2022届高中化学新教材同步选择性必修第二册 第3章 微专题5 分子晶体、共价晶体的比较与应用.docx

1、2022 高中化学新教材同步讲义资料 微专题微专题 5分子晶体、共价晶体的比较与应用分子晶体、共价晶体的比较与应用 1共价晶体和分子晶体的比较 类型 比较 分子晶体共价晶体 概念 分子间以分子间作用力相结合 而形成的晶体 相邻原子间以共价 键相结合而形成共价键 三维骨架结构的晶体 构成晶体微粒分子原子 微粒之间的作用 力 分子间作用力共价键 物理 性质 熔、 沸点 较低很高 硬度较小很大 导电 性 本身不导电，溶于水时发生电 离后可导电 绝缘体(或半导体) 延展 性 无无 溶解 性 极性分子易溶于极性溶剂；非 极性分子易溶于非极性溶剂 不溶于任何常见溶 剂 典型实例 部分非金属单质(如 P4、

2、硫等)、 部分非金属氧化物(如 CO2、SO2 等)、酸(如 H2SO4等)、所有非金属 氢化物(如甲烷、 硫化氢等)、 绝大多 数有机物(有机盐除外) 金刚石、晶体硅、 二氧化硅等 2.判断分子晶体和共价晶体的方法 (1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断 构成共价晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用 力是分子间作用力。 (2)依据晶体的熔点判断 共价晶体的熔点高，常在 1 000 以上，而分子晶体的熔点低，常在数百度以下甚至温度更低。 (3)依据晶体的硬度与机械性能判断 共价晶体的硬度大，分子晶体的硬度小且较脆。 2022 高中化学新教材同步

3、讲义资料 (4)依据导电性判断 分子晶体为非导体，但部分溶于水后能导电；共价晶体多数为非导体，但晶体硅、锗是半导体。 (5)记忆常见的共价晶体、分子晶体 常见的共价晶体有：单质：金刚石、晶体硅、晶体硼、晶体锗等；化合物：SiO2、SiC、BN、AlN、 Si3N4等。除共价晶体外的绝大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸、绝大多数有机物(有机 盐除外)都属于分子晶体。 1下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是() SiO2和 SO3晶体硼和 HClCO2和 SO2晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮硫黄和 碘 AB CD 答案C 解析属于分子晶体的有 SO3、 HCl、 CO2

4、、 SO2、 晶体氖、 晶体氮、 硫黄和碘。 属于共价晶体的有 SiO2、 晶体硼、晶体硅和金刚石。但晶体氖是由稀有气体分子组成，稀有气体为单原子分子，分子间不存在化学 键。 2下列晶体熔、沸点由高到低的顺序正确的是() SiCSiHClHBrHICON2H2 AB CD 答案B 解析SiC 和 Si 为共价晶体，熔、沸点高，因为 SiC 晶体中 SiC 比 Si 晶体中 SiSi 更牢固，则 SiC 的熔、沸点大于 Si 的熔、沸点，剩余晶体均为分子晶体，熔、沸点低于共价晶体，结构相似的分子晶体， 相对分子质量越大，范德华力就越大，熔、沸点越高，相对分子质量相同的分子晶体，极性分子的熔、沸

5、点大于非极性分子的熔、沸点，所以熔、沸点由高到低的顺序正确的是，故 B 项正确。 3现有以下 8 种晶体： A干冰BCS2C金刚石DSiCE晶体硅F水晶G冰H晶体氩 (1)属于分子晶体，且分子的空间结构为直线形的是_(填字母，下同)。 (2)通过非极性键形成的共价晶体是_；晶体内不含化学键的是_。 (3)直接由原子构成的晶体是_。 (4)受热熔化时，化学键发生变化的是_，干冰的熔点比冰的熔点低得多，原因是 _。 (5)金刚石、SiC、晶体硅都是同主族元素组成的晶体，它们的熔点高低顺序为_ _(用名称填空)，其原因是_。 答案(1)AB(2)CEH(3)CDEFH(4)CDEF干冰中 CO2分子

6、之间只存在范德华力， 冰中 H2O 分 2022 高中化学新教材同步讲义资料 子之间存在范德华力和氢键， 且氢键的强度比范德华力大(5)金刚石碳化硅晶体硅金刚石、 碳化硅、 晶体硅都是共价晶体，键长：CCCSiCSiSiSi 解析(1)A、B、G、H 属于分子晶体，其中 CO2、CS2为直线形分子，H2O 为 V 形分子，Ar 属于单 原子分子。 (2)非极性键形成的共价晶体应为单质， 有金刚石和晶体硅， 题述物质中只有晶体氩不含化学键。 (3)直接由原子构成的晶体为共价晶体和由稀有气体组成的分子晶体。 (4)受热熔化时， 分子晶体只是破坏分 子间的作用力，而不会破坏分子内的化学键；共价晶体会

7、破坏其中的共价键，干冰和冰均为分子晶体，但 是冰中水分子间存在氢键，使熔点升高。(5)金刚石、SiC 和晶体硅都是共价晶体，共价晶体的熔点取决于 共 价 键 的 键 能 。 由 于原 子 半 径 SiC ， 故 键 长 ：SiSiSiCCC ， 所 以 键 能 的 大 小 顺序 为 CCSiCSiSi，所以三种晶体的熔点高低顺序：金刚石碳化硅晶体硅。 4现有两组物质的熔点数据如表所示： A 组B 组 金刚石：3 500 HF： 83 晶体硅：1 410 HCl： 115 晶体硼：2 300 HBr： 89 二氧化硅：1 710 HI：51 根据表中数据回答下列问题。 (1)A 组属于_晶体，其

8、熔化时克服的微粒间的作用力是_ _。 (2)B 组中 HF 熔点反常是由于_。 (3)B 组晶体不可能具有的性质是_(填序号)。 硬度小水溶液能导电固体能导电液体状态能导电 答案(1)共价共价键(2)HF 分子间能形成氢键，熔化时需要消耗更多的能量(3) 解析A 组熔点很高，应是共价晶体，共价晶体熔化时破坏的是共价键；B 组是分子晶体，且结构相 似，一般是相对分子质量越大，熔点越高；HF 的相对分子质量最小，但熔点比 HCl 高，出现反常的原因 是 HF 分子间存在氢键， HF 熔化时除了破坏分子间作用力， 还要破坏氢键， 所需能量更高， 因而熔点更高。 分子晶体在固态和熔化状态时都不导电。

9、5 通常人们把断开(或形成)1 mol 某化学键所吸收(或放出)的能量看成该化学键的键能。 键能的大小可 以衡量化学键的强弱，也可以估算化学反应的反应热(H)。化学反应的H 等于反应中断裂旧化学键的键 能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。 SiSiHHSiSi 2022 高中化学新教材同步讲义资料 OClHClSiC 键能/(kJmol 1) 46 0 360 43 6 431176 34 7 请回答下列问题： (1)比较下列两组物质的熔点高低(填“”或“”) SiCl4_ SiO2;Si_ SiC。 (2)如图每个“”表示硅晶体中的一个硅原子，每个硅原子与 SiSi 数目之比为_，属于

10、 _晶体。 答案(1)CSi30 解析(1)从图上看，3p 轨道上的 1 个电子应排布在 3s 轨道上，且自旋方向相反，该同学所画的电 子排布图违背了能量最低原理。从 A 的第一至第四电离能看，A 的第三电离能发生突变，因此 A 最外 层有 2 个电子， 且 A 的第一电离能比 B 大， 则 A 为 Be， B 为 Mg。 则 A 和氯元素形成的简单分子为 BeCl2， 则分子中价层电子对数为 2212 2 2，因此为直线形，中心原子的杂化方式为 sp 杂化。(2)结构决定 性质，对于物质熔、沸点的分析应从物质的晶体类型来分析。C60属于分子晶体，熔化时破坏的是分子间 作用力，无需破坏共价键，

11、而分子间作用力较弱，所需能量较低，故 C60的熔点低于金刚石的熔点。晶 胞中的 K 原子在面上，对晶胞的贡献为1 2，每个晶胞中含有 K 原子的个数为 12 1 26 个；C 60在晶胞的顶 角和中心， 因此每个晶胞中C60的分子数是181 82个， 因此K原子和C 60分子的个数之比为6231。 同一周期元素电负性自左向右呈增大趋势，同一主族元素电负性自上向下逐渐减小，因此电负性由大到 小的顺序为 NCSi。根据题意可知每个 Si 原子形成 4 个共价键，其中 3 个键，1 个键，每个化学键为 两个原子形成，则键为化学键总数的1 4，60 个原子可形成化学键总数为 604 2 120 个，因此键数为120 4 30 个。