321分子晶体与共价晶体（第一课时）学案高二化学人教版选择性必修2

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【学习目标】1.了解分子晶体的知识。2.了解两种典型分子晶体的组成和结构。预习（阅读教材，完成学案）二、合作探究深度学习三、聚焦展示学习目标一、分子晶体1．分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用eq分子晶体—\o\al(微粒间作用力：分子间作用力，一定含有，可能含有；,\s\up11(｜),\s\up22(构成粒子：分子；),\s\do11(｜),\s\do22(分子内各原子间：共价键。))

2．分子晶体的物理性质：分析表3—2中某些分子晶体的熔点数据可知，分子晶体熔点低较，也不难理解分子晶体的硬度。3．常见的分子晶体物质种类实例所有非金属氢化物H2O、NH3、CH4等部分非金属单质卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等部分非金属氧化物CO2、P4O10、SO2、SO3等所有的含氧酸HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等绝大多数有机物甲烷、乙酸、尿素等4．分子晶体堆积方式与性质分子密堆积：如果分子间作用力只是范德华力（无方向性），若以一个分子为中心，其周围最多可以有个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为，如碳60的晶胞。若将CO2分子换成O2、I2等分子，干冰的晶体结构就变成了O2、I2的晶体结构。若分子间存在氢键，由于氢键具有方向性，则分子晶体的微粒就不能采用分子密堆积方式排列，如冰的结构中水分子的堆积，一个水分子周围有4个紧邻的分子，这一排列使冰晶体中水分子的空间利用率不高。碳60的晶胞冰的结构练习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、H2O2练习2．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学习目标二、两种典型分子晶体的结构分析代表物质干冰冰晶胞紧邻分子数每个CO2分子周围有个紧邻的分子每个H2O分子周围有4个紧邻的分子晶胞占有分子数8密度（相对大小）大熔点（相对高低）低【深度思考】为什么干冰晶胞中CO2分子采用密堆积方式，而冰晶胞中H2O分子是非密堆积方式？【科学·社会·技术】天然气水合物—一种潜在的能源（1）构成：由天然气分子装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内形成的；（2）存在：存在于海底和大陆冰川或永久冻土底部；（3）俗称：在外观上，天然气水合物很像冰，从海底或冰川底部开采出来的天然气水合物因气压降低，会迅速分解释放出可燃的甲烷，因而又称“可燃冰”；（4）储量：据估计，天然气水合物中的甲烷的总量按碳计至少为已经发现的所有化石燃料（煤、天然气和石油）中的碳的2倍，是蕴藏量最丰富的燃料资源。练习3．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．冰融化为水时，密度增大练习4.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)H2O D．CH4·6H2O四、教师归纳总结五、课堂测评5．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6．下列物质按熔、沸点由高到低顺序排列，正确的一组是()A．HF、HCl、HBr、HIB．F2、Cl2、Br2、I2C．H2O、H2S、H2Se、H2TeD．CI4、CBr4、CCl4、CF47．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8．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)（1）分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定()（2）H2O分子间含有氢键，因此水是一种非常稳定的化合物()（3）分子晶体晶胞中因为氢键的存在，使晶体硬度和密度增大()（4）冰晶胞中H2O分子采用非密堆积方式，是因为氢键有方向性()（5）分子晶体熔化时一定破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键()（6）分子晶体熔化或溶于水均不导电()（7）分子晶体中共价键的键能越大，分子晶体的熔、沸点越高()9．如图为干冰的晶体结构示意图。（1）一个晶胞中有________个二氧化碳分子；通过观察分析，有________种取向不同的CO2分子。（2）在干冰中撒入镁粉，用红热的铁棒引燃后，再盖上另一块干冰，出现的现象为____________________________，反应的化学方程式是__________________________。（3）干冰的熔点低，常压下极易，在工业上的一个重要用途是。（4）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。（5）其密度ρ为________(1pm＝10－12m)。321分子晶体与共价晶体答案与解析学习目标一、分子晶体1．分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用eq分子晶体—\o\al(微粒间作用力：分子间作用力，一定含有范德华力，可能含有氢键；,\s\up11(｜),\s\up22(构成粒子：分子；),\s\do11(｜),\s\do22(分子内各原子间：共价键。))

2．分子晶体的物理性质：分析表3—2中某些分子晶体的熔点数据可知，分子晶体熔点低较低，也不难理解分子晶体的硬度很小。4.分子密堆积1、【答案】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、【答案】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。学习目标二、两种典型分子晶体的结构分析124小高3、【答案】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；冰当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，破坏了一部分氢键，水分子间的空隙减小，密度反而增大。4、【答案】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。5、【答案】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。6、【答案】D〔解析〕对结构和组成相似的分子晶体，其熔、沸点随着相对分子质量的增大而升高，但HF、H2O分子之间都存在氢键，熔、沸点反常。所以A中应为HF>HI>HBr>HCl；B中应为I2>Br2>Cl2>F2；C中应为H2O>H2Te>H2Se>H2S；只有D正确。7、【答案】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。8．×××√√××9、【答案】（1）44（2）镁粉在干冰中继续燃烧，发出耀眼的白光，并有黑色物质生成2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C（3）升华制冷剂（4）eq\f(\r(2),2)a（5）eq\f(4×44,NAa×10－103)g·cm－