(新课改省份专用)2020版高考化学一轮复习第五章第四节晶体结构与性质学案(含解析) 联系客服

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第四节

晶体结构与性质

考点(一) 晶体常识和常见四种晶体的性质 【精讲精练快冲关】

[知能学通]

1.晶体

(1)晶体与非晶体的比较

比较 结构特征 自范性 性质特征 熔点 异同表现 二者区别方法 (2)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 a.无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。 b.并置:所有晶胞平行排列、取向相同。 2.四种晶体类型的结构与性质 晶体类型 比较项目 构成粒子 粒子间的相互作用力 硬度 分子晶体 共价晶体 金属晶体 金属阳离子、自由电子 金属键 有的很大, 有的很小 有的很高, 有的很低 常见溶剂难溶 离子晶体 间接方法 科学方法 晶体 构成粒子周期性有序排列 有 固定 各向异性 非晶体 构成粒子无序排列 无 不固定 各向同性 测定其是否有固定的熔点 对固体进行 X-射线衍射实验 分子 范德华力 (某些含氢键) 较小 原子 阴、阳离子 共价键 离子键 很大 较大 熔、沸点 较低 很高 难溶于任何溶剂 较高 大多易溶于水等极性溶剂 溶解性 相似相溶 309教育资源库 www.309edu.com

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一般不导电,溶导电、传热性 于水后有的导电 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属物质类别及实例 氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电,水溶液或熔融态导电 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼),部分非金属化合物(如SiC、SiO2) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 金属氧化物(如Na2O)、强碱(如KOH)、绝大部分盐(如NaCl) [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共价晶体中一定含有共价键,而分子晶体中不一定有共价键,如稀有气体的晶体。 ③共价晶体熔化时,破坏共价键,分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力,分子内的共价键不被破坏。

[题点练通]

1.下列属于分子晶体的性质的是( ) A.组成晶体的微粒是离子

B.能溶于CS2,熔点为112.8 ℃,沸点为444.6 ℃ C.熔点为1 400 ℃,可作半导体材料,难溶于水 D.熔点高,硬度大

解析:选B 分子晶体的组成微粒是分子,A错误;分子晶体的主要性质有熔、沸点低,硬度小,晶体固态和熔融状态时均不导电,C、D错误;极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,B正确。

2.根据表中几种物质的熔点和沸点数据,判断下列有关说法中错误的是( )

熔点/℃ 沸点/℃ NaCl 801 1 465 5MgO 2 852 3 600 AlCl3 190 182.7 SiCl4 -68 57 单质B 2 300 2 500 注:AlCl3熔点在2.5×10Pa条件下测定。 A.SiCl4常温下是液态 B.单质B是共价晶体 C.AlCl3是分子晶体 D.MgO是金属晶体

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解析:选D 根据晶体性质特点及表中数据进行分析,SiCl4熔点为-68 ℃,沸点为57℃,常温下为液体,A正确;单质B的熔、沸点很高,是共价晶体,B正确;AlCl3的熔、沸点低,是分子晶体,C正确;MgO是离子晶体,D错误。

3.下列四种有关性质的叙述,可能属于金属晶体的是( ) A.由分子间作用力结合而成,熔点低

B.固体或熔融后易导电,熔点在1 000 ℃左右 C.由共价键结合网状结构,熔点高 D.固体不导电,但溶于水或熔融后能导电

解析:选B 由分子间作用力结合而成,熔点低,属于分子晶体的性质,A错误;由共价键结合网状结构,熔点高,属于原子晶体的性质,C错误;固体不导电,但溶于水或熔融后能导电,属于离子晶体的性质,D错误。

4.在一定条件下,可得到一种共价晶体CO2(如图所示),下列对该物质的推断一定不正确的是( )

A.该晶体中含有极性键

B.该晶体易汽化,可用作制冷材料 C.该晶体有很高的熔、沸点 D.该晶体硬度大,可用作耐磨材料

解析:选B 共价晶体CO2具有空间网状结构,其成键情况也发生了变化,由原来的碳氧双键变为碳氧单键,但化学键依然为极性共价键,故A正确;共价晶体具有硬度大,熔、沸点高等特点,故C、D正确,B错误。

5.(1)(2017·全国卷Ⅲ)Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在__________________。 (2)(2016·全国卷Ⅰ)Ge单晶具有金刚石型结构,其微粒之间存在的作用力是________。

(3)(2016·全国卷Ⅱ)单质铜及镍都是由________键形成的晶体。

(4)(2015·全国卷Ⅰ)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于________晶体。

(5)(2015·全国卷Ⅱ)氧和钠的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。 答案:(1)离子键和π键(Π4键) (2)共价键 (3)金属 (4)分子 (5)分子晶体 离子晶体

6.(1)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色易挥发性液体Ni(CO)4,呈正四面体构

6

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型。试推测Ni(CO)4的晶体类型是________,Ni(CO)4易溶于________(填标号)。

A.水 B.四氯化碳 C.苯 D.硫酸镍溶液

(2)实验测得铝元素与氯元素形成化合物的实际组成为Al2Cl6,其球棍模型如图所示。已知Al2Cl6在加热时易升华,Al2Cl6属于____________(填晶体类型)晶体 。Na[Al(OH)4]属于____________(填晶体类型)晶体,存在的化学键有________________________。

(3)原子簇是由几个到几百个原子形成的聚集体,如铝原子簇Al13、Al14。已知原子簇价电子总数为2,8,20,40,58…时,原子簇通常可稳定存在。其中Al13的性质与卤素性质相似,则铝原子簇Al13属于____________晶体,铝原子之间的作用力为________。

解析:(1)由“易挥发性液体”可知Ni(CO)4是分子晶体,由“正四面体构型”可知Ni(CO)4

是非极性分子,易溶于非极性溶剂四氯化碳和苯中。(2)由图可知,Al2Cl6是分子晶体。Na[Al(OH)4]是离子化合物,故是离子晶体,存在离子键、极性共价键、配位键。(3)由题目信息可知,铝原子簇Al13应为分子晶体,内部铝原子之间的作用力为共价键。

答案:(1)分子晶体 BC (2)分子 离子 离子键、极性共价键、配位键 (3)分子 共价键

[方法规律] “五依据”突破晶体类型判断 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断

①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子,粒子间的作用是离子键。②共价晶体的构成粒子是原子,粒子间的作用是共价键。③分子晶体的构成粒子是分子,粒子间的作用为范德华力或氢键。④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子,粒子间的作用是金属键。

(2)依据物质的类别判断

①金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如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(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼除外)、气态氢化物、非金属氧化物(SiO2除外)、酸、绝大多数有机物(有机盐除外)是分子晶体。③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等;常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。④金属单质(常温汞除外)与合金是金属晶体。

(3)依据晶体的熔点判断

①离子晶体的熔点较高,常在数百至1 000余度。②共价晶体熔点高,常在1 000度至几千度。③分子晶体熔点低,常在数百度以下至很低温度。④金属晶体多数熔点高,但也有相当低的。

(4)依据导电性判断

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