徑；分子晶體→分子間作用力→相對(duì)分子質(zhì)量；離子晶體→離子鍵強(qiáng)弱→離子所帶電荷數(shù)、離子半徑；金屬晶體→金屬鍵強(qiáng)弱→金屬陽離子所帶電荷數(shù)、金屬陽離子半徑。1．下列晶體最能體現(xiàn)過渡晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的是()A．金剛石 B．CsClC．Al2O3 D．KF答案：C解析：金剛石是典型的共價(jià)晶體；CsCl、KF是典型的離子晶體；Al2O3晶體中離子鍵的百分?jǐn)?shù)只有41%，最能體現(xiàn)過渡晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。2.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)(如圖)。以下有關(guān)石墨晶體的說法正確的一組是()①石墨中的C為sp3雜化；②石墨是混合型晶體；③每個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是2個(gè)；④石墨熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都比金剛石低；⑤石墨中碳原子數(shù)和C—C鍵之比為1∶2；⑥石墨和金剛石的硬度相同；⑦石墨層內(nèi)導(dǎo)電性和層間導(dǎo)電性不同A．①②④ B．①②⑥C．②③⑦ D．②④⑤答案：C解析：①石墨層內(nèi)為平面結(jié)構(gòu)，因此石墨中的C為sp2雜化，錯(cuò)誤；②石墨中存在范德華力和共價(jià)鍵，還有類似金屬鍵的特性，故石墨晶體兼有共價(jià)晶體、分子晶體、金屬晶體的特征，屬于混合型晶體，正確；③每個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是6×eq\f(1,3)＝2，正確；④石墨的熔點(diǎn)比金剛石的高，錯(cuò)誤；⑤石墨中每個(gè)碳原子成3×eq\f(1,2)＝1.5個(gè)共價(jià)鍵，因此石墨中碳原子數(shù)和C—C個(gè)數(shù)之比為2∶3，錯(cuò)誤；⑥石墨質(zhì)軟，金剛石的硬度大，錯(cuò)誤；⑦石墨層內(nèi)存在大π鍵，電子能自由移動(dòng)，能夠?qū)щ?，而在層間只存在分子間作用力，因此層內(nèi)和層間導(dǎo)電性不同，正確；故選C。3．Ⅰ.現(xiàn)有5種固態(tài)物質(zhì)：四氯化硅、硼、石墨、銻、氖。將符合信息的物質(zhì)名稱和所屬晶體類型填在表格中。編號(hào)信息物質(zhì)名稱晶體類型(1)熔點(diǎn)：120.5℃，沸點(diǎn)：271.5℃，易水解(2)熔點(diǎn)：630.74℃，沸點(diǎn)：1750℃，導(dǎo)電續(xù)表編號(hào)信息物質(zhì)名稱晶體類型(3)由分子間作用力結(jié)合而成，熔點(diǎn)很低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(4)由共價(jià)鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)：2300℃，沸點(diǎn)：2550℃，硬度大(5)由共價(jià)鍵結(jié)合成層狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)高、能導(dǎo)電，具有滑膩感Ⅱ.(1)碳化硅(SiC)是一種晶體，具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各種晶體：①晶體硅②硝酸鉀③金剛石④碳化硅⑤干冰⑥冰，它們的熔點(diǎn)由高到低的順序是__________________________(填序號(hào))。(2)繼C60后，科學(xué)家又合成了Si60、N60。請(qǐng)解釋如下現(xiàn)象：熔點(diǎn)：Si60＞N60＞C60，而破壞分子所需要的能量：N60＞C60＞Si60，其原因是________________________________________________________________________________________________________。答案：Ⅰ.(1)四氯化硅分子晶體(2)銻金屬晶體(3)氖分子晶體(4)硼共價(jià)晶體(5)石墨混合型晶體Ⅱ.(1)③④①②⑥⑤(2)結(jié)構(gòu)相似的分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力(或范德華力)越強(qiáng)，熔化所需的能量越多，故熔點(diǎn)：Si60＞N60＞C60；而破壞分子需斷開化學(xué)鍵，元素電負(fù)性越強(qiáng)其形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定，斷鍵時(shí)所需能量越多，故破壞分子需要的能量：N60＞C60＞Si60解析：Ⅰ.共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)大于分子晶體的熔、沸點(diǎn)，共價(jià)晶體的硬度大于分子晶體的硬度，金屬晶體的熔、沸點(diǎn)及硬度差別較大；共價(jià)晶體和分子晶體在固態(tài)和熔化時(shí)不導(dǎo)電，金屬晶體具有良好的導(dǎo)電性；氖化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定；石墨是層狀結(jié)構(gòu)的混合型晶體，具有滑膩感。Ⅱ.(1)這些晶體中屬于共價(jià)晶體的有①③④，屬于離子晶體的有②，屬于分子晶體的有⑤⑥。一般來說，熔點(diǎn)高低順序?yàn)楣矁r(jià)晶體＞離子晶體＞分子晶體。(2)分子晶體的熔點(diǎn)與分子間作用力大小有關(guān)，而破壞分子則是破壞分子內(nèi)的共價(jià)鍵。課時(shí)測評(píng)20過渡晶體與混合型晶體、晶體類型的比較(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)題點(diǎn)一過渡晶體與混合型晶體1．下列關(guān)于過渡晶體的說法正確的是()A．石墨屬于過渡晶體B．SiO2屬于過渡晶體，但當(dāng)作共價(jià)晶體來處理C．絕大多數(shù)含有離子鍵的晶體都是典型的離子晶體D．Na2O晶體中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為100%答案：B解析：A.石墨為混合型晶體，不屬于過渡晶體，故A錯(cuò)誤；B.SiO2屬于過渡晶體，但性質(zhì)上更偏向共價(jià)晶體，故當(dāng)作共價(jià)晶體來處理，故B正確；C.大多數(shù)含有離子鍵的晶體不是典型的離子晶體，而是過渡晶體，故C錯(cuò)誤；D.金屬性越強(qiáng)，氧化物中離子鍵的百分?jǐn)?shù)越大，電負(fù)性相差越大，離子鍵百分?jǐn)?shù)越大，與電負(fù)性有關(guān)，Na2O晶體中離子鍵的百分?jǐn)?shù)是62%，故D錯(cuò)誤；故選B。2．氮化硼(BN)晶體有多種結(jié)構(gòu)，六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，有白色石墨之稱，具有電絕緣性，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，硬度可媲美鉆石，常被用作磨料和刀具材料。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，關(guān)于兩種晶體的說法，錯(cuò)誤的是()A．六方相氮化硼屬于混合型晶體，其層間是靠范德華力維系，所以質(zhì)地軟B．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大C．六方相氮化硼不能導(dǎo)電是因?yàn)槠鋵咏Y(jié)構(gòu)中沒有自由電子D．相同質(zhì)量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共價(jià)鍵數(shù)不相同答案：B解析：A.六方相氮化硼與石墨晶體相同，屬于混合型晶體，其層間是靠范德華力維系，所以質(zhì)地軟，A正確；B.立方相氮化硼含有共價(jià)鍵和配位鍵，為σ鍵，所以硬度大，B錯(cuò)誤；C.石墨層內(nèi)導(dǎo)電是由于層內(nèi)碳原子形成大π鍵，有自由移動(dòng)的電子，而六方相氮化硼不能導(dǎo)電是因?yàn)槠鋵咏Y(jié)構(gòu)中沒有自由電子，C正確；D.六方相氮化硼中氮形成三個(gè)共價(jià)鍵，而立方相氮化硼中氮形成四個(gè)共價(jià)鍵，則相同質(zhì)量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共價(jià)鍵數(shù)不相同，D正確；答案為B。3.如圖所示是從NaCl或CsCl的晶胞結(jié)構(gòu)中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖，其中屬于從NaCl晶胞中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是()A.圖(1)和(3) B．圖(2)和(3)C．圖(1)和(4) D．只有圖(4)答案：C解析：NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍最鄰近的Cl－有6個(gè)，構(gòu)成正八面體，同理，每個(gè)Cl－周圍最鄰近的6個(gè)Na＋也構(gòu)成正八面體，由此可知圖(1)和(4)是從NaCl晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖，C項(xiàng)正確。4．C60的晶胞(C60分子分別位于立方體的頂點(diǎn)和面心)如圖所示。下列說法正確的是()A．C60的摩爾質(zhì)量是720B．C60與苯互為同素異形體C．在C60晶胞中有4個(gè)C60分子D．每個(gè)C60分子周圍與它距離最近的C60分子有6個(gè)答案：C解析：C60的摩爾質(zhì)量為720g·mol－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由同種元素形成的不同單質(zhì)互為同素異形體，苯是由碳?xì)鋬煞N元素形成的化合物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在C60晶胞中含有C60分子的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，C項(xiàng)正確；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，以晶胞中頂點(diǎn)上的C60分子為研究對(duì)象，與它距離最近的C60分子分布在立方體的面心上，每個(gè)C60分子被8個(gè)立方體共用，故有12個(gè)面與之相連，所以每個(gè)C60分子周圍與它距離最近且等距離的C60分子有12個(gè)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。題點(diǎn)二四種晶體對(duì)照5．將SiCl4與過量的液氨反應(yīng)可生成化合物Si(NH2)4。將該化合物在無氧條件下高溫灼燒，可得到氮化硅(Si3N4)固體，氮化硅是一種新型的耐高溫、耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。則氮化硅所屬的晶體類型是()A．共價(jià)晶體 B．分子晶體C．混合型晶體 D．無法確定答案：A解析：根據(jù)在無氧條件下高溫灼燒，可得到氮化硅(Si3N4)固體，說明耐高溫。氮化硅是一種新型的耐高溫、耐磨材料，屬于共價(jià)晶體的性質(zhì)，是共價(jià)晶體，選A。6．下列關(guān)于物質(zhì)熔、沸點(diǎn)高低說法錯(cuò)誤的是()A．Li、Na、K、Rb、Cs的熔、沸點(diǎn)依次降低B．MgO比NaCl熔點(diǎn)高C．H2S、H2Se、H2Te的熔、沸點(diǎn)依次升高D．分子晶體中共價(jià)鍵的鍵能越大，分子晶體的熔、沸點(diǎn)越高答案：D解析：A.堿金屬按Li、Na、K、Rb、Cs的順序，半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，熔、沸點(diǎn)依次降低，故A正確；B.這兩種物質(zhì)都屬于離子晶體，r(O2－)＜r(Cl－)、r(Mg2＋)＜r(Na＋)，MgO陰、陽離子所帶電荷大于NaCl陰、陽離子所帶電荷，所以晶格能：MgO＞NaCl，則熔、沸點(diǎn)：MgO＞NaCl，故B正確；C.非金屬性：S＞Se＞Te，所以氫化物的穩(wěn)定性：H2S＞H2Se＞H2Te，這幾種物質(zhì)都不能形成分子間氫鍵，分子間作用力：H2S＜H2Se＜H2Te，所以熔、沸點(diǎn)：H2S＜H2Se＜H2Te，故C正確；D.分子晶體熔、沸點(diǎn)與分子間作用力、氫鍵有關(guān)，與化學(xué)鍵的鍵能無關(guān)，故D錯(cuò)誤；故選D。7．下列描述不正確的是()A．熔點(diǎn)由高到低：金剛石＞SiC＞晶體硅B．DNA分子的兩條長鏈中的堿基以氫鍵互補(bǔ)配對(duì)形成雙螺旋結(jié)構(gòu)C．水晶和干冰的熔化需克服相同類型的作用力D．石墨層與層間的主要作用力為范德華力，易發(fā)生相對(duì)滑移，因此石墨可用作潤滑劑答案：C解析：A.金剛石、SiC、晶體硅都屬于共價(jià)晶體，原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。形成共價(jià)鍵的原子半徑越小，形成的該共價(jià)鍵就越強(qiáng)，斷裂該共價(jià)鍵消耗的能量就越高，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高。原子半徑：C＜Si，共價(jià)鍵的鍵長：C—C＜C—Si＜Si—Si，所以熔點(diǎn)由高到低：金剛石＞SiC＞晶體硅，A正確；B.N元素的電負(fù)性較大，在DNA分子結(jié)構(gòu)中，由于堿基之間的氫鍵具有固定的數(shù)目和DNA兩條鏈之間的距離保持不變，所以DNA中的堿基互補(bǔ)配對(duì)是通過氫鍵來實(shí)現(xiàn)的，B正確；C.水晶是SiO2，屬于共價(jià)晶體，原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，物質(zhì)熔化需斷裂共價(jià)鍵，其熔點(diǎn)較高，干冰是固態(tài)CO2，CO2分子之間以分子間作用力結(jié)合形成分子晶體，物質(zhì)熔化需斷裂分子間作用力，而分子間作用力比共價(jià)鍵弱很多，因此物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)比較低，可見二者熔化需克服不同類型的作用力，C錯(cuò)誤；D.石墨屬于混合型晶體，在石墨的層內(nèi)C原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，在層與層間的主要作用力為范德華力，范德華力比較弱，層與層之間易發(fā)生相對(duì)滑移，因此石墨可用作潤滑劑，D正確；故選C。8．下列數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)：BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2－10720739208011291190－571723據(jù)此做出的下列判斷中錯(cuò)誤的是()A．鋁的化合物的晶體中有的不是分子晶體B．表中只有BCl3和干冰是分子晶體C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體答案：B解析：A.由表格數(shù)據(jù)可知，氯化鋁為熔點(diǎn)低的分子晶體，氟化鋁為熔點(diǎn)高的離子晶體，則鋁的化合物的晶體中有的不是分子晶體，故A正確；B.由表格數(shù)據(jù)可知，除三氯化硼和干冰是熔點(diǎn)低的分子晶體，氯化鋁也是熔點(diǎn)低的分子晶體，故B錯(cuò)誤；C.由表格數(shù)據(jù)可知，二氧化硅熔點(diǎn)高為共價(jià)晶體，而二氧化碳的熔點(diǎn)較低為分子晶體，則同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體，故C正確；D.鈉元素是ⅠA元素，鋁元素是ⅢA元素，氧化鈉和氧化鋁都屬于離子晶體，所以不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體，故D正確；故選B。9．如圖是石墨晶體的結(jié)構(gòu)及晶胞示意圖，有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．石墨中存在共價(jià)鍵和范德華力，因此屬于混合型晶體B．C—C—C的夾角：石墨＜金剛石C．石墨晶體沿片層與垂直片層方向的導(dǎo)電性不相同D．石墨晶體的密度為ρ＝eq\f(12×4,NA×2b×\f(\r(3),2)a2)g/pm3答案：B解析：A.石墨中的碳原子用sp2雜化軌道與相鄰的三個(gè)碳原子以σ鍵結(jié)合，形成正六角形的平面層狀結(jié)構(gòu)，而每個(gè)碳原子還有一個(gè)2p軌道，其中有一個(gè)2p電子。這些p軌道又都互相平行，并垂直于碳原子sp2雜化軌道構(gòu)成的平面，形成了大π鍵，這些π電子可以在整個(gè)碳原子平面上活動(dòng)，類似金屬鍵的性質(zhì)，石墨層之間存在分子間作用力，所以石墨中存在共價(jià)鍵和范德華力，屬于混合型晶體，故A正確；B.金剛石中碳原子與周圍4個(gè)碳原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子采取sp3雜化，鍵角為109°28′，而石墨中碳原子與周圍的碳原子形成3個(gè)C—C鍵，碳原子采取sp2雜化，鍵角為120°，故C—C—C鍵夾角大小為：石墨烯＞金剛石，故B錯(cuò)誤；C.石墨晶體中片層中存在可自由移動(dòng)的電子，導(dǎo)電性較強(qiáng)，垂直片層方向的作用力為分子間作用力，導(dǎo)電性較弱，所以石墨晶體沿片層與垂直片層方向的導(dǎo)電性不相同，故C正確；D.石墨晶胞中C原子個(gè)數(shù)＝1＋2×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,12)＋4×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,3)＋2×eq\f(1,6)＝4，晶胞體積＝a2×sin60°×2bpm3＝2b×eq\f(\r(3),2)a2pm3，石墨晶體密度＝eq\f(\f(M,NA)×4,V)＝eq\f(12×4,NA×2b×\f(\r(3),2)a2)g/pm3，故D正確；故選B。10．碳元素的單質(zhì)有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石晶胞的結(jié)構(gòu)圖，下列說法正確的是()A．三種單質(zhì)的晶體中C60晶體熔點(diǎn)最低B．假設(shè)金剛石晶體中最近碳原子相切，則晶胞的空間利用率為74%C．均為共價(jià)晶體D．C原子雜化方式均為sp3答案：A解析：A.C60為分子晶體，石墨為混合型晶體，金剛石為共價(jià)晶體，三種單質(zhì)的晶體中C60晶體熔點(diǎn)最低，A正確；B.晶胞中只有體對(duì)角線上的原子是密置的，體對(duì)角線與晶胞邊長a的關(guān)系是：eq\r(3)a＝8r(r表示原子半徑)，頂點(diǎn)兩個(gè)原子，里面對(duì)角線上三個(gè)，這樣找到a與r的關(guān)系，算出來的空間利用率是34.01%，B錯(cuò)誤；C.C60為分子晶體，C錯(cuò)誤；D.金剛石中碳原子與4個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，即sp3雜化，石墨和C60的碳原子為sp2雜化，D錯(cuò)誤；答案選A。11．下表是常見的晶胞結(jié)構(gòu)，下列說法正確的是()金剛石ZnSFe干冰A．金剛石是共價(jià)晶體，熔點(diǎn)關(guān)系為金剛石>晶體硅>碳化硅B．ZnS晶胞中，Zn2＋位于S2－所構(gòu)成的八面體空隙中C．Fe是金屬晶體，與Fe距離最近的Fe有4個(gè)D．干冰是分子晶體，由于分子間作用力弱，所以干冰熔點(diǎn)低答案：D解析：A.碳化硅中的Si—C鍵長比晶體硅中Si—Si鍵長短，鍵能更大，熔點(diǎn)高，所以熔點(diǎn)：碳化硅>晶體硅，金剛石中的C—C鍵長比Si—C鍵長短，所以熔點(diǎn)：金剛石>碳化硅，綜上，熔點(diǎn)：金剛石>碳化硅>晶體硅，故A錯(cuò)誤；B.ZnS晶胞中，S2－位于ZnS晶胞面心，所以S2－位于Zn2＋所構(gòu)成的四面體空隙中，故B錯(cuò)誤；C.從Fe的晶胞中可以看出，每個(gè)Fe原子周圍最近的Fe原子有8個(gè)，故C錯(cuò)誤；D.干冰屬于分子晶體，且只存在分子間作用力，由于分子間作用力弱，所以干冰熔點(diǎn)低，故D正確。12．石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。(1)圖甲中，1號(hào)C與相鄰C形成σ鍵的個(gè)數(shù)為________。(2)圖乙中，1號(hào)C的雜化方式是________，該C與相鄰C形成的鍵角________(填“＞”、“＜”或“＝”)圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角。(3)若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有________(填元素符號(hào))。答案：(1)3(2)sp3＜(3)O、H解析：(1)圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成3個(gè)C—C鍵，形成σ鍵的個(gè)數(shù)為3。(2)圖乙中，1號(hào)C形成3個(gè)C—C鍵及1個(gè)C—O鍵，則1號(hào)C的雜化方式為sp3，為四面體結(jié)構(gòu)，而石墨烯中C原子的雜化方式均為sp2，為平面結(jié)構(gòu)，鍵角為120°，則圖乙中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角小于圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角。(3)H2O中O的電負(fù)性較強(qiáng)，易與氧化石墨烯中O—H上的H形成氫鍵，氧化石墨烯中的O易與H2O中的H形成氫鍵。13．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù)：A組B組C組D組金剛石：3550Li：181HF：－83NaCl：801晶體硅：1410Na：98HCl：－115KCl：776晶體硼：2573K：64HBr：－89RbCl：718二氧化硅：1710Rb：39HI：－51CsCl：645據(jù)此回答下列問題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時(shí)克服的微粒間作用力是________。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號(hào))。①有金屬光澤②易導(dǎo)電③易導(dǎo)熱④有延展性(3)C組中HF的熔點(diǎn)反常是由于____________________________________________。(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號(hào))。①硬度?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因?yàn)開___________________________________________________________________________。答案：(1)共價(jià)共價(jià)鍵(2)①②③④(3)HF分子間形成氫鍵(4)②④(5)D組晶體都為離子晶體，且r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷數(shù)相同的情況下，離子半徑越小，熔點(diǎn)越高解析：(1)A組物質(zhì)熔點(diǎn)均很高，且均由非金屬元素組成，故為共價(jià)晶體，熔化時(shí)需克服共價(jià)鍵。(2)B組晶體均為金屬單質(zhì)，屬于金屬晶體，金屬晶體的物理通性：有金屬光澤，易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，有延展性。(3)C組物質(zhì)均屬于分子晶體，由于HF分子間存在氫鍵，故HF的熔點(diǎn)較高，出現(xiàn)反常。(4)D組物質(zhì)均屬于離子晶體，一般來說，具有硬度較大、水溶液中能導(dǎo)電、固態(tài)不導(dǎo)電、熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的特點(diǎn)。(5)離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，離子晶體的熔點(diǎn)越高。14．根據(jù)要求，回答下列問題：(1)Fe3＋與SCN－能生成紅色的[Fe(SCN)(H2O)5]2＋，則中心離子的配位數(shù)是________，N、O、S的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______