1、第2课时分子晶体学习要求能借助分子晶体的模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。素养目标通过对分子晶体的模型理解，发展学生“证据推理与模型认知”的核心素养。 知 识 梳 理一、分子晶体的结构与性质1概念与物理性质概念分子间通过分子间作用力结合形成的晶体构成微粒分子微粒间的作用力分子间作用力物理性质(1)分子间以较弱的分子间作用力相结合，分子晶体熔化时克服分子间作用力，不破坏共价键，一般具有较低的熔点、沸点和较小的硬度，较强的挥发性。(2)组成和结构相似，晶体中不含氢键的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高2.分子晶体与物质的类别物质种类实例所有非金属氢化物H2O、NH3、C
2、H4等部分非金属单质卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等部分非金属氧化物CO2、P4O10、SO2、SO3等几乎所有的酸HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等绝大多数有机物的晶体苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等3.微粒堆积方式分子间作用力堆积方式实例范德华力分子采用密堆积如C60、干冰、I2、O2范德华力、氢键分子不采用密堆积如冰二、典型分子晶体的结构分析1碘晶体(1)碘晶体的晶胞是一个长方体，在它的每个顶点和面心上各有1个I2分子，每个晶胞中有4个I2分子。(2)I2分子之间以范德华力结合。2干冰晶体(1)干冰晶胞是面心立方结构，在它的每个顶点和面心上各有1个CO2分子，
3、每个晶胞中有4个CO2分子。(2)每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子有12个。(3)干冰晶体中分子之间通过范德华力相结合，熔化时分子内的化学键不断裂。3冰晶体(1)水分子之间的主要作用力是氢键，当然也存在范德华力。(2)氢键有方向性，它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子互相吸引。三、石墨晶体晶体模型结构特点(1)石墨晶体是层状结构，在每一层内，每个C原子与其他3个C原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状结构。每个C原子还有1个未参与杂化的2p轨道并含有1个未成对电子，能形成遍及整个平面的大键。(2)C原子采取sp2杂化，CC键之间的夹角为120。(
4、3)层与层之间以范德华力结合晶体类型石墨中既含有共价键，又有范德华力，同时还有金属键的特性，因此石墨属于混合键型晶体物理性质熔点高、质软、易导电自 我 检 测1判断正误，正确的打“”；错误的打“”。(1)分子晶体内只有分子间作用力。()(2)分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点越高。()(3)分子晶体中分子间氢键越强，分子越稳定。()(4)冰晶体融化时水分子中共价键发生断裂。()(5)水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键。()(6)由极性键形成的分子可能是非极性分子。()(7)水和冰中都含有氢键。()(8)分子晶体中一定存在范德华力，可能有共价键。()答案(1)(2)(3)(4)(5
5、)(6)(7)(8)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()ANH3、P4、C10H8BPCl3、CO2、H2SO4CSO2、SiO2、P2O5DCCl4、H2O、Na2O2答案B解析A中，P4(白磷)为单质，不是化合物；C中，SiO2为原子晶体；D中，Na2O2是离子化合物、离子晶体。学习任务一、四种晶体类型的比较【深度思考】1所有分子晶体中是否均存在化学键？提示不是。绝大多数分子晶体的微粒内部都存在化学键，如N2、H2O、SO2等分子内部都有共价键，而稀有气体为单原子分子，分子内部无化学键，分子之间以范德华力结合，所以并非所有分子晶体的分子内部都存在化学键。2为什么液态水变
6、为冰时，体积膨胀，密度减小？提示冰晶体中主要是水分子依靠氢键而形成的，因氢键具有一定的方向性，使水分子间的间距比较大，有很大空隙，比较松散。所以水结成冰后，体积膨胀，密度减小。【名师点拨】1四种晶体类型的结构与性质类型项目离子晶体原子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离子键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一般不溶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
7、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.晶体类型的判断方法(1)依据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用判断原子晶体：原子共价键；分子晶体：分子分子间作用力；离子晶体：离子离子键；金属晶体：金属阳离子和自由电子金属键。(2)依据物质的分类判断常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有SiC、BN、AlN、Si3N4、C3N4、SiO2等；分子晶体：大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝
8、大多数有机物(除有机盐外)；离子晶体：金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类；金属晶体：金属单质与合金。(3)依据晶体的熔点判断离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000余度；原子晶体熔点很高，常在1 000度至几千度；分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点很低。(4)依据导电性判断原子晶体：一般不导电；分子晶体：离子晶体：固态不导电，熔融或溶于水导电；金属晶体：固态或熔融均导电。(5)依据硬度和机械性能判断原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；离子晶体硬度较大或较硬、脆；金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延
9、展性。关键提醒并不是所有的分子晶体中都有化学键。如稀有气体晶体的构成微粒是单原子分子，不存在化学键。在分子晶体中，分子内原子间以共价键结合(稀有气体除外)，相邻分子间靠分子间作用力结合。【典例1】下表列举了几种物质的性质，据此判断属于分子晶体的是_。物质性质X熔点为10.31 ，液态不导电，水溶液导电Y易溶于CCl4，熔点为11.2 ，沸点为44.8 Z常温下为气态，极易溶于水，溶液pH7W常温下为固体，加热变为紫红色蒸气，遇冷变为紫黑色固体M熔点为1 170 ，易溶于水，水溶液导电N熔点为97.81 ，质软，导电，密度为0.97 gcm3解析分子晶体熔、沸点一般比较低，硬度较小，固态不导电。
10、所有在常温下呈气态、液态的物质(除汞外)、易升华的固体物质都属于分子晶体。M的熔点高，肯定不是分子晶体；N是金属钠的性质；其余X、Y、Z、W均为分子晶体。答案X、Y、Z、W【变式训练1】下列数据对应物质的熔点，据此作出下列判断中错误的是()Na2ONaClAlF3AlCl3920 801 1 292 190 BCl3Al2O3CO2SiO2107 2 073 57 1 723 A.铝的化合物的晶体中有离子晶体B表中只有BCl3和AlCl3是分子晶体C同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体答案B解析由表可知：AlCl3、BCl3、CO2是共价化合物且形成分子
11、晶体；SiO2是原子晶体；其他是离子晶体。【变式训练2】碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：回答下列问题：(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为_、_。(3)C60属于_晶体，石墨属于_晶体。(4)石墨晶体中，层内CC键的键长为142 pm，而金刚石中CC键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在CC间的_共价键，而石墨层内的CC间不仅存在_共价键，还有_键。(5)C60的晶体结构类似于干冰，则每个C60晶胞的质量为_g(用含NA的式子表示，NA为阿伏加德罗常数的值)。(
12、6)金刚石晶胞含有_个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r_a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_(不要求计算结果)。(7)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是_NA个(NA为阿伏加德罗常数的值)答案(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)分子混合键型(4)(5)(6)8(7)2解析(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素形成的单质，它们的组成相同，结构不同、性质不同，互为同素异形体。(2)金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键(即C原子采取sp3杂化方式)，构成正四面体，石墨中的碳原子采取sp2杂化方式，形成平面六
13、元环结构。(3)C60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；石墨晶体有共价键、金属键和范德华力，所以石墨属于混合键型晶体。(4)在金刚石中只存在CC间的键；石墨层内的CC间不仅存在键，还存在键。(5)C60晶体为面心立方结构，所以每个C60晶胞有4个C60分子，所以一个C60晶胞质量 g g。(6)由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个碳原子，面上有6个碳原子，顶点有8个碳原子，所以金刚石晶胞中碳原子数为4688；若碳原子半径为r，金刚石的边长为a，根据硬球接触模型，则正方体体对角线长度的就是CC键的键长，a2r，所以ra，碳原子在晶胞中的空间占有率。(7)由金刚石的结构模型可知，每个碳原子都与
14、相邻的碳原子形成一个单键，故每个碳原子相当于形成(4)个单键，则1 mol硅中可形成2 mol SiSi单键。学习任务二、晶体熔、沸点的比较【深度思考】1干冰和碘易升华的原因是什么？乙醇与甲醚的相对分子质量相等，为什么乙醇的沸点高于甲醚？提示碘和干冰的分子间以较弱的范德华力结合；乙醇分子间存在氢键，分子间作用力强，甲醚分子间不存在氢键，分子间作用力弱，所以乙醇的沸点高于甲醚。2石墨晶体不属于原子晶体，但石墨的熔点为什么高于金刚石？石墨晶体为什么具有导电性？提示石墨晶体为层状结构，同层内碳原子以共价键结合成平面网状结构，CC键的键长比金刚石中CC键的键长短，键能大，所以石墨的熔、沸点高。石墨晶体
15、中每个C原子未参与杂化的轨道中含有1个未成对电子，能形成遍及整个平面的大键，由于电子可以在整个六边形网状平面上运动，因此石墨沿层的平行方向能导电。3石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的C原子数和CC键数各是多少？每一层中碳原子数与CC键数之比为多少？提示23 23石墨层状结构中每个C原子为三个正六边形共有，即对每个六边形贡献个C原子，所以每个正六边形占有C原子数目为62个。每个CC键为2个正六边形所共用，所以平均每个正六边形拥有3个CC键。所以每一层中碳原子数与CC键数之比为23。【名师点拨】1不同类型晶体熔、沸点的比较一般来说，原子晶体离子晶体分子晶体；金属晶体(除少数外)分子晶体。金属晶
16、体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞、铯、镓等。2同种类型晶体熔、沸点的比较(1)原子晶体一般来说，对结构相似的原子晶体来说，键长越短，键能越大，晶体的熔、沸点越高。例如：金刚石二氧化硅碳化硅晶体硅。(2)分子晶体组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如I2Br2Cl2F2；SnH4GeH4SiH4CH4。组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如CON2。同类别的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。如正戊烷异戊烷新戊烷。若分子间存在氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高。如
17、HFHI；NH3PH3；H2OH2Te。(3)离子晶体一般来说，离子所带的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，离子晶体的熔、沸点就越高。如NaClCsCl；MgOMgCl2。(4)金属晶体金属阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，其金属键越强，金属熔、沸点越高。如AlMgNa。关键提醒(1)某些离子晶体的熔点高于某些原子晶体的熔点。如MgO(2 800 )SiO2(1 713 )。(2)某些分子晶体的熔点高于某些金属晶体的熔点。如碱金属熔点较低。(3)个别金属的熔点高于某些原子晶体的熔点。如钨(3 410 ) SiO2(1 713 )。(4)合金的熔点一般低于成分金属的熔点。3晶体熔、沸点比较
18、的两个“首先”(1)晶体熔、沸点比较时应先分析晶体类型。(2)分子晶体熔、沸点比较时应先判断分子间是否存在氢键。【典例2】参考下表中物质的熔点，回答有关问题。物质NaFNaClNaBrNaINaClKClRbClCsCl熔点/995801755651801776715646物质SiF4SiCl4SiBr4SiI4SiCl4GeCl4SnCl4PbCl4熔点/90.470.45.212070.449.536.215(1)钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与卤离子及碱金属离子的_有关，随着_的增大，熔点依次降低。(2)硅的卤化物熔点及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与_有关，随着_的增大，_增大，故熔、
19、沸点依次升高。(3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与_有关，因为一般_比_熔点高。解析分析表中物质及熔点规律，将物质晶体类型合理分类，由同类晶型熔点变化趋势发现影响物质熔点高低的规律。答案(1)半径半径(2)相对分子质量相对分子质量分子间作用力(3)晶体类型离子晶体分子晶体【变式训练3】Mg是第3周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：氟化物NaFMgF2SiF4熔点/K1 2661 534183(1)解释表中氟化物熔点差异的原因：_。_。(2)硅在一定条件下可以与Cl2反应生成SiCl4，试判断SiCl4的沸点比CCl4的_(填“高”或“低”)，理由是_。答案(1)N
20、aF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2远比SiF4的熔点要高因为Mg2的半径小于Na的半径且Mg2所带电荷数多，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点大于NaF(2)高SiCl4的相对分子质量比CCl4的大，范德华力大，因此沸点高解析(1)先比较不同类型晶体的熔点，NaF、MgF2为离子晶体，离子间以离子键结合，离子键作用强，SiF4固态时为分子晶体，分子间以范德华力结合，范德华力较弱，故NaF和MgF2的熔点都高于SiF4。再比较相同类型晶体的熔点。Na的半径比Mg2半径大，Na所带电荷数小于Mg2，所以MgF2的离子键比NaF的离子键强
21、度大，MgF2熔点高于NaF熔点。(2)SiCl4和CCl4组成、结构相似，SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量，SiCl4的分子间作用力大于CCl4的分子间作用力，故SiCl4的熔点高于CCl4的熔点。【变式训练4】下列说法中正确的是()AC60汽化和I2升华克服的作用力不相同B甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它们的熔点相近CNaCl和HCl溶于水时，破坏的化学键都是离子键D常温下TiCl4是无色透明液体，熔点23.2 ，沸点136.2 ，所以TiCl4属于分子晶体答案D解析C60、I2均为分子晶体，汽化或升华时均克服范德华力；B中乙酸分子可形成氢键，其熔、沸点比甲酸甲酯高。1下列
22、有关分子晶体的说法中一定正确的是()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其结构一定为分子密堆积答案B解析稀有气体元素组成的分子晶体中，不存在由多个原子组成的分子，而是原子间通过范德华力结合成晶体，所以不存在任何化学键，故A项错误；分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较强的N、O、F原子结合的氢原子的分子之间或者分子之内，所以B项正确，C项错误；只存在范德华力的分子晶体才采取分子密堆积的方式，所以D选项也是错误的。2SiCl4的分子结构与CCl4相似，对其进行下列推测，不正确的是()ASiCl4晶体是分子晶体B常
23、温、常压下SiCl4是气体CSiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子DSiCl4的熔点高于CCl4答案B解析由于SiCl4具有分子结构，所以属于分子晶体。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在SiCl4分子间、CCl4分子间只有范德华力，SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量，所以SiCl4的分子间作用力大，熔、沸点比CCl4高。在常温、常压下SiCl4是液体。CCl4的分子是正四面体结构，SiCl4与CCl4的结构相似，也是正四面体结构，是含极性键的非极性分子。3下列物质的熔点高低顺序，正确的是()A金刚石晶体硅碳化硅BKNaLiCNaBrNaClNaFDCI4CB
24、r4CCl4CH4答案D解析A项，键能：CCCSiSiSi，故熔点：金刚石碳化硅晶体硅；B项，金属键：LiNaK，故熔点：LiNaK；C项，晶格能：NaFNaClNaBr，故熔点：NaFNaClNaBr；D项，相对分子质量：CI4CBr4CCl4CH4，故熔点：CI4CBr4CCl4CH4。 4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强答案C解析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
25、具有分子晶体的一些性质，如硬度较小，熔、沸点较低。分子晶体相对分子质量越大，熔、沸点越高。单质一般是非极性分子，难溶于水这种极性溶剂，因此A、B项错误，C项正确；N2分子以NN结合，N60分子中只存在NN，而NN比NN 牢固得多，所以D项错误。课时作业基础练1下列说法正确的是()A分子晶体都具有分子密堆积的特征B分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高C分子晶体中，共价键键能越大，分子的熔、沸点越高D分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定答案B解析含有氢键的分子晶体不具有分子密堆积的特征，如冰，A错误；分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力的大小有关，与化学键的强弱无关，B正确，C错误；分子
26、的稳定性与化学键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关，D错误。2下列各组物质均属于分子晶体的是()ASO2，SiO2晶体，P2O5BPCl3，CO2，H2SO4CSiC，H2O，NH3DHF，CO2，Si答案B解析SiO2晶体、SiC、Si均为原子晶体。3下列物质变化时，需克服的作用力不属于化学键的是()AHCl溶于水BI2升华CH2O电解D烧碱熔化答案B解析A项破坏HCl键；C项破坏HO键；D项破坏离子键；B项破坏范德华力。4BeCl2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NaOH溶液反应答案A
27、解析由题知BeCl2熔点较低，易升华，溶于醇和醚，应属于分子晶体，所以熔融态不导电；对于组成相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，其熔、沸点越高，因此BeCl2的熔点比BeBr2的低；BeCl2化学性质与AlCl3相似，根据AlCl3能和NaOH溶液反应，则BeCl2也可与NaOH溶液反应；AlCl3水溶液中由于铝离子水解而呈酸性，推知BeCl2也具有此性质。5通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如图所示：下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是()A同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构B氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体
28、都有立方的晶胞结构，它们具有相似的物理性质C二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键D二氧化硅晶体不是密堆积结构答案B解析SiO2和CO2的化学式相似，但其晶体结构不同，A项正确；二氧化碳为分子晶体，因此分子间存在分子间作用力，而分子内部碳原子和氧原子间形成共价键，氯化钠和氯化铯为离子晶体，所以三者物理性质不同，B项错误，C项正确；由于共价键具有方向性和饱和性，由此形成的晶体不是密堆积结构，D项正确。6下列物质按熔、沸点由高到低顺序排列，正确的一组是()AHF、HCl、HBr、HIBF2、Cl2、Br2、I2CH2O、H2S、H2Se、H2TeDCI4、CBr4、CC
29、l4、CF4答案D解析对结构和组成相似的分子晶体，其熔、沸点随着相对分子质量的增大而升高，但HF、H2O分子之间都存在氢键，熔、沸点反常。所以A中应为HFHIHBrHCl；B中应为I2Br2Cl2F2；C中应为H2OH2TeH2SeH2S；只有D正确。7如图为冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸，请问该冰中的每个水分子有几个氢键()A2B4 C8D12答案A解析每个水分子与四个方向的其他4个水分子形成氢键，因此每个水分子具有的氢键个数为41/22。8中学教材上介绍的干冰晶体是立方面心结构，如图所示，即每8个CO2构成立方体，且在6个面的中心又各占据1个CO2分子，在每个CO2周围距离a(其中
30、a为立方体棱长)的CO2有()A4个B8个 C12个D6个答案C解析如图在每个CO2周围距离a的CO2即为每个面心上的CO2分子，共有8(3)12个。9在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是()Asp，范德华力Bsp2，范德华力Csp2，氢键Dsp3，氢键答案C解析石墨晶体中C原子为sp2杂化，层与层之间以范德华力结合，硼酸B(OH)3分子中，B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。10下表数据是对应物质的熔点：物质熔点/
31、AlF31 291AlCl3190BCl3107NCl340(1)BCl3分子构型为平面三角形，则BCl3分子为_(填“极性”或“非极性”，下同)分子，其分子中的共价键类型为_键。(2)BF3的熔点比BCl3_(填“高”、“低”或“无法确定”)；下列化学用语中，能正确表示BF3分子的是_(填字母)。(3)氯化铝是_(填“离子”或“共价”)化合物，AlCl3属于_(填“强”或“弱”)电解质，它的晶体类型为_，AlCl3_(填“难”或“易”)溶于苯。(4)设计一个可靠的实验，判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是_。(5)AlCl3在177.8 时升华，气态或熔融态以Al2Cl6形式
32、存在，则可推知Al2Cl6在固态属于_晶体，Al2Cl6中Al原子的杂化方式为_，Al2Cl6中不存在的化学键是_(填序号)。a共价键b配位键 c键d键答案(1)非极性极性(2)低bd(3)共价强分子晶体难(4)在熔融状态下，验证其是否导电，若不导电是共价化合物(5)分子sp3d11请回答下列问题：(1)下列物质变化，只与范德华力有关的是_。a干冰熔化n乙酸汽化c石英熔融 d.溶于水e碘溶于四氯化碳(2)FeCl3常温下为固体，熔点282 ，沸点315 ，在300 以上升华，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断FeCl3的晶体类型为_。(3)某石蕊分子结构如下图所示：石蕊分子所含元
33、素中，基态原子2p轨道有两个成单电子的是_(填元素符号)；由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是_(填化学式)；该石蕊易溶解于水，分析可能的原因是_。(4)已知：Cu2的核外电子排布式为_；X难溶于水、易溶于有机溶剂，其晶体类型为_；M中所含元素的电负性由大到小顺序为_，N原子以_轨道与O原子形成键。上述反应中断裂和生成的化学键有_(填序号)。a离子键b配位键c金属键d范德华力e共价键(5)白磷(P4)是磷的一种单质，它属于分子晶体，其晶胞结构如下图。已知该晶体的密度为 gcm3，晶胞的边长为a cm，则阿伏加德罗常数为_mol1(用含、a的式子表示)。答案(1)ae(2)分子晶体(3)
34、C、OCH、H3O该石蕊分子中含有OH和NH2，均能与H2O形成氢键；由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于水(4)1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9分子晶体ONCHsp2杂化be(5)解析(1)干冰熔化只破坏分子间作用力；乙酸汽化破坏分子间作用力和分子间氢键；石英熔融破坏共价键；分子间不存在氢键，溶于水破坏范德华力，与水分子间形成氢键；碘溶于四氯化碳只破坏范德华力，故只有a、e符合要求。(2)FeCl3熔、沸点不高，且易升华，易溶于水，故知FeCl3为分子晶体。(3)2p轨道有两个成单电子的原子价电子排布式为2s22p2、2s22p4，故为C和O元素。C和H形成C
35、H，H和O形成H3O，N和H形成NH，其中CH和H3O为三角锥形，NH为正四面体形。从与H2O能否形成氢键及“相似相溶”两个角度解答。(4)由X难溶于水易溶于有机溶剂可知其为分子晶体。分子中N原子形成3个键和1个键，故N原子杂化类型为sp2杂化；同周期由左右元素电负性增大，电负性ONC，H与非金属元素C形成的化合物中H表现出正价可推知电负性CH。该反应中断苯环上OH的OH键，形成CuO配位键。故选b、e。(5)每个白磷晶胞中含有P4个数为864，每个晶胞质量为4，体积为a3 cm3，故 gcm3，NA mol1。素养练12在我国南海300500 m海底深处沉积物中存在着大量的“可燃冰”，其主要
36、成分为甲烷水合物。请回答下列问题：(1)甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是_(填字母序号)。A甲烷晶胞中的球只代表一个C原子B晶体中1个CH4分子中有12个紧邻的CH4分子CCH4熔化时需克服共价键D1个CH4晶胞中含有8个CH4分子ECH4是非极性分子(2)水在不同的温度和压强条件下可以形成多种不同结构的晶体，冰晶体结构有多种。其中冰的晶体结构如下图所示。水分子的空间构型是_形，水分子能与H形成配位键，其原因是在氧原子上有_，应用价电子对互斥理论推测H3O的形状为_。上述冰晶体中每个水分子与周围_个水分子以氢键结合，该晶体中1 mol水形成_ mol氢键。实验测得冰中氢键的作用能为
37、18.5 kJmol1，而冰的熔化热为5.0 kJmol1，这说明_。冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。每个冰晶胞平均占有_个水分子，冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相似的原因是_。(3)氨气极易溶于水的原因之一是与氢键有关。请判断：NH3溶于水后，形成的NH3H2O的合理结构是_(填字母)。ab答案(1)BE(2)V孤对电子三角锥形42冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键8水中的O原子和金刚石中的C原子都为sp3杂化，每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键，且氢键和共价键都具
38、有方向性和饱和性(3)b解析(1)CH4是分子晶体，熔化时克服范德华力。晶胞中的球体代表的是一个甲烷分子，并不是一个C原子。以该甲烷晶胞分析，位于顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个而这3个甲烷分子在面上，因此每个都被共用2次，故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子有3812(个)。甲烷晶胞属于面心立方晶胞，该晶胞中甲烷分子的个数为864(个)。CH4分子为正四面体结构，C原子位于正四面体的中心，结构对称，CH4是非极性分子。(2)水分子中O原子的价电子对数4，孤对电子数为2，所以水分子为V形分子，H2O分子能与H形成配位键，其原因是在O原子上有孤对电子，H有空轨道。H3O价电子对数4，含
39、有1对孤对电子，故H3O为三角锥形。观察图示晶体结构可知，该水分子与周围4个水分子以氢键结合，每2个水分子间形成1个氢键，故1 mol水可形成4 mol0.52 mol 氢键。冰中氢键的作用能为18.5 kJmol1，而冰熔化热为5.0 kJmol1，说明冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，并且液态水中仍存在氢键。每个冰晶胞平均含有水分子数为4688。H2O分子中的O原子中形成2个键，并含有2个孤对电子，金刚石中每个C原子含有4个键且没有孤对电子，所以水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子只可以与相邻的4个水分子形成氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方
40、式相似。(3)由电离方程式NH3H2ONHOH，可知b图符合NH3H2O的结构。13C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示其中的一层结构)：(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为_。A同分异构体B同素异形体C同系物D同位素(2)固态时，C60属于_(填“原子”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键和单键，推测C60跟F2_(填“能”或“否”)发生加成反应。C60固体与金刚石熔点更高的是_，原因是_。(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，但其最高价氧化物的物理性质差别较大，是因为SiO2是_晶体，CO2是_晶体。(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是_。层与层是以_结合，所以石墨是非常好的润滑剂。答案(1)B (2)分子能金刚石C60是分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，金刚石是原子晶体，熔化时需克服共价键(3)原子分子(4)2范德华力解析(1)C60、金刚石和石墨三者都是碳元素形成的不同单质，所以它们互为同素异形体。(2)C60晶体中存在不饱和的碳碳双键，在一定条件下能与F2发生加成反应。C60是分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，金刚石是原子晶体，熔化时克服共价键，所以金刚石熔点更高。(4)因为每个碳原子被3个正六边形共用，所以平均每个正六边形拥有的碳原子个数是62个。
