16.专题3 第四单元 第2课时 分子晶体 混合型晶体-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件（苏教版2019）

专题3 微粒间作用力与物质性质 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 第四单元 分子间作用力 分子晶体 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 合 作 探 究 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 随 堂 演 练 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 谢谢观看！ 专题3　微粒间作用力与物质性质 课 时 精 练 化 学 选择性必修2 随 堂 演 练 合 作 探 究 新 知 导 学 第2课时　分子晶体　混合型晶体 [素养发展目标]　1．熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。2．能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。3．了解石墨晶体的结构，会比较不同类型的晶体熔、沸点。 较弱 较小 较低 一、分子晶体 1．概念 分子通过____________构成的固态物质，称为分子晶体。 2．构成微粒：____。 3．微粒间的作用力：____________。 4．分子晶体的物理性质 由于分子间作用力____，分子晶体一般硬度____、熔点____。 分子间作用力 分子 分子间作用力 5．常见的分子晶体 (1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。 (2)部分非金属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)等。 (3)部分非金属氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。 (4)几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。 (5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。 6．干冰分子晶体结构模型 (1)每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有____个。 (2)每个晶胞中含有CO2分子为__个。 12 4 × √ 【即学即练】 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)分子晶体分子内均存在共价键( ) (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( ) (5)分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点一定越高( ) (6)分子晶体中一定含有分子间作用力，不一定含有化学键( ) × √ × × 二、混合型晶体——石墨晶体 1．结构模型 共价键 分子间作用力 混合型晶体 2．结构特点——二维网状结构 (1)在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以C—C键与3个碳原子结合，形成________。 (2)石墨具有导电性，但具有一定的______。 (3)层与层之间靠________维系。 3．晶体类型 石墨晶体层内每个碳原子以______与周围的三个碳原子结合，层间为____________，属于__________。 六元环层 方向性 范德华力 4．性质 熔点很高、质软、__导电等。 5．除石墨外，CaI2、CdI2、MgI2等晶体也属于混合型晶体。 易 2．以下有关石墨晶体的说法正确的是 ①石墨中存在两种作用力；②石墨是混合型晶体；③石墨中的C形成3个共价键；④石墨熔点、沸点都比金刚石低；⑤石墨中碳原子数和C—C键数之比为1∶2；⑥石墨和金刚石的硬度相同；⑦石墨层内导电性和层间导电性不同；⑧每个六元环完全占有的碳原子数是2 A．全对　　　　　　　　 B．除⑤外 C．除①④⑤⑥外 D．除⑥⑦⑧外 答案：C 一、分子晶体的结构与性质 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，已知科研人员应用电子计算机模拟出来类似C60的物质N60。 1．碘分子中碘原子之间的作用力是什么？碘晶体中碘分子之间的作用力是什么？ 提示：碘分子(I2)中两个碘原子以共价键相结合，碘晶体中碘分子(I2)之间以范德华力相结合。 2．仔细观察干冰晶胞的结构模型，每个晶胞中含有多少个CO2分子？晶胞中与CO2等距紧邻的CO2分子是多少个？ 提示：每个晶胞中含CO2的分子数为8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，每个CO2分子(顶点)等距紧邻的CO2分子(面心)有12个。 3．N60在水中的溶解性能是什么？晶体类型是什么？ 提示：C60是一种单质，属于分子晶体，而N60类似于C60，所以N60也是单质，属于分子晶体，即具有分子晶体的一些性质，如硬度较小，熔、沸点较低。难溶于水。 4．N60与N2的熔点谁的更高？稳定性呢？ 提示：由于分子晶体相对分子质量越大，熔、沸点越高，所以N60的熔点高于N2。N2分子以N≡N键结合，N60分子中只存在N—N键，而N≡N键比N—N键牢固得多，所以N2的稳定性高于N60。 1．干冰(分子密堆积形式)结构分析 (1)分子间作用力为范德华力。 (2)如图表示的是CO2晶体晶胞的结构。晶胞类型为面心立方结构。 (3)属于晶胞的CO2分子数— eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(→顶角：8×\f(1,8)＝1→,→面心：6×\f(1,2)＝3→)) —共4个。 (4)每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子有12个。 (5)无数个CO2晶胞在空间“无隙并置”形成CO2晶体。 2．分子晶体熔、沸点的高低比较 (1)少数主要以氢键作用形成的分子晶体，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。 (2)组成与结构相似，分子之间不含氢键而只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。例如，常温下Cl2呈气态，Br2呈液态，而I2呈固态；CO2呈气态，CS2呈液态。 (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CO的熔、沸点比N2的熔、沸点高。 (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：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。 1．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 C　[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。] 2．下列说法正确的有(　　) ①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征 ②冰融化时，分子中H—O键发生断裂 ③分子晶体在干燥或熔融时，均能导电 ④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高 ⑤分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔点一定越高 ⑥分子晶体的熔、沸点一般比较低 ⑦分子晶体中，分子间以分子间作用力相结合，分子间作用力越大，分子越稳定　 A．2项 B．3项 C．4项 D．5项 A　[①分子晶体的构成微粒是分子，但只含有分子间作用力的分子晶体具有分子密堆积的特征，含有氢键的分子晶体不是密堆积，故①错误；②冰熔化克服氢键，属于物理变化，水分子中H—O键没有断裂，故②错误；③分子晶体在干燥或熔融时，均不能导电，故③错误；④分子晶体中，分子间作用力越大，分子的熔、沸点越高，故④正确；⑤分子晶体熔化时破坏分子间作用力，不破坏分子内共价键，即说明分子内共价键键能大小与该分子晶体的熔点高低无关，故⑤错误；⑥分子晶体熔化时破坏分子间作用力，而 分子间作用力一般较弱，导致其熔、沸点较低，故⑥正确；⑦分子的稳定性与分子间作用力无关，稳定性属于化学性质，分子间作用力影响物理性质，故⑦错误；只有④、⑥正确，故答案为A。] 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(　　 ) ①冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体 ②冰晶体和干冰晶体之间的作用力一样 ③水分子间通过H—O形成冰晶体 ④冰晶体融化时，水分子之间的空隙减小 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ D　[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，①正确；水分子间通过氢键和范德华力形成冰晶体，而干冰晶体是通过范德华力形成CO2晶体，②、③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，④正确。] 二、混合型晶体石墨的结构与性质 　石墨晶体中的碳原子形成平面六元并环结构(如图1)。因此，石墨晶体是层状结构的，层内的碳原子的核间距为142 pm，层间距离为335 pm，说明层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的(如图2)。 1．石墨晶体中，层与层之间的作用力是什么？为什么石墨晶体能作润滑剂？ 提示：石墨晶体中层与层之间的作用力为范德华力。由于范德华力较弱，层与层之间能发生相对滑动，故石墨具有润滑性，如图2所示。 2．试解释为什么石墨晶体能导电？为什么石墨是混合型晶体？ 提示：碳原子最外层有4个电子，其中3个电子用于形成共价键，每个C还剩余1个电子，这些电子在整个碳原子平面上运动，相当于金属晶体中的自由电子，故石墨晶体能导电。石墨晶体中层内碳原子间以共价键形成平面结构，类似共价晶体，石墨有类似金属晶体的导电性，石墨晶体中层与层之间以范德华力相结合，类似分子晶体，因此石墨属于混合型晶体。 3．为什么石墨中C—C键的键长小于金刚石中C—C键键长？ 提示：金刚石中只存在C—C键间的σ键，而石墨中层内的C—C键间不仅存在σ键，还存在大π键，电子层重叠程度大，所以C—C键间的键长短。 4．在石墨中，每一个六元环平均占有几个C原子，C原子数与C—C键键数之比是多少？ 提示：2；2∶3。 石墨晶体的结构与性质 1．石墨的晶体结构 (1)六个碳原子在同一平面内形成正六边形的环，伸展形成无限的平面网状结构。 (2)网状的平面结构以范德华力结合形成层状结构，层与层之间的距离较大。 (3)石墨晶体既不是共价晶体，也不是分子晶体，是混合型晶体。 (4)石墨晶体中每个碳环拥有的碳原子数为6× eq \f(1,3) ＝2，碳原子数与C—C σ键数之比为2∶3，即12 g石墨晶体中含C—C σ键数为1．5 NA。 2．粒子间的作用力 石墨晶体中层内存在C—C σ键(共价键)，层与层之间存在范德华力。 3．石墨的物理性质 (1)导电性：石墨晶体中未参与杂化的p电子在整个碳原子平面中运动，相当于金属晶体中的自由电子，所以石墨有导电性，而且由于相邻碳原子平面相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿着石墨平面的方向。 (2)润滑性：石墨晶体层与层之间为范德华力，结合力弱，层与层之间可发生相对滑动，使之具有润滑性。可用作润滑剂、铅笔笔芯等。 (3)石墨的熔、沸点很高，石墨的熔点比金刚石还高。 1．下列性质能说明石墨具有分子晶体的性质的是(　　 ) A．晶体能导电　　　　　　 B．熔点高 C．硬度小 D．燃烧产物是CO2 C　[分子晶体具有硬度小、熔点低的特点，C项符合题意；晶体能导电是金属晶体的性质，A项不符合题意；熔点高是共价晶体的性质，B项不符合题意；燃烧产物为CO2只能说明含碳元素，与晶体类型无关，D项不符合题意。] 2．中科院的科学家已研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料可用作电动车的“超强电池”：充电只需7秒钟，即可续航35公里。相关研究成果已发表在世界顶级期刊美国《Science》上。下面有关石墨晶体的说法不正确的是(　　 ) A．石墨晶体内既有共价键又有分子间作用力 B．石墨晶体熔、沸点很高，硬度很大 C．石墨晶体内每个六边形平均含完整碳原子2个 D．石墨晶体中，每个C原子连接3个六元环 B　[石墨晶体是混合型晶体，在层内存在共价键，在层之间有分子间作用力，A项正确；由于石墨晶体的层内原子之间以共价键结合，所以石墨的熔、沸点很高，但是由于层与层之间以微弱的分子间作用力结合，所以其硬度很小，B项错误；石墨晶体内每个碳原子属于三个六边形，所以六边形平均含完整碳原子数是6× eq \f(1,3) ＝2，C项正确；石墨晶体中，每个C原子与三个碳原子形成共价键，键角是120°，因此连接3个六元环，D项正确。] 1．下列有关分子晶体的说法中，正确的是(　　 ) A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B．分子晶体中，共价键越强，键能越大，熔点越高 C．冰融化时水分子内的共价键发生断裂 D．在冰的晶体结构中由于氢键的存在，其熔点较高 D　[分子间作用力的大小决定分子的物理性质，而分子的稳定性则取决于化学键的强弱，故A、B项错误；冰融化时克服范德华力和氢键，水分子内的共价键没有断裂，故C项错误；在冰的晶体结构中存在分子间氢键，使其熔点较高，故D项正确。] 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 B　[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．甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是(　　 ) A．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子 B．晶体中1个CH4分子有12个紧邻的CH4分子 C．甲烷晶体熔化时需克服共价键 D．1个CH4晶胞中含有8个CH4分子 B　[题图所示的甲烷晶胞中的球代表的是1个甲烷分子，并不是1个C原子，A错误；由甲烷晶胞分析，位于晶胞顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个，而这3个甲烷分子在晶胞的面上，因此每个分子都被2个晶胞共用，故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为3×8× eq \f(1,2) ＝12，B正确；甲烷晶体是分子晶体，熔化时克服范德华力，C错误；甲烷晶胞中甲烷分子的个数为8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，D错误。] 4．现代无机化学对硫­氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。其中如图所示是已经合成的最著名的硫­氮化合物的分子结构。下列说法正确的是(　　 ) A．该物质的分子式为S4N4 B．该物质具有很大的硬度 C．该物质具有很高的熔、沸点 D．该物质与化合物S2N2互为同素异形体 A　[根据分子结构可知，该物质的分子式为S4N4，选项A正确；该物质形成的晶体是分子晶体，分子晶体的硬度一般较小，熔、沸点一般较低，选项B、C错误；由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，该物质是化合物，不是单质，选项D错误。] 5．有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如表： 序号 熔点/℃ 硬度 水溶性 导电性 水溶液与 Ag＋反应 A 811 较大 易溶 水溶液或 熔融导电 白色沉淀 B 3 500 很大 不溶 不导电 不反应 C －114．2 很小 易溶 液态 不导电 白色沉淀 (1)晶体的化学式分别为A_________、B_________、C________。 (2)晶体的类型分别是A______________、B___________、C________。 (3)晶体中微粒间作用力分别是A________、B________、C______。 解析：　根据A、B、C所述晶体的性质可知，A为离子晶体，只能为NaCl，微粒间的作用力为离子键；B应为共价晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C应为分子晶体，且易溶于水，只能为HCl，微粒间的作用力为范德华力。 答案：　(1)NaCl　C　HCl　(2)离子晶体　共价晶体　分子晶体　(3)离子键　共价键　范德华力 $$