1、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(2021长沙高二检测)下列说法正确的是()A分子晶体中
2、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CCO2、SO2、NO2DH2SO4、CH3CH2OH、HCHO【解析】选
3、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
4、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、HClBCO2、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
5、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，因此每个水分子形成的氢键个数为42。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CH
6、4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sp3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；C
7、H3CH2OH_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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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a 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)124a(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
13、括4小题，每小题5分，共20分)12(2021郑州高二检测)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
14、该物质具有很高的熔、沸点D该物质与化合物S2N2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 H3BO
15、3晶体中含有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：NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔点/8017121906878
16、2沸点/1 4651 418178571 600根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是()ANaCl、MgCl2、CaCl2BAlCl3、SiCl4CNaCl、CaCl2 D全部【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(2021福州高二检测)请回答下列问题：(1)据报道，科研人员应用
17、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864。一个晶胞的体积为a3 cm3，质量为g，则碘单质的密度为 gcm3。答案：(1)c(2)分子分子间作用力 gcm3