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1、分子晶體復(fù)習(xí)指導(dǎo)211131 江蘇省南京市江寧區(qū)湯山中學(xué) 林秋成分子晶體是四類晶體之一,在高考中占有十分重要的地位,下面我們就從三個(gè)方面把分子晶體的知識(shí)進(jìn)行歸類分析,希望能對(duì)同學(xué)們的學(xué)習(xí)有所幫助。一:雙基梳理概念:分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體叫做分子晶體。構(gòu)成微粒:分子。特例:稀有氣體為單原子分子。微粒間的作用力:分子間作用力,部分晶體中存在氫鍵。分子間作用力的大小決定了晶體的物理性質(zhì)。分子內(nèi)存在化學(xué)鍵(稀有氣體無(wú)):在晶體狀態(tài)改變時(shí)不被破壞。分子晶體內(nèi)如果只存在分子間作用力,采用密堆積結(jié)構(gòu),每個(gè)分子與12個(gè)分子等距離相鄰,例如CO2晶體。分子晶體的性質(zhì):一般而言,具有較低的熔、沸點(diǎn),易揮
2、發(fā),硬度較小。固體和熔融態(tài)都不導(dǎo)電。遵循相似相溶原理:非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑;極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。常見(jiàn)的分子晶體:所有非金屬氫化物,如水、硫化氫等。部分非金屬單質(zhì),如鹵素X2,氧氣等。(除金剛石、晶體硅、晶體硼、晶體鍺是原子晶體)。部分非金屬氧化物,如CO2、SO2、NO、CO等。(除SiO2是原子晶體)幾乎所有的酸,如HCl、H2SO4 等。絕大多數(shù)有機(jī)物,如苯、乙醇、葡萄糖等。幾類典型的晶體結(jié)構(gòu):干冰的晶體結(jié)構(gòu):干冰晶體中CO2分子之間只存在分子間力不存在氫鍵,因此干冰中CO2分子緊密堆積,每個(gè)CO2分子周圍,最近且等距離的CO2分子數(shù)目有12個(gè),其晶胞如圖所示:冰的晶體結(jié)
3、構(gòu):在冰的晶體中,每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子,形成正四面體。氫鍵不是化學(xué)鍵,比共價(jià)鍵弱得多卻跟共價(jià)鍵一樣具有方向性,而氫鍵的存在迫使四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子的相互吸引,這一排列使冰晶體中空間利用率不高,皆有相當(dāng)大的空隙使得冰的密度減小。由于每個(gè)水分子與四個(gè)水分子形成氫鍵,兩個(gè)水分子共有一個(gè)氫鍵,所以1 mol冰中含2mol 氫鍵。冰的結(jié)構(gòu)如圖二:考點(diǎn)聚焦考綱對(duì)分子晶體的考察集中在三個(gè)方面:了解化學(xué)鍵和分子間作用力的區(qū)別。 了解氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響,能列舉含有氫鍵的物質(zhì)。了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別
4、。因此命題常會(huì)從以下角度進(jìn)行構(gòu)思。熟悉常見(jiàn)的分子晶體及存在的作用力:作用力有分子內(nèi)和分子間兩種,分子內(nèi)主要是共價(jià)鍵,也可能沒(méi)有(主要是稀有氣體);分子間主要是分子間作用力,也可能有氫(如水)。會(huì)判斷晶體類別:常見(jiàn)的易混晶體熟記,如金剛石、晶體硅、晶體硼、晶體鍺、SiO2是原子晶體,其他大多非金屬單質(zhì)及氧化物均是分子晶體不熟悉的物質(zhì)要善于從性質(zhì)推測(cè)晶體類別,例如物質(zhì)具有較低的熔、沸點(diǎn),易揮發(fā),硬度較小;固體和熔融態(tài)都不導(dǎo)電;遵循相似相溶原理則很可能是分子晶體。四類晶體里,只有分子晶體存在分子。會(huì)比較分子晶體熔、沸點(diǎn)高低:比較時(shí)知道從分子間作用力和氫鍵兩個(gè)角度進(jìn)行比較,知道含有氫鍵的典型物質(zhì)有(H
5、F、H2O、NH3、C2H5OH、CH3COOH等),他們的分子間形成氫鍵時(shí),分子間作用力增大,熔沸點(diǎn)反常偏高。例如:H2OH2TeH2SeH2S,在水里溶解度大也與氫鍵有關(guān);而不含氫鍵的物質(zhì)熔、沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量和分子的極性有關(guān),一般說(shuō)來(lái),分子的相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高,硬度越大,例如:F2Cl2Br2I2,CO2CS2。分子的相對(duì)分子質(zhì)量相同,極性分子的熔、沸點(diǎn)大于非極性分子,如CON2。 ??疾炜臻g想象能力,比如考察干冰和冰的結(jié)構(gòu)。了解其他的分子晶體如白磷,C60中原子數(shù)與化學(xué)鍵數(shù)的關(guān)系。會(huì)用均攤法計(jì)算。三:典例剖析例1:下列各晶體中,含有的化學(xué)健類型相同且
6、晶體類型也相同的一組是 ASiO2和SO2 BSiO2和NaCl CNaCl和HCl DCCl4和CH4 解析:本題有機(jī)的把晶體問(wèn)題和化學(xué)鍵問(wèn)題聯(lián)系在一起,A中SiO2是原子晶體,B中NaCl是離子晶體,只有D中CCl4和CH4 都是分子晶體,均含共價(jià)鍵,故選D。例2:下列各組物質(zhì)中,熔點(diǎn)由高到低的是 AHI、HBr、HCl、HF B石英、食鹽、干冰、鉀 CCI4、CBr4、CCl4、CF4 DLi、Na、K、Rb解析: A中HF由于存在氫鍵,熔點(diǎn)最高,D中全是金屬晶體,熔點(diǎn)依次降低,C中全是分子晶體,而且不存在氫鍵,隨分子量降低,熔點(diǎn)降低,B中干冰與鉀順序不對(duì)。所以答案為C、D。例3:通常人
7、們把拆開(kāi)1mol 某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱,也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(H),化學(xué)反應(yīng)的H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差?;瘜W(xué)鍵SiOSiClHHHClSiSiSiC鍵能/ KJ·mol1460360436431176347 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: 比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低 (填或) SiC_ Si; SiCl4 _ SiO2 右圖立方體中心的“”表示硅晶體中的一個(gè)原子,請(qǐng)?jiān)诹⒎襟w的頂點(diǎn)用“”表示出與之緊鄰的硅原子。 工業(yè)上高純硅可通過(guò)下列反應(yīng)制?。篠iCl4 (g) + 2H2(g) Si(s) + 4
8、HCl(g) 該反應(yīng)的反應(yīng)熱H = _ KJ/mol解析:中四個(gè)物質(zhì)中SiCl4是分子晶體,其他是原子晶體,所以答案 如下圖 計(jì)算H 時(shí)須知,破壞1 mol Si(s) 需破壞2mol硅硅鍵,最后答案為+236。例4:已知氯化鋁的熔點(diǎn)為190(2202×lO5Pa),但它在180即開(kāi)始升華。 (1)氯化鋁是_。(填“離子化合物”“共價(jià)化合物”) (2)在500K和101×105Pa時(shí),它的蒸氣密度(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí))為11.92g·L1,試確定氯化鋁在蒸氣狀態(tài)時(shí)的化學(xué)式為_(kāi)。 (3)無(wú)水氯化鋁在空氣中強(qiáng)烈的“發(fā)煙”,其原因是_。 (4)設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的實(shí)驗(yàn),判斷氧化
9、鋁是離子化合物還是共價(jià)化合物。你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是_· 解析:根據(jù)氯化鋁熔點(diǎn)低及在180時(shí)開(kāi)始升華,判斷其為共價(jià)化合物。氯化鋁蒸氣時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量即為1192×224267,所以分子式為Al2Cl6。(1)共價(jià)化合物 (2)Al2Cl6 (3)氯化鋁與空氣中的水發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生HCl氣體,HCl在氣中形成酸霧而“發(fā)煙”。(4)在其熔融狀態(tài)下,試驗(yàn)其是否導(dǎo)電;若不導(dǎo)電是共價(jià)化合物。四:反饋練習(xí) 1:下列化學(xué)式表示物質(zhì)分子組成的是 ANaCl BCO2 CCl DSiO2 2:下列過(guò)程中,共價(jià)鍵被破壞的是 A碘升華 B溴蒸氣被木炭吸附 C酒精溶于水 DHCl氣體溶于水3共價(jià)鍵、離子鍵、
10、分子間作用力都是微粒間的作用力,下列物質(zhì)中含有以上兩種作用力的晶體是 ASiO2 BCCl4 CNaCl DNaOH 4結(jié)合課本上干冰晶體圖分析每個(gè)CO2分子周圍距離相等且最近的CO2分子數(shù)目為A6 B8 C10 D125鹵素互化物是指不同鹵素原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成的化合物,XX型鹵素互化物與鹵素單質(zhì)結(jié)構(gòu)相似、性質(zhì)相近。試回答下列問(wèn)題:鹵素互化物BrCl能發(fā)生下列反應(yīng)H2OBrCl=HBrOHClKBrBrCl=KClBr2寫(xiě)出KI與IBr反應(yīng)的化學(xué)方程式 。寫(xiě)出苯與(C6H6)與ICl發(fā)生取代反應(yīng)生成一鹵代物的化學(xué)方程式 。右圖是部分鹵素單質(zhì)和XX型鹵素互化物的沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系圖。它們的沸點(diǎn)隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高,其原因是 。試推測(cè)ICl的沸點(diǎn)所處的最小范圍 。答案:1B 2D 3BD A選項(xiàng)SiO2只有共價(jià)鍵;B選項(xiàng)CCl4既有共價(jià)鍵,又有分子間作用力;C選項(xiàng)只有離子
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