【化学up】高考化学全国版+ 结构与性质 03 考点二 晶体的性质（教师版）+讲义

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【知识清单】
一、四种常见晶体类型的比较
二、晶体类型与物质类别
三、物质熔沸点比较
物质沸点高低是由构成物质质点间作用力大小决定的。物质质点间作用力包括分子间作用力和各种化学键。
1、不同类型晶体熔、沸点比较
共价晶体>离子晶体>分子晶体
2、同一类型晶体熔、沸点比较
（1）原子晶体：原子晶体间键长越短、键能越大，共价键越稳定，物质熔、沸点越高，反之越低。如：金刚石（C—C）＞晶体硅（Si—Si）。
（2）离子晶体：离子晶体中阴、阳离子半径越小，电荷数越多，则离子键越强，熔、沸点越高，反之越低。如KCl＞KBr。
（3）分子晶体：分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，反之越低。
①因为氢键＞范德华力，所以存在分子间氢键的物质沸点高于只存在范德华力的物质。如：乙醇＞氯乙烷；H2O>HF＞NH3。而分子内氢键会使熔沸点降低。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔、沸点越高。如：CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4。
③两者的相对分子质量相同(或相近)，分子极性大，熔、沸点高
（4）金属晶体
①一般而言，金属元素的原子半径越小，金属键越强。
②一般而言，金属原子的价层电子数越多，金属键越强。
四、物质硬度
物质硬度也是由构成物质质点间作用力大小决定的。比较方式与熔点相同。
例1、完成下列问题
(1)A、B、C、D为四种晶体，性质如下：
A．固态时能导电，能溶于盐酸 B．能溶于CS2，不溶于水
C．固态时不导电，熔融态时能导电，可溶于水 D．固态、熔融态时均不导电，熔点为3 500 ℃
试推断它们可能的晶体类型：A.________；D.________。
(2)下图所示的物质结构中，请填写虚线所表示的作用力(离子键、共价键、范德华力、氢键)，若以上作用力都不是填“无”。
A．________；B.________；C.________；D.__________；E._________；F.________；G.____________。
【答案】 (1)金属晶体 共价晶体 (2)范德华力 共价键 无 共价键 无 氢键 氢键
例2、按要求回答下列问题
(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。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)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。
(8)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晶格能大(或离子键强)，熔点高。
(9)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的晶格能比Fe2O3小。
(10)从原子结构的角度理解金刚石、硅和锗的硬度依次下降，理由是金刚石、硅和锗都为共价晶体，因为原子半径CSi-Si>Ge-Ge，所以金刚石、硅和锗的硬度依次下降。
【跟踪练习】
1、下列性质适合于离子晶体的是（ ）
A、熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电 B、熔点10.31℃，液态不导电，水溶液能导电
C、能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃ D、熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97 g/cm3
【答案】 A
2、下列有关晶体类型的判断正确的是( )
【答案】 D
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、（2022·天津卷）下列物质沸点的比较，正确的是（ ）
A． B．HF>HCl C．H2S>H2Se D．
【答案】B
【解析】A．甲烷和乙烷组成结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，因此沸点，故A错误；B．HF存在分子间氢键，因此沸点HF＞HCl，故B正确；
C．H2S、H2Se组成结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，因此沸点H2S5、(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。
6、如图是某无机化合物的二聚分子，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子的最外层电子都达到8个电子的稳定结构。下列说法不正确的是（ ）
A、该化合物的化学式是Al2Cl6 B、该化合物在固态时所形成的晶体是分子晶体
C、该化合物是离子化合物，在熔融状态下能导电 D、该化合物中存在共价键，且不含有非极性共价键
【答案】 C
7、已知：NaF的熔点993 ℃、MgF2的熔点1 261 ℃。下列分析错误的是( )
A．NaF和MgF2均由阴、阳离子构成
B．离子半径和离子所带电荷数决定离子键强弱
C．NaF中的离子键比MgF2中的弱
D．MgF2的摩尔质量比NaF的大，所以MgF2熔点高
【答案】D
【解析】NaF与MgF2均为离子化合物，由阴、阳离子构成，A项正确；离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷有关，一般来说，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，B项正确；由于半径：r(Mg2＋)8、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。
9、按要求回答问题
（1）[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______________________________________________。
（2）（2020·新课标Ⅱ）Ti的四卤化物熔点如下表所示，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____________。
（3）(2019·新课标Ⅰ) 一些氧化物的熔点如下表所示：
解释表中氧化物之间熔点差异的原因 。
（4）(2019·新课标Ⅱ)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为_______，其沸点比NH3的_______（填“高”或“低”），其判断理由是________________________。
（5）(2019·新课标Ⅲ)苯胺（）的晶体类型是__________。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___________。
【答案】（1）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
TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高
（3）Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间力（分子量）P4O6>SO2
（4）三角锥形 低 NH3分子间存在氢键
（5）分子晶体 苯胺可以形成分子间氢键
【解析】（3）由于Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO＞Li2O，分子间力（分子量）P4O6＞SO2，所以熔点大小顺序是MgO＞Li2O＞P4O6＞SO2；
（4）As与N同族，则AsH3分子的立体结构类似于NH3，为三角锥形；由于NH3分子间存在氢键使沸点升高，故AsH3的沸点较NH3低。
10、按要求回答问题
（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__________________________________。
（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________________________________________。
（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：______________________________________________________。
（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________________。
（5）S位于周期表中第________族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是________，H2O比H2Te沸点高的原因是___________________________________。
（6）第ⅡA族金属碳酸盐分解温度如下：
分解温度为什么越来越高？_________________________________________。
【答案】（1）离子键 FeF3为离子晶体，FeBr3的化学键以共价键为主，属于分子晶体。
（2）离子晶体 K＋的半径大于Na＋，K2O的晶格能小于Na2O。
（3）联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键。
（4）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）ⅥA 两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子间作用力更强 两者均为分子晶体，H2O分子间存在氢键。
（6）阳离子半径越小，对氧的吸引力越大，碳酸根越容易分解
【解析】(6)在离子晶体中，离子半径越小晶格能越大，所以在第ⅡA族金属碳酸盐中，阳离子半径越小对氧的吸引力越大，就越容易导致碳酸根的分解，所以在第ⅡA族金属碳酸盐中，随着原子序数的增加，原子半径增大，碳酸盐的分解温度也增大。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
一般是绝缘体，熔融状态也不导电，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
只有分子晶体有分子式，其他晶体是化学式。
晶体类型
物质类别
共价晶体
①某些非金属单质，如晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等。
②某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等
③某些氧化物，如二氧化硅(SiO2)等
分子晶体
①所有非金属氢化物，如H2O、NH3、CH4等
②部分非金属单质，如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等
③部分非金属氧化物，如CO2、P4O6、P4O10、SO2、SO3等
④几乎所有的酸，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等
⑤绝大多数有机物，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
离子晶体
含活泼金属或NH4+的化合物。
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
锑：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
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
晶体硅
熔点/℃
>3 550
2 600
1 415
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
﹣24.12
38.3
155
氧化物
Li2O
MgO
P4O6
SO2
熔点/°C
1570
2800
23.8
−75.5
物质
BeCO3
MgCO3
CaCO3
SrCO3
BaCO3
分解温度
100 ℃
540 ℃
960 ℃
1 289 ℃
1 360 ℃