高中化学第三章晶体结构与性质2-1分子晶体同步检测含解析 人教版选修3 14页

第1课时　分子晶体 记一记 探一探 一、分子晶体及其判断 ‎1．非金属氢化物都属于分子晶体吗？非金属单质和非金属氧化物都属于分子晶体吗？‎ ‎[提示]　非金属氢化物都属于分子晶体。但是非金属单质和非金属氧化物不都属于分子晶体，如C、Si、B、SiO2等属于原子晶体。‎ ‎2．对于FeCl3属于离子晶体还是分子晶体，某化学兴趣小组有两种看法，一种认为是由金属与非金属形成的物质，所以是离子晶体，一种认为从电负性角度，应该是分子晶体。你能设计一个简单实验判断出FeCl3属于哪种晶体吗？‎ ‎[提示]　分子晶体与离子晶体显著的差别是是否存在离子，而自由移动的离子可以导电。所以设计的实验为：将氯化铁熔化，做导电性实验，若导电为离子晶体，否则为分子晶体。‎ 二、常见分子晶体及性质 ‎1．二氧化碳、二硫化碳与水均为分子晶体，为何二硫化碳熔、沸点比二氧化碳高？为何水的熔沸点比二氧化碳高？ ‎ ‎[提示]　二氧化碳、二硫化碳晶体中只存在范德华力，而范德华力主要与相对分子质量大小有关；而冰晶体中水分子间还存在氢键，所以熔沸点比二氧化碳高。‎ ‎2．冰和干冰的结构分别为 - 14 -‎ 为何冰晶体中每个水分子周围最近的水分子只有4个，而干冰晶体中每个二氧化碳分子周围最近的二氧化碳分子有12个？‎ ‎[提示]　分子晶体中如果分子间只存在范德华力，则一般采用分子密堆积方式。但是如果分子间存在氢键，因为氢键有方向性，所以每个分子周围最近的分子数目小于12。‎ ‎　‎ 判一判 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)分子晶体中，一定存在共价键和分子间作用力。(×)‎ ‎(2)酸性氧化物都属于分子晶体。(×)‎ ‎(3)分子晶体熔化时一定会破坏范德华力，有些分子晶体还会破坏氢键。(√)‎ ‎(4)有些分子晶体的水溶液能导电。(√)‎ ‎(5)分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大。(×)‎ ‎(6)因水分子间存在着比分子间作用力更强的作用力——氢键，故水分子较稳定。(×)‎ ‎(7)沸点：H2O＞H2S＞H2Se。(×)‎ ‎(8)分子晶体一定全部由非金属元素形成。(×)‎ ‎(9)分子晶体都采用分子密堆积，每个分子周围通常有12个紧邻的分子。(×)‎ ‎(10)水在4 ℃时密度最大，是因为此时水分子间形成的氢键最多。(×)‎ 练一练 ‎1.下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是(　　)‎ A．非金属单质 B．非金属氧化物 C．含氧酸 D．金属氧化物 解析：非金属单质中的金刚石、非金属氧化物中的SiO2为原子晶体。‎ 答案：C ‎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(　　)‎ A．NH3、P4、C10H8 B．PCl3、CO2、H2SO4‎ C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、H2O、Na2O2‎ 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是金属氧化物，不是分子晶体。‎ 答案：B ‎3．下列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 - 14 -‎ D．其结构一定为分子密堆积 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，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，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，D项错误。‎ 答案：B ‎4．SiCl4的分子结构与CCl4相似，对其进行的下列推测不正确的是(　　)‎ A．SiCl4晶体是分子晶体 B．常温、常压下SiCl4是气体 C．SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子 D．SiCl4中心原子杂化方式为sp3‎ 解析：由于SiCl4具有分子结构，所以一定属于分子晶体；影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在这两种分子中都只有范德华力，SiCl4的相对分子质量大于CCl4，所以SiCl4的分子间作用力更大一些，熔、沸点更高一些；CCl4的分子是正四面体结构，SiCl4与它结构相似，因此也应该是正四面体结构，是含极性键的非极性分子。‎ 答案：B 知识点一 分子晶体及其判断 ‎1.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，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，B项正确，A、C、D三项错误。‎ - 14 -‎ 答案：B ‎2．下列性质符合分子晶体特点的是(　　)‎ ‎①熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电 ‎②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电 ‎③能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃‎ ‎④熔点97.81 ℃，质软，导电，密度为0.97 g·cm－3‎ A．①④ B．②③‎ C．①② D．②④‎ 解析：分子晶体中分子之间是以分子间作用力相结合的，分子晶体具有低熔点、易升华、硬度小等性质。①熔点高，不是分子晶体的性质；④能导电，不是分子晶体的性质，该处所述是金属钠的性质，故选②③。‎ 答案：B 知识点二 常见的分子晶体 ‎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．冰晶体中每个水分子周围只有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，一个分子周围有12个紧邻的分子 解析：干冰晶体中CO2分子间作用力只是范德华力，分子采取密堆积，一个分子周围有12个紧邻的分子；冰晶体中水分子间除了范德华力之外还存在氢键，由于氢键具有方向性和饱和性，故每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，采取非密堆积的方式，空间利用率小，因而密度小。干冰熔化只需克服范德华力，冰融化需要克服范德华力和氢键，由于氢键作用力比范德华力大，所以干冰比冰的熔点低得多，而且常压下易升华。‎ 答案：A ‎4．干冰晶体是一种面心立方结构，如图所示，即每8个CO2构成立方体，且在6个面的中心又各有1个CO2分子，在每个CO2周围距离为a(其中a为立方体棱长)的CO2有(　　)‎ - 14 -‎ A．4个 B．8个 C．12个 D．6个 解析：在每个CO2周围距离为a的CO2即为每个面心上的CO2分子，共有4×3＝12个。‎ 答案：C 综合考查 ‎5.(1)比较下列化合物熔、沸点的高低(填“>”或“<”)。‎ ‎①CO2________CS2‎ ‎②NH3________PH3‎ ‎③O3________O2‎ ‎④Ne________Ar ‎⑤CH3CH2OH________CH3OH ‎⑥CO________N2‎ ‎(2)已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.02×105 Pa)，但它在180 ℃即开始升华。请回答：‎ ‎①AlCl3固体是________晶体。‎ ‎②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________。‎ 解析：‎ ‎(1)各组物质均为分子晶体，根据分子晶体熔、沸点的判断规律，分子间作用力越大，相对分子质量越大，分子极性越大，则晶体的熔、沸点越高，较容易比较六组物质熔、沸点的高低。‎ ‎(2)由AlCl3的熔点低以及在180 ℃时开始升华判断AlCl3晶体为分子晶体。若验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物，可测其熔融状态下是否导电，若不导电是共价化合物，导电则是离子化合物。‎ 答案：(1)①<　②>　③>　④<　⑤>　⑥>‎ ‎(2)①分子　②在熔融状态下，试验其是否导电，若不导电是共价化合物，若导电是离子化合物 ‎6．(1)如图为干冰的晶体结构示意图。‎ 通过观察分析，每个CO2分子周围紧邻等距离的CO2分子有________个，将CO2‎ - 14 -‎ 分子视作质点，设晶胞边长为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________，还有________，由于其主要作用力与共价键一样具有________性，故1个水分子周围只能有________个紧邻的水分子，这些水分子位于________的顶角。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率________(填“较大”或“较小”)，故冰的密度比水的密度要________(填“大”或“小”)。‎ 解析：(1)观察并分析干冰和冰的晶体结构，可知在干冰晶体中，CO2分子排列为面心立方堆积，离顶角的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。每个CO2分子周围紧邻等距离的CO2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空间利用率小，密度较小。‎ 答案：(1)12　a　(2)氢键　范德华力　方向　4‎ 四面体　较小　小 基础达标 ‎1.支持固态氨是分子晶体的事实是(　　)‎ A．氮原子不能形成阳离子 B．铵根离子不能单独存在 C．常温下氨是气态物质 D．氨极易溶于水 解析：分子晶体的熔点和沸点一般比较低，常温下有可能是气态，而其他晶体常温下不可能是气态。注意D不能选，因为离子晶体也有可能极易溶于水。‎ 答案：C ‎2．下列关于物质熔、沸点高低的比较正确的是(　　)‎ A．H2>N2>CO B．NH3>AsH3>PH3‎ C．Cl2>Br2>I2‎ D．C(CH3)4>(CH3)2CHCH2CH3>CH3CH2CH2CH2CH3‎ 解析：分子晶体的熔、沸点一般随相对分子质量的增大而升高，如果相对分子质量相同，极性分子的熔沸点高于非极性分子，所以熔、沸点：H2AsH3>PH3，B项正确；相对分子质量相同的烷烃，其支链越多，熔、沸点越低，即熔、沸点：C(CH3)4<(CH3)2CHCH2CH3