第21讲 3.9超分子（含答案）-2024年高中化学同步精讲义（选择性必修二）

第21讲3.9超分子（含答案）-2024年高中化学同步精品讲义（选择性必修二）第21课超分子1．了解超分子的概念、结构、性质。2．了解超过分子的存在与应用，能举例说明物质在超分子等不同尺度上的结构特点对物质性质的影响。一、超分子1.定义由的分子通过相互作用形成的。2.存在形式超分子定义中的分子是广义的，包括。3.微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过结合，主要是、和、以及一些分子与金属离子之间形成的。4.分子聚集体的大小：超分子这种分子聚集体，有的是的，有的是的。二、超分子特征1、分子识别：通过匹配实现识别。2、自组装：超分子组装的过程称为分子自组装（Molecularself-assembly)，自组装过程（Self-organization)是使超分子产生的过程。三、超分子的应用1、应用（1）在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。（2）超分子化学的发展不仅与化学（冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等）的发展密切相连，而且与分子（双分子膜、胶束、DNA双螺旋等）、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。2、应用实例(1)“杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过相结合，通过匹配实现识别。向C60和C70的混合物中加入一种适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂，溶解“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入，溶解而将不溶解的释放出来并。(2)冠醚识别碱金属离子：冠醚是的分子，有的空穴，能与，尤其是络合，并随的大小不同而与不同的络合，利用此性质可以识别。冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。(3)细胞和细胞器的双分子膜：细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是基团而尾基是基团。头基为基团，头部会朝向一侧，从而实现自组装。(4)DNA分子：核酸的双螺旋结构是靠来保持的。四、超分子的未来发展通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。►问题一超分子的概念、特征【典例1】下列关于超分子的说法不正确的是A．超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体B．超分子都是无限伸展的C．冠醚是一种超分子，可以识别碱金属离子D．细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质【变式1-1】环糊精是由多个葡萄糖单元键连成环的超分子主体分子，环糊精的结构如下图所示，存在分子内氢键。等多酸阴离子能填充环糊精的空穴形成超分子复合物。下列叙述正确的是

A．葡萄糖单元通过范德华力键连成环B．环糊精在强酸的环境下能稳定存在C．环糊精具有分子识别功能D．环糊精在水中溶解度非常大【变式1-2】下列关于超分子的说法中，不正确的是A．超分子是由两种或两种以上的分子必须通过氢键相互作用形成的分子聚集体B．将加入一种空腔大小适配的“杯酚”中会形成超分子C．碱金属离子虽然不是分子，但冠醚在识别碱金属离子时，形成的也是超分子D．超分子的重要特征是自组装和分子识别►问题二超分子应用【典例2】利用“杯酚”从和的混合物中纯化的过程如图所示。

关于上述过程及涉及的物质的说法不正确的是（

）A．和“杯酚”之间的相互作用是键B．和被“杯酚”识别是利用了二者的分子体积大小不同C．“杯酚”分子内官能团之间通过氢键作用形成“杯底”D．若“杯酚”中氧原子数目为n，则“杯酚”的分子式可表示为【变式2-1】冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示。下列说法错误的是A．含有该螯合离子的物质所形成的晶体是离子晶体B．二苯并-18-冠-6也可以识别Li+C．该螯合离子的中心离子的配位数为6D．该螯合离子中6个O原子与K+有可能在同一平面上【变式2-2】不同空腔尺寸的葫芦可以通过形成超分子从气体或溶液中识别不同分子并选择性吸附，对位取代的苯的衍生物恰好可以进入葫芦［6］脲(结构如图所示)的空腔。下列说法正确的是A．葫芦脲可以吸附进入空腔的所有分子B．葫芦［6］脲是超分子且能发生丁达尔效应C．葫芦［6］脲形成的超分子中分子间存在范德华力、氢键D．可装入对甲基苯甲酸体现了超分子的“分子识别”功能1．下列有关超分子的说法错误的是A．超分子是由两种或多种分子形成的聚集体B．分子形成超分子的作用可能是分子间作用力C．超分子具有分子识别的特性D．分子以共价键聚合形成超分子2．超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示，该超分子中存在的化学键类型有A．σ键、π键、离子键 B．σ键、π键、氢键C．σ键、π键 D．σ键、π键、离子键、氢键3．我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图。下列叙述正确的是

A．SiO2与干冰的物理性质相似 B．SiO2耐腐蚀，不与任何酸反应C．工业上用SiO2制备粗硅 D．光纤主要成分是SiO2，具有导电性4．冠醚能与阳离子尤其是与碱金属离子作用，并随环的大小不同而与不同碱金属离子作用，12-冠-4与作用而不与、作用，18-冠-6不与或作用，但与作用如图所示。下列说法错误的是

A．18-冠-6中和6个氧原子不可能共面B．18-冠-6与作用不与和作用反映了超分子“分子识别”的特征C．不同冠醚与不同碱金属作用，中心碱金属离子的配位数是不变的D．冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有阴离子，这类晶体属于离子晶体5．下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是A．利用超分子的分子识别特征，可以分离和B．1mol分子中含5个配位键C．提供空轨道，中氧原子提供孤对电子，从而形成配位键D．配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用6．超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支,还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示:(1)Mo处于第五周期第ⅥB族,价电子排布与Cr相似,它的基态价电子排布图是。(2)该超分子中存在的化学键类型有(填选项字母)。A．离子键B．氢键C．σ键D．π键(3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是(填元素符号),p-甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有。(4)从结构与性质之间的关系解释C60的熔点低于此超分子的原因是1．“超分子”已经在很多领域广泛应用。下列关于超分子说法正确的是

A．冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂，图甲中K+与冠醚形成离子键B．杯酚具有“分子识别”特征，图乙中杯酚与C60形成氢键C．可燃冰(图丙)可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的超分子，硫化氢分子间也能通过与水分子间类似的相互作用形成分子笼D．烷基磺酸钠在水中聚集形成的胶束(图丁)，这反映了超分子的“自组装”特征2．卟啉锌超分子在现代农业、科技和国防建设中有着许多独特的用途，其分子结构如图所示。下列关于卟啉锌超分子的说法正确的是A．基态原子的核外有7种不同空间运动状态的电子B．图中①②③④处的化学键属于配位键的是①②C．该超分子中的碳原子采取的杂化方式为D．该超分子含有的第二周期元素中，第一电离能最大的是O元素3．配位化学和超分子化学在生命科学领域有着广泛的应用，在生命体中扮演着举足轻重的角色。如下图甲表示血红蛋白中Fe(Ⅱ)结合氧气形成配合物的结构，图乙表示磷酸根与二脲基分子形成的超分子阴离子配合物。相关说法错误的是

A．图甲中，血红蛋白结合O2的作用力有两种，但强度不同，O2与Fe(Ⅱ)间作用力远强于与H间的作用力B．图乙中，磷酸根和二脲基分子间形成超分子的相互作用属于强度较弱的化学键C．亚硝酸钠是一种氧化剂，误服中毒会出现面色发青、口唇紫绀等典型缺氧症状，推测中毒机理是其将血红蛋白中Fe(Ⅱ)氧化，使其无法再与O2配位而丧失输氧能力D．CO中毒的原因：因电负性C<O，故C相比O更易给出电子对与血红蛋白中Fe(Ⅱ)成配位键，当CO存在时，血红蛋白优先与CO结合而丧失输氧能力4．超分子有望带动我国生命、信息和材料产业的技术革命，分离和、冠醚识别碱金属离子及细胞与细胞器的双分子膜是超分子的应用实例。下列说法正确的是

A．上图中，用杯酚分离和的过程中，操作①是萃取B．杯酚可由

与甲醛溶液发生加聚反应合成C．杯酚、冠醚、双分子膜都是超分子，其原理反映出超分子的“分子识别”特征D．冠醚利用环上的氧原子和不同大小的空穴识别碱金属离子5．超分子定义中的分子是广义的，包括离子。一种羟甲基酚钠盐形成的含铁超分子的化学式可以表示为，羟甲基酚的结构通式如图所示：

下列推测合理的是A．该超分子中的铁元素对应微粒为亚铁离子B．羟甲基酚属于“杯酚”，不具有分子识别特征C．该超分子可将过渡金属离子萃取到有机溶剂中D．该超分子属于离子化合物，熔点低于NaCl6．冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，例如水溶液对烯烃的氧化效果较差，在烯烃中溶入冠醚，可使氧化反应迅速发生，原理如图。

下列说法错误的是A．冠醚与可以通过弱配位键聚集成超分子B．冠醚与结合后将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应C．冠醚中碳原子和氧原子杂化方式不同D．超分子中“C—O—C”键角比冠醚中的键角大7．在超分子化学中，常用模板合成各种拓扑结构分子，图1为诺贝尔得主Auvage教授利用亚铜离子为模板合成的索烃结构。Cu也可与Zn、Sn及S构成四元半导体化合物的四方晶胞，结构如图2所示，下列说法错误的是

A．基态核外没有未成对电子B．1mo1索烃中所含的配位键的数量为8C．半导体化合物中Zn原子与Sn原子个数比为1∶2D．在四方晶胞中Sn位于S原子组成的四面体空隙中8．超分子化学在识别、催化、传输等功能方面已迅速渗透到各学科领域。如图是一种由两个相同分子(a)组装形成的分子盒(b)。请回答：(1)两分子(a)通过结合成(b)。A．离子键 B．配位键 C．氢键 D．分子间作用力(2)(a)分子中C原子的杂化方式为，基态Zn的价层电子轨道表示式为。(3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态O原子，其核外电子自旋磁量子数的代数和为。第21课超分子1．了解超分子的概念、结构、性质。2．了解超过分子的存在与应用，能举例说明物质在超分子等不同尺度上的结构特点对物质性质的影响。一、超分子1.定义由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。2.存在形式超分子定义中的分子是广义的，包括离子。3.微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过非共价键结合，主要是静电作用、范德华力和氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。4.分子聚集体的大小：超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。二、超分子特征1、分子识别：通过尺寸匹配实现分子识别。2、自组装：超分子组装的过程称为分子自组装（Molecularself-assembly)，自组装过程（Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。三、超分子的应用1、应用（1）在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。（2）超分子化学的发展不仅与大环化学（冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等）的发展密切相连，而且与分子自组装（双分子膜、胶束、DNA双螺旋等）、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。2、应用实例(1)“杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。(2)冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。(3)细胞和细胞器的双分子膜：细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。(4)DNA分子：核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。四、超分子的未来发展通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。►问题一超分子的概念、特征【典例1】下列关于超分子的说法不正确的是A．超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体B．超分子都是无限伸展的C．冠醚是一种超分子，可以识别碱金属离子D．细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质【答案】B【解析】A．超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，故A正确；B．超分子有的是有限的，有的是无限伸展的，故B错误；C．冠醚与某些金属的包合物都是超分子，可以识别碱金属离子，故C正确；D．细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质，生物体的细胞即是由各种生物分子自组装而成，故D正确；选B。【解题必备】1.由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。2.超分子定义中的分子是广义的，包括离子。3.超分子内部分子之间通过非共价键结合，主要是静电作用、范德华力和氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。【变式1-1】环糊精是由多个葡萄糖单元键连成环的超分子主体分子，环糊精的结构如下图所示，存在分子内氢键。等多酸阴离子能填充环糊精的空穴形成超分子复合物。下列叙述正确的是

A．葡萄糖单元通过范德华力键连成环B．环糊精在强酸的环境下能稳定存在C．环糊精具有分子识别功能D．环糊精在水中溶解度非常大【答案】C【解析】A．葡萄糖单元通过糖苷键结合的，不是范德华力，故A错误；B．强酸条件下，环糊精会水解为单糖，故B错误；C．等多酸阴离子能填充环糊精的空穴形成超分子复合物，环糊精能识别多酸阴离子，有分子识别功能，故C正确；D．环糊精存在分子内氢键，与水分子形成氢键的数量减少，且分子中烃基较大，在水中溶解度不大，故D错误；选C。【变式1-2】下列关于超分子的说法中，不正确的是A．超分子是由两种或两种以上的分子必须通过氢键相互作用形成的分子聚集体B．将加入一种空腔大小适配的“杯酚”中会形成超分子C．碱金属离子虽然不是分子，但冠醚在识别碱金属离子时，形成的也是超分子D．超分子的重要特征是自组装和分子识别【答案】A【解析】A．超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间作用力形成的分子聚集体，不一定是氢键，A错误；B．将C60加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，两分子间的作用力为分子间作用力，能形成超分子，B正确；C．冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，会与合适的碱金属离子形成超分子，C正确；D．超分子的两大特征为：分子识别和自组装，D正确；答案选A。►问题二超分子应用【典例2】利用“杯酚”从和的混合物中纯化的过程如图所示。

关于上述过程及涉及的物质的说法不正确的是（

）A．和“杯酚”之间的相互作用是键B．和被“杯酚”识别是利用了二者的分子体积大小不同C．“杯酚”分子内官能团之间通过氢键作用形成“杯底”D．若“杯酚”中氧原子数目为n，则“杯酚”的分子式可表示为【答案】A【解析】A．由图可知，和“杯酚”之间的相互作用是分子间作用力，故A错误；B．“杯酚”的空腔大小只适配C60，和被“杯酚”识别是利用了二者的分子体积大小不同，故B正确；C．“杯酚”分子内含有多个羟基，可形成分子内氢键，从而形成“杯底”，故C正确；D．由“杯酚”的结构简式可知，其中C、H、O原子个数比为14:14:1，若“杯酚”中氧原子数目为n，则“杯酚”的分子式可表示为，故D正确。【解题必备】（1）在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。（2）超分子化学的发展不仅与大环化学（冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等）的发展密切相连，而且与分子自组装（双分子膜、胶束、DNA双螺旋等）、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。【变式2-1】冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示。下列说法错误的是A．含有该螯合离子的物质所形成的晶体是离子晶体B．二苯并-18-冠-6也可以识别Li+C．该螯合离子的中心离子的配位数为6D．该螯合离子中6个O原子与K+有可能在同一平面上【答案】B【解析】A．该物质是含有K+离子螯合阳离子，与阴离子可以形成离子化合物，含有该螯合离子的物质所形成的晶体是离子晶体，故A正确；B．二苯并-18-冠-6空腔直径直径大，不能适配半径小的Li+离子,不能识别Li+离子，故B错误；C．中心离子K+离子与6个氧原子形成6个配位键，配位数为6，故C正确；D．该螯合离子中6个O原子与K+有可能在同一平面上，故D正确。【变式2-2】不同空腔尺寸的葫芦可以通过形成超分子从气体或溶液中识别不同分子并选择性吸附，对位取代的苯的衍生物恰好可以进入葫芦［6］脲(结构如图所示)的空腔。下列说法正确的是A．葫芦脲可以吸附进入空腔的所有分子B．葫芦［6］脲是超分子且能发生丁达尔效应C．葫芦［6］脲形成的超分子中分子间存在范德华力、氢键D．可装入对甲基苯甲酸体现了超分子的“分子识别”功能【答案】D【解析】A．由题给信息可知，只有对位取代的苯的衍生物恰好可以进入葫芦［6］脲的空腔，故A错误；B．葫芦［6］脲是超分子，属于纯净物，不能发生丁达尔效应，故B错误；C．氢键是电负性大的原子与氢原子形成共价键，这个氢原子与另外电负性大的原子形成，葫芦［6］脲形成的超分子间不存在氢键，故C错误；D．由题给信息可知，对位取代的苯的衍生物恰好可以进入葫芦［6］脲的空腔，则可装入对甲基苯甲酸，体现了超分子的“分子识别”功能，故D正确。1．下列有关超分子的说法错误的是A．超分子是由两种或多种分子形成的聚集体B．分子形成超分子的作用可能是分子间作用力C．超分子具有分子识别的特性D．分子以共价键聚合形成超分子【答案】D【解析】A．超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，A正确；B．超分子内部分子之间可以通过氢键、静电作用等分子间作用力结合在一起，B正确；C．分子识别和自组装是超分子形成的两个重要方面，C正确；D．超分子内部分子之间通过非共价键相结合，可以通过氢键、静电作用、堆积作用等结合在一起，D错误；综上所述答案为D。2．超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示，该超分子中存在的化学键类型有A．σ键、π键、离子键 B．σ键、π键、氢键C．σ键、π键 D．σ键、π键、离子键、氢键【答案】C【解析】根据题意可知，Mo与2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子之间均为配位键，且为单键，即σ键，双键、三键中存在π键，不存在离子键，氢键不是化学键；故答案为C。3．我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图。下列叙述正确的是

A．SiO2与干冰的物理性质相似 B．SiO2耐腐蚀，不与任何酸反应C．工业上用SiO2制备粗硅 D．光纤主要成分是SiO2，具有导电性【答案】C【解析】A．SiO2超分子纳米管主要由二氧化硅构成，SiO2是共价晶体而干冰是分子晶体，结构不相似，故A错误；B．SiO2耐腐蚀，但能与氢氟酸反应，故B错误；C．工业上用SiO2与焦炭反应生成一氧化碳和粗硅，故C正确；D．光纤主要成分是SiO2，晶体硅具有导电性，而二氧化硅不导电，故D错误。故选C。4．冠醚能与阳离子尤其是与碱金属离子作用，并随环的大小不同而与不同碱金属离子作用，12-冠-4与作用而不与、作用，18-冠-6不与或作用，但与作用如图所示。下列说法错误的是

A．18-冠-6中和6个氧原子不可能共面B．18-冠-6与作用不与和作用反映了超分子“分子识别”的特征C．不同冠醚与不同碱金属作用，中心碱金属离子的配位数是不变的D．冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有阴离子，这类晶体属于离子晶体【答案】C【解析】A．18-冠-6分子中，氧原子采用杂化，有1对孤电子对，VSEPR模型为四面体形，所以6个氧原子与不可能在同一平面上，A正确；B．18-冠-6与钾离子作用，但不与锂离子或钠离子作用说明超分子具有分子识别的特征，B正确；C．中心碱金属离子的配位数是随着空穴大小不同而改变的，C错误；D．碱金属离子带正电，形成的晶体中还有阴离子，因此为离子晶体，D正确；故选C。5．下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是A．利用超分子的分子识别特征，可以分离和B．1mol分子中含5个配位键C．提供空轨道，中氧原子提供孤对电子，从而形成配位键D．配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用【答案】B【解析】A．利用超分子的分子识别特征，能够区分识别C60和C70，故可以分离C60和C70，A正确；B．CO分子存在1个配位键，中存在5个FeC配位键，故1mol分子中含10个配位键，B错误；C．配离子中中心原子提供空轨道，配体提供孤电子对，所以[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道，H2O中的O原子提供孤对电子，两者结合形成配位键，C正确；D．配合物的应用：①生命体中，许多酶与金属离子的配合物有关；②科学研究和生产实践：进行溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提纯、分析检测等目的，D正确；故选B。6．超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支,还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示:(1)Mo处于第五周期第ⅥB族,价电子排布与Cr相似,它的基态价电子排布图是。(2)该超分子中存在的化学键类型有(填选项字母)。A．离子键B．氢键C．σ键D．π键(3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是(填元素符号),p-甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有。(4)从结构与性质之间的关系解释C60的熔点低于此超分子的原因是【答案】(1)(2)CD(3)Csp2和sp3(4)C60是分子晶体，该超分子是原子晶体，原子晶体熔化时破坏的共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏的分子间作用力【解析】(1)Cr的基态价电子分布为3d54s1，而Mo与Cr同主族，但比Cr多了一周期，因而基态价电子分布为4d55s1，用轨道电子排布表示为，故答案：。(2)观察该超分子结构有双键，说明有σ键和π键，分子中不存在离子键，根据信息Mo形成配位键，故答案：CD。(3)CO做配体时是C做配位原子，氧把孤对电子给了碳，碳变成富电子中心，有提供电子对形成配位键的能力，p－甲酸丁酯吡啶中碳原子有形成双键，说明其杂化方式为sp2，在丁基中C原子形成四个单键为sp3杂化。故答案：C；sp2和sp3。(4)根据不同晶体类型的性质不同来解释：C60是分子晶体，该超分子是原子晶体，原子晶体熔化时破坏的共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏的分子间作用力。故答案：C60是分子晶体，该超分子是原子晶体，原子晶体熔化时破坏的共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏的分子间作用力。1．“超分子”已经在很多领域广泛应用。下列关于超分子说法正确的是

A．冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂，图甲中K+与冠醚形成离子键B．杯酚具有“分子识别”特征，图乙中杯酚与C60形成氢键C．可燃冰(图丙)可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的超分子，硫化氢分子间也能通过与水分子间类似的相互作用形成分子笼D．烷基磺酸钠在水中聚集形成的胶束(图丁)，这反映了超分子的“自组装”特征【答案】D【解析】A．冠醚的空穴有固定的结构，对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂；离子键为离子间的强相互作用力，图甲中K+与冠醚没有形成离子键，A错误；B．当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子（例如氟、氧、氮）上时，可以形成氢键；杯酚具有“分子识别”特征，但是图乙中杯酚与C60没有形成氢键，B错误；C．水分子间能形成氢键，可燃冰(图丙)可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的超分子；硫化氢分子间不能形成氢键，故不能通过与水分子间类似的相互作用形成分子笼，C错误；D．超分子自组装是分子通过分子间相互作用形成具有有序结构的聚集体，烷基磺酸钠在水中聚集形成的胶束(图丁)，这反映了超分子的“自组装”特征，D正确；故选D。2．卟啉锌超分子在现代农业、科技和国防建设中有着许多独特的用途，其分子结构如图所示。下列关于卟啉锌超分子的说法正确的是A．基态原子的核外有7种不同空间运动状态的电子B．图中①②③④处的化学键属于配位键的是①②C．该超分子中的碳原子采取的杂化方式为D．该超分子含有的第二周期元素中，第一电离能最大的是O元素【答案】C【解析】A．Zn是30号元素，基态Zn原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2，核外有1+1+3+1+3+5+1=15种不同空间运动状态的电子，A错误；B．图中所标四处中，③、④均为共价键，①处N原子形成3个键，N原子价电子数为5，所以3个键均为极性共价键，N原子还有一对孤电子对，②处N原子形成4个键，则与Zn原子形成的应是配位键，B错误；C．苯环、含氮杂环、碳碳双键中的碳原子均为sp2杂化，甲基中的碳原子为sp3杂化，C正确；D．同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，但N原子的2p轨道半满，更稳定，第一电离能大于相邻元素，所以第二周期元素中，第一电离能最大的是N，D错误；故选C。3．配位化学和超分子化学在生命科学领域有着广泛的应用，在生命体中扮演着举足轻重的角色。如下图甲表示血红蛋白中Fe(Ⅱ)结合氧气形成配合物的结构，图乙表示磷酸根与二脲基分子形成的超分子阴离子配合物。相关说法错误的是

A．图甲中，血红蛋白结合O2的作用力有两种，但强度不同，O2与Fe(Ⅱ)间作用力远强于与H间的作用力B．图乙中，磷酸根和二脲基分子间形成超分子的相互作用属于强度较弱的化学键C．亚硝酸钠是一种氧化剂，误服中毒会出现面色发青、口唇紫绀等典型缺氧症状，推测中毒机理是其将血红蛋白中Fe(Ⅱ)氧化，使其无法再与O2配位而丧失输氧能力D．CO中毒的原因：因电负性C<O，故C相比O更易给出电子对与血红蛋白中Fe(Ⅱ)成配位键，当CO存在时，血红蛋白优先与CO结合而丧失输氧能力【答案】B【解析】A．血红蛋白中Fe(Ⅱ)结合氧气形成的是配位键，而O2与H之间的作用力为氢键，配位键的强度远高于氢键，A正确；B．图乙中，磷酸根和二脲基分子间形成超分子的相互作用力为配位键，属于强度较大的化学键，B错误；C，亚硝酸钠是一种氧化剂，而Fe(Ⅱ)容易被氧化，误服亚硝酸钠中毒会出现面色发青、口唇紫绀等典型缺氧症状，原因为亚硝酸钠将Fe(Ⅱ)氧化为Fe(Ⅲ)，血红蛋白中的Fe无法与氧气配位，从而无法输送氧气，C正确；D．CO中电负性C<O，C比O更容易给出电子对与血红蛋白中Fe(Ⅱ)形成配位键，因此CO和O2同时存在时，血红蛋白优先与CO结合而丧失了运输氧气的能力，D正确；故答案选B。4．超分子有望带动我国生命、信息和材料产业的技术革命，分离和、冠醚识别碱金属离子及细胞与细胞器的双分子膜是超分子的应用实例。下列说法正确的是

A．上图中，用杯酚分离和的过程中，操作①是萃取B．杯酚可由

与甲醛溶液发生加聚反应合成C．杯酚、冠醚、双分子膜都是超分子，其原理反映出超分子的“分子识别”特征D．冠醚利用环上的氧原子和不同大小的空穴识别碱金属离子【答案】D【解析】A．由于杯酚和结合后，不溶于甲苯，所以操作①为过滤，故A错误；B．杯酚可由

与甲醛溶液发生缩聚反应合成，不是加聚反应，故B错误；C．超分子化合物是指由两个或更多个分子通过分子间相互作用在一起形成的分子聚集体。而杯酚和冠醚是一种特殊的结构，它们由多个分子反应形成的一个稳定的结构，但它们不是超分子，故C错误；D．冠醚利用环上的氧原子和不同大小的空穴识别碱金属离子，故D正确；故选：D。5．超分子定义中的分子是广义的，包括离子。一种羟甲基酚钠盐形成的含铁超分子的化学式可以表示为，羟甲基酚的结构通式如图所示：

下列推测合理的是A．该超分子中的铁元素对应微粒为亚铁离子B．羟甲基酚属于“杯酚”，不具有分子识别特征C．该超分子可将过渡金属离子萃取到有机溶剂中D．该超分子属于离子化合物，熔点低于NaCl【答案】D【解析】A．根据化合物化学式可知，Na[Fe(OC11H13)4]中Na为+1价，(OC11H13)—为—1价，则Fe的化合价为+3价，对应微粒是铁离子，不是亚铁离子，故A错误；B．从结构简式看羟甲基酚属于“杯酚”，具有分子识别特征，故B错误；C．该超分子可将过渡金属离子形成配位化合物，不可作为萃取剂，故C错误；D．该超分子属于离子化合物，阴离子[Fe(OC11H13)4]—的半径大于Cl—的半径，晶格能小，熔点低，故D正确；故本题选D。6．冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，例如水溶液对烯烃的氧化效果较差，在烯烃中溶入冠醚，可使氧化反应迅速发生，原理如图。

下列说法错误的是A．冠醚与可以通过弱配位键聚集成超分子B．冠醚与结合后将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应C．冠醚中碳原子和氧原子杂化方式不同D．超分子中“C—O—C”键角比冠醚中的键角大【答案】C【解析】A．冠醚提供孤对电子，K+提供空轨道，两者通过配位键形成超分子，故A正确；B．已知冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，则冠醚与结合后将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应，故B正确；C．该冠醚中碳原子杂化类型为sp3杂化，冠醚分子中O原子形成2个σ键，根据氧原子的最外层电子数可知O原子价层还有2个孤电子对，所以O原子的价层电子对数为4，为sp3杂化，故C错误；D．冠醚分子中O原子杂化方式为sp3杂化，但氧原子有两个孤电子对，孤电子对之间的斥力＞孤电子对和成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间的斥力，使键角变小，则超分子中“C—O—C”键角比冠醚中的键角大，故D正确；故选：C。7．在超分子化学中，常用模板合成各种拓扑结构分子，图1为诺贝尔得主Auvage教授利用亚铜离子为模板合成的索烃结构。Cu也可与Zn、Sn及S构成四元半导体化合物的四方晶胞，结构如图2所示，下列说法错误的是

A．基态核外没有未成对电子B．1mo1索烃中所含的配位键的数量为8C．半导体化合物中Zn原子与Sn原子个数比为1∶2D．在四方晶胞中Sn位于S原子组成的四面体空隙中【答案】C【解析】A．基态核外电子排布为[Ar]3d10核外没有未成对电子，故A正确；B．由结构简式可知每个与周围4个N原子形成配位键，则1mo1索烃中所含的配位键的数量为8，故B正确；C．由晶胞结构可知Zn原子8个位于顶点，1个位于体心，个数为，Sn原子位于上下面心和四个棱心，个数为，Zn原子与Sn原子个数比为1∶1，故C错误；D．以面心Sn原子为观察对象，在1个晶胞中与其最近的S原子有2个，则其周围紧邻的S原子有4个，Sn位于四个S原子围成的四面体空隙中，故D正确；故选：C。8．超分子化学在识别、催化、传输等功能方面已迅速渗透到各学科领域。如图是一种由两个相同分子(a)组装形成的分子盒(b)。请回答：(1)两分子(a)通过结合成(b)。A．离子键 B．配位键 C．氢键 D．分子间作用力(2)(a)分子中C原子的杂化方式为，基态Zn的价层电子轨道表示式为。(3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态O原子，其核外电子自旋磁量子数的代数和为。【答案】(1)B(2)sp2(3)+1或-1【解析】（1）Zn原子提供空轨道，N原子提供孤对电子，故两分子a通过配位键结合成b；故答案为：B；（2）a分子中C原子的价电子对数为3，则杂化方式为sp2，Zn的原子序数为30，则电子排布式为[Ar]3d104s2；故答案为：sp2；；（3）基态O原子电子排布式为1s22s22p4，则其孤电子有两个，在不同的轨道有两个自旋状态相同的电子；故答案为：+1或-1。第22课晶体结构和性质单元复习1．会判断晶体类型。2．会比较物质熔、沸点的高低。3．会确定晶体中粒子的配位数。4．会晶胞的有关计算。5．会用各类晶体的性质分析解决问题。一、判断晶体类型的方法1.依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断①分子晶体的构成微粒是，微粒间的作用为。②共价晶体的构成微粒是，微粒间的作用是。③金属晶体的构成微粒是，微粒间的作用是。④离子晶体的构成微粒是，微粒间的作用是。2.依据物质的分类判断①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等外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是。②金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等是。③金属单质（除汞外）和合金是。④金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是。3.依据晶体的熔点判断①晶体的熔点低。②晶体的熔点较高。③晶体的熔点很高。④晶体的多数熔点高，但也有少数熔点相当低合金的熔、沸点比其成分金属低。4.依据导电性判断①晶体是电的良导体，固体导电。②晶体一般为非导体，但硅为半导体。③晶体溶于水及熔融状态时能导电。④晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。5.依据硬度和机械性能判断①晶体硬度小且较脆。②晶体硬度大。③晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。合金的硬度比其成分金属大。④晶体硬度较大、硬而脆二、物质熔沸点大小的比较1.首先看物质状态：一般情况下，固体液体气体。2.其次看物质所属晶体类型：一般情况下，共价晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高，汞、铯等金属的熔、沸点很低。3.同种类型晶体的熔、沸点的比较：（1）分子晶体:①看是否含有:有分子间氢键的熔沸点高，相同的分子间氢键，看氢键的个数，个数越多，熔沸点越高。②比较范德华力：组成和结构相似，相对分子质量越，熔沸点越。③比较分子极性：相对分子质量，分子极性越，熔沸点越。④同分异构体的支链越，熔、沸点越。（2）共价晶体：①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越，键能越，共价键越，物质的熔、沸点越。②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的。一般原子半径越，键长越，键能越，晶体的熔点就越。（3）金属晶体：①金属离子半径越，离子所带电荷数越，其金属键越，金属的熔、沸点越。②合金的熔点一般比组成合金的纯金属。离子晶体：①一般地，离子所带的电荷数越，离子半径越，则离子间的作用力就越，其离子晶体的熔、沸点就越。②离子所带的电荷数的影响离子半径的影响。三、晶体配位数的确定晶体的配位数是指晶体中一个原子周围与其等距离的最邻近的原子的数目。1.最密堆积晶体的配位数均为，如分子晶体中的干冰。2.金刚石、碳化硅，配位数均为。3.金属晶体堆积模型简单立方堆积体心立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积晶胞配位数681212原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系2r＝a2r＝eq\f(\r(3)a,2)2r＝eq\f(\r(2)a,2)一个晶胞内原子数目常见金属PoNa、K、FeMg、Zn、TiCu、Ag、Au4.离子晶体中的配位数是指一个离子周围最近的异电性离子的数目四、晶胞的有关计算1.计算晶体密度的方法(1)晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是eq\f(1,n)。(2)晶胞质量晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数×eq\f(M,NA)。(3)晶体密度eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(根据晶胞结构确定各种粒子的数目\o(→,\s\up17(求))晶胞质量,根据晶胞的边长或微粒间距离\o(→,\s\up17(求))晶胞体积))eq\o(σ=eq\f(m,V),\s\do20(——→))晶体密度。2.计算晶体中粒子间距离的方法3.原子分数坐标参数1）概念原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。2）原子分数坐标的确定方法(1)依据已知原子的坐标确定坐标系取向。(2)一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。(3)从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。五、晶体的基本类型与性质类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属阳离子和自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力分子间作用力共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电►问题一晶体类型的判断【典例1】下列晶体的分类正确的一组是选项离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体A石墨ArHgB金刚石AgCSiCMgDSiNaH【变式1-1】下列物质属于共价晶体的是A． B． C． D．【变式1-2】含硼化合物的两种晶体如图所示。下列叙述正确的是已知：甲中晶胞的边长为，为阿佛加德罗常数的值。图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃。A．图乙晶体的化学式为B．图甲、图乙对应的晶体都是离子晶体C．图甲中原子和原子之间的最近距离为D．图甲中，原子填充在由原子构成的四面体中►问题二物质熔、沸点的比较【典例2】下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．C． D．金刚石>生铁>纯铁>钠【变式2-1】下列各组物质性质的比较，结论正确的是A．分子的极性： B．沸点：邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸C．熔点： D．硬度：C(金刚石)<SiC【变式2-2】下列各组数据比较，前者比后者小的是A．与的氧化性 B．乙烷与苯分子中碳碳键键长C．氯化铯与氯化钠的熔点 D．与的熔点►问题三晶胞的有关计算【典例3】下列说法不正确的是A．NaCl晶胞中，每个Cl-周围最紧邻的Na+构成正四面体B．晶胞中，在每个Cs+周围最近且等距离的Cl-有8个C．干冰晶胞中，CO2分子的配位数为12D．碳化钨的晶胞结构如图所示，则碳化钨的化学式WC【变式3-1】氮化钛晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中N、N之间的最近距离为apm，以晶胞边长为单位长度建立坐标系，原子A的坐标参数为(0，0，0)，下列说法错误的是

A．原子B的坐标参数为 B．晶胞边长是pmC．该物质的化学式为TiN D．Ti的配位数为6【变式3-2】、、可形成新型超导材料，晶胞如图所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为，X的分数坐标为，Y的分数坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A．Fe原子的配位数为3 B．坐标为的原子是C．该晶体的密度为 D．Se原子，与之间的距离为1．下列关于分子的结构和性质的描述中，错误的是A．和分子均为三角双锥结构，两者的沸点关系为：B．乳酸()分子中含有一个手性碳原子C．碘易溶于浓碘化钾溶液，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释D．氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性2．S和O可组成一系列负二价阴离子，结构如图。下列说法正确的是硫酸根焦硫酸根过二硫酸根硫代硫酸根A．电负性，该系列中不存在非极性键B．1mol焦硫酸根在水溶液中可生成2molC．硫酸根和硫代硫酸根的空间构型均为正四面体D．过二硫酸根具有极强氧化性，原因是其中S元素处于价3．碳元素和硅元素为同一主族元素但他们的氧化物性质差异很大，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的晶胞类似，下列这四种晶胞的说法正确的是A．一个干冰晶胞中有4个CO2分子，一个SiO2晶胞中有8个SiO2分子B．干冰中一个CO2分子周围有6个CO2分子紧邻C．冰和金刚石熔沸点都很高，熔化时均破坏共价键D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似4．下表给出几种物质的熔点，对此有下列一些说法：①属于离子晶体②是分子晶体③一个分子由1个原子和2个原子构成④在熔化状态不能导电，上述说法中正确的有物质熔点1723712782A．①② B．①③ C．②④ D．①②③5．氯化铬在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生沉淀。已知的配位数为6，则此氯化铬化学式是A． B．C． D．6．如图为几种晶体或晶胞的结构示意图。请回答下列问题：(1)金刚石属于___________晶体，其中每个碳原子与___________个碳原子距离最近且相等；(2)碘晶体属于___________晶体，每个碘晶胞中实际占有___________个碘分子。(3)冰、金刚石、MgO、碘单质四种晶体的熔点由高到低的顺序为___________。(4)假设碘晶胞中立方体的边长为acm，阿伏加德罗常数的值为，则碘晶体的密度为___________。1．如图为Ge单晶的晶胞，晶胞参数为apm。其中原子坐标参数A为，B为，C为。下列说法正确的是A．该晶体的密度为B．若Ge原子半径为rpm，则晶胞参数C．该晶体中每个Ge原子被6个六元环共用 D．D原子的坐标参数为2．关于反应说法正确的是A．中键和键数目之比为B．该反应中失去能级上的电子C．的空间构型为三角锥形D．在水溶液中能完全电离出3．下列判断正确的是A．硬度：金刚石<碳化硅<晶体硅 B．沸点：C．键的极性： D．热稳定性：4．某钛酸钙的晶体结构如图(a)，某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导材料的结构如图(b)所示，其中A为，另两种离子为I-和Pb2+。下列说法错误的是A．钛酸钙的化学式为CaTiO3B．图(b)中，X为Pb2+C．中含有配位键D．晶体结构中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个5．富勒烯()具有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等。的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是A．晶胞中分子沿体对角线紧密排列B．晶体中每个分子等距且最近的分子有12个C．该晶体熔沸点高、硬度大D．每个晶胞中含有14个分子6．下列有关晶体的叙述中错误的是A．干冰晶体中，每个分子周围紧邻12个分子B．氯化铯晶体中，每个周围紧邻8个C．氯化钠晶体中，每个周围紧邻6个D．金刚石晶体中，每个C原子周围紧邻4个C原子7．下列说法错误的是A．利用超分子的分子识别特征可以分离和B．“硅—锗晶体管”为我国首创，单晶硅、锗均为共价晶体C．等离子体是整体上呈电中性的气态物质，其中含有带电粒子D．同主族元素形成的氧化物的晶体类型一定相同8.铬与氮能形成多种化合物，其中氮化铬(CrN)具有高的硬度和良好的耐磨性，是一种很受重视的耐磨涂层。将低碳铬铁在真空加热炉于1150℃氮化得到粗氮化铬铁，再经硫酸处理，除去铁杂质。经过滤、水洗、干燥，即得氮化铬。也可由氨和卤化铬反应制得。(1)三价铬离子能形成多种配位化合物。中提供电子对形成配位键的原子是N、O、Cl，配体是NH3、___________和Cl-，中心离子的配位数为___________，N、O、Cl原子半径较大的是___________，N和O电负性较大的是___________，N和O第一电离能较大的是___________。(2)Cr是24号元素，则基态Cr核外电子排布式为___________。(3)中心原子轨道的杂化类型为___________。(4)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为___________，其沸点比的___________(填“高”或“低”)，其判断理由___________。第22课晶体结构和性质单元复习1．会判断晶体类型。2．会比较物质熔、沸点的高低。3．会确定晶体中粒子的配位数。4．会晶胞的有关计算。5．会用各类晶体的性质分析解决问题。一、判断晶体类型的方法1.依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断①分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。②共价晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。③金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。④离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。2.依据物质的分类判断①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等外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。②金刚石、晶体硅、晶体硼、碳化硅、二氧化硅等是共价晶体。③金属单质（除汞外）和合金是金属晶体。④金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。3.依据晶体的熔点判断①分子晶体的熔点低。②离子晶体的熔点较高。③共价晶体的熔点很高。④金属晶体的多数熔点高，但也有少数熔点相当低合金的熔、沸点比其成分金属低。4.依据导电性判断①金属晶体是电的良导体，固体导电。②共价晶体一般为非导体，但硅为半导体。③离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。④分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。5.依据硬度和机械性能判断①分子晶体硬度小且较脆。②共价晶体硬度大。③金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。合金的硬度比其成分金属大。④离子晶体硬度较大、硬而脆二、物质熔沸点大小的比较1.首先看物质状态：一般情况下，固体>液体>气体。2.其次看物质所属晶体类型：一般情况下，共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等金属的熔、沸点很高，汞、铯等金属的熔、沸点很低。3.同种类型晶体的熔、沸点的比较：（1）分子晶体:①看是否含有氢键:有分子间氢键的熔沸点高，相同的分子间氢键，看氢键的个数，个数越多，熔沸点越高。②比较范德华力：组成和结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高。③比较分子极性：相对分子质量相近，分子极性越大，熔沸点越高。④同分异构体的支链越多，熔、沸点越低。（2）共价晶体：①晶体的熔、沸点高低取决于共价键的键长和键能。键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质的熔、沸点越高。②若没有告知键长或键能数据时，可比较原子半径的大小。一般原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点就越高。（3）金属晶体：①金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属的熔、沸点越高。②合金的熔点一般比组成合金的纯金属低。离子晶体：①一般地，离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高。②离子所带的电荷数的影响大于离子半径的影响。三、晶体配位数的确定晶体的配位数是指晶体中一个原子周围与其等距离的最邻近的原子的数目。1.最密堆积晶体的配位数均为12，如分子晶体中的干冰。2.金刚石、碳化硅，配位数均为4。3.金属晶体堆积模型简单立方堆积体心立方堆积六方最密堆积面心立方最密堆积晶胞配位数681212原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系2r＝a2r＝eq\f(\r(3)a,2)2r＝eq\f(\r(2)a,2)一个晶胞内原子数目1224常见金属PoNa、K、FeMg、Zn、TiCu、Ag、Au4.离子晶体中的配位数是指一个离子周围最近的异电性离子的数目四、晶胞的有关计算1.计算晶体密度的方法(1)晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是eq\f(1,n)。(2)晶胞质量晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数×eq\f(M,NA)。(3)晶体密度eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(根据晶胞结构确定各种粒子的数目\o(→,\s\up17(求))晶胞质量,根据晶胞的边长或微粒间距离\o(→,\s\up17(求))晶胞体积))eq\o(σ=eq\f(m,V),\s\do20(——→))晶体密度。2.计算晶体中粒子间距离的方法3.原子分数坐标参数1）概念原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。2）原子分数坐标的确定方法(1)依据已知原子的坐标确定坐标系取向。(2)一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。(3)从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。五、晶体的基本类型与性质类型比较分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属阳离子和自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力分子间作用力共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电►问题一晶体类型的判断【典例1】下列晶体的分类正确的一组是选项离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体A石墨ArHgB金刚石AgCSiCMgDSiNaH【解析】由阴阳离子构成的晶体为离子晶体；由原子通过共价键形成的空间网状晶体为共价晶体；由分子通过分子间作用力形成的为分子晶体；由金属阳离子与自由电子通过金属键形成的为金属晶体。A．石墨的层与层之间是分子间作用力，而碳原子间是共价键，石墨之中也会有自由电子在层与层间移动，石墨属于混合晶体，故A不选；B．氯化铵为离子晶体，金刚石为共价晶体，乙醇为分子晶体，银为金属晶体，故B选；C．醋酸是由分子构成的分子晶体，故C不选；D．氢化钠是由离子构成的离子晶体，故D不选；故选B。【答案】B【解题必备】判断晶体类型的5种方法(1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的相互作用是离子键。②原子晶体(共价晶体)的构成粒子是原子，粒子间的相互作用是共价键。③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的相互作用为分子间作用力。④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的相互作用是金属键。(2)依据物质的类别判断①活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。③常见的原子晶体(共价晶体)单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体(共价晶体)化合物有碳化硅、二氧化硅等。④金属单质与合金是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。②原子晶体(共价晶体)熔点高，常在一千至几千摄氏度。③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的，如汞。(4)依据导电性判断①离子晶体水溶液或熔融态时能导电。②原子晶体(共价晶体)一般为非导体。③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。④金属晶体是电的良导体。(5)依据硬度和机械性能判断①离子晶体的硬度较大或略硬而脆。②原子晶体(共价晶体)的硬度大。③分子晶体的硬度小且较脆。④金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。【变式1-1】下列物质属于共价晶体的是A． B． C． D．【解析】A．I2是由分子构成，分子间作用力结合形成分子晶体，选项A不符合；B．NaCl是氯离子和钠离子以离子键结合形成的离子晶体，选项B不符合；C．SiO2是硅原子和氧原子以共价键形成的共价晶体，选项C符合；D．Cu是金属单质，属于金属晶体，选项D不符合；故答案为：C。【答案】C【变式1-2】含硼化合物的两种晶体如图所示。下列叙述正确的是已知：甲中晶胞的边长为，为阿佛加德罗常数的值。图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃。A．图乙晶体的化学式为B．图甲、图乙对应的晶体都是离子晶体C．图甲中原子和原子之间的最近距离为D．图甲中，原子填充在由原子构成的四面体中【解析】A．图乙晶体中硼原子在内部，每个晶胞中有6个原子，镁原子位于晶胞的顶点和面心均摊法计算为：，所以化学式为，A错误；B．图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃，所以前者熔点很高是共价晶体，后者熔点较高是离子晶体，B错误；C．图甲中原子和原子之间的最近距离是内部小正方体体对角线的一半，为，C错误；D．图甲晶体中，硼原子与氮原子的配位数都是4，所以硼原子位于氮原子构成的四面体中，D正确；故选D。【答案】D►问题二物质熔、沸点的比较【典例2】下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．C． D．金刚石>生铁>纯铁>钠【解析】A．金刚石、晶体硅、金刚砂都是共价晶体，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，熔沸点：金刚石>金刚砂>晶体硅，故A错误；B．都是分子晶体，相对分子质量越大熔沸点越高，熔沸点，故B正确；C．MgO是离子晶体，熔沸点最高，H2O、Br2、O2都是分子晶体，H2O分子间能形成氢键，熔沸点较高，Br2的相对分子质量大于O2，所以熔沸点，故C错误；D．金刚石是共价晶体，熔沸点最高，生铁、纯铁、钠都是金属晶体，合金的熔沸点低于成分金属，所以熔沸点：金刚石>纯铁>生铁>钠，故D错误；选B。【答案】B【解题必备】晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。(2)相同类型晶体①金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高。②离子晶体：a.晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高。③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。④分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。【变式2-1】下列各组物质性质的比较，结论正确的是A．分子的极性： B．沸点：邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸C．熔点： D．硬度：C(金刚石)<SiC【解析】A．BCl3中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3，故为sp2杂化、空间构型为平面正三角形、为非极性分子；PCl3的中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4，故为sp3杂化、空间构型为三角锥形、为极性分子，A错误；B．邻羟基苯甲酸存在分子内氢键、对羟基苯甲酸分子间能形成氢键，沸点：邻羟基苯甲酸＜对羟基苯甲酸，B正确；C．氯化镁属于离子晶体、氯化铝属于分子晶体，离子键大于分子间作用力，则熔点：，C错误；D．金刚石与碳化硅均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键比碳硅键更牢固，硬度：C(金刚石)＞SiC，D错误；答案选B。【答案】B【变式2-2】下列各组数据比较，前者比后者小的是A．与的氧化性 B．乙烷与苯分子中碳碳键键长C．氯化铯与氯化钠的熔点 D．与的熔点【解析】A．金属单质的还原性越强，对应离子的氧化性越强，镁单质的还原性弱于钾单质，则镁离子的氧化性强于钾离子，故不符合题意；B．苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的独特的键，则乙烷中碳碳键长比苯分子中碳碳键键长长，故B不符合题意；C．氯化铯与氯化钠都是离子晶体，铯离子的离子半径大于钠离子，氯化铯中离子键弱于氯化钠，熔点低于氯化钠，故C符合题意；D．氧化铝是离子晶体，氯化铝是分子晶体，一般情况下离子晶体的熔点高于分子晶体，则氧化铝的熔点高于氯化铝，故D不符合题意；故选C。【答案】C►问题三晶胞的有关计算【典例3】下列说法不正确的是A．NaCl晶胞中，每个Cl-周围最紧邻的Na+构成正四面体B．晶胞中，在每个Cs+周围最近且等距离的Cl-有8个C．干冰晶胞中，CO2分子的配位数为12D．碳化钨的晶胞结构如图所示，则碳化钨的化学式WC【解析】A．在NaCl晶胞中，每个钠离子周围距离最近的Cl-有六个，它们的距离为晶胞边长的一半，将它们连接起来就可以构成正八面体，故A错误；B．在氯化铯晶体中，每个Cl-周围紧邻的Cs+位于体心，有8个，故B正确；C．晶胞中1个CO2分子的配位数==12，故C正确；D．含有W的数目为12×+2×+6×+1=6个，含有C的数目为6个，所以晶体化学式为WC，故D正确；故选：A。【答案】A【解题必备】1.均摊法计算晶胞组成(1)原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是eq\f(1,n)。(2)方法①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定：a．三棱柱b．六棱柱2.计算晶体中微粒间距离的方法【变式3-1】氮化钛晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中N、N之间的最近距离为apm，以晶胞边长为单位长度建立坐标系，原子A的坐标参数为(0，0，0)，下列说法错误的是

A．原子B的坐标参数为 B．晶胞边长是pmC．该物质的化学式为TiN D．Ti的配位数为6【解析】A．原子B在x、y、z轴上坐标分别为1、1、，则坐标参数为，A错误；B．晶胞中N、N之间的最近距离为面对角线的二分之一，为apm，则N与Ti的最近距离是pm，则晶胞边长为pm，B正确；C．该晶胞中，Ti(黑球)的个数为，N(白球)的个数为，则Ti和N的个数比为1∶1，该物质的化学式为TiN，C正确；D．如图所示，以体心钛为例，与Ti距离相等且最近的N有6个，则Ti的配位数为6，D正确；答案选A。【答案】A【变式3-2】、、可形成新型超导材料，晶胞如图所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为，X的分数坐标为，Y的分数坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A．Fe原子的配位数为3B．坐标为的原子是C．该晶体的密度为D．Se原子，与之间的距离为【解析】A．距离Fe原子最近且距离相等的Se原子有4个，故Fe的配位数为4，故A错误；B．由晶胞结构可知坐标为的原子是Z原子，即Fe原子，故B错误；C．Li原子个数为：8×+1＝2，Fe个数为8×＝2，Se原子个数为：8×+2＝4，晶胞的质量为：,晶胞体积为：a2b×10-21cm3，密度，故C错误；D．Se原子X与Se原子Y，沿x轴方向的距离为，沿y轴方向的距离为，沿z轴方向的距离为，两点间的距离为，故D正确；故选：D。【答案】D1．下列关于分子的结构和性质的描述中，错误的是A．和分子均为三角双锥结构，两者的沸点关系为：B．乳酸()分子中含有一个手性碳原子C．碘易溶于浓碘化钾溶液，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释D．氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性【答案】C【解析】A．五氟化磷和五氯化磷是结构相似的分子晶体，五氟化磷的相对分子质量小于五氯化磷，分子间作用力小于五氯化磷，沸点低于五氯化磷，A正确；B．人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子，中含1个手性碳原子(*所示)，B正确；C．甲烷为非极性分子，水为极性分子，甲烷难溶于水可用“相似相溶”原理解释，碘是非极性分子，碘易溶于浓碘化钾溶液与发生反应有关，不可用“相似相溶”原理解释，C错误；D．氟的电负性大于氯的电负性，使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性，三氟乙酸中的-COOH比三氯乙酸中的-COOH更容易电离出氢离子，三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，D正确；故选C。2．S和O可组成一系列负二价阴离子，结构如图。下列说法正确的是硫酸根焦硫酸根过二硫酸根硫代硫酸根A．电负性，该系列中不存在非极性键B．1mol焦硫酸根在水溶液中可生成2molC．硫酸根和硫代硫酸根的空间构型均为正四面体D．过二硫酸根具有极强氧化性，原因是其中S元素处于价【答案】B【解析】A．过二硫酸根中都存在非极性共价键，A错误；B．1mol焦硫酸根与水反应生成2mol硫酸根离子，B正确；C．硫代硫酸根中S-S键与S-O键键长不同，故空间构型不是正四面体，C错误；D．过二硫酸根中S为+6价，其具有较强的氧化性是因为其中含有过氧根，D错误；故答案选B。3．碳元素和硅元素为同一主族元素但他们的氧化物性质差异很大，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的晶胞类似，下列这四种晶胞的说法正确的是A．一个干冰晶胞中有4个CO2分子，一个SiO2晶胞中有8个SiO2分子B．干冰中一个CO2分子周围有6个CO2分子紧邻C．冰和金刚石熔沸点都很高，熔化时均破坏共价键D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似【答案】D【解析】A．CO2分子位于晶胞的面心和顶点上，所以一个干冰晶胞中有个CO2分子，SiO2晶胞是共价晶体，不存在分子，A错误；B．干冰属于面心立方晶胞，所以一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻，B错误；C．冰是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力和氢键，金刚石是共价晶体，熔化时破坏共价键，C错误；D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似，D正确；故选D。4．下表给出几种物质的熔点，对此有下列一些说法：①属于离子晶体②是分子晶体③一个分子由1个原子和2个原子构成④在熔化状态不能导电，上述说法中正确的有物质熔点1723712782A．①② B．①③ C．②④ D．①②③【答案】A【解析】氯化钙熔点高，属于离子晶体，①正确；四氯化硅熔点很低，属于分子晶体，②正确；二氧化硅不是分子，③错误；氯化镁是离子晶体，熔化时能导电，④错误；因此A正确。5．氯化铬在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生沉淀。已知的配位数为6，则此氯化铬化学式是A． B．C． D．【答案】B【解析】A．若其结构为[Cr(H2O)6]Cl3，则与硝酸银反应后生成0.3molAgCl沉淀，故A错误；B．根据题意知，氯化铬(CrCl3•6H2O)和氯化银的物质的量之比是1:2，根据氯离子守恒知，一个氯化铬(CrCl3•6H2O)化学式中含有2个氯离子，剩余的1个氯离子是配原子，所以氯化铬(CrCl3•6H2O)的化学式可能为[Cr(H2O)5Cl]Cl2•H2O，故B正确；C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl⋅2H2O中存在六个配位键，外界只存在1个氯离子，0.1mol该物质与硝酸银反应时只生成0.1molAgCl沉淀，故C错误；D．若其结构为[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O的配位键为6，但与硝酸银不产生AgCl，故D错误；答案选B。6．如图为几种晶体或晶胞的结构示意图。请回答下列问题：(1)金刚石属于___________晶体，其中每个碳原子与___________个碳原子距离最近且相等；(2)碘晶体属于___________晶体，每个碘晶胞中实际占有___________个碘分子。(3)冰、金刚石、MgO、碘单质四种晶体的熔点由高到低的顺序为___________。(4)假设碘晶胞中立方体的边长为acm，阿伏加德罗常数的值为，则碘晶体的