第三章　第二节　第1课时　分子晶体 2025年高中化学选择性必修2课件（人教版）

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分子晶体　第1课时第三章　第二节Cl2>F2，HI>HBr>HCl。②组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高，如CO>N2。③含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如H2O>H2Te >H2Se>H2S。 归纳总结④对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3> > 。⑤烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物，一般随分子中碳原子数的增加，熔、沸点升高，如C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH> HCOOH。返回典型的分子晶体的结构和性质二二、典型的分子晶体的结构和性质1.分子晶体的结构特征范德华力范德华力和氢键2.两种典型的分子晶体的组成和结构(1)冰①水分子之间的主要作用力是 ，当然也有_________。②由于 的方向性，使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的 个相邻水分子相互吸引。③空间利用率不高，其密度比液态水的 。氢键范德华力氢键4小(2)干冰①每个晶胞中有 个CO2分子， 个原子。②每个CO2分子周围等距离且紧邻的CO2分子数为 。③空间利用率高，其密度比冰的 。41212高 1.常温下，液态水中水分子在不停地做无规则的运动。0 ℃以下，水凝结为冰，其中的水分子排列由杂乱无序变得十分有序。(1)冰晶体中存在着哪几种微粒间的相互作用？深度思考提示　共价键、氢键、范德华力。 (2)冰融化成水时破坏的作用力是什么？深度思考提示　氢键和范德华力。2.冬季河水结冰后，冰块往往浮在水面，为什么冰的密度比水小呢？提示　在冰的晶体中存在分子间氢键，每个水分子周围有4个紧邻的水分子，彼此之间形成四面体形。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，密度减小。 3.(1)为什么干冰的密度比冰大？深度思考提示　由于干冰中的CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻的分子，分子密堆积，密度比冰的大。(2)为什么冰的熔点比干冰的熔点高得多？提示　水分子存在分子间氢键，CO2之间只存在范德华力。 应用体验1.正误判断(1)干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体(2)干冰比冰的熔点低很多，常压下易升华(3)干冰晶体中分子之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻的分子(4)冰晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的分子，1 mol冰中含有 1 mol氢键×√√× 应用体验2.如图为冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H，下列有关说法正确的是A.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B.冰晶体具有空间网状结构，不是分子晶体C.水分子间通过H—O形成冰晶体D.冰晶体融化时，水分子之间的空隙增大√ 应用体验B项，冰晶体属于分子晶体；C项，水分子间通过分子间作用力形成晶体；D项，冰融化，氢键部分断裂，空隙减小。 应用体验3.下列说法正确的是A.C60气化和I2升华克服的作用力不相同B.甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它们的熔点相近C.NaCl和HCl溶于水时，破坏的化学键都是离子键D.常温下TiCl4是无色透明液体，熔点-23.2 ℃，沸点136.2 ℃，所以　TiCl4属于分子晶体√ 应用体验A中C60、I2均为分子晶体，气化或升华时均克服范德华力；B中乙酸分子间可形成氢键，其熔点比甲酸甲酯高；C中HCl溶于水破坏的是共价键。 应用体验4.如图为干冰的晶胞结构示意图。(1)通过观察分析，有　　种取向不同的CO2分子。将CO2分子视作质点，设晶胞边长为a pm，则紧邻的两个CO2分子的距离为　　 pm。 4 顶角一种取向，三对平行面分别为三种取向，所以共有4种取向。两个紧邻CO2分子的距离为面对角线长的一半。 应用体验(2)其密度为　　 　　 g·cm-3(1 pm=10-10 cm)。  返回课时对点练题组一　分子晶体及其性质1.下列有关分子晶体的说法正确的是A.固态时能导电B.分子间一定存在范德华力C.分子间一定存在氢键D.分子晶体全部为化合物√12345678910111213141234567891011121314分子晶体固态时不导电，故A项错误；分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于与电负性很大的氮、氧、氟原子结合的氢原子与另一个电负性很大的原子之间，可以存在于分子之间或分子之内，故B项正确，C项错误；部分非金属单质也是分子晶体，如N2，故D项错误。2.下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是①HCl　②HBr　③HI　④CO　⑤N2　⑥H2A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①√1234567891011121314相对分子质量越大，范德华力越大，分子晶体的熔、沸点越高，相对分子质量接近的分子，极性越强，熔、沸点越高。3.干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较正确的是A.晶体的熔点：干冰>冰B.晶体中的空间利用率：干冰>冰C.晶体中分子间相互作用力相同D.晶体中键的极性和分子的极性相同√1234567891011121314B项，冰的结构中，由于H2O分子间存在氢键且氢键具有方向性，故晶胞中存在空隙，空间利用率较低，正确；C项，冰的分子间既有氢键又有范德华力，而干冰的分子间只有范德华力，错误；D项，CO2和H2O中均存在极性键，由于分子空间结构不同，CO2是非极性分子，H2O是极性分子，错误。12345678910111213144.SiCl4的分子结构与CCl4的分子结构类似，对其作出如下推断，其中正确的是①SiCl4晶体是分子晶体　②常温常压下SiCl4不是气体　③SiCl4的分子是由极性共价键形成的　④SiCl4的熔点高于CCl4的熔点A.全部 B.只有①②C.只有②③ D.只有①√12345678910111213141234567891011121314CCl4属于分子晶体，常温常压下为液体，含有共价键。①SiCl4与CCl4结构相似，则SiCl4是分子晶体，正确；②CCl4在常温常压下是液体，SiCl4与CCl4结构相似，且SiCl4的相对分子质量较大，则常温常压下SiCl4不可能是气体，正确；③SiCl4中Si与Cl形成共价键，则SiCl4是由极性共价键形成的分子，正确；④对组成和结构相似的分子晶体来说，相对分子质量越大，熔点越高，则SiCl4的熔点高于CCl4的熔点，正确。题组二　分子晶体的结构5.正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是A.正硼酸晶体不属于分子晶体B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关C.分子中硼原子最外层为8电子稳定结构D.含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键√1234567891011121314A项，正硼酸晶体属于分子晶体；B项，H3BO3分子的稳定性与分子内部的共价键有关，与氢键无关；C项，分子中的硼原子最外层不符合8电子稳定结构；D项，1个H3BO3分子中含有3个氢键。1234567891011121314 √12345678910111213141234567891011121314冰、干冰都属于分子晶体，A项错误；在冰晶体中，每个水分子周围只有四个紧邻的水分子，由于水分子之间的主要作用力为氢键，而氢键具有饱和性和方向性，所以冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，使得冰的密度比液态水的小，故“水立方”变为“冰立方”，密度减小，B项正确；氟利昂排放到大气中会破坏臭氧层，干冰不会，C项正确；1234567891011121314 7.“冰面为什么滑？”这与冰层表面的结构有关，下列有关说法正确的是A.由于氢键的存在，水分子的稳定性好，　高温下也很难分解B.第一层“固态冰”中，水分子间通过　共价键形成空间网状结构C.第二层“准液体”中，水分子间形成共价键的机会减少，形成氢键的　机会增加D.当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，　产生“流动性的水分子”，使冰面变滑√1234567891011121314水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间形成的氢键无关，A错误；水分子间不存在共价键，水分子间通过氢键形成空间网状结构，B错误；水分子间不存在共价键，应该是形成氢键的机会减少，C错误；1234567891011121314当温度达到一定数值时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏，使一部分水分子能够自由流动，从而产生“流动性的水分子”，使冰面变滑，D正确。12345678910111213148.冰晶体的晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是A.冰晶胞内水分子间作用力只有氢键B.每个冰晶胞平均含有4个水分子C.氢键具有方向性和饱和性，也是σ键的一种D.已知冰中氢键的键能为18.5 kJ·mol-1，而常见的　冰的熔化热为336 J·g-1，这说明冰变成液态水时，氢键部分被破坏(假　设熔化热全部用于破坏氢键)1234567891011121314√1234567891011121314 1234567891011121314冰中氢键的键能为18.5 kJ·mol-1，1 mol冰中含有2 mol氢键，完全破坏1 mol冰中氢键需要能量37.0 kJ，常见的冰的熔化热为336 J·g-1，1 mol冰完全融化需要吸收能量6.048 kJ，说明冰变为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键，D项正确。9.下列说法正确的是A.范德华力普遍存在于分子之间，如液态水中因范德华力的存在使水分　子发生缔合B.H2SO4为强电解质，硫酸晶体是能导电的C.冰中1个H2O分子可通过氢键与4个水分子相连，所以冰中H2O分子与　氢键的数目之比为1∶4D.氢键有饱和性和方向性，所以液态水结成冰时体积会变大√1234567891011121314液态水中因分子间氢键的存在使水分子发生缔合，A不正确；虽然H2SO4为强电解质，但是硫酸晶体是分子晶体，不能导电，B不正确；冰中1个H2O分子可通过氢键与4个水分子相连，两个水分子间只能形成一个氢键，所以冰中H2O分子与氢键的数目之比为1∶2，C不正确；氢键有饱和性和方向性，所以液态水结成冰时，水分子之间的空隙变大，故其体积会变大，D正确。123456789101112131410.C60分子和C60晶胞示意图如图所示。下列关于C60晶体的说法不正确的是A.C60晶体可能具有很高的熔、沸点B.C60晶体可能易溶于四氯化碳中C.C60晶体的一个晶胞中含有的碳原子　数为240D.C60晶体中每个C60分子与12个C60分子紧邻√1234567891011121314 1234567891011121314 11.(2024·天津高二调研)在海洋深处的沉积物中含有大量可燃冰，其主要成分是甲烷水合物。甲烷水合物的结构可以看成是甲烷分子装在由水分子形成的“笼子”里。下列说法正确的是A.甲烷分子和水分子的VSEPR模型都是正四面体形B.甲烷分子通过氢键与构成“笼子”的水分子相结合C.可燃冰属于分子晶体D.水分子的键角大于甲烷分子的键角√12345678910111213141234567891011121314CH4的VSEPR模型为正四面体形，H2O的VSEPR模型是四面体形，A项错误；甲烷分子与构成“笼子”的水分子间不能形成氢键，B项错误；H2O的键角为105°，CH4的键角为109°28'，D项错误。12.有四组同一族元素所形成的不同物质，在101 kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示：1234567891011121314下列判断正确的是A.第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键键能最大B.第三组与第四组相比较，化合物的稳定性：HBr>H2SeC.第三组物质溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>HID.第一组物质是分子晶体，一定含有共价键√1234567891011121314第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子之间可以形成氢键，A不正确；Se和Br同为第四周期元素，Br的非金属性较强，故氢化物的稳定性：HBr>H2Se，B正确；第三组物质溶于水后，HF溶液的酸性最弱，C不正确；第一组物质是分子晶体，但分子中不一定含有共价键，如稀有气体，D不正确。123456789101112131413.据《新科学》杂志报道，科研人员在20 ℃、1个大气压和其他一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，水就可以结成冰，称为“热冰”。如图是水和“热冰”微观结构的计算机模拟图。(1)以上信息体现了水分子具有_ __性，水分子中氧原子的杂化方式为________。 1234567891011121314极sp3杂化(2)参照热冰的图示，以一个水分子为中心，画出水分子间最基本的连接方式(用结构式表示)：　　　 　　 　。 1234567891011121314(3)①固体二氧化碳外形似冰，受热气化无液体产生，俗称“干冰”。干冰的晶胞结构如图所示。一个晶胞中有　个二氧化碳分子；在一个二氧化碳分子中所含的化学键类型与数目为　　　 　。 ②取两块大小相同的干冰，在一块干冰中央挖一个小1234567891011121314穴，撒入镁粉，用红热的铁棒引燃后，再盖上另一块干冰，出现的现象为　　　 　， 发生反应的化学方程式是　 　　　。 42个σ键，2个π键镁粉在干冰中继续燃烧，发出耀眼的白光，并有黑色物质生成2Mg+CO2 2MgO+C14.(1)水分子间存在一种“氢键”(强度介于范德华力与化学键之间)的作用，彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成四面体，通过氢键相互连接成庞大的分子晶体，其结构示意图如图1：①1 mol冰中有　　mol 氢键。 12345678910111213142 ②在冰的结构中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1，则冰晶体中氢键的能量是　　kJ ·mol-1。 123456789101112131420冰的升华热是51 kJ·mol-1，水分子间还存在范德华力(11 kJ·mol-1)， 1 mol水中含有2 mol氢键，升华热=范德华力+氢键，所以冰晶体中氢键的能量是20 kJ·mol-1。③氨气极易溶于水的原因之一也与氢键有关。请判断NH3溶于水后，形成的NH3·H2O的合理结构是　　(填图2中的字母)。 1234567891011121314b (2)图3折线c可以表达出第　　　族元素氢化物的沸点的变化规律。两位同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线a和b，你认为正确的是　　(填“a”或“b”)；1234567891011121314ⅣAb1234567891011121314部分有机物的熔、沸点见下表：  有机物相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高；当有机物能形成分子内氢键时，分子间作用力减弱，熔点变低，当分子间能形成氢键时，分子间作用力增强，熔点升高1234567891011121314由这些数据你能得出的结论是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少写2条)。 1234567891011121314折线a和b沸点先小后大，则开始物质的沸点高与氢键有关，而a中原子序数大的氢化物沸点高于含氢键的物质，与事实不符，故a错误，b正确；只有c曲线中的氢化物沸点没有反常升高，则物质间没有氢键，则c为碳族元素氢化物，即折线c可以表达出第ⅣA族元素氢化物的沸点的变化规律。返回本课结束第三章　第二节