《新突破化學(xué)選修三人教版新課標(biāo)地區(qū)專用講義精練：第3章第二節(jié) 分子晶體與原子晶體 第1課時 分子晶體 Word版含解析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《新突破化學(xué)選修三人教版新課標(biāo)地區(qū)專用講義精練：第3章第二節(jié) 分子晶體與原子晶體 第1課時 分子晶體 Word版含解析（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第二節(jié)　分子晶體與共價晶體 第1課時　分子晶體 學(xué)業(yè)要求 素養(yǎng)對接 1.借助分子晶體模型認(rèn)識分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 2.能夠從范德華力、氫鍵的特征，分析理解分子晶體的物理特性。 微觀探析：分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 模型認(rèn)知：建立分子晶體模型，并利用分子晶體模型進(jìn)行相關(guān)計算。 [知 識 梳 理] 一、分子晶體的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)類別 1.分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)構(gòu)成微粒及作用力 分子晶體 (2)堆積方式 分子間 作用力 堆積方式 實例 范德華力 分子采用密堆積， 每個分子周圍有12個緊鄰的分子 如C60、干冰、I2、O2 范德華 力、氫鍵 分子不采用密

2、堆積， 每個分子周圍緊鄰的分子少于12個 如HF、NH3、冰 2.分子晶體與物質(zhì)的類別 物質(zhì)種類 實例 所有非金屬氫化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金屬單質(zhì) 鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、 硫(S8)等 部分非金屬氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 幾乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 二、兩種典型的分子晶體的組成和結(jié)構(gòu) 1.冰 (1)水分子之間的主要作用力是氫鍵，當(dāng)然也存在范德華力。 (2)氫鍵有方向性，它的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體

3、頂角方向的4個相鄰水分子互相吸引。 2.干冰 (1)干冰中的CO2分子間只存在范德華力，不存在氫鍵。 (2)①每個晶胞中有4個CO2分子，12個原子。 ②每個CO2分子周圍等距離緊鄰的CO2分子數(shù)為12個。 [自 我 檢 測] 1.判斷正誤，正確的打“√”；錯誤的打“×”。 (1)分子晶體內(nèi)只有分子間作用力。(　　) (2)分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高。(　　) (3)分子晶體中分子間氫鍵越強(qiáng)，分子越穩(wěn)定。(　　) (4)冰晶體融化時水分子中共價鍵發(fā)生斷裂。(　　) (5)水是一種非常穩(wěn)定的化合物，這是由于水中存在氫鍵。(　　) (6)由極性鍵形成的分子

4、可能是非極性分子。(　　) (7)水和冰中都含有氫鍵。(　　) (8)分子晶體中一定存在范德華力，可能有共價鍵。(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)√　(8)√ 2.下列各組物質(zhì)各自形成晶體，均屬于分子晶體的化合物是(　　) A.NH3、P4、C10H8 B.PCl3、CO2、H2SO4 C.SO2、SiO2、P2O5 D.CCl4、H2O、Na2O2 解析　A中，P4(白磷)為單質(zhì)，不是化合物；C中，SiO2為共價晶體；D中，Na2O2是離子化合物、離子晶體。 答案　B 學(xué)習(xí)任務(wù)一　分子晶體及其判斷 【合作交流】 我

5、們知道水是由H2O組成的，水在液態(tài)、固態(tài)時H2O排列不規(guī)則，只有當(dāng)水降溫成固體H2O的排列才變的有規(guī)則。此時，固態(tài)的冰我們把它稱為分子晶體。 請列舉判斷物質(zhì)是否為分子晶體的方法？ 提示　(1)可以根據(jù)物質(zhì)的類別判斷晶體是否為分子晶體；(2)可以根據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷是否為分子晶體，構(gòu)成分子晶體的微粒是分子，微粒間的作用力是分子間作用力；(3)可以根據(jù)晶體的特征性質(zhì)判斷晶體是否為分子晶體：①熔、沸點(diǎn)和硬度：分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低，硬度??；②導(dǎo)電性：分子晶體不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電。 【點(diǎn)撥提升】 1.分子晶體的定義 分子間通過分子間作用力相結(jié)合形成的晶體叫分子晶體。如：干

6、冰、碘晶體、冰等。構(gòu)成分子晶體的粒子只有分子。 特別提醒　稀有氣體單質(zhì)是由原子直接構(gòu)成的分子晶體，無化學(xué)鍵，晶體中只有分子間作用力。 2.常見的典型的分子晶體 (1)所有非金屬氫化物，如水、氨、甲烷等； (2)部分非金屬單質(zhì)，如鹵素(X2)、O2、S8、P4、C60等； (3)部分非金屬氧化物，如CO2、SO3、P4O10等； (4)幾乎所有的酸，如HNO3、H2SO4、H3PO4等； (5)絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體，如苯、乙醇、乙酸等。 3.兩種典型的分子晶胞 (1)干冰型　堆積特征：分子密堆積。 (2)冰型　堆積特征：四面體型。 4.晶體冰中有關(guān)氫鍵的易錯點(diǎn) (1)晶體

7、冰中每個水分子可以與緊鄰的4個水分子形成氫鍵(不是2個)；每個水分子平均形成2個氫鍵(不是4個)。 (2)冰晶胞的結(jié)構(gòu)和金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)相似，每個晶胞平均擁有8個水分子。晶體中C、O均采用sp3雜化，均與4個其他原子形成四面體結(jié)構(gòu)單元，因此，冰晶胞的結(jié)構(gòu)與金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)有一定的相似性。 (3)冰、氫氟酸中均有氫鍵，且O—H…O比F—H…F弱，但水的沸點(diǎn)更高，其原因是平均每個水分子形成的氫鍵數(shù)比HF多。 (4)晶體冰的密度比液態(tài)水的小。這是因為晶體冰中水分子形成的氫鍵具有方向性和飽和性，使得冰晶體中水分子的空間利用率變小。 【例1】　某化學(xué)興趣小組在學(xué)習(xí)分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔

8、、沸點(diǎn)，記錄如下： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔點(diǎn)/℃ 801 712 190 －68 782 沸點(diǎn)/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600 根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析，他們認(rèn)為屬于分子晶體的是(　　) A.NaCl、MgCl2、CaCl2 B.AlCl3、SiCl4 C.NaCl、CaCl2 D.全部 解析　由分子構(gòu)成的晶體，分子與分子之間靠分子間作用力聚集在一起，而分子間作用力較小，克服分子間作用力所需能量較低，故分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸點(diǎn)很高，很明顯不屬于分子

9、晶體，AlCl3、SiCl4熔、沸點(diǎn)較低，應(yīng)為分子晶體，B正確，A、C、D錯誤。 答案　B 明確表格中的數(shù)據(jù)及一般離子晶體的熔、沸點(diǎn)大于分子晶體的熔、沸點(diǎn)是解題的關(guān)鍵。 【變式訓(xùn)練】 1.SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4相似，對其進(jìn)行的下列推測中不正確的是(　　) A.SiCl4晶體是分子晶體 B.常溫、常壓下SiCl4是氣體 C.SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子 D.SiCl4的熔點(diǎn)高于CCl4 解析　由于SiCl4具有分子結(jié)構(gòu)，所以屬于分子晶體。在常溫、常壓下SiCl4是液體。CCl4的分子是正四面體結(jié)構(gòu)，SiCl4與CCl4的結(jié)構(gòu)相似，也是正四面體結(jié)構(gòu)，是含極性

10、鍵的非極性分子。影響分子晶體熔、沸點(diǎn)的因素是分子間作用力的大小，在SiCl4分子間、CCl4分子間只有范德華力，SiCl4的相對分子質(zhì)量大于CCl4的相對分子質(zhì)量，所以SiCl4的分子間作用力比CCl4的大，熔、沸點(diǎn)比CCl4的高。 答案　B 2.下列晶體由原子直接構(gòu)成，且屬于分子晶體的是(　　) A.固態(tài)氫 B.固態(tài)氖 C.磷 D.三氧化硫 解析　稀有氣體分子都屬于單原子分子，因此稀有氣體形成的晶體屬于分子晶體且由原子直接構(gòu)成。其他分子晶體一般由分子構(gòu)成，如干冰、冰等。 答案　B 3.下列有關(guān)分子晶體的說法中一定正確的是(　　) A.分子內(nèi)均存在共價鍵 B.分子間一定存

11、在范德華力 C.分子間一定存在氫鍵 D.其結(jié)構(gòu)一定為分子密堆積 解析　稀有氣體元素組成的分子晶體中，不存在由多個原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結(jié)合成晶體，所以不存在任何化學(xué)鍵，A錯誤；分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于所有的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負(fù)性較強(qiáng)的N、O、F原子結(jié)合的氫原子的分子之間或者分子之內(nèi)，B正確，C錯誤；只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式，D錯誤。 答案　B 學(xué)習(xí)任務(wù)二　分子晶體的物理性質(zhì)及應(yīng)用 【合作交流】 觀察下圖冰和干冰的結(jié)構(gòu)，回答下列問題。 1.已知?dú)滏I也有方向性，試分析為什么冬季河水總是從水面上開始結(jié)冰？

12、 提示　由于氫鍵的方向性，使冰晶體中每個水分子與四面體頂角方向的4個分子相互吸引，形成空隙較大的網(wǎng)狀晶體，密度比水小，所以結(jié)的冰會浮在水面上。 2.為什么冰融化為水時，密度增大？ 提示　在冰晶體中，每個分子周圍只有4個緊鄰的水分子，由于水分子之間的主要作用力是氫鍵，氫鍵跟共價鍵一樣具有方向性，即氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引，這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙。當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時，熱運(yùn)動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子間的空隙減小，密度反而增大。 3.為什么干冰的熔、沸點(diǎn)比冰低而密度卻比冰大？ 提示　由于冰中除了

13、范德華力外還有氫鍵作用，破壞分子間作用力較難，所以熔、沸點(diǎn)比干冰高。由于水分子間氫鍵的方向性，導(dǎo)致冰晶體不具有分子密堆積特征，晶體中有相當(dāng)大的空隙，所以相同狀況下冰體積較大。由于CO2分子的相對分子質(zhì)量＞H2O分子的相對分子質(zhì)量，所以干冰的密度大。 4.干冰升華過程中破壞共價鍵嗎？ 提示　干冰升華的過程中破壞分子間作用力，不破壞共價鍵。 【點(diǎn)撥提升】 1.分子晶體的物理性質(zhì) (1)分子晶體具有較低的熔、沸點(diǎn)和較小的硬度。分子晶體熔化時要破壞分子間作用力，由于分子間作用力很弱，所以分子晶體的熔、沸點(diǎn)一般較低，部分分子晶體易升華(如干冰、碘、紅磷、萘等)，且硬度較小。 (2)分子晶體不

14、導(dǎo)電。分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由移動的離子或自由電子，因而分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電。有些分子晶體的水溶液能導(dǎo)電，如HI、乙酸等。 (3)分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律，即極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑。 如：H2O是極性溶劑，SO2、H2S、HBr等都是極性分子，它們在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非極性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非極性溶劑，則Br2、I2等非極性分子易溶于其中，而水則不溶于苯和CCl4中。 2.分子晶體熔、沸點(diǎn)比較規(guī)律 (1)少數(shù)主要以氫鍵作用形成的分子晶體，比一般的分子晶體的熔、沸點(diǎn)高，如含有H—

15、F、H—O、H—N等共價鍵的分子間可以形成氫鍵，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)相對較高。 (2)組成與結(jié)構(gòu)相似，分子之間不含氫鍵而只利用范德華力形成的分子晶體，隨著相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸升高。例如，常溫下Cl2呈氣態(tài)，Br2呈液態(tài)，而I2呈固態(tài)；CO2呈氣態(tài)，CS2呈液態(tài)。 (3)相對分子質(zhì)量相等或相近的極性分子構(gòu)成的分子晶體，其熔、沸點(diǎn)一般比非極性分子構(gòu)成的分子晶體的熔、沸點(diǎn)高，如CO的熔、沸點(diǎn)比N2的熔、沸點(diǎn)高。 (4)有機(jī)物中組成和結(jié)構(gòu)相似且不存在氫鍵的同分異構(gòu)體，相對分子質(zhì)量相同，一般支鏈越多，分子間的相互作用力越弱，熔、沸點(diǎn)越低，如熔、沸點(diǎn)：

16、正戊烷＞異戊烷＞新戊烷。 【例2】　下列物質(zhì)按熔、沸點(diǎn)由高到低順序排列，正確的一組是(　　) A.HF、HCl、HBr、HI B.F2、Cl2、Br2、I2 C.H2O、H2S、H2Se、H2Te D.CI4、CBr4、CCl4、CF4 解析　對結(jié)構(gòu)和組成相似的分子晶體，其熔、沸點(diǎn)隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高，但HF、H2O分子之間都存在氫鍵，熔、沸點(diǎn)反常。所以A中應(yīng)為HF>HI>HBr>HCl；B中應(yīng)為I2>Br2>Cl2>F2；C中應(yīng)為H2O>H2Te>H2Se>H2S；只有D正確。 答案　D (1)影響分子晶體物理性質(zhì)的主要因素是晶體中的分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)

17、。由于分子間作用力比化學(xué)鍵鍵能小得多，因此分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低，硬度也很小。 (2)對組成和結(jié)構(gòu)相似、晶體中不含氫鍵的物質(zhì)來說，隨著相對分子質(zhì)量的增大，范德華力增大，熔點(diǎn)升高。 (3)稀有氣體分子是單原子分子，所以由稀有氣體形成的晶體是分子晶體。 【變式訓(xùn)練】 4.下列有關(guān)分子晶體熔點(diǎn)的高低敘述中，正確的是(　　) A.Cl2＞I2 B.SiCl4＞CCl4 C.PH3＞NH3 D.C(CH3)4＞CH3CH2CH2CH2CH3 解析　NH3分子間存在氫鍵，分子間作用力大，PH3分子間不存在氫鍵，分子間作用力弱，NH3的熔點(diǎn)高于PH3，C不正確；A、B、D選項中均無氫鍵，且

18、固態(tài)時都為分子晶體，物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量大的熔點(diǎn)高，故A不正確，B正確；相對分子質(zhì)量相同的烷烴的同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔點(diǎn)越低，故D不正確。 答案　B 5.干冰熔點(diǎn)很低是由于(　　) A.CO2是非極性分子 B.C===O鍵的鍵能很小 C.CO2化學(xué)性質(zhì)不活潑 D.CO2分子間的作用力較弱 解析　干冰熔化時破壞的分子間作用力。 答案　D 6.下列說法中正確的是(　　) A.C60汽化和I2升華克服的作用力不相同 B.甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它們的熔點(diǎn)相近 C.NaCl和HCl溶于水時，破壞的化學(xué)鍵都是離子鍵 D.常溫下TiCl4是無色透明液體，熔點(diǎn)－23.2

19、 ℃，沸點(diǎn)136.2 ℃，所以TiCl4屬于分子晶體 解析　A中，C60、I2均為分子晶體，汽化或升華時均克服范德華力；B中乙酸分子可形成氫鍵，其熔、沸點(diǎn)比甲酸甲酯高；C中HCl溶于水時破壞的共價鍵。 答案　D 7.AB型的化學(xué)式形成的晶體結(jié)構(gòu)情況多種多樣。下列圖示的幾種結(jié)構(gòu)中最有可能是分子晶體的是(　　) A.①③ B.②⑤ C.⑤⑥ D.③④⑤⑥ 解析　分子晶體中不存在共用，從各圖中可以看出②⑤不存在共用現(xiàn)象，所以最有可能是分子晶體。 答案　B 分層訓(xùn)練 基礎(chǔ)練 1.分子晶體具有某些特征的本質(zhì)原因是(　　) A.組成晶體的基本微粒是分子 B.熔融時不導(dǎo)電

20、C.基本構(gòu)成微粒間以分子間作用力相結(jié)合 D.熔點(diǎn)一般比較低 解析　分子晶體相對于其他晶體來說，熔、沸點(diǎn)較低，硬度較小，本質(zhì)原因是其基本構(gòu)成微粒間的相互作用——范德華力及氫鍵相對于化學(xué)鍵來說比較弱。 答案　C 2.BeCl2熔點(diǎn)較低，易升華，溶于醇和醚，其化學(xué)性質(zhì)與AlCl3相似。由此可推測BeCl2(　　) A.熔融態(tài)不導(dǎo)電 B.水溶液呈中性 C.熔點(diǎn)比BeBr2高 D.不與NaOH溶液反應(yīng) 解析　由題知BeCl2熔點(diǎn)較低，易升華，溶于醇和醚，應(yīng)屬于分子晶體，所以熔融態(tài)不導(dǎo)電；對于組成相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，其熔、沸點(diǎn)越高，因此BeCl2的熔點(diǎn)比BeB

21、r2低；BeCl2化學(xué)性質(zhì)與AlCl3相似，根據(jù)AlCl3能和NaOH溶液反應(yīng)，則BeCl2也可與NaOH溶液反應(yīng)；AlCl3水溶液中由于鋁離子水解而呈酸性，推知BeCl2也具有此性質(zhì)。 答案　A 3.下列各物質(zhì)所形成的晶體中，屬于分子晶體且分子內(nèi)只含極性共價鍵的是(　　) A.CO2 B.O2 C.NH4Cl D.Ar 解析　固體CO2(干冰)是分子晶體，分子內(nèi)只有極性的碳氧共價鍵。O2、Ar是固體都屬于分子晶體，但O2中只有非極性共價鍵，Ar原子間沒有共價鍵。NH4Cl由NH和Cl－組成，是離子化合物，不屬于分子晶體。 答案　A 4.下列能說明固態(tài)氨是分子晶體的事實是(　

22、　) A.氮原子不能形成陽離子 B.銨根離子不能單獨(dú)存在 C.常溫常壓下，氨是氣態(tài)物質(zhì) D.氨極易溶于水 解析　分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低，故常溫常壓下氨呈氣態(tài)，說明固態(tài)氨屬于分子晶體。 答案　C 5.水分子間可通過一種叫“氫鍵”的作用(作用力介于化學(xué)鍵與范德華力大小之間)彼此結(jié)合而形成(H2O)n，在冰中n值為5。即每個水分子被其他4個水分子包圍形成變形四面體，如圖所示為(H2O)5單元，由無限個這樣的四面體通過氫鍵構(gòu)成一個龐大的分子晶體，即冰。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A.1 mol冰中含有4 mol氫鍵 B.1 mol冰中含有4×5 mol氫鍵 C.平均每個水分子

23、只含有2個氫鍵 D.平均每個水分子只含有個氫鍵 解析　由圖可知，每個水分子(處于四面體的中心)與4個水分子(處于四面體的四個頂點(diǎn))形成四個氫鍵，因為每個氫鍵都是由2個水分子共同形成的，所以每個水分子形成的氫鍵數(shù)為4×＝2。 答案　C 6.中學(xué)教材上介紹的干冰晶體是面心立方結(jié)構(gòu)，如圖所示，即每8個CO2構(gòu)成立方體，且在6個面的中心又各占據(jù)1個CO2分子，在每個CO2周圍距離a(其中a為立方體棱長)的CO2有(　　) A.4個 B.8個 C.12個 D.6個 解析　如圖在每個CO2周圍距離a的CO2即為每個面心上的CO2分子，共有8×(3×)＝12個。 答案　C 7.如

24、圖為冰晶體的結(jié)構(gòu)模型，大球代表O，小球代表H。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A.冰晶體中每個水分子與另外4個水分子形成四面體 B.冰晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是共價晶體 C.水分子間通過H—O鍵形成冰晶體 D.冰融化后，水分子之間空隙增大 解析　冰晶體中的水分子是靠氫鍵結(jié)合在一起，氫鍵不是化學(xué)鍵，而是一種分子間作用力，故B、C兩項均錯誤。H2O分子形成氫鍵時沿O的4個sp3雜化軌道形成氫鍵，每個水分子可以與4個水分子形成氫鍵，從而形成空間四面體構(gòu)型，A項正確。因為冰晶體中形成的氫鍵具有方向性和飽和性，故水分子靠氫鍵連接后，分子間空隙變大，因此冰融化成水后，體積減小，水分子之間空隙減小

25、，D項錯誤。 答案　A 8.下列分子晶體：①HCl、②HBr、③HI、④CO、⑤N2、⑥H2的熔點(diǎn)由高到低的順序是(　　) A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥ C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②① 解析　題給六種物質(zhì)都屬于分子晶體且均不存在分子間氫鍵，而相對分子質(zhì)量由大到小的順序是③＞②＞①＞④＝⑤＞⑥，根據(jù)分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的判斷，依據(jù)熔、沸點(diǎn)由高到低的順序為③②①⑥，CO和N2的相對分子質(zhì)量相同，但CO是極性分子，N2是非極性分子，所以熔點(diǎn)前者大于后者都大于H2，故正確順序為③②①④⑤⑥。 答案　C 9.(1)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點(diǎn)為253 K

26、，沸點(diǎn)為376 K，其固體屬于________晶體。 (2)F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應(yīng)Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g) ΔH＝－313 kJ·mol－1，F(xiàn)—F鍵的鍵能為159 kJ·mol－1，Cl—Cl鍵的鍵能為242 kJ·mol－1，則ClF3 中 Cl—F 鍵的平均鍵能為________kJ·mol－1。ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的________(填“高”或“低”)。 (3)C60的晶體結(jié)構(gòu)類似于干冰，則每個C60晶胞的質(zhì)量為____________ g(用含NA的式子表示，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。 解

27、析　(1)該化合物熔點(diǎn)為253 K，沸點(diǎn)為376 K，熔、沸點(diǎn)較低，所以為分子晶體。 (2)根據(jù)焓變的含義可得：242 kJ·mol－1＋3×159 kJ·mol－1－6×ECl－F＝－313 kJ·mol－1，解得Cl—F鍵的平均鍵能ECl－F＝172 kJ·mol－1；組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，所以ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的低。 (3)C60晶體為面心立方結(jié)構(gòu)，所以每個C60晶胞有4個C60分子(面心3個，頂角1個)，所以一個C60晶胞質(zhì)量＝ g＝ g。 答案　(1)分子　(2)172　低　(3) 10.(1)如圖為干冰的晶體結(jié)構(gòu)示意圖。

28、通過觀察分析，每個CO2分子周圍緊鄰等距離的CO2分子有________個，有________種取向不同的CO2分子。將CO2分子視作質(zhì)點(diǎn)，設(shè)晶胞邊長為a pm，則緊鄰的兩個CO2分子的距離為________pm。 (2)在冰晶體中，水分子之間的主要作用力是________，還有________，由于該主要作用力與共價鍵一樣具有________性，故1個水分子周圍只有________個緊鄰的水分子，這些水分子位于________的頂點(diǎn)。這種排列方式使冰晶體中水分子的空間利用率________(填“較高”或“較低”)，故冰的密度比水的密度要________(填“大”或“小”)。 解析　(1)

29、觀察并分析干冰和冰的晶體結(jié)構(gòu)，可知在干冰晶體中，CO2分子排列為面心立方堆積，頂點(diǎn)為一種取向，三對平行面分別為三種不同取向。離頂點(diǎn)的CO2分子最近的是面心的分子，兩者的距離為面對角線的一半，即a pm。每個CO2分子周圍緊鄰且等距離的CO2分子共有12個。(2)在冰晶體中，水分子間的主要作用力是氫鍵，氫鍵具有方向性，1個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子，使冰晶體中水分子的空間利用率較低，分子的間距較大，結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成冰的密度小于水的密度。 答案　(1)12　4　a　(2)氫鍵　范德華力　方向　4　四面體　較低　小 素養(yǎng)練 11.據(jù)報道科研人員應(yīng)用計算機(jī)模擬出結(jié)構(gòu)類似C60的物質(zhì)N6

30、0。已知：①N60分子中每個氮原子均以N—N鍵結(jié)合三個N原子而形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)：②N—N鍵的鍵能為167 kJ·mol－1。請回答下列問題： (1)N60分子組成的晶體為________晶體，其熔、沸點(diǎn)比N2________(填“高”或“低”)，原因是_______________________________________________________。 (2)1 mol N60分解成N2時吸收或放出的熱量是________kJ(已知N≡N鍵的鍵能為942 kJ·mol－1)，表明穩(wěn)定性N60________(填“＞”“＜”或“＝”)N2。 (3)由(2)列舉N60的用途(舉一

31、種)：________。 解析　(1)N60、N2形成的晶體均為分子晶體，因Mr(N60)＞Mr(N2)，故N60晶體中分子的范德華力比N2晶體大，N60晶體的熔、沸點(diǎn)比N2晶體高。 (2)因每個氮原子形成三個N—N鍵，每個N—N鍵被2個N原子共用，故1 mol N60中存在N—N鍵：1 mol×60×3×＝90 mol。發(fā)生的反應(yīng)為N60===30N2，故ΔH＝90×167 kJ·mol－1－30×942 kJ·mol－1＝－13 230 kJ·mol－1＜0，為放熱反應(yīng)，表明穩(wěn)定性：N2＞N60。 (3)由于反應(yīng)放出大量的熱同時生成大量氣體，因此N60可用作高能炸藥。 答案　(1)

32、分子　高　N60、N2均形成分子晶體，且N60的相對分子質(zhì)量大，分子間作用力大，故熔、沸點(diǎn)高 (2)13 230?。? (3)N60可作高能炸藥(其他答案合理也可) 12.(1)德國和美國科學(xué)家制出了由20個碳原子構(gòu)成的空心籠狀分子C20，該籠狀結(jié)構(gòu)是由許多正五邊形構(gòu)成的(如圖所示)。C20分子共有________個正五邊形，共有________個共價鍵，C20晶體屬于________晶體。 (2)目前科學(xué)家擬合成一種“二重結(jié)構(gòu)”的球形分子，即把足球形C60分子容納在足球形Si60分子中，外面的硅原子與里面的碳原子以共價鍵相結(jié)合。下列關(guān)于這種物質(zhì)的敘述不正確的是________(填序

33、號)。 A.該物質(zhì)是一種新型化合物 B.該物質(zhì)是兩種單質(zhì)組成的混合物 C.該晶體屬于分子晶體 D.該物質(zhì)具有極高的熔、沸點(diǎn) 解析　(1)根據(jù)“由20個碳原子構(gòu)成的空心籠狀分子”可判斷該物質(zhì)一定是分子晶體。根據(jù)其結(jié)構(gòu)可知每個碳原子形成3個C—C鍵，每個共價鍵被2個碳原子共用，所以含有的共價鍵數(shù)是＝30。因為每個共價鍵被2個正五邊形共用，所以平均每個正五邊形含有的共價鍵數(shù)是＝2.5，故C20分子共有＝12個正五邊形。(2)該物質(zhì)是一種“二重結(jié)構(gòu)”的球形分子，故A項正確；該物質(zhì)中碳原子和硅原子間形成共價鍵，因此它是化合物，故B項錯誤；該晶體是由分子構(gòu)成的，屬于分子晶體，故C項正確；該晶體屬

34、于分子晶體，熔、沸點(diǎn)較低，故D項錯誤。 答案　(1)12　30　分子　(2)BD 13.在我國南海300～500 m海底深處沉積物中存在著大量的“可燃冰”，其主要成分為甲烷水合物。在常溫、常壓下它會分解成水和甲烷，因而得名。請回答下列問題： (1)甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是__________(填序號)。 A.甲烷晶胞中的球只代表一個C原子 B.晶體中1個CH4分子中有12個緊鄰的CH4分子 C.CH4熔化時需克服共價鍵 D.1個CH4晶胞中含有8個CH4分子 E.CH4是非極性分子 (2)水在不同的溫度和壓強(qiáng)條件下可以形成多種不同結(jié)構(gòu)的晶體，冰晶體結(jié)構(gòu)

35、有多種。其中冰-Ⅶ的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示。 ①水分子的立體結(jié)構(gòu)是________形，在酸性溶液中，水分子容易得到一個H＋，形成水合氫離子(H3O＋)，水分子能與H＋形成配位鍵，其原因是在氧原子上有________________，應(yīng)用價層電子對互斥理論(或模型)推測H3O＋的形狀為________。 ②實驗測得冰中氫鍵的作用能為18.5 kJ·mol－1，而冰的熔化熱為5.0 kJ·mol－1，這說明_______________________________________________________ ______________________________________

36、_________________。 (3)用x、y、z分別表示H2O、H2S、H2Se的沸點(diǎn)(℃)，則x、y、z的大小關(guān)系是________，其判斷依據(jù)是_______________________________________________________ _______________________________________________________。 解析　(1)CH4是分子晶體，熔化時克服范德華力。晶胞中的球體代表的是一個甲烷分子，并不是一個C原子。以該甲烷晶胞分析，位于頂點(diǎn)的某一個甲烷分子與其距離最近的甲烷分子有3個而這3個甲烷分子在面上，因此每個都被共用

37、2次，故與1個甲烷分子緊鄰的甲烷分子有3×8×＝12(個)。甲烷晶胞屬于面心立方晶胞，該晶胞中甲烷分子的個數(shù)為8×＋6×＝4(個)。CH4分子為正四面體結(jié)構(gòu)，C原子位于正四面體的中心，結(jié)構(gòu)對稱，CH4是非極性分子。 (2)①水分子中O原子的價電子對數(shù)＝＝4，孤電子對數(shù)為2，所以水分子為V形，H2O分子能與H＋形成配位鍵，其原因是在O原子上有孤電子對，H＋有空軌道。H3O＋價電子對數(shù)＝4，含有1對孤電子對，故H3O＋為三角錐形。②冰中氫鍵的作用能為18.5 kJ·mol－1，而冰的熔化熱為5.0 kJ·mol－1，說明冰熔化為液態(tài)水時只是破壞了一部分氫鍵，并且液態(tài)水中仍存在氫鍵。 (3)水分

38、子間存在氫鍵，H2Se與H2S分子間不存在氫鍵，但H2Se的相對分子質(zhì)量大于H2S相對分子質(zhì)量，H2Se分子間范德華力大于H2S分子間范德華力。 答案　(1)BE　(2)①V　孤電子對　三角錐形?、诒刍癁橐簯B(tài)水時只破壞了一部分氫鍵，液態(tài)水中仍存在氫鍵　(3)x＞z＞y　水分子間可以形成氫鍵，H2Se的相對分子質(zhì)量大于H2S，故有沸點(diǎn)：H2O＞H2Se＞H2S 14.下表數(shù)據(jù)是對應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)： 物質(zhì) 熔點(diǎn)/℃ AlF3 1 291 AlCl3 190 BCl3 －107 NCl3 －40 (1)BCl3分子構(gòu)型為平面三角形，則BCl3分子為________(填“極性”

39、或“非極性”，下同)分子，其分子中的共價鍵類型為________鍵。 (2)BF3的熔點(diǎn)比BCl3________(填“高”、“低”或“無法確定”)；下列化學(xué)用語中，能正確表示BF3分子的是________(填編號)。 (3)氯化鋁是________(填“離子”或“共價”)化合物，AlCl3屬于________(填“強(qiáng)”或“弱”)電解質(zhì)，它的晶體類型為________。設(shè)計一個可靠的實驗，判斷氯化鋁是離子化合物還是共價化合物。你設(shè)計的實驗是_______________________________________________________ _______________________________________________________。 (4)AlCl3在177.8 ℃時升華，氣態(tài)或熔融態(tài)以Al2Cl6形式存在，則可推知Al2Cl6在固態(tài)屬于________晶體，Al2Cl6中________(填“存在”或“不存在”)配位鍵。 答案　(1)非極性　極性　(2)低　bd (3)共價　強(qiáng)　分子晶體　在熔融狀態(tài)下，驗證其是否導(dǎo)電，若不導(dǎo)電是共價化合物 (4)分子　存在