第3章 第2节 第4课时 分子晶体-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（鲁科版 山东专用）

第四课时　分子晶体 新知探究——分子晶体 1.概念 分子之间通过　　　　　　　　　结合形成的晶体。  2.结构 3.分子晶体与物质的类别 部分非金属单质 如卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属氧化物 如CO2、P4O10、SO2、SO3等 所有非金属氢化物 如H2O、NH3、CH4等 几乎所有的酸 如H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 形成的晶体 如苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 4.典型分子晶体的结构 晶体 碘晶体 干冰晶体 冰晶体 结构 分析 ①碘晶体的晶胞是一个长方体,在它的每个顶点处和每个面上各有1个I2分子,每个晶胞中有 个I2分子。 ②I2分子之间以范德华力结合 干冰晶胞是立方体,在它的每个顶点和面心上各有1个CO2分子,每个晶胞中有4个CO2分子 ①水分子之间的主要作用力是氢键,也存在范德华力。 ②氢键有方向性,每个水分子都与周围四个水分子结合,四个水分子也按照同样的规律再与其他水分子结合 5.分子晶体的物理性质 (1)分子晶体由于以比较弱的分子间作用力相结合,因此一般熔点较低,硬度较小。 (2)对组成和结构相似,晶体中又不含氢键的分子晶体来说,随着相对分子质量的增大,分子间作用力增强,熔点升高。 (3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”原理,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)分子晶体在固态和熔融状态下均不导电。有些分子晶体的水溶液能导电,如HI、乙酸等。 [微点拨]　①稀有气体单质是单原子分子,原子之间不存在共价键,固态时属于分子晶体。②分子晶体熔融或汽化时,克服分子间作用力,不破坏化学键。③冰融化与干冰升华克服的作用力不完全相同,干冰升华只破坏范德华力,冰融化除克服范德华力外还克服氢键。 [题点多维训练] 1.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、C10H8 B.PCl3、CO2、H2SO4 C.SO2、SiO2、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2 2.BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其化学性质与AlCl3相似。由此可推测BeCl2 (　　) A.熔融态不导电 B.水溶液呈中性 C.熔点比BeBr2高 D.不与氢氧化钠溶液反应 3.C60分子和C60晶胞如图所示。下列关于C60晶体的说法中不正确的是 (　　) A.C60晶体可能具有很高的熔、沸点 B.C60晶体可能易溶于四氯化碳 C.C60晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为240 D.C60晶体中每个C60分子与12个C60分子紧邻 4.如图为干冰的晶胞结构示意图。 (1)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。  (2)其密度ρ为　　　　　　　　　　　　　(1 pm=10-10 cm)。  命题热点——不同晶体的比较 导学设计 　　聚合氯化铝是常用的污水处理剂。已知氯化铝的熔点为190 ℃(2.02×105 Pa下),但它在常压下178 ℃时就能升华。 1.氯化铝属于哪一种晶体? 2.电解熔融的氯化钠可以制备金属钠,电解熔融的氯化镁可以制备金属镁,但是不能通过电解熔融的氯化铝制备金属铝,为什么? [系统融通知能] 1.四种晶体类型的比较 类型 项目 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 构成晶 体的粒子 阴、阳 离子 原子 分子 金属阳离子和自由电子 粒子间 的作用 阴、阳离子之间的静电作用 共价键 分子间作用 力(范德华 力或氢键) 金属键 溶解性 多数易溶于水 一般不溶 于溶剂 相似相溶 一般不溶于水,少 数与水反应 机械 加工性 不良 不良 不良 优良 延展性 差 差 差 优良 确定作用力强弱的一般判断方法 晶格能 键长 (原子 半径) 组成结构相似时,比较相对 分子质量 离子半径、 价电子数 熔、沸点 较高 很高 较低 差别较大(汞常温 下为液态,钨熔点为3 410 ℃) 硬度 略硬而脆 很大 较小 差别较大 导电性 不良导体 (熔化后或溶于水导电) 不良导体 (个别为 半导体) 不良导体 (部分溶于水发生电离后导电) 良导体 2.不同晶体熔沸点高低判断 (1)根据物质的聚集状态 一般情况下,熔、沸点:固体>液体>气体。 (2)根据晶体的类型 一般来说,熔、沸点:共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点比较特殊,有的很高,如钨、铂等;有的很低,如铯等。 (3)同种类型晶体熔、沸点的比较规律 共价晶体 比较共价晶体熔、沸点高低的关键是比较共价键的强弱。对于结构相似的共价晶体来说,成键原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越牢固,晶体的熔、沸点越高。如熔、沸点:金刚石>碳化硅>晶体硅 离子晶体 离子晶体熔、沸点的高低取决于晶格能大小。一般来说,离子所带电荷数越多,阴、阳离子核间距越小,晶格能越大,则离子键越牢固,晶体的熔、沸点一般越高。如熔、沸点:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl 分子晶体 ①组成和结构相似的分子晶体(不存在分子间氢键),相对分子质量越大,其熔、沸点越高。如熔、沸点:HI>HBr>HCl。 ②组成和结构不相似的分子晶体(不存在分子间氢键、相对分子质量相近),分子的极性越大,其熔、沸点越高。如熔、沸点:CO>N2。 ③在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低。如熔、沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷。 ④具有氢键的分子晶体,与同类化合物相比,其熔、沸点反常高。如熔、沸点:NH3>AsH3>PH3 金属晶体 金属晶体熔、沸点的高低取决于金属键的强弱。一般金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属阳离子与自由电子之间的静电作用越强,金属键越强,熔、沸点越高。如熔、沸点:Na<Mg<Al [题点多维训练] 题点(一)　不同晶体类型的比较与判断 1.根据下表中给出的有关数据,判断下列说法中错误的是 (　　) 晶体 AlCl3 SiCl4 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃ 190 -60 2 300 大于3 550 1 412 沸点/℃ 183 57 2 550 4 827 2 355 A.SiCl4是分子晶体 B.晶体硼是共价晶体 C.AlCl3是分子晶体,加热能升华 D.金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱 2.几种单质的沸点如图所示。下列推断正确的是 (　　) A.D可能为共价晶体,H可能为分子晶体 B.G可能为离子晶体,A可能为分子晶体 C.G、H一定是分子晶体,E、F一定是金属晶体 D.D可能为共价晶体,B一定是离子晶体 3.回答下列问题: (1)现有下列物质:①金刚石　②干冰　③晶体硅 ④二氧化硅晶体　⑤氯化铵晶体　⑥氖晶体 ⑦金属锌。通过非极性键形成共价晶体的是　　　　(填序号,下同);属于分子晶体且分子为直线形的是　　　　;由单原子分子构成的分子晶体是　　　;含有极性键的离子晶体是　　　　;能导电且为金属晶体的是　　　　。  (2)在①苯　②CH3OH　③HCHO　④CS2　 ⑤CCl4五种有机溶剂中,碳原子采取sp2杂化的分子有　　　　(填序号),CS2分子的空间结构是　　　　,CO2与CS2相比,　　　(填化学式)的熔点较高。  (3)两种硼氢化物的熔点如下表所示: 硼氢化物 NaBH4 Al(BH4)3 熔点/℃ 400 -64.5 两种物质熔点差异的原因是 　。  题点(二)　熔、沸点比较 4.下列各组物质的沸点,按由低到高的顺序排列的是 (　　) A.NH3、CH4、NaCl、Na B.H2O、H2S、MgSO4、SO2 C.CH4、H2O、NaCl、SiO2 D.Li、Na、K、Rb、Cs 5.下列关于物质熔、沸点的比较不正确的是 (　　) A.Si、SiC、金刚石的熔点依次降低 B.SiCl4、MgBr2、BN的熔点依次升高 C.F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高 D.PH3、NH3、H2O的沸点依次升高 6.(1)NH3的沸点　　　　(填“>”“=”或“<”)AsH3。  (2)K与Cu位于同周期,金属钾的熔点比铜的低,这是因为 　。  (3)As的卤化物的熔点如下: 物质 AsCl3 AsBr3 AsI3 熔点/K 256.8 304 413 表中卤化物熔点差异的原因是 　。  (4)一些氧化物的熔点如表所示: 氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2 熔点/℃ 1 570 2 800 23.8 -75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因: 　。  (5)冰、金刚石、MgO、干冰4种晶体的熔点由高到低的顺序为　　　　　　　　　　　　。  课下请完成课时跟踪检测(二十二) 第四课时　分子晶体 新知探究 1.分子间作用力　4.4 [题点多维训练] 1.选B　NH3、HD、C10H8均属于分子晶体,NH3、C10H8属于化合物,HD属于单质,A错误;PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体的化合物,B正确;SO2、P2O5属于分子晶体的化合物,SiO2属于共价晶体的化合物,C错误;CCl4、H2O2属于分子晶体的化合物,Na2S属于离子晶体的化合物,D错误。 2.选A　BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,说明该化合物形成的晶体是分子晶体,熔融态不导电,A正确;该化合物的化学性质与AlCl3相似,而氯化铝溶液呈酸性,因此其水溶液也呈酸性,B不正确;BeCl2与BeBr2形成的晶体均是分子晶体,后者的相对分子质量大,熔点高于BeCl2,C不正确;氯化铝能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,则该化合物也与氢氧化钠溶液反应,D不正确。 3.选A　构成C60晶体的基本粒子是C60分子,因此C60晶体是分子晶体,不可能具有很高的熔、沸点,A错误;由于C60是非极性分子,根据“相似相溶”原理,其可能易溶于四氯化碳,B正确;每个C60晶胞中含有的C60分子个数为8×+6×=4,因此1个晶胞中含有的碳原子数为4×60=240,C正确;如果以晶胞中一个顶点的C60分子为研究对象,则共用这个顶点的三个面的面心的C60分子与其距离最近且相等,有12个,D正确。 4.解析:(1)两个紧邻CO2分子的距离为面对角线的一半。(2)ρ== g·cm-3。 答案:(1)a　(2) g·cm-3 命题热点 [导学设计] 1.提示:分子晶体的熔点一般较低,AlCl3的熔点较低,而且在常压下178 ℃能升华,说明AlCl3是分子晶体。 2.提示:由于氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电,因此无法通过电解熔融的氯化铝制备金属铝。 [题点多维训练] 1.选D　SiCl4、AlCl3的熔、沸点较低,都是分子晶体,AlCl3的沸点低于其熔点,故AlCl3加热能升华,A、C项正确;晶体硼的熔、沸点较高,所以晶体硼是共价晶体,B项正确;碳原子的半径比硅原子的半径小,金刚石中的C—C键的键长比晶体硅中的Si—Si键的键长短,金刚石中的C—C键的键能比晶体硅中的Si—Si键的键能大,则金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键强,D项错误。 2.选A　共价晶体的熔、沸点较高,分子晶体的熔、沸点较低,D的沸点较高、H的沸点较低,所以D可能为共价晶体、H可能为分子晶体,故A正确;单质中不含离子键,则B、G不可能是离子晶体,故B、D错误;金属单质的熔、沸点有的较高有的较低,分子晶体的熔、沸点较低,根据题图可知,E、F不一定是金属晶体,可能是分子晶体,故C错误。 3.(1)①③　②　⑥　⑤　⑦ 　(2)①③　直线形　CS2 (3)硼氢化钠是离子晶体而硼氢化铝是分子晶体,离子晶体的熔点高 4.选C　氨气和甲烷都是分子晶体,但是氨气中含有氢键,熔、沸点较高,则沸点由高到低的顺序:氯化钠、Na、氨气、甲烷,故A错误;水、硫化氢、二氧化硫都是分子晶体,水中含有氢键,沸点较高,则沸点由低到高的顺序:硫化氢、二氧化硫、水、硫酸镁,故B错误;水和甲烷都是分子晶体,但是水中含有氢键,沸点较高,氯化钠是离子晶体、二氧化硅是共价晶体,则沸点由低到高的顺序:甲烷、水、氯化钠、二氧化硅,故C正确;Li、Na、K、Rb、Cs均是碱金属,且位于同主族,从上到下沸点依次降低,故D错误。 5.选A　Si、SiC、金刚石都是共价晶体,共价键越强熔点越高,共价键键长:C—C<Si—C<Si—Si,所以熔点:金刚石>SiC>Si,故A错误;一般来说,熔点为共价晶体>离子晶体>分子晶体,则熔点:BN>MgBr2>SiCl4,故B正确;结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高,故C正确;水和氨气分子间存在氢键,磷化氢分子间不存在氢键,常温下水为液体,氨气为气体,所以PH3、NH3、H2O的沸点依次升高,故D正确。 6.(1)>　(2)钾的原子半径比铜的大,价电子数比铜少,钾的金属键比铜的弱 (3)As的卤化物组成和结构相似,相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,熔点逐渐升高 (4)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体;Mg2+所带电荷数比Li+的多,MgO中离子键比Li2O中离子键强。分子间作用力为P4O6>SO2 (5)金刚石>MgO>冰>干冰 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $