第6讲 晶体的结构与性质

第6讲晶体的结构与性质复习目标1.了解晶体和非晶体的区别。2.了解常见晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。3.了解分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体结构与性质的关系。4.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。考点一晶体与非晶体1.物质的聚集状态小题过基础下列说法正确的是。

①在物质的三态相互转化过程中只是分子间距离发生了变化②晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列③水蒸气转化为液态水的过程中,水分子变小,水的体积减小④等离子体和离子液体都是由阴阳离子构成,故能导电⑤等离子体是指由电子、阳离子组成的带有一定电荷的物质聚集体⑥在电场存在的情况下,液晶分子沿着电场方向有序排列答案②⑥名师点核心(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态,还有晶态、非晶态以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。(2)等离子体和液晶2.晶体与非晶体小题过基础下列说法正确的是。

①凡有规则外形的固体一定是晶体②粉末状的物质不是晶体,具有各向异性的固体一定是晶体③晶体的熔点一定比非晶体的熔点高④缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块⑤晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点⑥区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X-射线衍射实验答案④⑤⑥(2)下列物质中属于晶体的是。

①橡胶②玻璃③食盐④水晶⑤塑料⑥胆矾答案③④⑥名师点核心(1)晶体与非晶体的比较晶体非晶体结构特征原子在三维空间里呈周期性有序排列原子排列相对无序性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性(2)得到晶体的途径①熔融态物质凝固;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。1.(2024·浙江开学考试)下列有关物质特殊聚集状态与结构的说法不正确的是()A.液晶中的分子长轴取向一致,表现出类似晶体的各向异性B.等离子体是一种特殊的气体,由阳离子和电子两部分构成C.纯物质有固定的熔点,但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化D.超分子内部的分子间一般通过非共价键或分子间作用力结合成聚集体答案B解析液晶分子中沿分子长轴方向有序排列,从而表现出类似晶体的各向异性,故A正确;等离子体是由阳离子、电子和电中性粒子组成的整体上呈中性的物质聚集体,故B错误;纯物质有固定的熔点,但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化,熔点可能下降,故C正确;超分子内部的多个分子间一般通过非共价键或分子间作用力结合成聚集体,故D正确。2.(2024·山东东营模拟)水的状态除了气、液和固态外,还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的。玻璃态的水无固定形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水的密度相同,下列有关玻璃态水的叙述正确的是()A.水由液态变为玻璃态,体积缩小B.水由液态变为玻璃态,体积膨胀C.玻璃态是水的一种特殊状态D.在玻璃态水的X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰答案C解析玻璃态水无固定形状,不存在晶体结构,因密度与普通液态水相同,故水由液态变为玻璃态时体积不变。3.分析晶体与非晶体具有的性质:(1)下图是冰块熔化过程中温度随时间的变化图像。分析图像可知,冰块熔化过程持续min,

此过程需(填“吸热”或“放热”),温度(填“升高”“不变”或“降低”)。所以,冰是(填“晶体”或“非晶体”),区分晶体与非晶体的重要依据是。

(2)甲为石墨晶体,甲说明晶体具有;乙说明晶体具有各向异性而非晶体具有;丙说明晶体的内部微粒排列规范而非晶体内部微粒排列无序。

答案(1)10吸热不变晶体晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点(2)各向异性各向同性有序考点二晶体类型及其结构1.常见的晶体类型小题过基础在下列物质中:NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩。(1)其中只含有离子键的离子晶体是。

(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是。

(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是。

(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是。

(5)其中形成的晶体是分子晶体的是。

(6)其中含有极性共价键的共价晶体是。

答案(1)NaCl、Na2S(2)NaOH、(NH4)2S(3)(NH4)2S(4)Na2S2(5)H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶体氩(6)SiO2、SiC名师点核心四种晶体类型的比较比较类型分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体构成微粒分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力范德华力(某些含氢键)共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大,有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高,有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂大多易溶于水等极性溶剂导电、导热性一般不导电,溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电,水溶液或熔融态导电2.常见的晶体结构小题过基础如图表示一些晶体中的某些结构,它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。①其中代表金刚石的是(填编号字母,下同),金刚石属于晶体。

②其中代表石墨的是,其中每个正六边形占有碳原子数平均为个。

③其中代表NaCl的是,每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有个。

④代表CsCl的是,它属于晶体,每个Cs+与个Cl-紧邻。

⑤代表干冰的是,它属于晶体,每个CO2分子与个CO2分子紧邻。

答案①D共价②E2③A12④C离子8⑤B分子12解析①在金刚石晶胞中,每个碳可与周围四个碳原子形成共价键,将这四个碳原子连结起来后可以形成正四面体,体心有一个碳原子,所以图D为金刚石,每个碳原子与四个碳原子最近且距离相等,属于共价晶体;②石墨是层状结构,在层与层之间以范德华力相互作用,在层内碳与碳以共价键相互作用,形成六边形,每个六元环有6个碳原子,每个碳原子形成3个六元环,所以平均每个正六边形占有2个碳原子,所以图E为干冰晶体;③在NaCl晶胞中,每个钠离子周围有6个氯离子,每个氯离子周围也有6个钠离子,所以图A为NaCl的结构,根据晶胞的结构,每个钠离子周围距离最近的钠离子在小立方体的面对角线的位置,每个钠离子周围有八个这样的立方体,形成12个面,所以面对角线上的钠离子就有12个;④CsCl的晶胞中铯离子和氯离子的配位数都是8,即每个铯离子周围有8个氯离子,每个氯离子周围也有8个铯离子,CsCl为离子晶体,所以图C为CsCl的结构;⑤干冰是分子晶体,CO2分子位于立方体的顶点和面心上,以顶点上的CO2分子为例,与它距离最近的CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上,所以图B为干冰晶体。名师点核心(1)典型的分子晶体——干冰和冰①干冰晶体中,每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个。②冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接,含1molH2O的冰中,最多可形成2mol氢键。(2)典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅①金刚石和二氧化硅晶体结构模型比较结构模型晶胞金刚石二氧化硅②金刚石结构特点分析a.碳原子采取sp3杂化,键角为109°28';b.每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构,向空间伸展形成空间网状结构;c.最小碳环由6个碳原子组成,每个碳原子被12个六元环共用;d.金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子,晶胞内部有4个C原子,内部的C在晶胞的体对角线的14处,每个金刚石晶胞中含有8个C③二氧化硅结构特点分析a.Si原子采取sp3杂化,正四面体内O—Si—O键角为109°28';b.每个Si原子与4个O原子形成4个共价键,Si原子位于正四面体的中心,O原子位于正四面体的顶点,同时每个O原子被2个硅氧正四面体共用,晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2;c.最小环上有12个原子,包括6个O原子和6个Si原子;d.1molSiO2晶体中含Si—O数目为4NA;e.SiO2晶胞中有8个Si原子位于立方晶胞的顶点,有6个Si原子位于立方晶胞的面心,还有4个Si原子与16个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有8个Si原子和16个O原子。(3)典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2①NaCl型:在晶体中,每个Na+同时吸引6个Cl-,每个Cl-同时吸引6个Na+,配位数为6。每个晶胞含4个Na+和4个Cl-。②CsCl型:在晶体中,每个Cl-吸引8个Cs+,每个Cs+吸引8个Cl-,配位数为8。③CaF2型:在晶体中,每个Ca2+吸引8个F-,每个F-吸引4个Ca2+,每个晶胞含4个Ca2+,8个F-。(4)过渡晶体与混合型晶体①过渡晶体:纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体四种典型晶体是不多的,大多数晶体是它们之间的过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体来处理,把偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体来处理。如Na2O、Al2O3中既有离子键成分,也有共价键成分。②混合型晶体——石墨石墨层状晶体中,层与层之间的作用是范德华力,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2,C原子采取的杂化方式是sp2。1.Al和Si在元素周期表金属和非金属过渡位置上,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192.6℃,熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在,其中铝原子与氯原子的成键类型是。

(2)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝(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。在四大晶体类型中,AlN属于晶体。

答案(1)共价键(或σ键)(2)4正四面体共价解析(1)AlCl3分子为共价化合物,因此原子间形成的化学键为共价键。(2)AlN晶体与金刚石类似,可以知道AlN为共价晶体,每个Al原子周围有4个N原子,且与同一个Al原子相连的4个N原子构成正四面体结构。2.乙炔是有机合成的重要原料。利用电石可制备乙炔,电石的主要成分为CaC2,还含有CaS和Ca3P2等少量杂质。一种CaC2的晶胞如图所示。(1)CaC2晶体属于(填晶体类型)晶体。

(2)每个Ca2+在个阴离子构成的多面体中心。

(3)一个CaC2晶胞中,含有个σ键和个π键。

答案(1)离子(2)6(3)48解析(1)CaC2晶体由Ca2+、C22-构成,属于离子晶体。(2)每个Ca2+在6个阴离子构成的多面体中心。(3)根据均摊原则,一个CaC2晶胞中,C22-个数为8×18+6×12=4,C3.(2024·河南驻马店期中)下列为几种晶体或晶胞的示意图:请回答下列问题:(1)上述晶体中,粒子之间以共价键结合形成晶体的是。

(2)金刚石晶体中碳原子与C—C数目比为。

(3)每个Cu晶胞中实际占有个Cu原子;CaCl2晶体中Ca2+的配位数为。

(4)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还有一个重要的原因是

。

答案(1)金刚石晶体(2)1∶2(3)48(4)水分子间存在氢键解析(1)共价晶体中原子间以共价键结合,则粒子之间以共价键结合形成晶体的是金刚石晶体;(2)金刚石中每个碳原子与周围4个C以单键结合,则1个碳原子对应2个C—C,碳原子与C—C数目比为1∶2;(3)Cu原子占据晶胞的面心和顶点,则每个Cu晶胞中实际占有的Cu原子数为18×8+12×6=4;根据氯化钙的晶胞图可知,每个Ca2+周围距离最近且相等的Cl-有8个,所以CaCl2晶体中Ca2+的配位数为8;(4)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO考点三晶体的性质及应用晶体的性质小题过基础(2024·陕西宝鸡期中测试)指出下列物质的晶体类型。(填“分子晶体”或“共价晶体”或“离子晶体”)①碳化铝,黄色晶体,熔点2200℃,熔融态不导电:。

②溴化铝,无色晶体,熔点98℃,熔融态不导电:。

③五氟化矾,无色晶体,熔点19.5℃,易溶于乙醇、氯仿、丙酮等:。

④溴化钾,无色晶体,熔融时或溶于水中都能导电:。

⑤SiI4:熔点120.5℃,沸点287.4℃,易水解:。

⑥硼:熔点2300℃,沸点2550℃,硬度大:。

⑦硒:熔点217℃,沸点685℃,溶于氯仿:。

答案①共价晶体②分子晶体③分子晶体④离子晶体⑤分子晶体⑥共价晶体⑦分子晶体名师点核心晶体熔、沸点高低的比较方法(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体。(2)相同类型晶体①金属晶体:金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属熔、沸点就越高,如熔、沸点:Na<Mg<Al。②离子晶体:a.离子键越强,形成的离子晶体越稳定,熔点越高,硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,熔、沸点就越高,如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。③共价晶体:原子半径越小,键长越短,熔沸点越高。④分子晶体:组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高。1.根据下表中给出的有关数据,判断下列说法错误的是()AlCl3SiCl4晶体硼金刚石晶体硅熔点/℃190-682300>35501415沸点/℃17857255048272355A.SiCl4是分子晶体B.晶体硼是共价晶体C.AlCl3是分子晶体,加热能升华D.金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si弱答案D解析SiCl4、AlCl3的熔、沸点低,都是分子晶体,AlCl3的沸点低于其熔点,即在低于熔化的温度下就能汽化,故AlCl3加热能升华,A、C正确;晶体硼的熔、沸点很高,所以晶体硼是共价晶体,B正确;由金刚石与晶体硅的熔、沸点相对高低可知,金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si强,D错误。2.现有几组物质的熔点(℃)数据:A组B组C组D组金刚石:3550℃Li:181℃HF:-83℃NaCl:801℃硅晶体:1410℃Na:98℃HCl:-115℃KCl:776℃硼晶体:2300℃K:64℃HBr:-89℃RbCl:718℃二氧化硅:1723℃Rb:39℃HI:-51℃CsCl:645℃据此回答下列问题:(1)A组属于晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是。

(2)B组晶体共同的物理性质是(填序号)。

①有金属光泽②导电性③导热性④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于。

(4)D组晶体可能具有的性质是(填序号)。

①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl,其原因为

。

答案(1)共价共价键(2)①②③④(3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)(4)②④(5)D组晶体都为离子晶体,r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+),在离子所带电荷数相同的情况下,半径越小,熔点就越高解析(1)A组熔点很高,为共价晶体,是由原子通过共价键形成的。(2)B组为金属晶体,具有①②③④四条共性。(3)HF中含有分子间氢键,故其熔点反常。(4)D组属于离子晶体,具有②④两条性质。(5)D组属于离子晶体,其熔点与离子所带电荷数和离子半径有关。3.(1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为,微粒间存在的作用力是。SiC晶体和晶体Si的熔、沸点高低顺序是。

(2)氧化物MO的电子总数与SiC的相等,则M为(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高,其原因

。

(3)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2的化学式相似,但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成上述π键,而Si、O原子间不能形成上述π键:

;

SiO2属于晶体,CO2属于晶体,所以熔点CO2(填“<”“=”或“>”)SiO2。

(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MgO、CO2、Mg六种晶体的构成微粒分别是

,

熔化时克服的微粒间的作用力分别是。

答案(1)sp3共价键SiC>Si(2)MgMg2+半径比Ca2+小,MgO离子键强度大(3)Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键共价分子<(4)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键解析(1)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连,呈正四面体结构,所以C原子杂化方式是sp3;碳硅原子间以共用电子对相结合,微粒间存在的作用力是共价键;因为Si—C的键长小于Si—Si,所以熔、沸点碳化硅>晶体硅。(2)SiC电子总数是20个,则该氧化物为MgO,则M为Mg;MgO与CaO的离子电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO离子键强度大,熔点高。(3)Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键;SiO2属于共价晶体,CO2属于分子晶体,所以熔点CO2<SiO2。(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为共价晶体,构成微粒均为原子,熔化时破坏共价键;Mg为金属晶体,由金属阳离子和自由电子构成,熔化时克服金属键;CO2为分子晶体,由分子构成,分子间以分子间作用力结合;MgO为离子晶体,由Mg2+和O2-构成,熔化时破坏离子键。金刚石、晶体硅、二氧化硅、MgO、CO2、Mg六种晶体的构成微粒分别是原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子;熔化时克服的微粒间的作用力分别是共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键。本讲感悟疑点:

盲点:

1.(2025·浙江1月选考)某化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示,下列说法不正确的是 ()A.晶体类型为混合晶体B.NH3与二价铁形成配位健C.该化合物与水反应有难溶物生成D.该化合物热稳定性比FeCl2高答案D解析A项,由图可知,Fe(NH3)2Cl2晶体中存在离子键、配位键、分子间作用力,具有分子晶体和离子晶体的特性,属于混合型晶体,A正确;B项,NH3与二价铁通过配位键形成[Fe(NH3)2]2+,B正确;C项,Fe(NH3)2Cl2与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀,方程式为Fe(NH3)2Cl2+2H2O===Fe(OH)2↓+2NH4Cl,C正确;D项,Fe(NH3)2Cl2中[Fe(NH3)2]2+离子半径大于Fe2+,[Fe(NH3)2]2+与Cl-之间的键能小于Fe2+与Cl-之间的键能,Fe(NH3)2Cl2热稳定性小于FeCl2,D错误。2.(2024·山东卷)下列物质均为共价晶体且成键结构相似,其中熔点最低的是()A.金刚石(C) B.单晶硅(Si)C.金刚砂(SiC) D.氮化硼(BN,立方相)答案B解析金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN),都为共价晶体,结构相似,则原子半径越大,键长越长,键能越小,熔沸点越低,在这几种晶体中,键长Si—Si>Si—C>B—N>C—C,所以熔点最低的为单晶硅。3.(2023·北京卷)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是()A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化C.三种物质的晶体类型相同D.三种物质均能导电答案A解析金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化,石墨中所有碳原子均采用sp2杂化,石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化,碳碳三键上的碳原子采用sp杂化,B项错误;金刚石为共价晶体,石墨为混合型晶体,石墨炔为分子晶体,C项错误;金刚石不能导电,D项错误。4.(1)(2024·浙江1月选考)某化合物的晶胞如图,其化学式是,晶体类型是。

(2)(2024·全国甲卷)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如表,结合变化规律说明原因:

。

物质SnF4SnCl4SnBr4SnI4熔点/℃442-3429143(3)(2024·黑吉辽卷)负载在TiO2上的RuO2催化活性高,稳定性强。TiO2和RuO2的晶体结构均可用下图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO2与TiO2的密度比为1.66,则Ru的相对原子质量为(精确至1)。

(4)(2021·浙江6月选考)已知3种共价晶体的熔点数据如下表:金刚石碳化硅晶体硅熔点/℃>355026001415金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是

。

答案(1)①CrCl2·4H2O②分子晶体(2)SnF4为离子晶体,其熔点高于其他三种物质,SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高(3)101(4)共价晶体中,原子半径越小,共价键键能越大,熔点越高,原子半径:C<Si(或键长:C—C<Si—Si),键能:C—C>Si—Si解析(1)由晶胞图可知,化学式为CrCl2·4H2O;由晶胞图可知构成晶胞的粒子为CrCl2·4H2O分子,故为分子晶体;(2)根据表中数据可知,SnF4的熔点均远高于其余三种物质,故原因为:SnF4属于离子晶体,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高。(3)二者晶体结构相同,晶胞体积近似相等,则二者密度之比等于摩尔质量之比,设Ru的相对原子质量为Mr,则Mr+3248+32=1.66,解得M高考热点总结

基础落实选择题只有1个选项符合题意1.下列有关晶体和非晶体的说法正确的是()A.晶体具有自范性,非晶体没有自范性B.具有规则几何外形的固体均为晶体C.晶体有固定的组成,非晶体没有固定的组成D.将玻璃加工成规则的固体即变成晶体答案A2.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是()A.测定熔、沸点B.观察外形C.对固体进行X射线衍射实验D.比较硬度答案C3.(2024·河北衡水质检)下列物质中前者为晶体,后者为非晶体的是()A.白磷、蓝矾 B.陶瓷、塑料C.碘、橡胶 D.食盐、蔗糖答案C解析A中白磷和蓝矾都是晶体;B中二者均为非晶体;C中碘为晶体,橡胶为非晶体;D中二者均为晶体。4.下列关于晶体和非晶体的说法正确的是()A.晶体在三维空间里呈周期性有序排列,因此在各个不同的方向上具有相同的物理性质B.晶体在熔化过程中需要不断地吸热,温度不断地升高C.普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同D.晶体和非晶体之间不可以相互转化答案C解析晶体在三维空间里呈周期性有序排列,其许多物理性质常常会表现出各向异性,A不正确;晶体的熔点是固定的,所以在熔化过程中温度不会变化,B不正确;在一定条件下晶体和非晶体是可以相互转化的,D不正确。5.(2024·江西南昌二中模拟)下列关于晶体的说法,不正确的是()①晶体中粒子呈周期性有序排列,有自范性,而非晶体中粒子排列相对无序,无自范性;②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体;③共价键可决定分子晶体的熔、沸点;④MgO和NaCl两种晶体中,MgO的离子键弱,所以其熔点比较低;⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列;⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定;⑦干冰晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻A.①②③ B.②③⑦ C.④⑤⑥ D.②③④答案D解析晶体的自范性是粒子微观上周期性排列的宏观表现,因此非晶体排列无序,无自范性,①正确;金属晶体中含有金属阳离子,不属于离子晶体,②错误;分子晶体熔、沸点取决于分子间作用力,而非共价键,③错误;MgO中离子所带电荷多,半径小,离子键强,因此熔点比NaCl高,④错误;晶体中微粒周期性排列,晶胞是晶体结构的基本单元,⑤正确;晶体微粒间的作用力使其尽可能紧密堆积,⑥正确;干冰采用分子密堆积的排列方式,1个CO2分子紧邻12个CO2分子,⑦正确;故答案选D。6.(2024·天津滨海新区三模)化学处处呈现美,下列说法正确的是()A.通过晶体的X射线衍射实验获得P4分子中∠P—P—P键角为109°28'B.绚烂烟花的产生是电子由基态跃迁到激发态时,能量以光的形式释放引起的C.缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块,体现晶体的自范性D.肼(N2H4)的结构相当于氨分子中的一个氢原子被氨基取代,存在顺式和反式两种同分异构体:和答案C解析P4分子中∠P—P—P键角为60°,A错误;绚烂烟花的产生是焰色试验,电子吸收能量,由基态跃迁到激发态,再由激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时放出能量,能量以光的形式释放,B错误;晶体具有规则的几何形状,有自范性,则缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块,体现了晶体的自范性,C正确;肼(N2H4)的结构相当于氨分子中的一个氢原子被氨基取代,单键可以旋转,不存在顺式和反式两种同分异构体,D错误。7.(2025·浙江鲁迅中学测试)下列有关晶体类型的判断正确的是()ASiI4:熔点为120.5℃,沸点为287.4℃共价晶体BB:熔点为2300℃,沸点为2550℃,硬度大金属晶体C锑:熔点为630.74℃,沸点为1635℃,晶体导电共价晶体DFeCl3:熔点为306℃,易溶于水,也易溶于有机溶剂分子晶体答案D解析SiI4的熔、沸点比较低,属于分子晶体,A错误;B的熔、沸点很高,硬度大,属于共价晶体,B错误;Sb是金属,属于金属晶体,C错误;FeCl3的熔点比较低,属于分子晶体,D正确。8.(2024·四川成都期中)碳族元素的物质是化学世界中最庞大的家族,“天问一号”轨道飞行器近距离拍摄了火星北极,看到大量白色冰冻区域,主要是二氧化碳低温凝结形成的干冰,虽然看起来和地球两极很像,但实际温度却比地球两极冷多了!(1)干冰晶体中,每个CO2周围等距且紧邻的CO2个;干冰升华时,CO2中C==O是否受到破坏?(填“是”或“否”),原因:。

(2)下列关于二氧化碳的说法正确的是。

A.电子式为︰O‥B.空间填充模型为C.CO2是极性分子,能溶于水D.CO2的水溶液能够导电,但CO2是非电解质(3)干冰和冰的晶体模型如下图存在差别的本质原因

。

(4)H2O2难溶于CS2,简要说明理由:。

(5)金刚石晶体中,每个C被个六元环共用。

(6)晶体硅和碳化硅熔点较高的是(填化学式)。

(7)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为。

答案(1)12否升华是指二氧化碳固体直接变成二氧化碳气体,属于物理变化,破坏的是分子间作用力(2)BD(3)干冰分子间只存在范德华力,冰中水分子之间主要存在氢键(4)H2O2为极性分子,CS2为非极性分子,根据相似相溶原理可知H2O2难溶于CS2(5)12(6)SiC(7)1∶1解析(1)干冰是分子晶体,二氧化碳分子位于立方体的顶点和面心上,以顶点上的二氧化碳分子为例,与它距离最近的二氧化碳分子分布在与该顶点相连接的12个面的面心上,即每个CO2周围等距且紧邻的CO2有12个;干冰是指二氧化碳固体,升华是指二氧化碳固体直接变成二氧化碳气体,属于物理变化,破坏的是分子间作用力,所以CO2内的C==O没有受到破坏;升华是指二氧化碳固体直接变成二氧化碳气体,属于物理变化,破坏的是分子间作用力;(2)二氧化碳的电子式为︰O‥︰︰C︰︰O‥︰,是非极性分子,能与水反应生成碳酸,碳酸是电解质,故CO2的水溶液能够导电,故选BD;(3)干冰分子间只存在范德华力,冰中水分子之间主要存在氢键,导致两者晶体结构差异较大;(4)H2O2为极性分子,CS2为非极性分子,根据相似相溶原理可知H2O2难溶于CS2;(5)金刚石晶体中任意两条相邻的C—C参加2个六元环的形成,每个C原子可形成4条C—C,则每个C原子被12个六元环共用;(6)晶体硅和碳化硅均为共价晶体,但C原子半径小于Si,因此C—Si的键长小于Si—Si,键长越短,键能越大,熔点越高,因此SiC熔点较高;(7)已知CN-与N2结构相似,可判断HCN的结构式为H—C≡N,σ键与π键各有2个能力提升9.(2024·陕西宝鸡模拟)有关晶体的结构如图所示,下列说法不正确的是()A.在NaCl晶体中,距Cl-最近的Na+形成正八面体B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均含有4个Ca2+C.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构D.该气态团簇分子的分子式为EF答案D解析氟化钙晶胞中,Ca2+位于顶点和面心,数目为8×18+6×12=4,故B正确;气态团簇分子不同于晶胞,气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子,则分子式为E4F4或F4E410.(2024·江苏宿迁一模)硼可用镁热还原B2O3制备,晶体硼硬度与金刚石相近。B与Mg形成超导材料X,B层与Mg层交替排列,结构如图。下列说法不正确的是()A.晶体硼为共价晶体B.BH4-离子中的H—B—HC.H3NBH3分子中存在配位键D.超导材料X的化学式为Mg3B7答案D解析晶体硼硬度与金刚石相近,金刚石是共价晶体,所以晶体硼也属于共价晶体,A正确;BH4-离子中中心原子B的价层电子对数为4,采取sp3杂化,所以H—B—H键角为109°28',B正确;在NH3BH3中B原子为sp3杂化,其中1个B原子与3个H原子形成3个共价键,N提供孤电子对,B提供空轨道形成1个配位键,C正确;观察题图,由均摊法,晶胞中所含B原子个数为6,Mg原子个数为12×16+2×12=3,11.(2024·嘉兴模拟)观察下列模型,判断下列说法错误的是()金刚石碳化硅二氧化硅石墨烯C60A.原子数相同的金刚石和碳化硅,共价键个数之比为1∶2B.SiO2晶体中Si和Si—O个数比为1∶4C.石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1D.C60晶体堆积属于分子密堆积答案A解析金刚石和碳化硅都是共价晶体,在晶体中每个C原子或Si原子与相邻的4个原子形成共价键,每个共价键为2个原子所共有,因此若晶体中含有1mol原子,则物质含有共价键的数目是2NA,故原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1,A错误;在SiO2晶体中,每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si—O,故Si原子与