考點(diǎn)12-分子晶體(原卷版)

考點(diǎn)12分子晶體【核心考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一、分子晶體的概念和性質(zhì)1．分子晶體的概念只含分子的晶體，或者分子間以分子間作用力結(jié)合形成的晶體叫分子晶體。2．分子晶體中的粒子及粒子間的相互作用3．常見的典型分子晶體(1)所有非金屬氫化物：如H2O、H2S、NH3、CH4、HX(鹵化氫)等。(2)部分非金屬單質(zhì)：如X2(鹵素單質(zhì))、O2、H2、S8、P4、C60、稀有氣體等。(3)部分非金屬氧化物：如CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。(4)幾乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。(5)絕大多數(shù)有機(jī)物：如苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。4．分子晶體的物理性質(zhì)(1)分子晶體熔、沸點(diǎn)較低，硬度很小。(2)分子晶體不導(dǎo)電。(3)分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律?！竞诵臍w納】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(jī)物都是分子晶體。(2)依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用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(diǎn)低，在熔融狀態(tài)或固體時(shí)均不導(dǎo)電。2．分子晶體熔、沸點(diǎn)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(qiáng)，熔、沸點(diǎn)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(diǎn)越高，如CH3OH＞CH3CH3。(3)含有分子間氫鍵的分子晶體的熔、沸點(diǎn)反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。(4)對于有機(jī)物中的同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞＞。(5)烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機(jī)物一般隨分子中碳原子數(shù)的增加，熔、沸點(diǎn)升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。二、典型的分子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1．分子晶體的結(jié)構(gòu)特征分子密堆積分子非密堆積微粒間作用力范德華力范德華力和氫鍵空間特點(diǎn)通常每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子每個(gè)分子周圍緊鄰的分子數(shù)小于12個(gè)，空間利用率不高舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰2.常見分子晶體的結(jié)構(gòu)分析(1)冰晶體①結(jié)構(gòu)：冰晶體中，水分子間主要通過氫鍵形成晶體。由于氫鍵具有一定的方向性，一個(gè)水分子與周圍四個(gè)水分子結(jié)合，這四個(gè)水分子也按照同樣的規(guī)律再與其他的水分子結(jié)合。這樣，每個(gè)O原子周圍都有四個(gè)H原子，其中兩個(gè)H原子與O原子以共價(jià)鍵結(jié)合，另外兩個(gè)H原子與O原子以氫鍵結(jié)合，使水分子間構(gòu)成四面體骨架結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)可用下圖表示。②性質(zhì)：由于氫鍵具有方向性，冰晶體中水分子未采取密堆積方式，這種堆積方式使冰晶體中水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙。當(dāng)冰剛剛?cè)诨梢簯B(tài)水時(shí)，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過4℃時(shí)，分子間距離加大，密度逐漸減小。(2)干冰①結(jié)構(gòu)：固態(tài)CO2稱為干冰，干冰也是分子晶體。CO2分子內(nèi)存在C=O共價(jià)鍵，分子間存在范德華力，CO2的晶胞呈面心立方體形，立方體的每個(gè)頂角有一個(gè)CO2分子，每個(gè)面上也有一個(gè)CO2分子。每個(gè)CO2分子與12個(gè)CO2分子等距離相鄰(在三個(gè)互相垂直的平面上各4個(gè)或互相平行的三層上，每層上各4個(gè))(如圖所示)。②性質(zhì)：干冰的外觀很像冰，硬度也跟冰相似，熔點(diǎn)卻比冰低得多，在常壓下極易升華，在工業(yè)上廣泛用作制冷劑；由于干冰中的CO2之間只存在范德華力不存在氫鍵，密度比冰的高?！颈貍渲R基礎(chǔ)練】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(jià)鍵 B.分子晶體的熔點(diǎn)較高

C.分子晶體中一定存在氫鍵 D.分子晶體熔化時(shí)一定破壞了范德華力2．（2021·全國·高二課時(shí)練習(xí)）下列說法中，錯(cuò)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(shí)破壞了共價(jià)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3．(2021·煙臺高二檢測)下列說法正確的是()A．分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價(jià)鍵B．水加熱到很高的溫度都難以分解與氫鍵有關(guān)C．CO2晶體是分子晶體，可推測SiO2晶體也是分子晶體D．HF、HCl、HBr、HI的熔沸點(diǎn)隨著相對分子質(zhì)量的增加依次升高4．（2021·福建·泉州市第六中學(xué)高二期中）二茂鐵是一種具有芳香族性質(zhì)的有機(jī)金屬化合物，熔點(diǎn)為172℃，沸點(diǎn)249℃，100℃以上能升華。二茂鐵屬于A．原子晶體 B．分子晶體 C．金屬晶體 D．離子晶體5．(2020·淄博高二檢測)AB型化合物形成的晶體結(jié)構(gòu)多種多樣。下圖所示的幾種結(jié)構(gòu)所表示的物質(zhì)最有可能是分子晶體的是()A．①③B．②⑤C．⑤⑥D(zhuǎn)．③④⑤⑥6.(1)CO能與金屬Fe形成化合物Fe(CO)5,該化合物熔點(diǎn)為253K,沸點(diǎn)為376K,其固體屬于晶體。

(2)F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物,如ClF3、BrF3,常溫下它們都是易揮發(fā)的液體。ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的(填“高”或“低”)。

(3)下圖為CO2分子晶體結(jié)構(gòu)的一部分。觀察圖示可知,每個(gè)CO2分子周圍有個(gè)與之緊鄰的CO2分子;該結(jié)構(gòu)單元平均占有個(gè)CO2分子。

【關(guān)鍵能力提升練】7.（2021·天津靜?！じ叨A段練習(xí)）下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)與氫鍵無關(guān)的是A．冰的密度比水的小 B．乙醇在水中的溶解度C．金剛石熔點(diǎn)高 D．DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)8.干冰晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,即8個(gè)CO2分子占據(jù)立方體的頂點(diǎn),且在6個(gè)面的中心又各有1個(gè)CO2分子。在每個(gè)CO2分子周圍距離a(其中a為立方體棱長)的CO2分子有()A.4個(gè) B.8個(gè)C.12個(gè) D.6個(gè)9.（2021·河北·石家莊一中高二期末）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的結(jié)構(gòu)如圖，下列說法錯(cuò)誤的是A．分子中碳原子軌道的雜化類型為sp2雜化B．1molC60分子中σ鍵的數(shù)目為90NAC．1個(gè)C60分子中含有20個(gè)五邊形和12個(gè)六邊形D．C60分子晶胞是分子密堆積10．（2021·黑龍江·綏化市第一中學(xué)高二期中）下列有關(guān)微粒性質(zhì)的排列順序錯(cuò)誤的是A．GeX4(X表示Cl、Br或I)為分子晶體，熔沸點(diǎn)：GeCl4＜GeBr4＜GeI4B．共價(jià)鍵的極性：H2O2＞CO2＞NOC．還原性：H2O＜H2S＜H2SeD．中心原子的孤電子對數(shù)：BeCl2＜H2S＜OF211.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(結(jié)構(gòu)如圖)。下列有關(guān)說法正確的是()A.固態(tài)時(shí),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(jià)鍵C.從石墨中剝離石墨烯需要破壞氫鍵D.石墨烯具有導(dǎo)電性12．(2021·成都高二檢測)(1)比較下列化合物熔、沸點(diǎn)的高低(填“>”或“<”)。①CO2________SO2；②NH3________PH3；③O3________O2；④Ne________Ar；⑤CH3CH2OH________CH3OH；(2)已知AlCl3為分子晶體。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷氯化鋁是離子化合物還是共價(jià)化合物：___________________________________________________________________________________。13．水分子間存在一種“氫鍵”的作用(作用力介于范德華力與化學(xué)鍵之間)，彼此結(jié)合而形成(H2O)2。在冰中每個(gè)水分子被4個(gè)水分子包圍形成變形四面體，通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體。(1)1mol冰中有________mol“氫鍵”。(2)水蒸氣中常含有部分(H2O)2，要確定(H2O)2的存在，可采用的方法是_____。A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下把1L水蒸氣冷凝后與足量金屬鈉反應(yīng)，測產(chǎn)生氫氣的體積B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下把1L水蒸氣通過濃硫酸后，測濃硫酸增重的質(zhì)量C．該水蒸氣冷凝后，測水的pHD．該水蒸氣冷凝后，測氫氧原子個(gè)數(shù)比(3)水分子可電離生成兩種含有相同電子數(shù)的粒子，其電離方程式為__________________________。已知在相同條件下雙氧水的沸點(diǎn)明顯高于水的沸點(diǎn)，其可能原因是_________________________________________________________________________。(4)在冰晶體中除氫鍵外，還存在范德華力(11kJ·mol－1)。已知冰的升華熱是51kJ·mol－1，則冰晶體中氫鍵的能量是________kJ·mol－1?！緦W(xué)科素養(yǎng)拔高練】14.碳及其化合物的用途廣泛,碳元素不僅能形成豐富多彩的有機(jī)化合物,而且還能形成多種無機(jī)化合物,同時(shí)自身可以形成多種單質(zhì)。(1)C60分子形成的晶體中,在晶胞的頂點(diǎn)和面心均含有一個(gè)C60分子,則一個(gè)C60晶胞的質(zhì)量約為。

(2)干冰和冰是兩種常見的分子晶體,下列關(guān)于這兩種晶體的比較正確的是。

a.晶體的密度:干冰>冰b.晶體的熔點(diǎn):干冰>冰c.晶體的空間利用率:干冰>冰d.晶體中分子間相互作用力類型相同(3)金剛石晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示,立方BN的結(jié)構(gòu)與金剛石