内容正文:
第四单元分子间作用力 分子晶体
第二课时 分子晶体
【知识点总结】
1.分子晶体的判断方法
(1)依据物质的类别判断
多数非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、稀有气体、几乎所有的酸、大多数有机物都是分子晶体。
(2)依据组成晶体的微粒及微粒间作用力判断
组成分子晶体的微粒是分子,微粒间的作用力是分子间作用力。
(3)依据物质的性质判断
分子晶体的硬度小,熔、沸点低,在熔融状态或固态时均不导电。
2.分子晶体熔、沸点高低的判断
(1)组成和结构相似,不含氢键的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越强,熔、沸点越高,如I2>Br2>Cl2>F2,HI>HBr>HCl。
(2)组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近),分子的极性越大,熔、沸点越高,如CO>N2。
(3)含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。
(4)对于有机物中的同分异构体,支链越多,熔、沸点越低,如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C2H6>CH4,C2H5Cl>CH3Cl,CH3COOH>HCOOH。
【基础练习】
题型一:分子晶体的判断
1、 以下晶体属于分子晶体的有 ( )
①金刚石 ②干冰 ③硫黄 ④金刚砂 ⑤氯化铯 ⑥铁 ⑦稀有气体晶体 ⑧苯甲酸晶体⑨⑩高锰酸钾
A.②④⑤⑧⑨ B.②③⑦⑧⑨ C.①③⑧⑨⑩ D.③⑦⑧⑨⑩
2、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.冰和都是分子晶体 D.稀有气体不能形成分子晶体
3、下列有关分子晶体熔点高低的叙述正确的是 ( )
A.氯气>碘单质 B.四氯化硅>四氟化硅
C. D.异戊烷>正戊烷
4、 根据下列性质判断所描述的物质可能属于分子晶体的是 ( )
A.熔点为1070℃,易溶于水,水溶液能导电
B.熔点为1128℃,沸点为4446℃,硬度很大
C.熔点为10℃,液态不导电,水溶液能导电
D.熔点为98℃,质软,导电,密度为0.97g/cm3
题型二:分子晶体的物理性质和结构
5、金刚石是一种超硬材料,又称富勒烯,掺杂K可用作超导材料(晶胞如图所示);1885年化学家将硫化锗(GeS2)与共热制得锗。下列说法正确的是 ( )
A.基态锗原子电子排布式为
B.C60晶体是共价晶体
C.的熔点高于金刚石
D.与K形成的超导材料的化学式为
6、 已知氯化硼的熔点为10.7℃,沸点为12.5℃。在氯化硼分子中,Cl-B-Cl键角为120°,它可以水解,水解产物之一是硼酸(。下列有关氯化硼的叙述正确的是 ( )
A.氯化硼是共价晶体 B.氯化硼分子中所有原子共平面
C.氯化硼分子是一种极性分子 D.氯化硼水解得到两种弱酸
7、下列关于微粒间的作用力说法正确的个数为 ( )
①所有金属与所有非金属之间都能形成离子键 ②金属的导电性、延展性均与金属键有关 ③金属晶体的熔、沸点一定高于分子晶体 ④晶体的熔、沸点:金刚百>SiC>Si ⑤NH+中的N-H成键原理完全相同 ⑥分子晶体中共价键的键能越大,晶体的熔、沸点越高 ⑦离子键的强弱:NaF>NaCl>NaBr>NaI ⑧HO-CHO比11-CHO熔、沸点高
A.4 B.5 C.6 D.7
8、下图表示一些晶体中的某些结构,下列各项所述的数字不是4的是 ( )
A.FeO晶胞中含有O2-个数
B.干冰晶胞中含有分子个数
C.CsCl晶体中离每个最近的Cl个数
D.60g SiO2晶体中含有Si-O的物质的量
9、根据要求完成下列问题。
(1)分析下列物质的物理性质,判断其晶体类型。
A.固态时能导电,能溶于盐酸;
B.能溶于(CS2,,不溶于水;
C.固态、液态时均不导电,熔点为3500℃。
A ;B ;C 。
(2)在HF中,能形成分子晶体的化合物是 ,含有氢键的晶体的化学式为 ,属于共价晶体的是 ,四种物质的熔点由高到低的顺序是 。
5
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F
E
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FeO晶胞 CsCl晶胞 干冰晶胞 SiO2晶胞
【综合能力提升】
10、有四组同一族元素形成的不同物质,在101kPa时测定的沸点(℃)如表所示。
第一组
a
b
C
d
-268.8
-249.5
-185.8
-151.7
第二组
Cl2
Br2
I2
-187.0
-33.6
58.7
184.0
第三组
HF
HCI
HBr
HI
19.4
-84.0
-67.0
-35.3
第四组
100.0
-60.2
下列判断正确的是 ( )
A.第四组物质中的沸点最高,是因为分子中化学键的键能最大
B.依据元素周期律进行比较,热稳定性:
C.第三组物质溶于水后,等物质的量浓度溶液的酸性:HF>HCl>HBr>HI
D.第一组物质是分子晶体,一定含有共价键
11[华中师大第一附中期中]自从首次合成了第一种稀有气体的化合物以来,人们又相继发现了Xe的一系列化合物,如等。图甲为的结构示意图,图乙为晶体的晶胞结构图。下列有关说法错误的是 ( )
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甲
Xe
F
乙
温馨提示:同学们记得预留2分钟检查哦!1
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A.XeF4是由极性键构成的非极性分子
B.XeF2晶体属于分子晶体
C.晶胞中含有4个XeF2
D.晶体中距离最近的两个之间的距离为(a为晶胞边长)
12[南阳华龙高中月考]如图所示,甲、乙、丙分别表示、碘晶体的晶胞结构模型。
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(1)的熔点为280℃,从晶体类型来看,属于 晶体。
(2)CO2晶胞中显示出的(分子数为14,实际上一个CO2晶胞中含有 个CO2分子,CO2分子中σ键与π键的个数之比为。
(3)①碘晶体属于_晶体。
②碘晶体熔化过程中克服的作用力主要为 。
③假设碘晶胞中立方体的边长为acm,设为阿伏加德罗常数的值,则碘晶体的密度为 。
答案和解析
1.B ①金刚石中C原子之间以共价键结合形成立体网状结构,属于共价晶体;②干冰是固态CO2,由CO2分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体;③硫黄是由硫分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体;④金刚砂晶体中,每个Si原子与相邻4个C原子形成共价键,每个C原子与相邻的4个Si原子形成共价键,这种结构向空间扩展就形成了立体网状,因此金刚砂属于共价晶体;⑤氯化铯是由铯离子和氯离子通过离子键结合形成的离子晶体;⑥铁属于金属晶体;⑦稀有气体晶体是由稀有气体分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体;⑧苯甲酸晶体是由苯甲酸分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体;⑨是由分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体;⑩高锰酸钾是由钾离子和高锰酸根离子通过离子键结合形成的离子晶体;综上,属于分子晶体的有②③⑦⑧⑨,故选B。
2.C 分子晶体的稳定性与化学键有关,共价键越强,稳定性越好,而分子间作用力只影响物质的熔、沸点,A错误;稀有气体形成的分子晶体中不含共价键,B错误;冰和都是由分子构成的分子晶体,C正确;稀有气体是单原子分子,能形成分子晶体,D错误。
3.B 常温下,碘为固体,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;有机物分子的同分异构体中,含有的支链越多,熔点越低,D错误。
4.C 熔点为1070℃,熔点高,不符合分子晶体的特点,A错误;熔点为1128℃,沸点为4446℃,硬度很大,不符合分子晶体的特点,B错误;熔点为10℃,熔点低,符合分子晶体的特点,液态不导电,只存在分子,溶于水后,某些分子可被水分子离解成自由移动的离子,故能导电,C正确;晶体导电,不符合分子晶体的特点,D错误。
5.D 基态锗原子的价电子排布式为,A 错误;晶体是分子晶体,B错误;是分子晶体,金刚石是共价晶体,故的熔点低于金刚石,C错误;根据均摊原则,晶胞中含有2个、6个K原子,与K形成的超导材料化学式为正确。
6.B 氯化硼的熔点较低,是分子构成的晶体,属于分子晶体,A错误;氯化硼分子中,CI-B-Cl 键角为120°,属于平面三角形结构,氯化硼分子中所有原子共平面,B正确;氯化硼的分子结构是平面三角形,分子结构对称,正、负电荷重心重合,属于非极性分子,C错误;氯化硼水解:属于强酸,D错误。
7.A 金属与非金属可形成共价键,如AICl3,
①错误;金属键是由金属阳离子与自由电子形成的作用力,金属具有良好的导电性、延展性,均与金属键有关,②正确;金属晶体的熔、沸点不一定高于分子晶体,如汞在常温下为液体,而蔗糖为固体,③错误;金刚石、SiC、Si均为共价晶体,由于键长Si-Si>Si-C>C-C,键长越长,键能越小,晶体的熔、沸点:金刚石>SiC >Si,④正确;NH+中的N-H存在1个配位键,其余为形成键合电子对的共价键,⑤错误;分子晶体中共价键的键能与晶体的熔点和沸点无关,⑥错误;一般来说,相应离子半径越小,带电量越大,离子键越强,因此离子键的强弱17CHO 中存在分子内氢键,O HO) -CHO中存在分子间氢键,因此熔、沸点更高,⑧正确。故选A。
8.C 根据均摊法,FeO晶胞中,含有O2-个数=;根据均摊原则,干冰晶胞中,含有分子个数CsCl晶体中,离每个最近的C1个数为8;每个Si原子形成4个晶体中含有个Si-O的物质的量故选C。
9.(1)金属晶体 分子晶体 共价晶体
(2)CO2、HF HF
10.B 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错误;Se和Br同为第4周期元素,非金属性Br>Se,故热稳定性HBr>H2Se,B正确;第三组物质溶于水后,等物质的量浓度的各溶液中,HF溶液的酸性最弱,C错误;第一组物质是分子晶体,但分子中不一定含有共价键,如稀有气体中无共价键,D错误。心方
11.C 由图甲可知,为平面正方形结构,正、负电荷重心重合,为极性键构成的非极性分子,A正确;晶体由分子构成,属于分子晶体,B正确;由均摊法知,晶胞中含有的C 错误;体心的与每个顶点的之间的距离相等且最近,该距离为晶胞体对角线长的一半,即(a为晶胞边长),D正确。
12.(1)分子(2)4 1:1 (3)①分子 ②范德华力 ③
解析:(3)由均摊法知,晶胞中含有的碘分子毯,即含有8个碘原子。晶胞的体积为,该晶胞中所含碘的质量为g,则碘晶体的密度为
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