2023-2024學(xué)年蘇教版新教材選擇性必修二 專題3第四單元 分子間作用力 分子晶體（第2課時） 學(xué)案

第四單元分子間作用力分子晶體第2課時分子晶體混合型晶體[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.能辨識常見的分子晶體，理解分子晶體中構(gòu)成微粒之間的作用。2.理解分子晶體中微粒的堆積模型，并能利用均攤法對晶胞進行計算。3.了解石墨晶體的結(jié)構(gòu)，會比較不同類型晶體的熔、沸點。一、分子晶體1．概念及微粒間的作用(1)概念：分子通過分子間作用力構(gòu)成的固態(tài)物質(zhì)叫分子晶體。(2)微粒間的作用：分子晶體中相鄰分子之間以分子間作用力相互吸引。2．分子晶體的物理特性分子晶體中的微粒間是以范德華力或范德華力和氫鍵而形成的晶體，因此，分子晶體的熔、沸點較低，密度較小，硬度較小，較易熔化和揮發(fā)。3．典型的分子晶體(1)所有非金屬氫化物，如水、硫化氫、氨、甲烷等。(2)部分非金屬單質(zhì)，如鹵素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳-60(C60)等。(3)部分非金屬氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等。(4)幾乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。(5)絕大多數(shù)有機物的晶體，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。4．典型分子晶體的結(jié)構(gòu)特征(1)構(gòu)成干冰晶體的結(jié)構(gòu)微粒是CO2分子，微粒間的相互作用力是范德華力。(2)從結(jié)構(gòu)模型可以看出：干冰晶體是一種面心立方結(jié)構(gòu)——每8個CO2分子構(gòu)成立方體，在六個面的中心又各占據(jù)1個CO2分子。每個CO2分子周圍，離該分子最近且距離相等的CO2分子有12個。每個晶胞中有4個CO2分子。1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)組成分子晶體的微粒是分子，在分子晶體中一定存在共價鍵和分子間的作用力()(2)分子晶體熔化時一定破壞范德華力，有些分子晶體還會破壞氫鍵()(3)分子晶體熔化或溶于水均不導(dǎo)電()(4)分子晶體的熔、沸點越高，分子晶體中共價鍵的鍵能越大()答案(1)×(2)√(3)×(4)×2．分子晶體在熔化時，破壞的作用力是什么？提示破壞分子間作用力(氫鍵、范德華力)。3．分子晶體溶于水時，化學(xué)鍵如何變化？提示有的溶于水破壞化學(xué)鍵，例如HCl，有的不破壞化學(xué)鍵，例如蔗糖、乙醇。1．下列各組物質(zhì)各自形成晶體，均屬于分子晶體的化合物是()A．NH3、HD、C10H18 B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、C60、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2答案B解析分子晶體的構(gòu)成微粒為分子，分子內(nèi)部以共價鍵結(jié)合。HD屬于分子晶體，但為單質(zhì)，故A錯誤；PCl3、CO2、H2SO4均屬于分子晶體，且為化合物，故B正確；C60屬于分子晶體，但為單質(zhì)，故C錯誤；Na2S中含有離子鍵，不屬于分子晶體，故D錯誤。2．下列分子晶體的熔、沸點由高到低的順序是()①HCl②HBr③HI④CO⑤N2⑥H2A．①②③④⑤⑥ B．③②①⑤④⑥C．③②①④⑤⑥ D．⑥⑤④③②①答案C解析相對分子質(zhì)量越大，分子間的范德華力越大，分子晶體的熔、沸點越高，相對分子質(zhì)量接近的分子，極性越強，熔、沸點越高。3．如圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。(1)將CO2分子視作質(zhì)點，設(shè)晶胞邊長為apm，則緊鄰的兩個CO2分子的距離為________pm。(2)其密度ρ為________g·cm－3(1pm＝10－10cm)答案(1)a(2)解析兩個緊鄰CO2分子的距離為面對角線的一半。ρ＝g·cm－3。(1)分子晶體的判斷方法①依據(jù)物質(zhì)的類別判斷部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物都是分子晶體。②依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用力判斷組成分子晶體的微粒是分子，粒子間的作用力是分子間作用力。③依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態(tài)或固態(tài)時均不導(dǎo)電。(2)分子晶體熔、沸點高低的判斷①組成和結(jié)構(gòu)相似，不含氫鍵的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越強，熔、沸點越高，如I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl。②組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，熔、沸點越高，如CH3OH＞CH3CH3。③含有分子間氫鍵的分子晶體的熔、沸點反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。④對于有機物中的同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞＞。⑤烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨分子中碳原子數(shù)的增加，熔、沸點升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。二、混合型晶體——石墨晶體1．結(jié)構(gòu)模型2．結(jié)構(gòu)特點——二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(1)在石墨的二維結(jié)構(gòu)平面內(nèi)，每個碳原子以C—C鍵與3個碳原子結(jié)合，形成六元環(huán)層。(2)石墨具有導(dǎo)電性，但具有一定的方向性。(3)層與層之間靠范德華力維系。3．晶體類型石墨晶體層內(nèi)每個碳原子以共價鍵與周圍的三個碳原子結(jié)合，層間為分子間作用力，屬于混合型晶體。4．性質(zhì)熔點很高、質(zhì)軟、易導(dǎo)電等。5．除石墨外，CaI2、CdI2、MgI2等晶體也屬于混合型晶體。1．石墨晶體中，層內(nèi)C—C鍵的鍵長為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154pm，回答下列問題。(1)熔點：石墨________(填“＞”“＜”或“＝”)金剛石。答案＞(2)石墨中C—C鍵的鍵長小于金剛石中C—C鍵鍵長的原因：________________________。答案金剛石中只存在C—C鍵間的σ鍵，而石墨中層內(nèi)的C—C鍵間不僅存在σ鍵，還存在π鍵，電子層重疊程度大，所以C—C鍵間的鍵長短2．石墨晶體的二維平面結(jié)構(gòu)如圖所示，每個C原子參與______個C—C鍵和______個六元環(huán)的形成，而每個鍵被______個C原子共用，故每一個六元環(huán)平均占有______個C原子，C原子數(shù)與C—C鍵鍵數(shù)之比為________。答案33222∶31．2018年3月5日，《Nature》連刊兩文報道了A．石墨烯性質(zhì)穩(wěn)定，不能在氧氣中燃燒B．石墨烯與石墨都具有導(dǎo)電性C．石墨烯與金剛石互為同素異形體D．石墨烯與石墨都具有較高的熔點答案A解析石墨烯是只由碳原子構(gòu)成的單質(zhì)，能在氧氣中燃燒，A項錯誤；石墨烯具有超導(dǎo)特性，可以導(dǎo)電，石墨中含有自由電子，所以石墨也可以導(dǎo)電，B項正確；石墨烯只由碳原子構(gòu)成，是C元素形成的單質(zhì)，所以石墨烯與金剛石是同素異形體，C項正確；石墨屬于混合型晶體，石墨烯屬于二維晶體，二者都具有較高的熔點，D項正確。2.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，每個碳原子都跟其他3個碳原子相結(jié)合，如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖，則圖中7個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是()A．10B．18C．24D．14答案D解析每個六元環(huán)平均占有的碳原子數(shù)為6×＝2，7個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)為2×7＝14。三、晶體的共性和個性1．晶體的共性(1)晶體物質(zhì)各個部分的宏觀性質(zhì)總是相同的，例如具有相同的密度、相同的化學(xué)組成等；(2)晶體總能自發(fā)地形成多面體外形；(3)晶體都具有確定的熔點。2．晶體的個性晶體分子晶體離子晶體金屬晶體共價晶體構(gòu)成微粒分子陰、陽離子金屬離子、自由電子原子微粒間作用力范德華力(少數(shù)有氫鍵)離子鍵金屬鍵共價鍵性質(zhì)熔、沸點較低較高一般較高很高硬度小略硬而脆一般較大很大溶解性相似相溶多數(shù)溶于水不溶，有些與水反應(yīng)不溶機械加工性能不良不良良好不良導(dǎo)電性固態(tài)、液態(tài)均不導(dǎo)電，部分溶于水時導(dǎo)電固態(tài)時不導(dǎo)電，熔融時導(dǎo)電，能溶于水的溶于水時導(dǎo)電固態(tài)、熔融態(tài)時導(dǎo)電大部分固態(tài)、熔融時都不導(dǎo)電作用力大小規(guī)律組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量大的范德華力大離子所帶電荷數(shù)多、半徑小的離子鍵強金屬原子的外圍電子數(shù)多、半徑小的金屬離子與自由電子間的作用力強共價鍵鍵長短(電子云重疊多)、原子半徑小的共價鍵穩(wěn)定3.晶體類型的判斷方法(1)依據(jù)組成晶體的微觀粒子和粒子間的作用判斷分子間通過分子間作用力形成的晶體屬于分子晶體；由原子通過共價鍵形成的晶體屬于共價晶體；由陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體屬于離子晶體；由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成的晶體屬于金屬晶體。(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷①活潑金屬的氧化物(如Na2O、MgO等)、強堿[如KOH、Ba(OH)2等]和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。②大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硼、晶體硅等外)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體。③常見的共價晶體單質(zhì)有金剛石、晶體硼、晶體硅等；常見的共價晶體化合物有碳化硅、SiO2等。④金屬單質(zhì)(除汞外)與合金均屬于金屬晶體。(3)依據(jù)晶體的熔點判斷離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至幾千攝氏度；共價晶體的熔點高，常在一千至幾千攝氏度；分子晶體的熔點較低，常在數(shù)百攝氏度以下或很低溫度；金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有熔點相當(dāng)?shù)偷摹?4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷離子晶體在水溶液中和熔融狀態(tài)下都導(dǎo)電；共價晶體一般為非導(dǎo)體，但晶體硅能導(dǎo)電；分子晶體為非導(dǎo)體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸)溶于水，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂形成自由離子，也能導(dǎo)電；金屬晶體是電的良導(dǎo)體。(5)依據(jù)硬度和機械性能判斷離子晶體硬度較大或略硬而脆；共價晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆；金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有硬度較小的，且具有延展性。1．關(guān)于晶體的敘述正確的是()A．共價晶體中，共價鍵的鍵能越大，熔、沸點越高B．分子晶體中，共價鍵的鍵能越大，熔、沸點越高C．存在自由電子的晶體一定是金屬晶體，存在陽離子的晶體一定是離子晶體D．離子晶體中可能存在共價鍵，分子晶體中可能存在離子鍵答案A解析共價晶體中，共價鍵的鍵能越大，熔、沸點越高，A正確；分子晶體中，分子間作用力越大，熔、沸點越高，分子間作用力影響物質(zhì)的熔、沸點，共價鍵影響物質(zhì)的熱穩(wěn)定性，B錯誤；存在自由電子的晶體不一定是金屬晶體，如石墨中也含有自由電子，它是一種混合型晶體。存在陽離子的晶體不一定是離子晶體，如金屬晶體中存在陽離子和自由電子，C錯誤；離子晶體中可能存在共價鍵，如NaOH屬于離子晶體，其中含有H—O共價鍵，分子晶體中一定不存在離子鍵，D錯誤。2．下列各組物質(zhì)的沸點按由低到高的順序排列的是()A．NH3、CH4、NaCl、NaB．H2O、H2S、MgSO4、SO2C．CH4、H2O、NaCl、SiO2D．Li、Na、K、Rb、Cs答案C解析C項中SiO2是共價晶體，NaCl是離子晶體，CH4、H2O都是分子晶體，且常溫下水為液態(tài)，CH4是氣態(tài)。3．四種物質(zhì)的一些性質(zhì)如下表：物質(zhì)熔點/℃沸點/℃其他性質(zhì)單質(zhì)硫120.5271.5—單質(zhì)硼23002550硬度大氯化鋁190182.7177.8℃苛性鉀3001320晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電晶體類型：單質(zhì)硫是____________晶體；單質(zhì)硼是________晶體；氯化鋁是________________晶體；苛性鉀是____________晶體。答案分子共價分子離子解析單質(zhì)硫為非金屬單質(zhì)，其熔、沸點都較低，為分子晶體；單質(zhì)硼為非金屬單質(zhì)，其熔、沸點都很高，為共價晶體；氯化鋁為化合物，其熔、沸點都較低，并能在較低溫度下升華，為分子晶體；苛性鉀為化合物，其熔點較高，沸點很高，晶體不導(dǎo)電，熔融態(tài)導(dǎo)電，為離子晶體。比較不同晶體熔、沸點的基本思路首先看物質(zhì)的狀態(tài)，一般情況下是固體>液體>氣體；再看物質(zhì)所屬類型，一般是共價晶體>離子晶體>分子晶體(注意：不是絕對的，如氧化鋁的熔點大于晶體硅)，結(jié)構(gòu)類型相同時再根據(jù)相應(yīng)規(guī)律進行判斷。同類晶體熔、沸點比較思路：共價晶體→共價鍵鍵能→鍵長→原子半徑；分子晶體→分子間作用力→相對分子質(zhì)量；離子晶體→離子鍵強弱→離子所帶電荷數(shù)、離子半徑；金屬晶體→金屬鍵強弱→金屬陽離子所帶電荷數(shù)、金屬陽離子半徑。1．(2020·重慶高二聯(lián)考)下列物質(zhì)中，屬于分子晶體的是()①二氧化硅②碘③食鹽④蔗糖⑤磷酸A．②④⑤B．①②④C．②③④⑤D．①②③⑤答案A解析由常見分子晶體對應(yīng)的物質(zhì)類別可知：碘、蔗糖、磷酸都屬于分子晶體。2．某化學(xué)興趣小組，在學(xué)習(xí)分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點，記錄如下：NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點/℃801712190－68782沸點/℃14651418230571600根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析，屬于分子晶體的是()A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4C．NaCl、CaCl2 D．全部答案B解析由分子構(gòu)成的晶體，分子與分子之間以分子間作用力相互作用，而分子間作用力較小，克服分子間作用力所需能量較低，故分子晶體的熔、沸點較低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸點很高，很明顯不屬于分子晶體，AlCl3、SiCl4熔、沸點較低，應(yīng)為分子晶體，B項正確，A、C、D三項錯誤。3.甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是()A．甲烷晶胞中的球只代表1個C原子B．晶體中1個CH4分子有12個緊鄰的CH4分子C．甲烷晶體熔化時需克服共價鍵D．1個CH4晶胞中含有8個CH4分子答案B解析題圖所示的甲烷晶胞中的球代表的是1個甲烷分子，并不是1個C原子，A錯誤；由甲烷晶胞分析，位于晶胞頂點的某一個甲烷分子與其距離最近的甲烷分子有3個，而這3個甲烷分子在晶胞的面上，因此每個都被2個晶胞共用，故與1個甲烷分子緊鄰的甲烷分子數(shù)目為3×8×＝12，B正確；甲烷晶體是分子晶體，熔化時克服范德華力，C錯誤；甲烷晶胞中甲烷分子的個數(shù)為8×＋6×＝4，D錯誤。4．石墨能與熔融金屬鉀作用，形成石墨間隙化合物，鉀原子填充在石墨各層原子中。比較常見的石墨間隙化合物是青銅色的化合物，其化學(xué)式可寫為CxK，其平面圖形如圖所示。x的值為()A．8B．12C．24D．60答案A解析可選取題圖中6個鉀原子圍成的正六邊形為結(jié)構(gòu)單元，每個鉀原子被3個正六邊形共用，則該結(jié)構(gòu)單元中實際含有的鉀原子數(shù)為6×＋1＝3，該六邊形內(nèi)的碳原子數(shù)為24，故鉀原子數(shù)與碳原子數(shù)之比為1∶8。5．下列各組物質(zhì)中，按熔、沸點由低到高順序排列正確的是________(填字母)。A．KCl、NaCl、MgCl2、MgOB．金剛石、SiC、SiO2、硅C．H2O、H2S、H2Se、H2TeD．Na、K、Rb、AlE．CO2、Na、KCl、SiO2F．O2、I2、Hg、MgCl2G．鈉、鉀、鈉鉀合金H．CH4、H2O、HF、NH3I．CH4、C2H6、C4H10、C3H8J．CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4答案AE解析A中離子半徑：K＋＞Na＋＞Mg2＋，O2－＜Cl－，離子所帶電荷數(shù)：K＋＝Na＋＜Mg2＋，O2－＞Cl－，離子所帶電荷數(shù)越少，離子半徑越大，熔、沸點越低，正確；B中鍵長：C—C＜Si—O＜Si—C＜Si—Si，鍵長越長，熔、沸點越低，錯誤；C中相對分子質(zhì)量逐漸增大，熔、沸點應(yīng)該逐漸升高，但水分子間形成氫鍵，導(dǎo)致其熔、沸點較高，錯誤；D中原子半徑：Al＜Na＜K＜Rb，半徑越大，熔、沸點越低，錯誤；E中常溫下，CO2為氣體，Na為金屬晶體，KCl為離子晶體，SiO2為共價晶體，正確；F中常溫下，O2為氣態(tài)，I2為固態(tài)，Hg為液態(tài)，MgCl2為離子晶體，錯誤；G中合金的熔、沸點低于任何一種組分金屬，錯誤；H中H2O、HF、NH3分子間分別會形成氫鍵，它們的沸點均高于CH4的沸點，常溫下H2O為液態(tài)，沸點最高，錯誤；I中的幾種物質(zhì)互為同系物，它們都是分子晶體，其熔、沸點隨著碳原子數(shù)增多(即相對分子質(zhì)量增大)而逐漸升高，錯誤；J中的幾種物質(zhì)互為同分異構(gòu)體，支鏈越多，分子對稱性越好，范德華力越弱，熔、沸點越低，錯誤。6．請回答下列問題：(1)下列有關(guān)石墨晶體的說法正確的是________(填字母，下同)。a．由于石墨晶體導(dǎo)電，所以它是金屬晶體b．由于石墨的熔點很高，所以它是原子晶體c．由于石墨質(zhì)軟，所以它是分子晶體d．石墨晶體是一種混合型晶體(2)據(jù)報道，科研人員應(yīng)用電子計算機模擬出來類似C60的物質(zhì)N60，試推測下列有關(guān)N60的說法正確的是________。a．N60易溶于水b．N60是一種分子晶體，有較高的熔點和硬度c．N60的熔點高于N2d．N60的穩(wěn)定性比N2強(3)已知碘晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，請回答下列問題：①碘晶體屬于________晶體。②碘晶體熔化過程中克服的作用力為______________。③假設(shè)碘晶胞中立方體的邊長為acm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則碘單質(zhì)的密度為________。答案(1)d(2)c(3)①分子②分子間作用力③g·cm－3解析(1)石墨晶體中存在共價鍵、范德華力、大π鍵，故為混合型晶體。(2)C60是一種單質(zhì)，屬于分子晶體，而N60類似于C60，所以N60也是單質(zhì)，屬于分子晶體，即具有分子晶體的一些性質(zhì)，如硬度較小和熔、沸點較低。分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高。單質(zhì)一般是非極性分子，難溶于水這種極性溶劑，因此a、b項錯誤，c項正確；N2分子以N≡N鍵結(jié)合，N60分子中只存在N—N鍵，而N≡N鍵比N—N鍵牢固得多，所以d項錯誤。(3)I2分子之間以分子間作用力結(jié)合，所以I2晶體屬于分子晶體。觀察碘的晶胞結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，一個晶胞中含有I2分子的數(shù)目為8×＋6×＝4，碘原子為8個。一個晶胞的體積為a3cm3，質(zhì)量為g，則碘單質(zhì)的密度為g·cm－3題組一分子晶體及其性質(zhì)1．下列有關(guān)分子晶體的敘述正確的是()A．分子內(nèi)均存在共價鍵B．非金屬氧化物呈固態(tài)時，一定屬于分子晶體C．分子晶體中一定存在氫鍵D．分子晶體熔化時一定破壞了范德華力答案D解析稀有氣體分子內(nèi)無化學(xué)鍵，A項錯誤；非金屬氧化物中的SiO2為共價晶體，B項錯誤；分子晶體中不一定存在氫鍵，如CO2晶體，C項錯誤；分子晶體中分子間一定存在范德華力，可能存在氫鍵，所以分子晶體熔化時一定破壞了范德華力，D項正確。2．下列性質(zhì)符合分子晶體的是()A．熔點是1070℃B．熔點是10.31℃C．不能溶于水，熔點是1723℃，沸點是2D．熔點是97.81℃，質(zhì)軟、導(dǎo)電，密度是0.97g·cm－答案B3.現(xiàn)代無機化學(xué)對硫—氮化合物的研究是最為活躍的領(lǐng)域之一。其中如圖所示是已經(jīng)合成的最著名的硫—氮化合物的分子結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()A．該物質(zhì)的分子式為S4N4B．該物質(zhì)具有很大的硬度C．該物質(zhì)具有很高的熔、沸點D．該物質(zhì)與化合物S2N2互為同素異形體答案A解析根據(jù)分子結(jié)構(gòu)可知，該物質(zhì)的分子式為S4N4，選項A正確；該物質(zhì)形成的晶體是分子晶體，分子晶體的硬度一般較小，熔、沸點一般較低，選項B、C錯誤；由同一種元素形成的不同單質(zhì)互為同素異形體，該物質(zhì)是化合物，不是單質(zhì)，選項D錯誤。題組二常見分子晶體的結(jié)構(gòu)4.冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．冰晶胞內(nèi)水分子間以共價鍵結(jié)合B．每個冰晶胞平均含有4個水分子C．水分子間的氫鍵具有方向性和飽和性，也是σ鍵的一種D．冰變成水，氫鍵部分被破壞答案D解析冰晶胞內(nèi)水分子間以氫鍵結(jié)合，氫鍵不是化學(xué)鍵，故A錯誤；由冰晶胞的結(jié)構(gòu)可知，根據(jù)均攤法計算，每個冰晶胞平均含有4＋8×＋6×＝8個水分子，故B錯誤；水分子間的氫鍵具有方向性和飽和性，但氫鍵不是化學(xué)鍵，故C錯誤；冰熔化為液態(tài)水時只是破壞了一部分氫鍵，液態(tài)水中仍存在氫鍵，故D正確。5．正硼酸(H3BO3)是一種片層狀結(jié)構(gòu)白色晶體，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵相連(如下圖)。下列有關(guān)說法正確的是()A．正硼酸晶體屬于共價晶體B．H3BO3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關(guān)C．分子中硼原子最外層為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．含1molH3BO3的晶體中有3mol氫鍵答案D解析A項，正硼酸屬于分子晶體；B項，H3BO3分子穩(wěn)定性與分子內(nèi)部的共價鍵有關(guān)，與分子間的氫鍵無關(guān)；C項，分子中的硼原子不符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。6.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中可重復(fù)出現(xiàn)的最小的結(jié)構(gòu)單元，C60晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是()A．C60摩爾質(zhì)量是720B．C60與苯互為同素異形體C．在C60晶胞中有14個C60分子D．每個C60分子周圍與它距離最近且等距離的C60分子有12個答案D題組三混合型晶體7．中科院的科學(xué)家已研制出一種高性能超級電容器電極材料——氮摻雜有序介孔石墨烯。該材料可用作電動車的“超強電池”：充電只需7秒鐘，即可續(xù)航35公里。相關(guān)研究成果已于2015年12月18日發(fā)表在世界頂級期刊美國《A．石墨晶體內(nèi)既有共價鍵又有分子間作用力B．石墨晶體熔、沸點很高，硬度很大C．石墨晶體內(nèi)每個六邊形平均含完整碳原子2個D．石墨晶體中，每個C原子連接3個六元環(huán)答案B解析石墨晶體是混合型晶體，在層內(nèi)存在共價鍵，在層之間有分子間作用力，A項正確；由于石墨晶體的層內(nèi)原子之間以共價鍵結(jié)合，所以石墨的熔、沸點很高，但是由于層與層之間以微弱的分子間作用力結(jié)合，所以其硬度很小，B項錯誤；石墨晶體內(nèi)每個碳原子屬于三個六邊形，所以六邊形平均含完整碳原子數(shù)是6×＝2，C項正確；石墨晶體中，每個C原子與三個碳原子形成共價鍵，鍵角是120°，因此連接3個六元環(huán)，D項正確。8．2015年03月02日，全球首批A．金剛石、富勒烯、石墨烯互為碳元素的同素異形體B．石墨烯中每一層內(nèi)碳原子排列成平面正六邊形C．由于同素異形體是同種元素組成，所以石墨轉(zhuǎn)化為金剛石屬于物理變化D．金剛石屬于共價晶體，由C60構(gòu)成的晶體屬于分子晶體答案C解析金剛石、富勒烯、石墨烯都是由碳元素組成的單質(zhì)，故A正確；石墨烯是由碳原子排列成六邊形結(jié)構(gòu)而形成的，故B正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石屬于化學(xué)變化，故C錯誤；金剛石屬于共價晶體，由C60構(gòu)成的晶體屬于分子晶體，故D正確。9．石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。其結(jié)構(gòu)如圖。有關(guān)說法正確的是()A．固態(tài)時，碳的各種單質(zhì)的晶體類型相同B．石墨烯中含有極性共價鍵C．從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學(xué)鍵D．石墨烯具有導(dǎo)電性答案D解析碳形成的晶體有多種，如石墨、金剛石、C60等，金剛石為共價晶體，C60為分子晶體，故A錯誤；石墨烯中只含有C—C鍵，為非極性共價鍵，故B錯誤；石墨晶體中，層與層之間的作用力為分子間作用力，從石墨中剝離石墨烯需要破壞分子間作用力，故C錯誤；石墨烯具有石墨的性質(zhì)，具有導(dǎo)電性，故D正確。題組四晶體類型的比較10．下列晶體的分類正確的一組是()選項離子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體ACaC2石墨ArHgB玻璃金剛石CH3CH2OHAgCCH3COONaSiCMgDBa(OH)2SiC60NaH答案C解析石墨的層與層之間是分子間作用力，而碳原子間是共價鍵，石墨之中也會有自由電子在層內(nèi)移動，石墨屬于混合型晶體，故A不符合題意；玻璃是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅的混合物，不是純凈物，不屬于離子晶體，故B不符合題意；CH3COONa是由醋酸根離子和鈉離子組成的離子晶體，碳化硅是由碳原子和硅原子組成的共價晶體，屬于有機物，屬于分子晶體，鎂是由金屬陽離子和自由電子組成的金屬晶體，故C符合題意；NaH是鈉離子和氫負離子形成的離子晶體，不屬于金屬晶體，故D不符合題意。11．下列數(shù)據(jù)是對應(yīng)物質(zhì)的熔點(℃)：BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2－17020739208011291190－511723據(jù)此做出的下列判斷錯誤的是()A．鋁的化合物的晶體中有的不是分子晶體B．表中只有BCl3和干冰是分子晶體C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D．不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體答案B解析由表中數(shù)據(jù)分析，氧化鋁和氟化鋁的熔點很高，兩者不是分子晶體，故A正確；表中氯化鋁、氯化硼和干冰的熔點都較低，是分子晶體，故B錯誤；碳和硅同主族，但氧化物的晶體類型不同，分別屬于分子晶體和共價晶體，故C正確；鈉和鋁不同族，但對應(yīng)的氧化物都為離子晶體，說明不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體，故D正確。12．科學(xué)家艾哈邁德·澤維爾使“運用激光技術(shù)觀測化學(xué)反應(yīng)時原子的運動”成為可能。澤維爾研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)激光脈沖照射NaI時，Na＋和I－兩核間距在10～15(埃，1＝1×10－10m)，呈現(xiàn)離子鍵；當(dāng)兩核靠近約2.8時，呈現(xiàn)共價鍵。根據(jù)澤維爾的研究成果能得出的結(jié)論是(A．NaI晶體是離子晶體和分子晶體的混合物B．共價鍵和離子鍵沒有明顯的界限C．NaI晶體中既有離子鍵，又有共價鍵D．離子晶體可能含有共價鍵答案B解析NaI晶體是離子化合物，如改變離子的核間距，可能為共價化合物，但為純凈物，不是混合物，故A錯誤；當(dāng)激光脈沖照射NaI時，Na＋和I－兩核間距在10～15，呈現(xiàn)離子鍵；當(dāng)兩核靠近約2.8時，呈現(xiàn)共價鍵，由此可知共價鍵和離子鍵沒有嚴(yán)格的界限，但不存在既有離子鍵，又有共價鍵的情形，故B正確、C錯誤；NaOH晶體中就有離子鍵和共價鍵，但不是澤維爾的研究成果，故D錯誤。13．如圖是某無機化合物的二聚分子結(jié)構(gòu)示意圖，該分子中A、B兩種元素都是第3周期的元素，分子中所有原子的最外層都達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列說法不正確的是()A．該物質(zhì)的化學(xué)式是Al2Cl6B．該物質(zhì)是離子化合物，在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電C．該物質(zhì)在固態(tài)時所形成的晶體是分子晶體D．該物質(zhì)中不存在離子鍵，也不含有非極性鍵答案B解析由A、B元素都在第3周期，并且所有原子最外層都達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可知A為Cl元素，B為Al元素，A項正確；因該物質(zhì)是二聚分子，故其固態(tài)時形成分子晶體，該物質(zhì)是共價化合物，在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，B項錯誤、C項正確；該物質(zhì)中不含離子鍵，只含極性鍵和配位鍵，D項正確。14．(2020·山東棗莊高二下月考)下列關(guān)于微粒間作用力與晶體的說法不正確的是()A．某物質(zhì)呈固體時不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，則該物質(zhì)一定是離子晶體B．H2O和CCl4的晶體類型相同，且每個原子的最外層都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)C．F2、Cl2、Br2、I2的沸點逐漸升高，是因為分子間作用力逐漸增大D．干冰溶于水中，既有分子間作用力的破壞，也有共價鍵的斷裂答案B解析離子化合物固態(tài)時不導(dǎo)電，熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，故A正確；水中的氫原子達2電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故B不正確；結(jié)構(gòu)相似且不含氫鍵的分子晶體相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，晶體的沸點越高，故C正確；干冰變?yōu)镃O2氣體破壞了分子間作用力，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，共價鍵發(fā)生了斷裂，故D正確。15．觀察C60分子結(jié)構(gòu)和晶胞示意圖(如圖所示)，回答下列問題：(1)一個C60分子中含有σ鍵的個數(shù)為______個。與每個C60分子距離最近且相等的C60分子有______個，其距離為______cm(列出計算式即可)。(2)C60晶體中，C60和C60之間的作用力屬于__________(填“離子鍵”“共價鍵”或“分子間作用力”)。答案(1)9012×1.42×10－7(2)分子間作用力解析(1)根據(jù)C60分子結(jié)構(gòu)可知，每個碳原子形成3個σ鍵，每個σ鍵被2個碳原子共用，因此，一個C60分子中σ鍵數(shù)目為60×1.5＝90。由C60晶胞示意圖可知，與每個C60分子距離最近且相等的C60分子有12個，其距離為晶胞面對角線的一半。(2)C60晶體中，C60和C60之間的作用力屬于分子間作用力。16．(1)苯胺()的晶體類型是__________。苯胺與甲苯()的相對分子質(zhì)量相近，但苯胺的熔點(－5.9℃)、沸點(184.4℃)分別高于甲苯的熔點(－95.0℃)、沸點(110.6℃)，原因是(2)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點為253K，沸點為376K，其固體屬于______________晶體。碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：①在石墨烯晶體中，每個C原子連接________個六元環(huán)，每個六