第15講3.3分子晶體(含答案)?2024年高中化學(xué)同步精品講

義(選擇性必修二)第15課分子晶體

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.學(xué)會判斷分子晶體。

2.了解分子晶體的性質(zhì)。

知識梳理

一、分子晶體的結(jié)構(gòu)

1.概念及微粒間的作用力

(1)概念：只含—的晶體稱為分子晶體。

(2)構(gòu)成分子晶體的微粒：—

(3)府子間的相互作用力：分子晶體內(nèi)相鄰分子間以分子間作用力(和)相互吸引，分子內(nèi)

原子之間以共價鍵結(jié)合。

2.分子晶體的結(jié)構(gòu)特征——堆積方式

分子密堆積分子非密堆積

作用力只有___________，無_____有_______和分子間—，它具有方向性

空間特點(diǎn)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(dāng)大的空隙

堆積方式分子看作球時，層與層間—對—分子看作球時，層與層間—對—

JkJkJkJ

舉例C60、干冰、12、。2HF、NH3、冰

3.常見分子晶體及物質(zhì)類別

物質(zhì)種類實(shí)例

所有非金屬氯化物H20>NH3、CH4、H2S、HC1等

部分非金屬單質(zhì)鹵素(X2)、02、N2、白磷(P4)、硫(S8)、C60、稀有氣體等

部分非金屬氧化物C02、P4O10、SO2、SO3等

幾乎所有的酸HNO3、H2sohH3Po八H2SQ等

絕大多數(shù)有機(jī)物苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等

【特別提醒】金剛石、二氧化硅不是分子晶體。

二、分子晶體的性質(zhì)

1.分子晶體的物理特性

①分子晶體具有熔、沸點(diǎn)較

②硬度較。

③固態(tài)_導(dǎo)電。

2.分子晶體熔沸點(diǎn)低的原因

分子晶體中粒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(diǎn)較密度

較_，硬度較_,—易熔化和揮發(fā)。所有在常溫下呈_____的物質(zhì)、常溫下呈—的物質(zhì)（除汞外）、易升華

的物質(zhì)都屬于分子晶體，熔化時，一般只破壞、一（作用力較弱），不破壞。

3.分子晶體的熔、沸點(diǎn)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—，物質(zhì)熔化或汽化時需要的能量就越

物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越

②比較分子晶體的熔、沸點(diǎn)高低，實(shí)際上就是比較分子間作用力（包括范德華力和氫鍵）的

A.組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越—,范德華力越—,熔、沸點(diǎn)越。如O2_N2,Hl_HBr_HCL

B.相對分子質(zhì)量相等或相近時，—分子的范德華力大，熔、沸點(diǎn)如CO_N2。

C.能形成的物質(zhì)，熔、沸點(diǎn)較—o如H2O_H2Te_H2Se_H2S,HF_HCLNE—P%。

D.燼、鹵代燒、醇、醛、粉酸等有機(jī)物一般隨分子中碳原子數(shù)的—，熔、沸點(diǎn)一，如C2H6_CH4,C2H5。

CH3CI,CH3COOH＞HCOOH..

E.在烷燒的同分異構(gòu)體中，一般來說，支鏈數(shù)越熔沸點(diǎn)越如沸點(diǎn)：正戊烷N異戊烷之新戊烷；芳香

化合物苯環(huán)上的同分異構(gòu)體一般按照“_位＞_位＞_位”的順序。

4.分子晶體的導(dǎo)電性

分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)不均不存在自由離子，因而不能導(dǎo)電，易溶于水的電解質(zhì)在水中全部或部

分電離而能夠?qū)щ姡蝗苡谒奈镔|(zhì)或易溶于水的非電解質(zhì)自身不能導(dǎo)電。

三、兩種典型分子晶體的組成和結(jié)構(gòu)

1.冰（分子非密堆積形式）

①冰中水分子之間的相互作用力除范德華力外還有，冰晶體主要是水分子依靠而形成的。

②氫鍵的方向性一I個水分子與周圍一個水分子相結(jié)合一水分子中的

氧原子不通過共價鍵結(jié)合2個氫原子）共4個氫原子。

J通過氫鍵結(jié)合2個氫原子」

③氫鍵較_T分子間距離增—并在水分子中間留有空隙一冰的密度比液態(tài)水的

當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時一^~＞冰的結(jié)構(gòu)部分解體一水分子旬的空隙減—一密度反而增—

超過4C1時科守也網(wǎng)》分子間距離_一密度漸漸

④為什么水在4c時的密度最大？

氫鍵的存在迫使在四面體中心的水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引，這一排列使冰

晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙，其密度比液態(tài)水小。當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時，

熱運(yùn)動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子間的空隙減小，密度反而增大。超過4c時，由于熱運(yùn)動加劇，分子間

距離加大，密度逐漸減小，所以4c時水的密度最大。

2.干冰（分子密堆積形式）

①分子間作用力為范德華力。

②CO2的晶胞類型為面心立方結(jié)構(gòu)。

xj

頂角：8一

③81:j-共4個

屬于晶胞的CO2分子數(shù)

面心、：6x-y-=3

④每個分子周圍距離最近且相等

C02

的CO2分子有12_個（同層、上層、下層各4個）。

⑤無數(shù)個晶胞在空間“無隙并置''形成晶體。

C02C02

【思考與討論p80］參考答案

在硫化氫晶體中，分子與分子之間以范德華力相結(jié)合，分子的排列特征是分子密堆積，即一個硫化氫分

子周圍有12個緊鄰分子。在冰晶體中，分子與分子之間主要以氫鍵相結(jié)合，而氫鍵具有方向性和飽和性,

一個水分子的氧原子只能與另外兩個水分子的氫原子形成氫鍵，該水分子的兩個氫原子只能分別與另外的

水分子的氧原子形成氫鍵，所以一個水分子周圍只有4個緊鄰分子。

四、分子晶體的判斷

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)成分子晶體的微粒是—，微粒間的作用力是

2.依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷：分子晶體熔點(diǎn)常在數(shù)百度以下甚至更低溫度。

3.依據(jù)晶體的導(dǎo)電性判斷：分子晶體為一導(dǎo)體，但部分分子晶體溶于水后能導(dǎo)電，如HQ。

4.依據(jù)晶體的硬度和機(jī)械性能判斷：分子晶體硬度—且較

5.依據(jù)物質(zhì)的分類判斷：大多數(shù)非金屬單質(zhì)（除金剛石、石墨、晶體硅等）、非金屬氫化物、非金屬氧化物（除

SiCh外）、幾乎所有的_、絕大多數(shù)（除有機(jī)鹽外）是分子晶體。

6.依據(jù)揮發(fā)性判斷：一般易揮發(fā)的物質(zhì)呈一時都屬于分子晶體。

7.根據(jù)溶解性判斷：分子晶體的溶解性遵循“相似相溶”規(guī)律。

問題探究

A問題一分子晶體的結(jié)構(gòu)

【典例I］下列有關(guān)冰和干冰的敘述中不正確的是（）

A.干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體

B.冰是由氫鍵形成的晶體，每個水分子周圍有4個緊鄰的水分子

C.干冰的熔點(diǎn)比冰的熔點(diǎn)低得多，常壓下易升華

D.干冰中只存在范德華力，不存在氫鍵，一個分子周圍有12個緊鄰的分子

【變式1-1］正硼酸（HWOJ是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體，層內(nèi)的H；BO|通過氫鍵相連（如圖所示）。下列

有關(guān)說法正確的是（）

A.正硼酸晶體屬于離子晶體，熔點(diǎn)很高

B.H’BO,的化學(xué)性質(zhì)主要與氫鍵有

C.ImolHiBO］晶體中有6moi氫建

D.分子中硼原子最外層不是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

【變式1-2】C*）分子和C6G晶胞示意圖如圖所示。下列關(guān)于Cg晶體的說法不正確的是（

C6G分子C6G的晶胞

A.C”）晶體可能具有很高的熔、沸點(diǎn)

B.Qs晶體可能易溶于四氯化碳中

c.Go晶體的一個晶胞中含有的碳原子數(shù)為240

D.Qq晶體中每個Cg分子與12個C分子緊鄰

A問題二分子晶體的性質(zhì)

［典例2］下列有關(guān)說法正確的是（）

A.分子晶體中只存在范德華力

B.分子晶體熔化時共價鍵斷裂

C.分子晶體中氫鍵越強(qiáng)，分子越穩(wěn)定

D.分子晶體中一定含有分子間作用力，不一定含有化學(xué)鍵

【變式2-1】科研人員制出了由18個碳原子構(gòu)成的環(huán)碳分子（如圖示）。對該物質(zhì)的說法正確的是（）

A.與互為同素異形體

B.硬度大、熔點(diǎn)高

C.與乙快互為同系物

D.是一種共價晶體

【變式2?2】下列說法正確的是（）

A.冰融化時，分子中H-O鍵發(fā)生了斷裂

B.分子晶體中，分子間作用力越大，對應(yīng)的物質(zhì)越穩(wěn)定

C.共價晶體中，共價鍵越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)就越高

D.分子晶體中，共價鍵越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)就越高

A問題三分子晶體的判斷

【典例3］下列屬于分子晶體的化合物是（）

A.碘B.金剛石C.干冰D.NaCl

【變式3-1］下列性質(zhì)適合于分子晶體的是（）

A.熔點(diǎn)1070C,易溶水，水溶液導(dǎo)電

B.熔點(diǎn)10.31℃,液態(tài)不導(dǎo)電,水溶液能導(dǎo)電

C.熔點(diǎn)3570℃,難溶于水,熔化時不導(dǎo)電

D.熔點(diǎn)97.81℃質(zhì)軟、導(dǎo)電、密度0.97g/cm?

【變式3-2】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、P4、CIOH8B.PCb、82、H2SO4

C.SO2、SiC)2、P2O5D.CCL、H2O、NazCh

強(qiáng)化訓(xùn)練

基化

I.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.下列物質(zhì)屬于分子晶體的是

①冰：②二毓化硅；③碘；④銅；⑤固態(tài)的僦

A.僅①③B.僅②③⑤C.僅⑤D.僅①③⑤

3.第28屆國際地質(zhì)大會提供的資料顯示，海底蘊(yùn)藏著大量的天然氣水合物，俗稱“可燃冰“可燃冰''是一

種晶體，晶體中平均每46個H?0分子構(gòu)建成8個籠，每個籠可容納1個CH4分子或|個游離的也0分子。

若晶體中每8個籠有6個容納了CH,分子，另外2個籠被游離H?。分子填充，則“可燃冰”的平均組成可表

示為

A.3cH4此。B.CH43H2OC.CH46H2OD.CH48H2O

4.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.I個CH,晶胞中含有8個CH』分子

C.甲烷晶體熔化時需克服共價鍵

D.晶體中1個CH,分子周圍有12個緊鄰的CH,分子

5.氮晶體的升華能是0.105而冰的升華能則為46.9kJmol能解釋這一事實(shí)的敘述是

①氮原子間僅存在范德華力②冰中有氫鍵③氮原子之間的化學(xué)鍵很弱④水分子之間的共價鍵強(qiáng)

A.①②B.@(3)C.①④D.③④

6.下列關(guān)于分子品休的說法正確的是

A.晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定

B.在分子晶體中一定存在共價鍵

C.冰和Bn都是分子晶體

D.稀有氣體不能形成分子晶體

7.下列說法中正確的是（）

A.冰融化時，分子中H—0鍵發(fā)生斷裂

B.共價晶體中，共價鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高

C.分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔、沸點(diǎn)一定越高

D.分子晶體中，分子間作用力越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定

8.如圖所示，甲、乙、丙分別表示C、二氧化碳、碘晶體的晶胞結(jié)構(gòu)模型。

請回答下列問題:

（1）Qo的熔點(diǎn)為280℃,從晶體類型來看，C6O屬晶體。

（2）二氧化碳晶胞中顯示出的二氧化碳分子數(shù)為14,實(shí)際上一個二氧化碳晶胞中含有個二氧

化碳分子，二氧化碳分子中。鍵與乃鍵的個數(shù)比為。

（3）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)碘晶胞中長方體的長、寬、高分別為acm、bcm、ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則碘晶體的密

3

度為g-cnro

能力提升

1.我國力爭于2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO?利用的研究熱點(diǎn)之一。下列關(guān)于CH,和CO?說

法正確的是

干冰晶胞

A.CO2中C原子采用sp?雜化

B.CH,鍵角大于CO2鍵角

C.CH?分子中含有極性共價鍵，是極性分子

D.干冰中每個CO2分子周圍緊鄰12個C0?分子

2.某分子晶體結(jié)構(gòu)模型如圖，下列說法正確的是

A.該模型可.以表示CO2的分子模型

B.圖中每個線段代表化學(xué)鍵

C.表示的是含有非極性共價鍵的分子

D.空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔沸點(diǎn)高

3.水是生命之源，水的狀態(tài)除了氣、液、固之外，還有玻璃態(tài)。玻璃態(tài)水是由液態(tài)水急速冷卻到-108C時

形成的一種無定形狀態(tài)，其密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述正確的是

A.玻璃態(tài)水中也存在范德華力與氫鍵

B.玻璃態(tài)水是分子晶體

C.玻璃態(tài)中水分子間距離比普通液態(tài)水中分子間距離大

D.玻璃態(tài)水中氧原子為sd雜化

4.璘元素有白磷、紅瞬等單質(zhì)，白璘（巳）分子結(jié)構(gòu)及晶胞如卜圖所示，白磷和紅磷轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式為.此

（白磷，s）=4P、（紅磷，s）AH<0；下列說法正確的是

。表示P4

白磷分子白磷晶胞

A.P』分子中的P-P-P鍵角為109。28'

B.白磷和紅磷互為同位素

C.白磷晶體中1個巳分子周圍有8個緊鄰的H分子

D.白磷和紅磷在。2中充分燃燒生成等量"O,G）,白磷放出的熱量更多

5.某課題組發(fā)現(xiàn)水團(tuán)簇最少需要21個水分子才能實(shí)現(xiàn)溶劑化，即1個水分子周圍至少需要20個水分子,

才能將其“溶解”（"溶解''時，水團(tuán)簇須形成四面體）。下列敘述正確的是

A.（乩0）“中水分子之間的作用力主要是范德華力

B.（H。Z和（乩。）》互為同系物

C.加熱（也0/變?yōu)椋ㄒ?,還破壞了極性鍵

D.（HQ）”晶體屬于分子晶體

6.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.分子晶體熔融時化學(xué)鍵不被破壞

C.分子晶體中，一定存在分子間作用力和共價鍵

D.分子晶體中，分子間作用力越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定

O

7.我國疾控中心利用尿素（II）制備出了兩種低溫消毒劑：三聚國酸（

HN-C—NH2

和二氯異冢尿酸鈉（）0已知：尿素分子中配有原子共平面。下列說法錯誤的是

A.尿素分子中鍵角NNCO與鍵角NHNC基本相等

B.三聚制酸晶體屬于分子晶體

C.基態(tài)N原子的電了?的空間運(yùn)動狀態(tài)有5種

D.二氯異軌尿酸鈉中元素的電負(fù)性：N>O>Na

8.（1）水分子間存在一種“氫鍵”（介于范德華力與化學(xué)鍵之間）的作用，彼此結(jié)合而形成（比0施在冰中每個

水分子被4個水分子包圍形成變形的正四面體，通過氫鍵相互連接成龐大的分子晶體，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖（I）

表示：

①1mol冰中有mol氫犍。

②在冰的結(jié)構(gòu)中，每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接。在冰晶體中除氫鍵外，還存在范德華力(11

kJinor1)0己知冰的升華熱是51kJ-moK',則冰晶體中氫鍵的能量是kJmor1o

③氨氣極易溶于水的原因之一也與氫鍵有關(guān)。請判斷NH3溶于水后，形成的NH3H2O的合理結(jié)構(gòu)是

［填圖(2)中的序號］。

(2)圖(3)折線c可以表達(dá)出第族元素氫化物的沸點(diǎn)的變化規(guī)律。兩位同學(xué)對某主族元素氫化物的沸

點(diǎn)的變化趨勢畫出了兩條折線a和b,你認(rèn)為正確的是：(填"a”或"b”)；部分有機(jī)物的熔沸點(diǎn)見下

表：

OH

OHI

CH3&

硝基苯酚

CH4CH3cH3

(CH)2CH

23艇T

NQt

沸點(diǎn)/℃-164-88.6—0.5熔點(diǎn)/℃4596114

由這些數(shù)據(jù)你能得出的結(jié)論是：,(至少寫2條)。

第15課分子晶體

學(xué)習(xí)目標(biāo)

i.學(xué)會判斷分子晶體。

2.了解分子晶體的性質(zhì)。

知識梳理

一、分子晶體的結(jié)構(gòu)

1.概念及微粒間的作用力

(1)概念：只含分子的晶體稱為分子晶體。

(2)構(gòu)成分子晶體的微粒：分子

(3)粒子間的相互作用力：分子晶體內(nèi)相鄰分子間以分子間作用力(范德華力和氫鍵)相互吸引，分子內(nèi)原

子之間以共價鍵結(jié)合。

2.分子晶體的結(jié)構(gòu)特征——堆積方式

分子密堆積分子非密堆積

作用力只有范德華力,無氫鍵有范德華力和分子間氫鍵,它具有方向性

空間特點(diǎn)每個分子周圍一般有12個緊鄰的分子空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙

堆積方式分子看作球時，層與層間球心對空隙分子看作球時，層與層間球心對琮心

W

舉例

C6。、干冰、L、02HF、NH?、冰

3.常見分子晶體及物質(zhì)類別

物質(zhì)種類熨例

所有非金屬氫化物

比0、N%、CH&、H2S>HC1等

部分非金屬單質(zhì)鹵素(X2)、02、N2、白磷(P。、硫0)、CM、稀有氣體等

部分非金屬氧化物CO?、PQ10、SO?、S03等

幾乎所有的酸

HNO3、H2so4、H3Po4、H2SQ3等

絕大多數(shù)有機(jī)物苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等

【特別提醒】金剛石、二氧化硅不是分子晶體。

二、分子晶體的性質(zhì)

1.分子晶體的物理特性

①分子晶體具有熔、沸點(diǎn)較低。

②硬度較小。

③固態(tài)丕導(dǎo)電。

2.分子晶體熔沸點(diǎn)低的原因

分子晶體中粒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(diǎn)較低，密度

較小，硬度較小，較易熔化和揮發(fā)。所有在常溫卜.呈催的物質(zhì)、常溫卜呈液態(tài)的物質(zhì)（除汞外）、易升華的

固住物質(zhì)都屬于分子晶體，熔化時，一般只破壞范德華力、氫鍵（作用力較弱），不破壞化學(xué)鍵。

3.分子晶體的熔、沸點(diǎn)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(diǎn)就越高。

②比較分子晶體的熔、沸點(diǎn)高低，實(shí)際上就是比較分子間作用力（包括范德華力和氫鍵）的大小。

A.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(diǎn)越應(yīng)。如022用，HI>HBr>HCIo

B.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(diǎn)應(yīng)，如C0NN2。

C.能形成氫鍵的物質(zhì),熔、沸點(diǎn)較直。如HzONHzTeNFhSeNHf,HF>HC1,NH3>PH3o

D呢、鹵代燒、醇、醛、撥酸等有機(jī)物一般隨分子中碳原子數(shù)的增加，熔、沸點(diǎn)出宣，如C2H6NCH4,C2H5QRH3C,

CH?COOH>HCOOHo

E.在烷燒的同分異構(gòu)體中，一般來說，支鏈數(shù)越多，熔沸點(diǎn)越低，如沸點(diǎn)：正戊烷N異戊烷N新戊烷；芳香

化合物苯環(huán)上的同分異構(gòu)體一般按照“鄰位>回位〉對位”的順序。

4.分子晶體的導(dǎo)電性

分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)不均不存在自由離子，因而不能導(dǎo)電，易溶于水的電解質(zhì)在水中全部或部

分電離而能夠?qū)щ姡蝗苡谒奈镔|(zhì)或易溶于水的非電解質(zhì)自身不能導(dǎo)電。

三、兩種典型分子晶體的組成和結(jié)構(gòu)

L冰（分子非密堆積形式）

①冰中水分子之間的相互作用力I除范德華力外還有氫鍵，冰晶體主要是水分子依靠氫鍵而形成的。

②氫鍵的方向性-1個水分子與周圍生個水分子相結(jié)合一水分子中的

n-十廣通過共價鍵結(jié)合2個氫原子一|4人

氧原子T卜共4個氫原子。

「通過氫鍵結(jié)合2個氫原子」

③氫鍵較是一分子間距離增大并在水分子中間留有空隙一冰的密度比液態(tài)水的小。

當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時」冰的結(jié)構(gòu)部分解體一水分子訶的空隙減小-密度反而增大

超過4c時熱運(yùn)勁加劇>分子間距離?加大-密度漸漸減小

④為什么水在4c時的密度最大？

氫鍵的存在迫使在四面體中心的水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引，這一排列使冰

晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙，其密度比液態(tài)水小。當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時，

熱運(yùn)動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子間的空隙減小，密度反而增大。超過4c時，由于熱運(yùn)動加劇，分子間

距離加大，密度逐漸減小，所以4C時水的密度最大。

2.干冰（分子密堆積形式）

①分子間作用力為范德華力。

②CO2的晶胞類型為面心立方結(jié)構(gòu)。

⑸廣頂角：8x可=1

屬于晶胞的COZ分子數(shù)卜共4個

「面心：6X-y-=3-I

④每個CO2分子周圍距離最近且相等

的CO2分子有旦個（同層、上層、下層各4個）。

⑤無數(shù)個CO2晶胞在空間“無隙并置''形成CO2晶體。

【思考與討論P(yáng)80］參考答案

在硫化氫晶體中，分子與分子之間以范德華力相結(jié)合，分子的排列特征是分子密堆積，即一個硫化氫分

子周圍有12個緊鄰分子。在冰晶體中，分子與分子之間主要以氫鍵相結(jié)合，而氫鍵具有方向性和飽和性，

一個水分子的氧原子只能與另外兩個水分子的氫原子形成氫鍵，該水分子的兩個氫原子只能分別與另外的

水分子的氧原子形成氫鍵，所以一個水分子周圍只有4個緊鄰分子。

四、分子晶體的判斷

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(diǎn)判斷：分子晶體熔點(diǎn)低，常在數(shù)百度以下甚至更低溫度。

3.依據(jù)晶體的導(dǎo)電性判斷：分子晶體為韭導(dǎo)體，但部分分子晶體溶于水后能導(dǎo)電，如HC1。

4.依據(jù)晶體的硬度和機(jī)械性能判斷：分子晶體硬度小且較脆。

5.依據(jù)物質(zhì)的分類判斷：大多數(shù)非金屬單質(zhì)（除金剛石、石墨、晶體硅等）、非金屬氫化物、非金屬氧化物（除

Si02外）、兒乎所有的酸、絕大多數(shù)有血物（除有機(jī)鹽外）是分子晶體。

6.依據(jù)揮發(fā)性判斷：一般易揮發(fā)的物質(zhì)呈固態(tài)時都屬于分子晶體。

7.根據(jù)溶解性判斷：分子晶體的溶解性遵循“相似相溶”規(guī)律。

問題探究

A問題一分子晶體的結(jié)構(gòu)

【典例1】下列有關(guān)冰和干冰的敘述中不正確的是（）

A.干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體

B.冰是由氫鍵形成的晶體，每個水分子周圍有4個緊鄰的水分子

C.干冰的熔點(diǎn)比冰的熔點(diǎn)低得多，常壓下易升華

D.干冰中只存在范德華力，不存在氫鍵，一個分子周圍有12個緊鄰的分子

【答案】A

【解析】A.干冰是由分子密堆積形成的晶體，冰晶體中水分子間采用非緊密堆積的方式形成晶體，A不正

確;B.冰晶體中水分子間除了范德華力之外還有氫鍵，由于氫鍵具有方向性，每個水分子周圍只有.4個緊

鄰的水分子，B正確;C.干冰熔化時只克服范德華力，而冰熔化需要克服范德華力和氫鍵，氫鍵的能量比范

德華力大得多，所以干冰的熔點(diǎn)比冰的熔點(diǎn)低得多，且常壓下易升華，C正確;D.干冰晶體中CO2分子間

只存在范德華力，分子采用緊密堆枳方式，一個CO2分子周圍有12個緊鄰的CO2分子，D正確;故選A。

【解題必備】分子晶體的結(jié)構(gòu)特征——堆積方式

分子密堆積分子非密堆積

作用力只有分子間作用力，無氫鍵有分子間氫鍵，它具有方向性

空間特點(diǎn)每個分子周圍一般有12個緊鄰的分子空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙

堆積方式分子看作球時，層與層間球心對空隙分子看作球時，層與層間球心對球心

j

舉例、、冰

Ceo、干冰、I2、02HFNH3

【變式正硼酸（H'BOJ是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體，層內(nèi)的HaBO,通過氫鍵相連（如圖所示）。下列

有關(guān)說法正確的是（）

A.正硼酸晶體屬于離子晶體，熔點(diǎn)很高B.MBO,的化學(xué)性質(zhì)主要與氫鍵有C.Imol

H3BO3晶體中有6moi氫鍵D.分子中硼原子最外層不是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

【答案】D

【解析】A.層內(nèi)的H3BO3通過氫鍵相連，正硼酸晶體屬于分子晶體，熔點(diǎn)低，故A錯誤;B.H3BO3的

化學(xué)性質(zhì)主要與分子內(nèi)共價鍵有關(guān)，與氫鍵無關(guān)，故B錯誤;C.每摩硼酸分子形成6摩氫鍵，每摩氫鍵2

摩分子共用，lmolH、BO3晶體中有3moi氫鍵，故C錯誤;D.分子中硼原子最外層只有6個電子，不是8

電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D正確;故選D。

【變式1-2】Go分子和C何晶胞示意圖如圖所示。下列關(guān)于C6G晶體的說法不正確的是（）

CM分子C6G的晶胞

A.C6G晶體可能具有很高的熔、沸點(diǎn)B.，晶體可能易溶于四氯化碳中

C.晶體的一個晶胞中含有的碳原子數(shù)為240D.晶體中每個分子與12個C分子緊鄰

【答案】A

【解析】A.構(gòu)成C6G晶體的基本微粒是分子，因此C6G晶體是分子晶體，不可能具有很高的熔、沸點(diǎn)，A

錯誤;B.由于C6G是非極性分子，其可能易溶于四氯化碳中，B正確;C.每個Qo的晶胞中含有的C6G分子數(shù)為

8xJ+6x4=4,因此含有的碳原子數(shù)為4x60=240,C正確;D.如果以晶胞中一個頂點(diǎn)的分子為研究對

o2

3

象，則共用這個頂點(diǎn)的面的面心的G1c分子與其距離最近且相等，有］x8=12個，D正確;故選A。

A問題二分子晶體的性質(zhì)

【典例2］下列有關(guān)說法正確的是（）

A.分子晶體中只存在范德華力

B.分子晶體熔化時共價鍵斷裂

C.分子晶體中氫鍵越強(qiáng)，分子越穩(wěn)定

D.分子晶體中一定含有分子間作用力，不一定含有化學(xué)鍵

【答案】D

【解析】A.分子晶體中除存在分子間作用力，還可能存在氫鍵，故A錯誤;B.分子晶體熔化時破壞范德華

力或氫鍵；故B正確；C.分子穩(wěn)定性與共價鍵的鍵能有關(guān)，鍵能越大分子越穩(wěn)定，故C錯誤;D.稀有氣

體只有分子間作用力，無化學(xué)鍵，故D正確;答案：故選D。

【解題必備】分子晶體的物理特性

①分子晶體具有熔、沸點(diǎn)較低。

②硬度較小。

③固態(tài)不導(dǎo)電。

【變式2-1】科研人員制出了由18個碳原子構(gòu)成的環(huán)碳分子（如圖示）。對該物質(zhì)的說法正確的是（）

A.與C6G互為同素異形體

B.硬度大、熔點(diǎn)高

C.與乙快互為同系物

D.是一種共價晶體

【答案】A

【解析】A.由結(jié)構(gòu)簡式可知，環(huán)碳分子與碳60是由碳元素形成的不同種單質(zhì)，互為同素異形體，故A正

確;B.由結(jié)構(gòu)簡式可知，環(huán)碳分子是由分子構(gòu)成的硬度小、熔點(diǎn)低的分子晶體，故B錯誤;C.由結(jié)構(gòu)簡式

可知，環(huán)碳分子是單質(zhì)，與乙狹結(jié)構(gòu)不同，不可能互為同系物，故C錯誤;D.由結(jié)構(gòu)簡式可知，環(huán)碳分子

是由分子構(gòu)成的硬度小、熔點(diǎn)低的分子晶體，故D錯誤;故選A。

【變式2?2】下列說法正確的是（）

A.冰融化時，分子中H-0鍵發(fā)生了斷裂

B.分了晶體中，分了間作用力越大，對應(yīng)的物質(zhì)越穩(wěn)定

C.共價晶體中，共價鍵越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)就越高

D.分子晶體中，共價鍵越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)就越高

【答案】C

【解析】A.冰融化時發(fā)生物理變化，不破壞化學(xué)鍵，分子中H-0鍵不發(fā)生斷裂，A錯誤;B.分子晶體中，

分子間作用力越大，對應(yīng)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高，而分子的穩(wěn)定性與分子內(nèi)化學(xué)鍵強(qiáng)弱有關(guān)，與分子之間的

作用力大小無關(guān)，B錯誤;C.共價晶體熔化克服共價鍵，共價晶體中，共價鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高，C正確;D.分

子晶體中分子間作用力越強(qiáng)，熔點(diǎn)越盲，共價鍵越強(qiáng)，則分子越穩(wěn)定，D錯誤;故選C。

A問題三分子晶體的判斷

【典例3］下列屬于分子晶體的化合物是（）

A.碘B.金剛石C.干冰D.NaCI

【答案】C

【解析】A.碘是單質(zhì)不是化合物，A錯誤;B.金剛石是單質(zhì)不是化合物，B錯誤;C.干冰由CCh分子組成，

屬丁分了晶體的化合物，C正確,D.NaCI屬丁高了晶體，D錯加故答案選C。

【解題必備】分子晶體的判斷方法

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(diǎn)判斷：分子晶體熔點(diǎn)低，常在數(shù)百度以下甚至更低溫度。

3.依據(jù)晶體的導(dǎo)電性判斷：分子晶體為非導(dǎo)體，但部分分子晶體溶于水后能導(dǎo)電，如HC1。

4.依據(jù)晶體的硬度和機(jī)械性能判斷：分子晶體硬度小且較脆。

5.依據(jù)物質(zhì)的分類判斷：大多數(shù)非金屬單質(zhì)（除金剛石、石墨、晶體硅等）、非金屬氫化物、非金屬氧化物（除

SiO2外）、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物（除有機(jī)鹽外）是分子晶體。

6.依據(jù)揮發(fā)性判斷：一股易揮發(fā)的物質(zhì)呈固態(tài)時都屬于分子晶體。

7.根據(jù)溶解性判斷：分子晶體的溶解性遵循“相似相溶”規(guī)律。

【變式3-1］下列性質(zhì)適合于分子晶體的是（）

A.熔點(diǎn)1070℃,易溶水，水溶液導(dǎo)電

B.熔點(diǎn)10.31C液態(tài)不導(dǎo)電,水溶液能導(dǎo)電

C.熔點(diǎn)3570c，難溶于水,熔化時不導(dǎo)電

D.熔點(diǎn)97.81C質(zhì)軟、導(dǎo)電、密度0.97g/cm3

【答案】B

【解析】A.熔點(diǎn)1070C,易溶于水，水溶液導(dǎo)電，屬于離子晶體的特點(diǎn)，故A錯誤;B.熔點(diǎn)為I0.31C,

熔點(diǎn)低，符合分子晶體的特點(diǎn)；液態(tài)不導(dǎo)電，是由于液態(tài)時，只存在分子，沒有離子；水溶液能導(dǎo)電，溶

于水后，分子在水分子的作用下，電離出自由移動的離子；故B正確；C.熔點(diǎn)3570C,難溶于水，融化

時不導(dǎo)電，屬于原子品體的特點(diǎn)，故C錯誤;D.金屬鈉熔點(diǎn)為97.81℃,質(zhì)軟、導(dǎo)電，密度（）.97g/cm3,為

金屬晶體的特點(diǎn)，故D錯誤;答案：故選B。

【變式3?2】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.N%、P4、CioHsB.PCI3、82、H2SO.1

C.SO2、SiO?、P2O5D.CCL、H2O、Na2O2

【答案】C

【解析】A選項(xiàng)中，PM白磷）為單質(zhì)，不是化合物；C選項(xiàng)中，SiO?為共價晶體；D選項(xiàng)中，NazCh是離子

化合物屬于離子晶體。

強(qiáng)化訓(xùn)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

【答案】B

【解析】A.分子晶體是分子通過相鄰分子間的作用力形成的，只含分子的晶體一定是分子晶體，故A正

確;B.碘晶體屬r-分子晶體，升華時破壞了分子間作用力，故B錯誤;C.幾乎所有的酸都是由分子構(gòu)成的,

故幾乎所有的酸都屬于分子晶體，故C正確;D.稀有氣體是由原子直接構(gòu)成的，只含原子，故稀有氣體的

晶體屬于分子晶體，故D正確。故選B。

2.下列物質(zhì)屬于分子晶體的是

①冰；②二氧化硅；③碘；④銅：⑤固態(tài)的氨

A.僅①③B.僅②③⑤C.僅⑤D.僅①③⑤

【答案】D

【分析】分子通過分子間作用力互相結(jié)合形成的晶體叫做分子晶體。

【解析】①冰、③碘、⑤固態(tài)的氫都是分子通過分子間作用力結(jié)合而成的晶體，屬于分子晶體；②二氧化

硅是共價晶體；④銅是金屬晶體，故選D;答案選D。

3.第28屆國際地質(zhì)大會提供的資料顯示，海底蘊(yùn)藏著大量的天然氣水合物，俗稱“可燃冰”。“可燃冰”是一

種晶體，晶體中平均每46個H?0分子構(gòu)建成8個籠，每個籠可容納1個CH4分子或1個游離的H20分子。

若晶體中每8個籠有6個容納了CH,分子，另外2個籠被游離山。分子填充，則“可燃冰”的平均組成可表

示為

A.3CH4H2OB.CH4-3H2OC.CH4-6H2OD.CH4-8H2O

【答案】D

【解析】“可燃冰”是一種晶體，晶體中平均每46個H。分子構(gòu)建8個籠，每個籠內(nèi)可容納一個CH,分子,

另外2個籠被游離的H?。分子填充，因此6個籠中有6個甲烷分子，共48個水分子，則“可燃冰”平均分子

組成可表示為：6CH448H2O=CH48H2O；故選D。

4.甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，卜.列說法正確的是

A.甲烷晶胞中的球只代表1個C原子

B.I個CH,晶胞中含有8個CH』分子

C.甲烷晶體熔化時需克服共價鍵

D.晶體中1個CH4分子周圍有12個緊鄰的CH,分子

【答案】D

【解析】A.甲烷晶體為分子晶體，晶胞中的每個球都代表1個CH」分子，A不正確;B.根據(jù)均攤法，1個

CH」晶胞中含有CHJ分子的數(shù)目為8x：+6x4=4,B不正確;C.甲烷晶體為分子晶體，熔化時只需克服分

o2

子間的作用力，不需要破壞分子內(nèi)的共價鍵，C不正確;D.晶體中以左下頂點(diǎn)的I個CH4分子為例，周圍

3

有緊鄰的CM分子數(shù)為］X8=12,D正確;故選D。

5.氮晶體的升華能是0.105kJmcl1,而冰的升華能則為46.9kJmoi能解釋這一事實(shí)的敘述是

①氫原子間僅存在范德華力②冰中有氫鍵③氮原子之間的化學(xué)鍵很弱④水分子之間的共價鍵強(qiáng)

A.①②B.(2X3)C.①④D.③④

【答案】A

【解析】氮晶體為分子晶體，氮原子間僅存在范德華力，升華過程需要破壞分子間作用力；冰也是分子晶

體，但是分子間存在氫鍵，導(dǎo)致其升華需要較高的能量；其兩者的升華過程不涉及共價鍵的強(qiáng)弱；故選①

②。故選A。

6.下列關(guān)于分子晶體的說法正確的是

A.晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定

B.在分子晶體中一定存在共價鍵

C.冰和Bn都是分子晶體

D.稀有氣體不能形成分子晶體

【答案】C

【解析】A.分子晶體中的分子間作用力越大，晶體的熔沸點(diǎn)越高，屬于物理性質(zhì)，而物質(zhì)的穩(wěn)定性為化學(xué)

性質(zhì)，二者沒有直接關(guān)系，故A錯誤；B.在分子晶體中不一定存在共價鍵，如稀有氣體的單原子分子，不

存在共價鍵，故B錯誤；C.冰和Bn均由分子構(gòu)成，均屬于分子晶體，故C正確；D.稀有氣體構(gòu)成微粒

是分子，可形成分子晶體，故D錯誤；故選C。

7.下列說法中正確的是()

A.冰融化時.分子中H-O鍵發(fā)牛斷裂

B.共價晶體中，共價鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高

C.分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的熔、沸點(diǎn)一定越高

D.分子晶體中，分子間作用力越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定

【答案】B

【解析】A.冰是分子晶體，融化時克服分子間作用力，發(fā)生物理變化，分子內(nèi)的H-0鍵不斷裂，A選項(xiàng)錯

誤；B.共價晶體熔融時破壞共價鍵，所以共價鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高，B選項(xiàng)正確；C.分子晶體融化時克服分

子間作用力，與共價鍵鍵能無關(guān)，C選項(xiàng)錯誤；D.分子間作用力影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，與物質(zhì)的穩(wěn)定性無

美,D選項(xiàng)錯誤；答案選B。

8.如圖所示，甲、乙、丙分別表示C、二氧化碳、碘晶體的晶胞結(jié)構(gòu)模型。

甲乙丙

請回答下列問題：

(1)CM的熔點(diǎn)為280℃,從晶體類型來看，C60屬晶休。

(2)二氧化碳晶胞中顯示出的二氧化碳分子數(shù)為14,實(shí)際上一個二氧化碳晶胞中含有個二氧

化碳分子，二氧化碳分子中。鍵與萬鍵的個數(shù)比為。

(3)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)碘晶胞中長方體的長、寬、高分別為acm、bcm、ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則碘晶體的密

度為g-cnr3.

1016

【答案】分子41：1分子分子間作用力工

abcN.

【解析】(1)C60有固定的組成，不屬于空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于金剛石等原子晶體的熔沸點(diǎn)，應(yīng)為

分子晶體，故答案為：分子；

(2)二氧化碳的晶胞中，二氧化碳分子分布于晶胞的定點(diǎn)和面心位置，則晶胞中含有二氧化碳的分子數(shù)為

8x18+6x12=4,二氧化碳的分子結(jié)構(gòu)為O=C=C,每個分子中含有2個。鍵和2個兀鍵，所以G鍵與冗鍵的

個數(shù)比為1:1,故答案為：4：1:1；

(3)觀察碘晶胞不難發(fā)現(xiàn)，一個晶胞中含有碘分子數(shù)為8xl/8+6xI/2=4,即舍有8個碘原子。一個晶胞的

4x254101641016

體積為a3cm3,其質(zhì)量-g，則碘晶體的密度為FT廠g<m,故答案為：——0

N.abcNAabcNA

能力提升

1.我國力爭于2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO?利用的研究熱點(diǎn)之一。下列關(guān)于CH,和CO?說

A.CO?中C原子采用sp?雜化

B.。44鍵角大于CO?鍵角

C.CHq分子中含有極性共價鍵，是極性分子

D.干冰中每個CO2分子周圍緊鄰12個C02分子

【答案】D

【解析】A.CO2中心C原子式sp雜化，故A錯誤;B.甲烷是正四面體構(gòu)型，鍵角為109。2界，二氧化碳

為直線形分子，鍵角為180。，CH/建角小于CO?鍵角，故B錯誤;C.044分子中含有極性共價鍵，但分

子為正四面體，結(jié)構(gòu)對稱，是非極性分子，故C錯誤;D.干冰為面心立方堆枳，干冰中每個CO1分子周圍

緊鄰12個CO2分子，故D正確;故選D。

2.某分子晶體結(jié)構(gòu)模型如圖，下列說法正確的是

A.該模型可以表示CO?的分子模型

B.圖中每個線段代表化學(xué)鍵

C.表示的是含有非極性共價鍵的分子

D.空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔沸點(diǎn)高

【答案】A

【解析】A.該模型可以表示直線形分子模型，CO?為直線形分子，可以表示CO2分子模型，A正確;B.該

晶體為分子晶體，構(gòu)成分子晶體的微粒間是靠分子間的作用力，不是化學(xué)鍵，B錯誤;C.該分子內(nèi)的化學(xué)鍵

為極性鍵，此分子為直線型分子，為非極性分子，C錯誤;D.該晶體為分子晶體，微粒之間的作用力為范德

華力，熔沸點(diǎn)低，D錯誤；故選A。

3.水是生命之源，水的狀態(tài)除了氣、液、固之外，還有玻璃態(tài)。玻璃態(tài)水是由液態(tài)水急速冷卻到-108C時

形成的一種無定形狀態(tài)，其密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述正確的是

A.玻璃態(tài)水中也存在范德華力與氫鍵

B.玻璃態(tài)水是分子晶體

C.玻璃態(tài)中水分子間距離比普通液態(tài)水中分子間距離大

D.玻璃態(tài)水中氧原子為sp?雜化

【答案】A

【解析】A.普通水變成玻璃態(tài)水屬「物理過程，水的分子組成不變，故玻璃態(tài)水中也存在范德華力與氫鍵，

A正確;B.玻璃態(tài)水屬于無定形物質(zhì)，不存在晶體結(jié)構(gòu)，不是分子晶體，B錯誤;C.由題干信息可知，玻

璃態(tài)水“密度與普通液態(tài)水的密度相同”知，則兩種狀態(tài)的水中分了?間距離相同，C錯誤;D.水分子中中心原

子0周圍的價層電子對數(shù)為：2+1（6-2?=4,故氧原子均為sp3雜化，D錯誤;故答案為：Ao

4.磷元素有白磷、紅磷等單質(zhì)，白磷（巳）分子結(jié)構(gòu)及晶胞如卜圖所示，白磷和紅磷轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式為.死

（白磷，s）=4P、（紅磷，s）AH<0；下列說法正確的是

。表示P4

白磷晶胞

A.PJ分子中的P-P-P鍵角為1（）9。28'

B.白磷和紅磷互為同位素

C.白磷晶體中1個已分子周圍有8個緊鄰的R分子

D.白磷和紅磷在O?中充分燃燒生成等量ROMs），白磷放出的熱量更多

【答案】D

【解析】A.白磷分子為正四面體結(jié)構(gòu)，每個頂點(diǎn)1個P原子，分子中的P-P-P鍵角為60。，A錯誤:B.白

磷和紅磷互為同索異形體，B錯誤;C.白磷為面心立方