专题3 微粒间作用力与物质性质
第四单元 分子间作用力 分子晶体
第2课时 分子晶体
1．下列有关分子晶体的叙述正确的是( )
A．分子内均存在共价键
B．非金属氧化物呈固态时，一定属于分子晶体
C．分子晶体中一定存在氢键
D．分子晶体熔化时一定破坏了范德华力
2．下列性质符合分子晶体的是( )
A．熔点是1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
B．熔点是10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
C．不能溶于水，熔点是1 723 ℃，沸点是2 230 ℃
D．熔点是97.81 ℃，质软、导电，密度是0.97 g·cm－3
3．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( )
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
4．下列说法中正确的是( )
A．C60汽化和I2升华克服的作用力相同
B．甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它们的熔点相近
C．NaCl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属于离子晶体
5．富勒烯(C60)具有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等。C60的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．晶胞中C60分子沿体对角线紧密排列
B．晶体中每个C60分子等距且最近的C60分子有12个
C．该晶体熔、沸点高，硬度大
D．每个C60晶胞中含有14个C60分子
6．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
7．碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法不正确的是( )
A．在石墨烯晶体中，每个正六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3∶2
B．石墨烯中含碳碳双键
C．金刚石晶体中，碳原子的配位数为4
D．金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子
8．下列晶体的分类正确的一组是( )
选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
A CaC2 石墨 Ar Hg
B 玻璃 金刚石 CH3CH2OH Ag
C CH3COONa SiC Mg
D Ba(OH)2 Si C60 NaH
9．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( )
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
10．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：________________________。
(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熔点反常是因为__________________________。
(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______________________________________________。
1．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( )
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
2．下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确并且存在因果关系的是( )
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 某晶体熔点低，硬度小，不导电 该晶体是离子晶体
B Si、P、S的第一电离能依次增大 Si、P、S的最外层电子数依次增多
C 金刚石、硅、锗的熔点、硬度依次降低 C、Si、Ge的非金属性依次减弱，金属性依次增强
D 在H2S晶体中，每个H2S分子周围紧邻的分子有12个；在冰晶体中，每个H2O分子周围紧邻的分子有4个 H2S晶体中，分子间只存在范德华力；冰晶体中，分子间存在氢键，氢键具有方向性
3．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。下列叙述错误的是( )
A．X2Y晶体的熔点高于WX4晶体的熔点
B．固态X2Y2是分子晶体
C．ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的大
4．下列关于微粒间作用力与晶体的说法不正确的是( )
A．某物质呈固体时不导电，熔融状态下能导电，则该物质一定是离子晶体
B．H2O和CCl4的晶体类型相同，且每个原子的最外层都达到8电子稳定结构
C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高，是因为分子间作用力逐渐增大
D．干冰溶于水中，既有分子间作用力的破坏，也有共价键的断裂
5．(1)苯胺)的晶体类型是_________________。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是______________________________________________________________。
(2)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_______晶体。
(3)如图为干冰的晶胞结构示意图，晶胞边长为a pm。其密度ρ为__________g·cm－3(1 pm＝10－10 cm，NA为阿伏加德罗常数的值)。专题3 微粒间作用力与物质性质
第四单元 分子间作用力 分子晶体
第2课时 分子晶体
1．下列有关分子晶体的叙述正确的是( )
A．分子内均存在共价键
B．非金属氧化物呈固态时，一定属于分子晶体
C．分子晶体中一定存在氢键
D．分子晶体熔化时一定破坏了范德华力
答案 D
解析 稀有气体分子内无化学键，A项错误；非金属氧化物中的SiO2为共价晶体，B项错误；分子晶体中不一定存在氢键，如CO2晶体，C项错误；分子晶体中分子间一定存在范德华力，可能存在氢键，所以分子晶体熔化时一定破坏了范德华力，D项正确。
2．下列性质符合分子晶体的是( )
A．熔点是1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
B．熔点是10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
C．不能溶于水，熔点是1 723 ℃，沸点是2 230 ℃
D．熔点是97.81 ℃，质软、导电，密度是0.97 g·cm－3
答案 B
3．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( )
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
答案 D
解析 冰晶胞内水分子间以氢键结合，氢键不是化学键，故A、C错误；由冰晶胞的结构可知，每个冰晶胞平均含有4＋8×＋6×＝8个水分子，故B错误；冰变成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。
4．下列说法中正确的是( )
A．C60汽化和I2升华克服的作用力相同
B．甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它们的熔点相近
C．NaCl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属于离子晶体
答案 A
解析 A中，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；C中HCl溶于水时破坏的是共价键；D中TiCl4属于分子晶体。
5．富勒烯(C60)具有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等。C60的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．晶胞中C60分子沿体对角线紧密排列
B．晶体中每个C60分子等距且最近的C60分子有12个
C．该晶体熔、沸点高，硬度大
D．每个C60晶胞中含有14个C60分子
答案 B
解析 该晶胞为面心立方最密堆积，晶胞中C60分子沿面对角线紧密排列，A错误；该晶体为分子晶体，熔、沸点较低，硬度小，C错误；每个C60晶胞中含有8×＋6×＝4个C60分子，D错误。
6．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
答案 B
解析 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；由于石墨晶体的层内原子之间以共价键结合，所以石墨的熔、沸点很高，但是由于层与层之间以微弱的分子间作用力结合，所以其硬度很小，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。
7．碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法不正确的是( )
A．在石墨烯晶体中，每个正六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3∶2
B．石墨烯中含碳碳双键
C．金刚石晶体中，碳原子的配位数为4
D．金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子
答案 B
解析 在石墨烯晶体中，最小的环为六元环，每个碳原子连接3个C—C键，每个六元环占有的碳原子数为6×＝2，每个六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3∶2，A正确；石墨烯晶体中，单层上的碳原子除形成单键外，还形成大π键，不存在碳碳双键，B错误；金刚石晶体中，每个碳原子形成4个σ键，碳原子配位数为4，C正确；由金刚石晶体结构模型可知，最小的碳环为6元环，D正确。
8．下列晶体的分类正确的一组是( )
选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
A CaC2 石墨 Ar Hg
B 玻璃 金刚石 CH3CH2OH Ag
C CH3COONa SiC Mg
D Ba(OH)2 Si C60 NaH
答案 C
解析 石墨属于混合型晶体，故A不符合题意；玻璃是混合物，不是纯净物，不属于离子晶体，故B不符合题意；NaH是钠离子和氢负离子形成的离子晶体，不属于金属晶体，故D不符合题意。
9．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( )
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
答案 B
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。
10．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：________________________。
(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熔点反常是因为__________________________。
(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______________________________________________。
答案 (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，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)
(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。
1．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( )
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
答案 D
解析 A项，正硼酸属于分子晶体；B项，H3BO3分子的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，分子中的硼原子最外层不符合8电子稳定结构。
2．下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确并且存在因果关系的是( )
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 某晶体熔点低，硬度小，不导电 该晶体是离子晶体
B Si、P、S的第一电离能依次增大 Si、P、S的最外层电子数依次增多
C 金刚石、硅、锗的熔点、硬度依次降低 C、Si、Ge的非金属性依次减弱，金属性依次增强
D 在H2S晶体中，每个H2S分子周围紧邻的分子有12个；在冰晶体中，每个H2O分子周围紧邻的分子有4个 H2S晶体中，分子间只存在范德华力；冰晶体中，分子间存在氢键，氢键具有方向性
答案 D
解析 根据某晶体熔点低，硬度小，不导电，推出该晶体是分子晶体，陈述Ⅱ不成立，A不符合题意；P的3p轨道处于半满较稳定状态，P的第一电离能大于S，陈述Ⅰ错误，B不符合题意；陈述Ⅰ与陈述Ⅱ正确，熔点、硬度与晶体类型和作用力相关，与金属性、非金属性无关，二者没有因果关系，C不符合题意。
3．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。下列叙述错误的是( )
A．X2Y晶体的熔点高于WX4晶体的熔点
B．固态X2Y2是分子晶体
C．ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的大
D．Z、W是同一主族的元素，Z、W与元素Y形成的晶体都是共价晶体
答案 D
解析 氢原子的核外只有一个电子，X为H元素；地壳中含量前两位的元素是氧、硅，故Y和Z分别为O元素和Si元素，金刚石是自然界中硬度最大的物质，W为C元素。X2Y晶体是冰，含氢键，熔点高于CH4，A正确；固态H2O2的构成微粒为分子，属于分子晶体，B正确；SiC的结构与金刚石相似，为共价晶体，碳的原子半径小于硅，SiC的硬度比晶体硅的大，C正确；CO2、CO是分子晶体，D错误。
4．下列关于微粒间作用力与晶体的说法不正确的是( )
A．某物质呈固体时不导电，熔融状态下能导电，则该物质一定是离子晶体
B．H2O和CCl4的晶体类型相同，且每个原子的最外层都达到8电子稳定结构
C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高，是因为分子间作用力逐渐增大
D．干冰溶于水中，既有分子间作用力的破坏，也有共价键的断裂
答案 B
解析 离子化合物固态时不导电，熔融状态下能导电，故A正确；水中的氢原子达到2电子稳定结构，故B不正确；结构相似且不含氢键的分子晶体相对分子质量越大，分子间作用力越大，晶体的沸点越高，故C正确；干冰变为CO2气体破坏了分子间作用力，二氧化碳与水反应生成碳酸，共价键发生了断裂，故D正确。
5．(1)苯胺)的晶体类型是_________________。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是______________________________________________________________。
(2)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_______晶体。
(3)如图为干冰的晶胞结构示意图，晶胞边长为a pm。其密度ρ为__________g·cm－3(1 pm＝10－10 cm，NA为阿伏加德罗常数的值)。
答案 (1)分子晶体 苯胺分子之间存在氢键
(2)分子 (3)
解析 (1)大多数有机物都是分子晶体，除了一部分有机酸盐和有机碱盐是离子晶体。苯胺中存在电负性较强的N，可以形成氢键，因此苯胺比甲苯的熔、沸点高。
