第三章 第二节 第1课时 分子晶体（讲义及解析）-2024-2025学年高二化学选择性必修2（人教版2019）

选修二.物质结构与性质(周星星·化学） 第二节 分子晶体与共价晶体 第1课时 分子晶体 一、分子晶体的概念和性质 1．概念：只含分子的晶体，或者说分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体叫做分子晶体。如：I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固态时都是分子晶体 2．构成微粒及微粒间作用 (1)构成的微粒：分子 (特别注意：稀有气体为单原子分子) (2)微粒间的作用力：分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力(范德华力或氢键)相互吸引 (3)气化或熔化时破坏的作用力：分子间作用力 (范德华力或氢键) 3．常见分子晶体及物质类别 (1)所有非金属氢化物，如：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(卤化氢)等 (2)部分非金属氧化物(二氧化硅等除外)，如：CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等 (3)部分非金属单质(硼晶体、金刚石、晶体硅等除外)，如：X2(卤素单质)、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体等 (4)几乎所有的酸，如：H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等 (5)绝大多数有机物(高分子化合物除外)，如：苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等 4．分子晶体的物理性质 (1)分子晶体的熔、沸点较低 分子晶体熔化、汽化时都要克服分子间作用力。由于分子间作用力较弱，所以分子晶体的熔、沸点都较低；分子晶体熔化时，一般只破坏分子间作用力，不破坏分子内的化学键 (2)密度较小，硬度较小，易压缩，易升华，易挥发 (多数分子晶体在常温时为气态或液态) (3)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 (4)分子晶体不导电：一般是绝缘体，熔融状态也不导电 5．分子晶体熔、沸点比较规律——先氢键后范德华力最后分子的极性 分子晶体熔化或气化都要克服分子间作用力，而不破坏(分子内的原子之间的)共价键。分子间作用力越大，物质熔化和气化时需要的能量就越多，物质的熔点和沸点就越高。因此比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力(含范德华力和氢键)的大小 (1)先看分子晶体中是否含有氢键，若能形成分子间氢键则熔、沸点比一般的分子晶体的熔、沸点高 如含有H－F、H－O、H－N等共价键的分子间可以形成氢键，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物质的熔、沸点相对较高，熔、沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S (2)结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点逐渐升高。如熔、沸点：I2＞Br2＞Cl2＞F2；HI＞HBr＞HCl；CS2＞CO2 (3)相对分子质量相等或相近的极性分子构成的分子晶体，其熔、沸点一般比非极性分子构成的分子晶体的熔、沸点高，如熔、沸点：CO＞N2 (4)有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体，相对分子质量相同，一般支链越多，分子间的相互作用力越弱，熔、沸点越低 如熔、 沸点：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 如熔、沸点：C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH 6．判断分子晶体的方法 (1)依据物质的类别判断 (2)依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断 (3)依据晶体的物理性质判断 【对点训练1】 1．下列关于分子晶体的说法正确的是(　　) A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B．在分子晶体中一定存在共价键 C．冰和Br2都是分子晶体 D．稀有气体不能形成分子晶体 2．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 3．医院在进行外科手术时，常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂，已知HgCl2有如下性质：①HgCl2晶体熔点较低；②HgCl2熔融状态下不导电；③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述中正确的是(　　) A．HgCl2晶体属于分子晶体 B．HgCl2属于离子化合物 C．HgCl2属于电解质，且属于强电解质 D．HgCl2属于非电解质 4．水的沸点为100 ℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7 ℃，引起这种差异的主要原因是(　　) A．范德华力 B．共价键 C．氢键 D．相对分子质量 5．下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是(　　) ①HCl　②HBr　③HI　④CO　⑤N2　⑥H2 A．①②③④⑤⑥ B．③②①⑤④⑥ C．③②①④⑤⑥ D．⑥⑤④③②① 6．已知氯化铝易溶于苯和乙醚，其熔点为190 ℃，则下列结论不正确的是(　　) A．氯化铝是电解质 B．固态氯化铝是分子晶体 C．固态氯化铝是离子化合物 D．氯化铝为非极性分子 二、两种典型的分子晶体及分子晶体堆积方式 1．冰晶体 (1)结构： ①构成冰晶体的结构微粒：H2O分子 ②微粒间作用力：冰中水分子之间的相互作用除范德华力外还有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的 ③冰晶体中，水分子之间主要作用力是氢键(当然也存在着范德华力)，在冰晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，4个水分子也按照这样的规律再与其他的水分子结合。这样，每个O原子周围都有四个H原子，其中两个H原子与O原子以共价键结合，另外两个H原子与O原子以氢键结合，使水分子间构成四面体骨架结构。其结构可用下图表示 ④在冰晶体中，每个水分子与周围4个水分子形成氢键，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键 (3)性质：尽管氢键比化学键弱很多，不属于化学键，却跟共价键一样也具有方向性，即氢键的存在迫使在正四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引。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，其密度比液态水的小。当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小 2．干冰——固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体 (1)结构 ①构成冰晶体的结构微粒：CO2分子 ②微粒间作用力：只存在范德华力，不存在氢键 ③干冰晶胞的每个顶点有一个CO2分子，每个面的中心上也有一个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 ④在干冰晶体中，每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个 (在三个互相垂直的平面上个4个) ⑤密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (2)性质：干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，熔点却比冰低得多，在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂；由于干冰中的CO2之间只存在范德华力不存在氢键，密度比冰的高 3．干冰和冰的比较 晶体 分子间作用力 结构特点 外观 硬度 熔点 密度 干冰 范德华力 1个分子周围紧邻12个分子 相似 相似(小) 干冰比冰低 干冰比冰大 冰 范德华力、氢键 1个分子周围紧邻4个分子 4．分子晶体的结构特征——分子密堆积与分子非密堆积 (1)密堆积：指的是微粒间的作用力使粒子间尽可能地相互接近，使它们占有较小空间 (2)若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，通常每个分子周围有12个紧邻的分子。由于范德华力没有方向性和饱和性，所以范德华力的作用使相邻分子之间尽可能地相互接近，使它们占有最小的空间，分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子 (3)若分子间靠氢键形成晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体等 (4)分子晶体的常见堆积方式 分子密堆积 分子非密堆积 微粒间作用力 只有范德华力，无氢键 有分子间氢键，它具有方向性 堆积方式 分子采用密堆积 分子不采用密堆积 空间特点 每个分子周围一般有12个紧邻的分子 每个分子周围紧邻的分子少于12个，空间利用率不高，留有相当大的空隙 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 【对点训练2】 1．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 2．干冰熔点很低是由于(　　) A．CO2是非极性分子 B．C==O的键能很小 C．CO2化学性质不活泼 D．CO2分子间的作用力较弱 3．水是生命之源，下图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，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．冰晶体和干冰晶体之间的作用力一样 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 4．HF分子晶体、NH3分子晶体与冰的结构极为相似，在HF分子晶体中，与F原子距离最近的HF分子个数为(　　) A．3 B．4 C．5 D．12 5．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 6．回答下列问题： （1）为什么水凝固成冰、雪、霜时，密度变小？ （2） 为什么干冰的熔沸点比冰低而密度却比冰大？ （3） 干冰升华过程中破坏共价键吗？ （4）硫化氢分子和水分子结构相似，但是硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，为什么？ 1．下列物质固态时，一定是分子晶体的是(　　) A．酸性氧化物 B．非金属单质 C．碱性氧化物 D．含氧酸 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、H2SO4 C．SO2、C60、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2 3．下列说法错误的是(　　) A．只含分子的晶体一定是分子晶体 B．碘晶体升华时破坏了共价键 C．几乎所有的酸都属于分子晶体 D．稀有气体中只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体 4．晶胞是晶体结构中可重复出现的最小的结构单元，C60晶胞结构如下图所示，下列说法正确的是(　　) A．C60摩尔质量是720 B．C60与苯互为同素异形体 C．在C60晶胞中有14个C60分子 D．每个C60分子周围与它距离最近等距离的C60分子有12个 5．下列有关分子晶体熔点高低的叙述中，正确的是(　　) A．氯气＞碘单质 B．四氯化硅＞四氟化硅 C．NH3＜PH3 D．异戊烷＞正戊烷 6．支持固态氨是分子晶体的事实为(　　) A．氮原子不能形成阳离子 B．铵离子不能单独存在 C．常温下氨是气态物质 D．氨极易溶于水 7．碘的熔、沸点低，其原因是(　　) A．碘的非金属性较弱 B．I－I的键能较小 C．碘晶体属于分子晶体 D．I－I共价键的键长较长 8．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4个紧邻的水分子形成四面体 B．冰晶体具有三维骨架结构，是共价晶体 C．水分子间通过H—O形成冰晶体 D．冰融化后，水分子之间空隙增大 9．下列性质适合于分子晶体的是(　　) ①熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液导电 ②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液导电 ③能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6 ℃ ④熔点97.81 ℃，质软、导电，密度为0.97 g·cm－3 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 10．下列关于分子晶体熔、沸点的比较中，不正确的是(　　) A．Cl2＜Br2＜I2 B．H2O＜H2S＜H2Se C．CH4＜SiH4＜GeH4 D．CH3CH2CH2CH2CH3＞C(CH3)4 11．的分子结构与类似，对其作出如下推断，其中正确的是(　　) ①晶体是分子晶体 ②常温常压下不是气体 ③的分子是由极性共价键形成的 ④的熔点高于 A．全部 B．只有①② C．只有②③ D．只有① 12．目前，科学界拟合成一种“双重结构”的球形分子，即把足球烯C60的分子容纳在Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键相结合，下列叙述错误的是(　　) A．该晶体属于分子晶体 B．该分子内原子间都以极性共价键相连接 C．该物质是一种新化合物 D．该物质的相对分子质量为2 400 13．AB型物质形成的晶体多种多样，下列图示的几种结构中最有可能是分子晶体的是(　　) A．①②③④ B．②③⑤⑥ C．②③ D．①④⑤⑥ 14．如图是某无机化合物的二聚分子结构示意图，该分子中A、B两种元素都是第3周期的元素，分子中所有原子的最外层都达到8个电子的稳定结构。下列说法不正确的是(　　) A．该物质的化学式是Al2Cl6 B．该物质是离子化合物，在熔融状态下能导电 C．该物质在固态时所形成的晶体是分子晶体 D．该物质中不存在离子键，也不含有非极性键 15．干冰晶体是面心立方结构，如图所示，若干冰晶体的晶胞棱长为a，则每个CO2分子周围与其相距a的CO2分子有(　　) A．4个 B．8个 C．12个 D．6个 16．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．已知冰中氢键的作用力为18.5 kJ·mol－1，而常见的冰的熔化热为336 J·g－1，这说明冰变成水，氢键部分被破坏(假设熔化热全部用于破坏氢键) 17．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1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键 18．海底有大量的天然气水合物，可满足人类1 000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．CH4·14H2O B．CH4·8H2O C．CH4·H2O D．CH4·6H2O 19．某化学兴趣小组,在学完分子晶体后,查阅了几种氯化物的熔、沸点,记录如下: NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔点/℃ 801 712 190 -68 782 沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600 根据这些数据分析,他们认为属于分子晶体的是 A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4 C．NaCl、CaCl2 D．NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、CaCl2 20．有四组由同一族元素形成的不同物质，在101 kPa时测定它们的沸点(℃)数据如表所示，下列各项判断正确的是(　　) 分组 物质及沸点 第一组 A　－268.8 B　－249.5 C　－185.8 D　－151.7 第二组 F2　－187.0 Cl2　－33.6 Br2　58.7 I2　184.0 第三组 HF　19.4 HCl　－84.0 HBr　－67.0 HI　－35.3 第四组 H2O　100.0 H2S　－60.2 H2Se　－42.0 H2Te　－1.8 A．第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键的键能最大 B．第三组与第四组相比较，稳定性：HBr>H2Se C．第三组物质溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>HI D．第一组物质是分子晶体，分子晶体中都含有共价键 21．（1）下表列举了几种物质的性质，据此判断属于分子晶体的有 （填物质代号）。 物质 性质 X 熔点为1031℃，呈液态时不导电，在水溶液中能导电 Y 易溶于CCl4，熔点为11.2℃，沸点为44.8℃ Z 常温下为气态，极易溶于水，溶液的Ph>7 W 常温下为固体，加热变为紫红色蒸气，遇冷变为紫黑色固体 M 熔点为1070℃，易溶于水，在水溶液中能导电 N 熔点为97.81℃，质软，固体能导电，密度为0.97g·cm-3 （2）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a pm，则紧邻的两个CO2分子的距离为________ pm，其密度ρ为 (1 pm＝10－10 cm) ②CO2、CS2晶体的沸点高低为 > 填写相应物质的化学式）。 ③干冰常压下极易升华，在工业上用作制冷剂？ 。 22．水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间)，彼此结合而形成(H2O)2。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体 (1)1 mol冰中有　　　　mol“氢键” (2)水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2的存在，可采用的方法是　　　　 A．标准状况下把1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积 B．标准状况下把1 L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量 C．该水蒸气冷凝后，测水的pH D．该水蒸气冷凝后，测氢氧原子个数比 (3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为___________________________，已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是_____________________________________ (4)在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJ·mol－1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol－1，则冰晶体中氢键的能量是　　　　kJ·mol－1 (5)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)__________________ 23．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表前四周期的元素，它们的核电荷数：B＜A＜C＜D＜E＜F。B、C两种元素都能引起水体富营养化。E原子得到一个电子后3p轨道全充满。A＋比E原子形成的离子少1个电子层。D可以形成两种氧化物，其中一种氧化物是形成酸雨的主要气体之一。F的原子序数为26。请回答下列问题： (1)C、D、E的第一电离能由小到大的顺序为_____________(用元素符号表示) (2)写出B的氢化物与水反应的离子方程式：________________，B的氢化物极易溶于水的原因是______________ (3)化合物BE3的分子空间构型为________________ (4)F元素原子的核外电子排布式为________。F的一种常见化合物F(CO)5在常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，则F(CO)5的晶体类型为__________________ (5)将FE3的饱和溶液滴入沸水中，请写出有关反应的离子方程式：__________________________________ (6)比较B、C两种元素的氢化物稳定性并说明理由： _____________________________________________ 24．如图所示，甲、乙、丙分别表示C60、二氧化碳、碘晶体的晶胞结构模型。请回答下列问题： (1)C60的熔点为280 ℃，从晶体类型来看，C60属于　　　　晶体。据报道，科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60 , 已知：a. N60分子中每个氮原子均以N－N结合三个N原子而形成8电子稳定结构；b. N－N的键能为167 kJ·mol－1 请回答下列问题： ①N60分子组成的晶体为 晶体，其熔、沸点比N2 (填“高”或“低”)，原因是 ②1 mol N60分解成N2时 (填“吸收”或“放出”)的热量是 kJ(已知N≡N的键能为942 kJ·mol－1)，表明稳定性N60______(填“>”“<”或“＝”)N2 ③由②列举N60的用途(举一种)：_______________________________________________ (2)二氧化碳晶胞中显示出的二氧化碳分子数为14，实际上一个二氧化碳晶胞中含有　　　　个二氧化碳分子，二氧化碳分子中σ键与π键的个数比为　　　　 (3)①碘晶体属于　　　　晶体 ②碘晶体熔化过程中克服的作用力为　　　　　　 ③假设碘晶胞中立方体的边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则碘晶体的密度为　　　　g·cm－3。(已知I(碘)相对原子质量为127) 答案及解析 【对点训练1】 1．C。解析：A.分子晶体的稳定性与化学键有关，共价键越强，稳定性越大，而分子间作用力只影响物质的熔沸点，故A错误；B.稀有气体形成的分子晶体，不含有共价键，故B错误；C.冰和Br2都是由分子构成的分子晶体，故C正确；D.稀有气体的构成微粒是分子，能形成分子晶体，故D错误。 2．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。 3．A。解析：由HgCl2的性质可知，HgCl2晶体属于分子晶体，属于共价化合物，是弱电解质。 4．C。解析：水和H2S的结构相似，二者形成的晶体也都是分子晶体。但由于水分子间存在氢键，所以导致水的沸点高于H2S的沸点。 5．C。解析：相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，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，故选C。 6．C。解析：A.氯化铝溶于水可导电，为电解质，故A正确；B.氯化铝熔点较低，为分子晶体，故B正确；C.氯化铝的熔点低，应为分子晶体，是共价化合物，故C错误；D.氯化铝易溶于有机物，应为非极性分子，故D正确。 【对点训练2】 1．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。 2．D。解析：干冰是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越小，分子间的作用力越弱，熔、沸点越低，所以干冰熔点很低是由于CO2分子间的作用力较弱，与键能、化学性质等无关。 3．A。解析：由图可知，冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体，A项正确；水分子间通过氢键和范德华力形成冰晶体，而CO2分子是通过范德华力形成干冰晶体，B、C两项错误；冰融化后，氢键数目减少，水分子间的空隙减小，体积变小，D项错误。 4．B。解析：因为每个冰分子周围有4个水分子与之最近，而HF、NH3分子晶体与冰的结构极为相似，所以每个HF分子周围有4个HF分子与之最近，构成正四面体。 5．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＝12个，D项正确。 6．（1）水分子之间的主要作用力是氢键(当然也存在范德华力)，在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。尽管氢键比共价键弱得多，不属于化学键。却跟共价键一样具有方向性，即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离增大，密度逐渐减小 （2）干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，而熔点却比冰的低得多，在常压下极易升华。而且，由于干冰中的CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻分子，密度比冰的高。干冰在工业上广泛用作制冷剂 （3）干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键 （4）硫化氢分子间只有范德华力，分子密堆积，而水分子间存在氢键，非密堆积 1．D 2．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。 3．B。解析：分子晶体是分子通过相邻分子间的作用力形成的，只含分子的晶体一定是分子晶体，故A正确；碘晶体属于分子晶体，升华时破坏了分子间作用力，故B错误；几乎所有的酸都是由分子构成的，故几乎所有的酸都属于分子晶体，故C正确；稀有气体是由原子直接构成的，只含原子，故稀有气体的晶体属于分子晶体，故D正确。 4．D 【详解】A、C60的相对分子质量是12×60=720，所以摩尔质量为720g/mol，选项A错误； B、由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，而苯是碳氢形成的化合物，选项B错误； C．C60分子构成的晶胞为面心立方，根据均摊法可知，在C60晶胞中含有有C60分子的个数为：8×+6×＝4，选项C错误； D．根据晶胞的结构可知，以晶胞中顶点上的C60分子为研究对象，与它距离最近等距离的C60分子分布在立方体的面心上，每个C60分子被8个立方体共用，有12个面与之相连，所以每个C60分子周围与它距离最近等距离的C60分子有12个，选项D正确； 答案选D。 5．B。解析：碘常温下为固体，氯气为气体，碘的熔点较高，A错误；四氯化硅、四氟化硅对应的晶体都为分子晶体，四氯化硅的相对分子质量大，熔点较高，B正确；氨分子间存在氢键，熔点较高，C错误；同分异构体中，含有的支链越多，熔点越低，D错误。 6．C。解析：常温下氨是气态物质，说明NH3的熔点和沸点低，微粒之间的结合力小，所以固态的氨是分子晶体；只有分子晶体在常温下才可能呈气态，反之，常温下呈气态的物质一定属于分子晶体。 7．C。解析：碘单质为双原子分子，属于分子晶体，分子间作用力较弱，其熔、沸点较低，与非金属性、I—I的键能和键长无关，C正确。 8．A 【详解】A． 分子是沿O的4个杂化轨道形成氢键的，冰晶体中每个水分子与另外4个紧邻的水分子形成四面体，故A正确； B． 冰晶体中的水分子是靠氢键结合在一起的，氢键不是化学键，故B错误； C． 水分子间通过氢键形成冰晶体，故C错误； D． 因为冰晶体中形成的氢键具有方向性和饱和性，故水分子靠氢键连接后，分子间空隙变大，导致冰融化成水后，水分子之间空隙减小，故D错误。 故选A 9．C。解析：②熔点10.31 ℃，液态不导电，说明液态时，只存在分子，没有离子，溶于水后，电离出自由移动的离子，水溶液中能导电，属于分子晶体，符合题意；③能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃ ，符合分子晶体的特点，符合题意，C正确。 10．B。解析：A.相对分子质量：Cl2＜Br2＜I2，则分子间作用力：Cl2＜Br2＜I2，则熔沸点：Cl2＜Br2＜I2，故A正确；B.相对分子质量：H2O＜H2S＜H2Se，但水分子间存在氢键，则熔沸点：H2O＞H2Se，故B错误；C.相对分子质量：CH4＜SiH4＜GeH4，则分子间作用力：CH4＜SiH4＜GeH4，则熔沸点：CH4＜SiH4＜GeH4，故C正确；D.CH3CH2CH2CH2CH3和C(CH3)4分子式相同，但C(CH3)4支链多于CH3CH2CH2CH2CH3，则熔沸点：CH3CH2CH2CH2CH3＞C(CH3)4，故D正确。 11．A 【详解】属于分子晶体，常温常压下为液体，含有共价键。①与结构相似，则是分子晶体，正确；②与结构相似，且的相对分子质量较大、是液体，则常温常压下不可能是气体，正确；③中与形成共价键，则是由极性共价键形成的分子，正确；④分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高，则的熔点高于，正确。故选A。 12．B。解析：A项，由于该物质是“双重结构”的球形分子，所以该晶体类型是分子晶体，正确；B项，该分子内同种元素的原子间都以非极性共价键相结合，不同种元素的原子间以极性共价键相结合，错误；C项，该物质含有两种元素，是纯净物，因此属于一种新化合物，正确；D项，该物质的相对分子质量为12×60＋28×60＝2 400，正确。 13．C。解析：①、④、⑤、⑥构成的晶体为一维、二维或三维空间结构，且粒子在空间中通过化学键连接，故它们不可能是分子晶体；而②、③都不能再以化学键与其他原子结合，故可能为分子晶体。 14．B 【详解】A．由A、B元素都在第3周期，并且所有原子最外层都达到8个电子的稳定结构，可知A为Cl元素，B为Al元素，A选项正确； B．因该物质是二聚分子，故其固态时形成分子晶体，该物质是共价化合物，在熔融状态下不导电，B选项错误； C．该物质由稳定状态的分子组成，因此固体状态时为分子晶体，分子间靠范德华力连接，C选项正确； D．该物质中不含离子键，只含极性键和配位建，D选项正确； 答案选B。 15．C。解析：由图可知，以立方体顶点的二氧化碳为例，周围距离为a，即为面对角线的一半，这样的二氧化碳分子分布在与之相连的面的面心上，而与一个顶点相连的有12个分子，所以这样的二氧化碳分子也有12个。 16．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＋×8＋6×＝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；冰中氢键的作用力为18.5 kJ·mol－1，1 mol冰中含有2 mol氢键，而常见的冰的熔化热为336 J·g－1，也可写为6.05 kJ·mol－1，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。 17．D。解析：A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，与分子间氢键无关；C项，分子中的硼原子不符合8电子稳定结构；D项，1个H3BO3分子中含有3个氢键。 18．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。 19．B 【分析】由表中氯化物熔、沸点可知，一般情况下，熔、沸点较低的是分子晶体，熔沸点较高的是离子晶体。 【详解】有分析可知，SiCl4、AlCl3的熔沸点都很低，因此形成的晶体是分子晶体。NaCl、MgCl2、CaCl2的熔沸点很高，所以形成的晶体应该是离子晶体，通过离子键结合，故B正确； 答案选B。 20．B。解析：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，其构成粒子为分子，但是，分子中不一定含有共价键，如稀有气体分子中无共价键，D不正确。 21．（1）X、Y、Z、W （2）① 4　a　 g·cm－3 ② CS2 CO2 ③ CO2分子间作用力较弱，易克服分子间作用力，克服分子间作用力要吸热 解析： （1） 分子晶体的熔沸点一般比较低，硬度较小，固态时不导电。M的熔点高，肯定不是分子晶体；N是金属钠的性质；X、 Y、Z、W均为分子晶体； （2） ①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的一半。ρ＝＝ g·cm－3。 ②CO2、CS2都是分子晶体，CS2的相对分子质量大于CO2的相对分子质量，其分子间作用力大于CO2的分子间作用力，故CS2的沸点高于CO2的沸点； ③干冰常压下极易升华，干冰分子间作用力是范德华力，作用力比较弱，升华吸热，使周围温度降低，在工业上用作制冷剂。 22．(1)2　 (2)AB　 (3)H2O＋H2OH3O＋＋OH－　双氧水分子之间存在更强烈的氢键作用　 (4)20 (5) 解析：(1)1 mol冰中含有氢键的物质的量为1×4 mol÷2＝2 mol。(2)A项，该物质也能与金属钠反应产生氢气，1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，若混有该物质，由于(H2O)2也能生成氢气，且一分子(H2O)2生成1分子氢气，所以产生氢气体积多，正确；B项，该物质也能被浓硫酸吸收，若1 L水蒸气通过浓硫酸后，由于相对H2O而言，(H2O)2的相对分子质量大，所以分子数目相同时，浓硫酸增重的质量大，说明存在该物质，正确；C项，该物质的pH也等于7，无论该物质是否存在，pH都等于7，错误；D项，该物质的分子中氢氧原子个数比仍为2∶1，无论是否存在，氢氧原子个数比不变，错误。(3)双氧水的相对分子质量比水的相对分子质量稍大，但题中强调双氧水的沸点明显高于水，因此可判断双氧水分子之间存在着更为强烈的氢键作用。 (4)1 mol冰升华吸收的总能量为51 kJ，克服范德华力吸收的能量为11 kJ，故克服氢键吸收的总能量为40 kJ，而1 mol冰中含有2 mol氢键，故冰晶体中氢键的能量是20 kJ·mol－1。 23．(1)S＜P＜Cl (2)NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－　NH3与H2O之间能形成氢键；NH3和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，NH3在H2O中的溶解度较大 (3)三角锥形 (4)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2　分子晶体 (5)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋ (6)稳定性：NH3＞PH3，键长越短，键能越大，化合物越稳定 解析：能引起水体富营养化的元素为N、P，由题意可知B为氮元素，C为磷元素。同时可以确定A为钠元素，E为氯元素。由“D可以形成两种氧化物，其中一种氧化物是形成酸雨的主要气体之一”可推出D为硫元素。由“F的原子序数为26”可知F为铁元素。 24．(1)分子　①分子　高　N60、N2均形成分子晶体，且N60的相对分子质量大，分子间作用力大，故熔、沸点高 ②放出　13 230　< ③N60可作高能炸药(答案合理即可) (2)4　1∶1　 (3)①分子　②范德华力　③1 016/(a3NA) 解析：(1)C60不属于空间网状结构，熔、沸点低，应为分子晶体。N60、N2形成的晶体均为分子晶体，因Mr(N60)>Mr(N2)，故N60晶体中分子的范德华力比N2晶体的大，N60晶体的熔、沸点比N2晶体的高。因N60中每个氮原子形成三个N—N，每个N—N被2个N 原子共用，故1 mol N60中存在N—N：1 mol×60×3×＝90 mol。发生的反应为N60===30N2，故ΔH＝90 mol×167 kJ·mol－1－30 mol×942 kJ·mol－1＝－13 230 kJ<0，为放热反应，表明稳定性：N2>N60。由于反应放出大量的热，同时生成大量气体，因此N60可用作高能炸药。 (2)二氧化碳晶胞中，二氧化碳分子分布于晶胞的顶点和面心位置，则晶胞中含有二氧化碳的分子数为8×＋6×＝4，二氧化碳的分子结构为O===C===O，每个分子中含有2个σ键和2个π键，所以σ键与π键的个数比为1∶1。 (3)观察碘晶胞不难发现，一个晶胞中含有碘分子数为8×1/8＋6×1/2＝4，即含有8个碘原子。一个晶胞的体积为a3 cm3，该晶胞中所含碘的质量为4×254÷NA g，则碘晶体的密度为1 016/(a3NA)g·cm－3。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$