3.2.1分子晶体与共价晶体（1）知识点+专题突破+专项训练模式导学案-2024-2025学年高二化学上学期同步课件+导学案 （人教版2019选择性必修2）

分子晶体与共价晶体（1） 导学学案 课程内容： 分子晶体的概念、构成、微粒间作用力、结构特点、物理性质、常见的分子 1. 学习目标 ⑴能辨识常见的分子晶体，并从微观角度分析其构成微粒间的作用及对物理性质的影响. ⑵利用分子晶体的通性推断常见分子晶体，理解微粒堆积模型，能用均摊法分析晶胞. ⑶结合实例描述分子晶体中微粒排列的周期性规律. 2.重 点 ⑴分子晶体的结构与物理性质，如熔沸点低、硬度小等特点及原因. ⑵常见分子晶体的判断，依据物质类别、构成微粒及微粒间作用力等判断方法. 3.难 点 ⑴分子晶体的结构与物理性质的关系，理解分子间作用力对熔沸点、硬度等性质的影响机制. ⑵不同类型分子晶体的结构特点，如干冰的分子密堆积、冰的非密堆积及氢键对其结构的影响. 4.核心素养 ⑴宏观辨识与微观探析：从宏观角度认识分子晶体的物理性质，从微观角度分析分子晶体的构成微粒、微粒间作用力及堆积方式，理解二者联系. ⑵证据推理与模型认知：借助分子晶体模型等证据，推理分子晶体的性质，建立分子晶体结构与性质关系的认知模型，解释相关现象. 第一部分：课业知识精讲 一、分子晶体的概念与构成微粒 1.概念：分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体。 2.构成微粒：构成分子晶体的微粒是分子，分子晶体中只含分子。如稀有气体（单原子分子）、卤素单质（双原子分子）、水（H2O）、二氧化碳（CO2）、氨气（NH3）、硫酸（H2SO4）等物质形成的晶体。 二、分子晶体中的微粒间作用力 1.范德华力：普遍存在于分子之间，相对较弱，影响分子晶体的熔沸点、硬度等物理性质。例如，常温下氯气（Cl2）为气态，溴（Br2）为液态，碘（I2）为固态，就是因为随着相对分子质量增大，范德华力增强，熔沸点逐渐升高。 2. 氢键：某些分子间存在的较强的相互作用，如冰中存在分子间氢键，使冰的结构较为疏松，导致冰的密度比液态水小，且熔沸点有所升高。 三、常见分子晶体的结构特点 1.干冰：CO2分子呈面心立方最密堆积，每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有 12 个，其晶胞为面心立方晶胞，在晶胞中CO2分子位于顶点和面心位置。 2.冰：存在分子间氢键，呈现四面体结构，每个水分子与周围 4 个水分子通过氢键相连，形成空旷的网状结构，导致冰的体积膨胀，密度变小。 四、分子晶体的物理性质 1.熔沸点：分子晶体的熔沸点相对较低。因为分子间作用力较弱，克服这些作用力所需的能量较小。例如，干冰在常压下 - 78.5℃就会升华，这是因为CO₂分子间主要是较弱的范德华力，很容易被破坏。 2.硬度：一般硬度较小。分子晶体中的分子间作用力在受到外力作用时容易被破坏，所以这类晶体通常较软，如石蜡可以轻易被刮下、按压变形。 3.导电性：分子晶体在固态和熔融状态下一般不导电。因为分子晶体中没有自由移动的离子或电子，但是有些分子晶体在水溶液中可能会导电，如HCl分子晶体，溶于水后形成盐酸，能电离出氢离子（H+）和氯离子（Cl-）而导电。 4.溶解性：分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。例如：H2O是极性溶剂，SO2、H2S、HBr等都是极性分子，它们在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非极性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非极性溶剂，则Br2、I2等非极性分子易溶于其中，而水则不溶于苯和CCl4中。 五、常见的分子晶体 1.非金属氢化物：像水（H₂O）、氨（NH₃）等，它们的晶体结构是由分子通过分子间作用力构成。 2.部分非金属单质：如碘（I₂）、白磷（P₄）、C60等。以C60为例，C60分子之间通过范德华力结合形成分子晶体。 3.部分非金属氧化物：典型的是二氧化碳（CO₂）形成的干冰，它是由CO₂分子以分子间作用力堆积而成的分子晶体。 4.几乎所有的酸：如硫酸（H₂SO₄）、硝酸（HNO₃），在固态时也是分子晶体。 第二部分：重点专题突破 专题一：分子晶体的判断 ①下列物质属于分子晶体的是（ ） A. 石墨 B. 食盐 C. 冰醋酸 D. 纯碱 答案：C 解析：石墨属于混合型晶体，A 项错误；食盐（氯化钠）是离子晶体，B 项错误；冰醋酸（乙酸）是由分子构成的，属于分子晶体，C 项正确；纯碱（碳酸钠）是离子晶体，D 项错误。判断依据是分子晶体由分子构成，物质在固态时主要通过分子间作用力结合在一起，常见的分子晶体包括大多数非金属单质（如氢气、氧气等）、非金属氢化物（如水、氨气等）、部分非金属氧化物（如二氧化碳等）、几乎所有的酸（如硫酸、硝酸等）以及大多数有机物（如乙醇、蔗糖等）。 ②下列晶体中，微粒间的作用力属于分子间作用力的是（ ） A. 硅晶体 B. 氨晶体 C. 氯化钠晶体 D. 铁晶体 答案：B 解析：硅晶体中微粒间作用力是共价键，A 错误；氨晶体中氨分子间作用力是分子间作用力，B 正确；氯化钠晶体中微粒间作用力是离子键，C 错误；铁晶体中微粒间作用力是金属键，D 错误。 ③下列物质的晶体中，属于分子晶体的是（ ） A. 二氧化硅 B. 氦气 C. 氯化铵 D. 金刚石 答案：B 解析：A 选项二氧化硅是共价晶体；C 选项氯化铵是离子晶体；D 选项金刚石是共价晶体；而氦气是单原子分子，其晶体属于分子晶体。分子晶体是由分子通过分子间作用力构成的晶体，稀有气体均为单原子分子，属于分子晶体范畴。 专题二：概念理解辨析题 ①下列关于分子晶体的说法中，不正确的是（ ） A. 分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B. 分子晶体在固态或熔融态时均不导电 C. 碘晶体升华时，共价键不发生断裂 D. 冰融化时，水分子间的氢键部分被破坏 答案：A 解析：分子的稳定性由分子内共价键的强弱决定，与分子间作用力无关，A 错误；分子晶体中没有自由移动的离子或电子，固态或熔融态均不导电，B 正确；碘晶体升华是分子间距离增大，共价键不被破坏，C 正确；冰融化时，部分氢键断裂，D 正确。 ②下列关于氢键的说法中，正确的是（ ） A. 氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键 B. 因为液态水中存在氢键，所以水比硫化氢稳定 C. 氨溶于水后氨分子与水分子之间形成氢键 D. 邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点高 答案：C 解析：氢键比分子间作用力强，但不属于化学键，A 错误；水比硫化氢稳定是因为 H—O 键比 H—S 键强，与氢键无关，B 错误；氨溶于水后，氨分子与水分子间可形成氢键，C 正确；邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，对羟基苯甲醛形成分子间氢键，所以对羟基苯甲醛沸点高，D 错误。 ③下列说法正确的是（ ） A. 分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键 B. 分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸 C. 含有金属阳离子的晶体一定是离子化合物 D. 元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强 答案：A 解析：稀有气体形成的分子晶体中不存在共价键，A 正确；甲酸（HCOOH）含两个氢原子，但为一元酸，B 错误；金属晶体中含有金属阳离子，C 错误；氮气中氮元素非金属性较强，但氮气性质稳定，D 错误。 专题三：分子晶体的结构 ①在干冰晶体中，每个二氧化碳分子周围紧邻的二氧化碳分子有（ ） A. 4 个 B. 6 个 C. 8 个 D. 12 个 答案：D 解析：干冰晶体是面心立方结构，每个二氧化碳分子位于面心和顶点上，以一个顶点的二氧化碳分子为例，它与周围三个面心的二氧化碳分子距离最近且相等，通过空间想象和晶胞结构分析可知，每个二氧化碳分子周围紧邻的二氧化碳分子有 12 个。这种结构是由于二氧化碳分子间的范德华力作用，使其在空间上呈现出这种紧密堆积的形式，以达到能量相对较低的稳定状态。 ②干冰的晶胞结构如图所示，一个干冰晶胞中含有 个二氧化碳分子 . 答案：4 解析：干冰晶胞为面心立方晶胞，二氧化碳分子位于顶点和面心。顶点的二氧化碳分子为8个晶胞共有，面心的二氧化碳分子为2个晶胞共有，则一个晶胞中二氧化碳分子数为 8*1/8+6*1/2=4 个。 ③甲醛（CH₂O）的晶体是______晶体，1 个甲醛分子中含有_____个 σ 键和_____个 π 键。 答案：分子；3；1 解析：甲醛由分子构成，是分子晶体。甲醛分子中，C—H 键是 σ 键，C=O 双键中有 1 个 σ 键和 1 个 π 键，所以 1 个甲醛分子中含有 3 个 σ 键和 1 个 π 键。 专题四：分子晶体的物理性质及应用 ①下列关于分子晶体熔沸点高低的比较中，正确的是（ ） A. Cl₂ > I₂ B. CCl₄ > CF₄ C. NH₃ < PH₃ D. CO₂ > H₂O 答案：B 解析：对于分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高，但 A 选项中 I₂的相对分子质量大于 Cl₂，所以熔沸点 I₂ > Cl₂；B 选项中 CCl₄和 CF₄都是分子晶体，且 CCl₄的相对分子质量大于 CF₄，所以 CCl₄的熔沸点高于 CF₄；C 选项中 NH₃分子间存在氢键，使得其熔沸点高于 PH₃；D 选项中 H₂O 分子间存在氢键，所以 H₂O 的熔沸点高于 CO₂。分子晶体熔沸点主要受分子间作用力（包括范德华力和氢键）影响，一般来说，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，有氢键的分子晶体熔沸点反常地高。 ②下列关于分子晶体性质的描述，不正确的是（ ） A. 分子晶体的熔沸点较低 B. 分子晶体在固态和熔融状态下均不导电 C. 分子晶体的硬度较大 D. 分子晶体的溶解性一般遵循“相似相溶”原理 答案：C 解析：分子晶体间靠较弱的分子间作用力结合，熔沸点较低，A正确；分子晶体中无自由移动的离子或电子，固态和熔融态均不导电，B正确；分子晶体硬度较小，C错误；根据相似相溶原理，非极性分子易溶于非极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，D正确。 ③简述分子晶体的一般物理性质特点，并从微观角度解释其熔沸点较低的原因。 答案：分子晶体的一般物理性质特点为：熔沸点较低、硬度较小、固态和熔融状态下一般不导电（部分溶于水可能导电）、溶解性遵循“相似相溶”原理等。从微观角度看，分子晶体中相邻分子间靠较弱的分子间作用力（如范德华力和氢键等）结合在一起。与离子键、共价键相比，分子间作用力较弱，在加热过程中，相对较小的能量就能克服这些作用力，使分子间距离增大，从而使物质由固态变为液态或气态，所以分子晶体熔沸点较低。 ④已知某化合物在常温常压下呈气态，其水溶液能导电，且该化合物由两种短周期元素组成。试推断该化合物可能是什么晶体类型，并举例说明。 答案：该化合物可能是分子晶体，如氯化氢（HCl）。 解析：化合物常温常压下呈气态，说明其沸点较低，这符合分子晶体的特点。其水溶液能导电，是因为氯化氢分子在水溶液中能电离出氢离子和氯离子，而分子晶体在固态和熔融态不导电，但某些分子晶体在水溶液中可因发生电离而导电，所以可推断该化合物可能是分子晶体，类似的还有氨气（NH₃）等物质也符合这一特点，它们在水溶液中分别形成盐酸和氨水，能够导电。 专题五：考查微粒间作用力 ①干冰升华时，克服的作用力是（ ） A. 共价键 B. 离子键 C. 分子间作用力 D. 氢键 答案：C 解析：干冰是分子晶体，升华时克服分子间作用力，C 正确；共价键在化学反应中才可能被破坏，A 错误；干冰中不存在离子键，B 错误；干冰中不存在氢键，D 错误。 ②下列物质在变化过程中，只需克服分子间作用力的是（ ） A. 食盐溶解 B. 铁的熔化 C. 干冰升华 D. 氯化铵的分解 答案：C 解析：食盐溶解克服离子键，A 错误；铁的熔化克服金属键，B 错误；干冰升华克服分子间作用力，C 正确；氯化铵的分解克服离子键和共价键，D 错误。 ③已知冰中水分子间存在氢键，其结构如图所示。解释冰的密度比液态水小的原因： 答案：冰中水分子间形成氢键，呈现四面体结构，每个水分子与周围4个水分子通过氢键相连，形成空旷的网状结构，导致冰的体积膨胀，密度变小。 解析：液态水中分子间的氢键较少且不断变化，分子排列相对紧密。而冰中水分子通过氢键形成规则的四面体网状结构，空隙较大，体积膨胀，在质量不变的情况下，体积越大，密度越小。 ④冰晶体中，水分子之间的主要作用力是______，1 个水分子周围紧邻的水分子有____个。 答案：氢键；4 解析：冰中水分子间存在氢键，这是其主要的作用力，且每个水分子与周围 4 个水分子形成氢键，从而在空间上呈现出特定的四面体结构，使得冰具有一些独特的物理性质，如密度比液态水小等。 第三部分：课后专项训练 一、选择题 1. 下列物质属于分子晶体的是（ ） A. 金刚石 B. 氯化钠 C. 干冰 D. 氢氧化钠 答案：C 解析：金刚石是原子晶体，A 错误；氯化钠是离子晶体，B 错误；干冰是固态二氧化碳，由二氧化碳分子构成，属于分子晶体，C 正确；氢氧化钠是离子晶体，D 错误。分子晶体由分子构成，微粒间作用力是分子间作用力。 2. 下列物质的晶体类型与其他几种不同的是（ ） A. 冰醋酸 B. 硝酸铵 C. 蔗糖 D. 硫黄 答案：B 解析：冰醋酸、蔗糖、硫黄都是分子晶体，硝酸铵是离子晶体，B 正确。 3. 下列物质的熔沸点高低顺序正确的是（ ） A. F₂＞Cl₂＞Br₂＞I₂ B. CF₄＞CCl₄＞CBr₄＞CI₄ C. H₂O＞H₂S＞H₂Se＞H₂Te D. CH₄＜SiH₄＜GeH₄＜SnH₄ 答案：D 解析：对于分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高，A 中应为 I₂＞Br₂＞Cl₂＞F₂；B 中应为 CI₄＞CBr₄＞CCl₄＞CF₄；C 中 H₂O 分子间存在氢键，熔沸点最高，应为 H₂O＞H₂Te＞H₂Se＞H₂S；D 中相对分子质量依次增大，熔沸点升高，正确。 4. 下列分子晶体中，关于熔沸点高低的叙述中，正确的是（ ） A. Cl₂＞I₂ B. SiCl₄＞CCl₄ C. NH₃＜PH₃ D. C(CH₃)₄＞CH₃CH₂CH₂CH₃ 答案：B 解析：A 中 I₂的相对分子质量大于 Cl₂，熔沸点 I₂＞Cl₂；B 中 SiCl₄的相对分子质量大于 CCl₄，熔沸点 SiCl₄＞CCl₄；C 中 NH₃分子间存在氢键，熔沸点 NH₃＞PH₃；D 中 C(CH₃)₄的支链比 CH₃CH₂CH₂CH₃多，熔沸点 C(CH₃)₄＜CH₃CH₂CH₂CH₃。 5. 下列分子中，所有原子都满足最外层 8 电子稳定结构的是（ ） A. 光气（COCl₂） B. 六氟化硫（SF6） C. 二氟化氙（XeF₂） D. 三氟化硼（BF₃） 答案：A 解析：光气中 C 原子形成 4 对共用电子对，O 原子形成 2 对共用电子对，Cl 原子形成 1 对共用电子对，所有原子都满足最外层 8 电子稳定结构，A 正确；SF6中 S 原子最外层有 12 个电子，B 错误；XeF₂中 Xe 原子最外层有 10 个电子，C 错误；BF₃中 B 原子最外层有 6 个电子，D 错误。 6. 分子晶体具有某些特征的本质原因是（ ） A. 组成晶体的微粒是分子 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. 熔点一般比原子晶体低 答案：C 解析：分子晶体的本质特征是晶体内微粒间以分子间作用力相结合，这决定了其熔沸点较低、硬度较小等性质，C 正确；A 是分子晶体的构成，不是本质原因；B 是分子晶体的性质表现；D 是与其他晶体比较的结果，不是本质原因。 7. 下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是（ ） A. 碘升华 B. 氯化钠颗粒被粉碎 C. 酒精溶于水 D. 从 NH₄HCO₃中闻到了刺激性气味 答案：D 解析：碘升华破坏分子间作用力，A 错误；氯化钠颗粒被粉碎破坏离子键，B 错误；酒精溶于水破坏分子间作用力，C 错误；NH₄HCO₃分解产生氨气，有共价键和离子键被破坏，D 正确。 8. 下列关于分子晶体的叙述中，错误的是（ ） A. 构成分子晶体的微粒是分子 B. 分子晶体在固态时不能导电 C. 分子晶体中存在独立的分子 D. 分子晶体的熔沸点只与范德华力有关 答案：D 解析：分子晶体熔沸点与分子间作用力、氢键等有关，D 错误；构成分子晶体的微粒是分子，A 正确；固态时无自由移动离子或电子，不导电，B 正确；存在独立分子，C 正确。 9. 下列事实与氢键有关的是（ ） A. 水加热到很高的温度都难以分解 B. 水结成冰体积膨胀，密度变小 C. CH₄、SiH₄、GeH₄、SnH₄熔点随相对分子质量增大而升高 D. HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱 答案：B 解析：水加热难分解是因为 H—O 键稳定，与氢键无关，A 错误；水结成冰时，氢键使水分子形成四面体结构，体积膨胀，密度变小，B 正确；CH₄等熔点变化是因为分子间作用力随相对分子质量增大而增大，与氢键无关，C 错误；HF 等热稳定性与共价键强弱有关，与氢键无关，D 错误。 10. 下列有关分子晶体的说法中正确的是（ ） 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 答案：B 解析：稀有气体分子内不存在共价键，A 错误；分子晶体中分子间一定存在范德华力，B 正确；不是所有分子晶体分子间都有氢键，C 错误；有些分子晶体不是分子密堆积，如冰，D 错误。 11. 当 S8分子形成单斜硫时，下列有关说法中正确的是（ ） A. 分子的空间结构发生了变化 B. 分子的化学键发生了变化 C. 分子间作用力发生了变化 D. 原子间的共价键发生了变化 答案：A 解析：S8分子形成单斜硫时，分子的空间结构发生变化，A 正确；化学键未发生变化，B、D 错误；分子间作用力可能有变化，但不是主要的，C 错误。 12. 下列分子晶体：①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N₂ ⑥H₂，熔沸点由高到低的顺序是（ ） A. ①②③④⑤⑥ B. ③②①⑤④⑥ C. ③②①④⑤⑥ D. ⑥⑤④③②① 答案：C 解析：相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高，所以 HI＞HBr＞HCl，CO 和 N₂相对分子质量相近，但 CO 是极性分子，分子间作用力略强，熔沸点 CO＞N₂，H₂相对分子质量最小，熔沸点最低，故顺序为③②①④⑤⑥。 13. 下列关于分子晶体的叙述中，正确的是（ ） A. 分子晶体中只存在分子间作用力 B. 分子晶体的熔沸点一般较低 C. 分子晶体中一定含有共价键 D. 分子晶体熔化时不破坏共价键 答案：B 解析：分子晶体中微粒间存在分子间作用力，分子内可能有共价键，A、C 错误；分子晶体熔沸点一般较低，B 正确；有些分子晶体熔化时破坏共价键，如干冰升华不破坏共价键，但HI受热分解，破坏共价键，D 错误。 14. 下列有关氢键的说法中错误的是（ ） A. 氢键是一种相对比较弱的化学键 B. 通常说氢键是较强的分子间作用力 C. 氢键是由于氢原子与非金属性极强的原子相互作用而形成的 D. 分子间形成氢键会使物质的熔沸点升高 答案：A 解析：氢键不是化学键，是较强的分子间作用力，A 错误，B 正确；氢键是氢原子与 N、O、F 等非金属性极强的原子相互作用形成的，C 正确；分子间形成氢键会使物质熔沸点升高，D 正确。 15. 下列物质的晶体中，不存在分子的是（ ） A. 二氧化硅 B. 二氧化硫 C. 二氧化碳 D. 二硫化碳 答案：A 解析：二氧化硅是原子晶体，不存在分子，A 正确；二氧化硫、二氧化碳、二硫化碳都是分子晶体，存在分子，B、C、D 错误。 16. 下列关于分子晶体的性质叙述中，错误的是（ ） A. 分子晶体的硬度一般较小 B. 分子晶体的熔沸点一般较低 C. 分子晶体的导电性一般较差 D. 分子晶体的溶解性一般较差 答案：D 解析：分子晶体硬度一般较小，A 正确；熔沸点一般较低，B 正确；固态和熔融态一般不导电，导电性差，C 正确；分子晶体溶解性遵循“相似相溶”原理，有的溶解性较好，D 错误。 17. 下列分子晶体在熔化时，只破坏范德华力的是（ ） A. 冰 B. 固体碘 C. 生石灰 D. 白磷 答案：B 解析：冰熔化时破坏氢键和范德华力，A 错误；固体碘熔化时只破坏范德华力，B 正确； 生石灰熔化时破坏离子键，C 错误；白磷熔化时破坏共价键和分子间作用力，D 错误。 18. 下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（ ） A. C（金刚石）和 CO₂ B. NaBr 和 HBr C. CH₄和 H₂O D. Cl₂和 KCl 答案：C 解析：金刚石是原子晶体，CO₂是分子晶体，A 错误；NaBr 是离子晶体，HBr 是分子晶体，B 错误；CH₄和 H₂O 都是分子晶体，都只含共价键，C 正确；Cl₂是分子晶体，KCl 是离子晶体，D 错误。 19. 下列物质中，属于分子晶体且不能跟氧气反应的是（ ） A. 石灰石 B. 石英 C. 白磷 D. 固体氖 答案：D 解析：石灰石是离子晶体，A 错误；石英是原子晶体，B 错误；白磷能与氧气反应，C 错误；固体氖是分子晶体且不与氧气反应，D 正确。 20. 下列晶体中，不是分子晶体的是（ ） A. 氯化铵 B. 硫酸 C. 氦气 D. 三氧化硫 答案：A 解析：氯化铵是离子晶体，A 错误；硫酸、三氧化硫是分子晶体，氦气是单原子分子晶体，B、C、D 正确。 二、填空题 1. 干冰是常见的分子晶体，其晶胞中平均含有____________个 CO₂分子。 答案：4 解析：干冰的晶胞为面心立方晶胞，CO₂分子位于顶点和面心。顶点 CO₂分子为 8 个晶胞共有，面心的 CO₂分子为 2 个晶胞共有，则一个晶胞中 CO₂分子数为 8*1/8+6*1/2=4个。 2. 冰中水分子间除了存在范德华力外，还存在______，这使得冰的密度比液态水______（填“大”或“小”）。 答案：氢键；小 解析：冰中水分子间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，使水分子形成较为空旷的四面体结构，体积增大，所以冰的密度比液态水小。 3. 分子晶体的硬度一般较______（填“大”或“小”），因为其微粒间的作用力是______。 答案：小；分子间作用力 解析：分子间作用力较弱，在外力作用下，分子晶体中的分子容易相对滑动，所以硬度一般较小。 4. 对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越______，熔沸点越______（填“高”或“低”）。 答案：强；高 解析：相对分子质量越大，分子的色散力等分子间作用力越强，克服这些作用力使物质熔化或气化所需的能量越高，熔沸点也就越高，如卤族元素的氢化物，从 HF 到 HI，熔沸点逐渐升高（HF 因氢键除外）。 5. 硫化氢（H₂S）属于______晶体，在常温常压下是______态（填“气”“液”或“固”）。 答案：分子；气 解析：H₂S 由分子构成，属于分子晶体，其分子间作用力较弱，常温常压下为气态。 6. 氨（NH₃）分子间存在______，所以氨的熔沸点比同主族的磷化氢（PH₃）______（填“高”或“低”）。 答案：氢键；高 解析：NH₃分子间存在氢键，而 PH₃分子间只有范德华力，氢键比范德华力强，所以 NH₃的熔沸点比 PH₃高。 7.  硒化氢（H₂Se）的沸点比硫化氢（H₂S）（填“高”或“低”），原因是： ______________________________________________________________________________。 答案：高；H₂Se 的相对分子质量比 H₂S 大，分子间作用力更强 解析：对于分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高。H₂Se 的相对分子质量大于 H₂S，所以 H₂Se 的沸点更高。 8. 二氧化碳（CO₂）晶体中，每个 CO₂分子周围紧邻的 CO₂分子有____________个。 答案：12 解析：CO₂晶体是面心立方结构，以一个 CO₂分子为中心，它与周围 12 个 CO₂分子距离最近且相等，所以每个 CO₂分子周围紧邻的 CO₂分子有 12 个。 9. 硫酸（H₂SO₄）在固态时属于______晶体，硫酸分子间主要的作用力是____________。 答案：分子；范德华力 解析：硫酸由分子构成，固态时是分子晶体，分子间主要作用力是范德华力。 10. 四氯化碳（CCl₄）的晶体类型是____________，其熔点比四碘化碳（CI₄）______（填“高”或“低”）。 答案：分子晶体；低 解析：CCl₄和 CI₄都是分子晶体，CI₄的相对分子质量大于 CCl₄，分子间作用力更强，所以 CI₄的熔点更高，CCl₄的熔点更低。 11. 分子晶体在固态和熔融态时一般不导电，是因为其晶体中不存在__________________。 答案：自由移动的离子或电子 解析：分子晶体由分子构成，在固态和熔融态时，分子内的化学键未被破坏，没有自由移动的离子或电子，所以一般不导电。 12. 氧气（O₂）转化为臭氧（O₃）的过程中，____________（填“有”或“没有”）化学键的断裂和形成，该过程属于____________（填“物理”或“化学”）变化。 答案：有；化学 解析：氧气转化为臭氧，有新物质生成，属于化学变化，在这个过程中，氧原子之间的化学键发生了断裂和重新形成。 13. 二氧化碳（CO₂）晶体升华时，（填“有”或“没有”） 破坏共价键，原因是： 。 答案：没有；升华只是克服分子间作用力，CO₂分子内的共价键未被破坏 解析：CO₂升华是物理变化，由固态变为气态，只是分子间距离增大，克服的是分子间作用力，而 CO₂分子内的共价键没有被破坏。 14. 苯（C6H6）属于____________晶体，其分子间作用力主要是__________________。 答案：分子；范德华力 解析：苯由分子构成，属于分子晶体，分子间主要作用力是范德华力。 15. 分子晶体的熔沸点较低，是因为分子间作用力比____________（填“离子键”“共价键”等）弱得多。 答案：离子键、共价键 解析：离子键和共价键的键能相对较大，而分子间作用力相对较弱，所以分子晶体在加热时，只需较少的能量就能克服分子间作用力，使其熔沸点较低。 16. 碘（I₂）升华的过程中，克服的作用力是____________，该过程中碘分子的______（填“化学性质”或“物理性质”）不变。 答案：范德华力；化学性质 解析：碘升华是由固态直接变为气态，克服的是分子间的范德华力，在此过程中，碘分子没有发生化学反应，化学性质不变。 17. 五氧化二磷（P2O5）的晶体属于______晶体，其微粒间的作用力是____________。 答案：分子；范德华力 解析：P2O5由分子构成，是分子晶体，微粒间作用力是范德华力。 18. 分子晶体的溶解性一般遵循“相似相溶”原理，即非极性溶质一般易溶于__________ 溶剂，极性溶质一般易溶于____________溶剂。 答案：非极性；极性 解析：“相似相溶”原理是指溶质和溶剂的极性相似时，溶解性较好。非极性溶质与非极性溶剂分子间作用力相似，易相互溶解；极性溶质与极性溶剂分子间作用力相似，也易相互溶解。 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 分子晶体与共价晶体（1） 导学学案 课程内容： 分子晶体的概念、构成、微粒间作用力、结构特点、物理性质、常见的分子 1. 学习目标 ⑴能辨识常见的分子晶体，并从微观角度分析其构成微粒间的作用及对物理性质的影响. ⑵利用分子晶体的通性推断常见分子晶体，理解微粒堆积模型，能用均摊法分析晶胞. ⑶结合实例描述分子晶体中微粒排列的周期性规律. 2.重 点 ⑴分子晶体的结构与物理性质，如熔沸点低、硬度小等特点及原因. ⑵常见分子晶体的判断，依据物质类别、构成微粒及微粒间作用力等判断方法. 3.难 点 ⑴分子晶体的结构与物理性质的关系，理解分子间作用力对熔沸点、硬度等性质的影响机制. ⑵不同类型分子晶体的结构特点，如干冰的分子密堆积、冰的非密堆积及氢键对其结构的影响. 4.核心素养 ⑴宏观辨识与微观探析：从宏观角度认识分子晶体的物理性质，从微观角度分析分子晶体的构成微粒、微粒间作用力及堆积方式，理解二者联系. ⑵证据推理与模型认知：借助分子晶体模型等证据，推理分子晶体的性质，建立分子晶体结构与性质关系的认知模型，解释相关现象. 第一部分：课业知识精讲 一、分子晶体的概念与构成微粒 1.概念：分子间通过 相结合形成的晶体叫分子晶体。 2.构成微粒：构成分子晶体的微粒是 ，分子晶体中只含 。如稀有气体（ 原子分子）、卤素单质（ 原子分子）、水（H2O）、二氧化碳（CO2）、氨气（NH3）、硫酸（H2SO4）等物质形成的晶体。 二、分子晶体中的微粒间作用力 1.范德华力：普遍存在于 之间，相对较 ，影响分子晶体的熔沸点、硬度等 性质。例如，常温下氯气（Cl2）为 态，溴（Br2）为 态，碘（I2）为 态，就是因为随着相对分子质量 ，范德华力 ，熔沸点逐渐 。 2. 氢键：某些分子间存在的较 的相互作用，如冰中存在分子 氢键，使冰的结构较为疏松，导致冰的密度比液态水 ，且熔沸点有所 。 三、常见分子晶体的结构特点 1.干冰：CO2分子呈 最密堆积，每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有 个，其晶胞为 晶胞，在晶胞中CO2分子位于 和 位置。 2.冰：存在分子 氢键，呈现 结构，每个水分子与周围 个水分子通过 相连，形成空旷的网状结构，导致冰的体积 ，密度变 。 四、分子晶体的物理性质 1.熔沸点：分子晶体的熔沸点相对较 。因为分子间作用力较 ，克服这些作用力所需的能量较 。例如，干冰在常压下 - 78.5℃就会升华，这是因为CO₂分子间主要是较 的范德华力，很 被破坏。 2.硬度：一般硬度较 。分子晶体中的分子间作用力在受到外力作用时 被破坏，所以这类晶体通常较 ，如石蜡可以轻易被刮下、按压变形。 3.导电性：分子晶体在固态和 状态下一般 导电。因为分子晶体中 自由移动的离子或电子，但是有些分子晶体在水溶液中 导电，如HCl分子晶体，溶于水后形成盐酸，能电离出 和 而导电。 4.溶解性：分子晶体的溶解性一般符合“ ”规律，即极性分子 溶于极性溶剂，非极性分子易溶于 性溶剂。例如：H2O是 性溶剂，SO2、H2S、HBr等都是 性分子，它们在水中的溶解度比N2、O2、CH4等 性分子在水中的溶解度 。苯、CCl4是 性溶剂，则Br2、I2等非极性分子 溶于其中，而水则 溶于苯和CCl4中。 五、常见的分子晶体 1.非金属氢化物：像水（H₂O）、氨（NH₃）等，它们的晶体结构是由 通过 构成。 2.部分非金属单质：如碘（I₂）、白磷（P₄）、C60等。以C60为例，C60分子之间通过 结合形成 晶体。 3.部分非金属氧化物：典型的是二氧化碳（CO₂）形成的 ，它是由CO₂分子以 堆积而成的分子晶体。 4.几乎所有的酸：如硫酸（H₂SO₄）、硝酸（HNO₃），在固态时也是 晶体。 第二部分：重点专题突破 专题一：分子晶体的判断 ①下列物质属于分子晶体的是（ ） A. 石墨 B. 食盐 C. 冰醋酸 D. 纯碱 ②下列晶体中，微粒间的作用力属于分子间作用力的是（ ） A. 硅晶体 B. 氨晶体 C. 氯化钠晶体 D. 铁晶体 ③下列物质的晶体中，属于分子晶体的是（ ） A. 二氧化硅 B. 氦气 C. 氯化铵 D. 金刚石 专题二：概念理解辨析题 ①下列关于分子晶体的说法中，不正确的是（ ） A. 分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B. 分子晶体在固态或熔融态时均不导电 C. 碘晶体升华时，共价键不发生断裂 D. 冰融化时，水分子间的氢键部分被破坏 ②下列关于氢键的说法中，正确的是（ ） A. 氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键 B. 因为液态水中存在氢键，所以水比硫化氢稳定 C. 氨溶于水后氨分子与水分子之间形成氢键 D. 邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点高 ③下列说法正确的是（ ） A. 分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键 B. 分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸 C. 含有金属阳离子的晶体一定是离子化合物 D. 元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强 专题三：分子晶体的结构 ①在干冰晶体中，每个二氧化碳分子周围紧邻的二氧化碳分子有（ ） A. 4 个 B. 6 个 C. 8 个 D. 12 个 ②干冰的晶胞结构如图所示，一个干冰晶胞中含有 个二氧化碳分子 . ③甲醛（CH₂O）的晶体是______晶体，1 个甲醛分子中含有_____个 σ 键和_____个 π 键。 专题四：分子晶体的物理性质及应用 ①下列关于分子晶体熔沸点高低的比较中，正确的是（ ） A. Cl₂ > I₂ B. CCl₄ > CF₄ C. NH₃ < PH₃ D. CO₂ > H₂O ②下列关于分子晶体性质的描述，不正确的是（ ） A. 分子晶体的熔沸点较低 B. 分子晶体在固态和熔融状态下均不导电 C. 分子晶体的硬度较大 D. 分子晶体的溶解性一般遵循“相似相溶”原理 ③简述分子晶体的一般物理性质特点，并从微观角度解释其熔沸点较低的原因。 ④已知某化合物在常温常压下呈气态，其水溶液能导电，且该化合物由两种短周期元素组成。试推断该化合物可能是什么晶体类型，并举例说明。 专题五：考查微粒间作用力 ①干冰升华时，克服的作用力是（ ） A. 共价键 B. 离子键 C. 分子间作用力 D. 氢键 ②下列物质在变化过程中，只需克服分子间作用力的是（ ） A. 食盐溶解 B. 铁的熔化 C. 干冰升华 D. 氯化铵的分解 ③已知冰中水分子间存在氢键，其结构如图所示。解释冰的密度比液态水小的原因： ④冰晶体中，水分子之间的主要作用力是______，1 个水分子周围紧邻的水分子有____个。 第三部分：课后专项训练 一、选择题 1. 下列物质属于分子晶体的是（ ） A. 金刚石 B. 氯化钠 C. 干冰 D. 氢氧化钠 2. 下列物质的晶体类型与其他几种不同的是（ ） A. 冰醋酸 B. 硝酸铵 C. 蔗糖 D. 硫黄 3. 下列物质的熔沸点高低顺序正确的是（ ） A. F₂＞Cl₂＞Br₂＞I₂ B. CF₄＞CCl₄＞CBr₄＞CI₄ C. H₂O＞H₂S＞H₂Se＞H₂Te D. CH₄＜SiH₄＜GeH₄＜SnH₄ 4. 下列分子晶体中，关于熔沸点高低的叙述中，正确的是（ ） A. Cl₂＞I₂ B. SiCl₄＞CCl₄ C. NH₃＜PH₃ D. C(CH₃)₄＞CH₃CH₂CH₂CH₃ 5. 下列分子中，所有原子都满足最外层 8 电子稳定结构的是（ ） A. 光气（COCl₂） B. 六氟化硫（SF6） C. 二氟化氙（XeF₂） D. 三氟化硼（BF₃） 6. 分子晶体具有某些特征的本质原因是（ ） A. 组成晶体的微粒是分子 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. 熔点一般比原子晶体低 7. 下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是（ ） A. 碘升华 B. 氯化钠颗粒被粉碎 C. 酒精溶于水 D. 从 NH₄HCO₃中闻到了刺激性气味 8. 下列关于分子晶体的叙述中，错误的是（ ） A. 构成分子晶体的微粒是分子 B. 分子晶体在固态时不能导电 C. 分子晶体中存在独立的分子 D. 分子晶体的熔沸点只与范德华力有关 9. 下列事实与氢键有关的是（ ） A. 水加热到很高的温度都难以分解 B. 水结成冰体积膨胀，密度变小 C. CH₄、SiH₄、GeH₄、SnH₄熔点随相对分子质量增大而升高 D. HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱 10. 下列有关分子晶体的说法中正确的是（ ） 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 11. 当 S8分子形成单斜硫时，下列有关说法中正确的是（ ） A. 分子的空间结构发生了变化 B. 分子的化学键发生了变化 C. 分子间作用力发生了变化 D. 原子间的共价键发生了变化 12. 下列分子晶体：①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N₂ ⑥H₂，熔沸点由高到低的顺序是（ ） A. ①②③④⑤⑥ B. ③②①⑤④⑥ C. ③②①④⑤⑥ D. ⑥⑤④③②① 13. 下列关于分子晶体的叙述中，正确的是（ ） A. 分子晶体中只存在分子间作用力 B. 分子晶体的熔沸点一般较低 C. 分子晶体中一定含有共价键 D. 分子晶体熔化时不破坏共价键 14. 下列有关氢键的说法中错误的是（ ） A. 氢键是一种相对比较弱的化学键 B. 通常说氢键是较强的分子间作用力 C. 氢键是由于氢原子与非金属性极强的原子相互作用而形成的 D. 分子间形成氢键会使物质的熔沸点升高 15. 下列物质的晶体中，不存在分子的是（ ） A. 二氧化硅 B. 二氧化硫 C. 二氧化碳 D. 二硫化碳 16. 下列关于分子晶体的性质叙述中，错误的是（ ） A. 分子晶体的硬度一般较小 B. 分子晶体的熔沸点一般较低 C. 分子晶体的导电性一般较差 D. 分子晶体的溶解性一般较差 17. 下列分子晶体在熔化时，只破坏范德华力的是（ ） A. 冰 B. 固体碘 C. 生石灰 D. 白磷 18. 下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（ ） A. C（金刚石）和 CO₂ B. NaBr 和 HBr C. CH₄和 H₂O D. Cl₂和 KCl 19. 下列物质中，属于分子晶体且不能跟氧气反应的是（ ） A. 石灰石 B. 石英 C. 白磷 D. 固体氖 20. 下列晶体中，不是分子晶体的是（ ） A. 氯化铵 B. 硫酸 C. 氦气 D. 三氧化硫 分子晶体与共价晶体（1） 班级： 姓名： 总分： . 选择题答题卡 选择题分数： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 二、填空题 1. 干冰是常见的分子晶体，其晶胞中平均含有____________个 CO₂分子。 2. 冰中水分子间除了存在范德华力外，还存在______，这使得冰的密度比液态水______（填“大”或“小”）。 3. 分子晶体的硬度一般较______（填“大”或“小”），因为其微粒间的作用力是______。 4. 对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越______，熔沸点越______（填“高”或“低”）。 5. 硫化氢（H₂S）属于______晶体，在常温常压下是______态（填“气”“液”或“固”）。 6. 氨（NH₃）分子间存在______，所以氨的熔沸点比同主族的磷化氢（PH₃）______（填“高”或“低”）。 7.  硒化氢（H₂Se）的沸点比硫化氢（H₂S）（填“高”或“低”），原因是： ______________________________________________________________________________。 8. 二氧化碳（CO₂）晶体中，每个 CO₂分子周围紧邻的 CO₂分子有____________个。 9. 硫酸（H₂SO₄）在固态时属于______晶体，硫酸分子间主要的作用力是____________。 10. 四氯化碳（CCl₄）的晶体类型是____________，其熔点比四碘化碳（CI₄）______（填“高”或“低”）。 11. 分子晶体在固态和熔融态时一般不导电，是因为其晶体中不存在__________________。 12. 氧气（O₂）转化为臭氧（O₃）的过程中，____________（填“有”或“没有”）化学键的断裂和形成，该过程属于____________（填“物理”或“化学”）变化。 13. 二氧化碳（CO₂）晶体升华时，（填“有”或“没有”） 破坏共价键，原因是： 。 14. 苯（C6H6）属于____________晶体，其分子间作用力主要是__________________。 15. 分子晶体的熔沸点较低，是因为分子间作用力比____________（填“离子键”“共价键”等）弱得多。 16. 碘（I₂）升华的过程中，克服的作用力是____________，该过程中碘分子的______（填“化学性质”或“物理性质”）不变。 17. 五氧化二磷（P2O5）的晶体属于______晶体，其微粒间的作用力是____________。 18. 分子晶体的溶解性一般遵循“相似相溶”原理，即非极性溶质一般易溶于__________ 溶剂，极性溶质一般易溶于____________溶剂。 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $$