新突破化學選修三人教版新課標地區(qū)專用講義精練：第3章第二節(jié) 分子晶體與原子晶體 第1課時 分子晶體 Word版含解析

第二節(jié)分子晶體與共價晶體第1課時分子晶體學業(yè)要求素養(yǎng)對接1.借助分子晶體模型認識分子晶體的結(jié)構(gòu)特點。2.能夠從范德華力、氫鍵的特征，分析理解分子晶體的物理特性。微觀探析：分子晶體的結(jié)構(gòu)特點。模型認知：建立分子晶體模型，并利用分子晶體模型進行相關(guān)計算。知 識 梳 理一、分子晶體的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)類別1.分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(1)構(gòu)成微粒及作用力分子晶體(2)堆積方式分子間作用力堆積方式實例范德華力分子采用密堆積，每個分子周圍有12個緊鄰的分子如C60、干冰、I2、O2范德華力、氫鍵分子不采用密堆積，每個分子周圍緊鄰的分子少于12個如HF、NH3、冰2.分子晶體與物質(zhì)的類別物質(zhì)種類實例所有非金屬氫化物H2O、NH3、CH4等部分非金屬單質(zhì)鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等部分非金屬氧化物CO2、P4O10、SO2、SO3等幾乎所有的酸HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等絕大多數(shù)有機物的晶體苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等二、兩種典型的分子晶體的組成和結(jié)構(gòu)1.冰(1)水分子之間的主要作用力是氫鍵，當然也存在范德華力。(2)氫鍵有方向性，它的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子互相吸引。2.干冰(1)干冰中的CO2分子間只存在范德華力，不存在氫鍵。(2)每個晶胞中有4個CO2分子，12個原子。每個CO2分子周圍等距離緊鄰的CO2分子數(shù)為12個。自 我 檢 測1.判斷正誤，正確的打“”；錯誤的打“×”。(1)分子晶體內(nèi)只有分子間作用力。()(2)分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高。()(3)分子晶體中分子間氫鍵越強，分子越穩(wěn)定。()(4)冰晶體融化時水分子中共價鍵發(fā)生斷裂。()(5)水是一種非常穩(wěn)定的化合物，這是由于水中存在氫鍵。()(6)由極性鍵形成的分子可能是非極性分子。()(7)水和冰中都含有氫鍵。()(8)分子晶體中一定存在范德華力，可能有共價鍵。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)(7)(8)2.下列各組物質(zhì)各自形成晶體，均屬于分子晶體的化合物是()A.NH3、P4、C10H8 B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、SiO2、P2O5 D.CCl4、H2O、Na2O2解析A中，P4(白磷)為單質(zhì)，不是化合物；C中，SiO2為共價晶體；D中，Na2O2是離子化合物、離子晶體。答案B學習任務一分子晶體及其判斷【合作交流】我們知道水是由H2O組成的，水在液態(tài)、固態(tài)時H2O排列不規(guī)則，只有當水降溫成固體H2O的排列才變的有規(guī)則。此時，固態(tài)的冰我們把它稱為分子晶體。請列舉判斷物質(zhì)是否為分子晶體的方法？提示(1)可以根據(jù)物質(zhì)的類別判斷晶體是否為分子晶體；(2)可以根據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷是否為分子晶體，構(gòu)成分子晶體的微粒是分子，微粒間的作用力是分子間作用力；(3)可以根據(jù)晶體的特征性質(zhì)判斷晶體是否為分子晶體：熔、沸點和硬度：分子晶體的熔、沸點較低，硬度?。粚щ娦裕悍肿泳w不導電，部分溶于水導電?！军c撥提升】1.分子晶體的定義分子間通過分子間作用力相結(jié)合形成的晶體叫分子晶體。如：干冰、碘晶體、冰等。構(gòu)成分子晶體的粒子只有分子。特別提醒稀有氣體單質(zhì)是由原子直接構(gòu)成的分子晶體，無化學鍵，晶體中只有分子間作用力。2.常見的典型的分子晶體(1)所有非金屬氫化物，如水、氨、甲烷等；(2)部分非金屬單質(zhì)，如鹵素(X2)、O2、S8、P4、C60等；(3)部分非金屬氧化物，如CO2、SO3、P4O10等；(4)幾乎所有的酸，如HNO3、H2SO4、H3PO4等；(5)絕大多數(shù)有機物的晶體，如苯、乙醇、乙酸等。3.兩種典型的分子晶胞(1)干冰型堆積特征：分子密堆積。(2)冰型堆積特征：四面體型。4.晶體冰中有關(guān)氫鍵的易錯點(1)晶體冰中每個水分子可以與緊鄰的4個水分子形成氫鍵(不是2個)；每個水分子平均形成2個氫鍵(不是4個)。(2)冰晶胞的結(jié)構(gòu)和金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)相似，每個晶胞平均擁有8個水分子。晶體中C、O均采用sp3雜化，均與4個其他原子形成四面體結(jié)構(gòu)單元，因此，冰晶胞的結(jié)構(gòu)與金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)有一定的相似性。(3)冰、氫氟酸中均有氫鍵，且OHO比FHF弱，但水的沸點更高，其原因是平均每個水分子形成的氫鍵數(shù)比HF多。(4)晶體冰的密度比液態(tài)水的小。這是因為晶體冰中水分子形成的氫鍵具有方向性和飽和性，使得冰晶體中水分子的空間利用率變小?！纠?】某化學興趣小組在學習分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點，記錄如下：NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點/80171219068782沸點/1 4651 418230571 600根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析，他們認為屬于分子晶體的是()A.NaCl、MgCl2、CaCl2 B.AlCl3、SiCl4C.NaCl、CaCl2 D.全部解析由分子構(gòu)成的晶體，分子與分子之間靠分子間作用力聚集在一起，而分子間作用力較小，克服分子間作用力所需能量較低，故分子晶體的熔、沸點較低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸點很高，很明顯不屬于分子晶體，AlCl3、SiCl4熔、沸點較低，應為分子晶體，B正確，A、C、D錯誤。答案B明確表格中的數(shù)據(jù)及一般離子晶體的熔、沸點大于分子晶體的熔、沸點是解題的關(guān)鍵?！咀兪接柧殹?.SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4相似，對其進行的下列推測中不正確的是()A.SiCl4晶體是分子晶體B.常溫、常壓下SiCl4是氣體C.SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子D.SiCl4的熔點高于CCl4解析由于SiCl4具有分子結(jié)構(gòu)，所以屬于分子晶體。在常溫、常壓下SiCl4是液體。CCl4的分子是正四面體結(jié)構(gòu)，SiCl4與CCl4的結(jié)構(gòu)相似，也是正四面體結(jié)構(gòu)，是含極性鍵的非極性分子。影響分子晶體熔、沸點的因素是分子間作用力的大小，在SiCl4分子間、CCl4分子間只有范德華力，SiCl4的相對分子質(zhì)量大于CCl4的相對分子質(zhì)量，所以SiCl4的分子間作用力比CCl4的大，熔、沸點比CCl4的高。答案B2.下列晶體由原子直接構(gòu)成，且屬于分子晶體的是()A.固態(tài)氫 B.固態(tài)氖C.磷 D.三氧化硫解析稀有氣體分子都屬于單原子分子，因此稀有氣體形成的晶體屬于分子晶體且由原子直接構(gòu)成。其他分子晶體一般由分子構(gòu)成，如干冰、冰等。答案B3.下列有關(guān)分子晶體的說法中一定正確的是()A.分子內(nèi)均存在共價鍵B.分子間一定存在范德華力C.分子間一定存在氫鍵D.其結(jié)構(gòu)一定為分子密堆積解析稀有氣體元素組成的分子晶體中，不存在由多個原子組成的分子，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鍵，A錯誤；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性較強的N、O、F原子結(jié)合的氫原子的分子之間或者分子之內(nèi)，B正確，C錯誤；只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式，D錯誤。答案B學習任務二分子晶體的物理性質(zhì)及應用【合作交流】觀察下圖冰和干冰的結(jié)構(gòu)，回答下列問題。1.已知氫鍵也有方向性，試分析為什么冬季河水總是從水面上開始結(jié)冰？提示由于氫鍵的方向性，使冰晶體中每個水分子與四面體頂角方向的4個分子相互吸引，形成空隙較大的網(wǎng)狀晶體，密度比水小，所以結(jié)的冰會浮在水面上。2.為什么冰融化為水時，密度增大？提示在冰晶體中，每個分子周圍只有4個緊鄰的水分子，由于水分子之間的主要作用力是氫鍵，氫鍵跟共價鍵一樣具有方向性，即氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引，這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當大的空隙。當冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時，熱運動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，水分子間的空隙減小，密度反而增大。3.為什么干冰的熔、沸點比冰低而密度卻比冰大？提示由于冰中除了范德華力外還有氫鍵作用，破壞分子間作用力較難，所以熔、沸點比干冰高。由于水分子間氫鍵的方向性，導致冰晶體不具有分子密堆積特征，晶體中有相當大的空隙，所以相同狀況下冰體積較大。由于CO2分子的相對分子質(zhì)量H2O分子的相對分子質(zhì)量，所以干冰的密度大。4.干冰升華過程中破壞共價鍵嗎？提示干冰升華的過程中破壞分子間作用力，不破壞共價鍵。【點撥提升】1.分子晶體的物理性質(zhì)(1)分子晶體具有較低的熔、沸點和較小的硬度。分子晶體熔化時要破壞分子間作用力，由于分子間作用力很弱，所以分子晶體的熔、沸點一般較低，部分分子晶體易升華(如干冰、碘、紅磷、萘等)，且硬度較小。(2)分子晶體不導電。分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由移動的離子或自由電子，因而分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下都不能導電。有些分子晶體的水溶液能導電，如HI、乙酸等。(3)分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規(guī)律，即極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑。如：H2O是極性溶劑，SO2、H2S、HBr等都是極性分子，它們在水中的溶解度比N2、O2、CH4等非極性分子在水中的溶解度大。苯、CCl4是非極性溶劑，則Br2、I2等非極性分子易溶于其中，而水則不溶于苯和CCl4中。2.分子晶體熔、沸點比較規(guī)律 (1)少數(shù)主要以氫鍵作用形成的分子晶體，比一般的分子晶體的熔、沸點高，如含有HF、HO、HN等共價鍵的分子間可以形成氫鍵，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物質(zhì)的熔、沸點相對較高。(2)組成與結(jié)構(gòu)相似，分子之間不含氫鍵而只利用范德華力形成的分子晶體，隨著相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點逐漸升高。例如，常溫下Cl2呈氣態(tài)，Br2呈液態(tài)，而I2呈固態(tài)；CO2呈氣態(tài)，CS2呈液態(tài)。(3)相對分子質(zhì)量相等或相近的極性分子構(gòu)成的分子晶體，其熔、沸點一般比非極性分子構(gòu)成的分子晶體的熔、沸點高，如CO的熔、沸點比N2的熔、沸點高。(4)有機物中組成和結(jié)構(gòu)相似且不存在氫鍵的同分異構(gòu)體，相對分子質(zhì)量相同，一般支鏈越多，分子間的相互作用力越弱，熔、沸點越低，如熔、沸點：正戊烷異戊烷新戊烷。【例2】下列物質(zhì)按熔、沸點由高到低順序排列，正確的一組是()A.HF、HCl、HBr、HI B.F2、Cl2、Br2、I2C.H2O、H2S、H2Se、H2Te D.CI4、CBr4、CCl4、CF4解析對結(jié)構(gòu)和組成相似的分子晶體，其熔、沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高，但HF、H2O分子之間都存在氫鍵，熔、沸點反常。所以A中應為HF>HI>HBr>HCl；B中應為I2>Br2>Cl2>F2；C中應為H2O>H2Te>H2Se>H2S；只有D正確。答案D(1)影響分子晶體物理性質(zhì)的主要因素是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鍵鍵能小得多，因此分子晶體的熔、沸點較低，硬度也很小。(2)對組成和結(jié)構(gòu)相似、晶體中不含氫鍵的物質(zhì)來說，隨著相對分子質(zhì)量的增大，范德華力增大，熔點升高。(3)稀有氣體分子是單原子分子，所以由稀有氣體形成的晶體是分子晶體?！咀兪接柧殹?.下列有關(guān)分子晶體熔點的高低敘述中，正確的是()A.Cl2I2B.SiCl4CCl4C.PH3NH3D.C(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3解析NH3分子間存在氫鍵，分子間作用力大，PH3分子間不存在氫鍵，分子間作用力弱，NH3的熔點高于PH3，C不正確；A、B、D選項中均無氫鍵，且固態(tài)時都為分子晶體，物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量大的熔點高，故A不正確，B正確；相對分子質(zhì)量相同的烷烴的同分異構(gòu)體，支鏈越多，熔點越低，故D不正確。答案B5.干冰熔點很低是由于()A.CO2是非極性分子B.C=O鍵的鍵能很小C.CO2化學性質(zhì)不活潑D.CO2分子間的作用力較弱解析干冰熔化時破壞的分子間作用力。答案D6.下列說法中正確的是()A.C60汽化和I2升華克服的作用力不相同B.甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它們的熔點相近C.NaCl和HCl溶于水時，破壞的化學鍵都是離子鍵D.常溫下TiCl4是無色透明液體，熔點23.2 ，沸點136.2 ，所以TiCl4屬于分子晶體解析A中，C60、I2均為分子晶體，汽化或升華時均克服范德華力；B中乙酸分子可形成氫鍵，其熔、沸點比甲酸甲酯高；C中HCl溶于水時破壞的共價鍵。答案D7.AB型的化學式形成的晶體結(jié)構(gòu)情況多種多樣。下列圖示的幾種結(jié)構(gòu)中最有可能是分子晶體的是()A. B.C. D.解析分子晶體中不存在共用，從各圖中可以看出不存在共用現(xiàn)象，所以最有可能是分子晶體。答案B分層訓練基礎(chǔ)練1.分子晶體具有某些特征的本質(zhì)原因是()A.組成晶體的基本微粒是分子B.熔融時不導電C.基本構(gòu)成微粒間以分子間作用力相結(jié)合D.熔點一般比較低解析分子晶體相對于其他晶體來說，熔、沸點較低，硬度較小，本質(zhì)原因是其基本構(gòu)成微粒間的相互作用范德華力及氫鍵相對于化學鍵來說比較弱。答案C2.BeCl2熔點較低，易升華，溶于醇和醚，其化學性質(zhì)與AlCl3相似。由此可推測BeCl2()A.熔融態(tài)不導電 B.水溶液呈中性C.熔點比BeBr2高 D.不與NaOH溶液反應解析由題知BeCl2熔點較低，易升華，溶于醇和醚，應屬于分子晶體，所以熔融態(tài)不導電；對于組成相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，其熔、沸點越高，因此BeCl2的熔點比BeBr2低；BeCl2化學性質(zhì)與AlCl3相似，根據(jù)AlCl3能和NaOH溶液反應，則BeCl2也可與NaOH溶液反應；AlCl3水溶液中由于鋁離子水解而呈酸性，推知BeCl2也具有此性質(zhì)。答案A3.下列各物質(zhì)所形成的晶體中，屬于分子晶體且分子內(nèi)只含極性共價鍵的是()A.CO2 B.O2C.NH4Cl D.Ar解析固體CO2(干冰)是分子晶體，分子內(nèi)只有極性的碳氧共價鍵。O2、Ar是固體都屬于分子晶體，但O2中只有非極性共價鍵，Ar原子間沒有共價鍵。NH4Cl由NH和Cl組成，是離子化合物，不屬于分子晶體。答案A4.下列能說明固態(tài)氨是分子晶體的事實是()A.氮原子不能形成陽離子B.銨根離子不能單獨存在C.常溫常壓下，氨是氣態(tài)物質(zhì)D.氨極易溶于水解析分子晶體的熔、沸點較低，故常溫常壓下氨呈氣態(tài)，說明固態(tài)氨屬于分子晶體。答案C5.水分子間可通過一種叫“氫鍵”的作用(作用力介于化學鍵與范德華力大小之間)彼此結(jié)合而形成(H2O)n，在冰中n值為5。即每個水分子被其他4個水分子包圍形成變形四面體，如圖所示為(H2O)5單元，由無限個這樣的四面體通過氫鍵構(gòu)成一個龐大的分子晶體，即冰。下列有關(guān)敘述正確的是()A.1 mol冰中含有4 mol氫鍵B.1 mol冰中含有4×5 mol氫鍵C.平均每個水分子只含有2個氫鍵D.平均每個水分子只含有個氫鍵 解析由圖可知，每個水分子(處于四面體的中心)與4個水分子(處于四面體的四個頂點)形成四個氫鍵，因為每個氫鍵都是由2個水分子共同形成的，所以每個水分子形成的氫鍵數(shù)為4×2。答案C6.中學教材上介紹的干冰晶體是面心立方結(jié)構(gòu)，如圖所示，即每8個CO2構(gòu)成立方體，且在6個面的中心又各占據(jù)1個CO2分子，在每個CO2周圍距離a(其中a為立方體棱長)的CO2有()A.4個 B.8個C.12個 D.6個解析如圖在每個CO2周圍距離a的CO2即為每個面心上的CO2分子，共有8×(3×)12個。答案C7.如圖為冰晶體的結(jié)構(gòu)模型，大球代表O，小球代表H。下列有關(guān)說法正確的是()A.冰晶體中每個水分子與另外4個水分子形成四面體B.冰晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是共價晶體C.水分子間通過HO鍵形成冰晶體D.冰融化后，水分子之間空隙增大解析冰晶體中的水分子是靠氫鍵結(jié)合在一起，氫鍵不是化學鍵，而是一種分子間作用力，故B、C兩項均錯誤。H2O分子形成氫鍵時沿O的4個sp3雜化軌道形成氫鍵，每個水分子可以與4個水分子形成氫鍵，從而形成空間四面體構(gòu)型，A項正確。因為冰晶體中形成的氫鍵具有方向性和飽和性，故水分子靠氫鍵連接后，分子間空隙變大，因此冰融化成水后，體積減小，水分子之間空隙減小，D項錯誤。答案A8.下列分子晶體：HCl、HBr、HI、CO、N2、H2的熔點由高到低的順序是()A. B.C. D.解析題給六種物質(zhì)都屬于分子晶體且均不存在分子間氫鍵，而相對分子質(zhì)量由大到小的順序是，根據(jù)分子晶體熔、沸點高低的判斷，依據(jù)熔、沸點由高到低的順序為，CO和N2的相對分子質(zhì)量相同，但CO是極性分子，N2是非極性分子，所以熔點前者大于后者都大于H2，故正確順序為。答案C9.(1)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點為253 K，沸點為376 K，其固體屬于_晶體。(2)F2與其他鹵素單質(zhì)反應可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應Cl2(g)3F2(g)=2ClF3(g)H313 kJ·mol1，F(xiàn)F鍵的鍵能為159 kJ·mol1，ClCl鍵的鍵能為242 kJ·mol1，則ClF3 中 ClF 鍵的平均鍵能為_kJ·mol1。ClF3的熔、沸點比BrF3的_(填“高”或“低”)。(3)C60的晶體結(jié)構(gòu)類似于干冰，則每個C60晶胞的質(zhì)量為_ g(用含NA的式子表示，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。解析(1)該化合物熔點為253 K，沸點為376 K，熔、沸點較低，所以為分子晶體。(2)根據(jù)焓變的含義可得：242 kJ·mol13×159 kJ·mol16×EClF313 kJ·mol1，解得ClF鍵的平均鍵能EClF172 kJ·mol1；組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，所以ClF3的熔、沸點比BrF3的低。(3)C60晶體為面心立方結(jié)構(gòu)，所以每個C60晶胞有4個C60分子(面心3個，頂角1個)，所以一個C60晶胞質(zhì)量 g g。答案(1)分子(2)172低(3)10.(1)如圖為干冰的晶體結(jié)構(gòu)示意圖。通過觀察分析，每個CO2分子周圍緊鄰等距離的CO2分子有_個，有_種取向不同的CO2分子。將CO2分子視作質(zhì)點，設(shè)晶胞邊長為a pm，則緊鄰的兩個CO2分子的距離為_pm。(2)在冰晶體中，水分子之間的主要作用力是_，還有_，由于該主要作用力與共價鍵一樣具有_性，故1個水分子周圍只有_個緊鄰的水分子，這些水分子位于_的頂點。這種排列方式使冰晶體中水分子的空間利用率_(填“較高”或“較低”)，故冰的密度比水的密度要_(填“大”或“小”)。解析(1)觀察并分析干冰和冰的晶體結(jié)構(gòu)，可知在干冰晶體中，CO2分子排列為面心立方堆積，頂點為一種取向，三對平行面分別為三種不同取向。離頂點的CO2分子最近的是面心的分子，兩者的距離為面對角線的一半，即a pm。每個CO2分子周圍緊鄰且等距離的CO2分子共有12個。(2)在冰晶體中，水分子間的主要作用力是氫鍵，氫鍵具有方向性，1個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子，使冰晶體中水分子的空間利用率較低，分子的間距較大，結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成冰的密度小于水的密度。答案(1)124a(2)氫鍵范德華力方向4四面體較低小素養(yǎng)練11.據(jù)報道科研人員應用計算機模擬出結(jié)構(gòu)類似C60的物質(zhì)N60。已知：N60分子中每個氮原子均以NN鍵結(jié)合三個N原子而形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)：NN鍵的鍵能為167 kJ·mol1。請回答下列問題：(1)N60分子組成的晶體為_晶體，其熔、沸點比N2_(填“高”或“低”)，原因是_。(2)1 mol N60分解成N2時吸收或放出的熱量是_kJ(已知NN鍵的鍵能為942 kJ·mol1)，表明穩(wěn)定性N60_(填“”“”或“”)N2。(3)由(2)列舉N60的用途(舉一種)：_。解析(1)N60、N2形成的晶體均為分子晶體，因Mr(N60)Mr(N2)，故N60晶體中分子的范德華力比N2晶體大，N60晶體的熔、沸點比N2晶體高。(2)因每個氮原子形成三個NN鍵，每個NN鍵被2個N原子共用，故1 mol N60中存在NN鍵：1 mol×60×3×90 mol。發(fā)生的反應為N60=30N2，故H90×167 kJ·mol130×942 kJ·mol113 230 kJ·mol10，為放熱反應，表明穩(wěn)定性：N2N60。(3)由于反應放出大量的熱同時生成大量氣體，因此N60可用作高能炸藥。答案(1)分子高N60、N2均形成分子晶體，且N60的相對分子質(zhì)量大，分子間作用力大，故熔、沸點高(2)13 230(3)N60可作高能炸藥(其他答案合理也可)12.(1)德國和美國科學家制出了由20個碳原子構(gòu)成的空心籠狀分子C20，該籠狀結(jié)構(gòu)是由許多正五邊形構(gòu)成的(如圖所示)。C20分子共有_個正五邊形，共有_個共價鍵，C20晶體屬于_晶體。(2)目前科學家擬合成一種“二重結(jié)構(gòu)”的球形分子，即把足球形C60分子容納在足球形Si60分子中，外面的硅原子與里面的碳原子以共價鍵相結(jié)合。下列關(guān)于這種物質(zhì)的敘述不正確的是_(填序號)。A.該物質(zhì)是一種新型化合物B.該物質(zhì)是兩種單質(zhì)組成的混合物C.該晶體屬于分子晶體D.該物質(zhì)具有極高的熔、沸點解析(1)根據(jù)“由20個碳原子構(gòu)成的空心籠狀分子”可判斷該物質(zhì)一定是分子晶體。根據(jù)其結(jié)構(gòu)可知每個碳原子形成3個CC鍵，每個共價鍵被2個碳原子共用，所以含有的共價鍵數(shù)是30。因為每個共價鍵被2個正五邊形共用，所以平均每個正五邊形含有的共價鍵數(shù)是2.5，故C20分子共有12個正五邊形。(2)該物質(zhì)是一種“二重結(jié)構(gòu)”的球形分子，故A項正確；該物質(zhì)中碳原子和硅原子間形成共價鍵，因此它是化合物，故B項錯誤；該晶體是由分子構(gòu)成的，屬于分子晶體，故C項正確；該晶體屬于分子晶體，熔、沸點較低，故D項錯誤。答案(1)1230分子(2)BD13.在我國南海300500 m海底深處沉積物中存在著大量的“可燃冰”，其主要成分為甲烷水合物。在常溫、常壓下它會分解成水和甲烷，因而得名。請回答下列問題：(1)甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是_(填序號)。A.甲烷晶胞中的球只代表一個C原子B.晶體中1個CH4分子中有12個緊鄰的CH4分子C.CH4熔化時需克服共價鍵D.1個CH4晶胞中含有8個CH4分子E.CH4是非極性分子(2)水在不同的溫度和壓強條件下可以形成多種不同結(jié)構(gòu)的晶體，冰晶體結(jié)構(gòu)有多種。其中冰­的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示。水分子的立體結(jié)構(gòu)是_形，在酸性溶液中，水分子容易得到一個H，形成水合氫離子(H3O)，水分子能與H形成配位鍵，其原因是在氧原子上有_，應用價層電子對互斥理論(或模型)推測H3O的形狀為_。實驗測得冰中氫鍵的作用能為18.5 kJ·mol1，而冰的熔化熱為5.0 kJ·mol1，這說明_。(3)用x、y、z分別表示H2O、H2S、H2Se的沸點()，則x、y、z的大小關(guān)系是_，其判斷依據(jù)是_。解析(1)CH4是分子晶體，熔化時克服范德華力。晶胞中的球體代表的是一個甲烷分子，并不是一個C原子。以該甲烷晶胞分析，位于頂點的某一個甲烷分子與其距離最近的甲烷分子有3個而這3個甲烷分子在面上，因此每個都被共用2次，故與1個甲烷分子緊鄰的甲烷分子有3×8×12(個)。甲烷晶胞屬于面心立方晶胞，該晶胞中甲烷分子的個數(shù)為8×6×4(個)。CH4分子為正四面體結(jié)構(gòu)，C原子位于正四面體的中心，結(jié)構(gòu)對稱，CH4是非極性分子。(2)水分子中O原子的價電子對數(shù)4，孤電子對數(shù)為2，所以水分子為V形，H2O分子能與H形成配位鍵，其原因是在O原子上有孤電子對，H有空軌道。H3O價電子對數(shù)4，含有1對孤電子對，故H3O為三角錐形。冰中氫鍵的作用能為18.5 kJ·mol1，而冰的熔化熱為5.0 kJ·mol1，說明冰熔化為液態(tài)水時只是破壞了一部分氫鍵，并且液態(tài)水中仍存在氫鍵。(3)水分子間存在氫鍵，H2Se與H2S分子間不存在氫鍵，但H2Se的相對分子質(zhì)量大于H2S相對分子質(zhì)量，H2Se分子間范德華力大于H2S分子間范德華力。答案(1)BE(2)V孤電子對三角錐形冰熔化為液態(tài)水時只破壞了一部分氫鍵，液態(tài)水中仍存在氫鍵(3)xzy水分子間可以形成氫鍵，H2Se的相對分子質(zhì)量大于H2S，故有沸點：H2OH2SeH2S14.下表數(shù)據(jù)是對應物質(zhì)的熔點：物質(zhì)熔點/AlF31 291AlCl3190BCl3107NCl340(1)BCl3分子構(gòu)型為平面三角形，則BCl3分子為_(填“極性”或“非極性”，下同)分子，其分子中的共價鍵類型為_鍵。(2)BF3的熔點比BCl3_(填“高”、“低”或“無法確定”)；下列化學用語中，能正確表示BF3分子的是_(填編號)。(3)氯化鋁是_(填“離子”或“共價”)化合物，AlCl3屬于_(填“強”或“弱”)電解質(zhì)，它的晶體類型為_。設(shè)計一個可靠的實驗，判斷氯化鋁是離子化合物還是共價化合物。你設(shè)計的實驗是_。(4)AlCl3在177.8 時升華，氣態(tài)或熔融態(tài)以Al2Cl6形式存在，則可推知Al2Cl6在固態(tài)屬于_晶體，Al2Cl6中_(填“存在”或“不存在”)配位鍵。答案(1)非極性極性(2)低bd(3)共價強分子晶體在熔融狀態(tài)下，驗證其是否導電，若不導電是共價化合物(4)分子存在