高中化学选择性必修2（人教版2019） 第三章 第二节第一课时　分子晶体 课件

 [课 时 分 层 作 业(十二)]

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1．下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是(　　 )

A．非金属单质　　　　 B．非金属氧化物

C．含氧酸     D．金属氧化物

C　[非金属单质中的金刚石、非金属氧化物中的SiO2均为共价晶体；而金属氧化物通常为离子化合物，属离子晶体。]

2.常温下，S2Cl2是一种橙黄色的液体，遇水剧烈反应，并产生能使品红溶液褪色的气体。下列说法错误的是(　　)

A．S2Cl2分子中的两个S原子均是sp2杂化

B．S2Br2与S2Cl2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2

C．S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl

D．S2Cl2晶体为分子晶体

A　[每个S均形成2个单键，还有两个孤电子对，其VSEPR模型为四面体形，是sp3杂化，A错误；组成与结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，则熔、沸点：S2Br2>S2Cl2，B正确；根据题给信息，S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，C正确；S2Cl2常温下是液体，熔、沸点较低，分子中S原子与Cl原子以共价键结合，属于分子晶体，D正确；故选A。]

3．由解放军总装备部军事医学院研究所研制的小分子团水，解决了医务人员工作时的如厕难题。新型小分子团水具有饮用量少、渗透力强、生物利用率高、在人体内储存时间长、排放量少的特点。一次饮用125 mL小分子团水，可维持人体6 h正常需水量。下列关于小分子团水的说法正确的是(　　 )

A．水分子的化学性质改变

B．水分子中的氢氧键缩短

C.水分子间的作用力减小

D．水分子间结构、物理性质改变

D　[小分子团水仍是以分子为基本单位组成的聚集体，所以分子结构并没有改变，分子中的氢氧键并没有缩短，化学性质更不会改变。它改变的是分子间的结构，分子间作用力增强，物理性质改变。]

4．SiCl4的分子结构与CCl4相似，对其进行的下列推测不正确的是(　　 )

A．SiCl4晶体是分子晶体

B．常温、常压下SiCl4是气体

C．SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子

D.SiCl4的熔点高于CCl4

B　[由于SiCl4具有分子结构，所以一定属于分子晶体；影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在这两种分子中都只有范德华力，SiCl4的相对分子质量大于CCl4，所以SiCl4的分子间作用力更大一些，熔、沸点更高一些；CCl4的分子是正四面体结构，SiCl4与它结构相似，因此也应该是正四面体结构，是含极性键的非极性分子。]

5．下列有关物质的结构和性质的叙述，错误的是(　　)

A．水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键

B．由极性键形成的分子可能是非极性分子

C．水和冰中都含有氢键

D．分子晶体中一定存在范德华力，可能有共价键

A　[水是一种稳定的化合物，是因为含有O—H共价键；CO2是由极性键形成的非极性分子；分子晶体中也有无共价键的，如由稀有气体分子形成的晶体。]

6.如图是冰的晶胞示意图，冰以此为单位向空间延伸，则冰中的每个水分子均摊氢键(　　 )

A．2个     B．4个

C．8个     D．12个

A　[每个水分子中的氧原子上含有两个孤电子对，可以分别与另外两个水分子形成2个氢键；每个水分子含有两个氢原子，也可以分别与另外两个水分子形成2个氢键；不过每个氢键都为两个水分子所共有，因而每个水分子均摊氢键数为4×＝2。]

7．氯化三乙基锡常温下为无色液体，熔点15.5 ℃，沸点206 ℃，其合成原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．四乙基锡的一氯代物有三种

B．固态氯化三乙基锡为分子晶体

C．上述反应中，反应前后分子内σ键总数不同

D．氯化三乙基锡和四乙基锡的熔沸点不同，是因其晶体类型不同

B　[四乙基锡中有2种氢，则一氯代物有两种，A错误；氯化三乙基锡常温下为无色液体，熔点15.5 ℃，沸点206 ℃，其熔沸点较低，则固态氯化三乙基锡为分子晶体，B正确；单键均为σ键，反应是四乙基锡中乙基被氯取代的反应，反应前后分子内σ键总数相同，C错误；氯化三乙基锡和四乙基锡均为分子晶体，熔沸点不同，是因其相对分子质量不同，D错误；故选B。]

8．下列分子晶体在熔化时，只破坏范德华力的是______________(填序号，下同)，既破坏范德华力，又破坏氢键的是__________。

①H2　②O2　③P4(白磷)　④SO2

⑤CO2　⑥H2O2　⑦HF

⑧H2N—CH2CH2COOH

⑨H3PO4　⑩C2H6

解析　有氢键的分子晶体，其分子中应含有H—F键、H—O键、H—N键中的任意一个键，在熔化时其中的氢键被破坏。

答案　①②③④⑤⑩　⑥⑦⑧⑨

9．据报道，科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60。已知：①N60分子中每个氮原子均以N—N键结合三个N原子而形成8电子稳定结构；②N—N键的键能为167 kJ·mol－1。请回答下列问题：

(1)N60分子组成的晶体为________晶体，其熔、沸点比N2________(填“高”或“低”)，原因是________________________________________________________________________。

(2)1 mol N60分解成N2时吸收或放出的热量是______________________ kJ·mol－1(已知N≡N键的键能为942 kJ·mol－1)，表明稳定性N60________(填“>” “<”或“＝”)N2。

(3)由(2)列举N60的用途(举一种)：___________________________________________

________________________________________________________________________。

解析　(1)N60、N2形成的晶体均为分子晶体，因Mr(N60)>Mr(N2)，故N60晶体中分子的范德华力比N2晶体大，N60晶体的熔、沸点比N2晶体高。

(2)因每个氮原子形成三个N—N键，每个N—N键被2个N 原子共用，故1 mol N60中存在N—N键：1 mol×60×3×＝90 mol。发生的反应为N60===30N2，故ΔH＝90×167 kJ·mol－1－30×942 kJ·mol－1＝－13 230 kJ·mol－1<0，为放热反应，表明稳定性N2>N60。

(3)由于反应放出大量的热同时生成大量气体，因此N60可用作高能炸药。

答案　(1)分子　高　N60、N2均形成分子晶体，且N60的相对分子质量大，分子间作用力大，故熔、沸点高　(2)13 230　<　(3)N60可作高能炸药(其他答案合理也可)

10．(1)水分子的空间结构是________，水分子能与很多金属离子形成配合物，其原因是在氧原子上有________。

(2)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶角或面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。每个冰晶胞平均占有________个水分子。冰晶胞与金刚石晶胞中微粒排列方式相同的原因是____________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)实验测得冰中氢键的作用能为18.5 kJ·mol－1，而冰的熔化热为5.0 kJ·mol－1，这说明________________________________________________________________________。

答案　(1)V形(或角形)　孤电子对

(2)8　碳原子与氧原子都为sp3杂化，且氢键和共价键都具有方向性和饱和性(每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键)

(3)冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，也说明液态水中仍存在氢键

11．富勒烯(C60)具有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等。C60的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．晶胞中C60分子沿体对角线紧密排列

B．晶体中每个C60分子等距且最近的C60分子有12个

C．该晶体熔沸点高、硬度大

D．每个C60晶胞中含有14个C60分子

B　[晶胞面心立方最密堆积，晶胞中C60分子沿面对角线紧密排列，配位数为12，A错误，B正确；该晶体为分子晶体，熔沸点低，硬度小，C错误；每个C60晶胞中含有8×＋6×＝4个C60分子，D错误；故选B。]

12．常温下，S2Cl2是一种橙黄色的液体，遇水剧烈反应，并产生能使品红溶液褪色的气体。下列说法错误的是(　　)

A．S2Cl2分子中的两个S原子均是sp2杂化

B．S2Br2与S2Cl2结构相似，熔、沸点：S2Br2＞S2Cl2

C．S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl

D．S2Cl2晶体为分子晶体

A　[每个S均形成2个单键，还有两个孤电子对，其VSEPR模型为四面体形，是sp3杂化，A错误；组成与结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，则熔、沸点：S2Br2＞S2Cl2，B正确；根据题给信息，S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，C正确；S2Cl2常温下是液体，熔、沸点较低，分子中S原子与Cl原子以共价键结合，属于分子晶体，D正确；故选A。]

13．咪唑()是生产抗真菌药物的主要原料之一，具有类似于苯的平面结构，易溶于水。下列说法错误的是(　　)

A．咪唑的水溶液中存在4种氢键

B．分子中C—N键的极性小于N—H键的极性

C.分子中C—H键的键长大于N—H键的键长

D.咪唑中两个N原子的价层孤电子对均占据sp2杂化轨道

D　[咪唑的水溶液中存在：—N…HN—、—N…H—O—H、H2O…HN—、H2O…H—O—H，4种氢键，A正确； 碳的电负性大于H，则分子中C—N键的极性小于N—H键的极性，B正确；氮原子半径小于碳，则分子中C—H键的键长大于N—H键的键长，C正确； 咪唑中没有结合氢的氮原子形成2个σ键、1个孤电子对为sp2杂化轨道；—NH中氮原子形成3个σ键、1个孤电子对为sp3杂化轨道，D错误；故选D。]

14．氮、磷、砷是同族元素，该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用。请回答下列问题：

(1)砷原子核外电子排布式为______________________________________。

(2)已知：

分析上表中四种物质的相关数据，请回答：

①CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，沸点高低的原因是______________________

________________________________________________________________________。

②CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，分解温度高低的原因是__________________

________________________________________________________________________。

③综合上述数据和规律判断，一定压强下HF和HCl的混合气体降温时________先液化。

(3)磷酸分子结构式如图()，

磷酸晶体中分子间的作用力除了范德华力，还存在____，三聚磷酸可视为三个磷酸分子之间脱去两个水分子的产物，其结构式为_______________________________________________。

解析　(1)砷原子核外33个电子分4层排布，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。

(2)①CH4与SiH4的结构相似，液态的CH4、SiH4汽化时克服的只有分子间作用力，而相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的沸点越高，所以SiH4的沸点高于CH4，但NH3分子间还存在氢键，而PH3分子间只存在分子间作用力，所以NH3的沸点高于PH3。②CH4、SiH4、NH3、PH3物质的稳定性与共价键强弱有关，非金属性越强，与H化合能力越强，生成的化学键的键能也越大，其分子也越稳定。③由于HF分子间存在氢键，分子和分子间更易结合在一起，所以它优先液化。

(3)磷酸分子中含有“O—H”键，故分子间可形成氢键；三聚磷酸形成过程中共失去2分子水，不同磷酸的磷通过氧原子连接起来。

答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3

(2)①结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此SiH4沸点高于CH4；NH3分子间还存在氢键作用，因此NH3的沸点高于PH3

②C—H键键能大于Si—H键，因此CH4

分解温度高于SiH4；N—H键键能大于P—H键，因此NH3分解温度高于PH3

③HF

(3)氢键