過渡晶體和混合晶體及四類典型的晶體比較【核心素養發展目標】1．從化學鍵變化上認識過渡晶體，理解純粹的典型晶體在自然界中是不多的，知道介于典型晶體之間的過渡晶體是普遍存在的2．從結構和性質上認識典型的混合型晶體——石墨3．能借助四類典型晶體的模型認識晶體的結構特點【主干知識梳理】一、過渡晶體與混合型晶體1．過渡晶體(1)四類典型晶體：是分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體(2)過渡晶體的定義：由于粒子間的作用存在鍵型過渡，即使組成簡單的晶體，也可能介于離子晶體、共價晶體、金屬晶體、分子晶體之間的過渡狀態，形成過渡晶體。事實上，純粹的典型晶體是不多的，大多數晶體是四類典型晶體之間的過渡晶體(3)過渡晶體的形成——以離子晶體和共價晶體之間過渡為例幾種氧化物的化學鍵中離子鍵成分的百分數氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2離子鍵的百分數/%62504133結論從上表可知，表中4種氧化物晶體中的化學鍵既不是純粹的離子鍵，也不是純粹的共價鍵，這些晶體既不是純粹的離子晶體也不是純粹的共價晶體，只是離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體①偏向離子晶體的過渡晶體在許多性質上與純粹的離子晶體接近，因而通常當作離子晶體來處理，如：Na2O等，同樣，偏向共價晶體的過渡晶體則當作共價晶體來處理，如：Al2O3、SiO2等②第三周期后幾種元素的氧化物如P2O5、SO3、Cl2O7等都是分子晶體，表明離子鍵成分的百分數更小，而且共價鍵也不再貫穿整個晶體③四類典型晶體都有過渡晶體存在2．混合型晶體——石墨(1)結構特點——層狀結構同層內，碳原子采用sp2雜化，以共價鍵相結合形成平面六元并環結構(如圖1)。因此，石墨晶體是層狀結構的，層內的碳原子的核間距為142pm，層間距離為335pm，說明層間沒有化學鍵相連，是靠范德華力維系的(如圖2)。石墨的二維結構內，每個碳原子的配位數為3，有一個未參與雜化的2p電子，它的原子軌道垂直于碳原子平面(如圖3)。石墨晶體中的二維平面結構石墨的層狀結構石墨結構中未參與雜化的p軌道圖1圖2圖3(2)石墨的“多性”①具有共價晶體屬性：在石墨晶體中，同層的碳原子以sp2雜化形成共價鍵，每一個碳原子以三個共價鍵與另外三個碳原子相連。六個碳原子在同一個平面上形成了正六邊形的環，伸展成層狀結構，層內的碳原子核間為為142pm，這正好屬于共價晶體的鍵長范圍，因此對于同一層來說，它是共價晶體②具有金屬晶體屬性：在同一平面內的碳原子還各剩下一個p軌道，所有的p軌道相互重疊，電子比較自由，相當于金屬晶體中的自由電子，而石墨能導熱和導電，這正屬于金屬晶體的特征③具有分子晶體屬性：石墨晶體中層與層之間相隔335pm，距離較大，層間是以范德華力結合起來的，即層與層之間屬于分子晶體。但是，由于同一平面層上的碳原子間的結合力很強，鍵很難被破壞，所以石墨的熔點也很高，化學性質也很穩定(3)晶體類型：石墨晶體中，既有共價鍵，又有金屬鍵和范德華力，屬于混合型晶體(4)石墨的物理性質①導電性、導熱性：石墨晶體中，由于碳原子的p軌道相互平行且相互重疊，p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動，類似于金屬晶體的導電性，所以石墨能導電、導熱，并且沿層的平行方向導電性強，這也是晶體各向異性的表現②潤滑性：石墨晶體層與層之間存在范德華力，結合力弱，層與層之間可發生相對滑動，使之具有潤滑性?？捎米鳚櫥瑒?、鉛筆筆芯等③高熔、沸點：石墨各層均為平面網狀結構，碳原子之間存在很強的共價鍵，故熔點很高(5)石墨與金剛石的比較金剛石石墨晶體類型共價晶體混合晶體晶體結構特征正四面體空間網狀結構平面正六邊形層狀結構微粒間作用力共價鍵共價鍵、范德華力構成微粒碳原子碳原子最小環形狀和碳原子數6個碳原子不共面6個碳原子共平面碳原子的雜化方式sp3雜化sp2雜化碳原子成鍵數43碳原子有無剩余價電子無有一個2p電子鍵角109°28′120°每個環上碳原子數6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)6×eq\f(1,3)＝2每個環上共價鍵數6×eq\f(1,6)＝16×eq\f(1,2)＝3碳原子個數與C－C鍵數之比6×eq\f(1,12)：6×eq\f(1,6)＝1：26×eq\f(1,3)：6×eq\f(1,2)＝2：3鍵長金剛石中C－C＞石墨中C－C鍵能金剛石＜石墨穩定性金剛石＜石墨熔、沸點金剛石＜石墨兩者關系同素異形體【對點訓練1】1．下列氧化物中所含離子鍵成分的百分數最小的是()A．N2O3B．P2O3C．As2O3D．Bi2O32．下列關于過渡晶體的說法正確的是()A．石墨屬于過渡晶體B．SiO2屬于過渡晶體，但當作共價晶體來處理C．絕大多數含有離子鍵的晶體都是典型的離子晶體D．Na2O晶體中離子鍵的百分數為100%3．下列說法不正確的是()A．Na2O中離子鍵的百分數為62%，則Na2O不是純粹的離子晶體，是離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體B．Na2O通常當作離子晶體來處理，因為Na2O是偏向離子晶體的過渡晶體，在許多性質上與純粹的離子晶體接近C．Al2O3是偏向離子晶體的過渡晶體，當作離子晶體來處理；SiO2是偏向共價晶體的過渡晶體，當作共價晶體來處理D．分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型4．下列有關石墨晶體的說法正確的是()A．由于石墨晶體導電，所以它是金屬晶體B．由于石墨的熔點很高，所以它是共價晶體C．由于石墨質軟，所以它是分子晶體D．石墨晶體是一種混合型晶體5．下列能說明石墨具有分子晶體的性質的是()A．晶體能導電B．熔點高C．硬度小D．燃燒產物是CO26．石墨晶體是層狀結構(如圖)。以下有關石墨晶體的說法正確的一組是()①石墨中存在兩種作用力；②石墨是混合型晶體；③石墨中的C為sp2雜化；④石墨熔點、沸點都比金剛石低；⑤石墨中碳原子數和C－C鍵數之比為1∶2；⑥石墨和金剛石的硬度相同；⑦石墨層內導電性和層間導電性不同；⑧每個六元環完全占有的碳原子數是2A．全對B．除⑤外C．除①④⑤⑥外D．除⑥⑦⑧外7．金剛石和石墨的物理性質存在著較大差異，原因是()A．他們各自的原子排列方式不同B．它們是由不同種元素構成的C．它們具有不同的幾何外形D．石墨能導電而金剛石不能8．金剛石和石墨是碳元素形成的兩種單質，下列說法正確的是()A．金剛石和石墨晶體中最小的環均含有6個碳原子B．在金剛石中每個C原子連接4個六元環，石墨中每個C原子連接3個六元環C．金剛石與石墨中碳原子的雜化方式均為sp2D．金剛石中碳原子數與C－C數之比為1∶4，而石墨中碳原子數與C－C數之比為1∶39．金剛石、石墨、C60和石墨烯的結構示意圖分別如圖所示，下列說法不正確的是()A．金剛石和石墨烯中碳原子的雜化方式不同B．金剛石、石墨、C60和石墨烯的關系：互為同素異形體C．這四種物質完全燃燒后的產物都是CO2D．石墨與C60的晶體類型相同10．石墨能與熔融金屬鉀作用，形成石墨間隙化合物，鉀原子填充在石墨各層原子中。比較常見的石墨間隙化合物是青銅色的化合物，其化學式可寫為CxK，其平面圖形如圖所示。x的值為()A．8B．12C．24D．60二、晶體類型的比較1．四種晶體的比較類型比較分子晶體共價晶體金屬晶體離子晶體概念分子間以分子間作用力相結合的晶體相鄰原子間以共價鍵相結合而形成空間網狀結構的晶體通過金屬離子與自由電子之間的較強作用形成的晶體陽離子和陰離子通過離子鍵結合而形成的晶體構成微粒分子原子金屬陽離子、自由電子陰、陽離子粒子間的相互作用力范德華力(某些含氫鍵)共價鍵金屬鍵離子鍵物理性質硬度較小很大有的很大，有的很小較大熔、沸點較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑難溶于常見溶劑大多易溶于水等極性溶劑導電、導熱性一般不導電，溶于水后有的導電一般不具有導電性電和熱的良導體晶體不導電，水溶液或熔融態導電熔化時鍵的變化不破壞化學鍵，破壞分子間作用力破壞共價鍵破壞金屬鍵破壞離子鍵，共價鍵不一定破壞作用力大小規律組成和結構相似的分子，相對分子質量大的范德華力大共價鍵鍵長短、原子半徑小的共價鍵穩定金屬原子的價層電子數多、半徑小的金屬離子與自由電子間的作用力強離子所帶電荷數多、半徑小的離子鍵強物質類別及舉例大多數非金屬單質、氣態氫化物、酸、非金屬氧化物(SiO2除外)、絕大多數有機物(有機鹽除外)部分非金屬單質(如金剛石、硅、晶體硼)、部分非金屬化合物(如SiC、SiO2、BN、Si3N4)金屬單質與合金(如Na、Al、Fe、青銅)金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)2．晶體類別的判斷方法(1)依據物質的分類判斷①金屬單質(除汞外)、合金是金屬晶體②活潑金屬的氧化物(如Na2O、MgO等)、強堿[如KOH、Ba(OH)2等]和絕大多數的鹽類等離子化合物是離子晶體=3\*GB3③大多數非金屬單質(除金剛石、石墨、晶體硼、晶體硅等外)、氣態氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數有機物(除有機鹽外)是分子晶體=4\*GB3④常見的共價晶體：金剛石、硅(Si)、二氧化硅(SiO2)、金剛砂(SiC)、氮化硼(BN)、硼(B)、氮化硅(Si3N4)(2)依據構成晶體的微粒和微粒間作用力判斷分子間通過分子間作用力形成的晶體屬于分子晶體；由原子通過共價鍵形成的晶體屬于共價晶體；由陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體屬于離子晶體；由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成的晶體屬于金屬晶體(3)依據晶體的熔點判斷①離子晶體的熔點較高，常在數百至幾千攝氏度；共價晶體的熔點高，常在一千至幾千攝氏度；分子晶體的熔點較低，常在數百攝氏度以下至很低溫度；金屬晶體多數熔點高，但也有熔點相當低的②不同類型晶體熔點大小的一般規律：共價晶體＞離子晶體＞分子晶體。金屬晶體的熔點差別很大，如：鎢、鉑等熔、沸點很高，汞、銫等熔、沸點很低(4)依據導電性判斷①離子晶體溶于水和熔融狀態時均能導電②共價晶體一般為非導體，但晶體硅能導電=3\*GB3③分子晶體為非導體，但分子晶體中的電解質(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水時，分子內的化學鍵斷裂形成自由移動的離子，也能導電=4\*GB3④金屬晶體是電的良導體(5)依據硬度和機械性能判斷離子晶體硬度較大或略硬而脆；共價晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；金屬晶體多數硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性3．晶體熔、沸點的比較(1)不同類型晶體熔、沸點的比較①不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規律：共價晶體＞離子晶體＞分子晶體②金屬晶體的熔、沸點差別很大，如：鎢、鉑等熔、沸點很高，汞、銫等熔、沸點很低(2)同種晶體類型熔、沸點的比較——比較晶體內微粒之間相互作用力的大?、俟矁r晶體：看共價鍵的強弱，取決于鍵長，即：成鍵原子半徑大小如熔點：金剛石＞碳化硅＞晶體硅②離子晶體：一般地說，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，晶格能越大，離子間的作用力就越強，離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgO＞NaCl＞CsCl③分子晶體：看分子間作用力(一般先氫鍵后范德華力最后分子的極性)a．先看分子晶體中是否含有氫鍵，若能形成分子間氫鍵則熔、沸點比一般的分子晶體的熔、沸點高如含有H－F、H－O、H－N等共價鍵的分子間可以形成氫鍵，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物質的熔、沸點相對較高，熔、沸點：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2Sb．組成和結構相似，分子之間不含氫鍵而利用范德華力形成的分子晶體，隨著相對分子質量的增大，物質的熔、沸點逐漸升高。如熔、沸點：I2＞Br2＞Cl2＞F2；HI＞HBr＞HCl；CS2＞CO2c．組成和結構不相似但相對分子質量相近的物質，分子的極性越大，其熔、沸點越高，如CO＞N2d．有機物中組成和結構相似且不存在氫鍵的同分異構體，相對分子質量相同，一般是支鏈越多，沸點越低。結構越對稱，沸點越低如沸點：CH3－CH2－CH2－CH2－CH3＞＞又如沸點：鄰二甲苯＞間二甲苯＞對二甲苯④金屬晶體：熔、沸點的高低取決于金屬鍵的強弱，離子半徑越小，陽離子所帶的電荷越多，金屬鍵越強，其熔、沸點就越高，如熔、沸點：Na＜Mg＜Al【對點訓練2】1．某物質熔融狀態可導電，固態可導電，將其投入水中，水溶液也可導電，則可推測該物質可能是()A．金屬晶體B．分子晶體C．共價晶體D．離子晶體2．下列晶體的分類正確的一組是()選項離子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體ACaCl2石墨ArHgBNH4Cl金剛石CH3CH2OHAgCCH3COOHSiCMgDBa(OH)2SiC60NaH3．某化學興趣小組，在學習分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點，記錄如下，根據這些數據分析，屬于分子晶體的是()NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點/℃801712190－68782沸點/℃14651418230571600A．NaCl、MgCl2、CaCl2B．AlCl3、SiCl4C．NaCl、CaCl2D．全部4．下列各組物質的沸點按由低到高的順序排列的是()A．NH3、CH4、NaCl、NaB．H2O、H2S、MgSO4、SO2C．CH4、H2O、NaCl、SiO2D．Li、Na、K、Rb、Cs5．下列各組物質中，按熔、沸點由低到高順序排列正確的是______________A．KCl、NaCl、MgCl2、MgOB．金剛石、SiC、SiO2、硅C．H2O、H2S、H2Se、H2TeD．Na、K、Rb、AlE．CO2、Na、KCl、SiO2F．O2、I2、Hg、MgCl2G．鈉、鉀、鈉鉀合金H．CH4、H2O、HF、NH3I．CH4、C2H6、C4H10、C3H8J．CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4【課時跟蹤檢測】1．下列晶體最能體現過渡晶體結構與性質的是()A．金剛石B．CsClC．Al2O3D．KF2．研究發現，當激光脈沖照射NaI時，Na＋和I－兩核間距1.0～1.5nm，呈現離子鍵；當兩核靠近約距0.28nm時，呈現共價鍵。根據該研究成果能得出的結論是()A．NaI晶體是離子晶體和分子晶體的混合物B．離子晶體可能含有共價鍵C．NaI晶體中既有離子鍵，又有共價鍵D．共價鍵和離子鍵沒有明顯的界線3．下列敘述中正確的是()A．分子晶體中一定存在共價鍵B．離子晶體中一定含金屬元素C．共價晶體中一定不存在離子D．晶體中有陽離子必定含有陰離子4．下列每組物質發生狀態變化時所克服的微粒間的相互作用屬于同種類型的是()A．食鹽和蔗糖熔化B．金剛石和硫熔化C．碘和干冰升華D．二氧化硅和氧化鈉熔化5．根據下列幾種物質的熔點和沸點數據，判斷下列有關說法中錯誤的是()物質NaClMgCl2AlCl3SiCl4單質B熔點/℃810710190－682300沸點/℃14651418572500注：AlCl3熔點在2.02×105Pa條件下測定A．SiCl4是分子晶體B．單質B是共價晶體C．AlCl3加熱能升華D．MgCl2所含離子鍵的強度比NaCl大6．有關碳及其形成的單質與化合物的說法正確的是()A．碳元素基態原子的核外電子排布為1s22s22p2，6個電子分占3個原子軌道B．在HCN中，碳、氮原子均進行sp2雜化，每個分子有2個σ鍵和2個π鍵C．金剛石的人工合成，既可以高壓合成，也可以低壓合成D．含有碳元素的晶體有共價晶體、分子晶體及混合型晶體，但沒有離子晶體7．足球烯(C60)分子形成的晶體是碳的一種單質形態。下列說法錯誤的是()A．形成該單質的微粒間作用力為范德華力B．足球烯晶體的熔沸點低于金剛石晶體C．足球烯、石墨均可作為生產耐高溫的潤滑劑材料D．足球烯在苯中的溶解度比在酒精中的溶解度大8．2019年《Science》雜志報道科學家合成了一種由18個碳原子構成的環碳(分子結構如圖所示)。下列有關說法錯誤的是()A．該物質與石墨互為同素異形體B．該物質很穩定，難與其他物質反應C．該分子形成的晶體熔沸點低于金剛石D．環碳中碳原子均達8電子穩定結構9．石墨炔是由1，3二炔鍵與苯環形成的平面網狀結構的全碳分子，具有優良的化學穩定性和半導體性能。下列關于石墨炔的說法不正確的是()A．石墨炔屬于碳氫化合物B．石墨炔與金剛石互為同素異形體C．石墨炔有望代替半導體材料硅在電子產品中得到廣泛應用D．實驗測得石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑，因此可以用石墨炔做H2提純薄膜10．氮化硼(BN)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩定相，與石墨相似，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑；立方相氮化硼是超硬材料，有優異的耐磨性。它們的晶體結構如圖所示，下列關于這兩種晶體的說法正確的是()A．六方相氮化硼與石墨一樣可以導電B．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大C．兩種晶體均為分子晶體D．六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間結構為平面三角形11．石墨烯是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。下列關于石墨與石墨烯的說法中正確的是()A．從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學鍵B．石墨中的碳原子采取sp2雜化，每個sp2雜化軌道含eq\f(2,3)s軌道與eq\f(1,3)p軌道C．石墨屬于混合型晶體，層與層之間存在分子間作用力；層內碳原子間存在共價鍵；石墨能導電D．石墨烯中平均每個六元碳環含有3個碳原子12．石墨晶體是層狀結構，在每一層內，每一個碳原子都與其他三個碳原子相結合。如圖是其晶體結構的俯視圖，則圖中7個六元環完全占有的碳原子數是()A．10B．18C．24D．1413．石墨的片層結構如圖所示。在片層結構中，碳原子數、C－C鍵數、六元環數之比為()A．1：1：1B．2：2：3C．1：2：3D．2：3：114．碳元素有多種同素異形體。而石墨烯是目前科技研究的熱點，可看作將石墨的層狀結構一層一層的剝開得到的單層碳原子。將氫氣加入石墨烯中可得石墨烷。根據下列四圖描述合理的是()A．四者互為同素異形體B．石墨烯和石墨化學性質和物理性質都相同C．四晶體的化學鍵只有共價鍵D．四者都是共價晶體15．石墨烯是只由一層碳原子所構成的平面薄膜，其結構模型如圖所示。下列有關說法錯誤的是()A．晶體中碳原子間全部是碳碳單鍵B．石墨烯與石墨都是碳的同素異形體C．石墨烯中所有碳原子可以處于同一個平面D．從石墨中剝離得到石墨烯需克服分子間作用力15．碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結構如圖所示，下列說法錯誤的是()A．在石墨烯晶體中，每個C原子連接3個六元環B．在石墨烯晶體中，每個六元環占有3個C原子C．在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環為六元環，每個C原子連接12個六元環D．在金剛石晶體中，六元環中最多有4個C原子在同一平面16．碳的兩種同素異形體金剛石和石墨晶體結構如圖(石墨晶體中是由一個個正六邊形組成的片層結構，層與層之間靠微弱的范德華力結合)，下列說法正確的是()A．根據：C(金剛石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－395.41kJ·mol－1，C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1，說明金剛石比石墨穩定，石墨轉變為金剛石為放熱反應B．相同質量的金剛石與石墨晶體中，所含共價鍵數相同C．估計金剛石與石墨的熔、沸點均較高，硬度均較大D．現代科技已經實現了石墨制取金剛石，該過程屬于化學變化17．下面的排序不正確的是()A．晶體熔點由低到高：F2＜Cl2＜Br2＜I2B．熔點由高到低：Rb＞K＞NaC．硬度由大到?。航饎偸咎蓟瑁揪w硅D．離子鍵強弱由大到?。篘aF＞NaCl＞NaBr＞NaI18．下列數據是對應物質的熔點(℃)，據此做出的下列判斷錯誤的是()BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2－17020739208011291190－511723A．鋁的化合物的晶體中有的不是分子晶體B．表中只有BCl3和干冰是分子晶體C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體19．石墨烯是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。下列有關石墨烯的說法中不正確的是()A．金剛石、富勒烯、石墨烯互為碳元素的同素異形體B．石墨烯中碳原子排列成平面正六邊形C．由于同素異形體是同種元素組成，所以石墨轉化為金剛石屬于物理變化D．金剛石屬于共價晶體，由C60構成的晶體屬于分子晶體20．在解釋下列物質的變化規律與物質結構間的因果關系時，與化學鍵的強弱無關的是()A．鈉、鎂、鋁的熔點和沸點逐漸升高，硬度逐漸增大B．金剛石的硬度大于晶體硅的硬度，其熔點也高于晶體硅的熔點C．KF、KCl、KBr、KI的熔點依次降低D．F2、Cl2、Br2、I2的熔點和沸點逐漸升高21．氮化硼(BN)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩定相，與石墨相似，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優異的耐磨性。它們的晶體結構如圖所示(1)關于這兩種晶體的說法，正確的是a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質地軟c．兩種晶體中的B－N均為共價鍵d．兩種晶體均為分子晶體(2)六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間結構為，其結構與石墨相似卻不導電，原因是_________________________________________________________________(3)立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300km的古地殼中被發現。根據這一礦物形成事實，推斷實驗室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應是22．按要求填空Ⅰ．現有5種固態物質：四氯化硅、硼、石墨、銻、氖。將符合信息的物質名稱和所屬晶體類型填在表格中。編號信息物質名稱晶體類型(1)熔點：120.5℃，沸點：271.5℃，易水解(2)熔點：630.74℃，沸點：1750℃，導電(3)由分子間作用力結合而成，熔點很低，化學性質穩定(4)由共價鍵結合成空間網狀結構的晶體，熔點：2300℃，沸點：2550℃，硬度大(5)由共價鍵結合成層狀結構的晶體，熔點高、能導電，具有滑膩感Ⅱ．(1)碳化硅(SiC)是一種晶體，具有類似金剛石的結構，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各種晶體：①晶體硅②硝酸鉀③金剛石④碳化硅⑤干冰⑥冰，它們的熔點由高到低的順序是__________(2)繼C60后，科學家又合成了Si60、N60。請解釋如下現象：熔點：Si60＞N60＞C60，而破壞分子所需要的能量：N60＞C60＞Si60，其原因是______________________________________23．元素的單質有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結構圖，回答下列問題：(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質形式，它們互為(2)C60屬于晶體，石墨屬于晶體(3)石墨晶體中，層內C－C鍵的鍵長為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的鍵(填“σ”或“π”，下同)，而石墨層內的C—C間不僅存在鍵，還有鍵(4)金剛石晶胞含有個碳原子24．現有幾組物質的熔點(℃)數據，據此回答下列問題：A組B組C組D組金剛石：3550Li：181HF：－83NaCl：801晶體硅：1415Na：98HCl：－115KCl：776晶體硼：2573K：64HBr：－89RbCl：718二氧化硅：1713Rb：39HI：－51CsCl：645(1)A組屬于________晶體，其熔化時克服的微粒間作用力是________(2)B組晶體共同的物理性質是________(填序號)①有金屬光澤②易導電③易導熱④有延展性(3)C組中HF的熔點反常是由于___________________________________________________(4)D組晶體可能具有的性質是________(填序號)①硬度?、谒芤耗軐щ姠酃腆w能導電④熔融狀態能導電(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因為______________________________________________________________________【過渡晶體和混合晶體及四類典型的晶體比較】答案【對點訓練1】1．A。解析：電負性差值越大，離子鍵成分的百分數越大。2．B。解析：石墨屬于混合型晶體，A項錯誤；SiO2屬于過渡晶體，但一般按共價晶體來處理，B項正確；大多數含有離子鍵的晶體不是典型的離子晶體，而是過渡晶體，C項錯誤；第三周期元素的氧化物為過渡晶體，離子鍵的百分數小于100%，Na2O晶體中離子鍵的百分數為62%，D項錯誤。3．C。解析：Al2O3、SiO2均是偏向共價晶體的過渡晶體，當作共價晶體來處理，C項不正確。4．D。解析：石墨能導電、熔沸點高、質軟，是因為其晶體結構中既有金屬鍵，又有共價鍵，還有范德華力，因此它是一種混合型晶體。5．C。解析：分子晶體具有硬度小、熔點低的特點，因此C項能說明石墨具有分子晶體的性質。A項，晶體能導電是金屬晶體的性質；B項，熔點高是共價晶體的性質；D項，燃燒產物是CO2只能說明石墨能燃燒，是碳單質的化學性質。6．C。解析：①不正確，石墨中存在三種作用力，一種是范德華力，一種是共價鍵，還有一種是金屬鍵；②正確；③正確，石墨中的C為sp2雜化；④不正確，石墨是混合型晶體，熔點比金剛石高；⑤不正確，石墨中碳原子數和C—C鍵數之比為2∶3；⑥不正確，石墨質軟，金剛石的硬度大；⑦正確；⑧正確，每個六元環完全占有的碳原子數是6×1/3＝2。7．A。解析：A.金剛石屬于共價晶體，原子排列呈四面體結構，石墨為混合晶體，原子排列為平面六邊形，他們各自的原子排列方式不同，導致物理性質存在較大差異，故A正確；B.金剛石和石墨都是由C元素構成，故B錯誤；C.金剛石和石墨物理性質的差異，不是由幾何外形造成的，故C錯誤；D.石墨能導電而金剛石不能，導電性的差異是結構差異的結果，不是其物理性質差異的原因，故D錯誤。8．A。解析：金剛石中每個C原子連接12個六元環，石墨中每個C原子連接3個六元環，B項錯誤；金剛石中碳原子采取sp3雜化，而石墨中碳原子采取sp2雜化，C項錯誤；金剛石中每個碳原子與周圍其他4個碳原子形成共價鍵，而每個共價鍵為2個碳原子所共有，則每個碳原子平均形成的共價鍵數為4×eq\f(1,2)＝2，故碳原子數與C—C數之比為1∶2；石墨晶體中每個碳原子與周圍其他3個碳原子形成共價鍵，同樣可求得每個碳原子平均形成的共價鍵數為3×eq\f(1,2)＝1.5，故碳原子數與C—C數之比為2∶3，D項錯誤。9．D。解析：金剛石中碳原子為sp3雜化，石墨烯中碳原子為sp2雜化，A項正確；金剛石、石墨、C60和石墨烯都是碳元素形成的不同單質，它們互為同素異形體，B項正確；碳元素的同素異形體完全燃燒的產物都是CO2，C項正確；C60是分子晶體，石墨是混合晶體，D項錯誤。10．A。解析：可選取題圖中6個鉀原子圍成的正六邊形為結構單元，每個鉀原子被3個正六邊形共用，則該結構單元中實際含有的鉀原子數為6×eq\f(1,3)＋1＝3，該六邊形內實際含有的碳原子數為24，故鉀原子數與碳原子數之比為1:8?！緦c訓練2】1．A。解析：A.金屬晶體在固態和熔融狀態可以導電，若其可與水反應并生成電解質溶液，則也可導電，如金屬鈉與水反應生成氫氧化鈉溶液可以導電，故A正確；B.分子晶體在固態和熔融狀態均不導電，其溶于水可能導電，如HCl的水溶液導電，故B錯誤；C.大多數的共價晶體不導電，有少數半導體可以導電，但其不溶于水也不與水反應，故C錯誤；D.離子晶體在固態不導電，但在熔融狀態可以電離，故可導電，其在水溶液中也能電離，也能導電，故D錯誤。2．B。解析：A.石墨的層與層之間是分子間作用力，而碳原子間是共價鍵，石墨之中也會有自由電子在層與層間移動，石墨屬于混合型晶體，故A不選；B.氯化銨為離子晶體，金剛石為共價晶體，乙醇為分子晶體，銀為金屬晶體，故B選；C.醋酸是由分子構成的分子晶體，故C不選；D.氫化鈉是由離子構成的離子晶體，故D不選。3．B。解析：由分子構成的晶體，分子與分子之間以分子間作用力相互作用，而分子間作用力較小，克服分子間作用力所需能量較低，故分子晶體的熔、沸點較低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔、沸點很高，很明顯不屬于分子晶體，AlCl3、SiCl4熔、沸點較低，應為分子晶體，B項正確。4．C。解析：A項，NH3和CH4為分子晶體，NH3分子間有氫鍵，沸點高于CH4，且金屬鈉的沸點比NaCl低，錯誤；B項，H2O和H2S屬于分子晶體，但H2O分子間有氫鍵，沸點高于H2S，錯誤；C項中SiO2是共價晶體，NaCl是離子晶體，CH4、H2O都是分子晶體，且常溫下水為液態，CH4是氣態，正確；D項，Li、Na、K、Rb、Cs均為金屬晶體，金屬陽離子所帶電荷相同，半徑依次增大，金屬鍵依次減弱，故沸點依次降低，錯誤。5．AE。解析：A中離子半徑：K＋＞Na＋＞Mg2＋，O2－＜Cl－，離子所帶電荷數：K＋＝Na＋＜Mg2＋，O2－＞Cl－，離子所帶電荷數越少，離子半徑越大，熔、沸點越低，正確；B中鍵長：C—C＜Si—O＜Si—C＜Si—Si，鍵長越長，熔、沸點越低，錯誤；C中相對分子質量逐漸增大，熔、沸點應該逐漸升高，但水分子間形成氫鍵，導致其熔、沸點較高，錯誤；D中原子半徑：Al＜Na＜K＜Rb，半徑越大，熔、沸點越低，錯誤；E中CO2常溫下為氣體，Na為金屬晶體，KCl為離子晶體，SiO2為共價晶體，正確；F中常溫下O2為氣態，I2為固態，Hg為液態，MgCl2為離子晶體，錯誤；G中合金的熔、沸點低于任何一種組分金屬，錯誤；H中H2O、HF、NH3分子間分別會形成氫鍵，它們的沸點均高于CH4的沸點，常溫下H2O為液態，沸點最高，錯誤；I中的幾種物質互為同系物，它們都是分子晶體，其熔、沸點隨著碳原子數增多(即相對分子質量增大)而逐漸升高，錯誤；J中的幾種物質互為同分異構體，支鏈越多，分子對稱性越好，范德華力越弱，熔、沸點越低，錯誤。【課時跟蹤檢測】1．C。解析：金剛石是典型的共價晶體；CsCl、KF是典型的離子晶體；Al2O3晶體中離子鍵的百分數只有41%，最能體現過渡晶體的結構與性質。2．D。解析：由題中信息可知，離子的核間距較大時，呈現離子鍵，而核間距較小時，呈現共價鍵，當核間距改變時，鍵的性質會發生改變，這說明離子鍵和共價鍵并沒有明顯的界線。但NaI晶體是典型的離子晶體，說明其晶體中核間距在1.0～1.5nm之間。3．C。解析：分子晶體由分子通過分子間的作用力(有的是氫鍵)結合而成，一般分子由原子通過共價鍵形成。但是，稀有氣體的分子就是單個原子，沒有共價鍵，所以A錯；強堿、典型的鹽類物質，例如鈉鹽、銨鹽、活潑金屬氧化物對應的晶體是離子晶體，銨鹽不含金屬離子，所以B錯；共價晶體是原子通過共價鍵形成的有空間網狀結構的晶體，所以C對；金屬晶體由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成，所以D錯。4．C。解析：A項，食鹽熔化破壞離子鍵，蔗糖熔化破壞分子間作用力；B項，金剛石熔化破壞共價鍵，硫熔化破壞分子間作用力；C項，兩者升華均破壞分子間作用力；D項，SiO2熔化破壞共價鍵，Na2O熔化破壞離子鍵。5．D。解析：由表中數據可知，SiCl4的熔、沸點較低，屬于分子晶體，A正確；單質B的熔、沸點很高，所以單質B是共價晶體，B正確；由表中數據可知AlCl3的沸點比熔點高，所以AlCl3加熱能升華，C正確；離子晶體的離子鍵越強，熔、沸點越高，由表中數據可知，NaCl的熔、沸點均比MgCl2高，所以NaCl晶體中的離子鍵應比MgCl2的強，D錯誤。6．C22s22p2，核外電子排布圖為,6個電子分占4個原子軌道，故A錯誤；B.HCN的結構式為H—C≡N，分子中含有1個單鍵和1個三鍵，所以含有2個σ鍵和2個π鍵，C原子含有2個σ鍵電子對屬于sp雜化，N原子含有1個σ鍵電子對和1個孤電子對，屬于sp雜化，故B錯誤；C.金剛石的人工合成方法有高壓合成和低壓合成，故C正確；D.金剛石屬于共價晶體，二氧化碳屬于分子晶體，石墨屬于混合型晶體，碳酸鹽屬于離子晶體，故D錯誤。7．C。解析：A.足球烯是分子晶體，形成該單質的微粒間作用力是分子間作用力，為范德華力，A正確；B.足球烯晶體是分子晶體，金剛石晶體是共價晶體，足球烯熔沸點低于金剛石晶體，B正確；C.足球烯是分子晶體不可作為生產耐高溫的材料，C錯誤；D.足球烯是非極性分子，苯是非極性溶劑，酒精是極性溶劑，根據相似相溶原理，足球烯在苯中的溶解度比在酒精中的溶解度大，D正確。8．B。解析：A.該環碳分子和石墨都是由碳元素組成的單質，互為同素異形體，故A正確；B.該環碳分子含有碳碳三鍵，易發生加成反應，故B錯誤；C.該物質是分子晶體，熔沸點比為共價晶體的金剛石低，故C正確；D.碳原子最外層有4個電子，每個碳原子形成4個共價鍵，分子中碳原子均達8電子穩定結構，故D正確。9．A2分子直徑，可用石墨炔去除雜質，做H2提純薄膜，D正確。10．D。解析：A項，六方相氮化硼晶體中沒有可以自由移動的電子或離子，所以不導電，錯誤；B項，立方相氮化硼中只含有σ鍵，錯誤；C項，立方相氮化硼是共價晶體，錯誤；D項，由六方相氮化硼的晶體結構可知，每個硼原子與相鄰氮原子構成平面三角形，正確。11．C2雜化，每個sp2雜化軌道含eq\f(1,3)s軌道與eq\f(2,3)p軌道，故B錯誤；C.石墨屬于混合型晶體，層與層之間存在分子間作用力；層內碳原子間存在共價鍵；石墨能導電，故C正確；D.每個C原子為3個環共有，則石墨烯中平均每個六元碳環含有碳原子數為6×eq\f(1,3)＝2，故D錯誤。12．D。解析：石墨晶體中最小的碳環為六元環，每個碳原子為3個六元環共用，故平均每個六元環含2個碳原子，圖中7個六元環完全占有的碳原子數為14。13．D。解析：在石墨的片層結構中，我們以一個六元環為研究對象，由于一個碳原子為三個六元環共用，即屬于每個六元環的碳原子數為6×eq\f(1,3)＝2個；另外一個碳碳鍵為二個六元環共用，即屬于每個六元環的碳碳鍵鍵數為6×eq\f(1,2)＝3個。14．C。解析：石墨烷不是單質，故A錯誤；石墨烯和石墨的化學性質相同，物理性質不相同，故B錯誤；四晶體都是非金屬元素形成的晶體，化學鍵只有共價鍵，故C正確；只有金剛石是共價晶體，故D錯誤。15．A。解析：根據C原子成鍵特點知，每個C原子形成兩個碳碳單鍵和一個碳碳雙鍵，故A錯誤；石墨烯和石墨是碳元素的不同單質，屬于同素異形體，故B正確；碳碳雙鍵上所有原子都處于同一平面，所以導致石墨烯分子中所有原子可以處于同一平面，故C正確；石墨結構中，石墨層與層之間存在分子間作用力，所以從石墨中剝離得到石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用力，故D正確。15．B。解析：石墨烯晶體中最小的環為六元環，每個碳原子連接3個C—C化學鍵，則每個C原子連接3個六元環，故A正確；每個六元環占有的C原子數為6×eq\f(1,3)＝2，故B錯誤；在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環為六元環，每個C原子連接4個C原子，連接的4個C原子中每個C原子形成3個六元環，所以金剛石晶體中每個C原子能形成12個六元環，故C正確；晶胞中共平面的原子如圖，最多有4個C原子在同一平面，故D正確。16．D。解析：由石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式①C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1，②C(金剛石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－395.41kJ·mol－1，利用蓋斯定律將①－②可得：C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH＝＋1.91kJ·mol－1，則由石墨制備金剛石是吸熱反應，石墨的能量低于金剛石，所以石墨比金剛石更穩定，故A錯誤；金剛石中每個C原子與相鄰的4個C成鍵，因此1molC形成2mol共價鍵，石墨中每個C原子與相鄰的3個C成鍵，1molC形成1.5mol共價鍵，等質量時二者含有的共價鍵數之比為4∶3，故B錯誤；石墨的硬度小，金剛石的硬度大，故C錯誤；石墨和金剛石是不同物質，兩者之間的轉化有新物質生成，是化學變化，故D正確。17．B。解析：鹵素單質的晶體都屬于分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，范德華力與相對分子質量有關，所以熔點由低到高：F2＜Cl2＜Br2＜I2，A項正確；鈉、鉀、銣均屬于金屬晶體，熔點與金屬鍵的強弱有關，金屬原子的價層電子數越多、半徑越小，金屬鍵越強，熔點越高，鈉、鉀、銣原子的價層電子數相同，原子半徑由大到小的順序為Rb＞K＞Na，熔點由高到低的順序為Na＞K＞Rb，B項錯誤；共價晶體中，原子半徑越小，共價鍵鍵長越短，鍵能越大，硬度越大，故硬度由大到小：金剛石＞碳化硅＞晶體硅，C項正確；離子晶體中離子所帶電荷越多、半徑越小，離子鍵越強，離子鍵強弱由大到?。篘aF＞NaCl＞NaBr＞NaI，D項正確。18．B。解析：由表中數據分析，氧化鋁和氟化