高中化学《32 分子晶体与原子晶体》学案 新人教版选修3甄选

高中化学《3.2 分子晶体与原子晶体》学案新人教版选修3（优选.)
第二节分子晶体与原子晶体（1）
【学习目标】
1.了解分子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。

2.理解分子晶体的晶体类型与性质的关系。

3.了解分子间作用力对物质物理性质的影响。

4.了解氢键及其物质物理性质的影响。

【课前预习】
1、填写关于分子晶体的相关信息：
晶体类型分子晶体
构成晶体的粒
子
粒子间的相互
作用力
性质
硬度
熔沸点
导电性固态、熔融状态导电溶解性“相似相溶”
常见物质类别
并举例
（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子晶体的结构特征为。

如：C60、干冰、I2、O2。

如右图所示，每个CO2分子周围有个紧邻的
CO2分子。

（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征。

如：冰中
每个水分子周围只有个紧邻的水分子。

【思考与交流】
①分子晶体中是否一定有化学键？
②分子晶体熔化是否一定破坏化学键？
③分子晶体间作用力越大，是否越稳定？
④分子晶体中是否存在单个的小分子？
⑤分子晶体中除分子间作用力外，是否还存在其它的微粒间作用力？
【过关训练】
1、下列有关分子晶体的说法正确的是（）
A．分子内均存在共价键 B．晶体中分子间均存在范德华力
C．分子间一定存在氢键 D．其结构一定为分子密堆积
2、下列属于分子晶体的一组物质是（）
A．CaO、NO、CO B．CCl4、H2O、He C．CO2、SO2、NaCl D．CH4、O2、Na2O
3、下列物质在变化过程中，只需克服分子间作用力的是 ( )
A．食盐溶解 B．铁的熔化 C．干冰升华 D．氯化铵的“升华”
4、最近科学家发现了一种新分子，它具有空心的类似足球的结构，分子式为C60，下列说法正确的是 ( ) A．C60是一种新型的化合物 B．C60和石墨都是碳的同素异形体
C．C60中虽然没有离子键，但固体为离子晶体 D．C60相对分子质量为720
5、当S03晶体熔化或气化时，下述各项中发生变化的是 ( )
A．分子内化学键 B．分子间距离 C．分子构型 D．分子间作用力
6、(2011年汕头高二检测)下列说法正确的是()
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，分子的熔、沸点越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定
7、支持固态氨是分子晶体的事实是（）
A．氮原子不能形成阳离子 B．铵离子不能单独存在
C．常温下，氨是气态物质 D．氨极易溶于水
8、下列有关共价化合物的说法：①具有较低的熔、沸点②不是电解质③固态时是分子晶体
④都是由分子构成⑤液态时不导电，其中一定正确的是（）
A．①③④ B．②⑤ C．①②③④⑤ D．⑤
9、下列分子晶体：①HCl②HBr ③HI ④CO ⑤N2⑥H2熔沸点由高到低的顺序是( )
A．①②③④⑤⑥ B．③②①⑤④⑥ C．③②①④⑤⑥ D．⑥⑤④③②①
10、下列性质适合于分子晶体的是 ( )
A．熔点1 070℃，易溶于水，水溶液导电 B．熔点10.31 ℃，液态不导电、水溶液能导电
C．能溶于CS2、熔点112.8 ℃，沸点444.6℃ D．熔点97.81℃，质软、导电、密度0.97 g／cm3
11、HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒剂，已知HgCl2的熔点是277℃，熔融状态的HgCl2是不能导电的，
而其水溶液有弱的导电性，则下列关于HgCl2的叙述正确的是（）
① HgCl2属于共价化合物② HgCl2属于离子化合物③ HgCl2属于非电解质④ HgCl2属于弱电解质
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
12、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
13、水的沸点是100 ℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7 ℃，引起这种差异的
主要原因是 ()
A．范德华力 B．共价键 C．氢键 D．相对分子质量
14、下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，正确的是（）。

A．Cl2>I2 B．SiCl4>CCl4 C．NH3<PH3 D．C(CH3)4>CH3(CH2)2CH3
15、下列说法正确的是 ()
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，分子的熔、沸点越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定
16、(2011·东明一模)下列说法中，正确的是 ()
A．构成分子晶体的微粒一定含有共价键
B．在结构相似的情况下，原子晶体中的共价键越强，晶体的熔、沸点越高
C．某分子晶体的熔、沸点越高，分子晶体中共价键的键能越大
D．分子晶体中只存在分子间作用力而不存在任何化学键，所以其熔、沸点一般较低
17．六氟化硫分子为正八面体构型(分子结构如图)，难溶于水，在高温下仍有良好的绝缘性，在电器工业方面具有广泛用途。

下列推测正确的是()
A．SF6各原子均达8电子稳定结构
B．SF6易燃烧生成SO2
O
O O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
C ．SF 6分子是含有极性键的非极性分子
D ．SF 6是原子晶体
18、（1）已知白磷是由P 4分子形成的分子晶体，每个P 4分子是正四面体结构。

分子中的四个磷原子
位于正四面体的四个顶点。

则P 4分子中共有_________个P —P
键。

（2）磷在空气中充分燃烧后生成结构如图所示的分子。

图中圆圈表示原子、实线表示化学
键。

试回答：
(1)请从图中找出磷原子，并在图上将其涂黑。

(2)形成化合物的化学式为 ________________。

(3)分子内的磷原子排列成______________形。

(4)在用实线表示的化学键中，两原子间单线表示的是 _________。

(填写非极性键或极性键)。

19、已知X 、Y 、和Z 三种元素的原子序数之和等于42。

X 元素原子的4p 轨道上有3个未成对电子，Y 元素原子的最外层2p 轨道上有2个未成对电子。

X 跟Y 可形成化合物X 2Y 3，Z 元素可以形成负一价离子。

请回答下列问题：
(1)X 元素原子基态时的电子排布式为___________________，该元素的符号是_____； (2)Y 元素原子的价层电子的排布图为___________________，该元素的名称是_____； (3)X 与Z 可形成化合物XZ 3，该化合物的立体构型为________________；
(4)已知化合物X 2Y 3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ 3，产物还有ZnSO 4和H 2O ，该反应的化学方程式是___________________________________；
(5)比较X 的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由____________________________________________。

第二节 分子晶体与原子晶体（2）
【学习目标】
1、了解原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点
2、理解原子晶体的晶体类型与性质的关系 【课前预习】
1、填写关于原子晶体的相关信息
构成晶体的粒
子
粒子间的相互
作用力
性质
硬度熔沸点导电性溶解性
常见物质类别
并举例
2、典型的原子晶体
①金刚石
a、每个金刚石晶胞中含有个碳原子，最小的碳环为元环，并且不在同
一平面（实际为椅式结构），碳原子为______杂化。

b、每个碳原子形成______个共价键，每个碳原子被个六元环共用。

c、12g金刚石中有mol共价键，碳原子与共价键之比为。

②Si晶体
由于Si与碳同主族，晶体Si的结构同金刚石的结构。

将金刚石晶胞中的C原子全部换成Si原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞。

③SiO2晶体
在晶体硅的晶胞中，在每2个Si之间插入1个O原子，
便可得到SiO2晶胞。

a、SiO2晶体中最小的环为元环。

b、每个Si原子形成个共价键，每个O原子形成
个共价键。

c、1mol SiO2晶体中含有mol共价键。

【过关训练】
1、有下列物质：①水晶；②冰醋酸；③碳化硅；④白磷；⑤晶体氩；⑥干冰；⑦铝；⑧金刚石；⑨
过氧化氢。

根据要求填空。

(1) 属于原子晶体的化合物是。

(2) 直接由原子构成的晶体是，直接由原子构成的分子晶体是。

(3) 由极性分子构成的晶体是，属于分子晶体的单质是__。

(4) 在一定条件下，能导电而不发生化学反应的是，受热熔化需克服共价键的是__________。

2、有关原子晶体的叙述中错误的是（）
A．原子晶体中，原子不遵循紧密堆积原则 B．原子晶体的熔点和硬度都较高
C．原子晶体中不存在独立的分子 D．原子晶体熔化时不破坏共价键
3、根据下列性质判断，属于原子晶体的是（）
A．熔点2700 ℃，导电性好，延展性强
B．无色晶体，熔点3550 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化是能导电
D．熔点-56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
4、下列物质中，属于原子晶体的化合物是（）
A．水晶 B．晶体硅 C．金刚石 D．干冰
5、金刚石是典型的原子晶体，下列关于金刚石的说法中错误的是 ( )
A．晶体中不存在独立的“分子” B．碳原子间以共价键相结合
C．是硬度最大的物质之一 D．化学性质稳定，即使在高温下也不会与氧气发生反
6、固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是（）
A．冰 B．晶体硅 C．溴 D．二氧化硅
7、下列晶体熔点最高的是（）
A．CO2B．金刚石 C．晶体硅 D．H2O
8、1999年美国《科学》杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体
干冰，下列推断中不正确的是（）
A．原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度
B．原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料
C．原子晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料
D．每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键
9、已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。

下列关于C3N4晶体的
说法错误的是（）
A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固
B．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子
C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构
D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构
10、碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。

它与晶体硅和金刚石相
比较，正确的是 ()
A．熔点从高到低的顺序是碳化硅>金刚石>晶体硅
B．熔点从高到低的顺序是金刚石>晶体硅>碳化硅
C．三种晶体中的单元都是正四面体结构
D．三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体
11、下列说法正确的是 ()
A．在含4mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4N A
B．金刚石晶体中，碳原子数与C—C键数之比为1：2
C．30g二氧化硅晶体中含有0.5N A个二氧化硅分子
D．晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的原子晶体
12、干冰和二氧化硅晶体同属ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是()
A．二氧化硅相对分子质量大于二氧化碳相对分子质量
B．C、O键键能比Si、O键键能小
C．干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体
D．干冰易升华，二氧化硅不能
13、短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与Y、X与Z位于同一主族。

W与X可形成共价化
合物WX2。

Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5倍。

下列叙述中不正确的是()
A．WX2分子中所有原子最外层都为8电子结构 B．WX2、ZX2的化学键类型和晶体类型都相同
C．WX2是以极性键结合成的非极性分子 D．原子半径大小顺序为X<W<Y<Z
14、制造光导纤维的材料是一种纯度很高的硅氧化物，它是具有立体网状结构的晶体，下图是其简化了的
平面示意图，下列关于这种材料的说法中正确的是 ()
A．晶体中Si与O的数目比是1∶4 B．晶体中Si与O的数目比是1∶6
C．该物质是原子晶体D．该物质是分子晶体
15、右图为晶体硼的基本结构单元，已知它为正二十面体有二十个等边
三角形和一定数目的顶角，每一个顶点各有一个硼原子，通过观察，
此基本结构单元由多少硼原子构成？
16、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮
在13000 ℃反应获得。

(1)氮化硅晶体属于______________晶体。

(2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，
同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式_______.
(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。

反应的化学方
程式为_________________.
17、金刚石和金刚砂(SiC)具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以单键
相结合。

试回答：
(1)金刚砂属于______晶体。

金刚砂熔点比金刚石熔点_______________________。

(2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合______个碳原子，键角是__________。

(3)金刚砂的结构中含有由共价键形成的原子环，其中最小的环上有________个硅原子。

18、(2011年高考课标全国卷)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。

以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：
请回答下列问题：
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是____________________________、
____________________________________
(2)基态B原子的电子排布式为_________________；B和N相比，电负性较大的是________，BN中B元
素的化合价为__________；
(3)在BF3分子中，F—B—F的键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用
可生成NaBF4，BF－4的立体构型为______________；
(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为____________，层间
作用力为_________________；
(5)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶
胞边长为361.5 pm。

立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是________g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值。

阿伏加德罗常数为N A)。

19、C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)：
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为________。

A．同分异构体B．同素异形体
C．同系物D．同位素
(2)固态时，C60属于________(填“原子”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键的数目是____________。

(3)晶体硅的结构跟金刚石相似，1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是____N A个。

(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________。

20、Al和Si、Ge和As在元素周期表金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石
油化工等方面应用广泛。

请回答下列问题：
(1)As的价层电子构型为________。

(2)AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6 ℃，熔融状态以二聚体Al2Cl6形
式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是________。

(3)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝(AlN)在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚
石类似，每个Al原子与________个N原子相连，与同一个Al原子相连的N原子
构成的空间构型为________。

在四大晶体类型中，AlN属于________晶体。

(4)Si和C同主族，Si、C和O成键情况如下：
C—O C===O Si—O Si===O
键能
360803464640
/kJ·mol－1
在C和O2
____________________________________________________。

(5)SiCl4常用作烟雾剂，原因Si存在3d轨道，能同H2O(l)配位而剧烈水解，在潮湿的空气中发烟，试用
化学方程式表示其原理_______________________________。

赠人玫瑰，手留余香。

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