第05讲 分子晶体和共价晶体（寒假预习讲义）高二化学人教版

第05讲 分子晶体和共价晶体 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 分子晶体及其结构特点 1．概念 只含分子的晶体。 2．粒子间的作用 分子晶体中相邻的分子间以分子间作用力相互吸引。 3．常见分子晶体及物质类别 物质种类 实例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 4．分子晶体的常见堆积方式 分子间作用力 堆积方式 实例 范德华力 分子采用密堆积， 每个分子周围有12个紧邻的分子 如C60、干冰、I2、O2 范德华 力、氢键 分子不采用密堆积， 每个分子周围紧邻的分子少于12个 如HF、NH3、冰 【方法导引】 1．分子晶体的构成微粒是真实存在的小分子或大分子。只有分子晶体才有分子式，像NaCl、Cu、SiO2等只表示化学式，不表示分子式。 2．分子间作用力与化学键的区别和联系。分子间作用力不是化学键，它比化学键弱得多，如HCl分子间作用力为21kJ·mol－1，而HCl分子中的H－Cl键的键能为431 kJ·mol－1。通常化学键的键能为120～800 kJ·mol－1，而分子间作用力通常每摩尔约为几十千焦。当破坏HCl分子间作用力时，只改变了HCl的状态，发生了物理变化；当HCl分子中的H－Cl键遭到破坏时，一般发生了化学变化，当固态或液态HCl溶于水时，虽也破坏了H－Cl键，但却不是化学变化。因此，分子间作用力主要影响物质的物理性质，而化学键则主要影响物质的化学性质。 知识点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氢键，当然也存在范德华力。 (2)氢键有方向性，它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个相邻水分子互相吸引。 2．干冰 (1)干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。 (2)①每个晶胞中有4个CO2分子，12个原子。 ②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。 【特别提醒】 (1)密堆积：因为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。 (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。如碘晶体的结构就属于此类，如右图所示。 (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。 知识点3 分子晶体的物理性质 1．物理特性 (1)分子晶体的熔、沸点较低，密度较小，硬度较小，较易熔化和挥发。 (2)一般是绝缘体，熔融状态不导电。 (3)溶解性符合“相似相溶规律”。 2．分子晶体熔、沸点高低的比较规律 (1)分子晶体中分子间作用力越大，物质熔、沸点越高，反之越低。 (2)具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常高。 【归纳总结】 1．分子晶体的物理性质 (1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等)，且硬度较小。 (2)分子晶体不导电。分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。有些分子晶体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。 (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。 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。 2．分子晶体熔、沸点比较规律 (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。 知识点4 共价晶体的结构和性质 1．共价晶体的结构特点 (1)构成粒子及作用力 共价晶体 (2)空间结构：整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。 2．共价晶体与物质的类别 物质种类 实例 某些非金属单质 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些非金属化合物 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等 某些氧化物 二氧化硅(SiO2)等 3．共价晶体的熔、沸点 (1)共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度，所以共价晶体具有很高的熔点。 (2)结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。 知识点5 典型的共价晶体 1．金刚石 (1)碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角为109°28′。 (2)每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子结合，形成共价键三维骨架结构。 (3)最小碳环由6个碳原子组成，且最小环上有4个碳原子在同一平面内；每个碳原子被12个六元环共用。 2．二氧化硅晶体 (1)二氧化硅的结构 二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(α­SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有手性(左、右型)。 　石英的左、右型晶体 ①Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′。 ②每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被2个硅氧正四面体共用；每个O原子和2个Si原子形成2个共价键，晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2。 ③最小环上有12个原子，包括6个O原子和6个Si原子。 (2)二氧化硅的用途 二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 【归纳总结】 1．分子晶体和共价晶体的比较 晶体类型 分子晶体 共价晶体 定义 分子间通过分子间作用力结合形成的晶体 相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间网状结构的晶体 组成微粒 分子 原子 物质类别 多数非金属单质和共价化合物 金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等 微粒间的作用力 分子间作用力 共价键 熔化时需 克服的作用力 较弱的分子间作用力 很强的共价键 物理性质 熔、沸点 较低 很高 硬度 较小 很大 导电性 固态和熔融态时一般都不导电，但某些分子晶体溶于水能导电，如HCl 固态和熔融态时多数不导电，但晶体Si、晶体Ge为半导体，能导电 溶解性 相似相溶 难溶于一般溶剂 决定熔、沸点 高低的因素 分子间作用力的强弱 共价键的强弱 典型例子 干冰、冰 金刚石、二氧化硅 2．共价晶体与分子晶体熔、沸点高低的比较 (1)晶体类型不同：共价晶体＞分子晶体 理由：共价晶体的熔、沸点与共价键有关，分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关。共价键的作用力远大于分子间作用力。 (2)晶体类型相同 ①共价晶体 一般来说，对结构相似的共价晶体来说，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高。例如：金刚石＞碳化硅＞晶体硅。 ②分子晶体 a．若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高。如HF＞HI；NH3＞PH3；H2O＞H2Te。 b．组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如I2＞Br2＞Cl2＞F2；SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。 c．组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如CO＞N2。 d．同类别的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。 教材习题02（P84） 下列说法中，正确的是 A．冰融化时，分子中H－O发生断裂 B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高 C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高 解题方法 1.冰融化时，破坏了水分子间的分子间作用力和氢键； 2.共价晶体中，原子形成的共价键越强，原子间的作用力越强，晶体的熔点越高； 3.分子晶体的稳定性与共价键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关； 4.分子晶体的熔、沸点与分子间作用力的大小有关，与共价键的强弱无关； 【答案】C 教材习题04（P85） 下列说法中，正确的是 A．分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键 B．分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点高 C．稀有气体形成的晶体属于分子晶体 D．晶体是分子晶体，可推测晶体也是分子晶体 解题方法 1.分子晶体中一定存在分子间作用力，但不一定存在共价键； 2.分子晶体熔化时破坏分子间作用力，共价晶体熔化时破坏共价键，分子间作用力比共价键弱的多； 3.稀有气体是由原子直接构成的单原子分子； 4.CO2 晶体是通过分子间作用力形成的，是分子晶体；而 SiO2 晶体是通过硅原子、氧原子之间的共价键形成的，属于原子晶体； 【答案】C 考点一 分子晶体 1．通过X射线衍射实验可以测定晶体的结构。乙酸的晶体和晶胞如图。下列说法错误的是 A．乙酸晶体属于分子晶体，每个晶胞中有4个乙酸分子 B．晶体中分子的不同取向及非紧密堆积方式与氢键有关 C．分子沿z轴在底面上的投影，1和2、3和4分别重合 D．乙酸晶体的X射线衍射图谱中有若干个明锐的吸收峰 【答案】C 【解析】A．乙酸由分子构成，晶体类型为分子晶体；根据晶胞结构，乙酸分子在晶胞中以独立分子形式存在，通过均摊法或直接观察可知每个晶胞含4个乙酸分子，A正确； B．乙酸分子含羧基（-COOH），可形成氢键，氢键具有方向性和饱和性，会影响分子取向及导致非紧密堆积，B正确； C．沿z轴投影时，1和2、3和4号分子取向相反（如羧基方向相反），甲基与羧基的相对位置不同，投影无法重合，C错误； D．晶体具有序结构，X射线衍射图谱中会出现明锐吸收峰，非晶体为弥散峰，乙酸晶体符合此特征，D正确； 故答案选C。 2．如果分子间作用力只是范德华力，则该分子晶体将采取密堆积，原因是分子晶体中 A．范德华力无方向性和饱和性 B．占据晶格结点的微粒是原子 C．化学键是共价键 D．三者都是 【答案】A 【解析】A．分子晶体若仅存在范德华力（无方向性、无饱和性），分子会尽可能紧密堆积以降低能量，因范德华力的特性直接导致密堆积，故A正确； B．分子晶体结点为分子，故B错误； C．描述分子内化学键，但与密堆积原因无关，故C错误； D．BC选项不正确，故D错误； 答案选A。 3．下列有关分子晶体的说法正确的有 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，分子中键发生断裂 ③分子晶体在水溶液中均能导电 ④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高 ⑤非金属氢化物晶体一般是分子晶体 ⑥所有分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键 A．①② B．④⑤ C．③④ D．⑤⑥ 【答案】B 【解析】①分子晶体的构成微粒是分子，但并非所有分子晶体都密堆积。例如，冰中因氢键作用形成疏松结构，而非密堆积，①错误； ②冰融化时，是分子间作用力被破坏，不是H—O键断键，②错误； ③很多分子构成的物质都能形成分子晶体，但这些物质中有很多是非电解质，甚至既不是电解质也不是非电解质，其水溶液不能导电，例如葡萄糖、乙醇等，③错误； ④分子晶体在物态变化时，破坏的是分子间作用力，所以分子间作用力越大，分子晶体熔沸点越高，④正确； ⑤其它非金属元素与H元素形成的非金属氢化物其构成微粒均是分子，所以在固态时一般均是分子晶体，⑥正确； ⑥稀有气体中的各种单质构成的晶体也是分子晶体，但这些晶体中不存在化学键，⑦错误； 综上，④⑤正确，故答案为B。 4．干冰、冰的结构模型如图所示，下列说法正确的是 A．一个干冰晶胞中包含14个CO2分子 B．干冰中每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 C．冰晶胞中每个水分子周围有2个紧邻的水分子 D．冰融化时，分子中H-O断裂 【答案】B 【解析】A．观察干冰的结构模型图知，有8个CO2分子处于立方体的8个顶点，有6个CO2分子处于立方体的6个面心，根据均摊法，一个干冰晶胞中包含=4个CO2分子，A错误； B．干冰中分子采取密堆积方式，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子(如以面心处的一个CO2分子为中心来看，同层有4个、上层有4个、下层有4个)，B正确； C．从题图中可以看出，冰晶胞中每个水分子周围有4个紧邻的水分子，C错误； D．冰融化时，分子间作用力被破坏，没有断裂H-O键，D错误； 故选B。 考点二 共价晶体 5．将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4.将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅(Si3N4)固体，氮化硅是一种新型耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。下列推断可能正确的是 A．SiCl4、Si3N4的晶体类型相同 B．Si3N4晶体是空间网状结构 C．Si3N4中一个Si周围有3个氮，1个氮周围有4个硅 D．SiCl4晶体在熔化过程中化学键断裂 【答案】B 【解析】A．是由分子构成的，属于分子晶体。是一种新型耐高温、耐磨材料，具有原子晶体的特性，属于原子晶体。分子晶体和原子晶体的晶体类型不同，故A错误； B．是原子晶体，原子晶体的结构特点就是空间网状结构，像金刚石、二氧化硅等原子晶体都具有这样的结构，故B正确； C．中原子最外层有4个电子，要形成4个共价键达到8电子稳定结构；N原子最外层有5个电子，要形成3个共价键达到8电子稳定结构。所以一个周围有4个N，一个N周围有3个，故C错误； D．为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力而非化学键，分子内的化学键不会断裂，故D错误； 故选B。 6．如图所示是某共价晶体A的空间结构片段，A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A中插入一个B原子，则C物质的化学式可能为 A．AB B．A5B4 C．AB2 D．A2B5 【答案】C 【解析】每个A原子形成4个键，每个A—A键中插入一个B原子，每个B原子形成2个键，故C物质中每个A原子形成4个A—B键，每个B原子形成2个B—A键，则A、B原子个数比为1∶2，所以其化学式可能是； 故本题选C。 7．下列晶体中，前者属于共价晶体，后者属于分子晶体的是 A．晶体硅、冰 B．足球烯（C60）、干冰 C．碳化硅、金刚石 D．固态氢、二氧化硅 【答案】A 【分析】共价晶体（原子晶体）通过共价键形成三维网状结构（如晶体硅、碳化硅、金刚石、二氧化硅），分子晶体通过分子间作用力结合（如冰、干冰、固态氢、足球烯）。 【解析】A．晶体硅是共价晶体，冰属于分子晶体，A正确； B．足球烯和干冰均为分子晶体，B错误； C．碳化硅和金刚石均为共价晶体，C错误； D．固态氢是分子晶体，二氧化硅是共价晶体，D错误； 故选A。 8．四面体在无机化合物中很常见。按图所示方式相连，可形成一系列“超四面体”，下列说法不正确的是 A．超四面体系列的各物质最简式不相同 B．每个面都是正三角形，键角为 C．均可形成超四面体系列 D．四面体形成的无限三维结构对应的晶体可能为共价晶体 【答案】C 【解析】A．和的化学式分别为和，故超四面体系列的各物质最简式不相同，A正确； B．的中心原子A原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，键角为，构成正四面体结构，则每个面都是正三角形， B正确； C．观察“超四面体”结构图，不难发现A为中心原子，与四个X连接，应为硅、锗等原子；而X为配位原子，可以与两个A原子相连，应为氧、硫等原子，H、F、Cl只能连接单键，因此、SiC可形成超四面体系列，不可以形成超四面体系列，C错误； D．共价晶体的微观空间中没有分子，可无限延伸，四面体形成的无限三维结构对应的晶体可能为共价晶体，D正确； 故答案选C。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．结合常见的共价分子的实例，认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。 2．借助分子晶体模型认识分子晶体的结构特点。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．借助共价晶体模型认识共价晶体的结构特点。 4．能够从化学键的特征，分析理解共价晶体的物理特性。 【学习重难点】 1．分子晶体模型及分子晶体的结构特点 2．共价晶体模型及共价晶体的结构特点 1．下列说法中正确的是 A．冰融化时，分子中键发生断裂 B．共价晶体中，共价键越强，共价晶体的熔点越高 C．共价晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键 D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点越高 【答案】B 【解析】A．冰融化属于物理变化，破坏的是分子间氢键和范德华力，而非H-O共价键，A错误； B．共价晶体的熔点由共价键强度决定，键能越大，破坏所需能量越高，共价晶体的熔点越高，B正确； C．共价晶体中的原子间可存在极性共价键（如SiO₂中的Si-O键），C错误； D．分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力，而非分子内共价键的键能，D错误； 答案选B。 2．天然气水合物（如图）是一种潜在能源，其晶体属于 A．离子晶体 B．分子晶体 C．共价晶体 D．金属晶体 【答案】B 【解析】天然气水合物晶体是由分子组成，其熔、沸点比较低，则其晶体类型属于分子晶体，所给选项中，符合的选项为：B。 3．在高压和激光加热至的条件下，科学家成功合成了新型二氧化碳晶体。下面是的两种晶胞结构示意图，有关说法错误的是 A．乙图所示的一个晶胞结构中含有8个分子 B．干冰晶体中分子的堆积方式为分子密堆积 C．两种晶体硬度：乙>甲 D．图甲所示干冰晶胞结构中分子空间取向有4种 【答案】A 【解析】A．新型二氧化碳晶体是高温高压情况下形成的类似于共价晶体的结构，内部不存在二氧化碳分子，A错误； B．干冰分子晶体采用分子密堆积方式，干冰的密堆积方式源于其分子对称球形结构及范德华力的无方向性，使其形成高对称性、高密度的面心立方晶格，B正确； C．甲是分子晶体，乙类似于共价晶体，共价晶体硬度大于分子晶体，C正确； D．干冰晶胞结构中二氧化碳分子空间取向有 4 种不同的方向，这些分子分别位于晶胞的顶点和面心位置，其分子轴平行于立方体的体对角线，D正确； 故选A。 4．下列物质中，含有非极性共价键的分子晶体是 A．CaF2 B．HCl C．C2H4O2 D．SiC 【答案】C 【解析】A．CaF2是离子晶体，由离子键构成，不含共价键，A不符合题意； B．HCl是分子晶体，但H-Cl键为极性共价键，B不符合题意； C．C2H4O2（如乙酸）分子中存在C-C非极性共价键，且固态时为分子晶体，C符合题意； D．SiC是原子晶体，通过极性共价键形成网状结构，D不符合题意； 故选C。 5．共价晶体氮化硅可由石英与焦炭在高温氮气流中通过以下反应制备：。下列说法正确的是 A．中N的化合价为 B．C在反应中被氧化生成CO C．若生成11.2LCO（标准状况），转移 D．Si-N共价键的键能大，导致熔点高 【答案】D 【解析】A．Si3N4中Si为+4价，四个N的总化合价为-12，每个N的化合价为-3，A错误； B．C从0价（单质）被氧化为CO中的+2价，但氧化剂是N2（N从0→-3），而非SiO2（Si和O的化合价未变），B错误； C．生成6molCO转移12mole-，即每生成1molCO转移2mole-，标准状况下11.2LCO为0.5mol，对应转移1mole-，C错误； D．共价晶体的高熔点源于共价键的高键能，Si-N共价键键能大，导致Si3N4熔点高，D正确； 故选D。 6．氮化碳是新发现的高硬度材料，其部分结构如下图所示。下列有关其说法不正确的是 A．氮化碳属于共价晶体 B．氮化碳的硬度比金刚石大 C．氮化碳中C原子与N原子的个数比为 D．氮化碳中C原子和N原子的最外层满足8电子稳定结构 【答案】C 【解析】A．氮化碳是超硬新材料，符合共价晶体的典型物理性质，故A正确； B．N原子半径小于C，C-N键长比金刚石中C-C键短，键能更大，氮化碳的硬度大于金刚石，故B正确； C．晶体结构图中虚线部分是晶体的基本结构单元，正方形顶点的C原子被4个正方形所共有，边上的C原子被2个正方形所共有，故实际含有的C原子数为，N原子数为4，氮化碳中C原子与N原子的个数比为3:4，故C错误； D．由图可知C与周围4个N形成单键，N与周围3个C形成单键，每个原子都满足8电子稳定结构，故D正确； 故选C。 7．下列对一些实验事实的理论解释正确的是 选项 实验事实 理论解释 A 冰的密度小于水 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低 B 为直线形分子 分子中之间的夹角为 C 金刚石的熔点低于石墨 金刚石是分子晶体，石墨是共价晶体 D 的沸点高于 的相对分子质量小于 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．冰晶体中水分子通过氢键形成四面体结构，氢键有方向性，空间利用率低，导致密度小于水，A正确； B．CO₂为直线形分子，但C=O键角为180°，而非0°，B错误； C．金刚石为共价晶体，石墨为混合型晶体，石墨中碳碳键键长小于金刚石中碳碳键键长，金刚石熔点低于石墨，C错误； D．HF沸点高于HCl是因HF分子间存在氢键，而非相对分子质量小于，D错误； 8．甲烷晶体的晶胞结构如下图，下列有关说法不正确的是 A．晶体熔化时需克服共价键 B．晶体中1个分子有12个紧邻的甲烷分子 C．甲烷在常温下呈气态，说明甲烷晶体属于分子晶体 D．甲烷晶体分子采取密堆积的形式 【答案】A 【解析】A．甲烷属于分子晶体，甲烷分子间作用力是范德华力，因此熔化时需克服范德华力，故A错误； B．以顶点甲烷为基准，与其紧邻的甲烷分子位于面心，依据晶胞无隙并置的特点，推出1个甲烷分子紧邻的甲烷分子有12个，故B正确； C．甲烷在常温下呈气态，说明甲烷沸点低，熔沸点低是分子晶体的特点，推出甲烷晶体属于分子晶体，故C正确； D．甲烷分子间不存在氢键，采取密堆积的形式，故D正确。 故选A。 9．碘的晶胞结构如图，下列说法正确的是 A．碘晶体熔化时需克服共价键 B．1个碘晶胞中含有4个碘分子 C．碘晶体为共价晶体 D．氯单质、溴单质的晶体结构与碘晶体的结构类似，晶胞大小也相同 【答案】B 【解析】A．碘晶体为分子晶体，熔化时需克服分子间作用力， A错误； B．1个碘晶胞中8个碘分子位于顶点，6个位于面心，则含有8×+6×=4个碘分子，B正确； C．碘晶体为分子晶体，C错误； D．氯单质、溴单质的晶体结构与碘晶体的结构类似，均属于分子晶体，三者的晶胞大小并不相同，随着卤素原子序数的增加，原子半径增大，晶胞参数也会相应增大，因此碘晶体的晶胞大小大于溴单质大于氯单质，D错误； 故答案选B。 10．最近我国科学家预测并合成了新型碳材料：T⁃碳。可以看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成的正四面体单元替代(如图所示，所有小球代表碳原子)。下列说法不正确的是 A．T⁃碳与金刚石互为同位素 B．T⁃碳与金刚石晶体中所含化学键类型相同 C．T⁃碳与金刚石中碳原子采取的杂化方式相同 D．T⁃碳与金刚石晶体类型相同，熔化时均需破坏共价键 【答案】A 【解析】A．同位素是指质子数相同，中子数不同的核素，T⁃碳是由C元素组成的单质，与金刚石互为同素异形体，A项错误； B．T⁃碳晶体和金刚石晶体中含有的化学键均是共价键，B项正确； C．T⁃碳与金刚石中的碳原子均采取sp3杂化，C项正确； D．T⁃碳可以看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成的正四面体结构单元替代，属于共价晶体，两者熔化时均需破坏共价键，D项正确； 故答案选A。 11．下列晶体性质的比较中，正确的是 A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．沸点：NH3>H2O>HF C．硬度：白磷>冰>二氧化硅 D．熔点：SiI4<SiBr4<SiCl4 【答案】A 【解析】A．金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体，因原子半径：C<Si，则键长：C—C<C—Si<Si—Si，键长越短，键能越大，共价晶体的熔点越高，所以熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅，A正确； B．NH3、H2O、HF都是分子晶体，其沸点高低与分子间作用力大小有关，且三种物质都存在分子间氢键，H2O分子间氢键作用最强，常温下为液体，沸点最高；HF氢键强度次之，NH3最弱，则沸点：H2O>HF>NH3，B错误； C．二氧化硅为共价晶体，其硬度远大于分子晶体，白磷是分子晶体，分子间作用力弱，硬度很小；冰也是分子晶体，但存在分子间氢键，硬度较小，则硬度：二氧化硅>冰>白磷，C错误； D．SiCl4、SiBr4、SiI4均为分子晶体，且组成和结构相似，分子间不存在氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越强，其熔点越高，则熔点：SiCl4<SiBr4<SiI4，D错误； 故选A。 12．1893年，法国化学家亨利莫桑首次发现了莫桑石，莫桑石晶体结构与金刚石相似，每个C原子周围都有4个Si原子，每个Si原子周围都有4个C原子。下列关于莫桑石晶体的说法错误的是 A．莫桑石晶体中C和Si杂化方式相同 B．莫桑石晶体的类型为分子晶体 C．莫桑石晶体的熔点比晶体硅高 D．莫桑石晶体内部粒子呈现周期性有序排列 【答案】B 【解析】A．莫桑石中每个C和Si均形成四个共价键，采用sp3杂化，杂化方式相同，A正确； B．莫桑石结构与金刚石（原子晶体）相似，通过共价键形成三维网状结构，应为共价晶体而非分子晶体，B错误； C．碳的原子半径小于硅，C-Si键的键能高于Si-Si键，因此莫桑石熔点高于晶体硅，C正确； D．晶体内部原子均呈周期性有序排列，这是晶体的基本特征，D正确； 故答案选B。 13．下列关于晶体中存在的作用力的说法中一定正确的是 A．分子晶体中均存在共价键 B．分子晶体中一定存在范德华力 C．硫磺晶体和冰晶体中存在的作用力完全相同 D．只有共价晶体中存在共价键 【答案】B 【解析】A．分子晶体中的分子可能为单原子（如稀有气体），此时不存在共价键，因此“均存在共价键”错误，A错误； B．分子晶体中分子间作用力必然包含范德华力（可能同时存在氢键），因此“一定存在范德华力”，B正确； C．硫黄晶体（S8分子间为范德华力）与冰晶体（水分子间含范德华力和氢键）作用力不同，C错误； D．共价键不仅存在于共价晶体中，分子晶体（如CO2分子内）、离子晶体（如NH4+中的N-H键）中也可能存在，D错误； 故选B。 14．如果分子间作用力只是范德华力，则该分子晶体将采取密堆积，原因是分子晶体中 A．范德华力无方向性和饱和性 B．占据晶格结点的微粒是原子 C．化学键是共价键 D．三者都是 【答案】A 【解析】A．分子晶体若仅存在范德华力（无方向性、无饱和性），分子会尽可能紧密堆积以降低能量，因范德华力的特性直接导致密堆积，故A正确； B．分子晶体结点为分子，故B错误； C．描述分子内化学键，但与密堆积原因无关，故C错误； D．BC选项不正确，故D错误； 答案选A。 15．如图为金刚石晶胞，晶胞参数为a pm。其中原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，0，)，C为(，0)。下列说法正确的是 A．该晶体的密度为 g·cm-3 B．该晶体中每个碳原子和4个碳原子紧邻 C．石墨和金刚石互为同分异构体 D．D的原子分数坐标为 【答案】B 【解析】A．根据“均摊法”，晶胞中含个C，则晶体密度为，故A错误； B．由图，碳形成4个共价键，晶体中每个碳原子和4个碳原子紧邻，故B正确； C．石墨和金刚石均为碳单质，互为同素异形体，而非互为同分异构体，故C错误； D．对照晶胞图及A、B、C的分数坐标，D在xyz轴上投影坐标分别为、、，分数坐标为（，，），故D错误； 故选B。 16．某些共价晶体的熔点如下表所示： 共价晶体 金刚石 氮化硼 硅 锗 熔点/℃ >3 500 3 000 1 412 1211 根据上表中的数据回答下列问题： (1)从原子结构角度分析，金刚石、硅、锗的熔点逐渐降低的原因是 。 (2)ⅣA族与ⅤA族元素组成的晶体多是共价晶体，如氮化碳、氮化硅等。写出氮化碳、氮化硅的熔点大小关系： (用化学式表示)。 【答案】(1)碳、硅、锗的原子半径逐渐增大，共价键键能逐渐减小 (2)C3N4>Si3N4 【解析】（1）金刚石、硅、锗均为共价晶体，熔点由共价键键能决定；C、Si、Ge的原子半径依次增大，C—C、Si—Si、Ge—Ge键的键长依次增长，键能依次减小； （2）氮化碳（）与氮化硅（）均为共价晶体，熔点由共价键键能决定；C的原子半径小于Si，C—N键的键长短于Si—N键，C—N键能大于Si—N键能；故答案为：。 17．(1)已知：碳化硅()是一种具有类似金刚石结构的晶体，其中碳原子和硅原子是交替排列的。在下列晶体：①晶体硅、②金刚石、③碳化硅、④干冰、⑤冰中，它们的熔点由高到低的顺序是 (填序号)。 (2)继后，科学家又合成了、。已知熔点：，而破坏分子所需要的能量：，其原因是 。 【答案】 ②③①⑤④ 一般情况下，对于组成与结构相似的分了晶体，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔化所需的能量越多，故熔点：；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子所需要的能量： 【解析】(1)题述晶体中属于共价晶体的是①②③，属于分子晶体的是④⑤。一般来说，共价晶体的熔点>分子晶体的熔点；对于共价晶体，键长：键>键键，相应键能：键键键，故熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。故答案为：②③①⑤④； (2)分子晶体熔点与分子间作用力有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。故答案为：一般情况下，对于组成与结构相似的分了晶体，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔化所需的能量越多，故熔点：；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子所需要的能量：。 18．分子的结构与物质性质之间存在紧密的联系。 (1)如图是部分主族元素氢化物的沸点变化趋势 ①氢化物a的化学式为 ，其汽化过程中克服的作用力是 。 ②氢化物b、c、d的沸点均高于同族其它元素氢化物的沸点，原因是 。 ③H2O的沸点高于HF，预测可能的原因是 。 (2)如图是冰(H2O)和干冰(CO2)的结构模型。 下列事实能解释干冰的密度比冰大的是 (填字母序号)。 a．冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低 b．水分子极性强，分子间作用力大 c．二氧化碳分子的质量大于水分子 d．干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集 (3)苯胺()与甲苯()的相对分子质量接近，但苯胺的熔点(﹣6.2℃)和沸点(184.4℃)高于甲苯的熔点(﹣95.0℃)和沸点(110.6℃)，原因是 。 【答案】(1) CH4 范德华力 氢化物b、c、d均可形成分子间氢键 每个H2O可形成2个分子间氢键，每个HF分子可形成1个分子间氢键 (2)acd (3)苯胺分子间存在氢键 【解析】（1）①由元素的氢化物的沸点变化规律的图象可知，随着原子序数的递增元素的氢化物的沸点，从上到下是逐渐升高的，符合第IVA元素的性质，结合周期可知，氢化物a为CH4，为分子晶体，存在范德华力，汽化过程中克服的作用力是范德华力； ②氢化物b、c、d分别为NH3、HF、H2O，三者均可形成分子间氢键，均高于同族其它元素氢化物的沸点； ③每个H2O可形成2个分子间氢键，每个HF分子可形成1个分子间氢键，分子间氢键越多，沸点越高； （2）干冰晶体属于分子密堆积，分子间只有范德华力；而冰晶体属于分子非密堆积，分子间的主要作用力是氢键，水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，所以干冰的密度比冰大，故acd正确，故答案为：acd； （3） 苯胺()与甲苯()的相对分子质量接近，但苯胺的熔点(﹣6.2℃)和沸点(184.4℃)高于甲苯的熔点(﹣95.0℃)和沸点(110.6℃)，原因是苯胺分子之间存在氢键。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 分子晶体和共价晶体 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 分子晶体及其结构特点 1．概念 只含分子的晶体。 2．粒子间的作用 分子晶体中相邻的分子间以 相互吸引。 3．常见分子晶体及物质类别 物质种类 实例 所有 H2O、NH3、CH4等 部分 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分 CO2、P4O10、SO2、SO3等 几乎所有的 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 4．分子晶体的常见堆积方式 分子间作用力 堆积方式 实例 范德华力 分子采用 ， 每个分子周围有 个紧邻的分子 如C60、干冰、I2、O2 范德华 力、 分子不采用 ， 每个分子周围紧邻的分子少于12个 如HF、NH3、冰 【方法导引】 1．分子晶体的构成微粒是真实存在的小分子或大分子。只有分子晶体才有分子式，像NaCl、Cu、SiO2等只表示化学式，不表示分子式。 2．分子间作用力与化学键的区别和联系。分子间作用力不是化学键，它比化学键弱得多，如HCl分子间作用力为21kJ·mol－1，而HCl分子中的H－Cl键的键能为431 kJ·mol－1。通常化学键的键能为120～800 kJ·mol－1，而分子间作用力通常每摩尔约为几十千焦。当破坏HCl分子间作用力时，只改变了HCl的状态，发生了物理变化；当HCl分子中的H－Cl键遭到破坏时，一般发生了化学变化，当固态或液态HCl溶于水时，虽也破坏了H－Cl键，但却不是化学变化。因此，分子间作用力主要影响物质的物理性质，而化学键则主要影响物质的化学性质。 知识点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 ，当然也存在 。 (2)氢键有方向性，它的存在迫使在 的每个水分子与 方向的 个相邻水分子互相吸引。 2．干冰 (1)干冰中的CO2分子间只存在 ，不存在 。 (2)①每个晶胞中有 个CO2分子， 个原子。 ②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为 个。 【特别提醒】 (1)密堆积：因为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。 (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。如碘晶体的结构就属于此类，如右图所示。 (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。 知识点3 分子晶体的物理性质 1．物理特性 (1)分子晶体的熔、沸点 ，密度较 ，硬度较小，较易熔化和挥发。 (2)一般是绝缘体，熔融状态不导电。 (3)溶解性符合“相似相溶规律”。 2．分子晶体熔、沸点高低的比较规律 (1)分子晶体中分子间作用力 ，物质熔、沸点 ，反之 。 (2)具有氢键的分子晶体，熔、沸点 。 【归纳总结】 1．分子晶体的物理性质 (1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等)，且硬度较小。 (2)分子晶体不导电。分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。有些分子晶体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。 (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。 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。 2．分子晶体熔、沸点比较规律 (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。 知识点4 共价晶体的结构和性质 1．共价晶体的结构特点 (1)构成粒子及作用力 共价晶体 (2)空间结构：整块晶体是一个三维的共价键 结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。 2．共价晶体与物质的类别 物质种类 实例 某些 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等 某些 二氧化硅(SiO2)等 3．共价晶体的熔、沸点 (1)共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度，所以共价晶体具有 的熔点。 (2)结构相似的共价晶体，原子半径越 ，键长越 ，键能越 ，晶体的熔点越 。 知识点5 典型的共价晶体 1．金刚石 (1)碳原子采取 杂化，C—C—C夹角为 。 (2)每个碳原子与周围紧邻的 个碳原子结合，形成共价键三维骨架结构。 (3)最小碳环由 个碳原子组成，且最小环上有4个碳原子在同一平面内；每个碳原子被12个六元环共用。 2．二氧化硅晶体 (1)二氧化硅的结构 二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(α­SiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的 形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有手性(左、右型)。 　石英的左、右型晶体 ①Si原子采取 杂化，正四面体内O—Si—O键角为 。 ②每个Si原子与 个O原子形成 个共价键， 原子位于正四面体的中心， 原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被 个硅氧正四面体共用；每个O原子和 个Si原子形成 个共价键，晶体中Si原子与O原子个数比为 。 ③最小环上有 个原子，包括 个O原子和 个Si原子。 (2)二氧化硅的用途 二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 【归纳总结】 1．分子晶体和共价晶体的比较 晶体类型 分子晶体 共价晶体 定义 分子间通过分子间作用力结合形成的晶体 相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间网状结构的晶体 组成微粒 分子 原子 物质类别 多数非金属单质和共价化合物 金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等 微粒间的作用力 分子间作用力 共价键 熔化时需 克服的作用力 较弱的分子间作用力 很强的共价键 物理性质 熔、沸点 较低 很高 硬度 较小 很大 导电性 固态和熔融态时一般都不导电，但某些分子晶体溶于水能导电，如HCl 固态和熔融态时多数不导电，但晶体Si、晶体Ge为半导体，能导电 溶解性 相似相溶 难溶于一般溶剂 决定熔、沸点 高低的因素 分子间作用力的强弱 共价键的强弱 典型例子 干冰、冰 金刚石、二氧化硅 2．共价晶体与分子晶体熔、沸点高低的比较 (1)晶体类型不同：共价晶体＞分子晶体 理由：共价晶体的熔、沸点与共价键有关，分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关。共价键的作用力远大于分子间作用力。 (2)晶体类型相同 ①共价晶体 一般来说，对结构相似的共价晶体来说，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高。例如：金刚石＞碳化硅＞晶体硅。 ②分子晶体 a．若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高。如HF＞HI；NH3＞PH3；H2O＞H2Te。 b．组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如I2＞Br2＞Cl2＞F2；SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。 c．组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如CO＞N2。 d．同类别的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。 教材习题02（P84） 下列说法中，正确的是 A．冰融化时，分子中H－O发生断裂 B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高 C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高 解题方法 1.冰融化时，破坏了水分子间的分子间作用力和氢键； 2.共价晶体中，原子形成的共价键越强，原子间的作用力越强，晶体的熔点越高； 3.分子晶体的稳定性与共价键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关； 4.分子晶体的熔、沸点与分子间作用力的大小有关，与共价键的强弱无关； 【答案】 教材习题04（P85） 下列说法中，正确的是 A．分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键 B．分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点高 C．稀有气体形成的晶体属于分子晶体 D．晶体是分子晶体，可推测晶体也是分子晶体 解题方法 1.分子晶体中一定存在分子间作用力，但不一定存在共价键； 2.分子晶体熔化时破坏分子间作用力，共价晶体熔化时破坏共价键，分子间作用力比共价键弱的多； 3.稀有气体是由原子直接构成的单原子分子； 4.CO2 晶体是通过分子间作用力形成的，是分子晶体；而 SiO2 晶体是通过硅原子、氧原子之间的共价键形成的，属于原子晶体； 【答案】 考点一 分子晶体 1．通过X射线衍射实验可以测定晶体的结构。乙酸的晶体和晶胞如图。下列说法错误的是 A．乙酸晶体属于分子晶体，每个晶胞中有4个乙酸分子 B．晶体中分子的不同取向及非紧密堆积方式与氢键有关 C．分子沿z轴在底面上的投影，1和2、3和4分别重合 D．乙酸晶体的X射线衍射图谱中有若干个明锐的吸收峰 2．如果分子间作用力只是范德华力，则该分子晶体将采取密堆积，原因是分子晶体中 A．范德华力无方向性和饱和性 B．占据晶格结点的微粒是原子 C．化学键是共价键 D．三者都是 3．下列有关分子晶体的说法正确的有 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，分子中键发生断裂 ③分子晶体在水溶液中均能导电 ④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高 ⑤非金属氢化物晶体一般是分子晶体 ⑥所有分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键 A．①② B．④⑤ C．③④ D．⑤⑥ 4．干冰、冰的结构模型如图所示，下列说法正确的是 A．一个干冰晶胞中包含14个CO2分子 B．干冰中每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 C．冰晶胞中每个水分子周围有2个紧邻的水分子 D．冰融化时，分子中H-O断裂 考点二 共价晶体 5．将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4.将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅(Si3N4)固体，氮化硅是一种新型耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。下列推断可能正确的是 A．SiCl4、Si3N4的晶体类型相同 B．Si3N4晶体是空间网状结构 C．Si3N4中一个Si周围有3个氮，1个氮周围有4个硅 D．SiCl4晶体在熔化过程中化学键断裂 6．如图所示是某共价晶体A的空间结构片段，A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A中插入一个B原子，则C物质的化学式可能为 A．AB B．A5B4 C．AB2 D．A2B5 7．下列晶体中，前者属于共价晶体，后者属于分子晶体的是 A．晶体硅、冰 B．足球烯（C60）、干冰 C．碳化硅、金刚石 D．固态氢、二氧化硅 8．四面体在无机化合物中很常见。按图所示方式相连，可形成一系列“超四面体”，下列说法不正确的是 A．超四面体系列的各物质最简式不相同 B．每个面都是正三角形，键角为 C．均可形成超四面体系列 D．四面体形成的无限三维结构对应的晶体可能为共价晶体 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．结合常见的共价分子的实例，认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。 2．借助分子晶体模型认识分子晶体的结构特点。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．借助共价晶体模型认识共价晶体的结构特点。 4．能够从化学键的特征，分析理解共价晶体的物理特性。 【学习重难点】 1．分子晶体模型及分子晶体的结构特点 2．共价晶体模型及共价晶体的结构特点 1．下列说法中正确的是 A．冰融化时，分子中键发生断裂 B．共价晶体中，共价键越强，共价晶体的熔点越高 C．共价晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键 D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点越高 2．天然气水合物（如图）是一种潜在能源，其晶体属于 A．离子晶体 B．分子晶体 C．共价晶体 D．金属晶体 3．在高压和激光加热至的条件下，科学家成功合成了新型二氧化碳晶体。下面是的两种晶胞结构示意图，有关说法错误的是 A．乙图所示的一个晶胞结构中含有8个分子 B．干冰晶体中分子的堆积方式为分子密堆积 C．两种晶体硬度：乙>甲 D．图甲所示干冰晶胞结构中分子空间取向有4种 4．下列物质中，含有非极性共价键的分子晶体是 A．CaF2 B．HCl C．C2H4O2 D．SiC 5．共价晶体氮化硅可由石英与焦炭在高温氮气流中通过以下反应制备：。下列说法正确的是 A．中N的化合价为 B．C在反应中被氧化生成CO C．若生成11.2LCO（标准状况），转移 D．Si-N共价键的键能大，导致熔点高 6．氮化碳是新发现的高硬度材料，其部分结构如下图所示。下列有关其说法不正确的是 A．氮化碳属于共价晶体 B．氮化碳的硬度比金刚石大 C．氮化碳中C原子与N原子的个数比为 D．氮化碳中C原子和N原子的最外层满足8电子稳定结构 7．下列对一些实验事实的理论解释正确的是 选项 实验事实 理论解释 A 冰的密度小于水 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低 B 为直线形分子 分子中之间的夹角为 C 金刚石的熔点低于石墨 金刚石是分子晶体，石墨是共价晶体 D 的沸点高于 的相对分子质量小于 A．A B．B C．C D．D 8．甲烷晶体的晶胞结构如下图，下列有关说法不正确的是 A．晶体熔化时需克服共价键 B．晶体中1个分子有12个紧邻的甲烷分子 C．甲烷在常温下呈气态，说明甲烷晶体属于分子晶体 D．甲烷晶体分子采取密堆积的形式 9．碘的晶胞结构如图，下列说法正确的是 A．碘晶体熔化时需克服共价键 B．1个碘晶胞中含有4个碘分子 C．碘晶体为共价晶体 D．氯单质、溴单质的晶体结构与碘晶体的结构类似，晶胞大小也相同 10．最近我国科学家预测并合成了新型碳材料：T⁃碳。可以看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成的正四面体单元替代(如图所示，所有小球代表碳原子)。下列说法不正确的是 A．T⁃碳与金刚石互为同位素 B．T⁃碳与金刚石晶体中所含化学键类型相同 C．T⁃碳与金刚石中碳原子采取的杂化方式相同 D．T⁃碳与金刚石晶体类型相同，熔化时均需破坏共价键 11．下列晶体性质的比较中，正确的是 A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．沸点：NH3>H2O>HF C．硬度：白磷>冰>二氧化硅 D．熔点：SiI4<SiBr4<SiCl4 12．1893年，法国化学家亨利莫桑首次发现了莫桑石，莫桑石晶体结构与金刚石相似，每个C原子周围都有4个Si原子，每个Si原子周围都有4个C原子。下列关于莫桑石晶体的说法错误的是 A．莫桑石晶体中C和Si杂化方式相同 B．莫桑石晶体的类型为分子晶体 C．莫桑石晶体的熔点比晶体硅高 D．莫桑石晶体内部粒子呈现周期性有序排列 13．下列关于晶体中存在的作用力的说法中一定正确的是 A．分子晶体中均存在共价键 B．分子晶体中一定存在范德华力 C．硫磺晶体和冰晶体中存在的作用力完全相同 D．只有共价晶体中存在共价键 14．如果分子间作用力只是范德华力，则该分子晶体将采取密堆积，原因是分子晶体中 A．范德华力无方向性和饱和性 B．占据晶格结点的微粒是原子 C．化学键是共价键 D．三者都是 15．如图为金刚石晶胞，晶胞参数为a pm。其中原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，0，)，C为(，0)。下列说法正确的是 A．该晶体的密度为 g·cm-3 B．该晶体中每个碳原子和4个碳原子紧邻 C．石墨和金刚石互为同分异构体 D．D的原子分数坐标为 16．某些共价晶体的熔点如下表所示： 共价晶体 金刚石 氮化硼 硅 锗 熔点/℃ >3 500 3 000 1 412 1211 根据上表中的数据回答下列问题： (1)从原子结构角度分析，金刚石、硅、锗的熔点逐渐降低的原因是 。 (2)ⅣA族与ⅤA族元素组成的晶体多是共价晶体，如氮化碳、氮化硅等。写出氮化碳、氮化硅的熔点大小关系： (用化学式表示)。 17．(1)已知：碳化硅()是一种具有类似金刚石结构的晶体，其中碳原子和硅原子是交替排列的。在下列晶体：①晶体硅、②金刚石、③碳化硅、④干冰、⑤冰中，它们的熔点由高到低的顺序是 (填序号)。 (2)继后，科学家又合成了、。已知熔点：，而破坏分子所需要的能量：，其原因是 。 18．分子的结构与物质性质之间存在紧密的联系。 (1)如图是部分主族元素氢化物的沸点变化趋势 ①氢化物a的化学式为 ，其汽化过程中克服的作用力是 。 ②氢化物b、c、d的沸点均高于同族其它元素氢化物的沸点，原因是 。 ③H2O的沸点高于HF，预测可能的原因是 。 (2)如图是冰(H2O)和干冰(CO2)的结构模型。 下列事实能解释干冰的密度比冰大的是 (填字母序号)。 a．冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低 b．水分子极性强，分子间作用力大 c．二氧化碳分子的质量大于水分子 d．干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集 (3)苯胺()与甲苯()的相对分子质量接近，但苯胺的熔点(﹣6.2℃)和沸点(184.4℃)高于甲苯的熔点(﹣95.0℃)和沸点(110.6℃)，原因是 。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $