届高三化学一轮复习 晶体结构与性质知识梳理及训练.docx

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届高三化学一轮复习晶体结构与性质知识梳理及训练

2021届高三化学一轮复习——　晶体结构与性质（知识梳理及训练）

核心知识梳理

（一）金刚石、石英、干冰、足球烯、NaCl的晶体结构

1．金刚石和石英

（1）金刚石晶体中，每个C原子与另外4个C原子形成共价键，C—C键之间的夹角是109.5°，最小的环是六元环。

含有1molC原子的金刚石中，形成的共价键有2mol。

（2）SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子，1molSiO2中含有4molSi—O键。

（3）在金刚石、SiO2中微粒间的相互作用是共价键。

2．干冰和足球烯

（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）在C60中有12个正五边形，20个正六边形，共有60个碳碳单键，30个碳碳双键。

（3）在干冰和足球烯微粒间的相互作用是分子间作用力，在微粒内部存在共价键。

3．NaCl

（1）NaCl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－。

（2）在NaCl中，Na＋、Cl－之间的相互作用是离子键。

（二）晶体类型及性质比较

晶体类型

离子晶体

分子晶体

原子晶体

金属晶体

构成晶体的粒子

阳离子、阴离子

分子

原子

金属离子、自由电子

组成晶体粒子间的相互作用

离子键

范德华力（有的存在氢键）

共价键

金属键

典型实例

NaCl

冰（H2O）、干冰（CO2）

金刚石、晶体硅、SiO2、SiC及Si3N4等大多数新型高温结构陶瓷

除汞外的金属及合金

晶体的物理性质

熔沸点

熔点较高，沸点高

熔沸点低

熔沸点高

易导电、易导热，大多数具有较好的延展性，密度、硬度、熔点、沸点等差别较大

导热性

不良

不良

不良

导电性

固态不导电，熔融或溶于水能导电

固体、熔融状态均不导电，部分化合物溶于水能导电

不导电

机械加工性能

不良

不良

不良

硬度

略硬而脆

硬度低

高硬度

辨析易错易混

（1）离子晶体除含离子键外，一定不含其他化学键（　　）

（2）含有阳离子的晶体一定是离子晶体（　　）

（3）离子晶体中一定不含分子（　　）

（4）金属与非金属形成的化合物一定都是离子化合物（　　）

（5）具有金属光泽且能导电的单质一定是金属（　　）

（6）NaOH、NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键（　　）

（7）在O2、CO2和SiO2中，都存在共价键，它们均由分子构成（　　）

（8）金刚石、NaCl、H2O、HCl晶体的熔点依次降低（　　）

（9）金刚石和足球烯都是通过共用电子对形成空间网状结构，所以都是原子晶体（　　）

（10）He、CO2和CH4都是由分子构成，它们中都存在共价键（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）√　（7）×　（8）√　（9）×　（10）×

典型题目组训练

题组一　化学键与晶体类型

1．有以下9种物质：

①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S　⑥NaOH　⑦Na2O2　⑧NH4Cl　⑨AlCl3。

请用上述物质的序号填空：

（1）分子晶体__________________________________________。

（2）离子晶体__________________________________________。

（3）不存在化学键的是__________________________________。

（4）只存在共价键的是__________________________________。

（5）只存在离子键的是__________________________________。

（6）既存在离子键又存在共价键的是______________________。

答案　

（1）①②③④⑨　

（2）⑤⑥⑦⑧　（3）①　（4）②③④⑨　（5）⑤　（6）⑥⑦⑧

归纳总结：

化学键与物质的类别

除稀有气体内部无化学键外，其他物质内部都存在化学键。

化学键与物质的类别之间的关系可概括如下：

（1）只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。

（2）只含共价键的物质

①非金属单质，如Cl2、P4、金刚石等

②不同种非金属元素形成的共价化合物，如：

SiO2、HCl、CH4、H2O2、C2H4等

（3）既有离子键又有共价键的物质，如NaOH、K2SO4、Na2O2等。

（4）仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。

（5）金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。

题组二　晶体类型的判断

2．有下列八种晶体：

A.水晶　B．冰醋酸　C．氧化镁　D．白磷　E．晶体氩　F．铝　G．氯化铵　H．金刚石。

用字母回答下列问题：

（1）直接由原子构成的晶体是________，属于原子晶体的化合物是__________。

（2）由极性分子构成的晶体是________，含有共价键的离子晶体是________，属于分子晶体的单质是________。

（3）在一定条件下能导电而不发生化学变化的是________________________________。

答案　

（1）AEH　A　

（2）B　G　DE　（3）F

3．有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如下表：

序号

熔点/℃

硬度

水溶性

导电性

水溶液与Ag＋反应

A

811

较大

易溶

水溶液或熔融导电

白色沉淀

B

3500

很大

不溶

不导电

不反应

C

－114.2

很小

易溶

液态不导电

白色沉淀

（1）晶体的化学式分别为A__________、B________________、C____________。

（2）晶体的类型分别是A______________、B_______________、C____________。

（3）晶体中微粒间作用力分别是A_______________、B________________、C_______________。

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　范德华力

解析　根据A、B、C晶体的性质可知，A为离子晶体，只能为NaCl，微粒间的作用力为离子键；B应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C应为分子晶体，且易溶于水，只能为HCl，微粒间的作用力为范德华力。

归纳总结：

1．依据物质的分类记忆晶体类型

（1）金属氧化物（如K2O、Na2O2等）、强碱（NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体。

（2）大多数非金属单质（除金刚石、石墨、晶体硅等）、非金属氢化物、非金属氧化物（除SiO2外）、几乎所有的酸、绝大多数有机物（除有机盐外）是分子晶体。

（3）常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。

（4）金属单质是金属晶体。

2．依据晶体性质推断晶体类型

（1）依据晶体的熔点判断

①离子晶体的熔点较高。

②原子晶体的熔点很高。

③分子晶体的熔点低。

④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。

（2）依据导电性判断

①离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。

②原子晶体一般为非导体。

③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质（主要是酸和强极性非金属氢化物）溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。

④金属晶体是电的良导体。

（3）依据硬度和机械性能判断

①离子晶体硬度较大、硬而脆。

②原子晶体硬度大。

③分子晶体硬度小且较脆。

④金属晶体多数硬度较大，但也有较低的，且具有延展性。

注意　

（1）常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体（Hg除外）。

（2）AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔沸点低（熔点190℃）。

（3）合金的硬度比其成分金属大，熔沸点比其成分金属低。

链接高考

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）次氯酸的电子式（×）（2019·浙江4月选考，7A）

（2）丁烷的球棍模型（√）（2019·浙江4月选考，7B）

（3）乙烯的结构简式CH2==CH2（√）（2019·浙江4月选考，7C）

（4）N2的结构式：

N==N（×）（2019·江苏卷，2B）

（5）H2O的电子式：

（√）（2019·江苏卷，2D）

（6）乙烷的比例模型（×）（2018·浙江11月选考，7B）

（7）氯化钙的电子式

（√）（2018·浙江11月选考，7D）

（8）二氧化碳的结构式：

O==C==O（√）（2017·浙江11月选考，8B）

（9）甲烷的球棍模型：

（√）（2017·浙江11月选考，8C）

（10）CO2的电子式

（√）（2017·浙江4月选考，7A）

（11）Cl2的结构式：

Cl—Cl（√）（2017·浙江4月选考，7B）

2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）Mg2＋和S2－的最外电子层都形成8个电子的稳定结构（√）（2017·浙江11月选考，20A）

（2）浓H2SO4与H2O混合时放出热量与微粒之间的作用力有关（√）（2017·浙江11月选考，20C）

（3）H2O2易分解是因为H2O2分子间作用力弱（×）（2017·浙江11月选考，20D）

（4）化学变化发生时，需要断开反应物中的化学键，并形成生成物中的化学键（√）

（2017·浙江4月选考，20B）

（5）CH4和CCl4中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构（×）（2017·浙江4月选考，20C）

（6）NaHSO4晶体溶于水时，离子键被破坏，共价键不受影响（×）（2017·浙江4月选考，20D）

3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）石英和金刚石都是原子间通过共价键结合形成的原子晶体（√）（2017·浙江11月选考，20B）

（2）干冰和石英晶体中的化学键类型相同，熔化时需克服微粒间的作用力类型也相同（×）

（2017·浙江4月选考，20A）

（3）石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体，加热熔化时需破坏共价键（√）

（2016·浙江10月选考，20B）

4．（2019·浙江4月选考，18）下列说法不正确的是（　　）

A．纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同

B．加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏

C．CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变

D．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏

答案　C

解析　烧碱和纯碱均属于离子化合物，熔化时须克服离子键，A项正确；加热蒸发氯化钾水溶液，液态水变为气态水，水分子之间的分子间作用力被破坏，B项正确；CO2溶于水发生反应：

CO2＋H2OH2CO3，这里有化学键的断裂和生成，C项错误；石墨属于层状结构晶体，每层石墨原子间为共价键，层与层之间为分子间作用力，金刚石只含有共价键，因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，D项正确。

5．（2018·浙江11月选考，19）下列说法正确的是（　　）

A．CaO与水反应过程中，有共价键的断裂和形成

B．H2O的热稳定性比H2S强，是由于H2O的分子间作用力较大

C．KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电，所以它们都属于离子化合物

D．葡萄糖、二氧化碳和足球烯（C60）都是共价化合物，它们的晶体都属于分子晶体

答案　A

解析　A项，CaO和H2O反应生成Ca（OH）2，有氧氢键的断裂，也有氧氢键的形成；B项，H2O的稳定性大于H2S，是因为氧氢键的键能大于硫氢键的键能；C项，HCl中只有共价键，所以HCl属于共价化合物；D项，足球烯（C60）是碳元素的一种单质，不是化合物。

6．（2019·海南，13）自门捷列夫发现元素周期律以来，人类对自然的认识程度逐步加深，元素周期表中的成员数目不断增加。

回答下列问题：

（1）2016年IUPAC确认了四种新元素，其中一种为Mc，中文名为“镆”。

元素Mc可由反应

Am＋

Ca===

Mc＋3

n得到。

该元素的质子数为________，287Mc与288Mc互为________。

（2）Mc位于元素周期表中第ⅤA族，同族元素N的一种氢化物为NH2NH2，写出该化合物分子的电子式________________，该分子内存在的共价键类型有______________。

（3）该族中的另一元素P能呈现多种化合价，其中＋3价氧化物的分子式为______，＋5价简单含氧酸的分子式为________。

答案　

（1）115　同位素　

（2）

　极性键和非极性键　（3）P4O6　H3PO4

7．电子式的书写与判断

（1）[2016·全国卷Ⅱ，26

（1）]联氨分子（分子式为N2H4）的电子式为_________________，其中氮的化合价为________。

答案　

　－2价

（2）[2017·天津，7

（1）]NaOH的电子式为___________________________。

答案