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第27講　晶體結構與性質　
【備考目標】　1.了解晶體和非晶體的區別。2.了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結構微粒、微粒間作用力的區別。 3.了解分子晶體、共價晶體、離子晶體、金屬晶體結構與性質的關系。4.了解四種晶體類型熔點、沸點、溶解性等性質的不同。
考點1　物質的聚集狀態　晶體與非晶體
1．物質的聚集狀態
常規三態 氣態、液態、固態
等離子體 由電子、陽離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態物質
離子液體 熔點不高的僅由離子組成的液體物質
其他狀態 晶態、非晶態及介于晶態與非晶態之間的塑晶態、液晶態等
2.晶體與非晶體
(1)區別
項目 晶體 非晶體
自范性 有 無
微觀結構 原子在三維空間里呈周期性有序排列 原子排列相對無序
是否均一 均一 不均一
有無固定熔、沸點 有 無
某些物理性質的各向異性 有 無
能否發生X射線衍射 能 不能
舉例 NaCl晶體、I2晶體、Na晶體等 玻璃、橡膠等
(2)得到晶體的途徑
①熔融態物質凝固。
②氣態物質冷卻不經液態直接凝固(凝華)。
③溶質從溶液中析出。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)晶體內部的粒子按一定規律周期性排列(√ )
(2)凡有規則外形的固體一定是晶體 (× )
(3)沒有規則幾何外形的固體一定屬于非晶體 (× )
(4)晶胞是構成晶體最小的立方體 (× )
(5)區分晶體和非晶體最可靠的方法是對固體進行X射線衍射實驗(√ )
題組練習
1．(2023·浙江杭州二中期中)下列關于物質的聚集狀態的說法中，不正確的是(　　)
A．X射線衍射實驗可以區分晶體和非晶體，也可以獲得分子的鍵長和鍵角的數值
B．自然形成的水晶柱是晶體，從水晶柱上切削下來的粉末不是晶體
C．缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中慢慢生長為規則的多面體，體現了晶體的自范性
D．液晶具有液體的流動性，在導熱性、光學性質等物理性質方面具有類似晶體的各向異性
解析：選B。從水晶柱上切削下來的粉末也是晶體，在光學顯微鏡或電子顯微鏡下仍可觀察到規則的晶體外形，B錯誤。
2．下列關于晶體的說法正確的是(　　 )
A．將飽和硫酸銅溶液降溫，析出的固體不是晶體
B．石蠟和玻璃都是非晶體，但它們都有固定的熔點
C．假寶石往往是玻璃仿造的，可以用劃痕的方法鑒別寶石和玻璃制品
D．藍寶石在不同方向上的硬度一定相同
解析：選C。得到晶體一般有三條途徑：①熔融態物質凝固；②氣態物質冷卻不經液態直接凝固(凝華)；③溶質從溶液中析出，所以將飽和硫酸銅溶液降溫，析出的固體是晶體，A錯誤；石蠟和玻璃都是非晶體，故它們都沒有固定的熔點，B錯誤；硬度是衡量固體軟硬程度的指標，一般寶石的硬度較大，玻璃制品的硬度較小，故可以用劃痕的方法鑒別寶石和玻璃制品，C正確；晶體具有各向異性的性質，藍寶石屬于晶體，在不同方向上硬度有一些差異，D錯誤。
考點2　晶體類型與微粒間作用力
一、四種常見晶體類型的比較
分子晶體 共價晶體 金屬晶體 離子晶體
構成粒子 分子 原子 金屬陽離子、自由電子 陰、陽離子
粒子間的相互作用力 范德華力(某些含氫鍵) 共價鍵 金屬鍵 離子鍵
硬度 較小 很大 有的很大，有的很小 較大
熔、沸點 較低 很高 有的很高，有的很低 較高
溶解性 相似相溶 難溶于任何溶劑 難溶于常見溶劑(鈉等可與水、醇類、酸類反應) 大多易溶于水等極性溶劑
導電、傳熱性 一般不導電，溶于水后有的導電 一般不具有導電性，個別為半導體 電和熱的良導體 晶體不導電，水溶液或熔融態導電
物質類別及舉例 大多數非金屬單質、氣態氫化物、酸、非金屬氧化物(SiO2除外)、絕大多數有機物(有機鹽除外) 部分非金屬單質(如金剛石、硅、晶體硼)，部分非金屬化合物(如SiC、SiO2) 金屬單質與合金 金屬氧化物、強堿、絕大部分鹽
魯科選擇性必修2·晶格能
(1)定義
將1 mol離子晶體完全氣化為氣態陰、陽離子所吸收的能量。
(2)意義：晶格能越大，表示離子鍵越強，離子晶體越穩定，熔、沸點越高。
(3)影響因素
①離子所帶電荷數：離子所帶電荷數越多，晶格能越大。
②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。
二、晶體熔、沸點的比較
1．不同類型晶體熔、沸點的比較
(1)不同類型晶體的熔、沸點高低一般規律：共價晶體＞離子晶體＞分子晶體。
(2)金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點很高，汞、銫等熔、沸點很低。
2．同種類型晶體熔、沸點的比較
(1)共價晶體
→→→
如熔點：金剛石＞碳化硅＞硅。
(2)離子晶體
一般地說，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，晶體的熔、沸點越高，如熔點：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。
魯科選擇性必修2
事實上，在許多離子化合物的晶體中，微粒之間的作用不再是典型的離子鍵，而存在氫鍵、范德華力等作用力，這些晶體的熔點遠比NaCl等晶體低得多。
另外，某些離子化合物中存在離子極化現象。在電場的作用下產生的離子中電子分布發生偏移的現象稱為離子極化。離子極化可能導致陰、陽離子的外層軌道發生重疊，從而使得許多離子鍵不同程度地顯示共價性，繼而導致鍵長縮短、鍵能增加，甚至出現鍵型變異。例如鹵化銀中，鹵素陰離子從F－到I－半徑增大，在具有較強極化能力的Ag＋的極化下，AgX的鍵型由離子鍵(AgF)向共價鍵過渡，AgI已成為以共價鍵為主的結構，因而從AgF到AgI，鹵化物的性質發生了一定的變化。
在遇到新角度新情境題目時，注意不要陷入思維定式。
(3)分子晶體
①分子間范德華力越大，物質的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
②組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔、沸點越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。
③組成和結構不相似的分子晶體(相對分子質量接近)，其分子的極性越大，熔、沸點越高，如CH3Cl＞CH3CH3。
④同分異構體，支鏈越多，熔、沸點越低。
如正戊烷＞異戊烷>新戊烷。
(4)金屬晶體
金屬離子半徑越小，離子電荷數越多，其金屬鍵越強，金屬晶體的熔、沸點越高，如熔、沸點：Na＜Mg＜Al。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子(× )
(2)共價晶體的熔點一定比金屬晶體的高(× )
(3)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低(× )
(4)金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體(× )
(5)共價晶體的熔點一定比離子晶體的高(× )
題組練習
一、晶體類型的判斷
1．分析下列物質的物理性質，判斷其晶體類型。
(1)碳化鋁，黃色晶體，熔點2 200 ℃，熔融態不導電：____________。
(2)溴化鋁，無色晶體，熔點98 ℃，熔融態不導電：____________。
(3)五氟化釩，無色晶體，熔點19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：____________。
(4)溴化鉀，無色晶體，熔融狀態或溶于水中都能導電：____________。
(5)SiI4：熔點120.5 ℃，沸點287.4 ℃，易水解：____________。
(6)硼：熔點2 300 ℃，沸點2 550 ℃，硬度大：____________。
(7)硒：熔點217 ℃，沸點685 ℃，溶于氯仿：____________。
(8)銻：熔點630.74 ℃，沸點1 750 ℃，導電：____________。
解析：晶體的熔點高低、熔融態能否導電及溶解性等性質相結合是判斷晶體類型的重要依據。共價晶體和離子晶體的熔點都很高或較高，兩者最大的差異是熔融態的導電性不同。共價晶體熔融態不導電，離子晶體熔融時或其水溶液能導電。共價晶體和分子晶體的區別則主要在于熔、沸點有很大差異。一般共價晶體和分子晶體熔融態時都不能導電。另外易溶于一些有機溶劑往往也是分子晶體的特征之一。金屬晶體都能導電。
答案：(1)共價晶體　(2)分子晶體　(3)分子晶體　(4)離子晶體　(5)分子晶體　(6)共價晶體　(7)分子晶體　(8)金屬晶體
2．現有幾組物質的熔點(℃)數據：
A組 B組 C組 D組
金剛石：3 550 ℃ Li：181 ℃ HF：－83 ℃ NaCl：801 ℃
硅晶體：1 410 ℃ Na：98 ℃ HCl：－115 ℃ KCl：776 ℃
硼晶體：2 300 ℃ K：64 ℃ HBr：－89 ℃ RbCl：718 ℃
二氧化硅：1 723 ℃ Rb：39 ℃ HI：－51 ℃ CsCl：645 ℃
據此回答下列問題：
(1)A組屬于________晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是________。
(2)B組晶體共同的物理性質是________(填序號)。
①有金屬光澤?、趯щ娦浴、蹖嵝?br/>④延展性
(3)C組中HF熔點反常是由于____________________________________________。
(4)D組晶體可能具有的性質是__________(填序號)。
①硬度小?、谒芤耗軐щ姟、酃腆w能導電　④熔融狀態能導電
(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因為__________________________________。
解析：(1)A組熔點很高，為共價晶體，是由原子通過共價鍵形成的。(2)B組為金屬晶體，具有①②③④四條共性。(3)HF中含有分子間氫鍵，故其熔點反常。(4)D組屬于離子晶體，具有②④兩條性質。
答案：(1)共價　共價鍵　(2)①②③④
(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多　(4)②④　(5)D組晶體都為離子晶體，r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷數相同的情況下，半徑越小，熔點就越高
二、晶體熔、沸點的比較
3．(2021·海南高考節選)MnS晶胞與NaCl晶胞屬于同種類型。前者的熔點明顯高于后者，其主要原因是
________________________________________________________________________。
答案：MnS中陰、陽離子所帶電荷數比NaCl的多，前者離子鍵強度更高
4．Ti的四鹵化物熔點如表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是________________________________________________________________。
化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔點/℃ 377 －24.12 38.3 155
答案：TiF4為離子晶體，熔點高，其他三種均為分子晶體，隨相對分子質量的增大分子間作用力增大，熔點逐漸升高
5．(1)某些氧化物的熔點數據如下表所示：
氧化物 CO2 Cs2O PbO
熔點/℃ －56.6 490 888
解釋表中氧化物之間熔點差異的原因：________________________________________________。
(2)NaF的熔點________(填“＞”“＝”或“＜”)的熔點，其原因是
________________________________________________________________________。
答案：(1)Cs2O和PbO是離子晶體，熔化需破壞離子鍵，CO2是分子晶體，熔化需克服范德華力，范德華力比離子鍵弱，所以CO2晶體熔點低；兩種離子晶體中PbO的Pb2＋半徑小，所帶電荷數多，所以熔點高
(2)＞　NaF中Na＋、F－的電荷數與中陽、陰離子相同，但Na＋、F－的半徑小，則NaF的離子鍵強，熔點高
考點3　 常見晶體的結構模型
1．分子晶體
(1)干冰晶體(如圖所示)中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個。
(2)冰的結構模型(如圖所示)中，每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氫鍵。
2．共價晶體
(1)金剛石晶體(如圖所示)中，每個C與另外4個C形成共價鍵，C—C之間的夾角是109°28′，最小的環是六元環。含有1 mol C的金剛石中，形成的共價鍵有2 mol。
(2)SiO2晶體(如圖所示)中，每個Si原子與4個O原子成鍵，每個O原子與2個硅原子成鍵，最小的環是十二元環，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O。
3．離子晶體
晶體 晶胞 配位數
NaCl ①在NaCl晶體中，Na＋的配位數為6，Cl－的配位數為6②與Na＋(Cl－)等距離且最近的Na＋(Cl－)有12個③每個晶胞中有4個Na＋和4個Cl－④每個Cl－周圍的Na＋構成正八面體形
CsCl ①在CsCl晶體中，Cs＋的配位數為8，Cl－的配位數為8②每個Cs＋與6個Cs＋等距離相鄰，每個Cl－與12個Cl－等距離相鄰
CaF2 ①在CaF2晶體中，Ca2＋的配位數為8，F－的配位數為4②每個晶胞中含有4個 Ca2＋和8個F－
4.金屬晶體
結構形式 常見金屬 配位數 晶胞
簡單立方堆積 Po(釙) 6
面心立方最密堆積 Cu、Ag、Au 12
體心立方堆積 Na、K、Fe 8
六方最密堆積 Mg、Zn、Ti 12
5.過渡晶體和混合型晶體
(1)過渡晶體
大多數晶體是常見的四種晶體類型之間的過渡晶體，以離子晶體和共價晶體之間的過渡為例，如Na2O、Al2O3中既有離子鍵成分，也有共價鍵成分，Na2O中離子鍵成分占62%，因而通常當作離子晶體來處理，Al2O3中離子鍵成分占41%，因而通常當作共價晶體來處理。
(2)混合型晶體
石墨層狀晶體(如圖所示)中，層與層之間的作用是分子間作用力，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數是2，每個C原子的配位數是3，C原子采取的雜化方式是sp2。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)1 mol金剛石和SiO2中含有的共價鍵數目均為4NA(× )
(2)氯化鈉晶體中，每個Na＋周圍距離相等且最近的Na＋共有6個(× )
(3)1 mol石墨含有0.5 mol六元環(√ )
(4)金剛石晶體中，最小環上有6個原子(√ )
題組練習
1．如圖分別表示冰晶體、干冰晶體、金剛石晶體的結構，下列關于這些晶體的說法正確的是(　　)
A．冰晶體中只存在范德華力和氫鍵兩種作用力
B．沸點：金剛石>干冰>冰
C．冰晶體中的氧原子和金剛石中的碳原子均可形成四面體結構
D．干冰晶體中每個CO2周圍距離相等且最近的CO2有10個
解析：選C。冰晶體中還存在H—O共價鍵，A錯誤；金剛石是共價晶體，冰、干冰是分子晶體，所以金剛石的沸點最高，由于冰中存在氫鍵，故其沸點比干冰高，B錯誤；根據冰晶體和金剛石晶體的結構可知，冰晶體中1個O原子與鄰近的4個O原子可形成四面體結構，金剛石中1個C原子與鄰近的4個C原子可形成正四面體結構，C正確；每個CO2周圍距離相等且最近的CO2有12個，D錯誤。
2．石墨晶體為層狀結構，每一層均為碳原子與周圍其他3個碳原子相結合而成的平面片層，同層相鄰碳原子間距為142 pm、相鄰片層間距為335 pm。如圖是其晶體結構片層俯視圖。下列說法不正確的是(　　 )
A．石墨中含有共價鍵、范德華力、金屬鍵等多種作用力，所以是混合型晶體
B．每個碳原子形成3個σ鍵，碳原子是sp2雜化
C．碳原子數與σ鍵鍵數之比為2∶3
D．片層之間的碳形成共價鍵，所以熔點很高
解析：選D。石墨是混合型晶體，故A正確；每個碳原子形成3個σ鍵，采取sp2雜化，故B正確；每個碳原子平均含有×3＝個σ鍵，所以碳原子數與σ鍵鍵數之比為2∶3，故C正確；石墨片層之間的碳以范德華力結合而不是共價鍵，故D錯誤。
高考真題
1．(2024·山東卷，4，2分)下列物質均為共價晶體且成鍵結構相似，其中熔點最低的是( )
A．金剛石(C) B．單晶硅() C．金剛砂() D．氮化硼(，立方相)
答案：B
解析：金剛石(C)、單晶硅(Si)、金剛砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都為共價晶體，結構相似，則原子半徑越大，鍵長越長，鍵能越小，熔沸點越低，在這幾種晶體中，鍵長Si-Si>Si-C>B-N>C-C，所以熔點最低的為單晶硅。故選B。
2．(2023·北京高考)中國科學家首次成功制得大面積單晶石墨炔，是碳材料科學的一大進步。
下列關于金剛石、石墨、石墨炔的說法正確的是(　　)
A．三種物質中均有碳碳原子間的σ鍵 B．三種物質中的碳原子都是sp3雜化
C．三種物質的晶體類型相同 D．三種物質均能導電
解析：選A。原子間優先形成σ鍵，三種物質中均存在σ鍵，A項正確；金剛石中所有碳原子均采用sp3雜化，石墨中所有碳原子均采用sp2雜化，石墨炔中苯環上的碳原子采用sp2雜化，碳碳三鍵上的碳原子采用sp雜化，B項錯誤；金剛石為共價晶體，石墨炔為分子晶體，石墨為混合型晶體，C項錯誤；金剛石中沒有自由移動的電子，不能導電，D項錯誤。
3．(2022·湖北高考)C60在高溫高壓下可轉變為具有一定導電性、高硬度的非晶態碳玻璃。下列關于該碳玻璃的說法錯誤的是(　　)
A.具有自范性 B．與C60互為同素異形體 C．含有sp3雜化的碳原子 D．化學性質與金剛石有差異
解析：選A。自范性是晶體的性質，碳玻璃為非晶態，所以沒有自范性，A錯誤；碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的單質，所以互為同素異形體，B正確；金剛石與碳玻璃互為同素異形體，性質差異主要表現在物理性質上，化學性質上也有差異，D正確。
4．(2021·天津高考)下列各組物質的晶體類型相同的是(　　)
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
解析：選C。SiO2為共價晶體，SO3為分子晶體，A錯誤；I2為分子晶體，NaCl為離子晶體，B錯誤；Cu和Ag都為金屬晶體，C正確；SiC為共價晶體，MgO為離子晶體，D錯誤。
5．(1)(2023·全國卷甲節選)如圖所示的幾種碳單質，它們互為______________，其中屬于共價晶體的是__________，C60間的作用力是_____________________________________________。
(2)(2023·山東高考節選)－40 ℃時，F2與冰反應生成HOF和HF。常溫常壓下，HOF為無色氣體，固態HOF的晶體類型為____________，HOF水解反應的產物為______________(填化學式)。
答案：(1)同素異形體　金剛石　范德華力　(2)分子晶體　HF、H2O2
6．(1)(2022·山東高考改編)AlN、GaN屬于第三代半導體材料，二者成鍵結構與金剛石相似，晶體中只存在N—Al鍵、N—Ga鍵。則GaN的熔點________(填“高于”或“低于”)AlN。
(2)(2021·湖南高考節選)晶體硅和碳化硅熔點較高的是________(填化學式)；硅和鹵素單質反應可以得到SiX4，SiX4的熔、沸點如下表：
物質 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔點/K 183.0 203.2 278.6 393.7
沸點/K 187.2 330.8 427.2 560.7
0 ℃時，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態的是__________(填化學式)，沸點依次升高的原因是________________________________________________________________。
(3)(2022·全國卷乙節選)鹵化物CsICl2受熱發生非氧化還原反應，生成無色晶體X和紅棕色液體Y。X為______。解釋X的熔點比Y高的原因___________________________________________。
解析：(1)因為AlN、GaN為結構相似的共價晶體，由于Al原子的半徑小于Ga，N—Al的鍵長小于N—Ga的，則N—Al的鍵能較大，鍵能越大則其對應的共價晶體的熔點越高，故GaN的熔點低于AlN的。
(2)共價晶體的熔點取決于共價鍵的強弱，晶體硅和碳化硅都是共價晶體，碳原子的原子半徑小于硅原子，碳元素非金屬性強于硅元素，碳硅鍵的鍵長小于硅硅鍵的鍵長、鍵能大于硅硅鍵的，則碳硅鍵強于硅硅鍵，碳化硅的熔點高于晶體硅。由題給熔、沸點數據可知，0 ℃時，四氟化硅為氣態，四氯化硅為液態，四溴化硅、四碘化硅為固態；分子晶體的沸點取決于分子間作用力的大小，SiX4都是結構相似的分子晶體，相對分子質量依次增大，分子間作用力依次增大，則SiX4的沸點依次升高。
(3)CsICl2發生非氧化還原反應，各元素化合價不變，生成無色晶體和紅棕色液體，則無色晶體X為CsCl，紅棕色液體Y為ICl；CsCl為離子晶體，熔化時克服的是離子鍵，ICl為分子晶體，熔化時克服的是分子間作用力，因此CsCl的熔點比ICl的高。
答案：(1)低于　(2)SiC　SiCl4　SiX4都是結構相似的分子晶體，相對分子質量依次增大，分子間作用力依次增大　(3)CsCl　CsCl為離子晶體，ICl為分子晶體
鞏固練習
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．(2023·廣東揭陽一中期中)下列關于聚集狀態的敘述中，錯誤的是(　　)
A．物質只有氣、液、固三種聚集狀態
B．氣態是高度無序的體系存在狀態
C．固態中的原子或者分子結合的較緊湊，相對運動較弱
D．液態物質的微粒間距離和作用力的強弱介于固、氣兩態之間，表現出明顯的流動性
解析：選A。物質的聚集狀態除了氣、液、固三態外，還有非晶態、液晶態和等離子體等，A錯誤；物質處于氣態時，分子間距離大，分子運動速度快，體系處于高度無序狀態，B正確；據物質固態時微粒間距離較小可判斷，固態中的原子或者分子結合的較緊湊，相對運動較弱，C正確；對液態物質而言，分子相距比較近，分子間作用力也較強，表現出明顯的流動性，D正確。
2．玻璃是常見的非晶體，在生產生活中有著廣泛的用途，下列有關玻璃的說法錯誤的是(　　)
A．玻璃內部微粒排列是無序的
B．玻璃熔化時吸熱，溫度不斷上升
C．光導纖維和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶體
D．利用X射線衍射實驗可以鑒別石英玻璃和水晶
解析：選C。玻璃是非晶體，因此沒有固定的熔點，構成玻璃的粒子無周期性排列，是無序的，A、B對；玻璃屬于非晶體，普通玻璃主要成分為硅酸鹽，SiO2屬于晶體，C錯；區分晶體與非晶體最科學的方法是對固體進行X射線衍射實驗，D對。
3．如圖是金屬晶體內部的電子氣理論示意圖。電子氣理論可以用來解釋金屬的性質，其中正確的是(　　)
A．金屬能導電是因為金屬陽離子在外加電場作用下定向移動
B．金屬能導熱是因為自由電子在熱的作用下相互碰撞，從而發生熱的傳導
C．金屬具有延展性是因為在外力的作用下，金屬中各原子層間會出現相對滑動，但自由電子可以起到潤滑劑的作用，使金屬不會斷裂
D．合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，使電子數目增多，所以合金的延展性比純金屬強，硬度比純金屬小
解析：選C。金屬能導電是因為自由電子在外加電場作用下定向移動，A錯誤；自由電子在熱的作用下與金屬陽離子發生碰撞，實現熱的傳導，B錯誤；在外力的作用下，金屬中各原子層間會出現相對滑動，而自由電子與金屬陽離子之間的電性作用仍然存在，使得金屬不會斷裂，C正確；合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，相當于填補了金屬陽離子之間的空隙，所以一般情況下合金的延展性比純金屬弱，硬度比純金屬大，D錯誤。
4．C60分子和C60晶胞示意圖如圖所示。下列關于C60晶體的說法不正確的是(　　)
A．C60晶體可能具有很高的熔、沸點
B．C60晶體可能易溶于四氯化碳中
C．C60晶體的一個晶胞中含有的碳原子數為240
D．C60晶體中每個C60分子與12個C60分子緊鄰
解析：選A。構成C60晶體的基本微粒是C60分子，因此C60晶體是分子晶體，不可能具有很高的熔、沸點；由于C60是非極性分子，根據“相似相溶”規律，其可能易溶于四氯化碳中；每個C60晶胞中含有的C60分子個數為8×＋6×＝4，因此含有的碳原子數為4×60＝240；如果以晶胞中一個頂角的C60分子為研究對象，則共用這個頂點的三個面的面心的C60分子與其距離最近且相等，有＝12個。
5．(2023·浙江杭州聯考)CaF2是一種難溶于水的固體，屬于典型的離子晶體。下列有關CaF2的表述正確的是(　　)
A．Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用
B．CaF2的熔點較高，具有良好的延展性
C．CaF2固體不導電，但在熔融狀態下可以導電
D．陰、陽離子比為2∶1的物質，均與CaF2晶體結構相同
解析：選C。Ca2＋與F－間存在強相互作用力，既有靜電吸引作用也有排斥作用，A錯誤；CaF2為離子化合物，熔點較高，但是沒有良好的延展性，B錯誤；溶液或熔融電解質導電的原因是存在自由移動的離子，CaF2固體不導電，但在熔融狀態下可以導電，C正確；晶體結構與半徑比、電荷比有關，陰、陽離子比為2∶1的物質，不一定與CaF2晶體結構相同，D錯誤。
6．(2024·黑龍江哈爾濱模擬)石墨烯是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。下列關于石墨與石墨烯的說法中正確的是(　　)
A．從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學鍵
B．石墨中的碳原子采取sp3雜化
C．石墨屬于混合型晶體，層與層之間存在分子間作用力；層內碳原子間存在共價鍵
D．石墨烯中平均每個六元碳環含有3個碳原子
解析：選C。石墨晶體中層與層之間的作用力為分子間作用力，從石墨中剝離石墨烯需要破壞分子間作用力，A錯誤；石墨中的碳原子采取sp2雜化，B錯誤；石墨晶體中層與層之間的作用力為分子間作用力，層內碳原子間存在碳碳共價鍵，C正確；每個C原子被3個六元碳環共有，則石墨烯中平均每個六元碳環含有的碳原子數為6×＝2，D錯誤。
7．(2023·福建福州聯考)幾種物質的熔點和沸點的數據如表，下列有關判斷錯誤的是(　　)
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 單質M
熔點/℃ 801 712 190 －70 2 300
沸點/℃ 1 465 1 412 178 57.6 2 500
注：AlCl3的熔點在2.02×105 Pa條件下測定。
A．AlCl3的晶體類型為分子晶體 B．單質M可能是共價晶體
C．熔、沸點：MgO＜NaCl D．離子鍵強度：NaCl>MgCl2
解析：選C。AlCl3的熔點為190 ℃，沸點為178 ℃，熔、沸點較低，晶體類型為分子晶體，A正確；單質M的熔、沸點很高，可能是共價晶體，B正確；氧化鎂中鎂離子半徑小于鈉離子半徑，氧離子半徑小于氯離子半徑，且鎂離子、氧離子所帶電荷數多，則熔、沸點：NaCl＜MgO，C錯誤；根據表中數據可知，熔點NaCl>MgCl2，則離子鍵強度：NaCl>MgCl2，D正確。
8．(2023·浙江衢州聯考)冰的晶胞結構如圖所示。下列相關說法不正確的是(　　)
A．硫化氫晶體結構和冰相似
B．冰晶體中，相鄰的水分子均以氫鍵結合
C．晶胞中z方向上的兩個氧原子最短距離為d，則冰晶胞中的氫鍵鍵長為d
D．冰晶體中分子間氫鍵存在方向性、飽和性，晶體有較大空隙，因此密度比液態水小
解析：選A。硫化氫分子間不存在氫鍵，冰中水分子間存在氫鍵，因此兩者結構不相似，A錯誤；在冰晶體中，每個水分子與四個水分子通過氫鍵相結合，B正確；氫鍵鍵長可以表示為通過氫鍵相連的兩個氧原子的核間距，z方向上距離最近的兩個O原子所在的水分子通過氫鍵相連，C正確；在冰的晶體中，由于氫鍵有方向性和飽和性，迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引，這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當大的空隙，其密度比液態水小，D正確。
9．(2023·河北滄州期中)如圖是金剛石的晶胞結構，下列有關說法錯誤的是(　　)
A.金剛石屬于共價晶體
B．該晶胞中含有4個碳原子
C．該晶胞中碳原子采用sp3雜化
D．金剛石的熔點很高，其熔化時克服的作用力是共價鍵
解析：選B。金剛石中碳原子間均以共價鍵相連，形成空間立體網狀結構，則金剛石屬于共價晶體，A正確；該晶胞中，碳原子位于8個頂點、6個面心，另外晶胞內還含有4個碳原子，則含有碳原子的個數為8×＋6×＋4＝8，B錯誤；該晶胞中，每個碳原子均與其他4個碳原子以單鍵相連，則碳原子采用sp3雜化，C正確；金剛石屬于共價晶體，其熔化時克服的作用力是共價鍵，所以熔點很高，D正確。
10．(2023·北京順義期中)NaCl的晶胞結構如圖。下列說法不正確的是(　　)
A．Cl－的半徑大于Na＋的半徑
B．每個晶胞中平均含有4個Na＋和4個Cl－
C．每個Na＋周圍有6個緊鄰的Cl－和6個緊鄰的Na＋
D．Na＋和Cl－間存在較強的離子鍵，因此NaCl具有較高的熔點
解析：選C。Cl－有3個電子層，Na＋有2個電子層，Cl－的半徑大于Na＋的半徑，A正確；由均攤法可知，每個晶胞中平均含有1＋12×＝4個Na＋，8×＋6×＝4個Cl－，B正確；每個Na＋周圍有6個緊鄰的Cl－和12個緊鄰的Na＋，C錯誤；氯化鈉是典型的離子化合物，Na＋和Cl－間存在較強的離子鍵，因此NaCl具有較高的熔點，D正確。
二、非選擇題(共2題，共25分)
11．(13分)完成下列問題。
(1)A、B、C、D為四種晶體，性質如下：
A．固態時能導電，能溶于鹽酸 B．能溶于CS2，不溶于水
C．固態時不導電，熔融態時能導電，可溶于水 D．固態、熔融態時均不導電，熔點為3 500 ℃
試推斷它們可能的晶體類型：A.____________；D.____________。(2分)
(2)下圖中A～D是常見的幾種晶體結構模型，請填寫相應物質的名稱：
A________；B________；C________；D________。(4分)
(3)下圖所示的物質結構中，請填寫虛線所表示的作用力(離子鍵、共價鍵、范德華力、氫鍵)，若以上作用力都不是填“無”。
A.__________；B.__________；C.__________；D.__________；E.__________；F.__________；G.__________。(7分)
答案：(1)金屬晶體　共價晶體　(2)氯化銫　氯化鈉　二氧化硅　金剛石　(3)范德華力　共價鍵　無　共價鍵　范德華力　氫鍵　氫鍵
12．(12分)砷化鎵為第二代半導體，以其為材料制造的燈泡壽命長、耗能少。已知砷化鎵的晶胞結構如圖所示。請回答下列問題：
(1)下列說法不正確的是________(填字母)。(1分)
A．砷化鎵是分子晶體 B．電負性：As＞Ga
C．第一電離能：As＞Ga D．砷化鎵晶體中含有非極性鍵
(2)Ga的核外電子排布式為__________________________。(2分)
(3)砷化鎵可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃下反應制得，(CH3)3Ga中鎵原子的雜化方式為________，(CH3)3Ga分子是____________(填“極性”或“非極性”)分子。AsH3分子空間結構為________，N、P、As處于同一主族，其氫化物沸點由高到低的順序是________________(用氫化物分子式表示)。(5分)
(4)砷化鎵晶胞中所包含的砷原子(白色球)個數為______，與同一個鎵原子相連的砷原子構成的空間結構為____________。(4分)
解析：(1)由圖示可知砷化鎵中原子間以共價鍵結合成網狀結構，其晶體屬于共價晶體，A錯誤；同周期從左到右元素的電負性逐漸增大，As和Ga處于同一周期，電負性：As＞Ga，第一電離能：As＞Ga，B、C正確；Ga原子與As原子形成極性鍵，D錯誤。(2)Ga位于第四周期第ⅢA族，價層電子排布式為4s24p1，因此其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。(3)Ga的價層電子對數為3，孤電子對數為0，所以Ga原子的雜化方式為sp2，(CH3)3Ga分子為平面三角形結構，所以該分子為非極性分子。AsH3分子中的As采取sp3雜化，As的價層電子對數為4，孤電子對數為1，所以該分子空間結構為三角錐形。由于NH3分子間存在氫鍵，而AsH3、PH3分子間不能形成氫鍵，分子間作用力弱，所以NH3的沸點最高，由于AsH3的相對分子質量大于PH3，故AsH3的沸點高于PH3。(4)根據“均攤法”：白球個數為6×＋8×＝4。由與同一個鎵原子相連的砷原子有4個可知，鎵采取sp3雜化，所以與同一個鎵原子相連的砷原子構成的空間結構為正四面體形。
答案：(1)AD　(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)　(3)sp2　非極性　三角錐形　NH3＞AsH3＞PH3　(4)4　正四面體形
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第27講　晶體結構與性質
【備考目標】　1.了解晶體和非晶體的區別。2.了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結構微粒、微粒間作用力的區別。 3.了解分子晶體、共價晶體、離子晶體、金屬晶體結構與性質的關系。4.了解四種晶體類型熔點、沸點、溶解性等性質的不同。
考點1　物質的聚集狀態　晶體與非晶體
1．物質的聚集狀態
常規三態 氣態、液態、固態
等離子體 由電子、陽離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態物質
離子液體 熔點不高的僅由離子組成的液體物質
其他狀態 晶態、非晶態及介于晶態與非晶態之間的塑晶態、液晶態等
2.晶體與非晶體
(1)區別
項目 晶體 非晶體
自范性 有 無
微觀結構 原子在三維空間里呈周期性有序排列 原子排列相對無序
是否均一 ； ；
有無固定熔、沸點 ； ；
某些物理性質的各向異性 ； ；
能否發生X射線衍射 ； ；
舉例 NaCl晶體、I2晶體、Na晶體等 玻璃、橡膠等
(2)得到晶體的途徑
①熔融態物質 。
②氣態物質冷卻不經液態直接凝固( )。
③溶質從溶液中 。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)晶體內部的粒子按一定規律周期性排列( )
(2)凡有規則外形的固體一定是晶體 ( )
(3)沒有規則幾何外形的固體一定屬于非晶體 ( )
(4)晶胞是構成晶體最小的立方體 ( )
(5)區分晶體和非晶體最可靠的方法是對固體進行X射線衍射實驗( )
題組練習
1．(2023·浙江杭州二中期中)下列關于物質的聚集狀態的說法中，不正確的是(　　)
A．X射線衍射實驗可以區分晶體和非晶體，也可以獲得分子的鍵長和鍵角的數值
B．自然形成的水晶柱是晶體，從水晶柱上切削下來的粉末不是晶體
C．缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中慢慢生長為規則的多面體，體現了晶體的自范性
D．液晶具有液體的流動性，在導熱性、光學性質等物理性質方面具有類似晶體的各向異性
2．下列關于晶體的說法正確的是(　　 )
A．將飽和硫酸銅溶液降溫，析出的固體不是晶體
B．石蠟和玻璃都是非晶體，但它們都有固定的熔點
C．假寶石往往是玻璃仿造的，可以用劃痕的方法鑒別寶石和玻璃制品
D．藍寶石在不同方向上的硬度一定相同
考點2　晶體類型與微粒間作用力
一、四種常見晶體類型的比較
分子晶體 共價晶體 金屬晶體 離子晶體
構成粒子 ； ； ； ；
粒子間的相互作用力 ； ； ； ；
硬度 較小 很大 有的很大，有的很小 較大
熔、沸點 較低 很高 有的很高，有的很低 較高
溶解性 相似相溶 難溶于任何溶劑 難溶于常見溶劑(鈉等可與水、醇類、酸類反應) 大多易溶于水等極性溶劑
導電、傳熱性 一般不導電，溶于水后有的導電 一般不具有導電性，個別為半導體 電和熱的良導體 晶體不導電，水溶液或熔融態導電
物質類別及舉例 大多數非金屬單質、氣態氫化物、酸、非金屬氧化物(SiO2除外)、絕大多數有機物(有機鹽除外) 部分非金屬單質(如金剛石、硅、晶體硼)，部分非金屬化合物(如SiC、SiO2) 金屬單質與合金 金屬氧化物、強堿、絕大部分鹽
魯科選擇性必修2·晶格能
(1)定義
將1 mol離子晶體完全氣化為氣態陰、陽離子所吸收的能量。
(2)意義：晶格能越大，表示離子鍵越強，離子晶體越穩定，熔、沸點越高。
(3)影響因素
①離子所帶電荷數：離子所帶電荷數越多，晶格能越大。
②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。
二、晶體熔、沸點的比較
1．不同類型晶體熔、沸點的比較
(1)不同類型晶體的熔、沸點高低一般規律：共價晶體＞離子晶體＞分子晶體。
(2)金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點很高，汞、銫等熔、沸點很低。
2．同種類型晶體熔、沸點的比較
(1)共價晶體
→→→
如熔點：金剛石＞碳化硅＞硅。
(2)離子晶體
一般地說，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，晶體的熔、沸點越高，如熔點：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。
魯科選擇性必修2
事實上，在許多離子化合物的晶體中，微粒之間的作用不再是典型的離子鍵，而存在氫鍵、范德華力等作用力，這些晶體的熔點遠比NaCl等晶體低得多。
另外，某些離子化合物中存在離子極化現象。在電場的作用下產生的離子中電子分布發生偏移的現象稱為離子極化。離子極化可能導致陰、陽離子的外層軌道發生重疊，從而使得許多離子鍵不同程度地顯示共價性，繼而導致鍵長縮短、鍵能增加，甚至出現鍵型變異。例如鹵化銀中，鹵素陰離子從F－到I－半徑增大，在具有較強極化能力的Ag＋的極化下，AgX的鍵型由離子鍵(AgF)向共價鍵過渡，AgI已成為以共價鍵為主的結構，因而從AgF到AgI，鹵化物的性質發生了一定的變化。
在遇到新角度新情境題目時，注意不要陷入思維定式。
(3)分子晶體
①分子間范德華力越大，物質的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
②組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔、沸點越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。
③組成和結構不相似的分子晶體(相對分子質量接近)，其分子的極性越大，熔、沸點越高，如CH3Cl＞CH3CH3。
④同分異構體，支鏈越多，熔、沸點越低。
如正戊烷＞異戊烷>新戊烷。
(4)金屬晶體
金屬離子半徑越小，離子電荷數越多，其金屬鍵越強，金屬晶體的熔、沸點越高，如熔、沸點：Na＜Mg＜Al。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子( )
(2)共價晶體的熔點一定比金屬晶體的高( )
(3)分子晶體的熔點一定比金屬晶體的低( )
(4)金屬元素和非金屬元素組成的晶體一定是離子晶體( )
(5)共價晶體的熔點一定比離子晶體的高( )
題組練習
一、晶體類型的判斷
1．分析下列物質的物理性質，判斷其晶體類型。
(1)碳化鋁，黃色晶體，熔點2 200 ℃，熔融態不導電：____________。
(2)溴化鋁，無色晶體，熔點98 ℃，熔融態不導電：____________。
(3)五氟化釩，無色晶體，熔點19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮等：____________。
(4)溴化鉀，無色晶體，熔融狀態或溶于水中都能導電：____________。
(5)SiI4：熔點120.5 ℃，沸點287.4 ℃，易水解：____________。
(6)硼：熔點2 300 ℃，沸點2 550 ℃，硬度大：____________。
(7)硒：熔點217 ℃，沸點685 ℃，溶于氯仿：____________。
(8)銻：熔點630.74 ℃，沸點1 750 ℃，導電：____________。
2．現有幾組物質的熔點(℃)數據：
A組 B組 C組 D組
金剛石：3 550 ℃ Li：181 ℃ HF：－83 ℃ NaCl：801 ℃
硅晶體：1 410 ℃ Na：98 ℃ HCl：－115 ℃ KCl：776 ℃
硼晶體：2 300 ℃ K：64 ℃ HBr：－89 ℃ RbCl：718 ℃
二氧化硅：1 723 ℃ Rb：39 ℃ HI：－51 ℃ CsCl：645 ℃
據此回答下列問題：
(1)A組屬于________晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是________。
(2)B組晶體共同的物理性質是________(填序號)。
①有金屬光澤?、趯щ娦浴、蹖嵝?br/>④延展性
(3)C組中HF熔點反常是由于____________________________________________。
(4)D組晶體可能具有的性質是__________(填序號)。
①硬度小?、谒芤耗軐щ姟、酃腆w能導電?、苋廴跔顟B能導電
(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因為__________________________________。
二、晶體熔、沸點的比較
3．(2021·海南高考節選)MnS晶胞與NaCl晶胞屬于同種類型。前者的熔點明顯高于后者，其主要原因是
________________________________________________________________________。
4．Ti的四鹵化物熔點如表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是____________________________________________________________________。
化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔點/℃ 377 －24.12 38.3 155
5．(1)某些氧化物的熔點數據如下表所示：
氧化物 CO2 Cs2O PbO
熔點/℃ －56.6 490 888
解釋表中氧化物之間熔點差異的原因：________________________________________________。
(2)NaF的熔點________(填“＞”“＝”或“＜”)的熔點，其原因是
________________________________________________________________________。
考點3　 常見晶體的結構模型
1．分子晶體
(1)干冰晶體(如圖所示)中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個。
(2)冰的結構模型(如圖所示)中，每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氫鍵。
2．共價晶體
(1)金剛石晶體(如圖所示)中，每個C與另外4個C形成共價鍵，C—C之間的夾角是109°28′，最小的環是六元環。含有1 mol C的金剛石中，形成的共價鍵有2 mol。
(2)SiO2晶體(如圖所示)中，每個Si原子與4個O原子成鍵，每個O原子與2個硅原子成鍵，最小的環是十二元環，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O。
3．離子晶體
晶體 晶胞 配位數
NaCl ①在NaCl晶體中，Na＋的配位數為 ，Cl－的配位數為 ②與Na＋(Cl－)等距離且最近的Na＋(Cl－)有 個③每個晶胞中有 個Na＋和 個Cl－④每個Cl－周圍的Na＋構成 形
CsCl ①在CsCl晶體中，Cs＋的配位數為 ，Cl－的配位數為 ②每個Cs＋與6個Cs＋等距離相鄰，每個Cl－與 個Cl－等距離相鄰
CaF2 ①在CaF2晶體中，Ca2＋的配位數為 ，F－的配位數為 ②每個晶胞中含有 個 Ca2＋和 個F－
4.金屬晶體
結構形式 常見金屬 配位數 晶胞
簡單立方堆積 Po(釙) ；
面心立方最密堆積 Cu、Ag、Au ；
體心立方堆積 Na、K、Fe ；
六方最密堆積 Mg、Zn、Ti ；
5.過渡晶體和混合型晶體
(1)過渡晶體
大多數晶體是常見的四種晶體類型之間的過渡晶體，以離子晶體和共價晶體之間的過渡為例，如Na2O、Al2O3中既有離子鍵成分，也有共價鍵成分，Na2O中離子鍵成分占62%，因而通常當作離子晶體來處理，Al2O3中離子鍵成分占41%，因而通常當作共價晶體來處理。
(2)混合型晶體
石墨層狀晶體(如圖所示)中，層與層之間的作用是 ，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數是2，每個C原子的配位數是3，C原子采取的雜化方式是sp2。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)1 mol金剛石和SiO2中含有的共價鍵數目均為4NA( )
(2)氯化鈉晶體中，每個Na＋周圍距離相等且最近的Na＋共有6個( )
(3)1 mol石墨含有0.5 mol六元環( )
(4)金剛石晶體中，最小環上有6個原子( )
題組練習
1．如圖分別表示冰晶體、干冰晶體、金剛石晶體的結構，下列關于這些晶體的說法正確的是(　　)
A．冰晶體中只存在范德華力和氫鍵兩種作用力
B．沸點：金剛石>干冰>冰
C．冰晶體中的氧原子和金剛石中的碳原子均可形成四面體結構
D．干冰晶體中每個CO2周圍距離相等且最近的CO2有10個
2．石墨晶體為層狀結構，每一層均為碳原子與周圍其他3個碳原子相結合而成的平面片層，同層相鄰碳原子間距為142 pm、相鄰片層間距為335 pm。如圖是其晶體結構片層俯視圖。下列說法不正確的是(　　 )
A．石墨中含有共價鍵、范德華力、金屬鍵等多種作用力，所以是混合型晶體
B．每個碳原子形成3個σ鍵，碳原子是sp2雜化
C．碳原子數與σ鍵鍵數之比為2∶3
D．片層之間的碳形成共價鍵，所以熔點很高
高考真題
1．(2024·山東卷，4，2分)下列物質均為共價晶體且成鍵結構相似，其中熔點最低的是( )
A．金剛石(C) B．單晶硅() C．金剛砂() D．氮化硼(，立方相)
2．(2023·北京高考)中國科學家首次成功制得大面積單晶石墨炔，是碳材料科學的一大進步。
下列關于金剛石、石墨、石墨炔的說法正確的是(　　)
A．三種物質中均有碳碳原子間的σ鍵 B．三種物質中的碳原子都是sp3雜化
C．三種物質的晶體類型相同 D．三種物質均能導電
3．(2022·湖北高考)C60在高溫高壓下可轉變為具有一定導電性、高硬度的非晶態碳玻璃。下列關于該碳玻璃的說法錯誤的是(　　)
A.具有自范性 B．與C60互為同素異形體 C．含有sp3雜化的碳原子 D．化學性質與金剛石有差異
4．(2021·天津高考)下列各組物質的晶體類型相同的是(　　)
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
5．(1)(2023·全國卷甲節選)如圖所示的幾種碳單質，它們互為______________，其中屬于共價晶體的是__________，C60間的作用力是________________________________________________。
(2)(2023·山東高考節選)－40 ℃時，F2與冰反應生成HOF和HF。常溫常壓下，HOF為無色氣體，固態HOF的晶體類型為____________，HOF水解反應的產物為______________(填化學式)。
6．(1)(2022·山東高考改編)AlN、GaN屬于第三代半導體材料，二者成鍵結構與金剛石相似，晶體中只存在N—Al鍵、N—Ga鍵。則GaN的熔點________(填“高于”或“低于”)AlN。
(2)(2021·湖南高考節選)晶體硅和碳化硅熔點較高的是________(填化學式)；硅和鹵素單質反應可以得到SiX4，SiX4的熔、沸點如下表：
物質 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔點/K 183.0 203.2 278.6 393.7
沸點/K 187.2 330.8 427.2 560.7
0 ℃時，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態的是__________(填化學式)，沸點依次升高的原因是________________________________________________________________。
(3)(2022·全國卷乙節選)鹵化物CsICl2受熱發生非氧化還原反應，生成無色晶體X和紅棕色液體Y。X為______。解釋X的熔點比Y高的原因________________________________________________。
鞏固練習
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．(2023·廣東揭陽一中期中)下列關于聚集狀態的敘述中，錯誤的是(　　)
A．物質只有氣、液、固三種聚集狀態
B．氣態是高度無序的體系存在狀態
C．固態中的原子或者分子結合的較緊湊，相對運動較弱
D．液態物質的微粒間距離和作用力的強弱介于固、氣兩態之間，表現出明顯的流動性
2．玻璃是常見的非晶體，在生產生活中有著廣泛的用途，下列有關玻璃的說法錯誤的是(　　)
A．玻璃內部微粒排列是無序的
B．玻璃熔化時吸熱，溫度不斷上升
C．光導纖維和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶體
D．利用X射線衍射實驗可以鑒別石英玻璃和水晶
3．如圖是金屬晶體內部的電子氣理論示意圖。電子氣理論可以用來解釋金屬的性質，其中正確的是(　　)
A．金屬能導電是因為金屬陽離子在外加電場作用下定向移動
B．金屬能導熱是因為自由電子在熱的作用下相互碰撞，從而發生熱的傳導
C．金屬具有延展性是因為在外力的作用下，金屬中各原子層間會出現相對滑動，但自由電子可以起到潤滑劑的作用，使金屬不會斷裂
D．合金與純金屬相比，由于增加了不同的金屬或非金屬，使電子數目增多，所以合金的延展性比純金屬強，硬度比純金屬小
4．C60分子和C60晶胞示意圖如圖所示。下列關于C60晶體的說法不正確的是(　　)
A．C60晶體可能具有很高的熔、沸點
B．C60晶體可能易溶于四氯化碳中
C．C60晶體的一個晶胞中含有的碳原子數為240
D．C60晶體中每個C60分子與12個C60分子緊鄰
5．(2023·浙江杭州聯考)CaF2是一種難溶于水的固體，屬于典型的離子晶體。下列有關CaF2的表述正確的是(　　)
A．Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用 B．CaF2的熔點較高，具有良好的延展性
C．CaF2固體不導電，但在熔融狀態下可以導電 D．陰、陽離子比為2∶1的物質，均與CaF2晶體結構相同
6．(2024·黑龍江哈爾濱模擬)石墨烯是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。下列關于石墨與石墨烯的說法中正確的是(　　)
A．從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學鍵
B．石墨中的碳原子采取sp3雜化
C．石墨屬于混合型晶體，層與層之間存在分子間作用力；層內碳原子間存在共價鍵
D．石墨烯中平均每個六元碳環含有3個碳原子
7．(2023·福建福州聯考)幾種物質的熔點和沸點的數據如表，下列有關判斷錯誤的是(　　)
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 單質M
熔點/℃ 801 712 190 －70 2 300
沸點/℃ 1 465 1 412 178 57.6 2 500
注：AlCl3的熔點在2.02×105 Pa條件下測定。
A．AlCl3的晶體類型為分子晶體 B．單質M可能是共價晶體
C．熔、沸點：MgO＜NaCl D．離子鍵強度：NaCl>MgCl2
8．(2023·浙江衢州聯考)冰的晶胞結構如圖所示。下列相關說法不正確的是(　　)
A．硫化氫晶體結構和冰相似
B．冰晶體中，相鄰的水分子均以氫鍵結合
C．晶胞中z方向上的兩個氧原子最短距離為d，則冰晶胞中的氫鍵鍵長為d
D．冰晶體中分子間氫鍵存在方向性、飽和性，晶體有較大空隙，因此密度比液態水小
9．(2023·河北滄州期中)如圖是金剛石的晶胞結構，下列有關說法錯誤的是(　　)
A.金剛石屬于共價晶體
B．該晶胞中含有4個碳原子
C．該晶胞中碳原子采用sp3雜化
D．金剛石的熔點很高，其熔化時克服的作用力是共價鍵
10．(2023·北京順義期中)NaCl的晶胞結構如圖。下列說法不正確的是(　　)
A．Cl－的半徑大于Na＋的半徑
B．每個晶胞中平均含有4個Na＋和4個Cl－
C．每個Na＋周圍有6個緊鄰的Cl－和6個緊鄰的Na＋
D．Na＋和Cl－間存在較強的離子鍵，因此NaCl具有較高的熔點
二、非選擇題(共2題，共25分)
11．(13分)完成下列問題。
(1)A、B、C、D為四種晶體，性質如下：
A．固態時能導電，能溶于鹽酸 B．能溶于CS2，不溶于水
C．固態時不導電，熔融態時能導電，可溶于水 D．固態、熔融態時均不導電，熔點為3 500 ℃
試推斷它們可能的晶體類型：A.____________；D.____________。(2分)
(2)下圖中A～D是常見的幾種晶體結構模型，請填寫相應物質的名稱：
A________；B________；C________；D________。(4分)
(3)下圖所示的物質結構中，請填寫虛線所表示的作用力(離子鍵、共價鍵、范德華力、氫鍵)，若以上作用力都不是填“無”。
A.__________；B.__________；C.__________；D.__________；E.__________；F.__________；G.__________。(7分)
12．(12分)砷化鎵為第二代半導體，以其為材料制造的燈泡壽命長、耗能少。已知砷化鎵的晶胞結構如圖所示。請回答下列問題：
(1)下列說法不正確的是________(填字母)。(1分)
A．砷化鎵是分子晶體 B．電負性：As＞Ga
C．第一電離能：As＞Ga D．砷化鎵晶體中含有非極性鍵
(2)Ga的核外電子排布式為__________________________。(2分)
(3)砷化鎵可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃下反應制得，(CH3)3Ga中鎵原子的雜化方式為________，(CH3)3Ga分子是____________(填“極性”或“非極性”)分子。AsH3分子空間結構為________，N、P、As處于同一主族，其氫化物沸點由高到低的順序是________________(用氫化物分子式表示)。(5分)
(4)砷化鎵晶胞中所包含的砷原子(白色球)個數為______，與同一個鎵原子相連的砷原子構成的空間結構為____________。(4分)
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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