学年化学苏教必修2讲义专题1 微观结构与物质的多样性 第3单元 第2课时Word文档格式.docx

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微粒间的相互作用力是共价键，在SiO2晶体中每个Si原子与4个O原子紧邻成键，每个O原子与2个Si原子紧邻成键，晶体中Si原子数与O原子数之比为1∶2，Si原子与Si—O键数目之比为1∶4。

（4）在石英晶体中，不存在SiO2分子，SiO2表示的意义是晶体中硅原子与氧原子的个数比为1∶2。

[效果自测]

1．判断

（1）58.5gNaCl晶体中含6.02×

1023个NaCl分子。

（　　）

（2）晶体中微粒间一定存在化学键。

（3）晶体一定是无色透明固体。

（4）晶体具有固定的熔沸点。

答案　

（1）×

（2）×

　（3）×

　（4）√

2．氮化硅（Si3N4）是一种新型的耐高温耐磨材料，在工业上有广泛的用途，它属于（　　）

A．原子晶体B．分子晶体

C．离子晶体D．金属晶体

解析　根据氮化硅（Si3N4）材料的性能：

耐高温、耐磨，说明它具有熔点高、硬度大的性质，可以判断出氮化硅属于原子晶体。

答案　A

探究一、几种常见晶体比较

【合作交流】

1．金刚石、氯化钠和雪花分别属于哪类晶体？

构成的粒子分别是什么？

提示　原子晶体、碳原子；

离子晶体、Na＋和Cl－；

分子晶体、H2O分子。

2．干冰中含有哪几种作用？

提示　分子间作用力、共价键。

【点拨提升】

几种常见晶体比较

晶体类型

离子晶体

原子晶体

分子晶体

金属晶体

组成晶体的微粒

阳离子和阴离子

原子

分子

阳离子和自由电子

组成晶体微粒

间的相互作用

离子键

共价键

范德华力（有的还有氢键）

金属键

典型实例

NaCl

金刚石、晶体硅、SiO2、SiC

冰（H2O）、干冰（CO2）

铜、金、银、镁、铝

晶体的物理特性

熔点、沸点

熔点较高、沸点高

熔、沸点高

熔、沸点低

熔沸点较高（个别例外）

导热性

不良

良好

导电性

固态不导电，熔化或溶于水能导电

差

好

机械加工性能

较好

硬度

略硬而脆

高硬度

硬度较小

相差幅度大

【典题例证1】　下表给出几种物质的熔、沸点：

MgCl2

AlCl3

SiCl4

单质B

熔点/℃

801

710

180

68

2300

沸点/℃

1465

1418

160

57

2500

判断下列有关说法中错误的是（　　）

A．SiCl4是分子晶体

B．单质B可能是原子晶体

C．AlCl3加热能升华

D．NaCl中离子键的强度比MgCl2中的小

解析　由表中所给熔、沸点数据，可知SiCl4的熔、沸点最低，应为分子晶体；

单质B的熔、沸点最高，因此为原子晶体，AlCl3的沸点低于熔点，故可升华；

NaCl的熔点高于MgCl2的熔点，表明NaCl中离子键的强度比MgCl2中的大。

答案　D

【学以致用1】　分子晶体的熔点通常都在200℃以下，下列数据是对应物质的熔点。

据此作出的下列判断中正确的是（　　）

物质

Na2O

AlF3

BCl3

Al2O3

CO2

SiO2

920

1291

190

－107

2073

－57

1723

A．NaCl晶体熔化时，吸收的热量用于破坏离子键

B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体

C．碳和硅是同一主族，故CO2和SiO2的晶体类型相同

D．两种含钠化合物是离子晶体，三种含铝化合物也是离子晶体

解析　AlCl3熔点低于200℃，也属于分子晶体，B、D错误；

CO2属于分子晶体，SiO2属于原子晶体，晶体类型不同，C错误。

探究二、晶体熔沸点比较

3．不同类型晶体之间熔点大小关系如何？

提示　一般地，晶体熔点的大小顺序为原子晶体>

离子晶体>

分子晶体。

4．为什么不同类型的晶体熔点、硬度有较大差异？

提示　原子晶体、离子晶体、分子晶体中的结构微粒间的相互作用力分别为共价键、离子键、分子间作用力，且依次减弱，这就决定了要改变微粒的位置或状态所需能量的多少，也就造成了性质上的差异。

因此，一般来说晶体熔点、硬度是原子晶体>

熔沸点高低判断

1．先看晶体的类型

不同晶体类型的物质其熔点的一般规律为：

原子晶体>

分子晶体；

但是要注意金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞、铯等。

2．同一晶体类型的物质，需比较晶体内部结构粒子间作用力，作用力越大，熔沸点越高

（1）原子晶体：

要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔沸点越高。

如熔点：

金刚石>

碳化硅>

晶体硅。

（2）离子晶体：

要比较离子键的强弱，一般地说，阴、阳离子的电荷数越大，离子半径越小，则离子间作用就越强，其离子晶体熔沸点越高。

MgO>

MgCl2>

NaCl>

KCl。

（3）分子晶体：

含有氢键的分子晶体，熔沸点较高。

若无氢键，且组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，如：

熔沸点：

HI>

HBr>

HCl。

由上述可知，同类晶体熔沸点比较思路为：

原子晶体→共价键键能→键长→原子半径；

分子晶体→分子间作用力→相对分子质量；

离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷多少、离子半径。

【典题例证2】　下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是（　　）

A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅

B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4

C．MgO＞O2＞N2＞H2O

D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠

解析　A中同属原子晶体，熔沸点高低主要看共价键强弱，显然晶体硅＜碳化硅，A错误；

B中都是组成结构相似的分子晶体，熔沸点高低取决于相对分子质量的大小，B正确；

C中水在常温下是液体，很明显H2O＞O2＞N2，C错误；

D中生铁为铁合金，熔点低于纯铁，错误。

答案　B

【学以致用2】　有关晶体的下列说法中正确的是（　　）

A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

B．原子晶体中共价键越强，熔点越高

C．冰融化时水分子中共价键发生断裂

D．氯化钠熔化时离子键未被破坏

解析　分子的稳定性强弱，只与分子内所含化学键的强弱有关，而与分子间作用力无关，化学键越强，含该键的分子就越稳定，A不正确；

原子晶体中共价键越强，熔点越高，B正确；

冰是由水分子形成的分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，C不正确；

氯化钠是由Na＋和Cl－构成的离子晶体，在熔化时离子键被破坏，D不正确。

1．下列每组物质发生状态变化时，所克服的微粒间的相互作用属于同种类型的是（　　）

A．食盐和蔗糖熔化

B．钠和硫熔化

C．碘和干冰升华

D．二氧化硅和氧化钠熔化

解析　食盐、氧化钠均为离子晶体，熔化时破坏离子键；

碘、干冰、蔗糖、硫均为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力；

二氧化硅为原子晶体，熔化时破坏共价键；

钠为金属晶体，熔化时破坏金属键。

答案　C

2．下列各组物质中前者的熔点高于后者的是（　　）

A．干冰与固态二硫化碳B．NaCl晶体与KCl晶体

C．晶体硅与金刚石D．干冰与碘晶体

解析　离子半径Na＋<

K＋，故熔点NaCl>

KCl；

原子半径C<

Si，故熔点金刚石>

3．下列各组物质各自形成的晶体，均属于分子晶体的化合物是（　　）

A．NH3，H2，CH4B．PCl3，CO2，H2SO4

C．SO2，SiO2，P2O5D．CCl4，Na2S，H2O2

解析　根据题目要求，一是分子晶体，二是化合物。

选项A中的H2为单质，选项C中SiO2为原子晶体，选项D中的Na2S为离子晶体。

4．下列化学式表示物质分子的是（　　）

A．Na2SO4B．SiO2

C．H2SO4D．Al

解析　在四种晶体中，只有分子晶体才存在真正的分子，所以四个选项中只有H2SO4是分子晶体。

5．现有①BaCl2、②金刚石、③KOH、④Na2SO4、⑤干冰、⑥碘片六种物质，按下列要求回答：

（1）熔化时不需要破坏化学键的是________（填写物质的序号，下同），熔化时需要破坏共价键的是________。

（2）属于离子化合物的是____________，只有离子键的物质是________。

（3）①的电子式是________，⑤的电子式是________。

解析　

（1）①③④属于离子化合物，熔化时要破坏其中的离子键；

②中含有共价键，熔化时破坏其中的共价键；

⑤和⑥中含有共价键，但是熔化后仍然是原物质，其中的共价键不被破坏。

（2）①③④属于离子化合物，均含有离子键，另外③和④中还含有共价键。

（3）书写物质的电子式，首先要判断物质（或含有的化学键）的类型，其中①是离子化合物，⑤是共价化合物。

答案　

（1）⑤⑥　②　

（2）①③④　①

课时作业

基础巩固

1．我们熟悉的食盐、金属、刨冰、钻石、水晶等都是晶体；

而同样透明的玻璃却是非晶体。

下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是（　　）

A．是否是具有规则几何外形的固体

B．是否是具有固定组成的物质

C．是否是具有美观对称的外形

D．内部构成微粒是否在空间呈有规则的重复排列

解析　有规则几何外形或美观对称的固体不一定都是晶体，如玻璃；

具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也具有固定的组成。

晶体和非晶体的本质区别在于微观结构不同。

2．下列晶体中属于原子晶体的是（　　）

A．氖B．食盐

C．干冰D．金刚石

解析　氖、干冰属于分子晶体，食盐属于离子晶体，金刚石属于原子晶体。

3．下列物质中，属于分子晶体的化合物是（　　）

A．石英B．硫磺

C．干冰D．食盐

解析　本题主要考查通过晶体的结构判断晶体的类型。

分子晶体是由分子通过分子间作用力结合而成的晶体，石英是原子晶体，食盐是离子晶体，而硫磺、干冰是分子晶体，但硫磺是单质，干冰是化合物。

故正确答案为C。

4．下列说法错误的是（　　）

A．含有离子键的晶体一定是离子晶体

B．离子晶体中一定不含共价键

C．Na2O和SiO2的晶体中都不存在单个分子

D．干冰与氖晶体熔化时克服的微粒间的作用力的类型相同

解析　不是能写出化学式的物质中就存在分子，例如离子晶体、原子晶体中都不存在分子。

干冰与氖晶体都是分子晶体，熔化时克服的是分子间作用力。

5．下表列出的对晶体的说明中，错误的是（　　）

选项

A

B

C

D

晶体名称

碘化钾

干冰

石墨

碘

晶体中的粒子

阴、阳离子

粒子间的作用

分子间作用力

解析　干冰和碘都是分子晶体，熔化时克服分子间作用力；

石墨是混合型晶体，呈层状结构，层与层之间为分子间作用力，碳原子与碳原子之间形成共价键，熔化时两种作用力都需克服，故C错。

6．关于几种常见晶体的说法中错误的是（　　）

A．分子晶体中一定含有分子间作用力，但不一定含有共价键

B．离子晶体中一定含有离子键，但不一定含有共价键

C．原子晶体中一定含有共价键，硬度大，熔、沸点高

D．原子晶体都不导电

解析　晶体硅属于原子晶体是一种常用的半导体材料，故D项错误。

7．下列说法正确的是（　　）

A．Na2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为1∶1

B．只有非金属元素之间才能形成共价化合物

C．分子晶体中一定含有共价键

D．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子

解析　A项中Na2O2的电子式为

，晶体中阴、阳离子数目之比为1∶2，不是1∶1，A项错误；

B项中如BeCl2和AlCl3均为共价化合物，B项错误；

C项中稀有气体元素的原子本身已达到稳定结构，当其呈现晶体状态时，没有共价键，只存在分子间作用力，故C项也错误；

D项晶体中只要有阴离子存在，那么就一定存在阳离子，故D项正确。

8．下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是（　　）

A．Cl2、Br2、I2B．CO2、SiO2、KCl

C．O2、I2、HgD．SiC、NaCl、SO2

解析　Cl2、Br2、I2的晶体属于分子晶体，且组成和结构相似，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，晶体的熔点逐渐升高，A项正确。

CO2、KCl、SiO2的晶体分别属于分子晶体、离子晶体、原子晶体，熔点：

分子晶体，B项错误。

常温、常压下，O2为气态，I2为固态，Hg为液态，C项错误。

SiC、NaCl、SO2的晶体分别为原子晶体、离子晶体、分子晶体，它们的熔点逐渐降低，D项错误。

9．下表给出几种氯化物的熔、沸点：

CaCl2

熔点（℃）

712

782

－68

沸点（℃）

1412

1600

57.6

则下列各项中与表中数据一致的有（　　）

①CaCl2属于离子晶体　②SiCl4是分子晶体　③1500℃时，NaCl可汽化　④MgCl2水溶液不能导电

A．仅①B．仅②

C．①②④D．①②③

解析　熔、沸点的差异说明了晶体中微粒间作用力的不同，即晶体类型不同。

判断出晶体类型，然后根据各晶体的性质特点进行判断。

10．下列物质性质的变化规律，与化学键的强弱无关的是（　　）

A．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高

B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱

C．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅

D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低

解析　F2、Cl2、Br2、I2形成的晶体为分子晶体，熔化时仅破坏分子间作用力，与共价键无关，A正确；

热稳定性是指物质受热分解的难易程度，而HX分解时要破坏H—X键，从HF到HI，其共价键强弱依次减小，故其稳定性减弱，B错误；

由于金刚石中碳碳键的强度大于晶体硅中硅硅键的强度，因此金刚石的硬度、熔点、沸点较晶体硅高，C错误；

NaX为离子晶体，熔化时破坏离子键，故D错误。

能力提升

11．

（1）①NaCl、②干冰、③冰、④Na2O2、⑤白磷（P4）、⑥硫磺、⑦Na2CO3

以上物质中属于离子晶体的是________（填序号，下同）；

属于分子晶体的是________。

（2）氯化钡是无色晶体，溶于水，水溶液能导电，熔点963℃，沸点1560℃。

它可能属于________晶体。

解析　

（1）NaCl、Na2O2、Na2CO3均为离子化合物，形成离子晶体；

干冰、冰、白磷、硫磺均由分子构成，形成分子晶体。

（2）据BaCl2的性质可知BaCl2应为离子晶体。

答案　

（1）①④⑦　②③⑤⑥　

（2）离子

12．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：

－84

NaCl：

硅晶体：

1410

Na：

98

HCl：

－114

KCl：

776

硼晶体：

K：

64

HBr：

－87

RbCl：

718

二氧化硅：

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组晶体属于________晶体。

（3）C组晶体属于__________晶体，晶体含有的作用力有________________。

（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

解析　根据题给各组物质的熔点差异，可判断出A组物质为原子晶体，B组为金属晶体，C组为分子晶体，D组为离子晶体。

答案　

（1）原子　共价键　

（2）金属

（3）分子　分子间作用力、共价键　（4）②④

13．有A、B、C三种晶体，分别由C、H、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这3种晶体进行实验，结果如下表所示：

晶体种类

水溶性

水溶液与Ag＋反应

较大

易溶

水溶液（或熔融状态）导电

白色沉淀

不溶

不导电

不反应

－114.2

很小

液态不导电

（1）晶体的化学式分别为

A________，B________，C________。

（2）晶体的类型分别为

（3）构成晶体的粒子间的作用力分别为

解析　由于A熔点较高，易溶于水，水溶液导电，熔融也导电知A为离子晶体；

B晶体熔点高，硬度大，不溶于水，不导电知B为原子晶体；

C的熔点低，为分子晶体。

答案　

（1）NaCl　C　HCl

（2）离子晶体　原子晶体　分子晶体

（3）离子键　共价键　分子间作用力

14．已知有关物质的熔、沸点数据如下表：

MgO

2852

2072

714

190（2.5×

105Pa）

3600

2980

182.7

请参考上述数据填空和回答问题：

（1）工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。

为什么不用电解MgO的方法生产镁，也不用电解AlCl3的方法生产铝？

（2）设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型，其实验方法是________________________________________________________________________。

解析　本题应运用各种晶体的性质差异解答。

因为MgO的熔点远高于MgCl2，所以电解熔融的MgO需提供更多的能量，更高的温度，从而不易于操作。

从表中数据可以发现，AlCl3晶体的熔点很低，且沸点比熔点低，易升华，属于分子晶体，不存在离子，熔融时不能导电，不能被电解。

答案　

（1）因为MgO的熔点太高，电解MgO消耗能量多，经济效益低；

AlCl3晶体为分子晶体，在熔融状态不电离，不导电，无法进行电解。

（2）将MgCl2晶体、AlCl3晶体分别加热熔化并做熔融体的导电性实验。

若熔融体导电，则物质的晶体为离子晶体；

若熔融体不导电，则物质的晶体为分子晶体。