第三单元 从微观结构看物质的多样性国家优质课一等奖

第三单元

从微观结构看物质的多样性

第一课时

同素异形现象

同分异构现象

[考试要求] 1．同素异形体与同素异形现象(a/b) 2．同分异构体与同分异构现象(a/b) 3．金刚石、足球烯中微粒的空间排列方式及相互间作用力(a/a)

1．“二同”概念：

(1)同素异形体：同一种元素能够形成几种不同的单质互称同素异形体；

(2)同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物互称同分异构体。

2．“三组”常见的同素异形体：

(1)金刚石、石墨和足球烯；

(2)O2和O3；

(3)红磷和白磷。

3．有关同分异构体的“三组一定和不一定”：

(1)分子式相同，一定有相同的相对分子质量，反之不一定成立；

(2)分子式相同，一定有相同的最简式，反之不一定成立；

(3)分子式相同，一定有相同的元素的质量分数，反之不一定成立。

同素异形现象

1．同素异形现象和同素异形体

(1)同一种元素能够形成几种不同的单质的现象叫做同素异形现象。

(2)同一种元素可形成不同单质，这些单质互称为这种元素的同素异形体。

2．常见的同素异形体

(1)碳的同素异形体

物质

物颜色状态

金刚石

无色透明固体

石墨

灰黑色固体

足球烯(C60) 灰黑色固体

1

理性质

硬度熔点

导电性

坚硬、熔点很高

不导电

质软、熔点高

导电

硬度小、熔点低

不导电

微观结构

差异分析

(2)氧的同素异形体

物质

颜色

沸点

气味

相互转化

差异分析

(3)磷的同素异形体

物质

白磷

红磷

3．对同素异形体的理解

(1)组成元素：只含有一种元素。

(2)物质类别：互为同素异形体的只能是单质。

(3)性质关系：同素异形体之间的物理性质有差异，但化学性质相似。

(4)相互转化：同素异形体之间的转化属于化学变化，因为转化过程中有化学键的断裂与形成。

(5)同素异形体之间的转化既有单质参加，又有单质生成，但由于没有涉及化合价的变化，一般认为这种转化属于非氧化还原反应。

1．(2016·宁波效实中学期中)下列各组中，互称为同素异形体的是(

) A．C和

C

B．水和冰

C．C(金刚石)和C60

解析：选C

12141214

碳原子的成键方式和排列方式不同

O2

无色

O2＜O3

无味

放电3O2=====2O3

分子中氧原子个数和氧原子的成键方式不同

O3

淡蓝色

鱼腥味

色态

白色蜡状固体

红棕色固体

毒性

有剧毒

无毒

稳定性

易自燃

加热或点燃可燃烧

保存

冷水中

直接存放在广口瓶中

D．CO和CO2

C和

C互为同位素；水和冰是同一物质的不同状态；C(金刚石)和C60互2

称为同素异形体；CO和CO2是碳元素常见的两种氧化物。

2．关于金刚石、石墨、C60的下列说法中，不正确的是(

) A．它们都是由碳元素组成的单质

B．它们都是电的良导体

C．它们原子的排列方式各不相同

D．它们的化学性质几乎相同

解析：选B 金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们都是碳元素的同素异形体；由于其结构中各原子的排列方式不同，而使其物理性质差异较大，如金刚石不导电，石墨能导电等。但它们的化学性质几乎完全相同，如都能在一定条件下与O2完全反应生成二氧化碳。

同分异构现象

1．同分异构现象和同分异构体 (1)化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，称为同分异构现象。

(2)分子式相同而结构不同的化合物，互称为同分异构体。

(3)同分异构现象主要表现在有机化合物中。

2．实例

(1)正丁烷和异丁烷

名称

分子式

正丁烷

C4H10

异丁烷

结构式

分子结构

球棍模型

结论

分子结构不同

结构简式

CH3CH2CH2CH3

3

沸点

差异分析

(2)乙醇和二甲醚

名称

分子式

－0.5 ℃

－11.7 ℃

原子的连接方法不同，化学键的类型相同，物质类别相同

乙醇

C2H6O 二甲醚

分子结构

结构式

结论

沸点

78 ℃

物理性质不同，化学性质不同

分子结构不同

－23 ℃

性质

3.四角度认识同分异构体

(1)从物质看：互为同分异构体的物质只能是化合物。它们之间的转化属于化学变化，若共存则为混合物。

(2)从分子式看：互为同分异构体的化合物，其分子式相同，相对分子质量也相同，但相对分子质量相同的化合物分子式不一定相同，如甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)的相对分子质量均为46。

(3)从结构看：互为同分异构体的化合物，空间结构不同。

(4)从性质看：互为同分异构体的化合物，物理性质不同，化学性质可能相似。

1．互为同分异构体的物质一定不可能具有(

) A．相同的分子式

C．相似的化学性质 B．相同的结构

D．相同的相对分子质量

解析：选B 互为同分异构体的物质的分子式相同，其相对分子质量也相同，但其结构不同，化学性质不一定相似。

2．下列各对物质中，属于同分异构体的是(

) A．白磷和红磷

B．干冰和CO2

4

解析：选D 白磷和红磷两者属于同素异形体，A项不符合题意；干冰和CO2是同一种物质，只是状态不同，B项不符合题意；C项属于同一种物质，不符合题意；D项中两者的分子式均为C6H14，结构不同，属于同分异构体，符合题意。

[三级训练·节节过关]

1．科学家发现C60后，近年又合成了许多球形分子，如C50、C70、C120、C540等，它们互称为(

) A．同一种物质

C．同素异形体 B．同分异构体

D．同位素

解析：选C C60与C50、C70、C120、C540均是由碳元素组成的不同单质，互为同素异

形体。

2．闪电时空气中有臭氧生成。下列说法正确的是(

) A．O3和O2互为同位素

B．O2比O3稳定

C．等体积O3和O2含有相同质子数

D．O3与O2的相互转变是物理变化

解析：选B O2和O3互为同素异形体，A不正确；温度、压强不确定，不能确定O2、O3的物质的量，也就是不能确定质子数，C不正确；同素异形体之间的转化属于化学变化，D不正确。

3．下列各组物质中，不互为同素异形体的是(

) A．金刚石和C60 C．O2和O3 B．红磷和P4

D．干冰与冰

解析：选D 干冰是固态CO2，冰为固态水，二者不属于同素异形体。

4．下列物质互为同分异构体的是(

) A．氧气和臭氧

B．正丁烷和异丁烷

5

C．CH4和C2H4 D．H和H 12解析：选B 氧气和臭氧是由同种元素形成的不同单质，互称同素异形体，A项错误；正丁烷和异丁烷分子式相同，结构不同，互称同分异构体，B项正确；CH4和C2H4分子式不同，不可能是同分异构体，C项错误；H和H是质子数相同，中子数不同的原子，属于同位素，D项错误。

5．下面列出了几组物质或微粒，请将合适的序号填写在空格上。

①金刚石与“足球烯”(C60)；

②D与T；

③O、O和O；

④氧气(O2)与臭氧(O3)；

⑤乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)。

(1)是同素异形体的________。

(2)是同位素的________。

(3)是同分异构体的________。

解析：(1)由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，则是同素异形体的为金刚石与“足球烯”(C60)，氧气(O2)与臭氧(O3)。

(2)质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，则是同位素的是D与T,O、O和O。

(3)分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体，则是同分异构体的为乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)。

答案：(1)①④

(2)②③

(3)⑤

1．下列关于同分异构体的描述正确的是(

) A．无机物之间不存在同分异构现象

B．有机物与无机物之间可以存在同分异构现象

C．同分异构体的性质相同

D．O和O互为同分异构体

解析：选B 无机物和无机物、无机物和有机物之间也可能存在同分异构现象，故A不正确，B正确；同分异构体的性质不同，O和O互为同位素，C、D不正确。

2．(2015·浙江10月考试)下列说法不正确的是(

) A．核素

1H的中子数是0 B．C和

C互为同位素

C．金刚石、石墨和富勒烯互为同素异形体

D．CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体

6 121421618161816171816171812

解析：选A 1H的中子数为2－1＝1，A错误。

3．O2与O3在一定条件下可以相互转化，这一变化属于(

) A．物理变化

C．氧化还原反应 B．化学变化

D．以上都不是

2解析：选B 同素异形体间的转化属于化学变化，但不是氧化还原反应。

4．(2016·杭州余杭中学第四校联考)氢元素有

H(氕)、

H(氘)、

H(氚)三种原子，下列说法正确的是(

) A．H、

H、

H为同素异形体

B．H、

H、

H互为同位素

C．H、

H、

H的中子数相同

D．H、

H、

H为同分异构体

解析：选B 同位素的定义：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，故选B。

5．下列各组中互为同素异形体关系的是(

) A．H2与D2

C.19K与19K 4039123123123123123B．T2O与H2O D．S4与S8

40解析：选D H2与D2均是氢气分子，A项错误；T2O与H2O均是水分子，B项错误；19K与3019K的质子数相同而中子数不同，互为同位素，C项错误；S4与S8均是硫元素形成的单质，二者互为同素异形体，D项正确。

6．下列关于同分异构体的说法错误的是(

) ①具有相同相对分子质量和不同结构的化合物互称为同分异构体

②互称为同分异构体的物质一定不是同种物质

③同分异构体之间物理性质一定不同，化学性质一定相同

④同分异构体一定具有相同的相对分子质量

A．①②

C．①③

B．②③

D．②④

解析：选C N2与CO具有相同的相对分子质量和不同的结构，但不是同分异构体，①错误；同分异构体之间的化学性质不一定相同(如乙醇与二甲醚)，③错误。

7．科学家们最近发现一种新分子，具有空心类似足球状的结构，其化学式为C70。下列说法不正确的是(

) A．C70是一种化合物

B．它的相对分子质量为840 C．它的化学性质和金刚石相似

D．C70和金刚石、石墨一样，都是由碳元素组成的单质

解析：选A 依题意，C70是一种分子，从其化学式可知，一个C70分子由70个碳原子构

7

成，C70应是碳的单质，不属于化合物。

8．下列关于臭氧性质的叙述中不正确的是(

) A．臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将Ag、Hg等较不活泼的金属氧化

B．臭氧可以杀死许多细菌，是一种良好的消毒剂

C．臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是一种良好的脱色剂

D．臭氧和氧气在一定条件下可以相互转化

解析：选C 臭氧有很强的氧化性，能把有机色素氧化成无色物质。

9．有下列各组物质①

6C与

6C，②与石墨，④乙醇(CH3—CH2—OH)与二甲醚(CH3—O—CH3)。

(1)互为同位素的是__________(填序号，下同)。

(2)互为同素异形体的是__________。

(3)互为同分异构体的是__________。

1213与，③金刚石解析：

6C与

6C互为同位素，两者相同的是原子的核电荷数、质子数、核外电子数，不同的是原子核内中子数。金刚石与石墨互为同素异形体，互为同素异形体的物质的组成元1213素相同，但物质的结构不同，与、乙醇与二甲醚互为同分异构体，互为同分异构体的物质分子组成即分子式相同，但分子内原子的连接方式不同，各原子的连接顺序和空间排列方式不同。

答案：(1)①

(2)③

(3)②、④

10．1982年两位日本科学家在南极拍摄到南极上空臭氧空洞的照片。

(1)1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。氟利昂(如CF2Cl2)可在光的作用下分解，产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久破坏作用，有关反应为O3光

O2＋O、Cl＋O3===ClO＋O2、ClO＋O===Cl＋O2

①上述变化的总反应是____________________________________________________。

②在上述变化中，Cl是______________。

A．反应物 C．中间产物 ③O2和O3是______________。

A．同分异构体 C．氧的同素异形体

B．生成物

D．催化剂

B．同一种物质

D．氧的同位素

8

(2)超音速飞机排放的氮的氧化物(NO和NO2)也会破坏臭氧层，它们和O3及O原子发生如下反应：O3＋NO===NO2＋O2、O＋NO2===NO＋O2，这两个反应反复循环，其总反应式为______________，氮的氧化物在破坏臭氧层过程中起了________作用。

(3)臭氧除可吸收紫外线外，又由于臭氧具有极强的氧化性，工业上可用臭氧进行________________________________________________________________________。

解析：将(1)中三个化学方程式相加，消去中间产物，可得到总反应方程式：2O3===3O2。Cl作催化剂，O2与O3属于同种元素形成的不同单质，属于同素异形体。把(2)中的两个化学方程式相加可得O3＋O===2O2，其中氮的氧化物作催化剂。

答案：(1)①2O3===3O2

②D

③C

(2)O3＋O===2O2

催化

(3)漂白、杀菌、消毒

1．(2016·绍兴一中期中)下列各组互为同素异形体的是(

) A．Cl和

Cl B．O2和O3

3537C．CH3CH2CH2CH3和D．H2O和H2O 18

解析：选B 由同种元素组成的性质不同的单质互称为同素异形体；A选项两者互为同位素，C选项两者互为同分异构体，D选项两者属于同种物质。

2．下列各组物质中，两者互为同分异构体的是(

) ①CuSO4·5H2O和CuSO4·3H2O ②NH4CNO与CO(NH2)2

A．①②③

C．①③④

B．②③

D．②③④

解析：选B 分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体。①组中分子式不同；②③组中，两者的分子式相同，但结构不同，故两者互为同分异构体；④组中水分子的结构相同，不互为同分异构体。

3．下列各组物质中，不互为同素异形体的是(

)

9

A．红磷和黄磷 C．Si60和晶体硅 B．斜方硫和单斜硫

D．H2O和H2O2

解析：选D A项，红磷和黄磷应是磷元素的两种单质；B项，斜方硫和单斜硫应是硫元素的两种单质；C项，Si60是分子晶体与晶体硅，是硅元素的两种单质；D项，H2O和H2O2为化合物，不能成为同素异形体。

4．在化学中，每种物质都有自己对应的化学式，但往往同一化学式，可能表示不同的物质。下列化学式中，只表示一种纯净物的是(

) A．C

C．C2H6O B．CH4

D．C4H10

解析：选B A可能是金刚石、石墨，C可能是乙醇、二甲醚，D可能是正丁烷、异丁烷。所以符合题意的只有B项。

5．现代无机化学对硫－氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。(SN)n是迄今唯一已知的具有超导性质的链状无机高分子。有关如右图所示的硫氮化合物的分子结构的说法中，正确的是(

) A．该物质的分子式为SN B．该物质与化合物S2N2互为同分异构体

C．该物质是电的良导体

D．1 mol该分子中含有的共价键数目为8×6.02×10

解析：选C 根据分子结构可知，该物质的分子中含有4个S、4个N，所以它的分子式是S4N4，A项错误；同分异构体是指分子式相同、结构不同的化合物，所以S4N4与S2N2不互为同分异构体，B项错误；由于硫氮化合物具有超导性质，故在一定条件下为电的良导体，C项正确；图示分子中有8个S—N键，1个S—S键，故1 mol分子中，共价键数目为9×6.02×10，D项错误。

6．意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，下列说法正确的是(

) A．N4属于一种新型化合物

B．N4转化为N2属于物理变化

C．N4的摩尔质量为56 D．N4与N2互为同素异形体

解析：选D N4是一种单质，与N2互为同素异形体，二者之间的转化属于化学变化，N4的摩尔质量为56 g·mol。

7．白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却，可得钢灰色固体——黑磷，其转化过程如：1 215.9 MPa，473 K白磷――――――――――――――→黑磷，黑磷性质稳定，结构与石墨相似。下列叙述正确的是隔绝空气－12323

10

(

) A．黑磷与白磷互为同位素

B．黑磷能导电

C．白磷转化为黑磷是物理变化

D．黑磷能在空气中自燃

解析：选B 黑磷也是磷元素组成的单质，A错误；类比石墨的导电性知B正确；白磷、黑磷是不同的物质，C错误；黑磷性质稳定，D错误。

8．科学家发现铂的两种化合物a和b，二者的结构式分别为

，a有抗癌作用，而b没有，二者的关系为(

) A．同分异构体 C．同一种物质 B．同素异形体

D．同位素

解析：选A a有抗癌作用，而b没有，说明二者属于不同的物质，且二者分子式相同，结构不同，故二者互为同分异构体；互为同素异形体的必须是单质，互为同位素的必须是质子数相同，中子数不同的核素(如 6C与 6C，17Cl与17Cl等)。

9．下列物质中，互为同分异构体的有________；互为同素异形体的有________；属于同位素的有________；属于同一种物质的有________。

①二氧化碳

②CH3C(CH3)2CH2CH3

③金刚石

④干冰

⑤氢溴酸

⑥溴水

⑦液溴

⑧C ⑨C ⑩CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3

⑪石墨

解析：⑩与②互为同分异构体；③和⑪互为同素异形体；⑧和⑨属于同位素；①和④属于同一种物质。

答案：②与⑩

③和⑪

⑧和⑨

①和④

10．硫通常是一种淡黄色晶体。有橙色、无色、红棕色三种颜色的硫蒸气，它们都是硫的单质，但每个分子中硫原子的个数不同，可用Sx表示。对三种蒸气测定结果是：

(1)橙色蒸气密度折算到标准状况后是11.34 g·L________________。

(2)红棕色蒸气的质量是相同状况下同体积空气的6.62倍，则它的化学式是________________。

(3)无色蒸气对氢气的相对密度是64，则它的化学式是__________________。此事实说明硫有____________。

解析：由题意知：(1)中硫蒸气的相对分子质量为M＝11.34×22.4＝254，其单质的分－1121412143537，则它的化学式是

11

子式为S8；(2)中硫蒸气的相对分子质量为M＝29×6.62＝192，其单质的分子式为S6；(3)中硫蒸气的相对分子质量为M＝64×2＝128，其单质的分子式为S4。综上分析，可知硫元素有多种同素异形体。

答案：(1)S8

(2)S6

(3)S4

多种同素异形体

第二课时

不同类型的晶体

[考试要求] 1．NaCl、干冰、石英中微粒的空间排列方式及相互间作用力(a/a) 2．离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的形成方式(a/a) 3．离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的主要特性(/a) 1．四种晶体的含义：

(1)离子晶体：阴、阳离子按一定的方式有规则地排列形成的晶体；

(2)分子晶体：由分子构成的物质所形成的晶体；

(3)原子晶体：原子间通过共价键结合而成的空间网状结构的晶体；

(4)金属晶体：由金属单质或合金形成的晶体。

2．四种晶体的判断：

由离子化合物形成的晶体为离子晶体；由金属单质及合金形成的晶体为金属晶体；常见原子晶体有金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅等，除此以外为分子晶体。

3．四种晶体的熔、沸点高低的比较：

原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体熔点差别较大。

离子晶体与分子晶体

1．晶体

2．晶体的结构与性质特点

12

3．离子晶体

(1)概念：离子化合物中的阴、阳离子按一定的方式有规则地排列形成的晶体。

(2)性质：

①熔点较高、硬度较大。

②固态时不导电，在熔融状态下或水溶液中能够导电。

(3)实例——NaCl的晶体结构：

构成氯化钠晶体的微粒是Na+和Cl-，微粒间的相互作用力是离子键，晶体类型是离子晶体。

4．分子晶体

(1)概念：由分子构成的物质所形成的晶体。分子晶体是分子之间依靠分子间作用力按一定规则排列所形成的。

(2)性质：熔、沸点较低、硬度较小，不能导电。

(3)实例——干冰晶体的结构：

①构成干冰晶体的微粒是CO2分子，微粒间的相互作用力是分子间作用力，晶体类型

是分子晶体。

②干冰汽化时只需克服分子间作用力，对其分子内的共价键无影响。

1．下列说法一定正确的是(

) A．其水溶液导电的一定是离子晶体

B．熔融态导电的一定是离子晶体

13

C．共价化合物形成的晶体一定是分子晶体

D．固态不导电、熔融态导电的一定是离子晶体

解析：选D 部分分子晶体的水溶液也能导电，如HCl晶体，A错误；金属单质在熔融态导电，但不是离子晶体，B错误；共价化合物形成的晶体可能是分子晶体，如干冰，也可能是原子晶体，如石英晶体，C错误；固态不导电、熔融态导电是离子晶体区别其他晶体的性质，D正确。

2．(2016·东阳中学期末)下列说法正确的是(

) A．MgCl2晶体中的化学键是离子键

B．某物质在熔融态能导电，则该物质中一定含有离子键

C．分子中所有的化学键都是共价键的物质是共价化合物

D．干冰是分子晶体，其溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力

解析：选A A选项正确，MgCl2晶体是离子晶体，化学键是离子键；B选项错误，某物质在熔融态能导电，则该物质中可能含有离子键，还可能是金属，不含离子键；C选项错误，分子中所有的化学键都是共价键的物质可能是共价化合物还可能是单质，如金刚石，氮气等；D选项错误，干冰是分子晶体，其溶于水生成碳酸的过程需克服分子间作用力和共价键。

原子晶体与金属晶体

1．原子晶体

(1)概念：原子间以共价键结合并以一定方式有规则排列成空间网状结构的晶体。

(2)性质：熔点高、硬度大、不能导电。

(3)实例——石英晶体的结构

①构成石英晶体的微粒是硅原子和氧原子。微粒间的相互作用力是共价键，晶体类型是原子晶体。

②石英晶体的空间结构是正四面体型的空间网状结构。

③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。

2．金属晶体

14

(1)概念：金属阳离子和自由电子通过强烈的作用结合形成的晶体。

(2)性质：有金属光泽、能导电、传热，具有延展性等。

3．常见晶体的物理性质

晶体

熔点/℃

硬度

晶体类型

晶体特性(选考

内容) 氯化钠

氯化钡

801 较硬

1 560 较硬

金刚石

＞3 550 很硬

二氧化硅

1 723 硬而脆

硫

112.8 脆

白磷

44.1 软

钠

97.8 柔软

钨

3 410 硬

离子晶体

熔点较高

硬度较大

原子晶体

熔点很高

硬度很大

分子晶体

熔点较低

硬度较小

金属晶体

不同金属的

熔点、硬度

差异大

1．二氧化碳、二氧化硅都是ⅣA族元素的氧化物，但二者的物理性质相差较大，你知道是什么原因吗？试比较二者熔点的高低。

提示：CO2属于分子晶体而SiO2属于原子晶体，故二者物理性质差别较大。SiO2的熔点高于CO2。

2．判断下列物质属于何种晶体类型？

①氯化镁

②干冰

③金刚石

④硫磺

⑤二氧化硅

⑥氧化镁

⑦钠

⑧冰

提示：属于离子晶体的是①、⑥，属于分子晶体的是②、④、⑧，属于原子晶体的是③、⑤，属于金属晶体的是⑦。

1．四种晶体类型的比较

晶体类型

晶体微粒

形成晶体的作用力

硬度

离子晶体

阴、阳离子

原子晶体

原子

分子晶体

分子

分子间作用力(或氢键) 很小

金属晶体

金属阳离子、自由电子

金属键

不同晶体间差别较大

不同晶体间差别较大

离子键

共价键

较大

很大

熔、沸点

较高

很高

很低

15

晶体不导电，熔导电性

化状态、水溶液可导电

实例

氯化钠、氢氧化钾

金刚石、二氧化硅

不导电

晶体不导电，一部分溶于水可以导电

冰、干冰

Na、Zn 导电

2.晶体熔、沸点高低的比较规律(选考内容) (1)不同晶体类型物质的熔、沸点

原子晶体>离子晶体>分子晶体；

金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨等，有的则很低，如汞等。

(2)同种晶体类型的物质，晶体内微粒间的作用力越大，熔、沸点越高。

①原子晶体。一般来说，原子半径越小，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。如熔点：金刚石(C)>水晶(SiO2)>晶体硅(Si)。

②离子晶体。一般来说，阴、阳离子电荷数越多，离子半径越小，则熔、沸点越高。如熔点：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl。

③分子晶体。组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高。

1．下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是(

) A．SiO2

CsCl I2

Br2

B．SiO2

CsCl Br2

I2

C．CsCl SiO2

I2

Br2

D．Br2

I2

CsCl SiO2

解析：选A 先区分各选项中各物质的晶体类型，原子晶体的熔点>离子晶体的熔点>分子晶体的熔点。其中I2的熔点高于Br2的熔点。

2．下表中是几种物质的熔点。

物质

熔点/℃

Na2O 920 NaCl 801 AlF3

1 291 AlCl3

190 BCl3

－107 Al2O3

2 073 CO2

－57 SiO2

1 723 I2

113.5 据此作出的下列判断中错误的是 (

) A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体

B．表中只有BCl3、干冰和I2是分子晶体

C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体

D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体

解析：选B AlF3是离子晶体，A项正确；AlCl3的熔点与分子晶体I2的熔点比较接近，而远低于离子晶体Na2O、NaCl、AlF3的熔点，可推知，AlCl3是分子晶体，B项错误；C、Si是同主族元素，但CO2是分子晶体，而SiO2是原子晶体，C项正确；Na和Al是不同主族元

16

素，但它们的氧化物Na2O、Al2O3均为离子晶体，D项正确。

[方法技巧] 四种依据巧判晶体类型

(1)依据晶体的组成微粒及其相互作用力判断

①阴、阳离子―→离子键―→离子晶体。

②原子―→共价键―→原子晶体。

③分子―→分子间作用力―→分子晶体。

④金属阳离子、自由电子―→金属键―→金属晶体。

(2)依据物质的类别判断

①金属氧化物(如K2O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(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。

③常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。

④金属单质(汞常温下为液体)与合金是金属晶体。

(3)依据晶体的熔点判断

①离子晶体一般熔点较高，常在几百至1 000多度。

②原子晶体一般熔点高，常在1 000度至几千度。

③分子晶体一般熔点低，常在几百度以下至很低温度。

④金属晶体多数熔点高，部分较低，如汞常温下为液体。

(4)依据导电性判断

①离子晶体固态时不导电，熔融状态能够导电。

②分子晶体固态或熔融状态均不导电。

③原子晶体固态时不导电。

④金属晶体固态或熔融状态均导电。

[三级训练·节节过关]

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

17

D．内部构成微粒是否在空间呈有规则的重复排列

解析：选D 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，如某些无定形体也是有固定的组成。晶体和非晶体的本质区别在于微观结构不同。

2．下列物质中，属于分子晶体的化合物是(

) A．石英

C．干冰 B．硫磺

D．食盐

解析：选C 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。

3．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：选D 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。

4．下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是(

) A．C(金刚石)和CO2

C．CH4和H2O B．NaBr和HBr D．Cl2和KCl 解析：选C 各物质中的化学键和所属晶体类型如下：

化学

键

晶体

类型

5．有下列几种晶体：A.水晶，B.冰醋酸，C.白磷，D.金刚石，E.晶体氩，F.干冰。

(1)属于分子晶体的是________，直接由原子构成的分子晶体是________。

(2)属于原子晶体的化合物是________。

(3)直接由原子构成的晶体是________。

(4)受热熔化时，化学键不发生变化的是________，需克服共价键的是________。

解析：分子晶体由分子构成，有B、C、E、F。晶体氩是单原子分子；原子晶体和单原子分子晶体都由原子直接构成，原子晶体有A、D，但化合物只有A；分子晶体熔化时，一般不破坏化学键；原子晶体熔化时，破坏化学键。

答案：(1)B、C、E、F E (2)A (3)A、D、E

18 金刚石

共价

键

原子

晶体

CO2

共价

键

分子

晶体

NaBr 离子

键

离子

晶体

HBr 共价

键

分子

晶体

CH4

共价

键

分子

晶体

H2O 共价

键

分子

晶体

Cl2

共价

键

分子

晶体

KCl 离子

键

离子

晶体

(4)B、C、F A、D

1．有关晶体的下列说法中，正确的是(

) A．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：选B A选项，晶体中分子间作用力大小与分子的稳定性没有关系；C选项中冰融化时水分子中共价键不发生断裂；D选项中氯化钠熔化时离子键被破坏。

2．下列晶体中属于原子晶体的是(

) A．氖

C．干冰 B．食盐

D．金刚石

解析：选D 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．下列有关晶体的叙述中，错误的是 (

) A．离子晶体中，一定存在离子键

B．原子晶体中，只存在共价键

C．金属晶体的熔沸点都很高

D．稀有气体的原子能形成分子晶体

解析：选C 原子晶体中，只存在共价键，一定不存在离子键，只要晶体中存在离子键，就一定是离子晶体，但在离子内部可能含有共价键；稀有气体的原子能形成分子晶体；在常见的晶体类型中，只有金属晶体的熔沸点差别很大，有的熔沸点很高，如钨，有的熔沸点很低，如汞。

4．下列物质中，属于分子晶体且不能跟氧气反应的是(

) A．石灰石 C．白磷 B．石英

D．固体氖

解析：选D 属于分子晶体的是白磷和固体氖，而白磷易和氧气反应，固体氖不能跟氧气反应。

5．具有下列性质的物质属于离子晶体的是 (

) A．熔点1 070 ℃，易溶于水，其水溶液和熔融状态均能导电 B．熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电

C．能溶于CCl4，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃

D．熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm

解析：选A 溶于水和受热熔化时能导电的化合物是离子化合物，其晶体为离子晶体。

19 －3

再根据晶体的熔沸点、溶解性和导电性等特点，可推断出B中晶体为分子晶体，C中晶体也是分子晶体，D中晶体为金属晶体。

6．(2016·桐乡高级中学期中)下列说法正确的是(

) A．碘单质的升华过程中，只需克服分子间作用力

B．NH4NO3属于离子化合物，该物质中只存在离子键

C．在CO2和SiO2物质中，都存在共价键，它们都是由分子构成

D．石墨、金刚石、足球烯(C60)均为原子晶体

解析：选A B选项错误，NH4NO3中存在离子键和共价键；C选项错误，SiO2是原子晶体，没有分子；D选项错误，石墨是混合晶体，足球烯(C60)是分子晶体。

7．(2016·杭州联考)下列说法不正确的是(

) A．金刚石、石英和足球烯均为空间网状结构的原子晶体

B．在NaOH、NH4Cl和Na2SO4中，都存在离子键和共价键

C．干冰升华的过程只需克服分子间作用力

D．H2O分解生成H2和O2的过程中既有共价键断裂，又有共价键形成

解析：选A 金刚石和石英为空间网状结构的原子晶体，足球烯是封闭的笼状结构是分子晶体，所以A选项错误。

8．下表列出的对晶体的说明中，错误的是(

) 选项

晶体名称

晶体中

的微粒

微粒间

的作用

A 碘化钾

阴、阳离子

B 干冰

分子

分子间作用力

C 石英

原子

D 碘

分子

分子间

作用力

离子键

离子键

解析：选C 碘化钾为离子晶体，微粒间作用力为离子键；干冰和碘都是分子晶体，微粒间作用力为分子间作用力；石英是原子晶体，微粒间作用力为共价键，C错误。

9．根据下表给出的几种物质的熔、沸点数据，回答问题：

名称性质

熔点/℃

沸点/℃

(1)SiCl4是________晶体；单质B可能是________晶体。

(2)NaCl、MgCl2晶体类型均为________晶体。

(3)AlCl3在升华时破坏________________。

解析：由表中所给熔、沸点数据，可知SiCl4熔、沸点最低，应为分子晶体；单质B的

20 NaCl 810 1465 MgCl2

710 1418 AlCl3

180 160 SiCl4

68 57 单质B 2300 2500

熔、沸点最高，因此可能为原子晶体；NaCl、MgCl2的熔、沸点较高，应为离子晶体；AlCl3的熔、沸点较低，为分子晶体，且沸点比熔点低，易升华，升华时，破坏分子间作用力。

答案：(1)分子

原子

(2)离子

(3)分子间作用力

10．原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外层电子数为其周期数的二倍；b和d均可形成A2B型氢化物，c的＋1价离子比e的－1价离子少8个电子。

回答下列问题：

(1)元素a为__________，c为__________；

(2)由这些元素形成的双原子分子为__________；

(3)这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中，其晶体类型属于原子晶体的是__________，离子晶体的是__________，金属晶体的是__________，分子晶体的是__________(每空填一种)。

解析：a、b、c、d和e为原子序数依次增大的短周期元素，a的最外层电子数为其周期数的二倍，故a为C。b和d均可形成A2B型氢化物，则b为O，d为S。c的＋1价离子比e的－1价离子少8个电子，c和e均为第3周期元素，故c为Na，e为Cl。

答案：(1)C Na (2)CO、O2、Cl2

(3)金刚石

NaCl Na CO(或O2、Cl2)

1．下列化学式表示物质分子的是(

) A．Na2SO4

C．H2SO4 B．SiO2

D．Al 解析：选C 在四种晶体中，只有分子晶体才存在分子，所以四个备选项中只有H2SO4是表示物质分子的化学式。

2．下列说法正确的是 (

) A．原子晶体中的相邻原子间都以共价键相结合

B．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高

C．干冰升华时，分子内共价键会发生断裂

D．Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1∶1

解析：选A 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，如Hg常温下为液体，B错误；干冰为分子晶体，升华时需要克服分子间作用力，但分子内共价键不变，C错误；Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1∶2，D错误。

3．下列说法正确的是 (

) A．水、重水、超重水互为同素异形体

B．C60、C80互为同位素

C．晶体中一定存在化学键

21

D．NaCl是离子化合物，其晶体是离子晶体

解析：选D A中水、重水、超重水属于化合物不属于单质，不可能互为同素异形体。B中C60、C80由碳元素构成的不同单质，两者属于同素异形体。稀有气体为单原子分子，其晶体中不含化学键，C项错误。

4．下列各组中，既含有离子晶体、分子晶体，又含有原子晶体的是(

) A．KCl、H2SO4、P4

B．CO2、Na3PO4、Mg D．Si、SiO2、K2CO3

C．NH4F、C60、金刚石

解析：选C A项中的H2SO4和P4都是分子晶体；B项中的Mg是金属晶体；D项中的Si和SiO2都是原子晶体。

5．(2016·浙江10月考试)下列说法不正确的是(

) A．Cl2、Br2、I2的分子间作用力依次减小

B．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

C．氢氧化钠在熔融状态下离子键被削弱，形成自由移动的离子，具有导电性

D．水电解生成氢气和氧气，有化学键的断裂和形成

解析：选A 结构相似的分子，分子间作用力随着相对分子质量的增大而增大，故A项错误。

6．(2015·浙江10月考试)下列说法正确的是(

) A．HCl属于共价化合物，溶于水能电离出H和Cl

B．NaOH是离子化合物，该物质中只含有离子键

C．HI气体受热分解的过程中，只需克服分子间作用力

D．石英和干冰均为原子晶体

解析：选A HCl属共价化合物，溶于水能电离产生H和Cl，A正确；NaOH中除了含有离子键外，还含有共价键，B错误；HI分解时克服的是共价键，C错误；干冰是分子晶体，D错误。

7．X是第2周期元素，能与氧形成X2O5。则有关X的叙述正确的是(

) A．X的单质在常温下以分子晶体的形式存在

B．X的氢化物在固态属于分子晶体

C．XO2晶体中的作用力只有分子间作用力

D．X所在族元素的单质在固态时属于同一类晶体

解析：选B X2O5中X的化合价是＋5，X又是第2周期元素，则X是氮元素。N2在常温下是气体而不是晶体，A项不正确；NH3的晶体是分子晶体，B项正确；NO2晶体是分子晶体，NO2分子间有分子间作用力，NO2分子内的N、O原子间有共价键，C项不正确；N在第ⅤA族，其中N、P单质的晶体是分子晶体，Sb(锑)、Bi(铋)单质的晶体都是金属晶体，D项不正确。

8．有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X与

22 ＋＋－＋－

M具有相同的电子层结构；离子半径：Z>W；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是(

) A．X、M两种元素只能形成X2M型化合物

B．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低

C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体

D．元素W和M的某些单质可以作为水处理中的消毒剂

解析：选D 由Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料可知Y是硅元素，即X、Y、Z、W属于第三周期，由离子半径：Z

＞W可知X、Z、W分别属于钠、硫、氯元素，又因为Z、M同主族且X

与M

具有相同的电子层结构，则M是氧元素；A项因钠和氧还可以形成Na2O2，故A错误；B项因水分子中存在氢键，所以水的沸点最高，沸点为H2O＞HCl＞H2S，故B错误；C项元素Y、Z、W的单质晶体分别属于原子晶体、分子晶体、分子晶体，故C错误；D项Cl2

和O3

都具有强氧化性，则可以作为消毒剂，故D正确。

9．现有几组物质的熔点数据如下表：

A组

金刚石：3 550 ℃

硅晶体：1 420 ℃

硼晶体：2 300 ℃

二氧化硅：1 723 ℃

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作用力是________。

(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。

①有金属光泽

②导电性

③导热性

④延展性

(3)C组中HF熔点反常是由于____________________________________________。

(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：A组熔点高，而且已知金刚石、硅为原子晶体；B组为金属晶体，所以应该具备金属晶体的性质；C组中HF分子间存在氢键；D组为离子晶体，具备离子晶体的性质。

答案：(1)原子

共价键

(2)①②③④

(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出“HF”分子间能形成氢键即可) (4)②④

10．U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的六种常见元素。Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色。Z和W元素形成的化合物Z3W4是具有磁性的黑色固体，U的单质在W2中燃烧可生成UW和UW2两种气体。X的单质是一种金属，该金属在UW2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体。

23 ＋2－2－－2－2－－B组

Li：181 ℃

Na：98 ℃

K：64 ℃

Rb：39 ℃

C组

HF：—83 ℃

HCl：－115 ℃

HBr：－89 ℃

HI：－51 ℃

D组

NaCl：801 ℃

KCl：776 ℃

RbCl：718 ℃

CsCl：645 ℃

请回答下列问题：

(1)V的单质分子的结构式为________；Z元素在元素周期表中的位置是________。

(2)U元素形成的同素异形体的晶体类型可能是(填序号)________。

①原子晶体

②离子晶体

③分子晶体

④金属晶体

(3)U、V、W形成的10电子氢化物中，沸点较低的是(填

化学式)________。

(4)YW2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体VW，有关反应的离子方程式为________________________，由此可知VW和YW2还原性较强的是(填化学式) ________。

解析：结合元素周期表进行推断。由“Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色”可知，Y为S，W为O；由Z3W4是具有磁性的黑色固体可知，Z为Fe；U的原子序数最小，可与W形成UW和UW2两种气体，可推知，U为C；X的单质是一种金属，在UW2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体，再由原子序数的顺序可知X为Mg；V的原子序数介于U和W之间，故V只能为N。(1)V的单质为氮气，其结构式为N≡N；Z为Fe，位于第4周期Ⅷ族。(2)U为C，由碳形成的同素异形体中金刚石为原子晶体，C60为分子晶体，故应选①③。(3)U、V、W形成的10电子氢化物分别为CH4、NH3、H2O，因NH3和H2O分子间存在氢键，因此沸点较低的是CH4。(4)3SO2＋2NO3＋3Ba＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H，NO和SO2相比，还原性较强的是SO2。

答案：(1)N≡N

第4周期Ⅷ族

(2)①③

(3)CH4

(4)3SO2＋2NO3＋3Ba2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H

SO2 ＋－2＋－2＋＋＋

24