3.2 第1课时分子晶体-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册同步辅导与测试(人教版)

第三章晶体结构与性质 A.Ti14C13 B.TiC C.Ti4C D.TiCs 6.以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可表示晶 胞中各原子的位置，称为原子分数坐标。如图所 示中①铬原子的原子分数坐标为 (2)有一种钛原子和碳原子构成 oCr 的气态团簇分子，如图所示，顶 oAl 111 角和面心的原子是钛原子，棱的 2'2'2 3r pm (① 中心和体心的原子是碳原子，它 (0,0,0 r pm r pm 的化学式为 温馨提示 请做课时分层检测（九） 第二节 分子晶体与共价晶体 第1课时分子晶体 必备知识·自主梳理 预习新知：夯实基础 (一)分子晶体及其结构特点 每个分子周围最 空间 空间利用率不高，留 概念 只含」 的晶体称为分子晶体 分子晶 多可以有12个紧 体的堆 特点 邻的分子 有相当大的空隙 积方式 粒子间的 分子晶体内相邻分子间以 相互吸引，分子内 举例 C60、千冰、2、O2 HF、NH、冰 相互作用 原子之间以 结合（单原子分子除外） 力 (1)水分子之间的主要作用力是 物质种类 实例 冰的组 ,也存在 a 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 成及结 (2)氢键有方向性，它的存在迫使在四 冰的结构模型 香 面体中心的每个水分子与四面体顶角 卤素单质(X2)、O2、N2、白磷 部分非金属单质 方向的 个相邻水分子互相吸引 (P1)、硫(S)等 常见的分 子晶体 部分非金属氧化物 C02、P4O10、S02、S03等 (1)干冰中的C02分子间只存在 ,不存在 HNO3、H2SO、 几乎所有的酸 H3PO4、H2SiO3等 (2)①每个晶胞有 个C02分子， 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 个原子。 干冰的 物理性质 通常分子晶体熔、沸点较 ,硬度较 组成及 (二)典型分子晶体的组成及结构 结构 分子密堆积 分子非密堆积 干冰的结构模型（晶胞） 分子晶 体的堆 ②每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为 只有 ,无 积方式作用力 有分子间氢键，它具有 性 41 化学 选择性必修2 关键能力·合作探究 讲练设计探究重，点 新知探究分子晶体的判断及物理性质 情景导引 :5.查阅文献了解氯化铝的性质：化学式为A1C13,熔 点306℃、沸点315℃，且会升华，为共价化合 碳单质及含碳化合物是一个庞大的家族。C60: 物；熔化的氯化铝不易导电。根据这些性质，氯 分子及CH4、C60晶胞示意图如下： 化铝属于什么晶体？ C6分子 CH的晶胞 C6的晶胞 1.甲烷、C6o的晶体类型相同吗？ 核心归纳 1.分子晶体的判断方法 部分非金属单质、所有非金属氢 化物、部分非金属氧化物、几乎 依据物质的类别判断 所有的酸、绝大多数有机物的晶 体都是分子晶体 2.下列有关甲烷、C60晶体的说法中，正确的有哪 些？请你判断是否正确。 依据组成晶体的粒子 组成分子晶体的粒子是分子，粒 及粒子间作用判断 子间作用是分子间作用力 ①两晶体熔化时只需要破坏共价键 ②SH4分子的稳定性强于甲烷 分子晶体的硬度小，熔、沸点低， 依据物质的性质判断 ③C6晶体可能具有很高的熔、沸点 在熔融状态或固体时均不导电 ④C60晶体可能易溶于四氯化碳中 2.分子晶体的物理性质 ⑤C60晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为240 分子晶体分子晶体中粒子间是以范德华力或范德华力和 熔沸点低氢键而形成的晶体，因此，分子晶体的熔、沸点 的原因 较低，密度较小，硬度较小，较易熔化和挥发 ①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 3.影响分子晶体的熔、沸点有哪些因素？ 要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高。 ②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 分子晶体小。具体分析如下： 的熔、沸a.组成和结构相似的物质，相对分子质量越大， 点比较 范德华力越大，熔、沸点越高。如O2>N2,H HBr>HCl。 b.相对分子质量相等或相近时，极性分子的范 4.分子晶体溶于水时，化学键如何变化？ 德华力大，熔、沸点高，如CO>N2。 c.能形成氢键的物质，熔、沸点较高。如H2O> H2Te>H2Se>H2S,HF>HCl,NH3>PHg 分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由离 分子晶体 子，因而不能导电，易溶于水的电解质在水中全 的导电性 部或部分电离而能够导电，不溶于水的物质或 易溶于水的非电解质自身不能导电 42 第三章晶体结构与性质 跟踪训练 :3.硫单质有多种组成形式（如图）。下列有关说法 中不正确的是 1.下列物质中属于分子晶体的是 ①碘②镁③蔗糖④冰 a A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④ A.上述硫单质形成的晶体其熔点一般较低 2.分子晶体具有某些特征的本质原因是 ( B.O一H键的键能大于S一H键的键能，所以沸 A.组成晶体的基本微粒是分子 点：H2O>H2S B.熔融时不导电 C.基本构成微粒间以分子间作用力相结合 C.S4、S6、Sg形成的晶体均为分子晶体 D.熔点一般比较低 D.SO2、H2S与H2O分子的空间结构均为V形 提升·学科素养 融汇贯通，提升素养 干冰晶体的再认识 :2.研究发现干冰晶胞是一个面心立方体，在该晶体中 干冰晶体是典型的分子晶体，其结构特点 每个顶角各有1个二氧化碳分子，每个面心各有一 如下： 个二氧化碳分子。实验测得25℃时干冰晶体的晶 (1)干冰晶体中分子之间通过范德华力相结 胞边长为acm,其摩尔质量为Mg·mol厂1，则该干 合，当熔化时，分子内的化学键并不断裂。 冰晶体的密度为（单位：g·cm3) ( (2)每个二氧化碳分子周围与之相邻且等距的 A. 14M B.M C.2M D.4M 二氧化碳分子数为12。 3NA a3NA 3.回答下列问题。 (3)每个结构单元中含二氧化碳分子数为 8 (1)如图是二氧化碳的晶胞 8+×6=4. 模型，从晶体类型来看，CO2 属于 晶体。图中显示 应用体验 出的二氧化碳分子数有 个，实际上一个二氧化 P代表一个C02分子 1.下列关于二氧化碳的说法正确的是 碳晶胞中含有 个二 A.CO2分子的空间结构为直线形 氧化碳分子。标准状况下2.24L的CO2分子中 B.CO2的水溶液不能导电 含有的π键的数目为 C.干冰与冰的晶体类型不同 (2)在二氧化碳晶胞中，最近的两个二氧化碳分 D.呼吸面具中CO2与Na2O2反应利用了CO2 子间的距离为anm,NA为阿伏加德罗常数的 的氧化性 值，则晶体密度为 g·cm3。 随堂·巩固双基 达标训练，巩固提升 1.下列物质固态时一定是分子晶体的是 空间结构为 ,其固体的晶体类型为 A.酸性氧化物 B.碱性氧化物 0 C.含氧酸 D.非金属单质 (2)苯胺( NH2)的晶体类型是 2.当SO3晶体熔化时，下述各项中发生变化的是 ( )4.如图所示，甲、乙、丙分别表示C60、二氧化碳、碘 A.化学键 晶体的晶胞结构模型。 B.硫与氧的原子个数比 C.分子构型 D.分子间作用力 3.(1)Sn为NA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生 。代表CO,分子 成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4 43跟踪训练 1.C[NaC晶胞中所包合的C数目为12×+1=4，Na数目为 5,解析（1)每个氯化聊品胞中白球表示的原子个数为8×日十1= 8×令+6X号=4，即1个NaC晶胞的体积实际上是4个Na和 2,灰球表示的原子个教为1十4X=2,所以年个品胞中含有N原 子和B原子各2个：N的电负性大于B,所以该陶瓷的化学式为 4个CI共同占有的体积，由NaC】晶胞示意图可知1个Na与1个 BN。(2)由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物 C共月占有的体教V=宁×(2am产=2acm,用N表示可伏 质的一个完整的分子，由14个Ti原子和13个C原子构成。选项A 正确。 答案(1)2BN(2)A 等式NA·p·2a=585,可得八=，故6.解析将该品胞看作三个立方你的重 2a°p 选C。] 2.解析由图可知晶胞体积为2aX2bX2c=8 abc pm3=8abc 体的体心，因此其原子分数坐标为(2,2) 10-0m:而每个晶胞中氯隔烷质量为g,所以品体的密度= 答案 NA () 62×100 NAabc g·cm-3。 第二节分子晶体与共价晶体 第1课时分子晶体 答案 62×100 !必备知识·自主梳理 NAabe 3,解析根据品胞结构可知，一个品胞中有4个白球、2个黑球，故晶体化二)分子分子间作用力 共价键低小 学式为，N:品胞的体积为云m=(aX10)”m,1个品胞的质登（白）分子间作用力氢键方向范德华力氢键4范德华力 氢键41212 为206X2 NA g,所以晶体的密度为 206×2 4X(aX10-7)京g·m3。 关键能力·合作探究 206×2 新知探究 答案Mo,NNAX(aX10) !情景导引 4,解析(1)以钛离子为项点，应有8个立方晶胞紧靠在一起，这样钛！1.提示：相同，都是分子晶体。 离子成为空间直角坐标系的中心，它的三维方向前后左右上下最近！2提示：④⑤正确①破坏的是范德华力：②甲烷更稳定，因为甲烷中 且相邻各有1个氧离子和钛离子，共6个，它周围的8个立方晶胞内 的共价键的键能更大；③错误。 各含1个钙离子。 :3.提示：氢键、范德华力、极性。 4.提示：有的溶于水破坏化学键，例如HC:有的不破坏化学键，例如 (2)演晶胞中含氧离子个数为12×子=3个，钙离子个数为1个， 蔗糖、乙醇。 15.提示：分子晶体。 离子个数为8X8 =1个，故其个数比为3：1：1，则它的化学式可跟踪训练 表示为CaTi()。 ·1.C[①碘是分子晶体，故①正确：②镁是金属单质，故②错误：③蔗 (3)1mol晶体的质量等于(a十b十3c)g,1mol晶体的体积为d×10-1 糖是分子晶体，故③正确：④①冰是分子晶体，故④正确：即属于分子 (a+b3c)g 晶体的有①③④。] X6.02×10”cm,则其密度为p一7-6.02X10×d×10cm 2.C[分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质 a十3cgcm3 原因是其基本构成微粒间的相互作用 一范德华力及氢键相对于 化学键来说比较弱。] 602d !3.B[S1、S、Sg形成的晶体均为由分子形成的分子晶体，熔，点一般比 答案(1)氧离子6个，钛离子6个，钙离子8个。 较低，A和C均正确：水分子的沸点高于硫化氢是因为水分子间能 (2)3:1:1CaTi0,(3)a+b+8c 602d g·cm-a 形成氢键，硫化氢分子间不能形成氢键，水分子间的作用力强于硫 化氢，沸点高于硫化氢，与键能的大小无关，故B错误：S)2分子中 提升·学科素养 硫原子的价层电子对数为3，孤电子对数为1，分子的空间结构为V 应用体验 形，H2S与H2()分子中的中心原子的价层电子对数都为4，孤对电 1,解析根据题目所给信息，依据、b两点原子的三雏坐标推得， 子对数为2，分子的空间结构为V形，故D正确。] MS晶胞的三雏坐标关系是以b点左侧y轴上同一高度的S原子提升·学科素养 中心为三维坐标中心，轴向上每两个最近的S原子（或M如原子）间！应用体验 距为单位关度，哪么c点M如原子的生标为(01，合） 1,A[C0,价层电子对数为2十4一？X2=2,因此C0,分子的空间结 2 构为直线形，A项正确：C()2与水反应生成H2C)3,H2C()3在水中 答案(0,1,2） 电离产生自由移动的离子，使溶液导电，B项错误：干冰和冰都属于 2.解析(1)根据已知条件，结合D点位置可知其分数坐标为1 分子晶体，C项错误：呼吸面具中C()2与N2()2反应生成碳酸纳和 氧气，C元素化合价没有发生变化，N2O2中氧元素的化合价既升 (0,2,2):(2)在该晶胞中黑球表示的原子为8X8=1:灰球表 高又降低，Na2()2既是氧化剂又是还原剂，D项错误。] 示的原子为6×号=3，白球表示的原子为1，故该晶胞中合有1个2.D[演品胞中二氧化残分子数为8×言十6×号=4：0巴，所以 KZnF,该晶胞边长为apm,则该品胞的密度p=受= 有Xe×NA=4,解得paN] M 39+65+3×19 161 a3NaX10-30 ,aVAX10而g·cm。 :3.解析(1)从晶体类型来看，二氧化碳属于分子晶体；由晶胞结构可 知，二氧化碳分子位于晶胞的顶角和面心，显示出的二氧化碳分子 答案(1)(0,2·立） 11N 数有8十6=14，由均摊法可知，晶胞中含有二氧化碳的分子数为8 2N80或0t65+9X19 161 ×号十6X合=4：二氧化碳的分于结构为0-C-0.,每个分子中 aNAX10 含有2个π键，标准状况下2.24L二氧化碳的物质的量为0.1mol, 随堂·巩固双基 含有π键的数目为0.2NA(或1.204×1023)：(2)由晶胞结构可知， 1.B[晶体在不同方向上粒子的排列情况不同，即为各向异性，晶体！ 最近的两个二氧化碳分子位于顶角和面心上，由最近的两个二氧化 的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列，两者没有矛！ 碳分子间的距离为anm可知，晶胞的边长为√2anm,由晶胞的质量 盾，故B错误。] 2,A[通常人们习惯采用的晶胞都是平行六面体，但并非所有的晶胞： 公式可得4X4_2aX107)'d,剥晶胞密度d为4EX10 NA aNA 都是平行六面体，A项错误。] 答案(1)分子 3.D[晶体的各向异性主要表现在部分物理性质方面，如强度、导热 1440.2Na(或1.204×1023) 性、光学性质及题给的导电性和硬度等。] (2)44V2×1021 aXNA 4,C[根据均摊法可知，该品胞中K原子数目为2×6×之=6，C0分！随堂·巩固双基 子数目为1十8X日=2，所以接品胞中K原子和C分子教目之比1CA项，O为酸性氧化物，不属于分子品体，错误：B项，N0、 C()等碱性氧化物不属于分子晶体，错误：D项，金刚石、晶体硅等 为3：1。] 非金属单质不腐于分子晶体，错误。] 128 2,D[当S)晶体熔化时，分子间作用力被破坏，故选D项。] !3.A[碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位 3.解析(1)Sn为NA族元素，由于常温下SnCl为液体，故SnCl,为 置是交替的，这说明碳化硅形成的晶体是共价晶体。则形成共价晶 分子晶体：SnCl1分子中价层电子对数为4，孤电子对数为0，故 体的原子半径越小，共价键键能越大，其熔、沸点越高，而原子半径： SnCl分子的空间结构为正四面体。(2)大多数有机物都是分子 CS,则熔点从高到低的顺序：金刚石>碳化硅>晶体硅，A正确， 晶体。 B错误：三种晶体中的结构单元都是四面体结构，C错误；三种晶体 答案(1)正四面体分子晶体(2)分子晶体 都是共价晶体且都不是电的良导体，D错误。] 4,解析(1)Co不腐于空间网状结构，熔、沸点低，应为分子晶体。：提升·学科素养 (2)二氧化碳晶胞中，二氧化碳分子分布于晶胞的顶点和面心位置，：应用体验 则品胞中合有二氧化碳的分子数为8×日十6X =4,二氧化碳的1 解析(1)Ge单晶具有金刚石型结构，Ge单晶和金刚石均为共价 晶体，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，故G单晶熔点比金刚 分子结构为()一C=(),每个分子中含有2个。键和2个π键，所以： 石低。(2)①根据晶胞结构分析，D位于右上前顶角，则D原子的坐 ō键与π键的个数比为1：1。(3)观察碘晶胞不难发现，一个晶胞 中含有碘分子数为8×1/8十6×1/2=4，即含有8个碘原子。一个 标参数为(1,0,1)。②晶胞中，顶角粒子占g,面心粒子占2，内部 晶胞的体积为acm3,该晶胞中所含碘的质量为4×254÷NAg,则 碘晶体的密度为1016/(a3NA)g·cm 粒子为整个晶胞所有，故一个晶胞中含有G的个数为8X日十6×号 答案(1)分子(2)41：1(3)①分子②范德华力③1016 +4=8个，Ge单晶的体积为V=a3pm3=(565.76×10-10)3cm3,故 (aNA) 8×73 第2课时共价晶体 晶体密度p-6.02X104XC565:76X100Tg·cm3。 必备知识·自主梳理 答案(1)低 8×73 (一)原子共价键网状很高小短大高 (2)①(1,0,1) (二)410928'sp3硅氧四面体 6.02×103×(565.76×10-10) 关键能力·合作探究 !随堂·巩固双基 :1.D[A项，共价晶体中原子之间通过共价键相连，而共价键具有方 新知探究（一） 向性和饱和性，所以共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则：B项， 情景导引 共价晶体是相邻原子之间通过共价键结合而成的空间网状结构： 1.提示：金刚石晶体中碳原子数和碳碳共价键数之比是1：2,12名金 C项，共价晶体是由原子以共价键相结合形成的，不存在独立的分 刚石晶体中含有2NA个C一C共价键；金刚石晶体中C一C共价键 子：D项，共价晶体是原子通过共价键连接的，熔化时需要破坏共 的键能很大，很难破坏，因此，金刚石的熔点高、硬度大。 价键。] 2.提示：2=×5a。 2.B[A,二氧化碳中，1个C原子形成4个C一()键为极性共价键， 故A正确；B.共价晶体C()力有很高的沸点，不易汽化，不可用作制 3.提示：Si)2晶体中最小环上有12个原子，其中有6个Si原子和6个t 冷材料，故B错误；C,共价晶体具有很高的熔、沸，点，硬度大，故C正 ()原子：晶体中S原子和其周围相连的4个氧原子形成正四面体结： 确：D.共价晶体硬度大，可用作耐磨材料，故D正确。] 构；60gSi(O2晶体中Si一()的数目是4NA。 !3.C[A对，金刚石是1个中心碳原子连接4个碳原子，二氧化硅是 4.提示：①构成粒子不同，共价晶体中只存在原子，没有分子：分子晶 1个中心硅原子连接4个氧原子，均为正四面体结构。B对，金刚石 体存在分子。②所含作用力不同，共价晶体中存在的是共价键；分 中，1个C原子与另外4个C原子形成4个C一C键，这个C原子对 子晶体中存在分子间作用力。 跟踪训练 每个单键的贡献只有2，所以1molC原子形成的CC键为4mol× 1,A[A项，水晶是共价晶体，属于化合物：B项，晶体硅是共价晶体， 但是单质：C项，金刚石是共价晶体，但是单质：D项，千冰是分子 2 =2mol,而二氧化硅晶体中1个Si原子分别与4个()原子形成 晶体。」 4个Si一()键，则1 mol Si)2晶体中Si一()键为4mol。C错，千冰熔 2,C「由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子连有4个氧原子，每！ 化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂。D对，共价晶体中不 个氧原子连有2个硅原子，硅原子、氧原子个数比为1：2：晶体中最： 存在分子。] 小环上含有6个硅原子和6个氧原子，最小环上的原子总数为12：！4.B[S)3和Si()2均只有共价键，但分别为分子晶体、共价晶体，故 晶体中每个硅原子有四对共用电子对，每个氧原子有两对共用电子： A错误：CO2和H2()均只含共价键，均属于分子晶体，故B正确： 对，二者都满足最外层8电子结构。] NCI中只含离子键，为离子晶体，HC】中只含共价键，为分子晶体， 3,C[单质硅是一种立体三雏骨架结构的共价晶体，A正确；晶体中！ 故C错误：CCI1中只含共价键，为分子晶体，KCI中只含离子键，为 每个硅原子与4个硅原子相连，B正确：根据单质硅的晶体结构可判· 离子晶体，故D错误。 断晶体中最小环上的原子数目为6，C错误、D正确。] ·5.C[化合物中键能越大，该物质越稳定，由于键能C一C>Si一Si、 4,D[由题图可知每个硅原子与四个氧原子相连，而每个氧原子与两： C一H>Si一H,故可判断稳定性：C2H>SigH6,A项正确：SiC与金 个硅原子相连，在晶体中Si原子与()原子的个数比为1：2，“S02” 刚石均为立体网状的共价晶体，二者成键和结构均相似，均具有很 仅表示石英的组成，不存在单个的SiO2分子。] 高的硬度，B项正确：根据H具有较强还原性，可知还原性：SH1 新知探究（二） CH1,C项错误；由于原子半径：Si>C,Si原子间难形成p-pπ键， 情景导引 故决定了Sǐ原子间很难形成双键，D项正确。] 1,提示：②③是影响共价晶体的熔点和硬度的因素，构成共价晶体的：6.解析A组熔点很高，应是共价晶体，共价晶体熔化时破坏的是共 原子间的共价键键能越大、构成共价晶体的原子半径越小，晶体的 价键。B组是分子晶体，且结构相似，一般是相对分子质量越大，熔 熔点越高、硬度越大。 点越高，HF的相对分子质量最小，但熔点比HC】高，出现反常的原 2.(1)提示：二者都是共价晶体，化学键的键长越短，键能就越大，熔点 因是HF分子间存在氢键，HF熔化时除了破坏范德华力，还要破坏 就越高。 氢键，所需能量更多，因而熔点更高。分子晶体在固态和熔化状态 (2)提示：金刚砂的高。 都不导电 跟踪训练 答案(1)共价共价键(2)HF分子间能形成氢键(3)③④ 1.D[SiCl1、A1Cl3的熔、沸点低，都属于分子晶体，A1C13的沸点低于 第三节金属晶体与离子晶体 其熔点，即在未熔化的温度下它就能汽化，故ACl?加热能升华，A、 必备知识·自主梳理 C正确：单质B的榕沸点高，所以晶体硼是共价晶体，B正确：C原子 的半径比Sǐ原子的半径小，金刚石中的C一C键长比晶体硅中的 ，(一)价电子。电子气金属原子 Si一Si键长短，金刚石中的C一C键能比晶体硅中的Si一Si键能大， ;已)合金铁铜低。小钨铬 金刚石中的C一C键比晶体硅中的Sǐ一S键强，D错误。] !(三)阳离子阴离子6688高大不水溶液 2,C[A项，三种物质都是共价品体且结构相似，因为C的原子半径！（四）分子晶体共价晶体金属晶体离子品体sp2共价键范 小于Si,所以键长C一C<C一SiSi—Si,键能C一C>C一Si>Si一 德华力 Si,键能越大，共价晶体的熔点越高，正确：B项，NH和PH,都是分！关键能力·合作探究 子晶体，但NH分子间存在氢键，故NH3的沸点较高，正确；C项，·新知探究（一） 二氧化硅是共价晶体，硬度较大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较·跟踪训练 小，错误；D项，卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间·1，A[金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光大部分再 不存在氢键，故相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高，： 反射出来，因而金属一般显银白色光泽，A不正确：金腐具有导电性 正确。] 是因为在外加电场作用下，自由电子定向移动形成电流，B正确：金 129