2025年高二化學寒假銜接講練 (人教版)寒假預習-第05講 分子晶體和共價晶體學生版

第05講分子晶體和共價晶體模塊一思維導圖串知識模塊二基礎知識全梳理（吃透教材）模塊三核心考點精準練模塊四小試牛刀過關測1．能結(jié)合實例描述分子晶體中微粒排列的周期性規(guī)律。2．知道分子晶體中物質(zhì)的聚集狀態(tài)會影響物質(zhì)的性質(zhì)。3．能借助冰、干冰等模型認識分子晶體中的微粒特點及其微粒間的相互作用。4．借助金剛石和二氧化硅晶體等的模型認識共價晶體的結(jié)構(gòu)特點，并能說明共價晶體中的微粒及微粒間的相互作用?！緦W習新知】知識點一分子晶體1．分子晶體(1)定義：只含________的晶體稱為分子晶體。(2)微粒間的相互作用力：在分子晶體中，相鄰分子靠________________相互吸引，分子內(nèi)原子之間以________結(jié)合。2．分子晶體常見堆積方式分子密堆積分子非密堆積作用力只有范德華力，無________有范德華力和氫鍵，氫鍵具有________性空間特點每個分子周圍一般有________個緊鄰的分子空間利用率不高，留有相當大的空隙舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰3．常見分子晶體及物質(zhì)類別物質(zhì)種類實例所有____________H2O、NH3、CH4等部分________鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等部分__________CO2、P4O10、SO2、SO3等幾乎所有的_____HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等絕大多數(shù)________苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等4．分子晶體的物理性質(zhì)(1)一般熔、沸點________，硬度________，易揮發(fā)，易升華。(2)分子晶體固態(tài)和熔融態(tài)一般不導電。但有的在水溶液中能導電，有的不能導電。(3)溶解性：分子晶體的溶解性一般遵循“相似相溶”原理，即非極性溶質(zhì)易溶于________溶劑，極性溶質(zhì)易溶于________溶劑。5．典型分子晶體的結(jié)構(gòu)(1)冰晶體的結(jié)構(gòu)①水分子之間的主要作用力是________，也存在___________。②________有方向性，它的存在迫使在___________的每個水分子與四面體頂角方向的_____個相鄰水分子相互吸引。(2)干冰晶體的結(jié)構(gòu)(1)干冰中的CO2分子間只存在________，不存在________。(2)①每個晶胞有________個CO2分子，________個原子。②每個CO2分子周圍有________個緊鄰分子，密度比冰的________。【交流討論】1．電解水生成氫氣和氧氣時破壞的作用力是什么？2．為什么液態(tài)水的密度大于冰的密度？3．干冰升華過程中破壞共價鍵嗎？為什么干冰的熔點比冰低而密度卻比冰大？知識點二共價晶體1．共價晶體的結(jié)構(gòu)特點(1)構(gòu)成粒子及作用力構(gòu)成微粒：________，粒子間作用力：________。(2)空間結(jié)構(gòu)：整塊晶體是共價鍵三維骨架結(jié)構(gòu)，不存在單個的小分子，是一個“巨分子”。2．共價晶體與物質(zhì)的類別物質(zhì)種類實例某些________金剛石、硼、硅、鍺和灰錫等某些____________碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等3．共價晶體的熔、沸點(1)共價晶體由于原子間以較強的共價鍵相結(jié)合，熔化時必須破壞共價鍵，而破壞它們需要很高的溫度，所以共價晶體具有________的熔點。(2)結(jié)構(gòu)相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越________，鍵能越________，晶體的熔點越________。4．金剛石晶體的結(jié)構(gòu)(1)在晶體中每個碳原子以________個共價單鍵對稱地與相鄰的________個碳原子相結(jié)合，成為正四面體。(2)晶體中C—C—C夾角為______，碳原子采取了______雜化。(3)最小環(huán)上有________個碳原子。(4)晶體中碳原子個數(shù)與C—C個數(shù)之比為1∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(1,2)))＝1∶2。5．二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)(1)二氧化硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅是自然界含量最高的固態(tài)二元氧化物，有多種結(jié)構(gòu)，最常見的是低溫石英(α-SiO2)。低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的___________形成螺旋上升的長鏈，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性。(2)二氧化硅的用途二氧化硅是制造水泥、玻璃、單晶硅、硅光電池、芯片和光導纖維的原料?！練w納小結(jié)】1．金剛石的結(jié)構(gòu)①每個碳原子都采取sp3雜化，與相鄰的4個碳原子以共價鍵相結(jié)合，正四面體形結(jié)構(gòu)，鍵角109°28′。②晶體中最小的碳環(huán)由6個碳原子組成，且不在同一平面內(nèi)，最多有4個碳原子在同一平面。③每個C形成4個C—C，每個C占有2個C—C，即C原子與C—C之比為1∶2。④每個C原子被12個六元環(huán)共用，1個碳環(huán)占有的碳原子為0.5個。⑤每個C—C被6個六元環(huán)共用。2．二氧化硅晶體的結(jié)構(gòu)①1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵，每個O原子和2個Si原子相結(jié)合。②1molSiO2中含4molSi—O。③最小環(huán)是由6個Si原子和6個O原子組成。④每個Si原子被12個12元環(huán)共用，每個O原子被6個12元環(huán)共用。⑤每個Si—O被6個12元環(huán)共用。核心考點一：分子晶體【例1】下列關于分子晶體的說法正確的是()A．分子晶體中的共價鍵有方向性，而分子間作用力無方向性B．在分子晶體中一定存在氫鍵C．冰和Br2都是分子晶體D．稀有氣體不能形成分子晶體【歸納小結(jié)】1．分子晶體的物理特性(1)分子晶體具有熔、沸點較低，硬度較小，固態(tài)不導電等物理特性。(2)分子間作用力的大小決定分子晶體的物理性質(zhì)。分子間作用力越大，分子晶體的熔、沸點越高，硬度越大。2．分子晶體熔、沸點低的原因分子晶體中分子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．分子晶體的熔、沸點比較(1)分子晶體熔化或汽化都是克服分子間作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化或汽化時需要的能量就越多，物質(zhì)的熔、沸點就越高。(2)比較分子晶體的熔、沸點高低，實際上就是比較分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)的大小。①組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點越高。如O2>N2，HI>HBr>HCl。②相對分子質(zhì)量相等或相近時，極性分子的范德華力大，熔、沸點高，如CO>N2。③能形成氫鍵的物質(zhì)，熔、沸點較高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3?！咀兪接柧?】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【變式訓練2】如圖為冰晶體的結(jié)構(gòu)模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有關說法正確的是()A．冰晶體中每個水分子與另外四個水分子形成四面體B．冰晶體和干冰晶體之間的作用力一樣C．水分子間通過H—O形成冰晶體D．冰晶體融化時，水分子之間的空隙增大核心考點二：共價晶體【例2】下列有關共價晶體的敘述不正確的是()A．共價晶體中可能存在非極性共價鍵B．共價晶體的硬度一般比分子晶體的高C．在SiO2晶體中，1個硅原子和2個氧原子形成2個共價鍵D．金剛砂晶體是直接由硅原子和碳原子通過共價鍵結(jié)合所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體【歸納小結(jié)】1．分子晶體與共價晶體的判斷(1)依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒種類和微粒間的作用力判斷構(gòu)成共價晶體的微粒是原子，微粒間的作用力是共價鍵；構(gòu)成分子晶體的微粒是分子，微粒間的作用力是分子間作用力。(2)依據(jù)晶體的熔點判斷共價晶體的熔點高，常在1000℃以上；而分子晶體熔點低，常在數(shù)百度以下甚至更低溫度。(3)依據(jù)晶體的導電性判斷分子晶體為非導體，但部分分子晶體溶于水后能導電，如HCl；共價晶體多數(shù)為非導體，但晶體Si、晶體Ge為半導體。(4)依據(jù)晶體的硬度和機械性能判斷共價晶體硬度大；分子晶體硬度小且較脆。(5)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷①所有非金屬氫化物、部分非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體。②常見的單質(zhì)類共價晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的化合物類共價晶體有碳化硅、二氧化硅等。2．共價晶體熔、沸點的高低比較(1)共價晶體的熔、沸點高低取決于共價鍵的鍵能。一般來說，鍵長越短、鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔、沸點越高。(2)若未告知鍵長和鍵能的數(shù)據(jù)時，可以通過比較原子半徑的大小來確定共價鍵的強弱。如比較金剛石(C—C)、晶體硅(Si—Si)、碳化硅(Si—C)，其中原子半徑：Si＞C，則熔點：金剛石＞碳化硅＞晶體硅?！咀兪接柧?】下列晶體性質(zhì)的比較中不正確的是()A．沸點：NH3>PH3B．熔點：SiI4>SiBr4>SiCl4C．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．硬度：金剛石>碳化硅>晶體硅【變式訓練2】金剛石具有硬度大、熔點高等特點，大量用于制造鉆頭、金屬切割刀具等。其結(jié)構(gòu)如圖所示，下列判斷正確的是()A．金剛石中C—C的鍵角均為109°28′，所以金剛石和CH4的晶體類型相同B．金剛石的熔點高與C—C的鍵能無關C．金剛石中碳原子個數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2D．金剛石的熔點高，所以在打孔過程中不需要進行澆水冷卻【基礎練】1．下列說法中，錯誤的是()。A．只含分子的晶體一定是分子晶體B．碘晶體升華時破壞了共價鍵C．幾乎所有的酸都屬于分子晶體D．稀有氣體中只含原子，但稀有氣體的晶體屬于分子晶體2．下列說法中，正確的是()。A．冰融化時，分子中H—O發(fā)生斷裂B．共價晶體中，共價鍵越強，熔點越高C．分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔、沸點一定越高D．分子晶體中，分子間作用力越大，對應的物質(zhì)越穩(wěn)定3．下列事實能說明剛玉（）是共價晶體的是()。①是兩性氧化物；②硬度很大；③它的熔點為2045℃；④自然界中的剛玉有紅寶石和藍寶石。A．①② B．②③ C．①④ D．③④4．下列說法中，正確的是()。A．分子晶體中一定存在分子間作用力和共價鍵B．分子晶體的熔點一般比共價晶體的熔點高C．稀有氣體形成的晶體屬于分子晶體D．晶體是分子晶體，可推測晶體也是分子晶體5．下列有關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6．根據(jù)下列性質(zhì)判斷所描述的物質(zhì)可能屬于分子晶體的是()A．熔點為1070℃，易溶于水，水溶液能導電B．熔點為10．31℃，液態(tài)不導電，水溶液能導電C．熔點為1128℃，沸點為4446℃，硬度很大D．熔點為97．81℃，質(zhì)軟，可導電密度為7．下列化學式既能表示物質(zhì)的組成，又能表示物質(zhì)的分子式的是()A． B． C． D．Cu8．下列說法中正確的是()A．冰融化時，分子中H—O鍵發(fā)生斷裂B．共價晶體中，共價鍵越強，共價晶體的熔點越高C．共價晶體中的相鄰原子間只存在非極性共價鍵D．稀有氣體形成的晶體屬于共價晶體9．下列說法中，正確的是()A．共價晶體中，共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，熔點就越高B．碘單質(zhì)升華時，分子中I—I鍵發(fā)生斷裂C．分子晶體中，共價鍵的鍵能越大，該物質(zhì)的熔、沸點就越高D．分子晶體中，分子間作用力越大，則分子越穩(wěn)定10．水在不同的溫度和壓強下可以形成多種不同結(jié)構(gòu)的晶體，故冰晶體結(jié)構(gòu)有多種。其中冰-Ⅶ的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。（1）水分子的空間結(jié)構(gòu)是__________形，在酸性溶液中，水分子容易得到一個，形成水合氫離子，應用價層電子對互斥模型推測的空間結(jié)構(gòu)為__________。（2）如圖冰晶體中每個水分子與周圍__________個水分子以氫鍵結(jié)合，該晶體中1mol水形成__________mol氫鍵。（3）實驗測得冰中氫鍵的鍵能為，而冰的熔化熱為，這說明__________。【提升練】1．下列說法中正確的是()A．C60汽化和I2升華克服的作用力不相同B．甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它們的熔點相近C．NaCl和HCl溶于水時，破壞的化學鍵都是離子鍵D．常溫下TiCl4是無色透明液體，熔點－23.2℃，沸點136.2℃，所以TiCl4屬于分子晶體2．有四組同一族元素所形成的不同物質(zhì)，在101kPa時測定它們的沸點(℃)如下表所示：第一組A－268.8B－249.5C－185.8D－151.7第二組F2－187.0Cl2－33.6Br258.7I2184.0第三組HF19.4HCl－84.0HBr－67.0HI－35.3第四組H2O100.0H2S－60.2H2Se－42.0H2Te－1.8下列各項判斷正確的是()A．第四組物質(zhì)中H2O的沸點最高，是因為H2O分子中化學鍵鍵能最大B．第三組與第四組相比較，化合物的穩(wěn)定性：HBr＞H2SeC．第三組物質(zhì)溶于水后，溶液的酸性：HF＞HCl＞HBr＞HID．第一組物質(zhì)是分子晶體，一定含有共價鍵3．磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料。如圖為其晶體結(jié)構(gòu)中基本的重復單元，其中每個原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列有關說法正確的是()A．磷化硼的化學式為BP，其晶體屬于分子晶體B．磷化硼晶體的熔點高，且熔融狀態(tài)下能導電C．磷化硼晶體中每個原子均參與形成4個共價鍵D．磷化硼晶體在熔化時需克服范德華力4．已知氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的高硬度材料，且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關于該晶體的說法錯誤的是()A．氮化碳屬于共價晶體，比金剛石的硬度更大B．該晶體中每個碳原子與4個氮原子相連，每個氮原子與3個碳原子相連，氮化碳的化學式為C