2025年高二化学选择性必修2（人教版）同步课件 第三章 第二节 第1课时 分子晶体

分子晶体第1课时第三章

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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.能利用分子晶体的通性推断常见的分子晶体，理解分子晶体中微粒的堆积模型，并能用均摊法对晶胞进行分析。

内容索引一、分子晶体的概念和性质二、典型的分子晶体的结构和性质课时对点练分子晶体的概念和性质><一1.分子晶体的概念只含

的晶体称为分子晶体，在分子晶体中，相邻分子靠_____________相互吸引。一、分子晶体的概念和性质分子分子间作用力2.分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用分子分子间作用力共价键3.典型的分子晶体与物质类别物质类别实例所有______________如H2O、NH3、CH4等部分___________如卤素(X2)、O2、N2、硫(S8)、白磷(P4)、碳60(C60)等部分_____________如CO2、SO2、P4O6、P4O10等稀有气体如He、Ne、Ar等非金属氢化物非金属单质非金属氧化物物质类别实例几乎所有的____如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等绝大多数_______如乙醇、乙酸、乙酸乙酯等酸有机物4.分子晶体的物理性质(1)分子晶体熔、沸点

，硬度

。(2)分子晶体不导电。(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。较低很小

1.分子晶体熔点较低的原因是什么？深度思考提示分子晶体熔化时破坏分子间作用力(氢键、范德华力)，由于分子间作用力较弱，所以分子晶体熔点较低。2.分子晶体溶于水时，化学键如何变化？提示有的溶于水破坏化学键，如HCl，有的不破坏化学键，如蔗糖、乙醇。

3.影响分子晶体溶解度的因素有哪些？深度思考提示“相似相溶”规律、氢键、化学反应等。

应用体验1.正误判断(1)组成分子晶体的微粒是分子，在分子晶体中一定存在共价键和分子间的作用力(2)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(3)分子晶体熔化或溶于水均不导电(4)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大×√××

应用体验2.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、SiO2、P2O5

D.CCl4、Na2S、H2O2√

应用体验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，且均为化合物，故B正确；SiO2不是分子晶体，故C错误；Na2S中含有离子键，不属于分子晶体，故D错误。

应用体验3.下列属于某分子晶体性质的是A.组成晶体的微粒是离子B.能溶于CS2，熔点为112.8℃，沸点为444.6℃C.熔点为1400℃，可作半导体材料，难溶于水D.熔点高，硬度大√

应用体验分子晶体的主要性质有熔、沸点低，硬度小，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，固态和熔化时均不导电。

应用体验4.(2023·淄博高二检测)(1)CO能与金属Fe形成化合物Fe(CO)5，该化合物熔点为253K，沸点为376K，其固体属于

晶体。

分子由化合物熔点为253

K，沸点为376

K可知，其熔、沸点较低，所以为分子晶体。

应用体验(2)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，如ClF3、BrF3，常温下它们都是易挥发的液体。ClF3的熔、沸点比BrF3的

(填“高”或“低”)。

低组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高，所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低。

归纳总结(1)分子晶体的判断方法①依据物质的类别判断部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、稀有气体、几乎所有的酸、绝大多数有机物都是分子晶体。②依据组成晶体的粒子及粒子间作用力判断组成分子晶体的微粒是分子，粒子间的作用力是分子间作用力。③依据物质的性质判断分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固态时均不导电。

归纳总结(2)分子晶体熔、沸点高低的判断①组成和结构相似，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高，如I2>Br2>Cl2>F2，HI>HBr>HCl。②组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高，如CO>N2。③含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。

归纳总结④对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如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C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH>HCOOH。返回典型的分子晶体的结构和性质><二二、典型的分子晶体的结构和性质1.分子晶体的结构特征

分子密堆积分子非密堆积微粒间作用力__________________________空间特点通常每个分子周围有12个紧邻的分子每个分子周围紧邻的分子小于12个，空间利用率不高举例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰范德华力范德华力和氢键2.两种典型的分子晶体的组成和结构(1)冰①水分子之间的主要作用力是

，当然也有_________。②由于

的方向性，使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的

个相邻水分子相互吸引。③空间利用率不高，其密度比液态水的

。氢键范德华力氢键4小(2)干冰①每个晶胞中有

个CO2分子，

个原子。②每个CO2分子周围等距离且紧邻的CO2分子数为

。③空间利用率高，其密度比冰的

。41212高

1.常温下，液态水中水分子在不停地做无规则的运动。0℃以下，水凝结为冰，其中的水分子排列由杂乱无序变得十分有序。(1)冰晶体中存在着哪几种微粒间的相互作用？深度思考提示共价键、氢键、范德华力。

(2)冰融化成水时破坏的作用力是什么？深度思考提示氢键和范德华力。2.冬季河水结冰后，冰块往往浮在水面，为什么冰的密度比水小呢？提示在冰的晶体中存在分子间氢键，每个水分子周围有4个紧邻的水分子，彼此之间形成四面体形。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，密度减小。

3.(1)为什么干冰的密度比冰大？深度思考提示由于干冰中的CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻的分子，分子密堆积，密度比冰的大。(2)为什么冰的熔点比干冰的熔点高得多？提示水分子存在分子间氢键，CO2之间只存在范德华力。

应用体验1.正误判断(1)干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体(2)干冰比冰的熔点低很多，常压下易升华(3)干冰晶体中分子之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻的分子(4)冰晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的分子，1mol冰中含有1mol氢键×√√×

应用体验2.如图为冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H，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.冰晶体具有空间网状结构，不是分子晶体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√

应用体验B项，冰晶体属于分子晶体；C项，水分子间通过分子间作用力形成晶体；D项，冰融化，氢键部分断裂，空隙减小。

应用体验3.下列说法正确的是A.C60气化和I2升华克服的作用力不相同B.甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它们的熔点相近C.NaCl和HCl溶于水时，破坏的化学键都是离子键D.常温下TiCl4是无色透明液体，熔点-23.2℃，沸点136.2℃，所以

TiCl4属于分子晶体√

应用体验A中C60、I2均为分子晶体，气化或升华时均克服范德华力；B中乙酸分子间可形成氢键，其熔点比甲酸甲酯高；C中HCl溶于水破坏的是共价键。

应用体验4.如图为干冰的晶胞结构示意图。(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。

4

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长的一半。

应用体验(2)其密度为

g·cm-3(1pm=10-10cm)。

返回课时对点练题组一分子晶体及其性质1.下列有关分子晶体的说法正确的是A.固态时能导电B.分子间一定存在范德华力C.分子间一定存在氢键D.分子晶体全部为化合物√12345678910111213141234567891011121314分子晶体固态时不导电，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，而氢键只存在于与电负性很大的氮、氧、氟原子结合的氢原子与另一个电负性很大的原子之间，可以存在于分子之间或分子之内，故B项正确，C项错误；部分非金属单质也是分子晶体，如N2，故D项错误。2.下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是①HCl

②HBr

③HI

④CO

⑤N2

⑥H2A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①√1234567891011121314相对分子质量越大，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。3.干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较正确的是A.晶体的熔点：干冰>冰B.晶体中的空间利用率：干冰>冰C.晶体中分子间相互作用力相同D.晶体中键的极性和分子的极性相同√1234567891011121314B项，冰的结构中，由于H2O分子间存在氢键且氢键具有方向性，故晶胞中存在空隙，空间利用率较低，正确；C项，冰的分子间既有氢键又有范德华力，而干冰的分子间只有范德华力，错误；D项，CO2和H2O中均存在极性键，由于分子空间结构不同，CO2是非极性分子，H2O是极性分子，错误。12345678910111213144.SiCl4的分子结构与CCl4的分子结构类似，对其作出如下推断，其中正确的是①SiCl4晶体是分子晶体②常温常压下SiCl4不是气体③SiCl4的分子是由极性共价键形成的④SiCl4的熔点高于CCl4的熔点A.全部

B.只有①②C.只有②③

D.只有①√12345678910111213141234567891011121314CCl4属于分子晶体，常温常压下为液体，含有共价键。①SiCl4与CCl4结构相似，则SiCl4是分子晶体，正确；②CCl4在常温常压下是液体，SiCl4与CCl4结构相似，且SiCl4的相对分子质量较大，则常温常压下SiCl4不可能是气体，正确；③SiCl4中Si与Cl形成共价键，则SiCl4是由极性共价键形成的分子，正确；④对组成和结构相似的分子晶体来说，相对分子质量越大，熔点越高，则SiCl4的熔点高于CCl4的熔点，正确。题组二分子晶体的结构5.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√1234567891011121314A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，与氢键无关；C项，分子中的硼原子最外层不符合8电子稳定结构；D项，1个H3BO3分子中含有3个氢键。1234567891011121314

√12345678910111213141234567891011121314冰、干冰都属于分子晶体，A项错误；在冰晶体中，每个水分子周围只有四个紧邻的水分子，由于水分子之间的主要作用力为氢键，而氢键具有饱和性和方向性，所以冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，使得冰的密度比液态水的小，故“水立方”变为“冰立方”，密度减小，B项正确；氟利昂排放到大气中会破坏臭氧层，干冰不会，C项正确；1234567891011121314

7.“冰面为什么滑？”这与冰层表面的结构有关，下列有关说法正确的是A.由于氢键的存在，水分子的稳定性好，

高温下也很难分解B.第一层“固态冰”中，水分子间通过

共价键形成空间网状结构C.第二层“准液体”中，水分子间形成共价键的机会减少，形成氢键的

机会增加D.当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，

产生“流动性的水分子”，使冰面变滑√1234567891011121314水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间形成的氢键无关，A错误；水分子间不存在共价键，水分子间通过氢键形成空间网状结构，B错误；水分子间不存在共价键，应该是形成氢键的机会减少，C错误；1234567891011121314当温度达到一定数值时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏，使一部分水分子能够自由流动，从而产生“流动性的水分子”，使冰面变滑，D正确。12345678910111213148.冰晶体的晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是A.冰晶胞内水分子间作用力只有氢键B.每个冰晶胞平均含有4个水分子C.氢键具有方向性和饱和性，也是σ键的一种D.已知冰中氢键的键能为18.5kJ·mol-1，而常见的

冰的熔化热为336J·g-1，这说明冰变成液态水时，氢键部分被破坏(假

设熔化热全部用于破坏氢键)1234567891011121314√1234567891011121314

1234567891011121314冰中氢键的键能为18.5

kJ·mol-1，1

mol冰中含有2

mol氢键，完全破坏1

mol冰中氢键需要能量37.0

kJ，常见的冰的熔化热为336

J·g-1，1

mol冰完全融化需要吸收能量6.048

kJ，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。9.下列说法正确的是A.范德华力普遍存在于分子之间，如液态水中因范德华力的存在使水分

子发生缔合B.H2SO4为强电解质，硫酸晶体是能导电的C.冰中1个H2O分子可通过氢键与4个水分子相连，所以冰中H2O分子与

氢键的数目之比为1∶4D.氢键有饱和性和方向性，所以液态水结成冰时体积会变大√1234567891011121314液态水中因分子间氢键的存在使水分子发生缔合，A不正确；虽然H2SO4为强电解质，但是硫酸晶体是分子晶体，不能导电，B不正确；冰中1个H2O分子可通过氢键与4个水分子相连，两个水分子间只能形成一个氢键，所以冰中H2O分子与氢键的数目之比为1∶2，C不正确；氢键有饱和性和方向性，所以液态水结成冰时，水分子之间的空隙变大，故其体积会变大，D正确。123456789101112131410.C60分子和C60晶胞示意图如图所示。下列关于C60晶体的说法不正确的是A.C60晶体可能具有很高的熔、沸点B.C60晶体可能易溶于四氯化碳中C.C60晶体的一个晶胞中含有的碳原子

数为240D.C60晶体中每个C60分子与12个C60分子紧邻√1234567891011121314

1234567891011121314

11.(2024·天津高二调研)在海洋深处的沉积物中含有大量可燃冰，其主要成分是甲烷水合物。甲烷水合物的结构可以看成是甲烷分子装在由水分子形成的“笼子”里。下列说法正确的是A.甲烷分子和水分子的VSEPR模型都是正四面体形B.甲烷分子通过氢键与构成“笼子”的水分子相结合C.可燃冰属于分子晶体D.水分子的键角大于甲烷分子的键角√12345678910111213141234567891011121314CH4的VSEPR模型为正四面体形，H2O的VSEPR模型是四面体形，A项错误；甲烷分子与构成“笼子”的水分子间不能形成氢键，B项错误；H2O的键角为105°，CH4的键角为109°28'，D项错误。12.有四组同一族元素所形成的不同物质，在101kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示：1234567891011121314第一组A-268.8B-249.5C-185.8D-151.7第二组F2-187.0Cl2-33.6Br258.7I2184.0第三组HF19.4HCl-84.0HBr-67.0HI-35.3第四组H2O100.0H2S-60.2H2Se-42.0H2Te-1.8下列判断正确的是A.第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键键能最大B.第三组与第四组相比较，化合物的稳定性：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，一定含有共价键√1234567891011121314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，故氢化物的稳定性：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，但分子中不一定含有共价键，如稀有气体，D不正确。123456789101112131413.据《新科学》杂志报道，科研人员在20℃、1个大气压和其他一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，水就可以结成冰，称为“热冰”。如图是水和“热冰”微观结构的计算机模拟图。(1)以上信息体现了水分子具有___性，水分子中氧原子的杂化方式为________。

1234567891011121314极sp3杂化(2)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)：

。

1234567891011121314(3)①固体二氧化碳外形似冰，受热气化无液体产生，俗称“干冰”。干冰的晶胞结构如图所示。一个晶胞中有

个二氧化碳分子；在一个二氧化碳分子中所含的化学键类型与数目为

。

②取两块大小相同的干冰，在一块干冰中央挖一个小1234567891011121314穴，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

，

发生反应的化学方程式是

。

42个σ键，2个π键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+CO22MgO+C14.(1)水分子间存在一种“氢键”(强度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1：①1mol冰中有

mol氢键。

12345678910111213142

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·m