专题3 第4单元 第2课时 分子晶体 混合型晶体-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（苏教版）

本高中化学讲义聚焦分子晶体与混合型晶体核心知识点，系统梳理分子晶体的概念（分子间作用力构成）、微粒间作用（范德华力、氢键）、物理特性（熔沸点低、硬度小）及常见物质，通过熔沸点比较方法建立分子间作用力与性质的关联，进而过渡到混合型晶体（如石墨）的层状结构（层内共价键、层间分子间作用力）及特性。 该资料以“新知探究”结合冰与干冰结构分析等实例，引导学生从微观视角理解晶体构成，“题点多维训练”通过判断、选择等题型强化科学思维（如晶体类型判断、性质比较），“命题热点”对比四种晶体类型构建知识网络。课中辅助教师系统授课，课后助力学生巩固知识、查漏补缺，培养科学探究与实践能力。

第2课时　分子晶体　混合型晶体 新知探究(一)——分子晶体 1.概念及微粒间的作用 (1)概念:分子通过分子间作用力构成的固态物质。 (2)微粒间的作用:分子晶体中相邻分子之间以分子间作用力相互吸引。 2.分子晶体的物理特性 分子晶体是微粒间以范德华力或范德华力和氢键而形成的晶体,因此,分子晶体的熔、沸点较低,硬度较小,较易熔化和挥发。 3.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)多数非金属单质,如卤素单质(X2)、O2、S8、N2、白磷(P4)、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)大多数有机化合物,如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等(不包括有机盐)。 (6)稀有气体。 4.分子晶体熔、沸点高低的比较 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(包括范德华力和氢键)的大小。分子晶体熔化或汽化都是克服分子间作用力。分子间作用力越大,物质熔化或汽化时需要的能量就越多,物质的熔、沸点就越高。 应用化学　 　　冰和干冰均为分子晶体,其结构如下: 1.冰和干冰晶体的构成微粒及微粒间的作用力分别是什么? 提示:冰:H2O分子,范德华力和氢键;干冰:CO2分子,范德华力。 2.干冰晶体是面心立方结构,则每个晶胞中有　 　个CO2分子。干冰晶体是分子密堆积,每个CO2分子周围离该分子最近且距离相等的CO2分子有　　　　　个。  提示:4　12 [题点多维训练] 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)分子晶体分子间一定存在范德华力。 (√) (3)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。 (√) (4)分子晶体中只存在分子间作用力。 (×) (5)共价化合物一定属于分子晶体。 (×) 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 解析:选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,且均为化合物,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.足球烯(C60)分子形成的晶体是人们发现的又一种碳的单质形态,其晶体结构如图所示。 (1)试判断其晶体类型 　。 (2)C60与金刚石、石墨等都是碳的　　　　　;C60晶体与金刚石相比,　　　　　的熔点较高,理由是 　　。  解析:(1)依据题意可知:足球烯晶体是由C60分子构成,由分子构成的晶体为分子晶体。(2)C60与金刚石、石墨等都是由碳元素组成的纯净物,是碳的一种单质;C60晶体为分子晶体,金刚石为共价晶体,分子晶体熔点远远小于共价晶体,故金刚石晶体熔点高于C60晶体。 答案:(1)分子晶体 (2)单质　金刚石　C60晶体为分子晶体,金刚石为共价晶体,共价晶体熔点高于分子晶体 新知探究(二)——混合型晶体 1.结构模型 2.结构特点——二维网状结构 (1)二维平面结构: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,形成六元环层。 (2)大π键:碳原子有4个价电子,而每个碳原子仅用了3个价电子形成共价键,还有1个电子处于碳原子的2p轨道上。层内碳原子的这些p轨道相互平行,相邻碳原子的p轨道相互重叠,形成大π键,而这些p轨道中的电子可在整个层内运动,当施加电场时,可以沿电场方向运动,因而石墨具有导电性。 [微点拨]　石墨的大π键有金属键的性质,所以石墨沿层的平行方向导电性强。 (3)石墨晶体是层状结构,层与层之间以分子间作用力相结合,在外力的作用下,石墨晶体中层与层之间发生相对滑动而具有良好的润滑性。 3.晶体类型 石墨晶体层内每个碳原子以共价键与周围的三个碳原子结合,层间为分子间作用力,属于混合型晶体。 [微点拨]　石墨的硬度比金刚石的小,但石墨的熔点比金刚石的高。金刚石转变为石墨时放热,所以石墨更稳定。 [题点多维训练] 1.研究人员制得了具有超导特性的双层石墨烯新材料。以下对石墨烯的推测不正确的是 (　　) A.石墨烯性质稳定,不能在氧气中燃烧 B.石墨烯与石墨都具有导电性 C.石墨烯与金刚石互为同素异形体 D.石墨烯与石墨都具有较高的熔点 解析:选A　石墨烯是只由碳原子构成的单质,能在氧气中燃烧,A项错误;石墨烯具有超导特性,可以导电,石墨中含有自由电子,所以石墨也可以导电,B项正确;石墨烯是碳元素形成的单质,所以石墨烯与金刚石互为同素异形体,C项正确。 2.下列有关石墨晶体的说法正确的是 (　　) ①石墨层内作用力为共价键,层间为分子间作用力　②石墨是混合型晶体　 ③石墨的熔、沸点都比金刚石的低　④石墨中碳原子个数和C—C键个数之比为1∶3　 ⑤石墨和金刚石的硬度相同　⑥石墨的导电性只能沿石墨平面的方向 A.全部　 B.①②⑥ C.仅②⑥ D.①②④⑥ 解析:选B　石墨中的共价键键长比金刚石中共价键键长短,破坏化学键需要的能量更多,所以石墨的熔点比金刚石的高,③错误;石墨中一个碳原子上连有3个单键,每个单键被2个碳原子共用,故石墨中碳原子个数和C—C键个数之比为2∶3,④错误;石墨质软,金刚石的硬度大,⑤错误。 3.石墨晶体的二维平面结构如图所示,每个C原子参与　　　　　个C—C键和　　　　　个六元环的形成,而每个键被　　　　　个C原子共用,故每一个六元环平均占有　　　　　个C原子,C原子数与C—C键个数之比为　　　　　。  答案:3　3　2　2　2∶3 命题热点——晶体的共性与个性 1.晶体的共性 (1)晶体物质各个部分的宏观性质总是相同的,例如具有相同的密度、相同的化学组成等。 (2)晶体总能自发地形成多面体外形。 (3)晶体都具有确定的熔点。 2.晶体的个性 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体 构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子 微粒间作用力 范德华力(少数有氢键) 离子键 金属键 共价键 性 质 熔、 沸点 较低 较高 一般较高 很高 硬度 较小 略硬而脆 一般较大 很大 溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶,有些与水反应 不溶 机械加 工性能 不良 不良 良好 不良 导电性 固态、液态均不导电,部分溶于水时导电 固态时不导电,熔融时导电,能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 一般不导电 作用力 大小规律 组成和结构相似的分子,相对分子质量大的范德华力大 离子所带电荷数多、半径小的离子键强 金属原子的外围电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短、原子半径小的共价键稳定 　　[典例]　下列固体分类中正确的是 (　　) 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 A 苏打 金刚砂 干冰 B 玻璃 Ar 硫黄 C KNO3 石墨 冰醋酸 D 胆矾 金刚石 SiO2 　　[解析]　苏打由Na+和C通过离子键结合而成,属于离子晶体,金刚砂由Si和C通过共价键结合成空间网状结构,属于共价晶体,干冰是固态的CO2,CO2由C和O通过共价键结合而成CO2分子,属于分子晶体,故A正确;玻璃是混合物,不属于晶体,Ar是单原子分子,属于分子晶体,硫黄由S和S通过共价键结合成分子,属于分子晶体,故B错误;KNO3由K+和N通过离子键结合而成,属于离子晶体,石墨是由C通过共价键结合成片层网状结构,属于混合型晶体,冰醋酸由醋酸分子通过分子间作用力和氢键结合,属于分子晶体,故C错误;胆矾由铜离子和硫酸根通过离子键结合,属于离子晶体,金刚石由C通过共价键结合成空间网状结构,属于共价晶体,SiO2由Si和O通过共价键结合成空间网状结构,属于共价晶体,故D错误。 [答案]　A |思维建模|晶体类型的判断方法 (1)依据组成晶体的微观粒子和粒子间的相互作用判断 分子间通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体;由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体;由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体;由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。 (2)依据物质的分类判断 ①活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等;常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。 ④常温下金属单质(除汞外)与合金均属于金属晶体。 (3)依据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高,常在数百至几千摄氏度;共价晶体的熔点很高,常在一千至几千摄氏度;分子晶体的熔点较低,常在数百摄氏度以下或很低温度;金属晶体多数熔点高,但也有熔点相当低的。 (4)依据导电性判断 离子晶体在水溶液中和熔融状态下能导电;共价晶体一般为非导体,但晶体硅能导电;分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子,也能导电;金属晶体是电的良导体。 (5)依据硬度和机械性能判断 离子晶体硬度较大或略硬而脆;共价晶体硬度大;分子晶体硬度小且较脆;金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。 [题点多维训练] 1.下列晶体分类中正确的是 (　　) 选项 A B C D 离子晶体 NaOH H2SO4 CH3COONa Ba(OH)2 共价晶体 Ar 石墨 水晶 金刚石 分子晶体 SO2 S 玻璃 解析:选C　NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是通过离子键相互结合形成的离子晶体;H2SO4分子间以范德华力和氢键相互结合,为分子晶体;Ar、SO2、S、萘()属于分子晶体;水晶、金刚石属于共价晶体;石墨属于混合型晶体;玻璃属于非晶体。 2.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 解析:选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。 3.下列物质的熔、沸点高低顺序中,不正确的是 (　　) A.晶体硅>晶体硼>晶体锗 B.CI4>CBr4>CCl4>CH4 C.MgO>H2O>O2>N2 D.金刚石>纯铁>生铁>钠 解析:选A　同属于共价晶体,熔、沸点高低主要看共价键的强弱,显然对键能而言,晶体硅<晶体硼,A错误;组成、结构相似的分子晶体,熔、沸点高低要看相对分子质量的大小,B正确;对于不同类型晶体,熔、沸点高低一般为共价晶体>离子晶体>分子晶体,并考虑氢键对熔、沸点的影响,MgO>H2O>O2>N2,C正确;生铁为铁合金,熔点要低于纯铁,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $