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第9章 第36讲 物质的聚集状态 常见晶体类型（含答案） 2025年高考化学大一轮复习全新方案 讲义
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[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.了解四种晶体类型熔点、沸点、溶解性等性质的不同。
考点一 物质的聚集状态 晶体与非晶体
1．物质的聚集状态
(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
①等离子体：由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体。具有良好的导电性和流动性。
②液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的导热性、光学性质等。
2．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的比较
(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。
(3)晶体与非晶体的测定方法
①测熔点：晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。
②最可靠方法：对固体进行X射线衍射实验。
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．晶体的熔点一定比非晶体的熔点高( )
4．具有规则几何外形的固体一定是晶体( )
5．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( )
答案 1.× 2.√ 3.× 4.× 5.√
一、物质聚集状态的多样性
1．下列有关物质特殊聚集状态与结构的说法不正确的是( )
A．液晶中分子的长轴取向一致，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 等离子体是由阳离子、电子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，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。
2．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165 K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。
二、晶体与非晶体的区别
3．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 晶体的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。
4．玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，下列有关玻璃的说法错误的是( )
A．玻璃内部微粒排列是无序的
B．玻璃熔化时吸热，温度不断上升
C．光导纤维和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶体
D．利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
答案 C
解析 根据玻璃的结构示意图可知，构成玻璃的粒子排列相对无序，所以玻璃是非晶体，因此没有固定的熔点，A、B对；玻璃属于非晶体，但光导纤维属于晶体，C错；区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验，D对。
考点二 常见晶体类型
1．四种常见晶体类型的比较
2．常见晶体的结构模型
(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1 ml H2O的冰中，最多可形成2 ml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
②金刚石和二氧化硅结构特点分析比较
(3)典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2
①NaCl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－。
知识拓展 晶格能
(1)定义
气态离子形成1 ml离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·ml－1。
(2)意义：晶格能越大，表示离子键越强，离子晶体越稳定，熔、沸点越高。
(3)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。
②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。
(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。
②混合型晶体
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．分子晶体不导电，溶于水后也都不导电( )
2．沸点：HF3．离子晶体是由阴、阳离子构成的，所以离子晶体能够导电( )
4．共价晶体的熔点一定比离子晶体的高( )
5．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子( )
6．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×
一、常见晶体类型的判断
1．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Na2S2。
(5)其中形成的晶体是分子晶体的是H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶体氩。
(6)其中含有极性共价键的共价晶体是SiO2、SiC。
2．下列有关晶体类型的判断正确的是( )
答案 D
二、常见晶体类型的结构特点
3．金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质，下列说法正确的是( )
A．金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6个碳原子
B．金刚石中每个C原子连接4个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环
C．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp2
D．金刚石中碳原子数与C—C数之比为1∶4，而石墨中碳原子数与C—C数之比为1∶3
答案 A
解析 金刚石中每个C原子连接12个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环，B项错误；金刚石中碳原子采取sp3杂化，而石墨中碳原子采取sp2杂化，C项错误；金刚石中每个碳原子与周围其他4个碳原子形成共价键，而每个共价键为2个碳原子所共有，则每个碳原子平均形成的共价键数为4×eq \f(1,2)＝2，故碳原子数与C—C数之比为1∶2；石墨晶体中每个碳原子与周围其他3个碳原子形成共价键，同样可求得每个碳原子平均形成的共价键数为3×eq \f(1,2)＝1.5，故碳原子数与C—C数之比为2∶3，D项错误。
4．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×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝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F4E4，故D错误。
1．(2021·天津，2)下列各组物质的晶体类型相同的是( )
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl
C．Cu和Ag D．SiC和MgO
答案 C
解析 SiO2为共价晶体，SO3为分子晶体，A错误；I2为分子晶体，NaCl为离子晶体，B错误；Cu和Ag都为金属晶体，C正确；SiC为共价晶体，MgO为离子晶体，D错误。
2．(2023·北京，1)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。
3．(2022·湖北，7)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是( )
A．具有自范性
B．与C60互为同素异形体
C．含有sp3杂化的碳原子
D．化学性质与金刚石有差异
答案 A
解析 自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的单质，所以互为同素异形体，B正确；金刚石与碳玻璃互为同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有差异，D正确。
4．(2023·山东，5)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是( )
A．与石墨相比，(CF)x导电性增强
B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强
C．(CF)x中C—C的键长比C—F短
D．1 ml (CF)x中含有2x ml共价单键
答案 B
解析 石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键长短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确，C错误；由题干结构示意图可知，在(CF)x中每个C与周围的3个碳原子、1个F原子形成共价键，每个C—C被2个碳原子共用，即1 ml (CF)x中含有2.5x ml共价单键，D错误。
5．[2021·浙江6月选考，26(1)]已知3种共价晶体的熔点数据如下表：
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 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
课时精练
1．(2023·天津模拟)晶体具有各向异性，如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的eq \f(1,104)。晶体的各向异性主要表现在( )
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A．①③ B．②④
C．①②③ D．①②③④
答案 D
2．(2023·杭州高三模拟)下列关于物质的聚集状态的说法不正确的是( )
A．X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，也可以获得分子的键长和键角的数值
B．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
C．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢生长为规则的多面体，体现了晶体的自范性
D．液晶具有液体的流动性，在导热性、光学性质等物理性质方面具有类似晶体的各向异性
答案 B
解析 晶体形成后其结构是有序和可复制的，与大小无关，所以从水晶柱上切削下来的粉末也是晶体，故B错误。
3．下列说法错误的是( )
A．只含分子的晶体一定是分子晶体
B．碘晶体升华时破坏了共价键
C．几乎所有的酸都属于分子晶体
D．稀有气体中只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体
答案 B
解析 分子晶体是分子通过相邻分子间的作用力形成的，只含分子的晶体一定是分子晶体，故A正确；碘晶体属于分子晶体，升华时破坏了分子间作用力，故B错误；几乎所有的酸都是由分子构成的，故几乎所有的酸都属于分子晶体，故C正确；稀有气体是由原子直接构成的，只含原子，故稀有气体的晶体属于分子晶体，故D正确。
4．如图是金属晶体内部的电子气理论示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是( )
A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动
B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导
C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂
D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小
答案 C
解析 金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，A错误；自由电子在热的作用下与金属阳离子发生碰撞，实现热的传导，B错误；合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，D错误。
5．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是( )
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气化，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。
6．(2023·广州模拟)观察下列模型，判断下列说法错误的是( )
A.原子数相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶2
B．SiO2晶体中Si和Si—O个数比为1∶4
C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1
D．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1 ml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Si—O个数比为1∶4，B正确；在石墨烯中，每个C原子为相邻的3个六元环所共有，则在六元环中含有的C原子数为6×eq \f(1,3)＝2，因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1，C正确；C60 分子之间只有范德华力，所以晶体是分子密堆积，D正确。
7．(2024·长春模拟)PCl5晶体的晶胞结构如图。下列说法正确的是( )
A．该晶体为分子晶体
B．晶胞体心上微粒为PCl4
C．晶胞顶点上微粒的空间结构为正八面体形
D．存在的化学键类型仅有极性共价键
答案 C
8．(2023·武汉模拟)五羰基铁[Fe(CO)5]是一种具有三角双锥结构的黄色黏稠状液体，结构如图所示，已知其熔点为－20 ℃，沸点为103 ℃。下列推测不合理的是( )
A．属于分子晶体
B．不溶于水，易溶于苯
C．隔绝空气受热分解生成Fe和CO
D．每个Fe(CO)5粒子中含20个σ键
答案 D
解析 五羰基铁[Fe(CO)5]是一种具有三角双锥结构的非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中，故B正确；五羰基铁不稳定，在隔绝空气条件下受热分解，生成铁和一氧化碳，故C正确；分子中铁和碳原子形成5个σ键，每个碳氧三键中含一个σ键，则每个Fe(CO)5粒子中含10个σ键，故D错误。
9．(2023·山东淄博模拟)铝的卤化物AlX3(X＝Cl、Br、I)气态时以Al2X6双聚形态存在，下列说法错误的是( )
A.AlF3晶体类型与其他三种不同
B．1 ml Al2Cl6中所含配位键数目为4NA
C．Al2X6中Al、X原子价电子层均满足8e－结构
D．AlCl3熔点高于AlBr3的原因是Cl的电负性大于Br，具有一定离子晶体特征
答案 B
解析 AlF3为离子晶体，其他三种为分子晶体，A正确；每个Al与周围的三个Cl共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，故1 ml Al2Cl6中所含配位键数目为2NA，B错误；每个Al与周围的三个Cl共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，均满足8电子结构，C正确。
10．(2022·山东，5)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al、N—Ga。下列说法错误的是( )
A．GaN的熔点高于AlN
B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取sp3杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
答案 A
解析 Al和Ga均为第ⅢA族元素，N属于第ⅤA族元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其均为共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的键长，则N—Al的键能较大，故GaN的熔点低于AlN，A说法错误；不同元素的原子之间形成的共价键为极性键，B说法正确；金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4)，无孤电子对，故C原子均采取sp3杂化，C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石结构相似，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，所有原子的配位数也均为4，C、D说法正确。
11．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。下列叙述错误的是( )
A．X2Y晶体的熔点高于WX4晶体的熔点
B．固态X2Y2是分子晶体
C．ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的大
D．Z、W是同一主族的元素，Z、W与元素Y形成的晶体都是共价晶体
答案 D
解析 X为H元素，Y为O元素，Z为Si元素，W为C元素。X2Y晶体是冰，分子间存在氢键，熔点高于CH4，A正确；固态X2Y2是H2O2，属于分子晶体，B正确；SiC、晶体硅为共价晶体，碳的原子半径小于硅，SiC的硬度比晶体硅的大，C正确；CO2、CO均是分子晶体，D错误。
12．下表给出了三组物质的相关性质数据：
回答下列问题：
(1)A组中的碳化硅属于________晶体，碳化硅的沸点T1________(填“大于”“小于”或“等于”)3 350，石墨沸点高于金刚石的原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)判断B组中甲醇沸点T2的范围________(填字母)。
a．>117.6 b．34.5～117.6 c．<34.5
(3)在水中的溶解度，CH3CH2CH2CH2OH远大于CH3CH2OCH2CH3，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)C组物质，其晶体中微粒之间的作用力名称是________。该组物质可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②熔融状态能导电 ③固体能导电 ④熔点较低
答案 (1)共价 小于 石墨中碳碳之间除σ键，还存在大π键，石墨中碳碳键的键长短于金刚石，键能大于金刚石，沸点更高 (2)b (3)CH3CH2CH2CH2OH 能与水形成分子间氢键，乙醚不能 (4)离子键 ②
13．(1)[2020·全国卷Ⅱ，35(2)]Ti的四卤化合物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)[2020·天津，13(2)节选]Fe、C、Ni是三种重要的金属元素，三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为__________________________。
(3)[2020·山东，17(1)(2)节选]CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：
①Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4空间构型为____________，其固体的晶体类型为____________。
②NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为____________(填化学式)。
答案 (1)TiF4为离子晶体，熔点高，其他三种均为分子晶体，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高
(2)NiO＞CO＞FeO
(3)①正四面体形 分子晶体 ②NH3、AsH3、PH3
解析 (2)三种元素二价氧化物均为离子晶体，由于离子半径Fe2＋>C2＋>Ni2＋，则离子键强度由大到小的顺序为NiO＞CO＞FeO，三种晶体的熔点由高到低的顺序为NiO＞CO＞FeO。
(3)①Sn最外层有4个电子，与4个Cl形成4个σ键，因此SnCl4的空间构型为正四面体形；由题给信息知SnCl4常温常压下为液体，说明SnCl4的熔点较低，所以其固体的晶体类型为分子晶体。②NH3、PH3、AsH3均为分子晶体，NH3分子间存在氢键，因此沸点高于PH3、AsH3；AsH3的相对分子质量大于PH3，因此AsH3的沸点高于PH3，即三者沸点由高到低的顺序为NH3、AsH3、PH3。
14．下表数据是8种物质的熔点：
请根据上表中的信息回答下列问题：
(1)上述涉及的元素中最活泼非金属元素原子核外电子排布式是________，其核外有________种不同运动状态的电子，能量最高且相同的电子有________个。上述元素能形成简单离子的半径由大到小的顺序：________(用离子符号表示)。
(2)物质①的电子式：______________，⑤的分子空间结构：____________，⑧的晶体类型：______________。
(3)不能用于比较Na与Al金属性相对强弱的事实是________(填字母)。
A．最高价氧化物对应水化物的碱性
B．Na最外层1个电子，Al最外层3个电子
C．单质与H2O反应的难易程度
D．比较同浓度NaCl和AlCl3溶液的pH
(4)③比④熔点高出很多，其原因是_________________________________________
________________________________________________________________________。
①和②都属于离子晶体，但①比②的熔点高，请解释原因：___________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1s22s22p5 9 5 Cl－>O2－>F－>Na＋>Al3＋
(2) 平面正三角形 共价晶体 (3)B (4)AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体 氧离子半径比氯离子半径小且氧离子带2个电荷，故Na2O的离子键比NaCl强，熔点比NaCl高
解析 (1)题述涉及元素中最活泼非金属元素是F元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p5，有9种不同运动状态的电子，能量最高且相同的电子为2p电子，有5个；电子层数越多，离子半径越大，电子层结构相同，核电荷数越小，离子半径越大，则能形成简单离子的半径由大到小的顺序为Cl－>O2－>F－>Na＋>Al3＋。(2)物质①Na2O为离子化合物，其电子式为；⑤BCl3中B原子的价层电子对数为3＋0＝3，空间结构为平面正三角形；⑧SiO2熔点高达1 723 ℃，为共价晶体。(3)最高价氧化物对应水化物的碱性越强，该元素的金属性越强，故A正确；元素金属性强弱与最外层电子数无关，与得失电子难易程度有关，故B错误；单质与H2O反应的难易程度能判断其单质的还原性强弱，从而确定元素金属性强弱，故C正确；比较同浓度NaCl和AlCl3溶液的pH来判断其金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱，从而确定其金属性强弱，故D正确。
答题规范(6) 晶体熔、沸点高低原因解释
1．不同类型晶体熔、沸点比较
答题模板：×××为×××晶体，而×××为×××晶体。
例1 (1)金刚石的熔点比NaCl高，原因是金刚石是共价晶体，而NaCl是离子晶体。
(2)SiO2的熔点比CO2高，原因是SiO2是共价晶体，而CO2是分子晶体。
2．同类型晶体熔、沸点比较
(1)分子晶体
答题模板：
①同为分子晶体，×××存在氢键，而×××仅存在较弱的范德华力。
②同为分子晶体，×××的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高。
③同为分子晶体，两者的相对分子质量相同(或相近)，×××的极性大，熔、沸点高。
④同为分子晶体，×××形成分子间氢键，而×××形成的则是分子内氢键，分子间氢键会使熔、沸点升高。
例2 (1)NH3的沸点比PH3高，原因是同为分子晶体，NH3分子间存在较强的氢键，而PH3分子间仅有较弱的范德华力。
(2)CO2比CS2的熔、沸点低，原因是同为分子晶体，CS2的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高。
(3)CO比N2的熔、沸点高，原因是同为分子晶体，两者相对分子质量相同，CO的极性大，熔、沸点高。
(4)的沸点比高，原因是形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键会使沸点升高。
(2)共价晶体
答题模板：同为共价晶体，×××晶体的键长短，键能大，熔、沸点高。
例3 Si单质比化合物SiC的熔点低，理由是晶体硅与SiC均属于共价晶体，晶体硅中的Si—Si比SiC中Si—C的键长长，键能低，所以熔点低。
(3)离子晶体
答题模板：
①阴、阳离子电荷数相等，则看阴、阳离子半径：
同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xn－(或Nn＋)，故×××晶体离子键强(或晶格能大)，熔、沸点高。
②阴离子(或阳离子)电荷数不相等，阴离子(或阳离子)半径不相同：
同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xm－(或Nm＋)，Rn－(或Mn＋)电荷数大于Xm－(或Nm＋)，故×××晶体离子键强(或晶格能大)，熔、沸点高。
例4 (1)ZnO和ZnS的晶体结构相似，熔点较高的是ZnO，理由是ZnO和ZnS同属于离子晶体，O2－半径小于S2－，故ZnO离子键强(或晶格能大)，熔点高。
(2)FeO的熔点小于Fe2O3的熔点，原因是同为离子晶体，Fe2＋半径比Fe3＋大，所带电荷数也小于Fe3＋，FeO的离子键(或晶格能)比Fe2O3弱(或小)。
1．FeF3具有较高的熔点(高于1 000 ℃)，其化学键类型是________，FeBr3的相对分子质量大于FeF3，但其熔点只有200 ℃，原因是__________________________________。
答案 离子键 FeF3为离子晶体，FeBr3属于分子晶体
2．已知：K2O的熔点为770 ℃，Na2O的熔点为1 275 ℃，二者的晶体类型均为____________，K2O的熔点低于Na2O的原因是________________________________________。
答案 离子晶体 K＋的半径大于Na＋，K2O的离子键弱于Na2O
3．已知氨(NH3，熔点：－77.8 ℃、沸点：－33.5 ℃)，联氨(N2H4，熔点：2 ℃、沸点：113.5 ℃)，解释其熔、沸点高低的主要原因：_________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键
4．已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是__________(填化学式)，其理由是________________。
答案 BN 两种晶体均为共价晶体，N和B原子半径较小，键能较大，熔点较高
5．(1)[2022·海南，19(3)节选]邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是___________________________
________________________________________________________________________。
(2)[2021·海南，19(6)]MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高 (2)MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大晶体
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
类型
比较
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
微粒间的相互作用力
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
难溶于一般溶剂
一般不溶于水，少数与水反应
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，个别为半导体
电和热的良导体
晶体不导电，水溶液或熔融态导电
结构模型
晶胞
金刚石
二氧化硅
金刚石
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eq \f(1,4)处，每个金刚石晶胞中含有8个C原子
二氧
化硅
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.1 ml SiO2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
A
SiI4：熔点120.5 ℃，沸点271.5 ℃
共价晶体
B
B：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大
金属晶体
C
Sb：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，晶体导电
共价晶体
D
FeCl3：熔点282 ℃，易溶于水，也易溶于有机溶剂
分子晶体
金刚石
碳化硅
晶体硅
熔点/℃
>3 550
2 600
1 415
AlCl3
SiCl4
晶体硼
金刚石
晶体硅
熔点/℃
190
－68
2 300
＞3 550
1 415
沸点/℃
178
57
2 550
4 827
2 355
金刚石
碳化硅
二氧化硅
石墨烯
C60
性质
AlF3
AlCl3
AlBr3
AlI3
熔点/℃
1 290
192.4
97.8
189.4
沸点/℃
1 272
180
256
382
A组(熔点/℃)
B组(沸点/℃)
C组(晶格能/ kJ·ml－1)
金刚石：3 550
CH3OH：T2
NaCl：a
石墨：3 850
CH3CH2CH2CH2OH：117.6
NaBr：b
碳化硅：T1
CH3CH2OCH2CH3：34.5
MgO：c
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
－24.12
38.3
155
编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
物质
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
熔点/℃
920
801
1 291
160
－107
2 072
－57
1 723
[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.了解四种晶体类型熔点、沸点、溶解性等性质的不同。
考点一 物质的聚集状态 晶体与非晶体
1．物质的聚集状态
(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
①等离子体：由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体。具有良好的导电性和流动性。
②液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的导热性、光学性质等。
2．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的比较
(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。
(3)晶体与非晶体的测定方法
①测熔点：晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。
②最可靠方法：对固体进行X射线衍射实验。
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．晶体的熔点一定比非晶体的熔点高( )
4．具有规则几何外形的固体一定是晶体( )
5．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( )
答案 1.× 2.√ 3.× 4.× 5.√
一、物质聚集状态的多样性
1．下列有关物质特殊聚集状态与结构的说法不正确的是( )
A．液晶中分子的长轴取向一致，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 等离子体是由阳离子、电子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，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。
2．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165 K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。
二、晶体与非晶体的区别
3．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 晶体的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。
4．玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，下列有关玻璃的说法错误的是( )
A．玻璃内部微粒排列是无序的
B．玻璃熔化时吸热，温度不断上升
C．光导纤维和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶体
D．利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
答案 C
解析 根据玻璃的结构示意图可知，构成玻璃的粒子排列相对无序，所以玻璃是非晶体，因此没有固定的熔点，A、B对；玻璃属于非晶体，但光导纤维属于晶体，C错；区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验，D对。
考点二 常见晶体类型
1．四种常见晶体类型的比较
2．常见晶体的结构模型
(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1 ml H2O的冰中，最多可形成2 ml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
②金刚石和二氧化硅结构特点分析比较
(3)典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2
①NaCl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－。
知识拓展 晶格能
(1)定义
气态离子形成1 ml离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·ml－1。
(2)意义：晶格能越大，表示离子键越强，离子晶体越稳定，熔、沸点越高。
(3)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。
②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。
(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。
②混合型晶体
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．分子晶体不导电，溶于水后也都不导电( )
2．沸点：HF
4．共价晶体的熔点一定比离子晶体的高( )
5．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子( )
6．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×
一、常见晶体类型的判断
1．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Na2S2。
(5)其中形成的晶体是分子晶体的是H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶体氩。
(6)其中含有极性共价键的共价晶体是SiO2、SiC。
2．下列有关晶体类型的判断正确的是( )
答案 D
二、常见晶体类型的结构特点
3．金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质，下列说法正确的是( )
A．金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6个碳原子
B．金刚石中每个C原子连接4个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环
C．金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp2
D．金刚石中碳原子数与C—C数之比为1∶4，而石墨中碳原子数与C—C数之比为1∶3
答案 A
解析 金刚石中每个C原子连接12个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元环，B项错误；金刚石中碳原子采取sp3杂化，而石墨中碳原子采取sp2杂化，C项错误；金刚石中每个碳原子与周围其他4个碳原子形成共价键，而每个共价键为2个碳原子所共有，则每个碳原子平均形成的共价键数为4×eq \f(1,2)＝2，故碳原子数与C—C数之比为1∶2；石墨晶体中每个碳原子与周围其他3个碳原子形成共价键，同样可求得每个碳原子平均形成的共价键数为3×eq \f(1,2)＝1.5，故碳原子数与C—C数之比为2∶3，D项错误。
4．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×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝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F4E4，故D错误。
1．(2021·天津，2)下列各组物质的晶体类型相同的是( )
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl
C．Cu和Ag D．SiC和MgO
答案 C
解析 SiO2为共价晶体，SO3为分子晶体，A错误；I2为分子晶体，NaCl为离子晶体，B错误；Cu和Ag都为金属晶体，C正确；SiC为共价晶体，MgO为离子晶体，D错误。
2．(2023·北京，1)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。
3．(2022·湖北，7)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是( )
A．具有自范性
B．与C60互为同素异形体
C．含有sp3杂化的碳原子
D．化学性质与金刚石有差异
答案 A
解析 自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的单质，所以互为同素异形体，B正确；金刚石与碳玻璃互为同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有差异，D正确。
4．(2023·山东，5)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是( )
A．与石墨相比，(CF)x导电性增强
B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强
C．(CF)x中C—C的键长比C—F短
D．1 ml (CF)x中含有2x ml共价单键
答案 B
解析 石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键长短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确，C错误；由题干结构示意图可知，在(CF)x中每个C与周围的3个碳原子、1个F原子形成共价键，每个C—C被2个碳原子共用，即1 ml (CF)x中含有2.5x ml共价单键，D错误。
5．[2021·浙江6月选考，26(1)]已知3种共价晶体的熔点数据如下表：
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 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
课时精练
1．(2023·天津模拟)晶体具有各向异性，如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的eq \f(1,104)。晶体的各向异性主要表现在( )
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A．①③ B．②④
C．①②③ D．①②③④
答案 D
2．(2023·杭州高三模拟)下列关于物质的聚集状态的说法不正确的是( )
A．X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，也可以获得分子的键长和键角的数值
B．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
C．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢生长为规则的多面体，体现了晶体的自范性
D．液晶具有液体的流动性，在导热性、光学性质等物理性质方面具有类似晶体的各向异性
答案 B
解析 晶体形成后其结构是有序和可复制的，与大小无关，所以从水晶柱上切削下来的粉末也是晶体，故B错误。
3．下列说法错误的是( )
A．只含分子的晶体一定是分子晶体
B．碘晶体升华时破坏了共价键
C．几乎所有的酸都属于分子晶体
D．稀有气体中只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体
答案 B
解析 分子晶体是分子通过相邻分子间的作用力形成的，只含分子的晶体一定是分子晶体，故A正确；碘晶体属于分子晶体，升华时破坏了分子间作用力，故B错误；几乎所有的酸都是由分子构成的，故几乎所有的酸都属于分子晶体，故C正确；稀有气体是由原子直接构成的，只含原子，故稀有气体的晶体属于分子晶体，故D正确。
4．如图是金属晶体内部的电子气理论示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是( )
A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动
B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导
C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂
D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小
答案 C
解析 金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，A错误；自由电子在热的作用下与金属阳离子发生碰撞，实现热的传导，B错误；合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，D错误。
5．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是( )
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气化，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。
6．(2023·广州模拟)观察下列模型，判断下列说法错误的是( )
A.原子数相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶2
B．SiO2晶体中Si和Si—O个数比为1∶4
C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1
D．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1 ml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Si—O个数比为1∶4，B正确；在石墨烯中，每个C原子为相邻的3个六元环所共有，则在六元环中含有的C原子数为6×eq \f(1,3)＝2，因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1，C正确；C60 分子之间只有范德华力，所以晶体是分子密堆积，D正确。
7．(2024·长春模拟)PCl5晶体的晶胞结构如图。下列说法正确的是( )
A．该晶体为分子晶体
B．晶胞体心上微粒为PCl4
C．晶胞顶点上微粒的空间结构为正八面体形
D．存在的化学键类型仅有极性共价键
答案 C
8．(2023·武汉模拟)五羰基铁[Fe(CO)5]是一种具有三角双锥结构的黄色黏稠状液体，结构如图所示，已知其熔点为－20 ℃，沸点为103 ℃。下列推测不合理的是( )
A．属于分子晶体
B．不溶于水，易溶于苯
C．隔绝空气受热分解生成Fe和CO
D．每个Fe(CO)5粒子中含20个σ键
答案 D
解析 五羰基铁[Fe(CO)5]是一种具有三角双锥结构的非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中，故B正确；五羰基铁不稳定，在隔绝空气条件下受热分解，生成铁和一氧化碳，故C正确；分子中铁和碳原子形成5个σ键，每个碳氧三键中含一个σ键，则每个Fe(CO)5粒子中含10个σ键，故D错误。
9．(2023·山东淄博模拟)铝的卤化物AlX3(X＝Cl、Br、I)气态时以Al2X6双聚形态存在，下列说法错误的是( )
A.AlF3晶体类型与其他三种不同
B．1 ml Al2Cl6中所含配位键数目为4NA
C．Al2X6中Al、X原子价电子层均满足8e－结构
D．AlCl3熔点高于AlBr3的原因是Cl的电负性大于Br，具有一定离子晶体特征
答案 B
解析 AlF3为离子晶体，其他三种为分子晶体，A正确；每个Al与周围的三个Cl共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，故1 ml Al2Cl6中所含配位键数目为2NA，B错误；每个Al与周围的三个Cl共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，均满足8电子结构，C正确。
10．(2022·山东，5)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al、N—Ga。下列说法错误的是( )
A．GaN的熔点高于AlN
B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取sp3杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
答案 A
解析 Al和Ga均为第ⅢA族元素，N属于第ⅤA族元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其均为共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的键长，则N—Al的键能较大，故GaN的熔点低于AlN，A说法错误；不同元素的原子之间形成的共价键为极性键，B说法正确；金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4)，无孤电子对，故C原子均采取sp3杂化，C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石结构相似，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，所有原子的配位数也均为4，C、D说法正确。
11．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。下列叙述错误的是( )
A．X2Y晶体的熔点高于WX4晶体的熔点
B．固态X2Y2是分子晶体
C．ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的大
D．Z、W是同一主族的元素，Z、W与元素Y形成的晶体都是共价晶体
答案 D
解析 X为H元素，Y为O元素，Z为Si元素，W为C元素。X2Y晶体是冰，分子间存在氢键，熔点高于CH4，A正确；固态X2Y2是H2O2，属于分子晶体，B正确；SiC、晶体硅为共价晶体，碳的原子半径小于硅，SiC的硬度比晶体硅的大，C正确；CO2、CO均是分子晶体，D错误。
12．下表给出了三组物质的相关性质数据：
回答下列问题：
(1)A组中的碳化硅属于________晶体，碳化硅的沸点T1________(填“大于”“小于”或“等于”)3 350，石墨沸点高于金刚石的原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)判断B组中甲醇沸点T2的范围________(填字母)。
a．>117.6 b．34.5～117.6 c．<34.5
(3)在水中的溶解度，CH3CH2CH2CH2OH远大于CH3CH2OCH2CH3，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)C组物质，其晶体中微粒之间的作用力名称是________。该组物质可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②熔融状态能导电 ③固体能导电 ④熔点较低
答案 (1)共价 小于 石墨中碳碳之间除σ键，还存在大π键，石墨中碳碳键的键长短于金刚石，键能大于金刚石，沸点更高 (2)b (3)CH3CH2CH2CH2OH 能与水形成分子间氢键，乙醚不能 (4)离子键 ②
13．(1)[2020·全国卷Ⅱ，35(2)]Ti的四卤化合物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)[2020·天津，13(2)节选]Fe、C、Ni是三种重要的金属元素，三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为__________________________。
(3)[2020·山东，17(1)(2)节选]CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：
①Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4空间构型为____________，其固体的晶体类型为____________。
②NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为____________(填化学式)。
答案 (1)TiF4为离子晶体，熔点高，其他三种均为分子晶体，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高
(2)NiO＞CO＞FeO
(3)①正四面体形 分子晶体 ②NH3、AsH3、PH3
解析 (2)三种元素二价氧化物均为离子晶体，由于离子半径Fe2＋>C2＋>Ni2＋，则离子键强度由大到小的顺序为NiO＞CO＞FeO，三种晶体的熔点由高到低的顺序为NiO＞CO＞FeO。
(3)①Sn最外层有4个电子，与4个Cl形成4个σ键，因此SnCl4的空间构型为正四面体形；由题给信息知SnCl4常温常压下为液体，说明SnCl4的熔点较低，所以其固体的晶体类型为分子晶体。②NH3、PH3、AsH3均为分子晶体，NH3分子间存在氢键，因此沸点高于PH3、AsH3；AsH3的相对分子质量大于PH3，因此AsH3的沸点高于PH3，即三者沸点由高到低的顺序为NH3、AsH3、PH3。
14．下表数据是8种物质的熔点：
请根据上表中的信息回答下列问题：
(1)上述涉及的元素中最活泼非金属元素原子核外电子排布式是________，其核外有________种不同运动状态的电子，能量最高且相同的电子有________个。上述元素能形成简单离子的半径由大到小的顺序：________(用离子符号表示)。
(2)物质①的电子式：______________，⑤的分子空间结构：____________，⑧的晶体类型：______________。
(3)不能用于比较Na与Al金属性相对强弱的事实是________(填字母)。
A．最高价氧化物对应水化物的碱性
B．Na最外层1个电子，Al最外层3个电子
C．单质与H2O反应的难易程度
D．比较同浓度NaCl和AlCl3溶液的pH
(4)③比④熔点高出很多，其原因是_________________________________________
________________________________________________________________________。
①和②都属于离子晶体，但①比②的熔点高，请解释原因：___________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1s22s22p5 9 5 Cl－>O2－>F－>Na＋>Al3＋
(2) 平面正三角形 共价晶体 (3)B (4)AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体 氧离子半径比氯离子半径小且氧离子带2个电荷，故Na2O的离子键比NaCl强，熔点比NaCl高
解析 (1)题述涉及元素中最活泼非金属元素是F元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p5，有9种不同运动状态的电子，能量最高且相同的电子为2p电子，有5个；电子层数越多，离子半径越大，电子层结构相同，核电荷数越小，离子半径越大，则能形成简单离子的半径由大到小的顺序为Cl－>O2－>F－>Na＋>Al3＋。(2)物质①Na2O为离子化合物，其电子式为；⑤BCl3中B原子的价层电子对数为3＋0＝3，空间结构为平面正三角形；⑧SiO2熔点高达1 723 ℃，为共价晶体。(3)最高价氧化物对应水化物的碱性越强，该元素的金属性越强，故A正确；元素金属性强弱与最外层电子数无关，与得失电子难易程度有关，故B错误；单质与H2O反应的难易程度能判断其单质的还原性强弱，从而确定元素金属性强弱，故C正确；比较同浓度NaCl和AlCl3溶液的pH来判断其金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱，从而确定其金属性强弱，故D正确。
答题规范(6) 晶体熔、沸点高低原因解释
1．不同类型晶体熔、沸点比较
答题模板：×××为×××晶体，而×××为×××晶体。
例1 (1)金刚石的熔点比NaCl高，原因是金刚石是共价晶体，而NaCl是离子晶体。
(2)SiO2的熔点比CO2高，原因是SiO2是共价晶体，而CO2是分子晶体。
2．同类型晶体熔、沸点比较
(1)分子晶体
答题模板：
①同为分子晶体，×××存在氢键，而×××仅存在较弱的范德华力。
②同为分子晶体，×××的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高。
③同为分子晶体，两者的相对分子质量相同(或相近)，×××的极性大，熔、沸点高。
④同为分子晶体，×××形成分子间氢键，而×××形成的则是分子内氢键，分子间氢键会使熔、沸点升高。
例2 (1)NH3的沸点比PH3高，原因是同为分子晶体，NH3分子间存在较强的氢键，而PH3分子间仅有较弱的范德华力。
(2)CO2比CS2的熔、沸点低，原因是同为分子晶体，CS2的相对分子质量大，范德华力强，熔、沸点高。
(3)CO比N2的熔、沸点高，原因是同为分子晶体，两者相对分子质量相同，CO的极性大，熔、沸点高。
(4)的沸点比高，原因是形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键会使沸点升高。
(2)共价晶体
答题模板：同为共价晶体，×××晶体的键长短，键能大，熔、沸点高。
例3 Si单质比化合物SiC的熔点低，理由是晶体硅与SiC均属于共价晶体，晶体硅中的Si—Si比SiC中Si—C的键长长，键能低，所以熔点低。
(3)离子晶体
答题模板：
①阴、阳离子电荷数相等，则看阴、阳离子半径：
同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xn－(或Nn＋)，故×××晶体离子键强(或晶格能大)，熔、沸点高。
②阴离子(或阳离子)电荷数不相等，阴离子(或阳离子)半径不相同：
同为离子晶体，Rn－(或Mn＋)半径小于Xm－(或Nm＋)，Rn－(或Mn＋)电荷数大于Xm－(或Nm＋)，故×××晶体离子键强(或晶格能大)，熔、沸点高。
例4 (1)ZnO和ZnS的晶体结构相似，熔点较高的是ZnO，理由是ZnO和ZnS同属于离子晶体，O2－半径小于S2－，故ZnO离子键强(或晶格能大)，熔点高。
(2)FeO的熔点小于Fe2O3的熔点，原因是同为离子晶体，Fe2＋半径比Fe3＋大，所带电荷数也小于Fe3＋，FeO的离子键(或晶格能)比Fe2O3弱(或小)。
1．FeF3具有较高的熔点(高于1 000 ℃)，其化学键类型是________，FeBr3的相对分子质量大于FeF3，但其熔点只有200 ℃，原因是__________________________________。
答案 离子键 FeF3为离子晶体，FeBr3属于分子晶体
2．已知：K2O的熔点为770 ℃，Na2O的熔点为1 275 ℃，二者的晶体类型均为____________，K2O的熔点低于Na2O的原因是________________________________________。
答案 离子晶体 K＋的半径大于Na＋，K2O的离子键弱于Na2O
3．已知氨(NH3，熔点：－77.8 ℃、沸点：－33.5 ℃)，联氨(N2H4，熔点：2 ℃、沸点：113.5 ℃)，解释其熔、沸点高低的主要原因：_________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键
4．已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是__________(填化学式)，其理由是________________。
答案 BN 两种晶体均为共价晶体，N和B原子半径较小，键能较大，熔点较高
5．(1)[2022·海南，19(3)节选]邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是___________________________
________________________________________________________________________。
(2)[2021·海南，19(6)]MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高 (2)MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大晶体
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
类型
比较
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
微粒间的相互作用力
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
难溶于一般溶剂
一般不溶于水，少数与水反应
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，个别为半导体
电和热的良导体
晶体不导电，水溶液或熔融态导电
结构模型
晶胞
金刚石
二氧化硅
金刚石
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eq \f(1,4)处，每个金刚石晶胞中含有8个C原子
二氧
化硅
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.1 ml SiO2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
A
SiI4：熔点120.5 ℃，沸点271.5 ℃
共价晶体
B
B：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大
金属晶体
C
Sb：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，晶体导电
共价晶体
D
FeCl3：熔点282 ℃，易溶于水，也易溶于有机溶剂
分子晶体
金刚石
碳化硅
晶体硅
熔点/℃
>3 550
2 600
1 415
AlCl3
SiCl4
晶体硼
金刚石
晶体硅
熔点/℃
190
－68
2 300
＞3 550
1 415
沸点/℃
178
57
2 550
4 827
2 355
金刚石
碳化硅
二氧化硅
石墨烯
C60
性质
AlF3
AlCl3
AlBr3
AlI3
熔点/℃
1 290
192.4
97.8
189.4
沸点/℃
1 272
180
256
382
A组(熔点/℃)
B组(沸点/℃)
C组(晶格能/ kJ·ml－1)
金刚石：3 550
CH3OH：T2
NaCl：a
石墨：3 850
CH3CH2CH2CH2OH：117.6
NaBr：b
碳化硅：T1
CH3CH2OCH2CH3：34.5
MgO：c
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
－24.12
38.3
155
编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
物质
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
熔点/℃
920
801
1 291
160
－107
2 072
－57
1 723
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