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高中化学第二节 分子晶体与共价晶体说课课件ppt
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这是一份高中化学第二节 分子晶体与共价晶体说课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了知识点一，分子间作用力，化学键，典型的分子晶体，非金属氢化物，非金属单质，非金属氧化物，有机物，知识点二，密堆积等内容，欢迎下载使用。
[素养发展目标] 1．能辨识常见的分子晶体，并能从微观角度分析分子晶体中各构成微粒之间的相互作用及其对分子晶体物理性质的影响，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2．能利用分子晶体的通性判断常见的分子晶体，理解分子晶体中微粒的堆积模型，并能用“均摊法”对晶胞进行分析。
知识点一 分子晶体的构成及物理性质
2．分子晶体的物理性质(1)熔、沸点和硬度：分子晶体熔化时只破坏_______________，而不破坏________。由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较___，硬度_____。(2)导电性：分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不导电。(3)溶解性：符合“相似相溶”规律，极性分子一般易溶于极性溶剂，非极性分子一般易溶于非极性溶剂。
1．干冰升华的过程中破坏共价键吗？提示：干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。2．现有下列三组物质，你能判断出它们的熔、沸点由低到高的顺序吗？ (1)HF、HCl、HBr(2)Cl2、Br2、I2(3)丙烷、正丁烷、异丁烷提示：(1)HCl
1．下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是( )A．固态氢B．固态氖C．磷D．三氧化硫解析：稀有气体分子都属于单原子分子，因此稀有气体形成的晶体属于分子晶体且由原子直接构成。
2．相比于其他晶体，分子晶体的熔、沸点较低，硬度较小的本质原因是( )A．构成晶体的基本微粒是分子B．熔融时不导电C．基本构成微粒间以分子间作用力相结合D．分子间存在氢键解析：分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质原因是其基本构成微粒间的相互作用——范德华力及氢键相对于化学键来说比较弱。
3．下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是( )①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2 ⑥H2A．①②③④⑤⑥B．③②①⑤④⑥C．③②①④⑤⑥D．⑥⑤④③②①解析：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，熔、沸点越高，故熔、沸点：③>②>①；相对分子质量接近的分子，极性越强，熔、沸点越高，故熔、沸点：④＞⑤。
知识点二 分子晶体的结构特征
1．分子晶体的结构特征
2.两种典型分子晶体的结构(1)冰 ①水分子之间的主要作用力是_____(当然也存在__________)；②_____有方向性，它的存在迫使在_____________的每个水分子与_____________方向的__个相邻水分子相互吸引，使冰晶体中的水分子的空间利用率不高。
(2)干冰①干冰中的CO2分子间只存在__________；②每个晶胞中有__个CO2分子，____个原子；③CO2分子的配位数(一个分子周围紧邻分子的数目)为____，密度比冰的___。
1．常温下，液态水中水分子在不停地做无规则的运动。0 ℃以下，水凝结为冰，其中的水分子排列由杂乱无序变得十分有序。(1)冰晶体中存在哪几种微粒间的相互作用？(2)冰融化成水时破坏的作用力是什么？(3)为什么液态水的密度大于冰的密度？提示：(1)共价键、氢键、范德华力。(2)氢键和范德华力。(3)由于在冰的晶体中，水分子之间形成氢键，水分子之间以缔合分子的形式存在，占据的空间增大，密度减小。
2．硫化氢分子和水分子结构相似，但是硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，这是为什么？提示：硫化氢分子间只有范德华力，采取分子密堆积形式，而水分子间存在氢键，采取分子非密堆积形式。
1．干冰熔点很低的原因是( )A．CO2是非极性分子B．C===O的键能很小C．CO2化学性质不活泼D．CO2分子间的作用力较弱解析：干冰是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越小，分子间的作用力越弱，熔、沸点越低，所以干冰熔点很低是由于CO2分子间的作用力较弱，与键能、化学性质等无关。
2.结合干冰晶胞图分析每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为( )A．6B．8C．10D．12解析：干冰晶体中CO2分子间作用力只有范德华力，采取分子密堆积形式，一个分子周围有12个紧邻的分子，D项正确。
3.如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子。下列有关说法正确的是( )A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B．冰晶体具有空间网状结构，熔点很高C．水分子间通过H—O形成冰晶体D．冰晶体刚刚融化时，水分子之间的空隙增大
解析：水分子中氧原子采取sp3杂化，每个水分子都可以与另外四个水分子形成氢键，而氢键具有方向性，所以每个水分子与另外四个水分子形成四面体，A项正确；冰晶体属于分子晶体，熔点较低，B项错误；水分子间通过分子间作用力形成冰晶体，C项错误；冰晶体刚刚融化时，氢键部分断裂，水分子之间的空隙减小，D项错误。
1．下列关于分子晶体的说法正确的是( )A．分子间作用力越大，分子越稳定B．一定存在共价键C．冰和固体Br2都是分子晶体D．稀有气体不能形成分子晶体解析：分子晶体中分子间作用力越大，晶体的熔点越高，但不影响分子的稳定性，A项错误；在稀有气体形成的分子晶体中只有分子间作用力，而无共价键，B、D项错误。
2．下列各组物质各自形成晶体，其中均属于分子晶体的化合物是( )A．NH3、HD、C10H18B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、C60、P2O5D．CCl4、Na2S、H2O2解析：分子晶体的构成微粒为分子。HD属于分子晶体，但为单质，故A错误；PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体，且为化合物，故B正确；C60属于分子晶体，但为单质，故C错误；Na2S为离子化合物，不属于分子晶体，故D错误。
3．SiCl4的分子结构与CCl4相似，下列对其进行的推测中，不正确的是( )A．SiCl4晶体是分子晶体B．常温、常压下SiCl4是气体C．SiCl4分子是由极性键形成的非极性分子D．SiCl4的熔点高于CCl4
解析：由于SiCl4具有分子结构，所以属于分子晶体。常温、常压下SiCl4是液体。CCl4的分子结构是正四面体形，SiCl4与CCl4的分子结构相似，故SiCl4的分子结构也是正四面体形，是含极性键的非极性分子。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在SiCl4分子间、CCl4分子间均只含有范德华力，SiCl4的相对分子质量比CCl4的大，所以SiCl4的分子间作用力比CCl4的大，熔、沸点比CCl4的高。
4．C60分子和C60晶胞的示意图如图所示。下列关于C60晶体的说法不正确的是( )A．C60晶体可能具有很高的熔、沸点B．C60晶体可能易溶于四氯化碳C．C60晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为240D．C60晶体中每个C60分子与12个C60分子紧邻
5．下表数据是对应物质的熔点： (1)BCl3分子的空间结构为平面正三角形，则BCl3分子为______(填“极性”或“非极性”，下同)分子，其分子中的共价键类型为________键。
(2)BF3的熔点比BCl3的________(填“高”“低”或“无法确定”)；下列化学用语中，能正确表示BF3分子的是________(填字母)。 (3)AlCl3是________(填“离子”或“共价”)化合物，属于________(填“强”或“弱”)电解质，它的晶体类型为________。设计一个可靠的实验，判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是_________________________________________________________。
在熔融状态下，验证其是否导电，若不导电，则是共价化合物
(4)AlCl3在177.8 ℃时升华，气态或熔融态以Al2Cl6形式存在，则可推知Al2Cl6在固态时属于________晶体。
[基础检测]1．下列有关分子晶体的说法正确的是( )A．固态时能导电B．分子间一定存在范德华力C．分子间一定存在氢键D．分子晶体全部为化合物解析：分子晶体固态时不导电，故A项错误；分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较强的氮、氧、氟原子结合的氢原子的分子之间或分子之内，故B项正确，C项错误；部分非金属单质也是分子晶体，故D项错误。
2．如图是甲烷晶体的晶胞结构，图中每个小球代表一个甲烷分子(甲烷分子分别位于立方体的顶角和面心)。下列有关该晶体的说法正确的是( )A．该晶体与HI的晶体类型不同B．该晶体熔化时只需要破坏共价键C．SiH4的稳定性强于甲烷D．每个甲烷分子周围与它最近且等距的甲烷分子有12个
解析：甲烷晶体与HI晶体均属于分子晶体，A项错误；甲烷晶体属于分子晶体，熔化时只需要破坏分子间作用力，不需要破坏共价键，B项错误；C的非金属性比Si的强，所以SiH4的稳定性弱于甲烷，C项错误；根据晶胞的结构可知，以晶胞中顶角上的甲烷分子为研究对象，与它最近且等距的甲烷分子分布在立方体的3个面心上，每个顶角上的甲烷分子被8个立方体共用，每个面心上的甲烷分子被2个立方体共用，所以每个甲烷分子周围与它最近且等距的甲烷分子有 ＝12个，D项正确。
3．医院在进行外科手术时，常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂，已知HgCl2有如下性质：①HgCl2晶体熔点较低；②HgCl2熔融状态下不导电；③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述正确的是( )A．HgCl2晶体属于分子晶体B．HgCl2属于离子化合物C．HgCl2属于强电解质D．HgCl2属于非电解质解析：由HgCl2的性质可知，HgCl2晶体属于分子晶体，属于共价化合物，是弱电解质。
4．海底有大量的天然气水合物，可满足人类1 000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个H2O分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为( )A．CH4·14H2OB．CH4·8H2OC．CH4· H2OD．CH4·6H2O
解析：天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个H2O分子构建8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充，则6个笼中有6个甲烷分子，水分子有46＋2＝48个，故天然气水合物的平均组成可表示为6CH4·48H2O，即CH4·8H2O。
5．中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法不正确的是( )A．由于氢键的存在，HF的稳定性强于H2SB．由于氢键的存在，乙醇比甲醚(CH3—O—CH3)更易溶于水C．由于氢键的存在，沸点：HF>HI>HBr>HClD．由于氢键的存在，冰能浮在水面上
解析：HF的氢键存在于分子之间，与稳定性没有关系，HF的稳定性强于H2S是因为F的非金属性强于S，故A错误；乙醇分子可以与水分子形成氢键，所以乙醇比甲醚更易溶于水，故B正确；组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高，HF分子间存在氢键，导致沸点：HF>HI>HBr>HCl，故C正确；由于氢键的存在，使得冰中水分子间的空隙变大，密度小于液态水，所以冰能浮在水面上，故D正确。
6．正硼酸(H3BO3)是一种片层结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是( )A．正硼酸晶体不属于分子晶体B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关C．分子中硼原子最外层为8电子稳定结构D．1 ml H3BO3晶体中含有3 ml氢键解析：A项，正硼酸晶体属于分子晶体；B项，H3BO3分子的稳定性与分子内的共价键有关，与分子间氢键无关；C项，分子中的硼原子不符合8电子稳定结构；D项，1个H3BO3分子平均含有3个氢键。
7．(2022·石嘴山第三中学高二质检)“冰面为什么滑？”这与冰层表面的结构有关，下列有关说法正确的是( )A．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解B．第一层“固态冰”中，水分子间通过共价键形成空间网状结构C．第二层“准液体”中，水分子间形成共价键的机会减少，形成氢键的机会增加D．当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑
解析：A.水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间形成的氢键无关，A错误；B.分子间不存在共价键，应该是通过氢键形成空间网状结构，B错误；C.分子间不存在共价键，应该是形成氢键的机会减少，C错误；D.当温度达到一定数值时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏，使一部分水分子能够自由流动，从而产生“流动性的水分子”，使冰面变滑，D正确。
8．如图所示，甲、乙分别表示C60、碘晶体的晶胞结构模型。 请回答下列问题：(1)C60的熔点为280 ℃，从晶体类型来看，C60属于________晶体。解析：C60熔点较低，属于分子晶体。
(2)①碘晶体属于________晶体；②碘晶体熔化过程中克服的作用力为____________；③假设碘晶胞中长方体的长、宽、高分别为a cm、b cm、c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则碘晶体的密度为____________g·cm－3。
9．卤素互化物指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。试回答下列问题：(1)如图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的熔点与其相对分子质量的关系图。它们的熔点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是_______________________________________________。解析：卤素单质及XX′型卤素互化物都是双原子分子，组成和结构相似，其相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高。
相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高
(2)卤素互化物可发生反应：H2O＋BrCl===HBrO＋HCl、KBr＋BrCl===KCl＋Br2。①写出KI与IBr反应的化学方程式：___________________；②若要验证①中的反应能否发生，请你设计一个简单的实验方案：_________________________________________________________________________________。
KI＋IBr===KBr＋I2
向反应混合液中滴加几滴淀粉溶液，若变蓝，则证明反应能发生，否则反应不能发生
解析：①KI与IBr反应的化学方程式为KI＋IBr===KBr＋I2。②欲验证①中的反应能否发生，实际上是证明是否有I2生成，检验I2生成的方法是向反应混合液中滴加几滴淀粉溶液，若变蓝，则证明反应能发生，否则反应不能发生。
(3)试推测ICl的熔点所处的最小范围：_________________________。解析：依据图像给出的信息，随着相对分子质量的增大，熔点逐渐升高，由ICl的相对分子质量可知，其熔点所处的最小范围应介于Br2和IBr的熔点之间。
介于Br2和IBr的熔点之间
[素养提升]10．下列叙述不正确的是( )A．冰中的每个水分子形成4个氢键B．熔、沸点：CH(CH3)3＞CH3CH2CH2CH3C．卤素互化物ClF3的熔、沸点比BrF3的低D．正四面体结构的分子中，化学键的键角不一定是109°28′，可能为60°
解析：冰中的每个水分子形成4个氢键，A项正确；相对分子质量相同的烷烃，其支链越多，熔、沸点越低，即熔、沸点：CH(CH3)3＜CH3CH2CH2CH3，B项错误；组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高，所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低，C项正确；正四面体结构的P4分子的键角是60°，D项正确。
11．据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，它的分子式为C60Si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有Si60结构。下列叙述不正确的是( )A．该物质有很高的熔点、很大的硬度B．该物质形成的晶体属于分子晶体C．该物质分子中C60被包裹在Si60里面D．该物质的相对分子质量为2 400
解析：根据分子式及信息可知，该物质形成的晶体是分子晶体，不可能有很高的熔点和很大的硬度，故A错误、B正确；因为硅原子半径大于碳原子半径，所以该物质分子中C60被包裹在Si60里面，故C正确；该物质的相对分子质量为12×60＋28×60＝2 400，故D正确。
12．冰晶胞结构如图所示。下列有关说法不正确的是( )A．冰晶胞内水分子间主要以氢键结合B．每个冰晶胞平均含有8个水分子C．氢键具有方向性和饱和性，也是σ键的一种D．已知冰中氢键的键能为18.5 kJ·ml－1，而常见的冰的熔化热为336 J·g－1，这说明冰变成液态水时，氢键部分被破坏(假设熔化热全部用于破坏氢键)
解析：冰晶胞内水分子间主要以氢键结合，A项正确；由冰晶胞的结构可知，每个冰晶胞平均占有的分子个数为 ＝8，B项正确；氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，C项错误；冰中氢键的键能为18.5 kJ·ml－1，1 ml冰中含有2 ml氢键，而常见的冰的熔化热为336 J·g－1，即6.048 kJ·ml－1，说明冰变为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键，D项正确。
13．有四组同一族元素所形成的不同物质，在101 kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示：
下列各项判断正确的是( )A．第④组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键的键能最大B．第③组与第④组相比较，化合物的稳定性：HBr＞H2SeC．第③组物质溶于水后，溶液的酸性：HF＞HCl＞HBr＞HID．第①组物质是分子晶体，一定含有共价键
解析：第④组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子之间可以形成氢键，A不正确；Se和Br同为第四周期元素，Br的非金属性较强，故氢化物的稳定性：HBr＞H2Se，B正确；第③组物质溶于水后，HF溶液的酸性最弱，C不正确；第①组物质是分子晶体，但分子中不一定含有共价键，如稀有气体中无共价键，D不正确。
14．如图为干冰的晶胞结构示意图。 (1)一个晶胞中有________个二氧化碳分子；通过观察分析，有________种取向不同的CO2分子。解析：CO2位于顶角和面心，分子数为 ；顶角为1种取向，三对平行面分别为1种取向，所以共有4种取向。
(2)在干冰中撒入镁粉，用红热的铁棒引燃后，再盖上另一块干冰，出现的现象为________________________________________________________，反应的化学方程式是___________________________。解析：镁粉在干冰中继续燃烧，发出耀眼的白光，并有黑色物质生成。
镁粉在干冰中继续燃烧，发出耀眼的白光，并有黑色物质生成
(3)干冰的熔点低，常压下极易________，在工业上的一个重要用途是________________。(4)将CO2分子视作质点，设晶胞边长为a pm，则紧邻的两个CO2分子的距离为________pm，其密度ρ＝________________g·cm－3(不必化简，列出计算式即可，设阿伏加德罗常数的值为NA)。
[素养发展目标] 1．能辨识常见的分子晶体，并能从微观角度分析分子晶体中各构成微粒之间的相互作用及其对分子晶体物理性质的影响，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2．能利用分子晶体的通性判断常见的分子晶体，理解分子晶体中微粒的堆积模型，并能用“均摊法”对晶胞进行分析。
知识点一 分子晶体的构成及物理性质
2．分子晶体的物理性质(1)熔、沸点和硬度：分子晶体熔化时只破坏_______________，而不破坏________。由于分子间作用力很弱，所以分子晶体的熔、沸点一般较___，硬度_____。(2)导电性：分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或自由电子，因而分子晶体在固态和熔融状态下都不导电。(3)溶解性：符合“相似相溶”规律，极性分子一般易溶于极性溶剂，非极性分子一般易溶于非极性溶剂。
1．干冰升华的过程中破坏共价键吗？提示：干冰升华的过程中破坏分子间作用力，不破坏共价键。2．现有下列三组物质，你能判断出它们的熔、沸点由低到高的顺序吗？ (1)HF、HCl、HBr(2)Cl2、Br2、I2(3)丙烷、正丁烷、异丁烷提示：(1)HCl
1．下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是( )A．固态氢B．固态氖C．磷D．三氧化硫解析：稀有气体分子都属于单原子分子，因此稀有气体形成的晶体属于分子晶体且由原子直接构成。
2．相比于其他晶体，分子晶体的熔、沸点较低，硬度较小的本质原因是( )A．构成晶体的基本微粒是分子B．熔融时不导电C．基本构成微粒间以分子间作用力相结合D．分子间存在氢键解析：分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质原因是其基本构成微粒间的相互作用——范德华力及氢键相对于化学键来说比较弱。
3．下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是( )①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2 ⑥H2A．①②③④⑤⑥B．③②①⑤④⑥C．③②①④⑤⑥D．⑥⑤④③②①解析：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，熔、沸点越高，故熔、沸点：③>②>①；相对分子质量接近的分子，极性越强，熔、沸点越高，故熔、沸点：④＞⑤。
知识点二 分子晶体的结构特征
1．分子晶体的结构特征
2.两种典型分子晶体的结构(1)冰 ①水分子之间的主要作用力是_____(当然也存在__________)；②_____有方向性，它的存在迫使在_____________的每个水分子与_____________方向的__个相邻水分子相互吸引，使冰晶体中的水分子的空间利用率不高。
(2)干冰①干冰中的CO2分子间只存在__________；②每个晶胞中有__个CO2分子，____个原子；③CO2分子的配位数(一个分子周围紧邻分子的数目)为____，密度比冰的___。
1．常温下，液态水中水分子在不停地做无规则的运动。0 ℃以下，水凝结为冰，其中的水分子排列由杂乱无序变得十分有序。(1)冰晶体中存在哪几种微粒间的相互作用？(2)冰融化成水时破坏的作用力是什么？(3)为什么液态水的密度大于冰的密度？提示：(1)共价键、氢键、范德华力。(2)氢键和范德华力。(3)由于在冰的晶体中，水分子之间形成氢键，水分子之间以缔合分子的形式存在，占据的空间增大，密度减小。
2．硫化氢分子和水分子结构相似，但是硫化氢晶体中，一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子，而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子，这是为什么？提示：硫化氢分子间只有范德华力，采取分子密堆积形式，而水分子间存在氢键，采取分子非密堆积形式。
1．干冰熔点很低的原因是( )A．CO2是非极性分子B．C===O的键能很小C．CO2化学性质不活泼D．CO2分子间的作用力较弱解析：干冰是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越小，分子间的作用力越弱，熔、沸点越低，所以干冰熔点很低是由于CO2分子间的作用力较弱，与键能、化学性质等无关。
2.结合干冰晶胞图分析每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为( )A．6B．8C．10D．12解析：干冰晶体中CO2分子间作用力只有范德华力，采取分子密堆积形式，一个分子周围有12个紧邻的分子，D项正确。
3.如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子。下列有关说法正确的是( )A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B．冰晶体具有空间网状结构，熔点很高C．水分子间通过H—O形成冰晶体D．冰晶体刚刚融化时，水分子之间的空隙增大
解析：水分子中氧原子采取sp3杂化，每个水分子都可以与另外四个水分子形成氢键，而氢键具有方向性，所以每个水分子与另外四个水分子形成四面体，A项正确；冰晶体属于分子晶体，熔点较低，B项错误；水分子间通过分子间作用力形成冰晶体，C项错误；冰晶体刚刚融化时，氢键部分断裂，水分子之间的空隙减小，D项错误。
1．下列关于分子晶体的说法正确的是( )A．分子间作用力越大，分子越稳定B．一定存在共价键C．冰和固体Br2都是分子晶体D．稀有气体不能形成分子晶体解析：分子晶体中分子间作用力越大，晶体的熔点越高，但不影响分子的稳定性，A项错误；在稀有气体形成的分子晶体中只有分子间作用力，而无共价键，B、D项错误。
2．下列各组物质各自形成晶体，其中均属于分子晶体的化合物是( )A．NH3、HD、C10H18B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、C60、P2O5D．CCl4、Na2S、H2O2解析：分子晶体的构成微粒为分子。HD属于分子晶体，但为单质，故A错误；PCl3、CO2、H2SO4均属于分子晶体，且为化合物，故B正确；C60属于分子晶体，但为单质，故C错误；Na2S为离子化合物，不属于分子晶体，故D错误。
3．SiCl4的分子结构与CCl4相似，下列对其进行的推测中，不正确的是( )A．SiCl4晶体是分子晶体B．常温、常压下SiCl4是气体C．SiCl4分子是由极性键形成的非极性分子D．SiCl4的熔点高于CCl4
解析：由于SiCl4具有分子结构，所以属于分子晶体。常温、常压下SiCl4是液体。CCl4的分子结构是正四面体形，SiCl4与CCl4的分子结构相似，故SiCl4的分子结构也是正四面体形，是含极性键的非极性分子。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在SiCl4分子间、CCl4分子间均只含有范德华力，SiCl4的相对分子质量比CCl4的大，所以SiCl4的分子间作用力比CCl4的大，熔、沸点比CCl4的高。
4．C60分子和C60晶胞的示意图如图所示。下列关于C60晶体的说法不正确的是( )A．C60晶体可能具有很高的熔、沸点B．C60晶体可能易溶于四氯化碳C．C60晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为240D．C60晶体中每个C60分子与12个C60分子紧邻
5．下表数据是对应物质的熔点： (1)BCl3分子的空间结构为平面正三角形，则BCl3分子为______(填“极性”或“非极性”，下同)分子，其分子中的共价键类型为________键。
(2)BF3的熔点比BCl3的________(填“高”“低”或“无法确定”)；下列化学用语中，能正确表示BF3分子的是________(填字母)。 (3)AlCl3是________(填“离子”或“共价”)化合物，属于________(填“强”或“弱”)电解质，它的晶体类型为________。设计一个可靠的实验，判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是_________________________________________________________。
在熔融状态下，验证其是否导电，若不导电，则是共价化合物
(4)AlCl3在177.8 ℃时升华，气态或熔融态以Al2Cl6形式存在，则可推知Al2Cl6在固态时属于________晶体。
[基础检测]1．下列有关分子晶体的说法正确的是( )A．固态时能导电B．分子间一定存在范德华力C．分子间一定存在氢键D．分子晶体全部为化合物解析：分子晶体固态时不导电，故A项错误；分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较强的氮、氧、氟原子结合的氢原子的分子之间或分子之内，故B项正确，C项错误；部分非金属单质也是分子晶体，故D项错误。
2．如图是甲烷晶体的晶胞结构，图中每个小球代表一个甲烷分子(甲烷分子分别位于立方体的顶角和面心)。下列有关该晶体的说法正确的是( )A．该晶体与HI的晶体类型不同B．该晶体熔化时只需要破坏共价键C．SiH4的稳定性强于甲烷D．每个甲烷分子周围与它最近且等距的甲烷分子有12个
解析：甲烷晶体与HI晶体均属于分子晶体，A项错误；甲烷晶体属于分子晶体，熔化时只需要破坏分子间作用力，不需要破坏共价键，B项错误；C的非金属性比Si的强，所以SiH4的稳定性弱于甲烷，C项错误；根据晶胞的结构可知，以晶胞中顶角上的甲烷分子为研究对象，与它最近且等距的甲烷分子分布在立方体的3个面心上，每个顶角上的甲烷分子被8个立方体共用，每个面心上的甲烷分子被2个立方体共用，所以每个甲烷分子周围与它最近且等距的甲烷分子有 ＝12个，D项正确。
3．医院在进行外科手术时，常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂，已知HgCl2有如下性质：①HgCl2晶体熔点较低；②HgCl2熔融状态下不导电；③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述正确的是( )A．HgCl2晶体属于分子晶体B．HgCl2属于离子化合物C．HgCl2属于强电解质D．HgCl2属于非电解质解析：由HgCl2的性质可知，HgCl2晶体属于分子晶体，属于共价化合物，是弱电解质。
4．海底有大量的天然气水合物，可满足人类1 000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个H2O分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为( )A．CH4·14H2OB．CH4·8H2OC．CH4· H2OD．CH4·6H2O
解析：天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个H2O分子构建8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充，则6个笼中有6个甲烷分子，水分子有46＋2＝48个，故天然气水合物的平均组成可表示为6CH4·48H2O，即CH4·8H2O。
5．中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法不正确的是( )A．由于氢键的存在，HF的稳定性强于H2SB．由于氢键的存在，乙醇比甲醚(CH3—O—CH3)更易溶于水C．由于氢键的存在，沸点：HF>HI>HBr>HClD．由于氢键的存在，冰能浮在水面上
解析：HF的氢键存在于分子之间，与稳定性没有关系，HF的稳定性强于H2S是因为F的非金属性强于S，故A错误；乙醇分子可以与水分子形成氢键，所以乙醇比甲醚更易溶于水，故B正确；组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高，HF分子间存在氢键，导致沸点：HF>HI>HBr>HCl，故C正确；由于氢键的存在，使得冰中水分子间的空隙变大，密度小于液态水，所以冰能浮在水面上，故D正确。
6．正硼酸(H3BO3)是一种片层结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是( )A．正硼酸晶体不属于分子晶体B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关C．分子中硼原子最外层为8电子稳定结构D．1 ml H3BO3晶体中含有3 ml氢键解析：A项，正硼酸晶体属于分子晶体；B项，H3BO3分子的稳定性与分子内的共价键有关，与分子间氢键无关；C项，分子中的硼原子不符合8电子稳定结构；D项，1个H3BO3分子平均含有3个氢键。
7．(2022·石嘴山第三中学高二质检)“冰面为什么滑？”这与冰层表面的结构有关，下列有关说法正确的是( )A．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解B．第一层“固态冰”中，水分子间通过共价键形成空间网状结构C．第二层“准液体”中，水分子间形成共价键的机会减少，形成氢键的机会增加D．当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑
解析：A.水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间形成的氢键无关，A错误；B.分子间不存在共价键，应该是通过氢键形成空间网状结构，B错误；C.分子间不存在共价键，应该是形成氢键的机会减少，C错误；D.当温度达到一定数值时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏，使一部分水分子能够自由流动，从而产生“流动性的水分子”，使冰面变滑，D正确。
8．如图所示，甲、乙分别表示C60、碘晶体的晶胞结构模型。 请回答下列问题：(1)C60的熔点为280 ℃，从晶体类型来看，C60属于________晶体。解析：C60熔点较低，属于分子晶体。
(2)①碘晶体属于________晶体；②碘晶体熔化过程中克服的作用力为____________；③假设碘晶胞中长方体的长、宽、高分别为a cm、b cm、c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则碘晶体的密度为____________g·cm－3。
9．卤素互化物指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。试回答下列问题：(1)如图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的熔点与其相对分子质量的关系图。它们的熔点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是_______________________________________________。解析：卤素单质及XX′型卤素互化物都是双原子分子，组成和结构相似，其相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高。
相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高
(2)卤素互化物可发生反应：H2O＋BrCl===HBrO＋HCl、KBr＋BrCl===KCl＋Br2。①写出KI与IBr反应的化学方程式：___________________；②若要验证①中的反应能否发生，请你设计一个简单的实验方案：_________________________________________________________________________________。
KI＋IBr===KBr＋I2
向反应混合液中滴加几滴淀粉溶液，若变蓝，则证明反应能发生，否则反应不能发生
解析：①KI与IBr反应的化学方程式为KI＋IBr===KBr＋I2。②欲验证①中的反应能否发生，实际上是证明是否有I2生成，检验I2生成的方法是向反应混合液中滴加几滴淀粉溶液，若变蓝，则证明反应能发生，否则反应不能发生。
(3)试推测ICl的熔点所处的最小范围：_________________________。解析：依据图像给出的信息，随着相对分子质量的增大，熔点逐渐升高，由ICl的相对分子质量可知，其熔点所处的最小范围应介于Br2和IBr的熔点之间。
介于Br2和IBr的熔点之间
[素养提升]10．下列叙述不正确的是( )A．冰中的每个水分子形成4个氢键B．熔、沸点：CH(CH3)3＞CH3CH2CH2CH3C．卤素互化物ClF3的熔、沸点比BrF3的低D．正四面体结构的分子中，化学键的键角不一定是109°28′，可能为60°
解析：冰中的每个水分子形成4个氢键，A项正确；相对分子质量相同的烷烃，其支链越多，熔、沸点越低，即熔、沸点：CH(CH3)3＜CH3CH2CH2CH3，B项错误；组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高，所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低，C项正确；正四面体结构的P4分子的键角是60°，D项正确。
11．据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，它的分子式为C60Si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有Si60结构。下列叙述不正确的是( )A．该物质有很高的熔点、很大的硬度B．该物质形成的晶体属于分子晶体C．该物质分子中C60被包裹在Si60里面D．该物质的相对分子质量为2 400
解析：根据分子式及信息可知，该物质形成的晶体是分子晶体，不可能有很高的熔点和很大的硬度，故A错误、B正确；因为硅原子半径大于碳原子半径，所以该物质分子中C60被包裹在Si60里面，故C正确；该物质的相对分子质量为12×60＋28×60＝2 400，故D正确。
12．冰晶胞结构如图所示。下列有关说法不正确的是( )A．冰晶胞内水分子间主要以氢键结合B．每个冰晶胞平均含有8个水分子C．氢键具有方向性和饱和性，也是σ键的一种D．已知冰中氢键的键能为18.5 kJ·ml－1，而常见的冰的熔化热为336 J·g－1，这说明冰变成液态水时，氢键部分被破坏(假设熔化热全部用于破坏氢键)
解析：冰晶胞内水分子间主要以氢键结合，A项正确；由冰晶胞的结构可知，每个冰晶胞平均占有的分子个数为 ＝8，B项正确；氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，C项错误；冰中氢键的键能为18.5 kJ·ml－1，1 ml冰中含有2 ml氢键，而常见的冰的熔化热为336 J·g－1，即6.048 kJ·ml－1，说明冰变为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键，D项正确。
13．有四组同一族元素所形成的不同物质，在101 kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示：
下列各项判断正确的是( )A．第④组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键的键能最大B．第③组与第④组相比较，化合物的稳定性：HBr＞H2SeC．第③组物质溶于水后，溶液的酸性：HF＞HCl＞HBr＞HID．第①组物质是分子晶体，一定含有共价键
解析：第④组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子之间可以形成氢键，A不正确；Se和Br同为第四周期元素，Br的非金属性较强，故氢化物的稳定性：HBr＞H2Se，B正确；第③组物质溶于水后，HF溶液的酸性最弱，C不正确；第①组物质是分子晶体，但分子中不一定含有共价键，如稀有气体中无共价键，D不正确。
14．如图为干冰的晶胞结构示意图。 (1)一个晶胞中有________个二氧化碳分子；通过观察分析，有________种取向不同的CO2分子。解析：CO2位于顶角和面心，分子数为 ；顶角为1种取向，三对平行面分别为1种取向，所以共有4种取向。
(2)在干冰中撒入镁粉，用红热的铁棒引燃后，再盖上另一块干冰，出现的现象为________________________________________________________，反应的化学方程式是___________________________。解析：镁粉在干冰中继续燃烧，发出耀眼的白光，并有黑色物质生成。
镁粉在干冰中继续燃烧，发出耀眼的白光，并有黑色物质生成
(3)干冰的熔点低，常压下极易________，在工业上的一个重要用途是________________。(4)将CO2分子视作质点，设晶胞边长为a pm，则紧邻的两个CO2分子的距离为________pm，其密度ρ＝________________g·cm－3(不必化简，列出计算式即可，设阿伏加德罗常数的值为NA)。
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