预习自测（15）分子晶体与共价晶体-2023-2024学年高二化学人教版（2019）寒假轻松衔接

预习自测：（15）分子晶体与共价晶体——2023-2024学年高二化学人教版（2019）寒假轻松衔接一、晶体1．晶体与非晶体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．晶胞(1)概念：描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列——无隙并置①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。②并置：所有晶胞都是平行排列、取向相同。4．晶格能(1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。(2)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。二、四种晶体类型的比较三、晶体熔、沸点的比较1．不同类型晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体。(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。2．同种晶体类型熔、沸点的比较(1)原子晶体原子半径越小―→键长越短―→键能越大―→熔、沸点越高。如熔点：金刚石>碳化硅>硅。(2)离子晶体①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。(3)分子晶体①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。④同分异构体支链越多，熔、沸点越低。如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>。(4)金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na<Mg<Al。四．典型晶体模型【针对训练】1.下列各组物质，均属于化合物且均形成分子晶体的是()A. B.C. D.2.我国科学家预测并合成了可与石墨、金刚石比肩的碳的一种三维新结构T-碳，其结构可看作将金刚石中的每一个碳原子都被一个由四个碳原子构成的正四面体结构单元所取代。下列说法正确的是()A.T-碳与石墨、金刚石互为同分异构体 B.T-碳是一种新型共价化合物C.T-碳属于共价晶体 D.T-碳没有固定的熔点3.荆州是楚文化的发源地，首届“楚文化节”于2023年4月在荆州成功举办，惊艳了全世界。以下有关说法正确的是()A.楚国开始广泛使用青铜器，其硬度比纯铜低B.楚文化节使用了很多合成纤维作为装饰材料，合成纤维属于共价晶体C.楚文化节施放的烟花绚丽多彩，其发光原理属于化学变化D.楚文化节使用了大量的激光技术，激光的形成与电子跃迁有关4.下列关于冰晶体、干冰晶体、金刚石晶体的说法正确的是()A.冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作用力B.沸点：金刚石>干冰>冰C.冰晶体中的氧原子和金刚石中的碳原子均可形成四面体结构D.干冰晶体中每个周围距离相等且最近的有10个5.下列有关液晶的叙述中不正确的是()A.具有液体的流动性、晶体的各向异性B.用来制造液晶显示器C.不是物质的一种聚集状态D.液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响6.某分子晶体晶胞结构模型如图所示，下列说法正确的是()A.该晶胞模型为分子密堆积 B.该晶胞中分子的配位数为8C.分子晶体的晶胞均可用此模型表示 D.该晶体沸点高、硬度大7.二氧化硅晶体是立体网状结构，其结构如图所示。下列关于二氧化硅晶体的说法不正确的是()A.晶体中每个硅原子与4个氧原子相连B.晶体中硅、氧原子个数比为1:2C.晶体中最小环上的原子数为8D.晶体中硅、氧原子最外层都满足8电子结构8.氮化硼（BN）晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法，正确的是()A.立方相氮化硼含有键和键，所以硬度大B.六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软C.两种晶体中存在的作用力均为共价键D.两种晶体均为分子晶体9.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是()①a是晶体②a是非晶体③b是晶体④b是非晶体A.②④ B.②③ C.①④ D.①③10.下图为冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H。下列有关说法正确的是()A.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构B.冰晶体具有空间网状结构，是共价晶体C.水分子间通过H—O键形成冰晶体D.冰融化后，水分子之间的空隙增大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.晶体的熔点高于晶体的熔点B.固态是分子晶体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12.下列晶体性质的比较中不正确的是()A.熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B.沸点：C.硬度：白磷>冰>二氧化硅 D.熔点：13.有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数E<Q<T<X<Z。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电离能，其中基态Q原子的2p轨道处于半充满状态，且时与具有相同的原子数和价电子数。X为周期表前四周期中电负性最小的元素，Z的原子序数为28。请回答下列问题（答题时如需表示具体元素，请用相应的元素符号）：（1）写出的电子式：________，基态Z原子的核外电子排布式为________。（2）Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要原因有________、________。（3）化合物甲由T、X两元素组成，其晶胞如下图所示，则甲的化学式为________。（4）化合物乙的晶胞如下图所示，乙由E、Q两元素组成，硬度超过金刚石。①乙的晶体类型为________，其硬度超过金刚石的原因是________。②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为________。14.共价晶体是由原子直接通过共价键形成的空间网状结构的晶体，因其具有高熔、沸点，硬度大，耐磨等优良特性而具有广泛的用途。设为阿伏加德罗常数的值。（1）晶体硅是良好的半导体材料，被广泛用于信息技术和能源科学等领域。晶体硅是与金刚石结构类似的晶体（其晶胞如图甲所示），晶体硅的1个晶胞中含________个Si原子，在晶体硅的空间网状结构中最小环为________元环，每个最小环独立含有________个Si原子，含1molSi原子的晶体硅中Si—Si键的数目为________。（2）金刚砂（SiC）也与金刚石具有相似的晶体结构（如图乙所示），在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答下列问题：①金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是________（均用化学式表示）。②在金刚砂的结构中，一个硅原子结合了________个碳原子，其中的键角是________。③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环，其中一个最小的环上独立含有________个C—Si键。④金刚砂的晶胞结构如图丙所示，在SiC中，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为________；若金刚砂的密度为，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为________pm（用代数式表示即可）。

答案以及解析1.答案：B解析：A.为单质，不符题意；B.均是化合物，均为分子构成物质，固态均是分子晶体，符合题意；C.晶体由硅原子、氧原子直接构成，不存在分子，不符题意；D.NaCl晶体由和构成，也不存在NaCl分子，不符题意；综上，本题选B。2.答案：C解析：T-碳与石墨、金刚石为由碳元素形成的不同单质，属于同素异形体，A项错误；T-碳为只含有C元素的单质，B项错误；T-碳属于共价晶体，具有固定的熔点，C项正确，D项错误。3.答案：D解析：A.青铜器为铜与其他金属的合金，合金硬度比纯金属高，故A错误；B.合成纤维属于分子晶体，故B错误；C.烟花绚丽多彩的原因是焰色反应，属于物理反应，故C错误；D.激光是吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出，与电子跃迁有关，故D正确；故答案选D。4.答案：C解析：冰晶体中还存在H—O共价键，A错误；金刚石是共价晶体，冰、干冰是分子晶体，所以金刚石的沸点最高，由于冰中存在氢键，其沸点比干冰高，B错误；冰晶体中1个O原子与邻近的4个O原子可形成四面体结构，金刚石中1个C原子与邻近的4个C原子可形成正四面体结构，C正确；干冰晶体中每个周围距离相等且最近的有12个，D错误。5.答案：C解析：由液晶的定义可知液晶是物质的一种聚集状态，C错误；在一定温度范围内液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，A正确；液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响，这是液晶的性质，也可以用来解释为什么可以用液晶来制造液晶显示器，所以B、D都正确。6.答案：A解析：该分子晶体为二氧化碳晶体，以一个分子为中心，周围可以有12个分子，晶胞模型为分子密堆积，A正确；二氧化碳晶体的晶胞中分子的配位数为12，B错误；冰的晶胞不能用该模型表示，C错误；分子晶体的沸点低、硬度小，D错误。7.答案：C解析：由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子连有4个氧原子，每个氧原子连有2个硅原子，硅原子、氧原子个数比为1:2；晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，最小环上的原子总数为12；晶体中每个硅原子形成四对共用电子对，每个氧原子形成两对共用电子对，二者都满足最外层8电子结构。8.答案：B解析：立方相氮化硼只含有键，由于形成的是立体网状结构，所以硬度大，A错误；六方相氮化硼层间以分子间作用力结合，作用力小，所以质地软，B正确；六方相氮化硼层间存在分子间作用力，C错误；两种晶体前者是混合型晶体，后者是共价晶体，D错误。9.答案：C解析：a在熔化过程中有一段时间温度不再上升，说明a有固定的熔点，则a是晶体；b在熔化过程中温度一直在上升，说明b没有固定的熔点，则b是非晶体；①④正确，故选C。10.答案：A解析：冰晶体属于分子晶体，冰晶体中的水分子主要是靠氢键结合在一起，氢键不是化学键，而是一种分子间作用力，故B、C两项均错误。每个水分子可以与4个水分子形成氢键，从而形成四面体结构，A项正确。冰晶体中形成的氢键具有方向性和饱和性，故水分子间由氢键连接后，分子间空隙变大，因此冰融化成水后，体积减小，水分子之间空隙减小，D项错误。11.答案：D解析：氢原子的核外只有一个电子，X为氢元素；地壳中含量前两位的元素是氧、硅，故Y和Z分别是氧和硅，金刚石是自然界中硬度最大的物质，W为碳元素。晶体是冰，含氢键，熔点高于，A正确；固态为分子晶体，B正确；SiC的结构与金刚石相似，碳的原子半径小于硅，SiC的硬度比晶体硅的大，C正确；、CO是分子晶体，D错误。12.答案：C解析：A项中三种物质都是共价晶体，因原子半径，所以键长：C—C<C—Si<Si—Si，故键能：C—C>C—Si>Si—Si，共价键键能越大，共价晶体的熔点越高，A项正确；因为分子间存在氢键，所以的沸点高于的沸点，B项正确；二氧化硅是共价晶体，硬度很大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C项错误；四卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高，D项正确。13、（1）答案：；解析：由题意知，E、Q、T、X、Z五种元素分别为C、N、O、K、Ni。具有相同的原子数和价电子数，电子式相似，故的电子式为，基态Ni原子的核外电子排布式为。（2）答案：这两种氢化物均为极性分子；分子之间能形成氢键解析：Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要原因有这两种氢化物均为极性分子、分子之间能形成氢键。（3）答案：解析：由化合物甲的晶胞可知，甲的化学式为。（4）答案：①共价晶体；C—N键的键长小于C—C键，键能大于C—C键；②解析：①由化合物乙的晶胞可知，乙的化学式为，其硬度大，属于共价晶体，其硬度超过金刚石的原因是C—N键的键长小于C—C键，键能大于C—C键。②晶体中C、N两种元素原子的杂化方式均为杂化。

14、（1）答案：8；6；；解析：晶体硅是与金刚石结构类似的晶体，晶体硅的1个晶胞中含Si原子的数目为，根据结构分析，可知在晶体硅的空间网状结构中最小环为6元环，每个硅原子被12个环共用，因此每个最小环独立含有Si原子的数目为，每个Si原子与