2024届高考化学复习讲义第五章物质结构与性质元素周期律第六讲晶体结构与性质考点一晶体及晶体的类型结构与性质含答案

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考点1 晶体及晶体的类型、结构与性质
1.晶体与非晶体
2.得到晶体的途径
3.不同晶体的特点比较
说明 过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。
1.易错辨析。
（1）具有规则几何外形的固体一定是晶体。（ ✕ ）
（2）冰和固体碘晶体中相互作用力相同。（ ✕ ）
（3）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。（ √ ）
（4）由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体。（ ✕ ）
（5）在分子晶体中一定有范德华力和化学键。（ ✕ ）
（6）共价晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键。（ ✕ ）
（7）离子晶体中可能含有共价键。（ √ ）
（8）金属晶体的熔点和沸点都很高。（ ✕ ）
（9）溶于水能导电的晶体一定是离子晶体。（ ✕ ）
（10）金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子。（ ✕ ）
2.下列物质形成的晶体中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2O2、（NH4）2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石。
（1）其中只含有离子键的离子晶体是 NaCl、Na2S 。
（2）其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是 NaOH、（NH4）2S 。
（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 （NH4）2S 。
（4）其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是 Na2O2 。
（5）其中含有极性共价键的共价晶体是 SiO2、SiC 。
（6）其中属于分子晶体的是 H2O2、CO2、CCl4、C2H2 。
3.（1）SiI4的熔点为120.5 ℃，沸点271.5 ℃，是 分子 晶体。
（2）FeCl3：熔点282 ℃，易溶于水，也易溶于有机溶剂，属于 分子 晶体。
（3）CO能与金属Fe形成Fe（CO）5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于 分子 晶体。
（4）单晶硅的晶体类型为 共价晶体 。
研透高考 明确方向
命题点1 晶体类型的判断
1.[2021天津]下列各组物质的晶体类型相同的是（ C ）
A.SiO2和SO3B.I2和NaCl
C.Cu和AgD.SiC和MgO
解析 SiO2是共价晶体、SO3是分子晶体，A项不符合题意。I2是分子晶体、NaCl是离子晶体，B项不符合题意。Cu和Ag都是金属晶体，C项符合题意。SiC是共价晶体、MgO是离子晶体，D项不符合题意。
2.根据表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是（ D ）
A.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键的强度比晶体硅中的Si—Si键弱
解析 SiCl4、AlCl3的熔、沸点较低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，故AlCl3加热能升华，A、C项正确。晶体硼的熔、沸点较高，是共价晶体，B项正确。C的原子半径比Si的原子半径小，金刚石中的C—C键的键长比晶体硅中的Si—Si键的键长短，则金刚石中的C—C键的键能比晶体硅中的Si—Si键的键能大，故金刚石中的C—C键的强度比晶体硅中的Si—Si键的强，D项错误。
命题点2 晶体微粒间作用力及晶体熔、沸点高低的比较
3.[2023全国乙]已知一些物质的熔点数据如下表：
Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是 NaCl是离子晶体，SiCl4是分子晶体，NaCl中离子键强度远大于SiCl4分子间作用力 。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因 SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高，因为三者均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强 。
解析 由表中数据可知，NaCl是离子晶体（熔化时离子键被破坏），SiCl4是分子晶体（熔化时分子间作用力被破坏），离子键强度远大于分子间作用力，故NaCl熔点明显高于SiCl4。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。
4.（1）[全国Ⅲ高考]苯胺（）的晶体类型是 分子晶体 。苯胺与甲苯（）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点（－5.9 ℃）、沸点（184.4 ℃）分别高于甲苯的熔点（－95.0 ℃）、沸点（110.6 ℃），原因是 苯胺分子之间存在氢键 。
（2）[全国Ⅲ高考]ZnF2具有较高的熔点（872 ℃），其化学键类型是 离子键 ；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是 ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小 。
（3）[全国Ⅲ高考改编]在CO2低压合成甲醇反应（CO2＋3H2CH3OH＋H2O）所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为 H2O＞CH3OH＞CO2＞H2 ，原因是 H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2的相对分子质量较大，范德华力较大 。
（4）立方BN和立方AlN均为共价晶体，结构相似，BN的熔点高于AlN的原因为 B原子半径更小，B—N键键长更短，键能更大 。
解析 （1）苯胺为有机物，结合题给信息中苯胺的熔、沸点可知苯胺为分子晶体。苯胺中有—NH2，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提高分子晶体的熔、沸点。（2）根据ZnF2晶体的熔点较高可知，ZnF2为离子晶体，含有离子键，而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小，故能够溶解在有机溶剂中。（3）水和甲醇均为极性分子，常温常压下两种物质均呈液态；二氧化碳和氢气均为非极性分子，常温常压下两种物质均呈气态，根据四种物质在相同条件下的状态可以判断出水、甲醇的沸点均高于二氧化碳、氢气的沸点。由于水分子中的2个氢原子都能参与氢键的形成，而甲醇分子中只有羟基上的氢原子能够形成氢键，所以水中的氢键比甲醇中的多，则水的沸点高于甲醇的沸点。二氧化碳和氢气都属于分子晶体，但由于二氧化碳的相对分子质量大于氢气，所以二氧化碳的沸点高于氢气的沸点。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞。
2.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点
晶体及晶体的类型、结构与性质
2023北京，T1；2023山东，T5；2023湖北，T11；2022年1月浙江，T26；2022山东，T5；2021天津，T2；2021湖南，T18；2021辽宁，T7
1.宏观辨识与微观探析：知道晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间中有序排列的宏观表象；能依据微观晶胞结构参数求算宏观晶体密度。
2.证据推理与模型认知：能从复杂的问题情境中提炼出相应的晶胞模型，并运用四类晶胞模型进行分析或解释；能根据晶胞计算要素“均摊法、晶体密度、原子坐标系”等进行分析与计算
晶体模型与晶胞计算
2023北京，T15；2023湖南，T11；2023湖北，T15；2023辽宁，T14；2023年1月浙江，T17；2023年6月浙江，T17；2023全国乙，T35；2023全国甲，T35；2022全国甲，T35；2022湖南，T18；2022广东，T20；2022湖北，T9；2021全国乙，T35；2021天津，T13；2021山东，T16；2021湖南，T18；2021广东，T20；2021河北，T17；2021湖北，T10；2020山东，T17；2019江苏，T21；2019全国Ⅱ，T35
命题分析预测
1.晶胞计算一直是高考的热点和难点，近几年高考关于晶胞计算的命题，逐渐由常规的密度计算、原子间距计算等向创新的坐标系、投影问题进行过渡和转化，与数学思维、空间想象能力的联系更加紧密。
2.命题趋势一：创新坐标系问题。建立坐标系，根据晶胞结构推断原子分数坐标，这类试题是对考生的空间想象能力的一种创新考查方式。
命题趋势二：根据晶胞结构解决投影问题。这类试题考查考生思维的灵活性以及二维平面与三维空间的快速转换能力等，越来越受到命题者的青睐
晶体
非晶体
微观结构
内部微粒在三维空间里呈[1] 周期性有序 排列
内部微粒排列[2] 无序
性质
特征
自范性
[3] 有
[4] 无
熔点
[5] 固定
[6] 不固定
异同表现
[7] 各向异性
[8] 各向同性
区别
方法
间接方法
看是否有固定的[9] 熔点
科学方法
对固体进行[10] X射线衍射 实验
途径
示例
熔融态物质凝固
熔融态硫凝固得到硫晶体
气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）
凝华得到碘晶体
溶质从溶液中析出
饱和硫酸铜溶液中析出硫酸铜晶体
晶体类型
离子晶体
金属晶体
分子晶体
共价晶体
概念
阴、阳离子在空间呈现周期性重复排列所形成的晶体
金属原子通过金属键形成的晶体
只含分子的晶体
相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体
晶体
微粒
[11] 阴、阳离子
[12] 金属阳离子、自由电子
[13] 分子
[14] 原子
微粒间
作用力
[15] 离子键
[16] 金属键
[17] 分子间作用力
[18] 共价键
熔、沸点
较高
有的高（如钨）、有的低（如汞）
较低
[19] 很高
硬度
较大
有的大（如铬）、有的小（如钠）
较小
[20] 很大
溶解性
大多数易溶于极性溶剂（如水），难溶于大多数有机溶剂
一般不溶于常见溶剂，钠等活泼金属可与水、醇、酸反应
极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂
难溶于一般的溶剂
导电性
熔融或在水溶液中导电
优良
本身不导电，溶于水时发生电离后可导电
绝缘体（或半导体）
涉及的物质种类
活泼金属氧化物、金属过氧化物、强碱、大多数盐
金属单质、合金
部分非金属单质、部分非金属氧化物、非金属氢化物、几乎所有的酸和大多数有机物
某些单质（如金刚石、硅、硼）、某些非金属化合物（如SiC、SiO2、Si3N4）
AlCl3
SiCl4
晶体硼
金刚石
晶体硅
熔点/℃
190
－68
2 573
＞3 500
1 410
沸点/℃
180
57
2 823
5 100
2 628
物质
熔点/℃
NaCl
800.7
SiCl4
－68.8
GeCl4
－51.5
SnCl4
－34.1