1、十三 分 子 晶 体【基础通关】(40 分钟 70 分)一、选择题(本题包括 8 小题，每小题 5 分，共 40 分)1(2021南宁高二检测)下列有关分子晶体的说法一定正确的是()A分子内均存在共价键B分子间一定存在范德华力C分子间一定存在氢键D分子晶体一定采取分子密堆积方式【解析】选 B。构成微粒如为单原子分子，则不含共价键，如稀有气体，故 A 错误；分子晶体中分子之间的作用力为范德华力，故 B 正确；如不是 N、O、F 的氢化物，则不含有氢键，故 C 错误；分子晶体不一定采用分子密堆积，有些分子例如冰，由于氢键的作用，每个水分子周围只有四个紧邻的水分子而形成非密堆积，故 D 错误。2(2
2、021长沙高二检测)下列说法正确的是()A分子晶体中一定同时存在共价键和范德华力B由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物C共价晶体和分子晶体一定均含有共价键，离子晶体也可能含有共价键D两个非金属元素原子间不可能形成离子键【解析】选 D。稀有气体为单原子分子，不存在化学键，故 A 错误；由非金属元素组成的化合物不一定为共价化合物，如氯化铵为离子化合物，故 B 错误；稀有气体为单原子分子形成的分子晶体，不存在化学键，故 C 错误；两个非金属元素原子间只能形成共价键，不能形成离子键，故 D 正确。3(2021武汉高二检测)下列物质在室温下均是分子晶体的是()AH2O、CH4、HFB红磷、硫、碘CC
3、O2、SO2、NO2DH2SO4、CH3CH2OH、HCHO【解析】选 B。题目的核心是“室温”，在该条件下 H2O、H2SO4、CH3CH2OH 均为液体，而 CH4、HF、CO2、NO2、SO2、HCHO 均为气体，故 B 项正确。4分子晶体具有某些特征的本质原因是()A组成晶体的基本微粒是分子B熔融时不导电C晶体内微粒间以分子间作用力相结合D熔点一般比较低【解析】选 C。分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质原因是其基本构成微粒间的相互作用范德华力及氢键相对于化学键来说比较弱。5(2021潍坊高二检测)下列关于共价键的说法正确的是()A丙炔分子中含有 5 个 键和 2
4、个 键B乙醇分子中 OH 键的极性强于 CH 键的极性C乙烷分子中只含有极性键不含有非极性键D分子晶体中共价键键长越短，该分子晶体的熔点和沸点一定也越高【解析】选 B。丙炔分子中含有 4 个 CH 键，两个 CC 键，两个 键，即丙炔分子中有 6 个 键，2 个 键，故 A 错误；氧的电负性强于碳，则 OH 键的极性强于 CH 键的极性，故 B 正确；乙烷分子中含有极性 CH 和非极性 CC键，即乙烷分子中既含极性键又含有非极性键，故 C 错误；分子晶体的熔点和沸点与分子之间的作用力有关，与分子内的共价键的键长无关，故 D 错误。6下列均是分子晶体构成的一组化合物是()AH2、CH4、HCl
5、BCO2、SiO2、H2SO4CCaO、CO、NO D苯和酒精【解析】选 D。H2 是分子晶体构成的单质，CH4、HCl 都属于分子晶体构成的化合物，A 错误；SiO2 为共价晶体构成的化合物；CO2、H2SO4 都属于分子晶体构成的化合物，B 错误；CaO 为离子晶体构成的化合物，CO、NO 都属于分子晶体构成的化合物，C错误；苯和酒精都属于分子晶体构成的化合物，D 正确。7如图为冰的一种骨架形式，以此为单位向空间延伸，请问该冰中的每个水分子形成几个氢键()A2 B4C8 D12【解析】选 A。由图可知，每个水分子与四个方向的其他 4 个水分子形成氢键，每个氢键为两个水分子共有，因此每个水分
6、子形成的氢键个数为 412 2。8(2021银川高二检测)下列关于 CH4 和 CO2 的说法正确的是()A固态 CO2 属于分子晶体BCH4 分子中含有极性共价键，是极性分子C因为碳氢键键能小于碳氧键，所以 CH4 熔点低于 CO2DCH4 和 CO2 分子中碳原子的杂化类型分别是 sp3 和 sp2【解析】选 A。固态 CO2 是分子晶体，A 项正确；CH4 分子是正四面体对称结构，其为含有极性键的非极性分子，B 选项错误；CH4 和 CO2 都是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高，与键能无关，C 选项错误；CH4 为正四面体结构，碳原子的杂化类型是 sp
7、3 杂化，CO2 为直线形分子，碳原子的杂化类型是 sp 杂化，D 选项错误。二、非选择题(本题包括 3 小题，共 30 分)9(10 分)(2021成都高二检测)(1)比较下列化合物熔、沸点的高低(填“”或“”)。CO2_SO2；NH3_PH3；O3_O2；Ne_Ar；CH3CH2OH_CH3OH；(2)已知 AlCl3 为分子晶体。设计实验判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物：_。【解析】(1)CO2 和 SO2 相对分子质量后者大，且 CO2 为非极性分子，SO2 为极性分子，以范德华力而论，CO2 小于 SO2，所以熔、沸点 CO2PH3；O3为极性分子，O2 为非极性分子，且相对分子
8、质量 O3 大于 O2，所以范德华力 O3O2，因此熔、沸点 O3O2；Ne、Ar 均为稀有气体、单原子分子，范德华力随相对分子质量的增大而递增，所以 Ar 的熔、沸点高于 Ne；组成和结构相似的分子，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，分子晶体的熔、沸点越高，故熔、沸点：CH3CH2OHCH3OH。(2)要验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物，可在熔融状态下检验 AlCl3 是否导电，若不导电，则 AlCl3 是共价化合物。答案：(1)(2)在熔融状态下，验证其是否导电，若不导电则是共价化合物10(10 分)水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间)，彼此结合而
9、形成(H2O)2。在冰中每个水分子被 4 个水分子包围形成变形四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。(1)1 mol 冰中有_mol“氢键”。(2)水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2 的存在，可采用的方法是_。A标准状况下把 1 L 水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积B标准状况下把 1 L 水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量C该水蒸气冷凝后，测水的 pHD该水蒸气冷凝后，测氢氧原子个数比(3)水 分 子 可 电 离 生 成 两 种 含 有 相 同 电 子 数 的 粒 子，其 电 离 方 程 式 为_。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原
10、因是_。(4)在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJmol1)。已知冰的升华热是51 kJmol1，则冰晶体中氢键的能量是_kJmol1。【解析】(1)1 mol 冰中含有氢键的物质的量为 14 mol22 mol。(2)A 项，该物质也能与金属钠反应产生氢气，1 L 水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，若混有该物质，由于(H2O)2 也能生成氢气，且一分子(H2O)2 生成 2 分子氢气，所以产生氢气体积多，正确；B 项，该物质也能被浓硫酸吸收，若 1 L 水蒸气通过浓硫酸后，由于相对 H2O 而言，(H2O)2 的相对分子质量大，所以分子数目相同时，浓硫酸增重的质量大，说明存在该物质，正
11、确；C 项，该物质的 pH 也等于 7，无论该物质是否存在，pH 都等于 7，错误；D 项，该物质的分子中氢氧原子个数比仍为 21，无论是否存在，氢氧原子个数比不变，错误。(3)双氧水的相对分子质量比水的相对分子质量稍大，但题中强调双氧水的沸点明显高于水，因此可判断双氧水分子之间存在着更为强烈的氢键作用。(4)1 mol 冰吸收的总能量为 51 kJ，克服范德华力吸收的能量为 11 kJ，故克服氢键吸收的总能量为 40 kJ，而 1 mol 冰中含有 2 mol氢键，故冰晶体中氢键的能量是 20 kJmol1。答案：(1)2(2)AB(3)H2OH2OH3OOH 双氧水分子之间存在更强烈的氢键
12、作用(4)2011(10 分)如图为干冰的晶体结构示意图。(1)通过观察分析，每个 CO2 分子周围紧邻且等距离的 CO2 分子有_个，有_种取向不同的 CO2 分子。将 CO2 分子视作质点，设晶胞棱长为 a pm，则紧邻的两个 CO2 分子的距离为_pm。(2)在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是_，由于该主要作用力与共价键一样具有_性，故 1 个水分子周围只有_个紧邻的水分子，这些水分子位于_的顶点。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率_(填“较高”或“较低”)，故冰的密度比水的密度要_(填“大”或“小”)。【解析】(1)观察并分析干冰的晶体结构，可知在干冰晶体中，位于顶点的 CO2
13、 分子为一种取向，位于三对平行面的 CO2 分子分别为三种不同取向。离顶点的 CO2分子最近的是面心的分子，两者的距离为面对角线的一半，即 22a pm。故每个CO2 分子周围紧邻且等距离的 CO2 分子共有 12 个。(2)在冰晶体中，水分子间的主要作用力是氢键，氢键具有方向性，1 个水分子周围只有 4 个紧邻的水分子，使冰晶体中水分子的间距较大，结构中有许多空隙，分子的空间利用率较低，造成冰的密度小于水的密度。答案：(1)12 4 22a(2)氢键 方向 4 四面体 较低 小【能力进阶】(20 分钟 30 分)一、选择题(本题包括 4 小题，每小题 5 分，共 20 分)12(2021郑州
14、高二检测)相比于其他晶体，分子晶体熔沸点较低，硬度较小的本质原因是()A组成晶体的基本微粒是分子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D分子间存在氢键【解析】选 C。分子晶体的熔沸点较低，硬度较小，导致这些性质特征的本质原因是晶体微粒间的相互作用，因为范德华力和氢键相对于化学键来说是极其微弱的，故分子晶体具有的本质特征是晶体内微粒间以分子间作用力相结合。13现代无机化学对硫氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最著名的硫氮化合物的分子结构。下列说法正确的是()A该物质的分子式为 SNB该物质的分子中既有极性键又有非极性键C该物质具有很高的熔、沸点D该物质与化合物 S2
15、N2 互为同素异形体【解析】选 B。题中图示表示的是一种分子(不是晶胞)，故该化合物为分子晶体，分子式为 S4N4，A 不正确；从分子结构图上可知，分子中存在 NS 极性键和 SS非极性键，B 正确；该物质形成的是分子晶体，具有较低的熔、沸点，C 不正确；该物质与 S2N2 都不是单质，它们之间并非同素异形体，D 不正确。14正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，有与石墨相似的层状结构。层内的 H3BO3 分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是()A正硼酸晶体属于分子晶体BH3BO3 分子的稳定性与氢键有关C分子中硼原子杂化轨道的类型为 sp3D1 mol H3BO3 晶体中含
16、有 2 mol 氢键【解析】选 A。正硼酸晶体中存在 H3BO3 分子，且该晶体中存在氢键，说明硼酸由分子构成，是分子晶体，A 正确；分子的稳定性与分子内的 BO、HO 共价键有关，与氢键无关，B 错误；B 只形成了 3 个单键，没有孤电子对，所以采取sp2 杂化，C 错误；根据图示，1 个硼酸分子形成了 6 个氢键，但每个氢键是 2 个硼酸分子共用的，所以平均一个硼酸分子含 3 个氢键，则 1 mol H3BO3 的晶体中含有 3 mol 氢键，D 错误。15(2021郑州高二检测)某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下：根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体
17、的是()ANaCl、MgCl2、CaCl2 BAlCl3、SiCl4CNaCl、CaCl2D全部NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔点/80171219068782沸点/1 4651 418178571 600【解析】选 B。由于由分子构成的晶体，分子与分子之间以分子间作用力相互作用，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔、沸点较低，表中的 MgCl2、NaCl、CaCl2 熔、沸点很高，很明显不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4 熔、沸点较低，应为分子晶体，所以 B 项正确，A、C、D 三项错误。二、非选择题(本题包括 1 小题，共 10 分)16(
18、2021福州高二检测)请回答下列问题：(1)据报道，科研人员应用电子计算机模拟出来类似 C60 的物质 N60，试推测下列有关 N60 的说法正确的是_。aN60 易溶于水bN60 是一种分子晶体，有较高的熔点和硬度cN60 的熔点高于 N2dN60 的稳定性比 N2 的强(2)已知碘晶胞结构如图所示，请回答下列问题：碘晶体属于_晶体。碘晶体熔化过程中克服的作用力为_。假设碘晶胞中立方体的棱长为 a cm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则碘单质的密度为_。【解析】(1)C60 是一种单质，属于分子晶体，而 N60 类似于 C60，所以 N60 也是单质，属于分子晶体，即具有分子晶体的一些性质，如硬度较小和熔沸点较低；分子晶体的相对分子质量越大熔、沸点越高；单质一般是非极性分子，难溶于水等极性溶剂，因此 a、b 错误，c 正确。N2 分子以 NN 键结合，N60 分子中只存在 NN键，而 NN 键比 NN 键牢固得多，d 错误。(2)I2 分子之间以分子间作用力结合，所以 I2 晶体属于分子晶体。观察碘的晶胞结构发现，一个晶胞中含有 I2 分子的数目为 818 612 4。一个晶胞的体积为 a3 cm3，质量为4254NAg，则碘单质的密度为1 016a3NA gcm3。答案：(1)c(2)分子 分子间作用力1 016a3NA gcm3
