第3章 第2节 第1课时 分子晶体（讲义）-（2019新）人教版高中化学高二选择性必修二（机构用）.docx

1、第三章 晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体第1课时分子晶体学习导航1.能辨识常见的分子晶体，并能从微观角度分析分子晶体中各构成微粒之间的作用和对分子晶体物理性质的影响。2.能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体，理解分子晶体中微粒的堆积模型，并能用均摊法对晶胞进行分析。教学过程一、分子晶体的概念和性质1分子晶体的概念只含分子的晶体，或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体叫分子晶体。2分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用3常见的典型分子晶体(1)所有非金属氢化物：如H2O、H2S、NH3、CH4、HX(卤化氢)等。(2)部分非金属单质：如X2(卤素单质)、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气

2、体等。(3)部分非金属氧化物：如CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。(4)几乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。(5)绝大多数有机物：如苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。4分子晶体的物理性质(1)分子晶体熔、沸点较低，硬度很小。(2)分子晶体不导电。(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。【归纳总结】1.分子晶体的判断方法(1)依据物质的类别判断部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物都是分子晶体。(2)依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断组成分子晶体的微粒是分子，粒子间的作用力是分子间作用力。(3)依据物

3、质的性质判断分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。2分子晶体熔、沸点高低的判断(1)组成和结构相似，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高，如I2Br2Cl2F2，HIHBrHCl。(2)组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高，如CH3OHCH3CH3。(3)含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如H2OH2TeH2SeH2S。(4)对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如CH3CH2CH2CH2CH3。(5)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加，熔、沸点升高，如C2H6

4、CH4，C2H5ClCH3Cl，CH3COOHHCOOH。二、典型的分子晶体的结构和性质1分子晶体的结构特征分子密堆积分子非密堆积微粒间作用力范德华力范德华力和氢键空间特点通常每个分子周围有12个紧邻的分子每个分子周围紧邻的分子数小于12个，空间利用率不高举例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰2.常见分子晶体的结构分析(1)冰晶体结构：冰晶体中，水分子间主要通过氢键形成晶体。由于氢键具有一定的方向性，一个水分子与周围四个水分子结合，这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。这样，每个O原子周围都有四个H原子，其中两个H原子与O原子以共价键结合，另外两个H原子与O原子以氢键结合，使

5、水分子间构成四面体骨架结构。其结构可用下图表示。性质：由于氢键具有方向性，冰晶体中水分子未采取密堆积方式，这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化成液态水时，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4 时，分子间距离加大，密度逐渐减小。(2)干冰结构：固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体。CO2分子内存在C=O共价键，分子间存在范德华力，CO2的晶胞呈面心立方体形，立方体的每个顶角有一个CO2分子，每个面上也有一个CO2分子。每个CO2分子与12个CO2分子等距离相邻(在三个互相垂直的平面上各4个或互相平行的三层上，每层上各4个)(如图所示)。性质：干冰的外观

6、很像冰，硬度也跟冰相似，熔点却比冰低得多，在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂；由于干冰中的CO2之间只存在范德华力不存在氢键，密度比冰的高。课时训练1设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A124gP4中共价键数目为4NAB32gS8中的共价键数目为NAC18g冰中含4NA氢键D60gSiO2中的共价键数目为2NA2下列有关分子晶体的叙述正确的是A分子内均存在共价键B分子晶体的熔点较高C分子晶体中一定存在氢键D分子晶体熔化时一定破坏了范德华力3的分子结构与类似，对其作出如下推断，其中正确的是晶体是分子晶体常温常压下不是气体的分子是由极性共价键形成的的熔点高于A全部B只有C只有D只有

7、4下列说法中正确的是A分子间作用力越大，分子越稳定B分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高C相对分子质量越大，其分子间作用力越大D分子间只存在范德华力，不存在化学键5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金刚石和白磷CO2和SO2 晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮硫黄和单质碘ABCD6下列有关分子晶体的说法正确的有 分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征冰融化时，分子中H-O键发生断裂分子晶体在水溶液中均能导电分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的沸点一定越高所有的非金属氢化物都是分子晶体所有分子晶体中既存在分子间

8、作用力又存在化学键A1项B2项C3项D4项7下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)A1mol P4含有P-P键的个数为4NAB1 mol SiC中含有 C-Si键的个数为2NAC1 mol SiO2中含 Si-O 键的个数为 2NAD含C为1 mol 的金刚石中含有C-C键的个数为 2NA8有5种元素X、Y、Z、Q、T。X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道；Y原子的特征电子构型为3d64s2；Z原子的核外电子总数等于Q原子的最外层电子数；Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子；T原子有1个3p空轨道。下列叙述错误的是A元素Y和Q可形成化合物Y2Q3B气态氢化物的稳定性：QTZCX和Q结

9、合生成的化合物晶体类型为分子晶体DT和Z的最高价氧化物均为酸性氧化物9(1)已知氯乙酸的酸性强于醋酸，则酸性：_(填：、或=)。(2)次磷酸()与足量溶液反应生成，据此写出的结构式_。注：磷酸的结构式为(3)常压下，苯和甲苯的熔、沸点如下表：苯的模型熔点：甲苯模型熔点：沸点：沸点：苯的沸点比甲苯的沸点更低，主要原因是_。苯晶体的熔点比甲苯的熔点更高，主要原因是_。10C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中一层结构)(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为_。A同分异构体 B同素异形体 C同系物 D同位素(2)固态时，C60属于_晶体。(3)石墨层状结构中，平均每个正六边形占

10、有的碳原子数是_个。(4)BN晶体有多种结构，其中立方氮化硼具有金刚石型结构(如图)。该晶体的最小环中含有_个B原子；N原子的配位数为_。已知立方氮化硼晶体内存在配位键，则其晶体中配位键与普通共价键数目之比为_。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中a处B的原子坐标参数为(0，0，0)，则距离该B原子最近的N原子坐标参数为_。答案解析1B【详解】A白磷分子中含有6个共价键， 124gP4为1mol，所以共价键数目为6NA，A错误；B一个S8分子中含有8个共价键，所以32gS8中的共价键数目为NA，B正确；C平均一个水分子形成2个氢键，所以18g冰中含2NA氢键，C错误；D一个硅原子形

11、成4个硅氧键，所以60gSiO2中的共价键数目为4NA，D错误；故选B。2D【详解】A稀有气体分子内无化学键，A项错误；B分子晶体有低熔点的特性，B项错误；C分子晶体中不一定存在氢键，如晶体，C项错误；D分子晶体中分子间一定存在范德华力，可能存在氢键，所以分子晶体熔化时一定破坏了范德华力，D项正确。故选：D。3A【详解】属于分子晶体，常温常压下为液体，含有共价键。与结构相似，则是分子晶体，正确；与结构相似，且的相对分子质量较大、是液体，则常温常压下不可能是气体，正确；中与形成共价键，则是由极性共价键形成的分子，正确；分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高，则的熔点高于，正确。故选A。4B【详解】

12、A分子间作用力越大，分子晶体的熔沸点越高，分子稳定性与分子间作用力无关，故A错误；B影响分子晶体熔沸点高低的因素为分子间作用力，分子间作用力越大，分子晶体的熔沸点越高，故B正确；C不含有氢键的分子晶体，相对分子质量越大，其分子间作用力越大，故C错误；D分子间存在范德华力，也可能存在氢键，如水中分子间存在范德华力和氢键，故D错误；故选B。5A【详解】二氧化硅为原子晶体，三氧化硫为分子晶体，故不符合题意；金刚石为原子晶体，白磷为分子晶体，故不符合题意；CO2和SO2均只含极性共价键，二者都属于分子晶体，故符合题意；晶体硅和金刚石均只含非极性共价键，二者都属于原子晶体，故符合题意；二者均为分子晶体，

13、但晶体氖为单原子分子，不含化学键，晶体氮中含非极性共价键，故不符合题意；硫磺和单质碘都是分子晶体，二者都只含非极性共价键，故符合题意；综上所述符合题意的有，答案为A。6B【详解】分子晶体的构成微粒是分子，只含有分子间作用力的分子晶体具有分子密堆积的特征，而含有氢键的分子晶体不是密堆积，故错误；冰是分子晶体，熔化时只克服氢键和分子间作用力，不破坏化学键，水分子中HO键没有断裂，故错误；分子晶体在水溶液中能电离的电解质，水溶液能导电，如硫酸，而在水溶液中不能电离的非电解质，水溶液不能导电，如蔗糖，故错误；分子晶体的熔点与分子间作用力的大小有关，通常分子间作用力越大，分子的熔、沸点越高，故正确；分子

14、晶体熔化时，只破坏分子间作用力，不破坏分子内共价键，分子晶体的熔点高低与分子间作用力有关，与分子内共价键键能大小无关，故错误；所有的非金属氢化物都是由分子构成的分子晶体，故正确；并非所有的分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键，如稀有气体是单原子分子，分子中不存在化学键，故错误；只有两项正确，故选B。7D【详解】A P4是正四面体结构，1mol P4含有P-P键的个数为6NA，故A错误；B 1个Si与四个C形成共价键，平均每个Si拥有4=2个共价键，同理，平均每个C拥有4=2个共价键，1 mol SiC中含有 C-Si键的个数为4NA，故B错误；C 1个Si与四个O形成共价键，平均每个Si拥

15、有4个Si-O键，1 mol SiO2中含 Si-O 键的个数为 4NA，故C错误；D 1个C与四个C形成共价键，平均每个C拥有4=2个共价键，含C为1 mol 的金刚石中含有C-C键的个数为 2NA，故D正确；故选D。8B【详解】AFe元素和O元素能形成化合物Fe2O3，A项正确；B元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性：QZT，则气态氢化物的稳定性：QZT，B项错误；C硫元素和氧元素结合生成的化合物可以是二氧化硫或三氧化硫，二氧化硫和三氧化硫都是共价化合物，形成的晶体为分子晶体，C项正确；DSi元素和C元素的最高价氧化物二氧化硅和二氧化碳均为酸性氧化物，D项正确；答案选B。9

16、 苯的相对分子质量更小，苯(液态)的分子间作用力更小 苯的分子对称性好，苯晶体内分子堆积更紧密(或分子间的平均距离更小) 【详解】(1) 由氯乙酸的酸性强于醋酸可知，氯乙酸分子中的氯原子是一种吸引电子基团，使羧基中OH上的氢原子的活泼性增强，在溶液中电离出氢离子的能力增强，酸性增强，溴元素的非金属性弱于氯元素，溴原子吸引电子的能力弱于氯原子，则溴乙酸的酸性弱于氯乙酸，故答案为：；(2) 由次磷酸与足量溶液反应生成可知，分子中只含有1个羟基，结构式为，故答案为：；(3) 结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，苯和甲苯是结构相似的同系物，甲苯的相对分子质量大于苯，分子间

17、作用力大于苯，则苯的沸点比甲苯的沸点更低，故答案为：苯的相对分子质量更小，苯(液态)的分子间作用力更小；与甲苯相比，苯分子的对称性好，晶体内分子堆积更紧密，分子间的平均距离更小，导致苯晶体的熔点比甲苯的熔点更高，故答案为：苯的分子对称性好，苯晶体内分子堆积更紧密(或分子间的平均距离更小)。10B 分子 2 3 4 13 (，) 【详解】(1)同种元素的不同单质互称同素异形体，C60、金刚石和石墨是碳元素的不同单质，属于同素异形体，答案选B；(2)C60构成微粒是分子，一个分子中含有60个碳原子，所以属于分子晶体；(3)石墨层状结构中，每个碳原子被三个正六边形共用，所以平均每个正六边形占有的碳原子数=6=2；(4)该晶体的最小环中含有3个B原子，3个N原子，N原子周围距离最近的B原子有4个，N原子的配位数为4个；立方氮化硼的结构与金刚石相似，硬度大，属于原子晶体，硼原子的价电子数为3，形成4个共价键，有1个配位键，3个普通共价键，配位键与普通共价键数目之比为13；a处B的原子坐标参数为(0，0，0)，距离该B原子最近的N原子连线处于晶胞对角线上，且二者距离为体对角线的，则该N原子到各坐标平面距离均等于晶胞棱长的，距离该B原子最近的N原子坐标参数为(，)。