第二课时 分子晶体
学习目标 1.能辨识常见的分子晶体及结构特点。2.能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。
一、分子晶体
1.分子晶体
(1)概念
分子晶体是分子通过________________构成的固态物质。
(2)构成微粒：________。
(3)微粒间的作用力：____________________。
2.分子晶体的物理性质
(1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等)，且硬度较小。
(2)分子晶体不导电。分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或电子，因此分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。有些分子晶体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。
(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。
3.常见的分子晶体
(1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。
(2)部分非金属单质，如卤素(X2)、氧气(O2)、硫(S8)、氮气(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)等。
(3)部分非金属氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。
(4)几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。
(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。
4.分子晶体熔、沸点高低的比较
(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。
5.判断分子晶体的依据
(1)依据物质的类别判断
大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼、晶体锗等)、非金属的氢化物、大多数非金属的氧化物(SiO2除外)、几乎所有酸、大多数的有机物都是分子晶体。
(2)依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断
组成晶体的粒子是分子(稀有气体为原子或单原子分子)，粒子间的作用力是分子间作用力的晶体属于分子晶体。
(3)依据晶体的物理性质判断
晶体的硬度较小、熔沸点较低、熔融状态不导电的属于分子晶体。
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1.稀有气体单质是单原子分子，原子之间不存在共价键，固态时属于分子晶体。
2.分子晶体熔融或汽化时，克服分子间作用力，不破坏化学键。
1.下列各组化学式表示物质能形成分子晶体的是( )
A.NO、C2H5OH、HNO3、I2
B.CaO、N2、H2SO4、H2O
C.NH3、H2S、SiO2、CO2
D.P4、SO2、CH3COOH、Fe
2.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：
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2
熔点/℃ 801 712 190 －68 782
沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600
根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是( )
A.NaCl、MgCl2、CaCl2
B.AlCl3、SiCl4
C.NaCl、CaCl2
D.全部
3.下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是( )
①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2 ⑥H2
A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥
C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①
二、典型分子晶体的结构
互动探究
下图是干冰和冰的晶体结构模型
【问题讨论】
1.仔细观察干冰晶胞的结构模型，每个晶胞中含有多少个CO2分子？晶胞中与CO2等距紧邻的CO2分子是多少个？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
2.干冰升华过程中破坏共价键吗？为什么干冰的熔点比冰低？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________【探究归纳】
两种典型分子晶体的结构
(1)冰
①如图1所示，冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。
②氢键的方向性→1个水分子与周围4个水分子相结合→水分子中的氧原子
③氢键H—O…H较长→分子间距离增大并在水分子中间留有空隙→固态水的密度比液态水的小。
(2)干冰
①分子间作用力为范德华力。
②图2表示的是CO2晶体晶胞的结构。晶胞类型为面心立方结构。
③属于晶胞的CO2分子数
。
④每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子有12个(同层、上层、下层各4个)。
INCLUDEPICTURE"名师点拨.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\名师点拨.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.冰融化与干冰升华克服的作用力不完全相同，干冰升华只破坏范德华力，冰融化除克服范德华力外还克服氢键。
2.冰晶体中，每个水分子与其他4个水分子形成氢键，每个水分子平均形成2个氢键(每个氢键由2个水分子均摊，故4×＝2)。即1 mol冰晶体中含有2 mol氢键。
1.某分子晶体晶胞结构模型如图，下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE"RJ230.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\RJ230.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.该晶胞模型为分子密堆积
B.该晶胞中分子的配位数为8
C.分子晶体的晶胞均可用此模型表示
D.该晶体熔沸点高、硬度大
2.水是生命之源，下图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是( )
①冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体②冰晶体和干冰晶体之间的作用力一样
③水分子间通过H—O形成冰晶体
④冰晶体融化时，水分子之间的空隙减小
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
3.甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE"S123.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\S123.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.甲烷晶胞中的球只代表1个C原子
B.晶体中1个CH4分子有12个紧邻的CH4分子
C.甲烷晶体熔化时需克服共价键
D.1个甲烷晶胞中含有8个CH4分子
三、混合型晶体——石墨晶体
1.晶体模型
2.结构特点——二维网状结构
(1)在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以C—C键与3个碳原子结合，形成____________。
(2)石墨具有导电性，但具有一定的_____________________________________。
(3)层与层之间靠____________维系。
3.晶体类型
石墨晶体层内每个碳原子以____________与周围的三个碳原子结合，层间为_____________________________________________________________________，
属于________________。
4.性质
熔点很高、质软、________导电等。
1.中国留美博士曹原等研究人员制得了具有超导特性的双层石墨烯新材料。以下对石墨烯的推测不正确的是( )
A.石墨烯性质稳定，不能在氧气中燃烧
B.石墨烯与石墨都具有导电性
C.石墨烯与金刚石互为同素异形体
D.石墨烯与石墨都具有较高的熔点
2.中科院的科学家已研制出一种高性能超级电容器电极材料—氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料可用作电动车的“超强电池”：充电只需7秒钟，即可续航35公里。下列有关石墨晶体的说法不正确的是( )
A.石墨晶体内既有共价键又有分子间作用力
B.石墨晶体熔、沸点很高，硬度很大
C.石墨晶体内每个六边形平均含完整碳原子2个
D.石墨晶体中，每个C原子连接3个六元环
第二课时 分子晶体
一、1.(1)分子间作用力 (2)分子 (3)分子间作用力
对点训练
1.A [NO、C2H5OH、HNO3、I2形成的晶体都是分子晶体，A项正确；CaO属于离子晶体，SiO2为共价晶体，Fe属于金属晶体，这三种晶体中都不存在分子，B、C、D项错误。]
2.B [由分子构成的晶体，分子与分子之间靠分子间作用力聚集在一起，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，B正确，A、C、D错误。]
3.C [相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，分子晶体的熔、沸点越高，相对分子质量接近的分子，极性越强，熔、沸点越高。]
二、
问题讨论
1.提示 每个晶胞中含CO2的分子数为8×＋6×＝4，每个CO2分子(顶点)等距紧邻的CO2分子(面心)有12个。
2.提示 干冰升华过程中只破坏范德华力、不破坏共价键。冰中水分子间除了范德华力外还有氢键作用，而干冰中CO2分子间只有范德华力，所以冰的熔点比干冰高。
对点训练
1.A [A.该分子晶体为二氧化碳晶体，以一个分子为中心，周围可以有12个紧邻的分子的特征称为分子密堆积，故A正确；B.二氧化碳晶体配位数为12，故B错误；C.分子晶体晶胞类型很多，还有简单立方堆积等，故C错误；D.分子晶体的熔沸点低、硬度小，故D错误。]
2.D [由图可知，冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体，①正确；水分子间通过氢键和范德华力形成冰晶体，而干冰晶体是通过范德华力形成CO2晶体，②、③错误；冰融化后，氢键数目减少，水分子间的空隙减小，体积变小，④正确。]
3.B [题图所示的甲烷晶胞中的球代表的是1个甲烷分子，并不是1个C原子，A错误；由甲烷晶胞分析，位于晶胞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个甲烷分子在晶胞的面上，因为每个面上的甲烷分子都被2个晶胞共用，故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为3×8×＝12，B正确；甲烷晶体是分子晶体，熔化时克服范德华力，C错误；甲烷晶胞中甲烷分子的个数为8×＋6×＝4，D错误。]
三、2.(1)六元环层 (2)方向性 (3)范德华力 3.共价键 分子间作用力 混合型晶体 4.易
对点训练
1.A [石墨烯是只由碳原子构成的单质，能在氧气中燃烧，A项错误；石墨烯具有超导特性，可以导电，石墨中含有自由电子，所以石墨也可以导电，B项正确；石墨烯是碳元素形成的单质，所以石墨烯与金刚石互为同素异形体，C项正确。]
2.B [石墨晶体是混合型晶体，在层内存在共价键，在层间有分子间作用力，A项正确；石墨的熔、沸点很高，但其硬度很小，B项错误；石墨晶体内每个碳原子连接3个六元环，所以每个六边形平均含完整碳原子数是6×＝2，C、D项正确。](共71张PPT)
第四单元 分子间作用力 分子晶体
专题3 微粒间作用力与物质性质
第二课时 分子晶体
1.能辨识常见的分子晶体及结构特点。
2.能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。
学习目标
一、分子晶体
二、典型分子晶体的结构
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
三、混合型晶体——石墨晶体
一、分子晶体
对点训练
1.分子晶体
(1)概念
分子晶体是分子通过______________构成的固态物质。
(2)构成微粒：______。
(3)微粒间的作用力：______________。
分子间作用力
分子
分子间作用力
2.分子晶体的物理性质
(1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。分子晶体熔化时要破坏分子间作用力，由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较低，部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等)，且硬度较小。
(2)分子晶体不导电。分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或电子，因此分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。有些分子晶体的水溶液能导电，如HI、乙酸等。
(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。
3.常见的分子晶体
(1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。
(2)部分非金属单质，如卤素(X2)、氧气(O2)、硫(S8)、氮气(N2)、白磷(P4)、碳60(C60)等。
(3)部分非金属氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。
(4)几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。
(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。
4.分子晶体熔、沸点高低的比较
(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。
5.判断分子晶体的依据
(1)依据物质的类别判断
大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼、晶体锗等)、非金属的氢化物、大多数非金属的氧化物(SiO2除外)、几乎所有酸、大多数的有机物都是分子晶体。
(2)依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断
组成晶体的粒子是分子(稀有气体为原子或单原子分子)，粒子间的作用力是分子间作用力的晶体属于分子晶体。
(3)依据晶体的物理性质判断
晶体的硬度较小、熔沸点较低、熔融状态不导电的属于分子晶体。
1.稀有气体单质是单原子分子，原子之间不存在共价键，固态时属于分子晶体。
2.分子晶体熔融或汽化时，克服分子间作用力，不破坏化学键。
1.下列各组化学式表示物质能形成分子晶体的是( )
A.NO、C2H5OH、HNO3、I2
B.CaO、N2、H2SO4、H2O
C.NH3、H2S、SiO2、CO2
D.P4、SO2、CH3COOH、Fe
解析 NO、C2H5OH、HNO3、I2形成的晶体都是分子晶体，A项正确；CaO属于离子晶体，SiO2为共价晶体，Fe属于金属晶体，这三种晶体中都不存在分子，B、C、D项错误。
A
2.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：
B
NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2
熔点/℃ 801 712 190 －68 782
沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600
根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是( )
A.NaCl、MgCl2、CaCl2
B.AlCl3、SiCl4
C.NaCl、CaCl2
D.全部
解析 由分子构成的晶体，分子与分子之间靠分子间作用力聚集在一起，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，B正确，A、C、D错误。
3.下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是( )
①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2 ⑥H2
A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥
C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①
解析 相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，分子晶体的熔、沸点越高，相对分子质量接近的分子，极性越强，熔、沸点越高。
C
二、典型分子晶体的结构
对点训练
互动探究
下图是干冰和冰的晶体结构模型
【问题讨论】
1.仔细观察干冰晶胞的结构模型，每个晶胞中含有多少个CO2分子？晶胞中与CO2等距紧邻的CO2分子是多少个？
2.干冰升华过程中破坏共价键吗？为什么干冰的熔点比冰低？
提示 干冰升华过程中只破坏范德华力、不破坏共价键。冰中水分子间除了范德华力外还有氢键作用，而干冰中CO2分子间只有范德华力，所以冰的熔点比干冰高。
【探究归纳】
两种典型分子晶体的结构
(1)冰
①如图1所示，冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。
②氢键的方向性→1个水分子与周围4个水分子相结合→水分子中的氧原子
③氢键H—O…H较长→分子间距离增大并在水分子中间留有空隙→固态水的密度比液态水的小。
(2)干冰
①分子间作用力为范德华力。
②图2表示的是CO2晶体晶胞的结构。晶胞类型为面心立方结构。
③属于晶胞的CO2分子数
④每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子有12个(同层、上层、下层各4个)。
1.某分子晶体晶胞结构模型如图，下列说法正确的是( )
A
A.该晶胞模型为分子密堆积
B.该晶胞中分子的配位数为8
C.分子晶体的晶胞均可用此模型表示
D.该晶体熔沸点高、硬度大
解析 A.该分子晶体为二氧化碳晶体，以一个分子为中心，周围可以有12个紧邻的分子的特征称为分子密堆积，故A正确；B.二氧化碳晶体配位数为12，故B错误；C.分子晶体晶胞类型很多，还有简单立方堆积等，故C错误；D.分子晶体的熔沸点低、硬度小，故D错误。
2.水是生命之源，下图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是( )
D
①冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体
②冰晶体和干冰晶体之间的作用力一样
③水分子间通过H—O形成冰晶体
④冰晶体融化时，水分子之间的空隙减小
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析 由图可知，冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体，①正确；水分子间通过氢键和范德华力形成冰晶体，而干冰晶体是通过范德华力形成CO2晶体，②、③错误；冰融化后，氢键数目减少，水分子间的空隙减小，体积变小，④正确。
3.甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是( )
B
A.甲烷晶胞中的球只代表1个C原子
B.晶体中1个CH4分子有12个紧邻的CH4分子
C.甲烷晶体熔化时需克服共价键
D.1个甲烷晶胞中含有8个CH4分子
三、混合型晶体——石墨晶体
对点训练
1.晶体模型
2.结构特点——二维网状结构
(1)在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以C—C键与3个碳原子结合，形成__________。
(2)石墨具有导电性，但具有一定的________。
(3)层与层之间靠__________维系。
六元环层
方向性
范德华力
3.晶体类型
石墨晶体层内每个碳原子以________与周围的三个碳原子结合，层间为______________，属于____________。
4.性质
熔点很高、质软、____导电等。
共价键
分子间作用力
混合型晶体
易
1.中国留美博士曹原等研究人员制得了具有超导特性的双层石墨烯新材料。以下对石墨烯的推测不正确的是( )
A.石墨烯性质稳定，不能在氧气中燃烧
B.石墨烯与石墨都具有导电性
C.石墨烯与金刚石互为同素异形体
D.石墨烯与石墨都具有较高的熔点
解析 石墨烯是只由碳原子构成的单质，能在氧气中燃烧，A项错误；石墨烯具有超导特性，可以导电，石墨中含有自由电子，所以石墨也可以导电，B项正确；石墨烯是碳元素形成的单质，所以石墨烯与金刚石互为同素异形体，C项正确。
A
2.中科院的科学家已研制出一种高性能超级电容器电极材料—氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料可用作电动车的“超强电池”：充电只需7秒钟，即可续航35公里。下列有关石墨晶体的说法不正确的是( )
A.石墨晶体内既有共价键又有分子间作用力
B.石墨晶体熔、沸点很高，硬度很大
C.石墨晶体内每个六边形平均含完整碳原子2个
D.石墨晶体中，每个C原子连接3个六元环
B
课堂达标训练
1.(2023·四川科学城一中高二期中)某晶体中含有极性键，关于该晶体的说法错误的是( )
A.不可能有很高的熔、沸点 B.不可能是金属晶体
C.可能为有机物 D.可能是离子晶体
解析 含有极性键的晶体可能是共价晶体，如二氧化硅中含有Si—O极性键，其熔、沸点很高，故A错误；金属晶体的构成微粒是金属原子，不能形成极性键，因此不可能是金属晶体，故B正确；有机物中含有极性键，如甲烷中含有C—H极性键，故C正确；离子晶体中也可能含有极性键，如NaOH中含有O—H极性键，故D正确。
A
2.当SO3晶体熔化时，下述各项中发生变化的是( )
A.化学键 B.硫与氧的原子个数比
C.分子构型 D.分子间作用力
解析 当SO3晶体熔化时，分子间作用力被破坏，故选D项。
D
3.下列叙述正确的是( )
A.熔、沸点由高到低的顺序：AsH3>PH3>NH3
B.熔、沸点由高到低的顺序：硅>金刚石>NaCl>I2
C.某物质熔点 1 067 ℃，易溶于水，其水溶液和熔融态均能导电，其晶体一定为离子晶体
D.硫黄与金刚石晶体熔化时，所克服的微粒间相互作用相同
C
解析 NH3分子间有氢键，AsH3、PH3的组成和结构相似，AsH3的相对分子质量高于PH3，熔、沸点由高到低的顺序：NH3>AsH3>PH3，A错误；熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体，共价晶体中共价键的键长越短，键能越大，熔、沸点越高，所以熔、沸点由高到低的顺序是金刚石>硅> NaCl>I2，B错误；熔融态能导电，则可能是离子晶体或金属晶体，该物质熔点 1 067 ℃，易溶于水，其水溶液能导电，则不可能为金属晶体，一定为离子晶体，C正确；硫黄属于分子晶体、金刚石属于共价晶体，故晶体熔化时，前者克服的是分子间作用力、后者克服的是共价键，D错误。
4.如图所示，甲、乙、丙分别表示C60、二氧化碳、碘晶体的晶胞结构模型。
请回答下列问题：
(1)C60的熔点为280 ℃，从晶体类型来看，C60属于________晶体。
分子
解析 C60不属于空间网状结构，熔沸点低，应为分子晶体。
(2)二氧化碳晶胞中显示出的二氧化碳分子数为14，实际上一个二氧化碳晶胞中含有________个二氧化碳分子，二氧化碳分子中σ键与π键的个数比为________。
4
1∶1
(3)①碘晶体属于________晶体。
②碘晶体熔化过程中克服的作用力为___________。
分子
范德华力
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意
1.下列属于分子晶体性质的是( )
A.组成晶体的微粒是离子
B.能溶于CS2，熔点为112.8 ℃，沸点为444.6 ℃
C.熔点为1 400 ℃，可作半导体材料，难溶于水
D.熔点高，硬度大
B
解析 分子晶体的组成微粒是分子，故A错误；分子晶体的熔、沸点低，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，故B正确；分子晶体的熔、沸点低，晶体在固态和熔融状态时均不导电，故C错误；分子晶体的熔、沸点低，硬度小，故D错误。
2.下列说法正确的是( )
A.分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键
B.水加热到很高的温度都难以分解，与氢键有关
C.CO2晶体是分子晶体，分子间通过共价键结合
D.HF、HCl、HBr、HI的沸点随着相对分子质量的增大依次升高
A
解析 分子晶体中一定存在分子间作用力，可能存在共价键(如水分子)，也可能不存在共价键(如稀有气体分子)，A项正确；水是一种非常稳定的化合物，属于其化学性质的表现，而水中存在氢键会导致沸点升高，与稳定性无关，B项错误；CO2晶体是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，C项错误；一般情况下，同一主族简单氢化物的相对分子质量越大其沸点越高，但HF中含有氢键，题述四种氢化物中HF的沸点最高，D项错误。
3.下列有关冰和干冰的叙述不正确的是( )
A.干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体
B.冰是由范德华力和氢键形成的晶体，每个水分子周围有4个紧邻的水分子
C.干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华
D.干冰中只存在范德华力，不存在氢键，1个分子周围有12个紧邻的分子
A
解析 干冰晶体中的CO2分子间只存在范德华力，分子采取密堆积方式，1个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子；冰晶体中的水分子间除了范德华力外还存在氢键，由于氢键具有方向性，每个水分子周围有4个紧邻的水分子，采取非密堆积方式，A项错误，B、D项正确。干冰融化需克服范德华力，冰融化还需要克服氢键，由于氢键比范德华力强，所以干冰比冰的熔点低得多，导致干冰在常压下易升华，C项正确。
4.(2023·邢台高二期末)共价键、离子键、范德华力、氢键等都是微观粒子之间的不同作用力，下列物质在熔化时破坏的作用力相同的是( )
A.硼和金刚石 B.NaCl和AlN
C.干冰和冰 D.Fe和S
A
解析 金刚石和硼单质都属于共价晶体，原子与原子之间形成共价键，熔化时破坏共价键，A符合题意；NaCl属于离子晶体，钠离子与氯离子之间形成离子键，只存在离子键，熔化时破坏离子键；AlN属于共价晶体，铝原子与氮原子之间通过共价键结合， 熔化时破坏共价键，B不符合题意；干冰和冰都属于分子晶体，分子中都存在共价键，干冰分子间存在分子间作用力，冰中H2O分子间存在分子间作用力和氢键，融化时干冰破坏分子间作用力，冰融化时破坏分子间作用力和氢键，C不符合题意；Fe是金属晶体，铁原子与铁原子间形成金属键，熔化时破坏金属键；S单质是分子晶体，硫分子和硫分子之间存在分子间作用力，所以熔化时破坏分子间作用力，D不符合题意。
5.AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是( )
B
A.①③ B.②⑤ C.⑤⑥ D.③④⑤⑥
解析 从各图中可以看出②⑤都不能再以化学键与其他原子结合，该结构可看成一个分子，所以最有可能是分子晶体。
6.冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，其晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是( )
D
A.冰晶胞内水分子间以共价键结合
B.每个冰晶胞平均含有4个水分子
C.水分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是σ键的一种
D.冰变成水，氢键部分被破坏
7.石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图。有关说法正确的是( )
D
A.固态时，碳的各种单质的晶体类型相同
B.石墨烯中含有极性共价键
C.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
D.石墨烯具有导电性
解析 碳形成的晶体有多种，如石墨、金刚石、C60等，金刚石为共价晶体，C60为分子晶体，故A错误；石墨烯中只含有C—C键，为非极性共价键，故B错误；石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故C错误；石墨烯具有石墨的性质，具有导电性，故D正确。
8.下列数据是对应物质的熔点(℃)：
B
BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2
－170 2 073 920 801 1 291 190 －51 1 723
据此做出的下列判断错误的是( )
A.铝的化合物的晶体中有的不是分子晶体
B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体
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
解析 由表中数据分析，氧化铝和氟化铝的熔点很高，两者不是分子晶体，故A正确；表中氯化铝、氯化硼和干冰的熔点都较低，是分子晶体，故B错误；碳和硅同主族，但氧化物的晶体类型不同，分别属于分子晶体和共价晶体，故C正确；钠和铝不同族，但对应的氧化物都为离子晶体，说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体，故D正确。
9.正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是( )
D
A.正硼酸晶体属于共价晶体
B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C.分子中硼原子最外层为8电子稳定结构
D.含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
解析 A项，正硼酸晶体属于分子晶体；B项，H3BO3分子稳定性与分子内部的共价键有关，与分子间的氢键无关；C项，分子中的硼原子不符合8电子稳定结构。
10.(2023·东莞四中高二期中)(1)对于A.MgO；B.He；C.NH3；D.CaO；E.干冰；F.Ar五种物质：
①熔沸点最低的是________；液态时能导电的是________(填字母编号)。
②上述物质的晶体中，属于离子晶体且熔点最高的是________(填字母编号)。
③上述物质的晶体熔化时，所克服的微粒间的作用力与冰融化时所克服的作用力类型完全相同的是________(填字母编号)。
B
AD
A
C
解析 ①离子晶体的熔、沸点一般高于分子晶体，组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，存在氢键时熔沸点升高，离子晶体融化时能电离出可自由移动的离子，MgO、CaO为离子晶体，He、NH3、干冰、Ar为分子晶体，NH3分子间存在氢键，He、干冰、Ar中He的相对分子质量最小，He的熔、沸点最低，液态时能导电的是MgO、CaO。②一般来说，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键就越强，晶格能越大，熔、沸点就越高，r(Ca2＋)>r(Mg2＋)，MgO的晶格能比CaO大，熔点最高的是MgO。③冰融化时所克服的分子间作用力为氢键和范德华力，NH3分子间存在氢键和范德华力。
(2)已知熔融的BeCl2不导电，则BeCl2属于_____________晶体。
(3)氮、磷、砷在农药、肥料等农业生产方面有广泛的应用。请回答相关问题：氨水是一种速效氮肥，氨水中含有配位键的粒子有H3O＋和X，则X的离子符号为________，X离子中形成的配位键中提供孤电子对的原子是________。
分子
N
B级 素养培优练
11.如图分别表示碘晶胞、硅晶体、CaCl2晶胞的结构，下列有关说法不正确的是( )
A.每个碘晶胞中含有14个碘分子
B.在硅晶体中，硅原子与硅硅单键的个数之比为1∶2
C.CaCl2晶体中每个Ca2＋周围距离相等且最近的Cl－有8个
D.沸点：硅晶体＞CaCl2＞碘
A
解析 由碘晶胞结构可知，每个晶胞中含有碘分子的个数为8×1/8＋6×1/2＝4，A项错误；硅晶体中，一个硅原子形成4个硅硅单键，每个硅硅单键为两个硅原子共用，因此硅原子与硅硅单键的个数之比为1∶2，B项正确；根据“均摊法”计算可知，CaCl2晶胞中黑球代表Ca2＋，白球代表Cl－，每个Ca2＋周围距离相等且最近的Cl－有8个，C项正确；碘为分子晶体，CaCl2为离子晶体，硅晶体为共价晶体，则沸点：硅晶体＞CaCl2＞碘，D项正确。
12.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂；立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示，下列关于这两种晶体的说法正确的是( )
D
A.六方相氮化硼与石墨一样可以导电
B.立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
C.两种晶体均为分子晶体
D.六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮
原子构成的立体构型为平面三角形
解析 A项，六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子或离子，所以不导电，错误；B项，立方相氮化硼中只含有σ键，错误；C项，立方相氮化硼是共价晶体，错误；D项，由六方相氮化硼的晶体结构可知，每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形，正确。
13.现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 B组 C组 D组
金刚石：3 550 Li：181 HF：－83 NaCl
硅晶体：1 410 Na：98 HCl：－115 KCl
硼晶体：2 300 K：64 HBr：－89 RbCl
二氧化硅：1 732 Rb：39 HI：－51 MgO：2 800
据此回答下列问题：
(1)由表格可知，A组熔点普遍偏高，据此回答：
①A组属于________晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是__________。
②硅的熔点低于二氧化硅，是由于________________________________。
③硼晶体的硬度与硅晶体相对比：__________________________。
共价
共价键
Si—Si键键能小于Si—O键键能
硼晶体的硬度大于硅晶体
解析 A组由非金属元素组成，熔点最高，属于共价晶体，熔化时需破坏共价键。由共价键形成的共价晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高，硬度大。
(2)B组晶体中存在的作用力是__________，其共同的物理性质是___________
(填序号)，可以用________理论解释。
①有金属光泽 ②导电性
③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于______________________。
金属键
①②③④
金属键
HF分子间能形成氢键
解析 (2)B组都是金属，存在金属键，具有金属晶体的性质，可以用“金属键理论”解释相关物理性质。(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体，HF熔点高是由于分子之间形成氢键。
(4)D组晶体可能具有的性质是____________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电
③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为__________________，MgO晶体的熔点高于三者，其原因解释为________________________________
______________________________________________。
②④
NaCl＞KCl＞RbCl
MgO晶体为离子晶体，离子所带
电荷数越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高
解析 (4)D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。(5)晶格能与离子电荷数和离子半径有关，所带电荷越多，半径越小，晶格能越大，晶体熔点越高。作业12 分子晶体
(分值:65分)
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意(1~9题,每题4分,共36分)
1.下列属于分子晶体性质的是 ( )
组成晶体的微粒是离子
能溶于CS2,熔点为112.8 ℃,沸点为444.6 ℃
熔点为1 400 ℃,可作半导体材料,难溶于水
熔点高,硬度大
2.下列说法正确的是 ( )
分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键
水加热到很高的温度都难以分解,与氢键有关
CO2晶体是分子晶体,分子间通过共价键结合
HF、HCl、HBr、HI的沸点随着相对分子质量的增大依次升高
3.下列有关冰和干冰的叙述不正确的是 ( )
干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体
冰是由范德华力和氢键形成的晶体,每个水分子周围有4个紧邻的水分子
干冰比冰的熔点低得多,常压下易升华
干冰中只存在范德华力,不存在氢键,1个分子周围有12个紧邻的分子
4.(2023·邢台高二期末)共价键、离子键、范德华力、氢键等都是微观粒子之间的不同作用力,下列物质在熔化时破坏的作用力相同的是 ( )
硼和金刚石 NaCl和AlN
干冰和冰 Fe和S
5.AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是 ( )
①③ ②⑤
⑤⑥ ③④⑤⑥
6.冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似,其晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是 ( )
冰晶胞内水分子间以共价键结合
每个冰晶胞平均含有4个水分子
水分子间的氢键具有方向性和饱和性,也是σ键的一种
冰变成水,氢键部分被破坏
7.石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图。有关说法正确的是 ( )
固态时,碳的各种单质的晶体类型相同
石墨烯中含有极性共价键
从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
石墨烯具有导电性
8.下列数据是对应物质的熔点(℃):
BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2
-170 2 073 920 801 1 291 190 -51 1 723
据此做出的下列判断错误的是 ( )
铝的化合物的晶体中有的不是分子晶体
表中只有BCl3和干冰是分子晶体
同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
9.正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是 ( )
正硼酸晶体属于共价晶体
H3BO3分子的稳定性与氢键有关
分子中硼原子最外层为8电子稳定结构
含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
10.(7分)(2023·东莞四中高二期中)(1)(4分)对于A.MgO;B.He;C.NH3;D.CaO;E.干冰;F.Ar五种物质:
①熔沸点最低的是 ;液态时能导电的是 (填字母编号)。
②上述物质的晶体中,属于离子晶体且熔点最高的是 (填字母编号)。
③上述物质的晶体熔化时,所克服的微粒间的作用力与冰融化时所克服的作用力类型完全相同的是 (填字母编号)。
(2)(1分)已知熔融的BeCl2不导电,则BeCl2属于 晶体。
(3)(2分)氮、磷、砷在农药、肥料等农业生产方面有广泛的应用。请回答相关问题:氨水是一种速效氮肥,氨水中含有配位键的粒子有H3O+和X,则X的离子符号为 ,X离子中形成的配位键中提供孤电子对的原子是 。
B级 素养培优练
(11~12题,每题4分,共8分)
11.如图分别表示碘晶胞、硅晶体、CaCl2晶胞的结构,下列有关说法不正确的是 ( )
每个碘晶胞中含有14个碘分子
在硅晶体中,硅原子与硅硅单键的个数之比为1∶2
CaCl2晶体中每个Ca2+周围距离相等且最近的Cl-有8个
沸点:硅晶体>CaCl2>碘
12.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂;立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示,下列关于这两种晶体的说法正确的是 ( )
六方相氮化硼与石墨一样可以导电
立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
两种晶体均为分子晶体
六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的立体构型为平面三角形
13.(14分)现有几组物质的熔点(℃)数据:
A组 B组 C组 D组
金刚石:3 550 Li:181 HF:-83 NaCl
硅晶体:1 410 Na:98 HCl:-115 KCl
硼晶体:2 300 K:64 HBr:-89 RbCl
二氧化硅:1 732 Rb:39 HI:-51 MgO:2 800
据此回答下列问题:
(1)(6分)由表格可知,A组熔点普遍偏高,据此回答:
①A组属于 (1分)晶体,其熔化时克服的粒子间的作用力是 (1分)。
②硅的熔点低于二氧化硅,是由于 (2分)。
③硼晶体的硬度与硅晶体相对比: (2分)。
(2)(3分)B组晶体中存在的作用力是 , 其共同的物理性质是 (填序号),可以用 理论解释。
①有金属光泽 ②导电性
③导热性 ④延展性
(3)(1分)C组中HF熔点反常是由于 。
(4)(2分)D组晶体可能具有的性质是 (填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电
③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)(2分)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为 (1分),MgO晶体的熔点高于三者,其原因解释为 (1分)。
作业12 分子晶体
1.B [分子晶体的组成微粒是分子，故A错误；分子晶体的熔、沸点低，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，故B正确；分子晶体的熔、沸点低，晶体在固态和熔融状态时均不导电，故C错误；分子晶体的熔、沸点低，硬度小，故D错误。]
2.A [分子晶体中一定存在分子间作用力，可能存在共价键(如水分子)，也可能不存在共价键(如稀有气体分子)，A项正确；水是一种非常稳定的化合物，属于其化学性质的表现，而水中存在氢键会导致沸点升高，与稳定性无关，B项错误；CO2晶体是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，C项错误；一般情况下，同一主族简单氢化物的相对分子质量越大其沸点越高，但HF中含有氢键，题述四种氢化物中HF的沸点最高，D项错误。]
3.A [干冰晶体中的CO2分子间只存在范德华力，分子采取密堆积方式，1个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子；冰晶体中的水分子间除了范德华力外还存在氢键，由于氢键具有方向性，每个水分子周围有4个紧邻的水分子，采取非密堆积方式，A项错误，B、D项正确。干冰融化需克服范德华力，冰融化还需要克服氢键，由于氢键比范德华力强，所以干冰比冰的熔点低得多，导致干冰在常压下易升华，C项正确。]
4.A [金刚石和硼单质都属于共价晶体，原子与原子之间形成共价键，熔化时破坏共价键，A符合题意；NaCl属于离子晶体，钠离子与氯离子之间形成离子键，只存在离子键，熔化时破坏离子键；AlN属于共价晶体，铝原子与氮原子之间通过共价键结合， 熔化时破坏共价键，B不符合题意；干冰和冰都属于分子晶体，分子中都存在共价键，干冰分子间存在分子间作用力，冰中H2O分子间存在分子间作用力和氢键，融化时干冰破坏分子间作用力，冰融化时破坏分子间作用力和氢键，C不符合题意；Fe是金属晶体，铁原子与铁原子间形成金属键，熔化时破坏金属键；S单质是分子晶体，硫分子和硫分子之间存在分子间作用力，所以熔化时破坏分子间作用力，D不符合题意。]
5.B [从各图中可以看出②⑤都不能再以化学键与其他原子结合，该结构可看成一个分子，所以最有可能是分子晶体。]
6.D [冰晶胞内水分子间以氢键结合，氢键不是化学键，故A错误；由冰晶胞的结构可知，根据均摊法计算，每个冰晶胞平均含有4＋8×＋6×＝8个水分子，故B错误；水分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不是化学键，故C错误；冰融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，故D正确。]
7.D [碳形成的晶体有多种，如石墨、金刚石、C60等，金刚石为共价晶体，C60为分子晶体，故A错误；石墨烯中只含有C—C键，为非极性共价键，故B错误；石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故C错误；石墨烯具有石墨的性质，具有导电性，故D正确。]
8.B [由表中数据分析，氧化铝和氟化铝的熔点很高，两者不是分子晶体，故A正确；表中氯化铝、氯化硼和干冰的熔点都较低，是分子晶体，故B错误；碳和硅同主族，但氧化物的晶体类型不同，分别属于分子晶体和共价晶体，故C正确；钠和铝不同族，但对应的氧化物都为离子晶体，说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体，故D正确。]
9.D [A项，正硼酸晶体属于分子晶体；B项，H3BO3分子稳定性与分子内部的共价键有关，与分子间的氢键无关；C项，分子中的硼原子不符合8电子稳定结构。]
10.(1)①B AD ②A ③C (2)分子
(3)NH N
解析 (1)①离子晶体的熔、沸点一般高于分子晶体，组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，存在氢键时熔沸点升高，离子晶体融化时能电离出可自由移动的离子，MgO、CaO为离子晶体，He、NH3、干冰、Ar为分子晶体，NH3分子间存在氢键，He、干冰、Ar中He的相对分子质量最小，He的熔、沸点最低，液态时能导电的是MgO、CaO。②一般来说，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键就越强，晶格能越大，熔、沸点就越高，r(Ca2＋)>r(Mg2＋)，MgO的晶格能比CaO大，熔点最高的是MgO。③冰融化时所克服的分子间作用力为氢键和范德华力，NH3分子间存在氢键和范德华力。(2)熔融的BeCl2不导电说明不存在可自由移动的离子，BeCl2为分子晶体。(3)氨水中含有配位键的粒子有H3O＋和NH，X离子中形成的配位键中提供孤电子对的原子是N。
11.A [由碘晶胞结构可知，每个晶胞中含有碘分子的个数为8×1/8＋6×1/2＝4，A项错误；硅晶体中，一个硅原子形成4个硅硅单键，每个硅硅单键为两个硅原子共用，因此硅原子与硅硅单键的个数之比为1∶2，B项正确；根据“均摊法”计算可知，CaCl2晶胞中黑球代表Ca2＋，白球代表Cl－，每个Ca2＋周围距离相等且最近的Cl－有8个，C项正确；碘为分子晶体，CaCl2为离子晶体，硅晶体为共价晶体，则沸点：硅晶体＞CaCl2＞碘，D项正确。]
12.D [A项，六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子或离子，所以不导电，错误；B项，立方相氮化硼中只含有σ键，错误；C项，立方相氮化硼是共价晶体，错误；D项，由六方相氮化硼的晶体结构可知，每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形，正确。]
13.(1)①共价 共价键 ②Si—Si键键能小于Si—O键键能
③硼晶体的硬度大于硅晶体
(2)金属键 ①②③④ 金属键
(3)HF分子间能形成氢键
(4)②④
(5)NaCl＞KCl＞RbCl MgO晶体为离子晶体，离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大，熔点越高
解析 (1)A组由非金属元素组成，熔点最高，属于共价晶体，熔化时需破坏共价键。由共价键形成的共价晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高，硬度大。(2)B组都是金属，存在金属键，具有金属晶体的性质，可以用“金属键理论”解释相关物理性质。(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体，HF熔点高是由于分子之间形成氢键。(4)D组是离子化合物，熔点高，具有离子晶体的性质。(5)晶格能与离子电荷数和离子半径有关，所带电荷越多，半径越小，晶格能越大，晶体熔点越高。
