第15课分子晶体（原卷版）

第15课分子晶体1.学会判断分子晶体。2.了解分子晶体的性质。一、分子晶体的结构1．概念及微粒间的作用力(1)概念：只含的晶体称为分子晶体。(2)构成分子晶体的微粒：(3)粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力（和）相互吸引，分子内原子之间以共价键结合。2．分子晶体的结构特征——堆积方式分子密堆积分子非密堆积作用力只有，无有和分子间，它具有方向性空间特点每个分子周围一般有个紧邻的分子空间利用率不高，留有相当大的空隙堆积方式分子看作球时，层与层间对分子看作球时，层与层间对举例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰3．常见分子晶体及物质类别物质种类实例所有非金属氢化物H2O、NH3、CH4、H2S、HCl等部分非金属单质卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、C60、稀有气体等部分非金属氧化物CO2、P4O10、SO2、SO3等几乎所有的酸HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等绝大多数有机物苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等【特别提醒】金刚石、二氧化硅不是分子晶体。二、分子晶体的性质1.分子晶体的物理特性①分子晶体具有熔、沸点较。②硬度较。③固态导电。2.分子晶体熔沸点低的原因分子晶体中粒子间是以范德华力或范德华力和氢键而形成的晶体，因此，分子晶体的熔、沸点较，密度较，硬度较，易熔化和挥发。所有在常温下呈的物质、常温下呈的物质(除汞外)、易升华的物质都属于分子晶体，熔化时，一般只破坏、（作用力较弱），不破坏。3.分子晶体的熔、沸点比较①分子晶体熔化或汽化都是克服分子间作用力。分子间作用力越，物质熔化或汽化时需要的能量就越，物质的熔、沸点就越。②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(包括范德华力和氢键)的。A.组成和结构相似的物质，相对分子质量越，范德华力越，熔、沸点越。如O2N2，HIHBrHCl。B.相对分子质量相等或相近时，分子的范德华力大，熔、沸点，如CON2。C.能形成的物质，熔、沸点较。如H2OH2TeH2SeH2S，HFHCl，NH3PH3。D.烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的，熔、沸点,如C2H6CH4,C2H5ClCH3Cl,CH3COOH>HCOOH。E.在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越，熔沸点越，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷；芳香化合物苯环上的同分异构体一般按照“位>位>位”的顺序。4.分子晶体的导电性分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由离子，因而不能导电，易溶于水的电解质在水中全部或部分电离而能够导电，不溶于水的物质或易溶于水的非电解质自身不能导电。三、两种典型分子晶体的组成和结构1.冰（分子非密堆积形式）①冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还有，冰晶体主要是水分子依靠而形成的。②氢键的方向性→1个水分子与周围个水分子相结合→水分子中的③氢键H—O…H较→分子间距离增并在水分子中间留有空隙→冰的密度比液态水的。当冰刚刚融化为液态水时冰的结构部分解体→水分子间的空隙减→密度反而增超过4℃时分子间距离→密度渐渐④为什么水在4℃时的密度最大？氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，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，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小，所以4℃时水的密度最大。2.干冰(分子密堆积形式)①分子间作用力为范德华力。②CO2的晶胞类型为面心立方结构。③④每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子有12个(同层、上层、下层各4个)。⑤无数个CO2晶胞在空间“无隙并置”形成CO2晶体。【思考与讨论p80】参考答案在硫化氢晶体中，分子与分子之间以范德华力相结合，分子的排列特征是分子密堆积，即一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子。在冰晶体中，分子与分子之间主要以氢键相结合，而氢键具有方向性和饱和性，一个水分子的氧原子只能与另外两个水分子的氢原子形成氢键，该水分子的两个氢原子只能分别与另外的水分子的氧原子形成氢键，所以一个水分子周围只有4个紧邻分子。四、分子晶体的判断1.依据构成晶体的微粒种类和微粒间的作用力判断：构成分子晶体的微粒是，微粒间的作用力是。2.依据晶体的熔点判断：分子晶体熔点，常在数百度以下甚至更低温度。3.依据晶体的导电性判断：分子晶体为导体，但部分分子晶体溶于水后能导电，如HCl。4.依据晶体的硬度和机械性能判断：分子晶体硬度且较。5.依据物质的分类判断：大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的、绝大多数(除有机盐外)是分子晶体。6.依据挥发性判断：一般易挥发的物质呈时都属于分子晶体。7.根据溶解性判断：分子晶体的溶解性遵循“相似相溶”规律。►问题一分子晶体的结构【典例1】下列有关冰和干冰的叙述中不正确的是()A．干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体B．冰是由氢键形成的晶体，每个水分子周围有4个紧邻的水分子C．干冰的熔点比冰的熔点低得多，常压下易升华D．干冰中只存在范德华力，不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻的分子【变式11】正硼酸()是一种片层状结构的白色晶体，层内的通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是()A．正硼酸晶体属于离子晶体，熔点很高 B．的化学性质主要与氢键有C．1mol晶体中有6mol氢键 D．分子中硼原子最外层不是8电子稳定结构【变式12】分子和晶胞示意图如图所示。下列关于晶体的说法不正确的是()A．晶体可能具有很高的熔、沸点B．晶体可能易溶于四氯化碳中C．晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为240D．晶体中每个分子与12个C分子紧邻►问题二分子晶体的性质【典例2】下列有关说法正确的是()A.分子晶体中只存在范德华力 B.分子晶体熔化时共价键断裂 C.分子晶体中氢键越强，分子越稳定 D.分子晶体中一定含有分子间作用力，不一定含有化学键【变式21】科研人员制出了由18个碳原子构成的环碳分子(如图示)。对该物质的说法正确的是()A.与互为同素异形体 B．硬度大、熔点高C．与乙炔互为同系物 D．是一种共价晶体【变式22】下列说法正确的是()A．冰融化时，分子中HO键发生了断裂B．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定C．共价晶体中，共价键越强，晶体的熔点就越高D．分子晶体中，共价键越强，晶体的熔点就越高►问题三分子晶体的判断【典例3】下列属于分子晶体的化合物是()A．碘 B．金刚石 C．干冰 D．NaCl【变式31】下列性质适合于分子晶体的是()A．熔点1070℃,易溶水,水溶液导电B．熔点10.31℃,液态不导电,水溶液能导电C．熔点3570℃,难溶于水,熔化时不导电D．熔点97.81℃质软、导电、密度0.97g/cm3【变式32】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、P4、C10H8 B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、H2O、Na2O21．下列说法中，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2．下列物质属于分子晶体的是①冰；②二氧化硅；③碘；④铜；⑤固态的氩A．仅①③ B．仅②③⑤ C．仅⑤ D．仅①③⑤3．第28届国际地质大会提供的资料显示，海底蕴藏着大量的天然气水合物，俗称“可燃冰”。“可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每46个分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个分子或1个游离的分子。若晶体中每8个笼有6个容纳了分子，另外2个笼被游离分子填充，则“可燃冰”的平均组成可表示为A． B． C． D．4．甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是A．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子B．1个晶胞中含有8个分子C．甲烷晶体熔化时需克服共价键D．晶体中1个分子周围有12个紧邻的分子5．氦晶体的升华能是0.105kJ·mol1，而冰的升华能则为46.9kJ·mol1.能解释这一事实的叙述是①氦原子间仅存在范德华力②冰中有氢键③氦原子之间的化学键很弱④水分子之间的共价键强A．①② B．②③ C．①④ D．③④6．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7．下列说法中正确的是（）A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定8.如图所示，甲、乙、丙分别表示C、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____________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，二氧化碳分子中键与键的个数比为____________。（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假设碘晶胞中长方体的长、宽、高分别为acm、bcm、ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，则碘晶体的密度为____________g·cm3。1．我国力争于2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一。下列关于和说法正确的是A．CO2中C原子采用sp2杂化B．键角大于键角C．分子中含有极性共价键，是极性分子D．干冰中每个分子周围紧邻12个分子2．某分子晶体结构模型如图，下列说法正确的是A．该模型可以表示CO2的分子模型B．图中每个线段代表化学键C．表示的是含有非极性共价键的分子D．空间网状结构，熔沸点高3．水是生命之源，水的状态除了气、液、固之外，还有玻璃态。玻璃态水是由液态水急速冷却到108℃时形成的一种无定形状态，其密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是A．玻璃态水中也存在范德华力与氢键B．玻璃态水是分子晶体C．玻璃态中水分子间距离比普通液态水中分子间距离大D．玻璃态水中氧原子为杂化4．磷元素有白磷、红磷等单质，白磷()分子结构及晶胞如下图所示，白磷和红磷转化的热化学方程式为(白磷，s)=(红磷，s)

；下列说法正确的是A．分子中的PPP键角为109°28＇B．白磷和红磷互为同位素C．白磷晶体中1个分子周围有8个紧邻的分子D．白磷和红磷在中充分燃烧生成等量(s)，白磷放出的热量更多5．某课题组发现水团簇最少需要21个水分子才能实现溶剂化，即1个水分子周围至少需要20个水分子，才能将其“溶解”(“溶解”时，水团簇须形成四面体)。下列叙述正确的是A．中水分子之间的作用力主要是范德华力B．和互为同系物C．加热变为还破坏了极性键D．晶体属于分子晶体6．下列说法中正确的是A．冰融化时，分子中H—O发生断裂B．分子晶体熔融时化学键不被破坏C．分子晶体中，一定存在分子间作用力和共价键D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定7．我国疾控中心利用尿素()制备出了两种低温消毒剂：三聚氰酸()和二氯异氰尿酸钠()。已知：尿素分子中所有原子共平面。下列说法错误的是A．尿素分子中键角与键角基本相等B．三聚氰酸晶体属于分子晶体C．基态N原子的电子的空间运动状态有5种D．二氯异氰尿酸钠中元素的电负性：N>O>Na8．(1)水分子间存在一种“氢键”(介于范德华力与化学键之间)的作用，彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过氢键相互连接成庞大的分子晶体，其结构示意图如图(1)表示：①1mol冰中有______mol氢键。②在冰的结构中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。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。③氨气极易溶于水的原因之