《2020學(xué)年高中化學(xué) 第三章 第二節(jié) 分子晶體與原子晶體同步學(xué)案 新人教版選修3.DOC》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020學(xué)年高中化學(xué) 第三章 第二節(jié) 分子晶體與原子晶體同步學(xué)案 新人教版選修3.DOC（10頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、第二節(jié)分子晶體與原子晶體一、分子晶體1分子晶體的熔、沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小。對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，分子間作用力也增大，熔、沸點(diǎn)升高，如I2Br2Cl2F2，O2N2。組成相似的分子，有極性的比無極性的分子間作用力大，熔、沸點(diǎn)高，如SO2CO2。有氫鍵的分子晶體，還要考慮氫鍵的強(qiáng)弱。2結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量大的其熔、沸點(diǎn)不一定大。例如：H2O與H2S，H2O的沸點(diǎn)比H2S高，因?yàn)樗肿娱g有氫鍵，H2S分子中只有范德華力，而氫鍵比范德華力強(qiáng)。二、原子晶體1原子晶體熔、沸點(diǎn)高低原子晶體的熔、沸點(diǎn)取決于共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)和鍵能，鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔

2、、沸點(diǎn)越高，如金剛石金剛砂晶體硅。有時(shí)鍵能的大小、鍵長(zhǎng)的長(zhǎng)短是可直接通過形成共價(jià)鍵的非金屬原子所屬元素的電負(fù)性來判斷的。2分子晶體熔化時(shí)，一般只破壞分子間作用力，原子晶體熔化時(shí)要破壞化學(xué)鍵。3分子晶體與原子晶體的比較晶體類型分子晶體原子晶體定義分子間通過分子間作用力形成的晶體相鄰原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體基本微粒分子原子物質(zhì)類別多數(shù)的非金屬單質(zhì)和共價(jià)化合物金剛石、碳化硅(SiC)、晶體硅、二氧化硅等少數(shù)非金屬單質(zhì)及共價(jià)化合物物理性質(zhì)硬度和密度較小，熔、沸點(diǎn)較低硬度和密度大，熔、沸點(diǎn)高決定熔、沸點(diǎn)高低的因素范德華力(或氫鍵)的強(qiáng)弱共價(jià)鍵的強(qiáng)弱導(dǎo)電性某些溶于水能導(dǎo)電均不導(dǎo)電晶體

3、硅(Si)和金剛砂(SiC)都是與金剛石相似的原子晶體，請(qǐng)根據(jù)下表中數(shù)據(jù)，分析其熔點(diǎn)、硬度的大小與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。晶體鍵能/kJmol1鍵長(zhǎng)/pm熔點(diǎn)/摩氏硬度金剛石(CC)348154390010金剛砂(CSi)30118427009.5晶體硅(SiSi)22623414106.5解析在原子晶體里，所有原子都以共價(jià)鍵相互結(jié)合，整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所以，影響原子晶體的熔點(diǎn)、硬度的主要因素就是共價(jià)鍵的鍵能大小，鍵能越大，原子晶體的熔點(diǎn)、硬度越高，而共價(jià)鍵的鍵能又與鍵長(zhǎng)相關(guān)，一般來說，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小。答案鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，熔點(diǎn)越高，硬度越大；反之，鍵長(zhǎng)越

4、長(zhǎng)，鍵能越小，熔點(diǎn)越低，硬度越小。原子晶體物理性質(zhì)的差異主要是由共價(jià)鍵鍵能的不同造成的，鍵能越大，熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。而鍵能又與鍵長(zhǎng)有關(guān)，鍵長(zhǎng)可由成鍵原子半徑的相對(duì)大小得出。一般來說，成鍵原子的半徑之和越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小。SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4相似，對(duì)其作出如下推測(cè)不正確的是()ASiCl4晶體是分子晶體B常溫、常壓下SiCl4是氣體CSiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子DSiCl4熔點(diǎn)高于CCl4解析由于SiCl4具有分子結(jié)構(gòu)，所以一定屬于分子晶體。影響分子晶體熔、沸點(diǎn)的因素是分子間作用力的大小，在這兩種分子中都只有范德華力，SiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量大于CCl4的相對(duì)

5、分子質(zhì)量，所以SiCl4的分子間作用力和熔、沸點(diǎn)應(yīng)該比CCl4高一些，CCl4的分子是正四面體結(jié)構(gòu)，SiCl4與它結(jié)構(gòu)相似，因此也應(yīng)該是正四面體結(jié)構(gòu)，是含極性鍵的非極性分子。答案B影響分子晶體物理性質(zhì)的主要因素是存在于晶體中的分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)。由于分子間作用力比化學(xué)鍵鍵能小得多，因此分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低，硬度也很小。1怎樣從原子結(jié)構(gòu)的角度理解金剛石、硅和鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降？提示從碳到鍺，核電荷數(shù)增大，電子層數(shù)增多，原子半徑依次增大，CC鍵、SiSi鍵、GeGe鍵的鍵長(zhǎng)依次增大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，而熔化時(shí)破壞的是共價(jià)鍵，因此鍵的穩(wěn)定性是CC鍵SiSi鍵GeGe鍵，所

6、以金剛石、硅、鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降。2“具有共價(jià)鍵的晶體叫做原子晶體?！边@種說法對(duì)嗎？為什么？提示不對(duì)。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價(jià)鍵，而它們都是分子晶體；如金剛石、晶體Si、SiC、SiO2中都有共價(jià)鍵，它們都是原子晶體；只有相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是原子晶體。1分子原子2分子原子3.原子晶體分子晶體微粒原子分子微粒間作用力共價(jià)鍵分子間作用力4.這種錯(cuò)誤說法的根源在于沒有明確構(gòu)成原子晶體的微粒是原子。5屬于原子晶體的是：金剛石、石英、金剛砂屬于分子晶體的是：干冰、冰、硫黃、C60、碘、白磷、苯甲酸、稀有氣體的晶體、氧的晶體、氮的晶體6略。

7、712個(gè)1下列說法正確的是()A原子晶體中只存在非極性共價(jià)鍵B稀有氣體形成的晶體屬于分子晶體C干冰升華時(shí)，分子內(nèi)共價(jià)鍵會(huì)發(fā)生斷裂D金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物答案B解析本題主要考查常見晶體的相關(guān)知識(shí)。單質(zhì)類型為原子晶體(晶體硅、金剛石)的物質(zhì)，只有非極性共價(jià)鍵，而化合物型的晶體(SiO2)中則含有極性共價(jià)鍵，A不正確；稀有氣體為單原子分子，故B正確；干冰升華時(shí)破壞的是CO2分子之間的作用力，分子內(nèi)的CO共價(jià)鍵沒有變化，C不正確；只有活潑金屬與活潑非金屬才能形成離子化合物，而AlCl3等物質(zhì)則為共價(jià)化合物，D不正確。2水的沸點(diǎn)為100，硫化氫的分子結(jié)構(gòu)跟水相似，但它的沸點(diǎn)卻很

8、低，是60.7，引起這種差異的主要原因是()A范德華力 B共價(jià)鍵 C氫鍵 D相對(duì)分子質(zhì)量答案C解析水分子間可以形成氫鍵。H原子與電負(fù)性大的原子(如N、O、F)形成氫鍵，而使其熔、沸點(diǎn)升高，表現(xiàn)出不同于同一主族元素組成的結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)的特性。3金剛石是典型的原子晶體，下列關(guān)于金剛石的說法中錯(cuò)誤的是()A晶體中不存在獨(dú)立的“分子”B碳原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合C是硬度最大的物質(zhì)之一D化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)答案D解析在金剛石中，碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在具有有限固定組成的分子。由于碳的原子半徑比較小，碳與碳之間的共價(jià)鍵鍵能高，所以金剛石的硬度很大，因此A、B、C選項(xiàng)是

9、正確的；但是由于金剛石是碳的單質(zhì)，可以在空氣或氧氣中燃燒生成CO2分子，故D選項(xiàng)的說法是錯(cuò)誤的。4我國(guó)的激光技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位，據(jù)報(bào)道，有科學(xué)家用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松，與此同時(shí)再用射頻電火花噴射氮?dú)?，此時(shí)碳、氮原子結(jié)合成碳氮化合物薄膜。據(jù)稱，這種化合物可能比金剛石更堅(jiān)硬。其原因可能是()A碳、氮原子構(gòu)成平面結(jié)構(gòu)的晶體 B碳氮鍵比金剛石中的碳碳鍵更短C氮原子電子數(shù)比碳原子電子數(shù)多 D碳、氮的單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)均不活潑答案B解析由“這種化合物可能比金剛石更堅(jiān)硬”可知該晶體應(yīng)該是一種原子晶體，原子晶體是一種空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而不是平面結(jié)構(gòu)，所以A選項(xiàng)是錯(cuò)誤的；由于氮原子的半徑比碳原子的半

10、徑要小，所以二者所形成的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)要比碳碳鍵的鍵長(zhǎng)短，所以該晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度應(yīng)該比金剛石更高，因此B選項(xiàng)是正確的；而原子的電子數(shù)和單質(zhì)的活潑性一般不會(huì)影響到所形成的晶體的硬度等，所以C、D選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的。5下列物質(zhì)固態(tài)時(shí)熔點(diǎn)的比較正確的是()AF2Cl2Br2 B金剛石P4O2CSHBr金剛石 DI2CH4冰答案B解析A項(xiàng)中F2、Cl2、Br2均是分子晶體，由“組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高”可知熔點(diǎn)：F2Cl2Br2；不同晶體類型熔點(diǎn)的判斷：一般地，原子晶體的熔點(diǎn)大于分子晶體的熔點(diǎn)，在常溫時(shí)，P4為固體，O2為氣體，所以B項(xiàng)正確；同理，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)狀況下HBr、CH4

11、是氣態(tài)，冰、I2、S是固態(tài)，所以C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。6X是核外電子數(shù)最少的元素，Y是地殼中含量最豐富的元素，Z在地殼中的含量?jī)H次于Y，W可以形成自然界中最硬的原子晶體。下列敘述錯(cuò)誤的是()AWX4是沼氣的主要成分B固態(tài)X2Y是分子晶體CZW是原子晶體D瑪瑙、水晶和玻璃的成分都是ZY2答案D解析由題意可知，X是H，Y是O，Z是Si，W是C。所以WX4是CH4，它是沼氣的主要成分；X2Y是H2O，屬于分子晶體；ZW為SiC，屬于原子晶體；ZY2為SiO2，是瑪瑙和水晶的成分，但是玻璃的主要成分是硅酸鹽。7下列有關(guān)分子晶體的說法中一定正確的是()A分子內(nèi)均存在共價(jià)鍵 B分子間一定存在范德華力C分子間一定

12、存在氫鍵 D其結(jié)構(gòu)一定為分子密堆積答案B解析稀有氣體元素組成的晶體中，不存在由多個(gè)原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結(jié)合成晶體，所以不存在任何化學(xué)鍵，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于所有的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負(fù)性較強(qiáng)的N、O、F原子結(jié)合的氫原子的分子間或者分子內(nèi)，所以B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式，所以D選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的。8根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的物質(zhì)是()A熔點(diǎn)2 700，導(dǎo)電性好，延展性強(qiáng)B無色晶體，熔點(diǎn)3 550，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑C無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)為800，熔化時(shí)能導(dǎo)電

13、D熔點(diǎn)56.6，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電答案B解析本題考查的是各類晶體的物理性質(zhì)特征。A項(xiàng)符合金屬晶體的特征，B項(xiàng)符合原子晶體的特征，C項(xiàng)應(yīng)該是離子晶體，D項(xiàng)符合分子晶體的特征。所以應(yīng)該選擇B項(xiàng)。9下列說法中正確的是()A冰融化時(shí)，分子中氫氧鍵發(fā)生斷裂B原子晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)越高C分子晶體中共價(jià)鍵鍵能越大，該分子晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)一定也越高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解析分子晶體的熔、沸點(diǎn)取決于分子間作用力，而分子中的共價(jià)鍵影響的是分子的穩(wěn)定性，所以A、C、D都是錯(cuò)誤的；原子晶體是原子間通過共價(jià)鍵形成的，其熔、沸點(diǎn)取決于共價(jià)鍵強(qiáng)弱，所以應(yīng)該選擇B選項(xiàng)。1

14、0在常溫、常壓下呈氣態(tài)的化合物，降溫使其固化得到的晶體屬于()A分子晶體 B原子晶體C離子晶體 D何種晶體無法判斷答案A解析使粒子結(jié)合成原子晶體或離子晶體的共價(jià)鍵、離子鍵比較強(qiáng)，所以這兩種類型的晶體在常溫下一般均為固態(tài)。常溫下為氣態(tài)的物質(zhì)一般由分子組成，其固化后為分子晶體。11下列性質(zhì)適合分子晶體的是()A熔點(diǎn)1 070，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B熔點(diǎn)1 003.1，液態(tài)時(shí)導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電C能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8，沸點(diǎn)444.6D熔點(diǎn)97.81，易液化，液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電答案CD解析主要根據(jù)分子晶體的性質(zhì)特點(diǎn)來判斷，分子晶體熔、沸點(diǎn)一般較低，液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電。12如圖所示是某原子晶體A空間結(jié)構(gòu)中的一個(gè)單元，A與某物質(zhì)B反應(yīng)生成C，其實(shí)質(zhì)是每個(gè)AA鍵中插入一個(gè)B原子，則C物質(zhì)的化學(xué)式為()AAB BA5B4 CAB2 DA2B5答案C13在金剛石的晶體中，含有由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)