2018-2019版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體 第2課時學(xué)案 魯科版選修3.doc

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2018-2019版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體 第2課時學(xué)案 魯科版選修3 2018 2019 高中化學(xué) 物質(zhì) 聚集 狀態(tài) 性質(zhì) 原子 晶體 分子 課時 魯科版
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第2課時 分子晶體 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.了解分子晶體的概念、結(jié)構(gòu)特點及常見的分子晶體。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。3.會比較判斷晶體類型。 一、分子晶體及其結(jié)構(gòu)特點 1.概念及微粒間的作用 (1)概念: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。 (2)微粒間的作用:分子晶體中相鄰分子之間以分子間作用力相互吸引。 2.分子晶體的結(jié)構(gòu)特點   (1)碘晶體的晶胞是一個長方體,在它的每個頂點上有1個碘分子,每個面上有1個碘分子,每個晶胞從碘晶體中分享到4個碘分子。 氯單質(zhì)、溴單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)與碘晶體的結(jié)構(gòu)非常相似,只是晶胞的大小不同而已。 (2)干冰晶體是一種面心立方結(jié)構(gòu),在它的每個頂點和面心上各有1個CO2分子,每個晶胞中有4個CO2分子。干冰晶體每個CO2分子周圍,離該分子最近且距離相等的CO2分子有12個。 (3) 在冰晶體中,由于水分子之間存在具有方向性的氫鍵,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,這樣的排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高,留有相當(dāng)大的空隙,比較松散。 在冰晶體中,每個水分子中的每個氧原子周圍都有4個氫原子,氧原子與其中的兩個氫原子通過共價鍵結(jié)合,而與屬于其他水分子的另外兩個氫原子靠氫鍵結(jié)合在一起。 (1)分子晶體的結(jié)構(gòu)特點 若分子間不存在氫鍵,則分子晶體的微粒排列時盡可能采用緊密堆積方式;若分子間存在氫鍵,由于氫鍵具有方向性和飽和性,則晶體不能采用緊密堆積方式。 (2)常見的分子晶體 ①所有非金屬氫化物:H2O、NH3、CH4、H2S等。 ②多數(shù)非金屬單質(zhì):鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、紅磷、硫、稀有氣體等。 ③多數(shù)非金屬氧化物:CO2、SO2、SO3、P2O5等。 ④幾乎所有的酸:H2SO4、CH3COOH、H3PO4等。 ⑤絕大多數(shù)有機(jī)物:乙醇、蔗糖等。 (3)分子晶體的性質(zhì) ①分子晶體一般具有較低的熔點和沸點,較小的硬度、較強(qiáng)的揮發(fā)性。 ②分子晶體在固態(tài)、熔融時均不導(dǎo)電。 ③不同的分子晶體在溶解度上存在較大差別,并且同一分子晶體在不同的溶劑中溶解度也有較大差別。 提醒 (1)稀有氣體固態(tài)時形成分子晶體,微粒之間只存在分子間作用力,分子內(nèi)不存在化學(xué)鍵。 (2)分子晶體汽化或熔融時,克服分子間作用力,不破壞化學(xué)鍵。 例1 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、HD、C10H8 B.PCl3、CO2、H2SO4 C.SO2、SiO2、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2 答案 B 解析 A中HD是單質(zhì),不是化合物;C中SiO2為原子晶體,不是分子晶體;D中Na2S是離子晶體,不是分子晶體。 例2 下表列舉了幾種物質(zhì)的性質(zhì),據(jù)此判斷屬于分子晶體的物質(zhì)是________。 物質(zhì) 性質(zhì) X 熔點為10.31 ℃,液態(tài)不導(dǎo)電,水溶液導(dǎo)電 Y 易溶于CCl4,熔點為11.2 ℃,沸點為44.8 ℃ Z 常溫下為氣態(tài),極易溶于水,溶液pH>7 W 常溫下為固體,加熱變?yōu)樽霞t色蒸氣,遇冷變?yōu)樽虾谏腆w M 熔點為1 170 ℃,易溶于水,水溶液導(dǎo)電 N 熔點為97.81 ℃,質(zhì)軟,導(dǎo)電,密度為0.97 gcm-3 答案 X、Y、Z、W 解析 分子晶體熔、沸點一般比較低,硬度較小,固態(tài)不導(dǎo)電。M的熔點高,肯定不是分子晶體;N是金屬鈉的性質(zhì);X、Y、Z、W均為分子晶體。 規(guī)律總結(jié) 分子晶體具有熔、沸點較低,硬度較小,固態(tài)、熔融態(tài)不導(dǎo)電等物理特性。所有在常溫下呈氣態(tài)的物質(zhì)、常溫下呈液態(tài)的物質(zhì)(除汞外)、易升華的固體物質(zhì)都屬于分子晶體。 例3 下圖為冰晶體的結(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四個水分子形成四面體 B.冰晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是原子晶體 C.水分子間通過H—O鍵形成冰晶體 D.冰融化時,水分子之間空隙增大 答案 A 解析 冰中的水分子是靠氫鍵結(jié)合在一起,氫鍵不是化學(xué)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的四個sp3雜化軌道形成氫鍵,可以與4個水分子形成氫鍵,這4個水分子形成空間四面體構(gòu)型,A項正確;水分子靠氫鍵連接后,分子間空隙變大,因此融化時,水的體積縮小,D項錯誤。 易錯警示 (1)冰和水中存在氫鍵,水蒸氣中不存在氫鍵。 (2)冰中每個水分子能與4個H2O分子形成氫鍵,平均每個水分子有(4)個氫鍵。 (3)水結(jié)成冰體積膨脹與氫鍵有關(guān)。 (4)冰融化時破壞氫鍵和范德華力,不破壞共價鍵。水分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關(guān),水的熔、沸點與共價鍵無關(guān)。 二、石墨晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 石墨的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示: 1.在石墨晶體中,同層的碳原子以sp2雜化形成共價鍵,每一個碳原子以3個共價鍵與另外三個原子相連。六個碳原子在同一個平面上形成了正六邊形的環(huán),伸展成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 2.在同一平面的碳原子還各剩下一個2p軌道,并含有一個未成對電子形成π鍵。電子比較自由,相當(dāng)于金屬中的自由電子,所以石墨能導(dǎo)熱和導(dǎo)電,這正是金屬晶體的特征。 3.石墨晶體中網(wǎng)絡(luò)狀的平面結(jié)構(gòu)以范德華力結(jié)合形成層狀的結(jié)構(gòu),距離較大,結(jié)合力較弱,層與層間可以相對滑動,使之具有潤滑性。   石墨晶體中碳原子間形成共價鍵,層與層間的結(jié)合力為范德華力,同時還有金屬鍵特性。因此,石墨晶體既不是原子晶體,也不是金屬晶體、分子晶體,而是一種混合鍵型晶體。 例4 碳元素的單質(zhì)有多種形式,下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖: 回答下列問題: (1)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化方式分別為________、________。 (2)C60屬于________晶體,石墨屬于________晶體。 (3)在金剛石晶體中,碳原子數(shù)與化學(xué)鍵數(shù)之比為________________________________; 在石墨晶體中,平均每個最小的碳原子環(huán)所擁有的化學(xué)鍵數(shù)為________,該晶體中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)之比為________。 (4)石墨晶體中,層內(nèi)C—C鍵的鍵長為142 pm,而金剛石中C—C鍵的鍵長為154 pm。推測金剛石的熔點____(填“>”“<”或“=”)石墨的熔點。 答案 (1)sp3雜化 sp2雜化 (2)分子 混合鍵型 (3)1∶2 3 2∶3 (4) < 解析 (1)金剛石中碳原子與四個碳原子形成4個共價單鍵(即C原子采取sp3雜化方式),構(gòu)成正四面體,石墨中的碳原子采取sp2雜化方式,形成平面六元環(huán)結(jié)構(gòu)。(2)C60中構(gòu)成微粒是分子,所以屬于分子晶體;石墨晶體有共價鍵、金屬鍵和范德華力,所以石墨屬于混合鍵型晶體。(3)金剛石晶體中每個碳原子平均擁有的化學(xué)鍵數(shù)為4=2,則碳原子數(shù)與化學(xué)鍵數(shù)之比為1∶2。石墨晶體中,平均每個最小的碳原子環(huán)所擁有的碳原子數(shù)和化學(xué)鍵數(shù)分別為6=2和6=3,其比值為2∶3。(4)石墨中的C—C鍵比金剛石中的C—C鍵鍵長短,鍵能大,故石墨的熔點高于金剛石。 規(guī)律總結(jié)——金剛石與石墨比較 晶體 金剛石 石墨 碳原子雜化方式 sp3 sp2 碳原子成鍵數(shù) 4 3 有無未成對價電子 無 有 最小環(huán)碳原子個數(shù) 6 6 鍵角 109.5 120 含有1 mol C的晶體中所含化學(xué)鍵數(shù)目 2 mol 1.5 mol 四種晶體類型的比較 離子晶體 原子晶體 分子晶體 金屬晶體 構(gòu)成晶體的粒子 陰、陽離子 原子 分子 金屬陽離子 和自由電子 粒子間的作用 離子鍵 共價鍵 分子間作用力(有的有氫鍵) 金屬鍵 作用力強(qiáng)弱 (一般情況下) 較強(qiáng) 很強(qiáng) 弱 較強(qiáng) 確定作用力強(qiáng)弱的一般判斷方法 離子所帶電荷總數(shù)、離子半徑 鍵長(原子半徑) 分子間的氫鍵增大分子間作用力,組成和結(jié)構(gòu)相似時比較相對分子質(zhì)量 離子半徑、離子所帶電荷數(shù) 熔、沸點 較高 高 低 差別較大(如汞常溫下為液態(tài),鎢熔點為3 410℃) 硬度 硬而脆 大 較小 差別較大 導(dǎo)熱和 導(dǎo)電性 不良導(dǎo)體(熔化后或溶于水導(dǎo)電) 不良導(dǎo)體 不良導(dǎo)體(部分溶于水發(fā)生電離后導(dǎo)電) 良導(dǎo)體 溶解性 多數(shù)易溶 一般不溶 相似相溶 一般不溶于水,少數(shù)與水反應(yīng) 機(jī)械加工性 不良 不良 不良 優(yōu)良 延展性 差 差 差 優(yōu)良 1.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 答案 B 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(xué)鍵,故A項錯誤;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(fù)性較強(qiáng)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),所以B項正確,C項錯誤;只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式,D項錯誤。 2.下列物質(zhì)呈固態(tài)時,一定屬于分子晶體的是(  ) A.非金屬單質(zhì) B.非金屬氧化物 C.含氧酸 D.金屬氧化物 答案 C 解析 非金屬單質(zhì)中的金剛石、非金屬氧化物中的SiO2均為原子晶體;金屬氧化物通常為離子化合物,屬離子晶體。 3.SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4相似,對其進(jìn)行下列推測,不正確的是(  ) A.SiCl4的熔點高于CCl4 B.SiCl4晶體是分子晶體 C.常溫、常壓下,SiCl4是氣體 D.SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子 答案 C 解析 由于SiCl4具有分子結(jié)構(gòu),所以屬于分子晶體。影響分子晶體熔、沸點的因素是分子間的作用力,在這兩種分子中都只有范德華力,SiCl4的相對分子質(zhì)量大于CCl4的相對分子質(zhì)量,所以SiCl4的分子間作用力強(qiáng),熔、沸點比CCl4高。CCl4的分子是正四面體結(jié)構(gòu),SiCl4與它結(jié)構(gòu)相似,因此也是正四面體結(jié)構(gòu),是含極性鍵的非極性分子。 4.甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法正確的是(  ) A.甲烷晶胞中的球只代表1個C原子 B.晶體中1個CH4分子中有12個緊鄰的CH4分子 C.甲烷晶體熔化時需克服共價鍵 D.1個CH4晶胞中含有8個CH4分子 答案 B 解析 題圖所示的甲烷晶胞中的球代表的是1個甲烷分子,并不是1個C原子,A錯誤;甲烷晶體是分子晶體,熔化時克服范德華力,C錯誤;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,D錯誤。 5.根據(jù)下列性質(zhì)判斷所描述的物質(zhì)可能屬于分子晶體的是(  ) A.熔點1 070 ℃,易溶于水,水溶液能導(dǎo)電 B.熔點1 128 ℃,沸點4 446 ℃,硬度很大 C.熔點10.31 ℃,液態(tài)不導(dǎo)電,水溶液能導(dǎo)電 D.熔點97.81 ℃,質(zhì)軟,導(dǎo)電,密度0.97 gcm-3 答案 C 解析 A項,熔點1 070 ℃,熔點高,不符合分子晶體的特點,故A錯誤;B項,熔點1 128 ℃,沸點4 446 ℃,硬度很大,屬于離子晶體或原子晶體或金屬晶體的特點,分子晶體分子間只存在分子間作用力,熔、沸點低,故B錯誤;C項,熔點10.31 ℃,熔點低,符合分子晶體的熔點特點,液態(tài)不導(dǎo)電,只存在分子,水溶液能導(dǎo)電,溶于水后,分子被水分子離解成自由移動的離子,如CH3COOHCH3COO-+H+,有自由移動的離子,就能導(dǎo)電,故C正確;D項,熔點97.81 ℃,質(zhì)軟、導(dǎo)電、密度0.97 gcm-3,是金屬鈉的物理性質(zhì),金屬鈉屬于金屬晶體,故D錯誤。 6.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中可重復(fù)出現(xiàn)的最小的結(jié)構(gòu)單元,C60晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,下列說法正確的是(  ) A.C60摩爾質(zhì)量是720 B.C60與苯互為同素異形體 C.在C60晶胞中有14個C60分子 D.每個C60分子周圍與它距離最近且等距離的C60分子有12個 答案 D 7.請回答下列問題: (1)下列有關(guān)石墨晶體的說法正確的是________(填字母,下同)。 a.由于石墨晶體導(dǎo)電,所以它是金屬晶體 b.由于石墨的熔點很高,所以它是原子晶體 c.由于石墨質(zhì)軟,所以它是分子晶體 d.石墨晶體是一種混合鍵型晶體 (2)據(jù)報道,科研人員應(yīng)用電子計算機(jī)模擬出來類似C60的物質(zhì)N60,試推測下列有關(guān)N60的說法正確的是________。 a.N60易溶于水 b.N60是一種分子晶體,有較高的熔點和硬度 c.N60的熔點高于N2 d.N60的穩(wěn)定性比N2強(qiáng) (3)已知碘晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,請回答下列問題: ①碘晶體屬于________晶體。 ②碘晶體熔化過程中克服的作用力為______________。 ③假設(shè)碘晶胞中立方體的長為a cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則碘單質(zhì)的密度為__________________。 答案 (1)d (2)c (3)①分子?、诜肿娱g作用力?、?gcm-3 解析 (1)石墨晶體中存在共價鍵、范德華力、大π鍵,故為混合鍵型晶體。(2)C60是一種單質(zhì),屬于分子晶體,而N60類似于C60,所以N60也是單質(zhì),屬于分子晶體,即具有分子晶體的一些性質(zhì),如硬度較小和熔、沸點較低。分子晶體的相對分子質(zhì)量越大,熔、沸點越高。單質(zhì)一般是非極性分子,難溶于水等極性溶劑,因此a、b項錯誤,c項正確;N2分子以N≡N鍵結(jié)合,N60分子中只存在N—N鍵,而N≡N鍵比N—N鍵牢固得多,所以d項錯誤。(3)I2分子之間以分子間作用力結(jié)合,所以I2晶體屬于分子晶體。觀察碘的晶胞結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),一個晶胞中含有I2分子的數(shù)目為8+6=4,碘原子為8個。一個晶胞的體積為a3 cm3,質(zhì)量為 g,則碘單質(zhì)的密度為 gcm-3。 [對點訓(xùn)練] 題組1 分子晶體的判斷 1.下列各組物質(zhì)均屬于分子晶體的是(  ) A.SO2,SiO2,P2O5 B.PCl3,CO2,H2SO4 C.SiC,H2O,NH3 D.HF,CO2,Si 答案 B 解析 SiO2、SiC、Si均為原子晶體。 2.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 答案 B 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。 3.某化學(xué)興趣小組,在學(xué)習(xí)分子晶體后,查閱了幾種氯化物的熔、沸點,記錄如下: NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔點/℃ 801 712 190 -68 782 沸點/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600 根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析,屬于分子晶體的是(  ) A.NaCl、MgCl2、CaCl2 B.AlCl3、SiCl4 C.NaCl、CaCl2 D.全部 答案 B 解析 由于由分子構(gòu)成的晶體,分子與分子之間以分子間作用力相互作用,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(yīng)為分子晶體,B項正確,A、C、D三項錯誤。 4.(2017合肥六中月考)AB型化合物形成的晶體結(jié)構(gòu)多種多樣。下圖所示的幾種結(jié)構(gòu)所表示的物質(zhì)最有可能是分子晶體的是(  ) A.①③ B.②⑤ C.⑤⑥ D.③④⑤⑥ 答案 B 解析 從各圖中可以看出②⑤都不能再以化學(xué)鍵與其他原子結(jié)合,所以最有可能是分子晶體。 題組2 分子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 5.BeCl2熔點較低,易升華,溶于醇和醚,其化學(xué)性質(zhì)與AlCl3相似。由此可推測BeCl2(  ) A.熔融態(tài)不導(dǎo)電 B.水溶液呈中性 C.熔點比BeBr2高 D.不與NaOH溶液反應(yīng) 答案 A 解析 由題知BeCl2熔點較低,易升華,溶于醇和醚,應(yīng)屬于分子晶體,所以熔融態(tài)不導(dǎo)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的低;BeCl2的化學(xué)性質(zhì)與AlCl3相似,根據(jù)AlCl3能和NaOH溶液反應(yīng),則BeCl2也可與NaOH溶液反應(yīng);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)。 6.下列說法正確的是(  ) A.分子晶體都具有分子密堆積的特征 B.分子晶體中,分子間作用力越大,通常熔點越高 C.分子晶體中,共價鍵鍵能越大,分子的熔、沸點越高 D.分子晶體中,分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定 答案 B 解析 含有氫鍵的分子晶體不具有分子密堆積的特征,如冰,A錯誤;分子晶體的熔、沸點高低與分子間作用力的大小有關(guān),與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱無關(guān),B正確,C錯誤;分子的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱有關(guān),與分子間作用力的大小無關(guān),D錯誤。 7.水的沸點是100 ℃,硫化氫的分子結(jié)構(gòu)跟水相似,但它的沸點卻很低,是-60.7 ℃,引起這種差異的主要原因是(  ) A.范德華力 B.共價鍵 C.氫鍵 D.相對分子質(zhì)量 答案 C 解析 水分子之間存在氫鍵,氫鍵是一種較強(qiáng)的分子間作用力,氫鍵的存在使水的沸點比硫化氫的高。 8.下列關(guān)于分子晶體的說法不正確的是(  ) A.晶體的構(gòu)成微粒是分子 B.干燥或熔融時均能導(dǎo)電 C.分子間以分子間作用力相結(jié)合 D.熔、沸點一般比較低 答案 B 解析 A項,分子晶體是由分子構(gòu)成的;B項,干燥或熔融時,分子晶體既不電離也沒有自由移動的電子,均不能導(dǎo)電;C項,分子間以分子間作用力相結(jié)合;D項,分子晶體的熔、沸點一般比較低。 題組3 常見晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合 9.下列有關(guān)晶體的敘述中,錯誤的是(  ) A.分子晶體熔化時化學(xué)鍵一般不被破壞 B.白磷晶體中,結(jié)構(gòu)粒子之間通過共價鍵結(jié)合 C.構(gòu)成分子晶體的結(jié)構(gòu)粒子中可能存在共價鍵 D.石英晶體是直接由硅原子和氧原子通過共價鍵所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體 答案 B 解析 分子晶體是通過分子間作用力將分子結(jié)合在一起的,所以熔化時,分子內(nèi)部的化學(xué)鍵未發(fā)生變化,破壞的只是分子間作用力,A正確;白磷晶體是分子晶體,在P4內(nèi)部存在共價鍵,而結(jié)構(gòu)粒子(P4)之間是通過分子間作用力結(jié)合的,B錯誤;稀有氣體在固態(tài)時也屬于分子晶體,而稀有氣體是單原子分子,在分子內(nèi)部不存在共價鍵,在干冰晶體中,CO2分子內(nèi)存在共價鍵,C正確;石英晶體是原子晶體,D正確。 10.石墨晶體為層狀結(jié)構(gòu),每一層均為碳原子與周圍其他3個碳原子相結(jié)合而成的平面片層,同層相鄰碳原子間距為142 pm、相鄰片層間距為335 pm。如圖是其晶體結(jié)構(gòu)片層俯視圖。下列說法不正確的是(  ) A.碳原子采用sp2雜化 B.每個碳原子形成3個σ鍵 C.碳原子數(shù)與σ鍵鍵數(shù)之比為2∶3 D.片層之間的碳形成共價鍵 答案 D 解析 每個碳原子形成3個σ鍵,采取sp2雜化,故A、B正確;每個碳原子平均含有3=個σ鍵,所以碳原子數(shù)與σ鍵鍵數(shù)之比為2∶3,故C正確;石墨片層之間的碳以范德華力結(jié)合而不是共價鍵,故D錯誤。 11.根據(jù)下表中給出的有關(guān)數(shù)據(jù),判斷下列說法中錯誤的是(  ) AlCl3 SiCl4 晶體硼 金剛石 晶體硅 熔點/℃ 190 -60 2 300 3 550 1 410 沸點/℃ 183 57 2 550 4 827 2 355 A.SiCl4是分子晶體 B.晶體硼是原子晶體 C.AlCl3是分子晶體,加熱能升華 D.金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵弱 答案 D 解析 SiCl4、AlCl3的熔、沸點低,都是分子晶體,AlCl3的沸點低于其熔點,即在未熔化的溫度下它就能汽化,故AlCl3加熱能升華,A、C項正確;晶體硼的熔、沸點高,所以晶體硼是原子晶體,B項正確;碳原子的半徑比硅的原子半徑小,金剛石中的C—C鍵鍵長比晶體硅中的Si—Si鍵鍵長短,金剛石中的C—C鍵鍵能比晶體硅中的Si—Si鍵鍵能大,金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵強(qiáng),D項錯誤。 12.中學(xué)教材上介紹的干冰晶體是一種立方面心結(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 答案 C 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。 [綜合強(qiáng)化] 13.參考下表中物質(zhì)的熔點,回答有關(guān)問題: 物質(zhì) NaF NaCl NaBr NaI NaCl KCl RbCl CsCl 熔點/℃ 995 801 750 622 801 776 715 646 物質(zhì) SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 SiCl4 GeCl4 SnCl4 PbCl4 熔點/℃ -90.4 -70.4 5.2 120 -70.4 -49.5 -36.2 -15 (1)鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點與鹵離子及堿金屬離子的________有關(guān),隨著________的增大,熔點依次降低。 (2)硅的鹵化物熔點及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點與________有關(guān),隨著________的增大,________增大,故熔、沸點依次升高。 (3)鈉的鹵化物的熔點比相應(yīng)的硅的鹵化物的熔點高得多,這與________有關(guān),因為一般________比__________熔點高。 答案 (1)半徑 半徑 (2)相對分子質(zhì)量 相對分子質(zhì)量 分子間作用力 (3)晶體類型 離子晶體 分子晶體 14.決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素是物質(zhì)結(jié)構(gòu)。請回答下列問題: (1)上圖是石墨的結(jié)構(gòu),其晶體中存在的作用力有______(填字母)。 A.σ鍵 B.π鍵 C.氫鍵 D.配位鍵 E.范德華力 F.金屬鍵 G.離子鍵 (2)碳鈉米管由單層或多層石墨層卷曲而成,其結(jié)構(gòu)類似于石墨晶體,每個碳原子通過________雜化與周圍碳原子成鍵,多層碳納米管的層與層之間靠________結(jié)合在一起。 (3)氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似,具有層狀結(jié)構(gòu),可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。 ①關(guān)于這兩種晶體的說法正確的是________(填字母)。 a.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵,所以硬度大 b.六方相氮化硼層間作用力小,所以質(zhì)地軟 c.兩種晶體中的B—N鍵均為共價鍵 d.兩種晶體均為分子晶體 ②六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為_______________,其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電,原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼鈉米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有________ mol配位鍵。 答案 (1)ABEF (2)sp2 范德華力 (3)①bc?、谄矫嫒切巍訝罱Y(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子?、? 解析 (1)石墨晶體是介于原子晶體、金屬晶體、分子晶體之間的一種特殊晶體,含有金屬鍵,層與層之間存在范德華力,層內(nèi)存在共價鍵。在石墨晶體中同層的每一個碳原子與相鄰的三個碳原子以σ鍵結(jié)合;每個碳原子有一個未參與雜化的2p電子,它的原子軌道垂直于碳原子平面,形成了大π鍵,因此石墨晶體中既存在σ鍵又存在π鍵。(3)①立方相氮化硼晶體的硬度大小與是否含有σ鍵和π鍵無關(guān),與晶體的結(jié)構(gòu)有關(guān),即立方相氮化硼晶體為原子晶體,硬度較大,a錯誤;六方相氮化硼晶體與石墨晶體相似,根據(jù)石墨晶體可知其層和層之間是靠范德華力結(jié)合的,故其作用力小,質(zhì)地較軟,b正確;B和N都是非金屬元素,兩種晶體中的B—N鍵都是共價鍵,c正確;六方相氮化硼晶體與石墨晶體相似,屬于混合鍵型晶體,立方相氮化硼晶體為原子晶體,d錯誤。②六方相氮化硼晶體與石墨晶體相似,同一層上的原子在同一平面內(nèi),根據(jù)六方相氮化硼晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可知,1個B原子與3個N原子相連,故為平面三角形結(jié)構(gòu);由于B最外層有3個電子都參與了成鍵,層與層之間沒有自由移動的電子,故不導(dǎo)電。③NH中有1個配位鍵,BF中有1個配位鍵,故1 mol NH4BF4含有2 mol配位鍵。 15.(1)水分子的立體結(jié)構(gòu)是____________,水分子能與很多金屬離子形成配合物,其原因是在氧原子上有____________。 (2)冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞(其晶胞結(jié)構(gòu)如圖,其中空心球所示原子位于立方體的頂點或面心,實心球所示原子位于立方體內(nèi))類似。每個冰晶胞平均占有____________個水分子。冰晶胞與金剛石晶胞中微粒排列方式相同的原因是_________ _______________________________________________________________。 (3)實驗測得冰中氫鍵的作用能為18.5 kJmol-1,而冰的熔化熱為5.0 kJmol-1,這說明________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)V形(或角形) 孤電子對  (2)8 碳原子與氧原子都為sp3雜化,且氫鍵和共價鍵都具有方向性和飽和性(每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵)  (3)冰熔化為液態(tài)水時只是破壞了一部分氫鍵,也說明液態(tài)水中仍存在氫鍵
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本文標(biāo)題:2018-2019版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第3節(jié) 原子晶體與分子晶體 第2課時學(xué)案 魯科版選修3.doc
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