2025春高二化學(xué)選擇性必修2 （配人教版）微專題5 四類典型晶體的比較

四類典型晶體的比較微專題51.四類典型晶體的比較晶體類型分子晶體共價晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)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物理性質(zhì)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大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、導(dǎo)熱性一般不導(dǎo)電,溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電,水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電熔化時鍵的變化不破壞化學(xué)鍵,破壞分子間作用力破壞共價鍵破壞金屬鍵破壞離子鍵,共價鍵不一定破壞作用力大小規(guī)律組成和結(jié)構(gòu)相似的分子,相對分子質(zhì)量大的范德華力大共價鍵鍵長短、原子半徑小的共價鍵穩(wěn)定金屬原子的價層電子數(shù)多、半徑小的金屬離子與自由電子間的作用力強離子所帶電荷數(shù)多、半徑小的離子鍵強物質(zhì)類別及舉例部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、幾乎所有的酸、部分非金屬氧化物(SiO2除外)、稀有氣體、絕大多數(shù)有機物(有機鹽除外)某些單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼、鍺)、部分非金屬化合物(如SiC、SiO2、BN、Si3N4)金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅)金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)2.晶體熔、沸點高低的比較方法(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(guī)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。原子半徑越小→鍵長越短→鍵能越大→熔、沸點越高。如熔點:金剛石>硅晶體。②離子晶體。一般地說,陰、陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越強,其離子晶體的熔、沸點就越高。如熔點:MgO>NaCl>CsCl。③分子晶體。a.分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高;分子間具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常高。如沸點:H2O>H2Te>H2Se>H2S。b.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔、沸點越高。如熔、沸點:SnH4>GeH4>SiH4>CH4。c.組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點越高。如熔、沸點:CO>N2,CH3OH>CH3CH3。④金屬晶體。金屬離子半徑越小,離子電荷數(shù)越多,其金屬鍵越強,金屬熔、沸點就越高。如熔、沸點:Na<Mg<Al。[典型例題]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。編號信息物質(zhì)名稱晶體類型(1)熔點:-68.74℃,沸點:57.65℃,易水解(2)熔點:630.63℃,沸點:1587℃,導(dǎo)電(3)由分子間作用力結(jié)合而成,熔點很低,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(4)由共價鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體,熔點:2077℃,沸點:4000℃,硬度大(5)由共價鍵結(jié)合成層狀結(jié)構(gòu)的晶體,熔點高、能導(dǎo)電,具有滑膩感四氯化硅分子晶體銻金屬晶體氖分子晶體硼共價晶體石墨混合型晶體解析:Ⅰ.共價晶體的熔、沸點大于分子晶體的熔、沸點,共價晶體的硬度大于分子晶體的硬度,金屬晶體的熔、沸點及硬度差別較大;共價晶體和分子晶體在固態(tài)和熔化時不導(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.(6)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,它們的熔點由高到低的順序是

(填序號)。

解析:Ⅱ.(6)這些晶體中屬于共價晶體的有①③④,屬于離子晶體的有②,屬于分子晶體的有⑤⑥。一般來說,熔點高低順序為共價晶體>離子晶體>分子晶體。③④①②⑥⑤解析:(7)分子晶體的熔點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)的共價鍵。(7)繼C60后,科學(xué)家又合成了Si60、N60。請解釋如下現(xiàn)象:熔點Si60>N60>C60,而破壞分子所需要的能量N60>C60>Si60,其原因是

。

結(jié)構(gòu)相似的分子晶體的相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力(或范德華力)越強,熔化所需的能量越多,故熔點Si60>N60>C60;而破壞分子需斷開化學(xué)鍵,元素電負性越強,其形成的化學(xué)鍵越穩(wěn)定,斷鍵時所需能量越多,故破壞分子需要的能量N60>C60>Si60規(guī)律方法比較不同晶體熔、沸點的基本思路[跟蹤訓(xùn)練1]已知下列晶體的部分性質(zhì),其晶體類型判斷正確的是(

)選項性質(zhì)晶體類型A碳化鋁,黃色晶體,熔點2100℃,熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,晶體不導(dǎo)電離子晶體B溴化鋁,無色晶體,易溶于水,熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電共價晶體C晶體硼,熔點2077℃,沸點4000℃,硬度大,不溶于常見溶劑金屬晶體D氯化鐵,沸點306℃,易溶于水,易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑分子晶體√解析:碳化鋁,黃色晶體,熔點2100℃,熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,應(yīng)為共價晶體,A錯誤;溴化鋁,無色晶體,易溶于水,熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,具有分子晶體的性質(zhì),屬于分子晶體,B錯誤;晶體硼,熔點2077℃,沸點4000℃,硬度大,不溶于常見溶劑,具有共價晶體的性質(zhì),屬于共價晶體,C錯誤;氯化鐵,沸點306℃,易溶于水,易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑,具有分子晶體的性質(zhì),屬于分子晶體,D正確。[跟蹤訓(xùn)練2]下列物質(zhì)的熔、沸點高低順序正確的是(

)A.金剛石>晶體硅>二氧化硅>碳化硅B.>C.MgO>H2O>O2>Br2D.金剛石>生鐵>純鐵>鈉√解析:A項,所給物質(zhì)同屬于共價晶體,熔、沸點高低主要看共價鍵的強弱,鍵能為Si—Si<Si—C<Si—O<C—C,故熔、沸點為晶體硅<碳化硅<二氧化硅<金剛石,錯誤;B項,形成分子間氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點大于形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點,正確;C項,對于不同類型的晶體,其熔、沸點高低一般規(guī)律為共價晶體>離子晶體>分子晶體,水中存在分子間氫鍵,Br2的相對分子質(zhì)量比O2的大,故熔、沸點為MgO>H2O>Br2>O2,錯誤;D項,生鐵為鐵碳合金,熔點要低于純鐵的,錯誤。專題集訓(xùn)1.下列晶體分類正確的是(

)√選項離子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體ABa(OH)2金剛石普通玻璃CuBH2SO4SiSHgCCH3COONaArI2FeDNH4ClSiO2C6H12O6黃銅解析:普通玻璃是混合物,玻璃不構(gòu)成晶體,無固定的熔、沸點,A錯誤;硫酸由分子構(gòu)成,硫酸晶體屬于分子晶體,不屬于離子晶體,B錯誤;Ar的晶體屬于分子晶體,不屬于共價晶體,C錯誤;NH4Cl是由銨根離子和氯離子構(gòu)成的離子晶體,SiO2是由硅、氧原子通過共價鍵構(gòu)成的共價晶體,C6H12O6屬于有機物,對應(yīng)的晶體是分子晶體,黃銅是銅鋅合金,構(gòu)成金屬晶體,D正確。2.下面有關(guān)晶體的敘述不正確的是(

)A.金剛石三維骨架結(jié)構(gòu)中,由共價鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個碳原子B.氯化鈉晶體中,每個Na+周圍距離最近且相等的Na+共有6個C.氯化銫晶體中,每個Cs+周圍緊鄰8個Cl-D.干冰晶體中,每個CO2分子周圍緊鄰12個CO2分子√解析:氯化鈉晶體中,每個Na+周圍距離最近且相等的Na+共12個,距離相等且最近的Cl-共有6個。3.下列關(guān)于晶體的描述正確的是(

)A.分子晶體中一定含有共價鍵B.共價晶體中,共價鍵的鍵能越大、鍵長越短,熔點越高C.金屬晶體的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性都是通過自由電子的定向移動實現(xiàn)的D.某晶體溶于水可電離出自由移動的離子,該晶體一定是離子晶體√解析:分子晶體中不一定含有共價鍵,如稀有氣體中,只含有范德華力,故A錯誤;共價晶體中粒子間作用力是共價鍵,熔融時破壞共價鍵,共價鍵的鍵能越大、鍵長越短,熔點越高,故B正確;金屬晶體的導(dǎo)電性是通過自由電子的定向移動實現(xiàn)的,而金屬晶體的導(dǎo)熱性是通過自由電子與金屬原子的碰撞將能量從能量高的地方傳遞到能量低的地方,故C錯誤;某晶體溶于水可電離出自由移動的離子,該晶體可能為離子晶體,也可能為分子晶體,如分子晶體中的HCl,在水中可電離出H+和Cl-,故D錯誤。4.如圖為幾種晶體或晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖。下列說法錯誤的是(

)A.1mol冰晶體中含有氫鍵數(shù)目為2NAB.四種晶體的熔點高低為金剛石>MgO>冰>碘單質(zhì)C.碘晶體屬于分子晶體,每個碘晶胞中實際占有8個碘原子D.金剛石屬于共價晶體,每個碳原子周圍距離最近的碳原子數(shù)為4√5.下列各組物質(zhì)熔點由低到高排列的是(

)A.H2O、H2S、H2Se、H2TeB.F2、Cl2、Br2、I2C.Li、Na、K、RbD.NaCl、MgCl2、金剛石、晶體硅√解析:H2O、H2S、H2Se、H2Te都為同主族元素所形成的分子晶體,分子的相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,晶體的熔點越高,水分子間存在氫鍵,熔點最高,應(yīng)為H2S<H2Se<H2Te<H2O,A錯誤;在結(jié)構(gòu)相似的分子晶體中,分子的相對分子質(zhì)量越大,熔點越高,所以F2<Cl2<Br2<I2,B正確;同主族金屬元素從上到下金屬離子半徑逐漸增大,金屬的熔點逐漸降低,所以Rb<K<Na<Li,C錯誤;金剛石、晶體硅為共價晶體,原子半徑為C<Si,原子半徑越小,共價鍵鍵能越大,則熔點越高,熔點為金剛石>晶體硅,D錯誤。6.下表給出四種化合物的熔點和沸點:化合物NaClMgCl2AlCl3CCl4熔點/℃802714193-22.8沸點/℃1465141217876.7關(guān)于表中四種化合物有下列說法,其中錯誤的是(

)A.AlCl3在加熱時可升華B.CCl4屬于分子晶體C.1500℃時NaCl可形成氣體分子D.AlCl3是典型的離子晶體√解析:根據(jù)各物質(zhì)的熔、沸點判斷,AlCl3和CCl4為分子晶體;AlCl3的沸點低于熔點,所以可升華;NaCl為離子晶體,但1500℃高于其沸點,故1500℃時以氣體分子形式存在。7.LDFCB是電池的一種電解質(zhì),該電解質(zhì)陰離子由同周期元素原子W、X、Y、Z構(gòu)成(如圖),Y的最外層電子數(shù)等于X的核外電子總數(shù),四種原子最外層電子數(shù)之和為20,下列說法正確的是(

)A.原子半徑:X>Y>Z>WB.W、Z形成的化合物分子為含有極性鍵的非極性分子C.四種元素形成的簡單氫化物中X的最穩(wěn)定D.四種元素的單質(zhì)中,有分子晶體、共價晶體和金屬晶體三種情況√解析:由陰離子結(jié)構(gòu)簡式可知,X、Y、Z形成的共價鍵數(shù)目分別為4、2、1,由W、X、Y、Z為同周期元素原子,Y的最外層電子數(shù)等于X的核外電子總數(shù)可知,X為C、Y為O、Z為F,由四種原子最外層電子數(shù)之和為20可知,W為B。同周期主族元素,從左到右原子半徑依次減小,則B、C、O、F四種原子中,B的原子半徑最大,故A錯誤;BF3中含有B—F極性鍵,分子中B的價層電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為0,分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,屬于非極性分子,則BF3為含有極性鍵的非極性分子,故B正確;元素的非金屬性越強,簡單氫化物的穩(wěn)定性越強,B、C、O、F四種元素中,F的非金屬性最強,則HF最穩(wěn)定,故C錯誤;B、C、O、F四種元素都是非金屬元素,其單質(zhì)不可能為金屬晶體,故D錯誤。8.(1)氯酸鉀熔化,粒子間克服了

的作用;二氧化硅熔化,粒子間克服了

的作用;碘升華,粒子間克服了

作用力。三種晶體的熔點由高到低的順序是

。

解析:(1)氯酸鉀是離子晶體,熔化時破壞離子鍵;二氧化硅是共價晶體,熔化時破壞共價鍵;碘是分子晶體,升華時粒子間克服分子間作用力;熔點高低的一般規(guī)律為共價晶體>離子晶體>分子晶體,所以熔點由高到低的順序為二氧化硅>氯酸鉀>碘。離子鍵共價鍵分子間二氧化硅>氯酸鉀>碘(2)A、B、C、D為四種晶體,性質(zhì)如下:A固態(tài)時能導(dǎo)電,能溶于鹽酸;B能溶于CS2,不溶于水;C固態(tài)時不導(dǎo)電,液態(tài)時能導(dǎo)電,可溶于水;D固態(tài)、液態(tài)時均不導(dǎo)電,熔點為3500℃。試推斷它們的晶體類型:A.

;B.

;C.

;D.

。

金屬晶體分子晶體離子晶體共價晶體解析:(2)A固態(tài)時能導(dǎo)電,說明其中含有能夠自由移動的電子,故A為金屬晶體;CS2屬于非極性分子,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律可知,能溶于CS2、不溶于水的晶體,其一定是由非極性分子構(gòu)成的,故B屬于分子晶體;C固態(tài)時不導(dǎo)電,液態(tài)時能導(dǎo)電,說明其熔化后可以產(chǎn)生自由移動的離子,故C為離子晶體;D固態(tài)、液態(tài)時均不導(dǎo)電,不可能是金屬晶體、離子晶體或石墨,熔點為3500℃,其熔點很高,故D為共價晶體。(3)已知ZnF2的熔點為872℃,ZnCl2的熔點為275℃,ZnBr2的熔點為394℃,其中ZnBr2的熔點高于ZnCl2的原因為

。

解析:(3)由熔點數(shù)據(jù)可知,ZnCl2、ZnBr2為分子晶體,且結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強,熔點越高,相對分子質(zhì)量ZnBr2>ZnCl2,所以ZnBr2的熔點高于ZnCl2的。ZnCl2、ZnBr2為分子晶體,組成與結(jié)構(gòu)相似,隨著相對分子質(zhì)量的增大,范德華力增強,熔點升高9.X、Y、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的前20號元素。X原子中K層和L層電子數(shù)相等;Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2YO3;Z可形成氫化物ZH3;Q的一種核素的中子數(shù)為14,質(zhì)量數(shù)為28;R最外層電子數(shù)為內(nèi)層電子數(shù)的一半;T為同周期非金屬性最強的元素;U可與T形成離子化合物UT2。(1)下列X原子的軌道表示式表示的狀態(tài)中,能量最高的是

(填字母)。

DABCD解析:X、Y、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的前20號元素;X原子中K層和L層電子數(shù)相等,X為鈹;Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2YO