知識(shí)點(diǎn)1分子晶體1．C60分子和C60晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于C60晶體的說法不正確的是()A．C60晶體可能具有很高的熔、沸點(diǎn)B．C60晶體可能易溶于四氯化碳中C．C60晶體的一個(gè)晶胞中含有的碳原子數(shù)為240D．C60晶體中每個(gè)C60分子與12個(gè)C60分子緊鄰A解析：構(gòu)成C60晶體的基本粒子是C60分子，因此C60晶體是分子晶體，不可能具有很高的熔、沸點(diǎn)，A錯(cuò)誤；由于C60是非極性分子，其可能易溶于四氯化碳中，B正確；每個(gè)C60的晶胞中含有的C60分子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，因此含有的碳原子數(shù)為4×60＝240，C正確；如果以晶胞中一個(gè)頂角的C60分子為研究對(duì)象，則共用這個(gè)頂角的面的面心的C60分子與其距離最近且相等，有eq\f(3,2)×8＝12個(gè)，D正確。2．下列屬于分子晶體性質(zhì)的是()A．熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B．能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)444.6℃C．熔點(diǎn)1400℃，可作半導(dǎo)體材料，難溶于水D．熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度0.97g·cm-3B解析：分子晶體的主要性質(zhì)有熔、沸點(diǎn)低，硬度?。粯O性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑；分子晶體不導(dǎo)電，熔化時(shí)也不導(dǎo)電。知識(shí)點(diǎn)2共價(jià)晶體3．根據(jù)量子力學(xué)計(jì)算，氮化碳的結(jié)構(gòu)有五種，其中一種氮化碳的硬度超過金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料，已知該氮化碳的二維晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)氮化碳的說法不正確的是()A.氮化碳屬于共價(jià)晶體B．氮化碳的化學(xué)式為C3N4C．該晶體的熔點(diǎn)比金剛石的熔點(diǎn)低D．每個(gè)碳原子與四個(gè)氮原子相連，每個(gè)氮原子與三個(gè)碳原子相連C解析：氮化碳晶體的硬度超過金剛石，同時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定該物質(zhì)為共價(jià)晶體，A正確；氮化碳晶體中每個(gè)C與4個(gè)N相連而一個(gè)N被3個(gè)碳原子共用，則每個(gè)碳原子均攤的氮原子個(gè)數(shù)為eq\f(1,3)×4＝eq\f(4,3)，則化學(xué)式為C3N4，B、D正確；氮化碳和金剛石晶體均為共價(jià)晶體，rN<rC，C—N的鍵長(zhǎng)短，C—N的鍵能大于C—C的鍵能，該晶體的熔、沸點(diǎn)高于金剛石，C錯(cuò)誤。4．下列關(guān)于SiO2晶體結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()A．最小的環(huán)上，有3個(gè)硅原子和3個(gè)氧原子B．最小的環(huán)上，硅原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為1∶2C．最小的環(huán)上，有6個(gè)硅原子和6個(gè)氧原子D．存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個(gè)頂角C解析：SiO2晶體中，每個(gè)硅原子與4個(gè)氧原子成鍵、每個(gè)氧原子與2個(gè)硅原子成鍵，晶體中的硅氧四面體中Si處于中心、O處于4個(gè)頂角。最小的環(huán)是十二元環(huán)，環(huán)上有6個(gè)Si、6個(gè)O，Si、O原子數(shù)之比是1∶1。5．下列關(guān)于共價(jià)晶體、分子晶體的敘述中，正確的是()A．金剛石為共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu)，晶體中的最小環(huán)上有6個(gè)碳原子B．分子晶體中一定存在共價(jià)鍵C.HI的相對(duì)分子質(zhì)量大于HF，所以HI的沸點(diǎn)高于HFD．在SiO2晶體中，1個(gè)硅原子和2個(gè)氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵A解析：金剛石屬于共價(jià)晶體，其中的碳采取sp3雜化，雜化軌道與周圍的4個(gè)碳原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，以共價(jià)鍵形成三維骨架結(jié)構(gòu)，晶體中最小環(huán)上有6個(gè)碳原子，A正確；分子晶體中不一定存在共價(jià)鍵，如稀有氣體形成的晶體為分子晶體，稀有氣體是單原子分子，原子間沒有共價(jià)鍵，B錯(cuò)誤；HF分子間存在氫鍵，HI分子間不存在氫鍵，故HI的沸點(diǎn)低于HF，C錯(cuò)誤；SiO2屬于共價(jià)晶體，在SiO2晶體中1個(gè)硅原子和4個(gè)氧原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，D錯(cuò)誤。6．金剛砂(SiC)和金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，在金剛砂的共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu)中，碳原子、硅原子交替以單鍵相結(jié)合。試回答下列問題：(1)金剛砂屬于晶體。金剛砂的熔點(diǎn)比金剛石的熔點(diǎn)（填“高”或“低”）。(2)在金剛砂的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)硅原子周圍結(jié)合個(gè)碳原子，鍵角是。(3)金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有由共價(jià)鍵形成的原子環(huán)，其中最小的環(huán)上有個(gè)硅原子。解析：(1)根據(jù)題意可知金剛砂屬于共價(jià)晶體，由于Si—C的鍵長(zhǎng)大于C—C的鍵長(zhǎng)，Si—C的鍵能小于C—C的鍵能，故金剛砂的熔點(diǎn)比金剛石的熔點(diǎn)低。(2)硅原子與碳原子交替以共價(jià)單鍵相結(jié)合，且Si、C都形成4個(gè)單鍵，故1個(gè)碳原子周圍結(jié)合4個(gè)硅原子，同時(shí)1個(gè)硅原子周圍結(jié)合4個(gè)碳原子。由于硅原子周圍的4個(gè)碳原子在空間呈正四面體形排列，故鍵角為109°28′。(3)金剛石結(jié)構(gòu)中最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子，則在金剛砂中最小的環(huán)上應(yīng)有3個(gè)硅原子和3個(gè)碳原子。答案：(1)共價(jià)低(2)4109°28′(3)37．某實(shí)驗(yàn)室成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體，下列關(guān)于CO2的共價(jià)晶體的說法正確的是()A．CO2的共價(jià)晶體和分子晶體互為同素異形體B．在一定條件下，CO2的共價(jià)晶體轉(zhuǎn)化為CO2的分子晶體是物理變化C．CO2的共價(jià)晶體和CO2的分子晶體具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)D．在CO2的共價(jià)晶體中，每個(gè)碳原子結(jié)合4個(gè)氧原子，每個(gè)氧原子跟2個(gè)碳原子相結(jié)合D解析：同素異形體是由同種元素形成的不同種單質(zhì)的互稱，二氧化碳是共價(jià)化合物，所以二氧化碳的共價(jià)晶體和分子晶體不可能互為同素異形體，A錯(cuò)誤；二氧化碳的共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)和分子晶體的結(jié)構(gòu)不同，所以在一定條件下，二氧化碳的共價(jià)晶體轉(zhuǎn)化為二氧化碳的分子晶體時(shí)，有共價(jià)鍵的破壞和形成，屬于化學(xué)變化，B錯(cuò)誤；二氧化碳的分子晶體和共價(jià)晶體的構(gòu)成粒子相同，但空間結(jié)構(gòu)不同，所以物理性質(zhì)不同，C錯(cuò)誤；由二氧化碳的共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)類似二氧化硅可知，共價(jià)晶體中，每個(gè)碳原子結(jié)合4個(gè)氧原子，每個(gè)氧原子跟2個(gè)碳原子相結(jié)合，D正確。8．根據(jù)下表中給出的有關(guān)數(shù)據(jù)，判斷下列說法錯(cuò)誤的是()物質(zhì)AlCl3SiCl4晶體硼金剛石晶體硅熔點(diǎn)/℃190－682300>35501410沸點(diǎn)/℃17857255048272355A.SiCl4是分子晶體B．晶體硼是共價(jià)晶體C．AlCl3是分子晶體，加熱能升華D．金剛石中的C—C比晶體硅中的Si—Si弱D解析：SiCl4、AlCl3的熔、沸點(diǎn)低，都屬于分子晶體，AlCl3的沸點(diǎn)低于其熔點(diǎn)，故AlCl3加熱能升華，A、C正確；晶體硼的熔、沸點(diǎn)高，所以晶體硼是共價(jià)晶體，B正確；碳原子的半徑比硅原子的半徑小，金剛石中的C—C鍵長(zhǎng)比晶體硅中的Si—Si的鍵長(zhǎng)短，故金剛石中的C—C比晶體硅中的Si—Si強(qiáng)，D錯(cuò)誤。9．已知SiC的熔點(diǎn)為2700℃，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．SiC晶體中碳原子和硅原子均采用sp3雜化B．硅單質(zhì)的熔點(diǎn)低于2700℃C．距離硅原子最近的硅原子數(shù)為4D．若晶胞參數(shù)為apm，則該晶體的密度為eq\f(160,6.02×10-7a3)g·cm-3C解析：SiC晶體中碳原子周圍有4個(gè)硅原子，而硅原子周圍有4個(gè)碳原子，均采用sp3雜化，A正確；共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，則熔、沸點(diǎn)越高，C—Si的鍵長(zhǎng)比Si—Si的鍵長(zhǎng)短，硅單質(zhì)的熔點(diǎn)低于2700℃，B正確；距離硅原子最近且距離相等的硅原子數(shù)為12，C錯(cuò)誤；若晶胞參數(shù)為apm，則該晶體的密度為eq\f(160g,6.02×1023×a3×10-30cm3)＝eq\f(160,6.02×10-7a3)g·cm-3，D正確。10．（挑戰(zhàn)創(chuàng)新題）C60、金剛石、石墨、二氧化碳的結(jié)構(gòu)模型如圖所示：(1)C60、金剛石和石墨三者的關(guān)系是互為（填字母）。A．同分異構(gòu)體B．同素異形體C．同系物D．同位素(2)固態(tài)時(shí)，C60屬于（填“共價(jià)”或“分子”）晶體，C60分子中含有雙鍵的數(shù)目是。(3)晶體硅的結(jié)構(gòu)跟金剛石相似，1mol晶體硅中含有Si—Si的數(shù)目約是NA。（NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值）(4)石墨層狀結(jié)構(gòu)中，平均每個(gè)正六邊形占有的碳原子數(shù)是。(5)觀察CO2分子晶體結(jié)構(gòu)的一部分，每個(gè)CO2周圍有個(gè)與之緊鄰且等距離的CO2；該結(jié)構(gòu)單元平均占有個(gè)CO2。解析：(1)C60、金剛石和石墨是碳元素的不同單質(zhì)，所以三者互為同素異形體。(2)固態(tài)時(shí)，C60屬于分子晶體，C60是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的分子。C60分子具有足球烯的基本結(jié)構(gòu)，有60個(gè)頂角（碳原子），每條棱上有2個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子延伸出3條棱，所以碳原子和棱的數(shù)目比例關(guān)系為2∶3，所以有90條棱。每個(gè)碳原子實(shí)際應(yīng)該形成4個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)共價(jià)鍵被2個(gè)碳原子所共有，所以理論上共價(jià)鍵數(shù)是碳原子數(shù)的2倍，即應(yīng)形成120個(gè)共價(jià)鍵。但是實(shí)際只有90條棱，說明有120－90＝30個(gè)碳碳雙鍵。(3)每個(gè)硅原子形成4個(gè)Si—Si，每個(gè)Si—Si被2個(gè)硅原子所共有，所以Si—Si的數(shù)目是硅原子數(shù)的2倍，則1mol硅晶體中含有Si—Si的數(shù)目是2NA。(4)石墨層狀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)碳原子被三個(gè)正六邊形共用，所以平均每個(gè)正六邊形占有的碳原子數(shù)＝6×eq\f(1,