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第三章第二节第2课时原子晶体第2课时原子晶体1.了解原子晶体的概念及其结构，掌握原子晶体的物理性质。
2.学会运用模型法和类比法区分不同的晶体类型。
原子晶体的概念及其性质[学生用书P42]1．原子晶体的结构特点及物理性质(1)构成微粒及其相互作用(2)物理性质①原子晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。
②结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。
2．常见的原子晶体(1)物质类别子组成的12元环。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)由原子直接构成的晶体一定是原子晶体。
()(2)具有共价键的晶体叫做原子晶体。
()(3)原子晶体在固态或熔化时都不导电。
()(4)原子晶体由于硬度及熔、沸点都较高，故常温时不与其他物质反应。
()(5)SO2与SiO2的化学键类型相同，晶体类型也相同。
()(6)1 mol 晶体硅中含 4 mol Si—Si键。
()(7)60 g SiO2晶体中含4 mol Si—O键。
()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√2．金刚石是典型的原子晶体，下列关于金刚石的说法中错误的是()A．晶体中不存在独立的分子B．碳原子间以共价键相结合C．是自然界中硬度最大的物质D．化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反应解析：选D。
在金刚石中，碳原子之间以共价键结合形成空间立体网状结构，不存在具有固定组成的分子；由于碳的原子半径比较小，碳与碳之间的共价键键能很高，所以金刚石的硬度很高，故A、B、C选项正确。
但是由于金刚石是碳的单质，在高温下可以在空气或氧气中燃烧生成CO2，故D选项错误。
1．原子晶体的物理特性(1)熔点很高。
原子晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就要克服共价键，需要很多能量。
第2课时原子晶体[学习目的定位] 1.知道原子晶体的概念，可以从原子晶体的构造特点理解其物理特性。
2.学会晶体熔、沸点比拟的方法。
一、原子晶体的概念、构造及其性质1.概念及组成(1)概念：相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体网状构造的晶体，称为原子晶体。
(2)构成微粒：原子晶体中的微粒是原子，原子与原子之间的作用力是共价键。
2.两种典型原子晶体的构造(1)金刚石的晶体构造模型如下图。
答复以下问题：①在晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体构造，这些正四面体向空间开展，构成彼此联结的立体网状构造。
②晶体中相邻碳碳键的夹角为109°28′，碳原子采取了sp3杂化。
③最小环上有6个碳原子，晶体中C原子与C—C键个数之比为1∶2。
④晶体中C—C键键长很短，键能很大，故金刚石的硬度很大，熔点很高。
(2)二氧化硅晶体构造模型如下图。
答复以下问题：①每个硅原子都采取sp3杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状构造。
②晶体中最小的环为6个硅原子、6个氧原子组成的12元环，硅、氧原子个数比为1∶2。
3.特性由于原子晶体中原子间以较强的共价键相结合，故原子晶体：①熔、沸点很高，②硬度大，③一般不导电，④难溶于溶剂。
4.常见的原子晶体：常见的非金属单质，如金刚石(C)、硼(B)、晶体硅(Si)等；某些非金属化合物，如碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)等。
原子晶体的构造特点(1)构成原子晶体的微粒是原子，其互相作用力是共价键。
(2)原子晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系，不是分子式。
例1以下物质的晶体直接由原子构成的一组是()①CO2②SiO2③晶体Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固态HeA.①②③④⑤⑥B.②③④⑥C.②③⑥D.①②⑤⑥【考点】原子晶体【题点】原子晶体的一般性质及判断答案C解析CO2、白磷、氨基乙酸、固态He是分子晶体，其晶体由分子构成，稀有气体He由单原子分子构成；SiO2、晶体Si属于原子晶体，其晶体直接由原子构成。
第2课时苯的结构和性质一、苯的分子结构(1)苯不与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液反应，说明苯分子中没有与乙烯类似的碳碳双键。
(2)研究表明：①苯分子为平面正六边形结构。
②分子中6个碳原子和6个氢原子共平面。
③6个碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。
(1)苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，但能使溴水褪色，这是因为苯能将溴从溴水中萃取出来。
(2)苯的凯库勒式为，不能认为苯分子是单双键交替结构，苯分子中6个碳碳键完全相同。
例1苯的结构简式可用来表示，下列关于苯的叙述中正确的是()A．苯分子中处于对位的两个碳原子及与它们相连的两个氢原子，不可能在同一条直线上B．苯中含有碳碳双键，所以苯属于烯烃C．苯分子中的6个碳碳键可以分成两类不同的化学键D．苯分子中既不含有碳碳双键，也不含有碳碳单键答案 D解析苯分子处于对位的两个碳原子及与它们相连的两个氢原子，这四个原子共直线；苯分子中不含有碳碳双键，苯不属于烯烃；苯分子中的6个碳碳键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键。
故选D。
例2下列物质的所有原子，不可能处于同一平面上的是()A．CH3CH==CH2B．CH2==CH2C． D.答案 A解析乙烯和苯都属于平面形结构，所有原子都处于同一平面内，而甲烷分子是正四面体结构，故可以得出甲基中的原子不可能处于同一平面内，A项含有甲基，所有原子不可能共面，C项可以看作是乙烯中的一个氢原子被苯环取代，推知C项中物质的所有原子可能处于同一平面内。
思维启迪——有机物共面问题的解题规律(1)甲烷、苯、乙烯分子中的H原子如果被其他原子所取代，则取代后的分子构型基本不变。
(2)当分子中出现碳原子与其他原子形成四个单键(即饱和碳原子)时，所有原子不可能共面。
(3)共价单键可以自由旋转，共价双键不能旋转。
二、苯的性质1．物理性质苯是一种无色有特殊气味的液体，密度比水小，不溶于水，是一种常用的有机溶剂。
2．化学性质(1)氧化反应①苯可以在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，燃烧时火焰明亮伴有浓烟。
②苯很难被强氧化剂氧化，在一般情况下不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)取代反应①溴代反应：在溴化铁催化作用下，苯和液溴发生取代反应，生成溴苯，反应的化学方程式为。
②硝化反应：在浓硫酸作用下，苯在50～60 ℃时与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯。
反应的化学方程式为＋HNO 3(浓)――→浓硫酸△＋H 2O 。
(3)加成反应在一定条件下苯能和氢气发生加成反应，生成环己烷。
反应的化学方程式为。
苯的溴代反应和硝化反应的比较例3 (2017·邯郸高一检测)苯和乙烯相比较，下列叙述中正确的是( ) A ．都易与溴发生取代反应B．都易发生加成反应C．乙烯易发生加成反应，苯不能发生加成反应D．乙烯易被酸性高锰酸钾溶液氧化，苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化答案 D解析苯与溴易发生取代反应，而乙烯与溴易发生加成反应，A、B项错误；苯在一定条件下也可发生加成反应，C项错误；苯分子中不含有碳碳双键，不能被酸性KMnO4溶液氧化，D项正确。
思维启迪(1)苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，故苯兼有烯烃的加成反应和烷烃的取代反应的特征，且比烯烃的加成反应和烷烃的取代反应困难。
(2)苯易发生取代反应，能发生加成反应，难被氧化(燃烧除外)，其化学性质不同于烷烃和烯烃。
例4(2017·南平高一检测)下列实验能获得成功的是()A．用溴水可鉴别苯、乙醇、苯乙烯B．加浓溴水，然后过滤可除去苯中少量己烯C．用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和正戊烷D．可用分液漏斗分离硝基苯和苯答案 A解析A项苯中加溴水后分层，上层为溴的苯溶液(橙红色)，下层为无色水层，乙醇中加溴水不分层，苯乙烯中加溴水，溴水褪色，所以A项能成功；C项中两者都不能反应且分层，现象相同；D项中苯能溶解硝基苯。
例5(2017·鹰潭高一检测)下列实验能获得成功的是()A．苯与浓溴水用铁作催化剂制溴苯B．将苯与浓硝酸混合共热制硝基苯C．加入水后分液可除去溴苯中的溴D．可用分液漏斗分离硝基苯和水答案 D解析苯与液溴在FeBr3作催化剂时才能反应生成溴苯，苯与浓溴水不反应，A项错误；苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在水浴加热时生成硝基苯，B项错误；溴在水中的溶解度比在苯中的溶解度小，除去溴苯中的溴，可以加入氢氧化钠溶液后再分液，C项错误；硝基苯难溶于水，应用分液法分离，D正确。
思维启迪除溴苯中溴采用氢氧化钠溶液分液法，不用蒸馏法。
除去硝基苯中的硫酸也可采用此法。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)苯主要是以石油为原料进行加工获得的一种重要化工原料()(2)苯分子中含有6个完全相同的碳碳键()(3)苯与溴水混合振荡后静置，溴水层褪色，证明苯分子中含有碳碳双键()(4)苯中含碳碳双键，所以苯能与H2发生加成反应()(5)苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯不能发生氧化反应()(6)苯、浓硫酸和浓硝酸共热制硝基苯()(7)用溴水除去混在苯中的己烯()(8)用水可以鉴别苯、酒精和溴苯()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)√2．(2018·湖南衡阳八中检测)在①丙烯②氯乙烯③苯④甲苯四种有机化合物中，分子内所有原子均在同一平面内的是()A．①②B．②③C．③④D．②④答案 B解析在①丙烯CH2==CH—CH3和④甲苯C6H5—CH3中，—CH3是空间立体结构(与甲烷类似)，这四个原子不在同一平面上；②氯乙烯和乙烯相同，是六原子共面结构；③苯是十二个原子共面结构。
3．(2017·合肥高一检测)下列关于苯的叙述正确的是()A．反应①常温下不能进行B．反应②不发生，但是仍有分层现象，紫色层在下层C．反应③为加成反应，产物是无色液体D．反应④能发生，从而证明苯中是单双键交替结构答案 B解析在溴化铁作催化剂的条件下，苯与液溴在常温下能够发生取代反应，故A项错误；苯不溶于水，密度小于水，所以苯与酸性高锰酸钾溶液混合后分层，苯在上层，高锰酸钾溶液在下层，下层为紫色，故B项正确；反应③为取代反应，即苯的硝化反应，故C错误；苯中没有碳碳双键存在，故D项错误。
4．(2017·兰州一中期末)下列有关苯的叙述中，错误的是()A．苯在催化剂作用下能与液溴发生取代反应B．在一定条件下，苯能与氢气发生加成反应C．在苯中加入酸性高锰酸钾溶液，振荡并静置后下层液体为紫色D．在苯中加入溴水，振荡并静置后下层液体为橙色答案 D解析苯环中的碳碳键是介于单键与双键之间的一种独特的键，故苯在催化剂作用下能与液溴发生取代反应，能在一定条件下与氢气发生加成反应，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
苯难溶于水，密度比水小，易溶于Br2，难溶于KMnO4，故苯层与酸性高锰酸钾溶液层的位置关系是苯层在上，Br2的苯溶液层与水层的位置关系是水层在下。
5．现在同学们学过了取代反应、加成反应，请将下列物质能够发生的反应类型填写在下表中：①由乙烯制氯乙烷②乙烷与氯气，光照③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色④乙烯通入酸性高锰酸钾溶液⑤由苯制取溴苯⑥乙烷在空气中燃烧⑦由苯制取硝基苯⑧由苯制取环己烷答案 ②⑤⑦ ①③⑧6．甲、乙、丙、丁分别是乙烷、乙烯、乙炔、苯中的一种。
①甲、乙能使溴水褪色，乙与等物质的量的H 2反应生成甲，甲与等物质的量的H 2反应生成丙。
②丙既不能使溴的CCl 4溶液褪色，也不能使酸性KMnO 4溶液褪色。
③丁既不能通过化学反应使溴的CCl 4溶液褪色，也不能使酸性KMnO 4溶液褪色，但在一定条件下可与溴发生取代反应；一定条件下，1 mol 丁可以和3 mol H 2完全加成。
请根据以上叙述完成下列填空：(1)甲的结构简式：_______________________________________________________， 乙的结构简式：_______________________________________________________。
(2)丁与溴在催化剂(FeBr 3)作用下发生取代反应的化学方程式：_____________________。
答案 (1)CH 2==CH 2 CH ≡CH (2)解析 乙烯、乙炔能使溴水褪色，且有CH ≡CH ＋H 2――→催化剂△CH 2==CH 2，CH 2==CH 2＋H 2――→催化剂△CH 3CH 3，故甲为CH 2==CH 2，乙为CH ≡CH ；再结合②③知丙为乙烷，丁为苯。
[对点训练]题组一 苯的分子结构1．(2017·内蒙古包头九原区校级期末考试)下列关于苯的说法正确的是( ) A ．苯的分子式为C 6H 6，它不能使酸性KMnO 4溶液褪色，属于饱和烃B ．从苯的凯库勒式()看，78 g 苯中含有的碳碳双键数为3N AC ．在催化剂作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生了加成反应D．苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子之间的化学键完全相同答案 D解析从苯的分子式C6H6看，其氢原子数未达到饱和，应属于不饱和烃，而苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，是由于苯分子中的碳碳键是介于单键与双键之间的独特的键；苯的凯库勒式并未反映出苯的真实结构，不能由此认定苯分子中含有碳碳双键；在催化剂的作用下，苯与液溴反应生成溴苯，发生的是取代反应而不是加成反应；苯分子为平面正六边形结构，其分子中6个碳原子之间的化学键完全相同。
2．苯的结构简式可用来表示，下列关于苯的叙述中正确的是()A．如用冰冷却，苯可凝成白色晶体B．苯分子结构中含有碳碳双键，但化学性质上不同于乙烯C．苯分子中六个碳原子、六个氢原子完全等价，所有原子位于同一平面上D．苯是一种易挥发、无毒的液态物质答案 C解析A项，苯凝固后成为无色晶体，错误；B项，苯分子中无碳碳双键，错误；D项，苯有毒，错误。
3．下列能说明苯与一般的烯烃性质不同的事实是()A．苯分子是高度对称的平面形分子B．苯能燃烧C．苯不与酸性KMnO4溶液反应D．1 mol苯在一定条件下可与3 mol氢气发生加成反应答案 C解析含有碳碳双键的烯烃也可以形成高度对称的平面形分子，所以A项不能说明；大多数有机物都易燃烧，B项不能说明；根据苯的结构简式可知，1 mol苯恰好可与3 mol氢气发生加成反应，而烯烃也可与氢气发生加成反应，D项不能说明；烯烃可以使酸性KMnO4溶液褪色，但苯中不含碳碳双键，不具备这种性质，所以C项能说明。
题组二苯的性质4．(2017·青岛高一检测)下列物质在一定条件下，可与苯发生化学反应的是()①浓硝酸②溴水③溴的四氯化碳溶液④酸性KMnO4溶液⑤氧气A．①⑤B．②④C．②③⑤D．③④⑤答案 A解析①苯在浓硫酸存在时能够与浓硝酸发生硝化反应；②苯不含碳碳双键，不能与溴水反应；③苯不含碳碳双键，不能与溴的四氯化碳溶液反应；④苯不含碳碳双键，不能被酸性高锰酸钾氧化；⑤苯能够在氧气中燃烧，被氧气氧化，所以能够与苯发生反应的有①⑤。
