高中化學選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與基礎 原子晶體與分子晶體 教學設計

高中化學選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與基礎

3.3原子晶體與分子晶體第一課時教學設計

教學目標分析

課標要求

了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的

關(guān)系。

課標解讀

1.通過了解典型原子晶體金剛石的宏觀性質(zhì)，引導學生理解原子晶體的空間

結(jié)構(gòu)特點及微粒的堆積方式。

2.通過觀看影像，使學生認識由共價鍵構(gòu)成的晶體特點。

教學地位

這個課時在第3章中的地位比較突出，因為它將初中和必修有關(guān)碳硅的知識

進行深化，共價鍵理論在這一節(jié)得以充分運用，另外本節(jié)知識對生產(chǎn)、科研具有

很好指導意義，還能培養(yǎng)學生的空間想象能力。

教學方案設計

新課導入建議

通過初中和必修課程的學習我們知道，碳和硅雖然都是IVA族元素，但他們

的氧化物二氧化硅和二氧化碳的性質(zhì)卻差別較大。例如，常溫下，二氧化碳是氣

體，二氧化硅卻是熔點高、硬度大的晶體，這是為什么呢？這與它們的結(jié)構(gòu)有什

么關(guān)系？這一節(jié)我們就來研究他們的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)上的不同。

教學流程設計

步驟3：師生互動完成【探究1】“常見原子晶

體的原子結(jié)構(gòu)”，互動方式：可利用【問題導

思】所設置的問題，由淺入深進行師生互動。

建議除【例1】外，再變換一下命題角度，設置

一些備選例題以拓展學生的思路，可使用

【教師備課資源】為您提供的備選例題

保刖自主導學

原子晶體的概念和特征

相鄰原子間以共價鍵結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體稱為原子

晶體。原子晶體中的原子以共價鍵相連接，因此在晶體中，原子不是（填“是”

或“不是”）遵循緊密堆積原則。原子晶體的熔點很高，硬度很大，這是由于原

子晶體熔化時必須破壞其中的共價鍵，而共價鍵的鍵能相對較大，破壞它們需要

很高的溫度。原子晶體的熔點大小與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)：對結(jié)構(gòu)相似的原子晶

體來說，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點就越高。

幾種原子晶體的結(jié)構(gòu)

1.金剛石的結(jié)構(gòu)

在金剛石晶體中，每個碳原子周圍排列的碳原子只能有生個，這是由共價鍵

的飽和性和方向性決定的，且形成以碳原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)。正是因為中

心原子周圍排列的原子的數(shù)目是有限的，所以這種比較松散排列的結(jié)構(gòu)與金屬晶

體和離子晶體中的緊密堆積排列有很大的不同。

2.Si。?晶體的結(jié)構(gòu)

水晶是由Si和0組成的空間立體網(wǎng)狀的二氧化硅晶體，一個硅原子與4個

氧原子形成4個共價鍵，每個氧原子與2個硅原子形成2個共價鍵，從而形成以

硅氧四面體為骨架的結(jié)構(gòu)，且只存在Si—0鍵。二氧化硅晶體中硅和氧原子個數(shù)

比為1：2,不存在單個分子，可以把整個晶體看成巨型分子。

思考交流1.SiO,是二氧化硅的分子式嗎？

【提示】二氧化硅為原子晶體，晶體中不存在單個分子，SiO,是其化學式,

表示Si與0的最簡個數(shù)比，而不是分子式。

2.在SiOz晶體中，最小的環(huán)上有幾個原子？1molSiO,中含有Si—0鍵的

物質(zhì)的量是多少？

【提示】在Si。Z晶體中，最小的環(huán)上有12個原子，其中有6個硅原子，

6個氧原子；在1molSiOz中含4molSi—0鍵。

課堂互動探究

常見原子晶體的晶體結(jié)構(gòu)

【問題導思】

①在金剛石晶體中每個碳原子周圍緊鄰的碳原子有多少個？

【提示】4個。

②在Si。?晶體中每個硅原子周圍緊鄰的氧原子有多少個？每個氧原子周圍

緊鄰的硅原子有多少個？在SiO,晶體中硅原子與氧原子個數(shù)之比是多少？

【提示】421：2

(1)每個碳與相鄰4個碳以共價鍵結(jié)合，形成

正四面體結(jié)構(gòu)

(2)鍵角均為109°28'

(3)最小碳環(huán)由6個C組成且六個原子不在同

金剛石

一平面內(nèi)

(4)每個C參與4條C—C鍵的形成，C原子數(shù)

與C—C鍵之比為1：2

(5)每個晶胞含8個C

(1)每個Si與4個。以共價鍵結(jié)合，形成正四

SiO2

面體結(jié)構(gòu)

(2)每個正四面體占有1個Si,4個“荻”，

A(Si)：〃(0)=1：2

(3)最小環(huán)上有12個原子，即6個0,6個Si

溫馨提醒：

1.晶體硅與金剛石晶體結(jié)構(gòu)完全相同，只是鍵長Si—Si>C—C。

2.金剛石中1個碳原子與另外4個碳原子形成4個共價鍵，這5個原子構(gòu)

成正四面體，這個四面體不是金剛石晶胞。

例1常見的原子晶體有金剛石、晶體硅、金剛砂、水晶，比較并填寫下表。

常見原原子數(shù)與化最小環(huán)上鍵長與鍵

子晶體學鍵數(shù)比值的原子數(shù)能比較

金剛石

碳化硅

晶體硅

二氧化硅

注：“鍵長與鍵能比較”一欄用“最短、較長、最長、最強、較強、最弱”

填寫。

【解析】金剛石、碳化硅、晶體硅的空間結(jié)構(gòu)完全相同，只是組成元素和

鍵長、鍵能不同。二氧化硅相當于在晶體硅的硅硅鍵之間“插入”氧原子，在前

三種原子晶體中每個原子形成4個共價鍵，但每個共價鍵又是被2個原子共用，

因此原子數(shù)與化學鍵數(shù)之比為1：2,每個最小環(huán)上有6個原子，SiO?中1個Si

原子形成4個共價鍵，這4個共價鍵又都是與。原子共有，相當于1個Si原子

形成2個共價鍵，1個0原子形成2個共價鍵，而這兩個共價鍵又與硅原子共用，

相當于1個0形成一個共價鍵，因此原子數(shù)與化學鍵數(shù)之比為2:3。

【答案】

金剛石1：26最短最強

碳化硅1：26較長較強

晶體硅1：26最長最弱

二氧化硅2：312

規(guī)律方法：

晶胞中的微粒計算用“切割法”，原子晶體中共價鍵數(shù)的計算同樣也是用

“切割法”。

變式訓練1.在60gSi。?晶體中，含有Si—0鍵的物質(zhì)的量為()

A.1molB.2molC.3molD.4mol

【解析】60gSiO2就是1molSi。?，含1molSi原子，一個Si原子形

成4個Si—0鍵，因此1molSi。?含有4molSi—0鍵。

【答案】D

原子晶體的結(jié)構(gòu)特征和一般性質(zhì)

【問題導思】

①怎樣從原子結(jié)構(gòu)角度理解金剛石、硅和錯的熔點和硬度依次下降？

【提示】決定熔沸點高低的因素是共價鍵的強弱，則可依據(jù)鍵長c-c<

Si-Si<Ge-Ge,故鍵能C-C>Si-Si>Ge—Ge,故金剛石、硅和鉛的熔點和

硬度依次下降。

②原子晶體均不導電嗎？

【提示】否，有些原子晶體導電，如晶體硅是半導體材料。

1.原子晶體的結(jié)構(gòu)特征

(1)原子晶體中只存在共價鍵。原子間全部通過共價鍵結(jié)合，晶體中的原子

不遵循緊密堆積原則。

(2)原子晶體中不存在單個分子。如SiO?只代表Si和0的原子個數(shù)比為1：2,

不代表分子。原子晶體熔化時破壞的是原子間的共價鍵。

(3)原子晶體為空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可把整個原子晶體看成一個巨型分子。

2.原子晶體的性質(zhì)特點

在原子晶體中，由于原子間以較強的共價鍵相結(jié)合，而且形成空間立體網(wǎng)狀

結(jié)構(gòu)，所以原子晶體具有以下特點：

(1)較強的穩(wěn)定性；

(2)熔點和沸點很高；

(3)硬度很大;

(4)一般不導電；

（5）難溶于水。

3.原子晶體熔、沸點高低的比較規(guī)律

決定原子晶體熔沸點高低的因素是共價鍵的強度。原子半徑小的，鍵長短，

鍵能大，晶體的熔、沸點高。

如碳原子半徑小于硅原子半徑，所以熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅。

例2碳化硅（SiC）晶體有類似金剛石的結(jié)構(gòu)。其中碳原子和硅原子的位置

是交替的。它與晶體硅和金剛石相比較，正確的是（）

A.熔點從高到低的順序是：金剛石>碳化硅,晶體硅

B.熔點從高到低的順序是：金剛石,晶體硅>碳化硅

C.三種晶體中的基本單元都是正四面體結(jié)構(gòu)

D.三種晶體都是原子晶體且均為電的絕緣體

【解析】依題意，金剛石、碳化硅和晶體硅都是原子晶體，且都應有類似

金剛石的正四面體結(jié)構(gòu)單元。因鍵長由長到短的順序是Si—Si>Si-C>C—

C（這可由原子半徑來推斷），則鍵能為C—C>Si—C>Si—Si,所以破壞這些鍵

時所需能量依次降低，從而熔點依次降低。上述三種原子晶體中晶體硅是半導體,

具有一定的導電性。

【答案】AC

變式訓練2.（2013?青島高二調(diào)研）根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的物

質(zhì)是（）

A.熔點2700°C,導電性好，延展性強

B.無色晶體，熔點3550°C,不導電，質(zhì)硬，難溶于水和有機溶劑

C.無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點為800℃,熔化時能導電

D.熔點一56.6°C,微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時不導電

【解析】A項符合金屬晶體的特征，B項符合原子晶體的特征，C項應該

是離子晶體，D項符合分子晶體的特征。所以應該選擇B選項。

【答案】B

【教師備課資源】

在溫室氣體中收獲金剛石

用高壓反應釜進行實驗，用安全無毒的二氧化碳作原料，使用金屬鈉作為還

原劑，在440℃和幾百個大氣壓的溫度和條件下，經(jīng)過12小時的化學反應，成

功地將C0,還原成了金剛石。用碳酸鎂代替C”也成功地合成了金剛石，晶粒尺

寸增加到0.51毫米，在燈光下閃閃發(fā)光。碳酸鎂為固體反應物，容易操作，它

的成功使用一方面使工藝更加簡化，另一方面為探索天然金剛石的起源提供了更

多有價值的信息，因碳酸鎂是地球內(nèi)部常見的礦物。金剛石合成新工藝的探索是

一項艱難的工作，兩個多世紀以來，也曾有過幾項新技術(shù)被報道，但難以重復而

沒有工業(yè)化，有的工藝甚至沒有后續(xù)的進一步研究結(jié)果報道。還原CO?合成金剛

石有比較好的重復性，用堿金屬Li,K代替Na也取得了成功。小晶粒呈八面體

外形，呈現(xiàn)典型的金剛石結(jié)晶習性，尺寸約10微米，實驗中發(fā)現(xiàn)尺寸增大，八

面體外形消失。X一射線粉末衍射、電子衍射及拉曼光譜的分析結(jié)果都證實產(chǎn)物

為立方金剛石。

關(guān)于金剛石的組成和結(jié)構(gòu)曾困繞過很多著名科學家，牛頓和拉瓦錫等都曾做

過有關(guān)研究，1796年英國科學家SmithsonTennant通過金剛石燃燒產(chǎn)生二氧化

碳的精確實驗，第一次認識到金剛石是由純碳構(gòu)成的寶石，本實驗室是在兩個多

世紀以后首次實現(xiàn)從二氧化碳到金剛石的逆轉(zhuǎn)變。它是一個全新的金剛石合成方

法，被國際媒體和期刊譽為“在溫室中收獲鉆石”。

例3已知CN晶體很可能具有比金剛石更大的硬度，且原子間均以單鍵結(jié)

合。下列關(guān)于CN,晶體的說法中正確的是()

A.C3M晶體晶胞中A(C):A(N)一定等于3：4

B.C3N4晶體中C—N鍵的鍵長比金剛石中C—C鍵的鍵長要長

C.CN晶體中每個C原子連接4個N原子，而每個N原子連接3個C原子

D.CN晶體中微粒間通過離子鍵結(jié)合

【解析】〃(C)：〃(N)如果不等于3：4,組成比關(guān)系式就不是C3N1了，故A、

C正確；原子半徑r(C)>r(N)故鍵長：C—NVC-C,故B錯誤；原子晶體中只有

共價鍵，故D錯誤。

【答案】AC

例4(2013?無錫高二質(zhì)檢)1999年美國《科學》雜志報道：在40GPa高

壓下，用激光器加熱到1800K,人們成功制得了原子晶體干冰，下列推斷中不

正確的是()

A.原子晶體干冰有很高的熔點、沸點，有很大的硬度

B.原子晶體干冰易汽化，可用作制冷材料

C.原子晶體干冰的硬度大，可用作耐磨材料

D.每摩爾原子晶體干冰中含4molC—0鍵

【解析】既然干冰是原子晶體，所以可將干冰類比成原子晶體Si。,，具有

熔點高，硬度大，耐磨等性質(zhì)。每摩爾SiO?中有4molSi—0鍵，所以D項也

正確。

【答案】B

震型KM

i.掌握兩種常見原子晶體的結(jié)構(gòu)和組成:金剛

石、二氧化硅

原子與化

金1：2

剛學鍵比值

兩的

石最小環(huán)上

種結(jié)6個

的原子數(shù)

原構(gòu)

2.

子與

二原子與化

2:3

晶組氧

學鍵比值

體成化

硅最小環(huán)上

的原子數(shù)

原

子一熔沸點I—麗

晶

體

溶解性

的—I難溶I

性導電性一般不導電

質(zhì)

當堂雙基達標

1.關(guān)于金剛石的下列說法中，錯誤的是（）

A.晶體中不存在獨立的分子

B.碳原子間以共價鍵相結(jié)合

C.是硬度最大的物質(zhì)之一

D.化學性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會與氧氣發(fā)生反應

【解析】金剛石在高溫下與0?反應生成C02o

【答案】D

2.在金剛石的晶體中，含有由共價鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小的環(huán)上所

需碳原子數(shù)及每個碳原子上任意兩個C-C鍵間的夾角是（）

A.6個、120°B.5個、108°

C.4個、109.5°D.6個、109.5°

【解析】在金剛石晶體中，最小的環(huán)上有6個碳原子，以每個碳原子為中

心，形成正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其鍵角為109.5°。

【答案】D

3.氮化硼（BN）是一種新型結(jié)構(gòu)材料，具有超硬、耐磨、耐高溫等優(yōu)良特性,

下列各組物質(zhì)熔化時，所克服的微粒間的作用力與氮化硼熔化時克服的微粒間的

作用力都相同的是（）

A.硝酸鈉和金剛石B.晶體硅和水晶

C.冰和干冰D,苯和甲苯

【解析】BN是原子晶體，所以微粒間作用力為共價鍵，從選項看，B選項

也全為原子晶體，所以選B。

【答案】B

4.最近科學家成功制成了一種新型的碳氧化合物，該化合物晶體中每個碳

原子均以四個共價單鍵與氧原子結(jié)合為一種空間網(wǎng)狀的無限伸展結(jié)構(gòu)，下列對該

晶體敘述錯誤的是（）

A.該晶體類型是原子晶體

B.該晶體中碳原子和氧原子的個數(shù)比為1：2

C.硬度很大，可用做耐磨材料

D.容易液化，可做制冷材料

【解析】由題意可知此晶體為CO?原子晶體，具有類似SiOz的結(jié)構(gòu)與性質(zhì):

一個C原子周圍有四個氧原子，晶體中最小環(huán)由12個原子構(gòu)成,C原子數(shù)與C—0

鍵鍵數(shù)之比為1：4,硬度很大，熔、沸點較高。

【答案】D

5.金剛石晶胞如右圖，屬于一個金剛石晶胞的碳原子數(shù)為

()

A.18B.16

C.10D.8

【解析】從晶胞上看8個頂點各有1個C原子，屬于該晶胞的部分相當于

只有一個，6個面上相當于有3個，晶胞內(nèi)部還有4個，故屬于該晶胞的碳原子

數(shù)為8個。

【答案】D

6.金剛石和金剛砂(SiC)具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，在金剛砂的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，

碳原子、硅原子交替以單鍵相結(jié)合。試回答：

(1)金剛砂屬于晶體。金剛砂熔點比金剛石熔點。

(2)在金剛砂的結(jié)構(gòu)中，一個硅原子周圍結(jié)合個碳原子，鍵角是

(3)金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有由共價鍵形成的原子環(huán)，其中最小的環(huán)上有

個硅原子。

【解析】根據(jù)題意可知金剛砂屬于原子晶體，由于Si—C鍵鍵長大于C—C

鍵鍵長，故Si—C鍵鍵能小，金剛砂的熔點比金剛石的熔點低。Si原子與C原

子交替以共價單鍵相結(jié)合，且Si、C原子都形成四個單鍵，故一個碳原子周圍結(jié)

合4個硅原子，同時一個硅原子周圍結(jié)合4個碳原子。由于硅原子周圍的四個碳

原子在空間呈正四面體形排列，故鍵角為109.5°。類比金剛石中最小的原子環(huán)

中有6個碳，得在金剛砂中，最小的環(huán)上應有3個硅原子和3個碳原子。

【答案】(1)原子低(2)4109.5°(3)3

7.(2013?新課標I高考節(jié)選)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體，其中

原子與原子之間以相結(jié)合，其晶胞中共有8個原子，其中在面心位置貢

獻個原子。

【解析】硅和金剛石結(jié)構(gòu)類似，屬于原子晶體，硅原子間以共價鍵結(jié)合。

在金剛石晶胞中每個面心具有一個碳原子，晶體硅和金剛石類似，則面心位置貢

獻的原子為6X2=3個。

【答案】共價鍵3

課后知能檢測

1.下列說法正確的是（）

A.原子晶體十分堅硬是因為其內(nèi)部微粒排列非常緊密

B.二氧化硅晶體中，Si與0個數(shù)比為1：2,所以其分子式為SiO?

C.原子晶體的熔點高低與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切有關(guān)

D.金剛石、水晶、SiC都是天然的原子晶體

【答案】C

2.固體熔化時必須破壞非極性共價鍵的是（）

A.冰B.晶體硅

C.漠單質(zhì)D.二氧化硅

【解析】熔化時冰、澳單質(zhì)破壞分子間作用力，硅破壞非極性鍵，二氧化

硅僅含有極性鍵。

【答案】D

3.（2013?泰安市高二質(zhì)檢）下列晶體的結(jié)構(gòu)不遵循“緊密堆積”原則的是

（）

A.金屬銅B.氯化鈉

C.金剛石D.干冰

【解析】金屬鍵、離子鍵、范德華力均沒有方向性，而共價鍵有方向性。

【答案】C

4.將SiCL與過量的液氨反應可生成化合物Si（NH3。將該化合物在無氧條

件下高溫灼燒，可得到氮化硅（Si3N）固體，氮化硅是一種新型的耐高溫、耐磨材

料，在工業(yè)上有廣泛的應用。氮化硅所屬的晶體類型是（）

A.原子晶體B.分子晶體

C.離子晶體D.金屬晶體

【解析】根據(jù)氮化硅（SisN）的元素組成，可判斷它不可能為離子晶體和金

屬晶體；根據(jù)氮化硅的性質(zhì)，可判斷它不可能是分子晶體。

【答案】A

5.關(guān)于SiOz晶體的敘述正確的是（回表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值）（）

A.通常狀況下，60gSi02晶體中含有的分子數(shù)為人

B.60gSiOz晶體中，含有2如個Si—0鍵

C.晶體中與同一硅原子相連的4個氧原子處于同一四面體的4個頂點

D.Si（h晶體中含有1個硅原子，2個氧原子

【解析】60gSiO?晶體即1molSiO2,原子晶體不是由分子構(gòu)成的。晶

體中含有Si—0鍵數(shù)目為4m01（每個硅原子、氧原子分別含有4個、2個未成對

電子，各拿出一個單電子形成Si—0共價鍵），含4以個Si—0鍵；S2晶體中含

有無數(shù)的硅原子和氧原子，只是硅氧原子個數(shù)比為1：2。

【答案】C

6.氮化鋁（A1N）常用做砂輪及高溫爐襯材料，熔化狀態(tài)下不導電，可知它屬

于（）

A.離子晶體B.原子晶體

C.金屬晶體D.無法判斷

【解析】熔化狀態(tài)下不導電的化合物不可能是離子化合物，故不能是離子

晶體；又因為氮化鋁（A1N）具有硬度大、耐高溫的性能，所以必定是原子晶體。

【答案】B

7.碳化硅（SiC）具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替

出現(xiàn)的，即每個Si原子處于四個C原子構(gòu)成的四面體的內(nèi)部，每個C原子也處

于四個Si原子構(gòu)成的四面體的內(nèi)部。下列三種晶體：①金剛石、②晶體硅、③

碳化硅中，它們的熔點由高到低的順序是（）

A.①③②B.②③①

C.③①②D.②①③

【解析】在結(jié)構(gòu)相似的原子晶體中，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大,

熔點、沸點越高。題目中所給的信息是有關(guān)SiC結(jié)構(gòu)的知識，通過信息加工并比

較碳原子和硅原子的半徑，應得出Si—Si鍵的鍵長比Si—c鍵的鍵長長，Si-c

鍵的鍵長比c—C鍵的鍵長長的結(jié)論，所以鍵能由高到低的順序應該是C-C鍵〉

C-Si鍵〉Si—Si鍵，由此可推出熔點由高到低的順序是①③②。

【答案】A

A

8.（2013?東營市高二質(zhì)檢）如圖所示的是某原子晶體A空間結(jié)構(gòu)的一個單

元，A與某物質(zhì)B反應生成C,其實質(zhì)是每個A—A鍵中插入一個B原子，則C

物質(zhì)的化學式為（）

A.ABB.AsB,

C.AB,D.A2B5

【解析】可以回顧晶體硅和二氧化硅的結(jié)構(gòu)關(guān)系。

【答案】C

9.下列有關(guān)原子晶體的敘述中，正確的是（）

A.原子晶體中只存在非極性共價鍵

B.在SiOz晶體中，1個硅原子和2個氧原子形成2個共價鍵

C.石英晶體是直接由硅原子和氧原子通過共價鍵所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的

晶體

D.原子晶體的熔點一定比金屬晶體的高

【解析】A項中如果是不同種元素的原子構(gòu)成的原子晶體（如二氧化硅），

就會存在極性鍵，故A項錯；SiO?晶體中1個硅原子和4個氧原子形成4個共價

鍵，故B項錯；石英晶體是由硅原子和氧原子通過共價鍵所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

晶體，即原子晶體，C項正確；金屬晶體的熔點差別較大，如金屬鴇的熔點高達

（3410±20）℃,就比原子晶體SiO?晶體熔點（1723℃）高，而有的金屬晶體熔

點又很低，常溫下為液態(tài)，如金屬汞，其熔點比某些分子晶體（如碘常溫下為固

態(tài)）低，因此D項不正確。

【答案】c

10.下列說法中正確的是（）

A.金剛石晶體中的最小碳原子環(huán)由6個碳原子構(gòu)成

B.Na。晶體中陰離子與陽離子數(shù)目之比為1：1

C.1molSi。?晶體中含2molSi—0鍵

D.金剛石化學性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會和“反應

【解析】NazO?晶體中存在的陰、陽離子分別是（T、Na+,所以個數(shù)比為1：2。

SiO?晶體中一個Si與周圍四個0形成共價鍵，所以1molSiO?中含有4moiSi—0

鍵。

【答案】A

11.德、俄兩國化學家共同宣布，在高壓下氮氣會發(fā)生聚合得到一種低熔點

物質(zhì)一一高聚氮，這種高聚氮的N—N鍵比此分子中的N三N鍵要弱得多，其晶

體結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)高聚氮的說法正確的是（）

A.高聚氮晶體屬于原子晶體

B.高聚氮晶體中每個氮原子和另外3個氮原子相連

C.高聚氮屬于高分子化合物

D.高聚氮轉(zhuǎn)變成氮氣是氧化還原反應

【解析】由題中信息，N—N鍵要比N三N鍵弱得多，且高聚氮的熔點較低,

說明高聚氮不是原子晶體；而高分子化合物一般是針對有機物而言，且高聚氮的

相對分子質(zhì)量也不夠大，故不是高分子化合物；因高聚氮只含氮元素，轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

用，化合價不變，故不屬于氧化還原反應；由結(jié)構(gòu)知每個氮原子和另外3個氮原

子相連。

【答案】B

12.（2013?威海高二調(diào)研）下表是某些原子晶體的熔點和硬度。

原子晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅情

熔點/℃390030002700171014101211

硬度109.59.576.56.0

分析表中的數(shù)據(jù)，判斷下列敘述正確的是()

A.構(gòu)成原子晶體的原子種類越多，晶體的熔點越高

B.構(gòu)成原子晶體的原子間的共價鍵鍵角越大，晶體的熔點越高

C.構(gòu)成原子晶體的原子的半徑越大，晶體的硬度越大

D.構(gòu)成原子晶體的原子的半徑越小，晶體的硬度越大

【解析】原子晶體的熔點和硬度與構(gòu)成原子晶體的原子間的共價鍵鍵能有

關(guān)，而原子間的共價鍵鍵能與原子半徑的大小有關(guān)。

【答案】D

13.(1)在金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，含有由共價鍵形成的碳原子環(huán)，其中最小

的環(huán)上有(填數(shù)字)個碳原子，每個碳原子上的任意兩個C—C鍵的夾角

都是(填角度)。

(2)二氧化硅晶體中，每個硅原子周圍有個氧原子，每個氧原子周

圍有個硅原子，硅氧原子個數(shù)比為0

【答案】(1)6109.5°(2)421：2

14.通常人們把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵

能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可用于估算化學反應的反應熱(△勿，化學

反應的A，等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能

之和的差。

Si-Si-H-Si-Si-

化學鍵H-H

0C1C1SiC

錯誤！460360436431226301

請回答下列問題：

(1)比較下列兩組物質(zhì)的熔點高低(填或“V”)。

SiCSi；SiCL________Si02o

⑵如圖立方體中心的表示硅晶體中的一個原子，請

在立方體的頂點用表示出與之緊鄰的硅原子。

(3)工業(yè)上高純硅可通過下列反應制?。?/p>

SiCl4(g)+2慶(g)鯉:Si(s)+4HC1(g)

該反應的反應熱△〃=kJ?moF'o

【解析】(DSiC和晶體Si皆為原子晶體，由于碳化硅晶體中的Si-C鍵

的鍵能大于硅晶體中Si—Si鍵的鍵能，故SiC的熔點比Si高；SiCL為分子晶

體,Si。2為原子晶體,故SiCL的熔點比SiO,低。(2)晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相

似，每個硅原子都被相鄰的4個硅原子包圍，這4個硅原子位于四面體的四個頂

點上，被包圍的硅原子處于正四面體的中心。(3)根據(jù)題目所給反應，需要斷裂

的舊化學鍵鍵能之和為：

4X360kJ-mor'+2X436kJ-mol-l=2312kJ-mol-1,形成的新化學鍵

鍵能之和為:4X431kJ?mor'+2X226kJ?mol''=2176kJ?mol',所以

=+136kJ?mol-l