3.2.1分子晶体讲义高二化学人教版选择性必修2

分子晶体【核心素养发展目标】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．能借助冰、干冰等模型认识分子晶体中的微粒特点及其微粒间的相互作用【主干知识梳理】一、分子晶体的概念和性质1．概念：只含分子的晶体，或者说分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体叫做分子晶体。如：I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固态时都是分子晶体2．构成微粒及微粒间作用(1)构成的微粒：分子(特别注意：稀有气体为单原子分子)(2)微粒间的作用力：分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力(范德华力或氢键)相互吸引(3)气化或熔化时破坏的作用力：分子间作用力(范德华力或氢键)3．常见分子晶体及物质类别(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(硼晶体、金刚石、晶体硅等除外)，如：X2(卤素单质)、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体等(3)部分非金属氧化物(二氧化硅等除外)，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(高分子化合物除外)，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)分子晶体的熔、沸点较低①分子晶体熔化、汽化时都要克服分子间作用力。由于分子间作用力较弱，所以分子晶体的熔、沸点都较低②分子晶体熔化时，一般只破坏分子间作用力，不破坏分子内的化学键(2)密度较小，硬度较小，易压缩，易升华，易挥发(多数分子晶体在常温时为气态或液态)(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂如：H2O是极性溶剂，SO2、H2S、HBr等都是极性分子，它们在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非极性分子的溶解度大。苯、CCl4是非极性溶剂，则Br2、I2等非极性分子易溶于其中，而水则不溶于苯和CCl4中。NH3、CH3CH2OH等能与H2O形成氢键，因此NH3、CH3CH2OH等极易溶于水(4)分子晶体不导电：一般是绝缘体，熔融状态也不导电由于构成分子晶体的粒子是分子，不管是晶体状态，还是熔化之后，都不存在带电荷的离子，因此，分子晶体及它的熔融态均不导电。分子晶体溶于水时，有些在水分子作用下发生电离，则其水溶液能导电(如HCl)；有些与水反应生成能电离的物质，水溶液也能导电(如：SO2、SO3溶于水，生成H2SO3、H2SO4，二者的水溶液均能导电)；有些溶于水不导电(如：CH3CH2OH)5．分子晶体熔、沸点比较规律——先氢键后范德华力最后分子的极性分子晶体熔化或气化都要克服分子间作用力，而不破坏(分子内的原子之间的)共价键。分子间作用力越大，物质熔化和气化时需要的能量就越多，物质的熔点和沸点就越高。因此比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力(含范德华力和氢键)的大小(1)先看分子晶体中是否含有氢键，若能形成分子间氢键则熔、沸点比一般的分子晶体的熔、沸点高如含有H－F、H－O、H－N等共价键的分子间可以形成氢键，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物质的熔、沸点相对较高，熔、沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S(2)结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点逐渐升高。如熔、沸点：I2＞Br2＞Cl2＞F2；HI＞HBr＞HCl；CS2＞CO2(3)相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体，其熔、沸点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔、沸点高，如熔、沸点：CO＞N2(4)有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体，相对分子质量相同，一般支链越多，分子间的相互作用力越弱，熔、沸点越低如熔、沸点：CH3－CH2－CH2－CH2－CH3＞＞(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、沸点升高如熔、沸点：C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH6．判断分子晶体的方法(1)依据物质的类别判断大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼、晶体锗等)、非金属的氢化物、大多数非金属的氧化物(SiO2除外)，几乎所有的酸、大多数的有机物都是分子晶体(2)依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断组成晶体的粒子是分子(稀有气体为单原子分子)，粒子间的作用力是分子间作用力的晶体属于分子晶体(3)依据晶体的物理性质判断晶体的硬度较小、熔、沸点较低、熔融状态不导电的属于分子晶体【对点训练1】1．下列物质中属于分子晶体的是()①碘②镁③蔗糖④冰A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④2．医院在进行外科手术时，常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂，已知HgCl2有如下性质：①HgCl2晶体熔点较低；②HgCl2熔融状态下不导电；③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述中正确的是()A．HgCl2晶体属于分子晶体B．HgCl2属于离子化合物C．HgCl2属于电解质，且属于强电解质D．HgCl2属于非电解质3．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．非金属氧化物呈固态时，一定属于分子晶体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4．分子晶体具有某些特征的本质原因是()A．组成晶体的基本微粒是分子B．熔融时不导电C．晶体内微粒间以分子间作用力相结合D．熔点一般比较低5．下列晶体由原子直接构成，但属于分子晶体的是()A．固态氢B．固态氖C．磷D．三氧化硫6．水的沸点为100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7℃，引起这种差异的主要原因是()A．范德华力B．共价键C．氢键D．相对分子质量7．下列关于分子晶体的说法正确的是()A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B．在分子晶体中一定存在共价键C．冰和Br2都是分子晶体D．稀有气体不能形成分子晶体8．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．固态氯化铝是离子化合物D．氯化铝为非极性分子9．下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是()①HCl②HBr③HI④CO⑤N2⑥H2A．①②③④⑤⑥B．③②①⑤④⑥C．③②①④⑤⑥D．⑥⑤④③②①二、两种典型的分子晶体及分子晶体堆积方式1．冰晶体(1)结构：①构成冰晶体的结构微粒：H2O分子=2\*GB3②微粒间作用力：冰中水分子之间的相互作用除范德华力外还有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的③冰晶体中，水分子之间主要作用力是氢键(当然也存在着范德华力)，在冰晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，4个水分子也按照这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，使水分子间构成四面体骨架结构。其结构可用下图表示④在冰晶体中，每个水分子与周围4个水分子形成氢键，含1molH2O的冰中，最多可形成2mol氢键(3)性质：尽管氢键比化学键弱很多，不属于化学键，却跟共价键一样也具有方向性，即氢键的存在迫使在正四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水的小。当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小2．干冰——固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体(1)结构①构成冰晶体的结构微粒：CO2分子=2\*GB3②微粒间作用力：只存在范德华力，不存在氢键③干冰晶胞的每个顶点有一个CO2分子，每个面的中心上也有一个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子④在干冰晶体中，每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个(在三个互相垂直的平面上个4个)=5\*GB3⑤密度＝eq\f(4×44g·mol－1,NA×a3)(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)(2)性质：干冰的外观很像冰，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3．干冰和冰的比较晶体分子间作用力结构特点外观硬度熔点密度干冰范德华力1个分子周围紧邻12个分子相似相似(小)干冰比冰低干冰比冰大冰范德华力、氢键1个分子周围紧邻4个分子4．分子晶体的结构特征——分子密堆积与分子非密堆积(1)密堆积：指的是微粒间的作用力使粒子间尽可能地相互接近，使它们占有较小空间(2)若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，通常每个分子周围有12个紧邻的分子。由于范德华力没有方向性和饱和性，所以范德华力的作用使相邻分子之间尽可能地相互接近，使它们占有最小的空间，分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子(3)若分子间靠氢键形成晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体等(4)分子晶体的常见堆积方式分子密堆积分子非密堆积微粒间作用力只有范德华力，无氢键有分子间氢键，它具有方向性堆积方式分子采用密堆积分子不采用密堆积空间特点每个分子周围一般有12个紧邻的分子每个分子周围紧邻的分子少于12个，空间利用率不高，留有相当大的空隙举例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰【对点训练2】1．水是生命之源，下图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是()A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B．冰晶体和干冰晶体之间的作用力一样C．水分子间通过H—O形成冰晶体D．冰晶体融化时，水分子之间的空隙增大2．HF分子晶体、NH3分子晶体与冰的结构极为相似，在HF分子晶体中，与F原子距离最近的HF分子个数为()A．3B．4C．5D．123．干冰熔点很低是由于()A．CO2是非极性分子 B．C=O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4．如图是甲烷晶体的晶胞结构，图中每个小球代表一个甲烷分子(甲烷分子分别位于立方体的顶角和面心)，下列有关该晶体的说法正确的是()A．该晶体与HI的晶体类型不同B．该晶体熔化时只需要破坏共价键C．SiH4分子的稳定性强于甲烷D．每个顶角上的甲烷分子与之距离最近且等距的甲烷分子有12个5．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【课时跟踪检测】1．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是()A．NH3、HD、C10H18 B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、C60、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O22．下列物质固态时，一定是分子晶体的是()A．酸性氧化物B．非金属单质C．碱性氧化物D．含氧酸3．某化学兴趣小组在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下，根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是()NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔点/℃801712190－68782沸点/℃14651418230571600A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4C．NaCl、CaCl2 D．全部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＜PH3D．异戊烷＞正戊烷5．支持固态氨是分子晶体的事实为()A．氮原子不能形成阳离子B．铵离子不能单独存在C．常温下氨是气态物质D．氨极易溶于水6．碘的熔、沸点低，其原因是()A．碘的非金属性较弱B．I－I的键能较小C．碘晶体属于分子晶体D．I－I共价键的键长较长7．当SO3晶体熔化时，下述各项中发生变化的是()A．化学键B．硫与氧的原子个数比C．分子构型D．分子间作用力8．下列性质适合于分子晶体的是()①熔点1070℃，易溶于水，水溶液导电②熔点10.31℃，液态不导电，水溶液导电③能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃④熔点97.81℃，质软、导电，密度为0.97g·cm－3A．①②B．①③C．②③D．②④9．下列关于分子晶体熔、沸点的比较中，不正确的是()A．Cl2＜Br2＜I2B．H2O＜H2S＜H2SeC．CH4＜SiH4＜GeH4D．CH3CH2CH2CH2CH3＞C(CH3)410．干冰气化时，下列所述内容发生变化的是()A．分子内共价键 B．分子间作用力C．分子的性质 D．分子间的氢键11．AB型物质形成的晶体多种多样，下列图示的几种结构中最有可能是分子晶体的是()A．①②③④B．②③⑤⑥C．②③D．①④⑤⑥12．某分子晶体晶胞结构模型如图，下列说法正确的是()A．该晶胞模型为分子密堆积B．该晶胞中分子的配位数为8C．分子晶体的晶胞均可用此模型表示D．该晶体熔沸点高、硬度大13．干冰晶体是面心立方结构，如图所示，若干冰晶体的晶胞棱长为a，则每个CO2分子周围与其相距eq\f(\r(2),2)a的CO2分子有()A．4个B．8个C．12个 D．6个14．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，其晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是()A．冰晶胞内水分子间以共价键结合B．每个冰晶胞平均含有4个水分子C．水分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是σ键的一种D．已知冰中氢键的作用力为18.5kJ·mol－1，而常见的冰的熔化热为336J·g－1，这说明冰变成水，氢键部分被破坏(假设熔化热全部用于破坏氢键)15．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是()A．正硼酸晶体不属于分子晶体B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关C．分子中硼原子最外层为8电子稳定结构D．含1molH3BO3的晶体中有3mol氢键16．海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为()A．CH4·14H2OB．CH4·8H2OC．CH4·eq\f(23,7)H2OD．CH4·6H2O17．SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其作出如下推测，其中不正确的是()A．SiCl4是分子晶体B．常温常压下SiCl4是气体C．SiCl4分子的内部原子间以共价键结合D．SiCl4的熔点高于CCl418．目前，科学界拟合成一种“双重结构”的球形分子，即把足球烯C60的分子容纳在Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键相结合，下列叙述错误的是()A．该晶体属于分子晶体B．该分子内原子间都以极性共价键相连接C．该物质是一种新化合物D．该物质的相对分子质量为240019．有四组由同一族元素形成的不同物质，在101kPa时测定它们的沸点(℃)数据如表所示，下列各项判断正确的是()分组物质及沸点第一组第二组F2Cl2Br2I2第三组第四组H2H2H2H2A．第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键的键能最大B．第三组与第四组相比较，稳定性：HBr>H2SeC．第三组物质溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>HID．第一组物质是分子晶体，分子晶体中都含有共价键20．下列说法错误的是()A．只含分子的晶体一定是分子晶体B．碘晶体升华时破坏了共价键C．几乎所有的酸都属于分子晶体D．稀有气体中只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体21．如图为干冰的晶体结构示意图(1)通过观察分析，有________种取向不同的CO2分子。将CO2分子视作质点，设晶胞边长为apm，则紧邻的两个CO2分子的距离为________pm(2)其密度ρ为________(1pm＝10－10cm)22．自从英国化学家巴特列(N.Bartlett)首次合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献(1)请根据XeF4的结构示意图(图1)判断这个分子是极性分子还是非极性分子？________(2)XeF2晶体是一种无色晶体，图2为它的晶胞结构图。XeF2晶体属于哪种类型的晶体？________23．水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间)，彼此结合而形成(H2O)2。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体(1)1mol冰中有mol“氢键”(2)水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2的存在，可采用的方法是A．标准状况下把1L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积B．标准状况下把1L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量C．该水蒸气冷凝后，测水的pHD．该水蒸气冷凝后，测氢氧原子个数比(3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为___________________________，已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是_______________________________________(4)在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11kJ·mol－1)。已知冰的升华热是51kJ·mol－1，则冰晶体中氢键的能量是kJ·mol－1(5)参照热冰的图示，以一个水分子为中心，画出水分子间最基本的连接方式(用结构式表示)__________________24．按要求回答下列问题(1)比较下列化合物的熔、沸点的高低(填“＞”或“＜”)①CO2____SO2；②NH3____PH3；③O3____O2；④Ne____Ar；⑤CH3CH2OH____CH3OH；⑥CO____N2(2)已知AlCl3的熔点为190℃，但它在180℃即开始升华。请回答：①AlCl3固体是________晶体②设计实验判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物：______________________________________(3)下图是部分卤素单质和XY型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系。它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是________________________试推测ICl的沸点所处的最小范围是______________________________________________。25．据报道，科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60已知：①N60分子中每个氮原子均以N－N结合三个N原子而形成8电子稳定结构；②N－N的键能为167kJ·mol－1请回答下列问题：(1)N60分子组成的晶体为________晶体，其熔、沸点比N2________(填“高”或“低”)，原因是__________________(2)1molN60分解成N2时________(填“吸收”或“放出”)的热量是______kJ(已知N≡N的键能为942kJ·mol－1)，表明稳定性N60______(填“>”“<”或“＝”)N2(3)由(2)列举N60的用途(举一种)：_______________________________________________26．如图所示，甲、乙、丙分别表示C60、二氧化碳、碘晶体的晶胞结构模型。请回答下列问题：(1)C60的熔点为280℃，从晶体类型来看，C60属于晶体(2)二氧化碳晶胞中显示出的二氧化碳分子数为14，实际上一个二氧化碳晶胞中含有个二氧化碳分子，二氧化碳分子中σ键与π键的个数比为(3)①碘晶体属于晶体②碘晶体熔化过程中克服的作用力为③假设碘晶胞中立方体的边长为acm，阿伏加德罗常数的值为NA，则碘晶体的密度为g·cm－3。(已知I(碘)相对原子质量为127)27．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表前四周期的元素，它们的核电荷数：B＜A＜C＜D＜E＜F。B、C两种元素都能引起水体富营养化。E原子得到一个电子后3p轨道全充满。A＋比E原子形成的离子少1个电子层。D可以形成两种氧化物，其中一种氧化物是形成酸雨的主要气体之一。F的原子序数为26。请回答下列问题：(1)C、D、E的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)(2)写出B的氢化物与水反应的离子方程式：________________，B的氢化物极易溶于水的原因是______________(3)化合物BE3的分子空间构型为________________(4)F元素原子的核外电子排布式为________。F的一种常见化合物F(CO)5在常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，则F(CO)5的晶体类型为__________________(5)将FE3的饱和溶液滴入沸水中，请写出有关反应的离子方程式：________________________________________(6)比较B、C两种元素的氢化物稳定性并说明理由：____________________【分子晶体】答案【对点训练1】1．C。解析：①碘是分子晶体，故①正确；②镁是金属单质，故②错误；③蔗糖是分子晶体，故③正确；④冰是分子晶体，故④正确；即属于分子晶体的有①③④。2．A。解析：由HgCl2的性质可知，HgCl2晶体属于分子晶体，属于共价化合物，是弱电解质。3．D。解析：稀有气体分子内无化学键，A项错误；非金属氧化物中的SiO2为共价晶体，B项错误；分子晶体中不一定存在氢键，如CO2晶体，C项错误；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。4．C。解析：分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质原因是其基本构成微粒间的相互作用——范德华力及氢键相对于化学键来说比较弱。5．B。解析：根据题意可知必须是单原子分子，符合条件的只有稀有气体，故选B。6．C。解析：水和H2S的结构相似，二者形成的晶体也都是分子晶体。但由于水分子间存在氢键，所以导致水的沸点高于H2S的沸点。7．C2都是由分子构成的分子晶体，故C正确；D.稀有气体的构成微粒是分子，能形成分子晶体，故D错误。8．C。解析：A.氯化铝溶于水可导电，为电解质，故A正确；B.氯化铝熔点较低，为分子晶体，故B正确；C.氯化铝的熔点低，应为分子晶体，是共价化合物，故C错误；D.氯化铝易溶于有机物，应为非极性分子，故D正确。9．C。解析：相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，分子晶体的熔、沸点越高，相对分子质量接近的分子，极性越强，熔、沸点越高，故选C。【对点训练2】1．A。解析：由图可知，冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体，A项正确；水分子间通过氢键和范德华力形成冰晶体，而CO2分子是通过范德华力形成干冰晶体，B、C两项错误；冰融化后，氢键数目减少，水分子间的空隙减小，体积变小，D项错误。2．B。解析：因为每个冰分子周围有4个水分子与之最近，而HF、NH3分子晶体与冰的结构极为相似，所以每个HF分子周围有4个HF分子与之最近，构成正四面体。3．D。解析：干冰是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越小，分子间的作用力越弱，熔、沸点越低，所以干冰熔点很低是由于CO2分子间的作用力较弱，与键能、化学性质等无关。4．D。解析：甲烷、HI晶体均属于分子晶体，A项错误；甲烷晶体属于分子晶体，熔化时只需要破坏分子间作用力，不需要破坏共价键，B项错误；C的非金属性比Si强，所以SiH4分子的稳定性弱于甲烷，C项错误；根据晶胞的结构可知，以晶胞中顶角上的甲烷分子为研究对象，与它距离最近且等距的甲烷分子分布在立方体的3个面心上，每个顶角上的甲烷分子被8个立方体共用，每个面心上的甲烷分子被2个立方体共用，所以每个甲烷分子周围与它距离最近且等距的甲烷分子有eq\f(3×8,2)＝12个，D项正确。5．B。解析：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，A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氮、氧、氟原子结合的氢原子的分子之间或者分子之内，B正确、C错误；只存在范德华力的分子晶体才采用分子密堆积的方式，D错误。【课时跟踪检测】1．B。解析：分子晶体的构成微粒为分子，分子内部以共价键结合。HD属于分子晶体，但为单质，故A错误；PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体，且为化合物，故B正确；C60属于分子晶体，但为单质，故C错误；Na2S中含有离子键，不属于分子晶体，故D错误。2．D3．B。解析：由分子构成的晶体，分子与分子之间靠分子间作用力聚集在一起，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔、沸点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸点很高，很明显不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4熔、沸点较低，应为分子晶体，B正确，A、C、D错误。4．B。解析：碘常温下为固体，氯气为气体，碘的熔点较高，A错误；四氯化硅、四氟化硅对应的晶体都为分子晶体，四氯化硅的相对分子质量大，熔点较高，B正确；氨分子间存在氢键，熔点较高，C错误；同分异构体中，含有的支链越多，熔点越低，D错误。5．C。解析：常温下氨是气态物质，说明NH3的熔点和沸点低，微粒之间的结合力小，所以固态的氨是分子晶体；只有分子晶体在常温下才可能呈气态，反之，常温下呈气态的物质一定属于分子晶体。6．C。解析：碘单质为双原子分子，属于分子晶体，分子间作用力较弱，其熔、沸点较低，与非金属性、I—I的键能和键长无关，C正确。7．D。解析：当SO3晶体熔化时，分子间作用力被破坏，故选D项。8．C。解析：②熔点10.31℃，液态不导电，说明液态时，只存在分子，没有离子，溶于水后，电离出自由移动的离子，水溶液中能导电，属于分子晶体，符合题意；③能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃，符合分子晶体的特点，符合题意，C正确。9．B。解析：A.相对分子质量：Cl2＜Br2＜I2，则分子间作用力：Cl2＜Br2＜I2，则熔沸点：Cl2＜Br2＜I2，故A正确；B.相对分子质量：H2O＜H2S＜H2Se，但水分子间存在氢键，则熔沸点：H2O＞H2Se，故B错误；C.相对分子质量：CH4＜SiH4＜GeH4，则分子间作用力：CH4＜SiH4＜GeH4，则熔沸点：CH4＜SiH4＜GeH43CH2CH2CH2CH3和C(CH3)4分子式相同，但C(CH3)4支链多于CH3CH2CH2CH2CH3，则熔沸点：CH3CH2CH2CH2CH3＞C(CH3)4，故D正确。10．B。解析：干冰是分子晶体，分子间存在分子间作用力，不存在氢键，分子气化时破坏分子间作用力，分子内原子间共价键没有被破坏，所以分子的性质不发生改变。11．C。解析：①、④、⑤、⑥构成的晶体为一维、二维或三维空间结构，且粒子在空间中通过化学键连接，故它们不可能是分子晶体；而②、③都不能再以化学键与其他原子结合，故可能为分子晶体。12．A。解析：A.该分子晶体为二氧化碳晶体，以一个分子为中心，周围可以有12个紧邻的分子的特征称为分子密堆积，故A正确；B.二氧化碳晶体配位数为12，故B错误；C.分子晶体晶胞类型很多，还有简单立方堆积等，故C错误；D.分子晶体的沸点低、硬度小，故D错误。13．C。解析：由图可知，以立方体顶点的二氧化碳为例，周围距离为eq\f(\r(2),2)a，即为面对角线的一半，这样的二氧化碳分子分布在与之相连的面的面心上，而与一个顶点相连的有12个分子，所以这样的二氧化碳分子也有12个。14．D。解析：冰晶胞内水分子间主要以氢键结合，A项错误；由冰晶胞的结构可知，每个冰晶胞平均占有的分子个数为4＋eq\f(1,8)×8＋6×eq\f(1,2)＝8，B项错误；水分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，C项错误；冰中氢键的作用力为18.5kJ·mol－1，1mol冰中含有2mol氢键，而常见的冰的熔化热为336J·g－1，也可写为6.05kJ·mol－1，说明冰变为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键，D项正确。15．D。解析：A项，正硼酸晶体属于分子晶体；B项，H3BO3分子的稳定性与分子内部的共价键有关，与分子间氢键无关；C项，分子中的硼原子不符合8电子稳定结构；D项，1个H3BO3分子中含有3个氢键。16．B。解析：“可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每46个H2O分子构建8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充，因此6个笼中有6个甲烷分子，水分子有46＋2＝48个，则“可燃冰”平均分子组成可表示为6CH4·48H2O，即CH4·8H2O；答案选B。17．B。解析：SiCl4的分子结构与CCl4相似，CCl4属于分子晶体，则SiCl4是分子晶体，A正确；SiCl4与CCl4是组成和结构相似的分子晶体，前者相对分子质量较大，故其分子间作用力较大，熔、沸点更高，常温常压下CCl4是液体，故SiCl4不可能为气体，B错误，D正确；CCl4分子是由极性键形成的非极性分子，则SiCl4分子是由极性键形成的非极性分子，C正确。18．B。解析：A项，由于该物质是“双重结构”的球形分子，所以该晶体类型是分子晶体，正确；B项，该分子内同种元素的原子间都以非极性共价键相结合，不同种元素的原子间以极性共价键相结合，错误；C项，该物质含有两种元素，是纯净物，因此属于一种新化合物，正确；D项，该物质的相对分子质量为12×60＋28×60＝2400，正确。19．B。解析：第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子之间可以形成氢键，A不正确；Se和Br同为第四周期元素，Br的非金属性较强，故稳定性：HBr>H2Se，B正确；第三组物质溶于水后，HF溶液的酸性最弱，C不正确；第一组物质是分子晶体，其构成粒子为分子，但是，分子中不一定含有共价键，如稀有气体分子中无共价键，D不正确。20．B。解析：分子晶体是分子通过相邻分子间的作用力形成的，只含分子的晶体一定是分子晶体，故A正确；碘晶体属于分子晶体，升华时破坏了分子间作用力，故B错误；几乎所有的酸都是由分子构成的，故几乎所有的酸都属于分子晶体，故C正确；稀有气体是由原子直接构成的，只含原子，故稀有气体的晶体属于分子晶体，故D正确。21．(1)4eq\f(\r(2),2)a(2)eq\f(4×44,NAa×10－103)g·cm－3解析：顶角一种取向，三对平行面分别为三种取向，所以共有4种取向。两个紧邻CO2分子的距离为面对角线的一半。ρ＝eq\f(1mol晶胞质量,1mol晶胞体积)＝eq\f(4×44,NAa×10－103)g·cm－3。22．(1)非极性分子(2)分子晶体解析：(1)XeF4分子中含有Xe—F极性键，由于XeF4分子是平面正方形结构，结构对称，所以XeF4分子为非极性分子。(2)根据晶胞结构可知，XeF2晶体是由分子构成的，是分子晶体。23．(1)2(2)AB(3)H2O＋H2OH3O＋＋OH－双氧水分子之间存在更强烈的氢键作用(4)20(5)解析：(1)1mol冰中含有氢键的物质的量为1×4mol÷2＝2mol。(2)A项，该物质也能与金属钠反应产生氢气，1L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，若混有该物质，由于(H2O)2也能生成氢气，且一分子(H2O)2生成1分子氢气，所以产生氢气体积多，正确；B项，该物质也能被浓硫酸吸收，若1L水蒸气通过浓硫酸后，由于相对H2O而言，(H2O)2的相对分子质量大，所以分子数目相同时，浓硫酸增重的质量大，说明存在该物质