高中化学 3_2_1 分子晶体课时作业 新人教版选修3
第二节 分子晶体与原子晶体
第1课时 分子晶体
[目标要求] 1.进一步掌握范德华力、氢键对物质性质的影响。2.掌握分子晶体的概念和结构特点。3.初步掌握晶体类型与性质之间的关系。
分子晶体
1．结构特点
(1)构成粒子及作用力
分子晶体—
(2)粒子堆积方式
①若分子间作用力只是____________，则分子晶体有____________特征，即每个分子周围有____个紧邻的分子，如____。
②若分子间含有其他作用力，如氢键，由于氢键具有____________，使分子不能采取密堆积的方式，则每个分子周围紧邻的分子要少于12个。如冰中每个水分子周围只有____个紧邻的水分子。
2．性质特点
由于分子间作用力较____，所以分子晶体的：(1)熔点____，(2)____升华，(3)硬度____。
3．物质种类
(1)所有________________，如H2O、NH3、CH4等。
(2)部分________________，如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等。
(3)部分______________，如CO2、P4O10、SO2、SO3等。
(4)几乎所有的________，如HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等。
(5)绝大多数____________，如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等。
(6)稀有气体是单原子分子，靠________________形成分子晶体，晶体内________化学键。
4．典型的分子晶体(如图)
(1)干冰
①我们可以看出：干冰晶体是一种立方面心结构——每8个CO2分子构成立方体，且在六个面的中心又各占据1个CO2分子，每个CO2分子周围离该分子最近且距离相等的CO2分子有____个(以一个CO2为中心，切成互相垂直的X、Y、Z三个平面，每个平面上____个最近)。
②每个晶胞中有____个CO2分子。
(2)冰
①水分子之间的作用力有范德华力，但主要作用力是________。
②由于________的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶点的4个相邻的水分子相互吸引。
1．下列有关分子晶体的说法中一定正确的是( )
A．分子内均存在共价键
B．分子间一定存在范德华力
C．分子间一定存在氢键
D．其结构一定为分子密堆积
2．干冰熔点很低是由于( )
A．CO2是非极性分子
B．C===O键的键能很小
C．CO2化学性质不活泼
D．CO2分子间的作用力较弱
3．SiCl4的分子结构与CCl4相似，对其进行的下列推测不正确的是( )
A．SiCl4晶体是分子晶体
B．常温、常压下SiCl4是气体
C．SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子
D．SiCl4的熔点高于CCl4
4．下列有关分子晶体熔点高低的叙述中，正确的是( )
A．氯气>碘单质 B．四氯化硅>四氟化硅
C．NH3
正戊烷
5.
水分子间可通过一种叫“氢键”的作用(作用力介于化学键与范德华力大小之间)彼此结合而形成(H2O)n，在冰中n值为5。即每个水分子被其他4个水分子包围形成变形四面体，如图所示为(H2O)5单元，由无限个这样的四面体通过氢键构成一个庞大的分子晶体，即冰。下列有关叙述正确的是( )
A．1 mol冰中含有4 mol氢键
B．1 mol冰中含有4×5 mol氢键
C．平均每个水分子只含有2个氢键
D．平均每个水分子只含有个氢键
练基础落实
知识点1 分子晶体的概念及其结构
1．下列晶体中，不是分子晶体的是( )
A．氯化铵 B．硫酸
C．氦气 D．三氧化硫
2．下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是( )
A．非金属单质 B．非金属氧化物
C．含氧酸 D．金属氧化物
3．科学家发现的C60是一种新的分子，它具有空心、类似于足球的结构。最近科学家又确认存在着另一种分子“N60”，它与C60的结构相似，在高温或机械撞击时，其积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来。下列关于N60的说法中正确的是( )
A．N60是由共价键结合而成的空心球状结构，是一种原子晶体
B．N60和14N都是氮的同位素
C．N60与NO2互为同素异形体
D．N60的发现开发出了新的能源，可能成为很好的火箭燃料
知识点2 分子晶体的性质
4．已知氯化铝易溶于苯和乙醚，其熔点为190 ℃，则下列结论不正确的是( )
A．氯化铝是电解质
B．固态氯化铝是分子晶体
C．固态氯化铝是离子晶体
D．氯化铝为非极性分子
5．HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒剂，已知HgCl2的熔点是277 ℃，熔融状态的HgCl2不能导电，HgCl2的稀溶液有弱的导电能力，则下列关于HgCl2的叙述中正确的是( )
①HgCl2属于共价化合物 ②HgCl2属于离子化合物
③HgCl2属于非电解质 ④HgCl2属于弱电解质
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
6．下列性质适合于分子晶体的是( )
A．熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
B．熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
C．难溶于CS2，熔点1 128 ℃，沸点4 446 ℃
D．熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm－3
练方法技巧
分子晶体的判断方法
7．下列物质中，属于分子晶体的是( )
①二氧化硅 ②碘 ③食盐 ④蔗糖 ⑤磷酸
A．②④⑤ B．①②④
C．②③④⑤ D．①②③⑤
8．硒有两种同素异形体：灰硒和红硒。灰硒溶于四氯化碳，红硒溶于二硫化碳，它们都不溶于水，则灰硒和红硒的晶体是( )
A．原子晶体 B．分子晶体
C．金属晶体 D．以上均有可能
分子晶体的性质与作用力关系的应用技巧
9．碘易升华是因为( )
A．碘的化学性质较活泼
B．碘分子中共价键不稳定
C．碘原子最外层有7个电子
D．碘是分子晶体，分子间的作用力较弱
10．下列过程中，共价键被破坏的是( )
A．碘升华 B．溴蒸气被木炭吸附
C．酒精溶于水 D．HCl气体溶于水
11．下列固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是( )
A．冰 B．晶体硅
C．溴单质 D．二氧化硅
练综合拓展
12．固体乙醇晶体中不存在的作用力是( )
A．极性键 B．非极性键
C．离子键 D．氢键
13．对于冰来说，由于其含有氢键使得它的密度比水的要小，在冰晶体中，每个水分子周围结合的水分子个数为( )
A．2 B．4 C．6 D．8
14.溴化碘(IBr)是一种卤素互化物。它有很高的化学活性，有许多性质跟卤素单质很相似。它在常温、常压下是深红色固体，熔点为41 ℃，沸点为116 ℃。固体溴化碘是________晶体，含有________键。溴化碘与水反应，生成一种无氧酸和一种含氧酸，反应方程式是_____。
15．如图为甲烷晶体的晶胞，根据图形回答：
(1)每个晶胞中有________个甲烷分子。
(2)此晶体在常温、常压下不能存在的原因是_________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第二节 分子晶体与原子晶体
第1课时 分子晶体
基础落实
1．(1)分子 分子间作用力 共价键 (2)①范德华力
密堆积 12 O2 ②方向性 4
2．弱 (1)低 (2)易 (3)小
3．(1)非金属氢化物 (2)非金属单质 (3)非金属氧化物 (4)酸 (5)有机物 (6)分子间作用力 不含
4．(1)①12 4 ②4 (2)①氢键 ②氢键
课堂练习
1．B [稀有气体元素组成的晶体中，不存在由多个原子组成的分子，而是原子间通过范德华力结合成晶体，所以不存在任何化学键，故A项错误；分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较强的N、O、F原子结合的氢原子的分子之间或者分子之内，所以B项正确，C项错误；只存在范德华力的分子晶体才采取分子密堆积的方式，所以D选项也是错误的。]
2．D
3．B [由于SiCl4具有分子结构，所以一定属于分子晶体。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在这两种分子中都只有范德华力，SiCl4的相对分子质量大于CCl4，所以SiCl4的分子间作用力更大一些，熔、沸点更高一些。CCl4的分子是正四面体结构，SiCl4与它结构相似，因此也应该是正四面体结构，是含极性键的非极性分子。]
4．B [A、B选项属于无氢键存在，分子结构相似的情况，相对分子质量大的物质熔、沸点高；C选项属于有氢键存在，分子结构相似的情况，存在氢键的物质熔、沸点高；D选项属于相对分子质量相同的同分异构体，支链多的物质熔、沸点低。]
5．C [由图可知，每个水分子(处于四面体的中心)与4个水分子(处于四面体的四个顶点)形成四个氢键，因为每个氢键都是由2个水分子共同形成的，所以每个水分子形成的氢键数为4×＝2。]
课时作业
1．A
2．C [非金属单质中的金刚石、非金属氧化物中的SiO2均为原子晶体；而金属氧化物通常为离子化合物，属离子晶体。故C正确。]
3．D [由于C60晶体为分子晶体，而N60结构与之相似，应为分子晶体，因此A项错。B项中同位素是质子数相同中子数不同的同种元素，N60是一种分子而非元素，故错误。同素异形体是指同种元素生成的性质不同的单质，故C项错。D项可由所给信息推出。]
4．C [由相似相溶原理可推知AlCl3为非极性分子，故D项正确。]
5．B [HgCl2熔点低，熔融状态不导电，说明它属于共价化合物。HgCl2的稀溶液有弱的导电能力，说明在水分子作用下能够发生微弱电离，故HgCl2属于弱电解质。所以B选项正确。]
6．B 7.A
8．B [据相似相溶原理两种晶体均易溶于非极性溶剂，应为分子晶体。]
9．D 10.D
11．B [A、C两项属分子晶体，熔化时破坏分子间作用力(A含氢键)，B、D两项属于原子晶体，熔化时必须破坏共价键，但SiO2晶体中是极性共价键。]
12．C
13．B [由H2O分子的V形结构及氢键形成条件可得下图：
，故每个水分子周围有4个H2O分子。]
14．分子 极性共价 IBr＋H2O===HBr＋HIO
15．(1)4 (2)甲烷分子间靠分子间作用力结合，故甲烷晶体为分子晶体，而分子晶体熔、沸点在常压下很低，且甲烷的相对分子质量很小，分子间作用力很小，故在常温、常压下甲烷以气体形式存在而不能形成晶体
