资料简介
第二节 分子晶体与共价晶体
第 1 课时 分子晶体
基础过关练
题组一 分子晶体及其结构
1.下列有关分子晶体的说法中正确的是( )
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
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、HD、C10H8 B.PCl3、CO2、H2SO4
C.SO2、SiO2、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2
3.下列各物质所形成的晶体中,属于分子晶体且分子内只含极性共价键的是( )
A.CO2 B.O2 C.NH4Cl D.Ar
4.(2020 河南高二月考)在海洋深处的沉积物中含有大量可燃冰,其主要成分是甲烷水
合物。甲烷水合物的结构可以看成是甲烷分子装在由水分子形成的“笼子”里。下列说法正确的是
( )
A.甲烷分子和水分子的 VSEPR 模型都是正四面体形
B.甲烷分子通过氢键与构成“笼子”的水分子相结合
C.可燃冰属于分子晶体
D.水分子的键角大于甲烷分子的键角
5.干冰晶胞如图所示,若干冰的晶胞棱长为 a,则每个 CO2 分子周围与其相距
2
2
a 的 CO2 分子有( )
A.4 个 B.8 个 C.12 个 D.6 个
6.下图为冰晶体的结构模型,大球代表 O,小球代表 H。下列有关说法正确的是( )
A.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
B.冰晶体具有空间网状结构,是共价晶体
C.水分子间通过 H—O 键形成冰晶体
D.冰融化后,水分子之间的空隙增大
7.(1)德国和美国科学家制出了由 20 个碳原子构成的空心笼状分子 C20,该笼状结构是由许多正五边形
构成的(如图所示)。1 个 C20 分子共有 个正五边形,共有 个共价键;C20 晶体属于
晶体。
(2)科学家拟合成一种“二重结构”的球形分子,即把足球形 C60 分子嵌入足球形 Si60 分子中,外面的硅原
子与里面的碳原子以共价键相结合。下列关于这种物质的叙述不正确的是 (填字母)。
A.该物质是一种新型化合物
B.该物质是两种单质组成的混合物
C.该晶体属于分子晶体
D.该物质具有极高的熔、沸点
题组二 分子晶体的性质
8.下列性质可能符合分子晶体特点的是(深度解析)
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,固态能导电,密度为 0.97 g·cm-3
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
9.下列各物质所形成的晶体的熔、沸点高低的比较正确的是( )
A.H2>N2>O2
B.NH3>AsH3>PH3
C.Cl2>Br2>I2
D.C(CH3)4>(CH3)2CHCH2CH3>CH3CH2CH2CH2CH3
10.C60 分子和 C60 晶胞示意图如图所示。下列关于 C60 晶体的说法中不正确的是( )
A.C60 晶体可能具有很高的熔、沸点
B.C60 晶体可能易溶于四氯化碳中
C.C60 晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为 240
D.C60 晶体中每个 C60 分子与 12 个 C60 分子紧邻
能力提升练
题组 分子晶体的结构与性质
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:
氯化物 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2
熔点/℃ 801 712 190 -68 782
沸点/℃ 1 465 1 418 178 57 1 600
根据表中数据分析,属于分子晶体的是( )
A.NaCl、MgCl2、CaCl2 B.AlCl3、SiCl4
C.NaCl、CaCl2 D.全部
2.(双选)( )常温下硫单质主要以 S8 形式存在,加热时 S8 会转化为 S6、S4、S2 等,当温度达到 750 ℃时
主要以 S2 形式存在,下列说法正确的是( )
A.S8 转化为 S6、S4、S2 属于物理变化
B.无论哪种硫分子,在空气中完全燃烧时都生成 SO2
C.常温条件下单质硫为分子晶体
D.把硫单质在空气中加热到 750 ℃即得 S2
3.( )近年来,科学家合成了一些具有独特化学性质的氢铝化合物(AlH3)n。已知,最简单的氢铝化合物
的化学式为 Al2H6,它的熔点为 150 ℃,燃烧时放出大量的热量。Al2H6 的结构如下图。下列说法肯定
错误的是 ( )
A.Al2H6 在固态时所形成的晶体是分子晶体
B.氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料
C.Al2H6 在空气中完全燃烧,产物为氧化铝和水
D.Al2H6 中含有离子键和极性共价键
4.( )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
5.( )下列说法正确的是( )
A.范德华力普遍存在于分子之间,如液态水中因范德华力的存在使水分子发生缔合
B.H2SO4 为强电解质,硫酸晶体是能导电的
C.冰中 1 个 H2O 分子可通过氢键与 4 个水分子相连,所以冰中 H2O 分子与氢键的数目之比为 1∶4
D.氢键有饱和性和方向性,所以液态水结成冰时体积会变大
6.( )有四组同一族元素所形成的不同物质,在 101 kPa 时测定它们的沸点(℃)如下表所示:
第一组 A -268.8 B -249.5 C -185.8 D -151.7
第二组 F2-187.0 Cl2-33.6 Br2 58.7 I2 184.0
第三组 HF 19.4 HCl -84.0 HBr -67.0 HI -35.3
第四组 H2O 100.0 H2S -60.2 H2Se -42.0 H2Te -1.8
下列各项判断正确的是( )
A.第四组物质中 H2O 的沸点最高,是因为 H2O 分子中化学键键能最大
B.第三组与第四组相比较,化合物的稳定性:HBr>H2Se
C.第三组物质溶于水后,溶液的酸性:HF>HCl>HBr>HI
D.第一组物质是分子晶体,一定含有共价键
7.(原创, )下列叙述不正确的是( )
A.冰中的每个水分子形成 4 个氢键
B.熔、沸点:CH(CH3)3>CH3CH2CH2CH3
C.卤素互化物 ClF3 的熔、沸点比 BrF3 的低
D.正四面体结构的分子中,化学键的键角不一定是 109°28',可能为 60°
8.(双选)(原创, )短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,K、L、M 均是由这些元素组
成的氧化物;甲、乙分别是元素 Y、W 的单质,甲是常见的固体,乙是常见的气体;K 是红棕色气体;丙的
浓溶液具有强氧化性。上述物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是(深度解析)
A.K、L、M 形成的晶体都是分子晶体
B.X 和 Z 形成的分子晶体中一定不存在非极性键
C.L 的沸点一定比 X、Y 组成的化合物沸点高
D.由 X、Y、Z、W 构成的化合物中可能只含有共价键
答案全解全析
基础过关练
1.B 2.B 3.A 4.C 5.C 6.A 8.B 9.B
10.A
1.B 稀有气体组成的晶体中,其分子内不存在任何化学键,A 项错误;分子间作用力包括范德华力和氢
键,所有的分子晶体中都存在范德华力,但只有部分分子晶体的分子间存在氢键,B 项正确,C 项错误;存
在氢键的分子晶体不采取分子密堆积的方式,D 项错误。
2.B A 项,HD 属于单质;C 项,SiO2 属于共价晶体;D 项,Na2S 中含有离子键。
3.A 固体 CO2(干冰)是分子晶体,分子内只有极性键。O2、Ar 形成的晶体都属于分子晶体,但 O2 中只
有非极性共价键,Ar 原子间没有共价键。NH4Cl 由 N
H4
+
和 Cl-组成,是离子化合物,其形成的晶体不属
于分子晶体。
4.C CH4 的 VSEPR 模型为正四面体形,H2O 的 VSEPR 模型是四面体形,A 项错误;甲烷分子与构成“笼
子”的水分子间不能形成氢键,B 项错误;可燃冰属于分子晶体,C 项正确;H2O 的键角为 105°,CH4 的键角
为 109°28',D 项错误。
5.C 以顶点 CO2 分子为研究对象,若干冰的晶胞棱长为 a,该 CO2 分子周围与其相距
2
2
a 的 CO2 分子处
于共用这个顶点的面的面心,由于顶点 CO2 分子为 8 个晶胞共有,则每个 CO2 分子周围与其相距
2
2
a 的
CO2 分子有
8
×
3
2
=12 个,故选 C。
6.A 冰晶体属于分子晶体,冰晶体中的水分子主要是靠氢键结合在一起,氢键不是化学键,而是一种分
子间作用力,故 B、C 两项均错误。每个水分子可以与 4 个水分子形成氢键,从而形成四面体结构,A 项
正确。冰晶体中形成的氢键具有方向性和饱和性,故水分子间由氢键连接后,分子间空隙变大,因此冰
融化成水后,体积减小,水分子之间空隙减小,D 项错误。
7.答案 (1)12 30 分子 (2)BD
解析 (1)根据题给信息可判断 C20 晶体属于分子晶体。根据其结构可知每个碳原子形成 3 个 C—C
键,每个共价键被 2 个碳原子共用,所以 1 个 C20 分子含有的共价键数是
20
×
3
2
=30。因为每个共价键被 2
个正五边形共用,所以平均每个正五边形含有的共价键数是
5
2
=2.5,故 1 个 C20 分子共有
30
2.5
=12 个正五边
形。(2)该物质是一种“二重结构”的球形分子,故 A 项正确;该物质中碳原子和硅原子间形成共价键,它
是化合物,故 B 项错误;该晶体是由分子构成的,属于分子晶体,故 C 项正确;该晶体属于分子晶体,熔、
沸点较低,故 D 项错误。
8.B 本题考查分子晶体的性质。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固态能导电,不是分子晶体的性质,
故选②③。
归纳总结 在分子晶体中,相邻分子靠分子间作用力相互吸引。由于分子间作用力较弱,分子晶体熔
化时,只需克服分子间作用力,不破坏化学键,所以分子晶体一般具有较低的熔、沸点。此外,还具有硬
度小、易升华、有较强的挥发性、一般不导电等特点。
9.B 一般组成和结构相似的分子晶体的熔、沸点随相对分子质量的增大而升高,即熔、沸
点:H2
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