321分子晶體與共價(jià)晶體（第一課時(shí)）學(xué)案高二化學(xué)人教版選擇性必修2

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體第1課時(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解分子晶體的知識。2.了解兩種典型分子晶體的組成和結(jié)構(gòu)。預(yù)習(xí)（閱讀教材，完成學(xué)案）二、合作探究深度學(xué)習(xí)三、聚焦展示學(xué)習(xí)目標(biāo)一、分子晶體1．分子晶體中的粒子及粒子間的相互作用eq分子晶體—\o\al(微粒間作用力：分子間作用力，一定含有，可能含有；,\s\up11(｜),\s\up22(構(gòu)成粒子：分子；),\s\do11(｜),\s\do22(分子內(nèi)各原子間：共價(jià)鍵。))

2．分子晶體的物理性質(zhì)：分析表3—2中某些分子晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，分子晶體熔點(diǎn)低較，也不難理解分子晶體的硬度。3．常見的分子晶體物質(zhì)種類實(shí)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等所有的含氧酸HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等絕大多數(shù)有機(jī)物甲烷、乙酸、尿素等4．分子晶體堆積方式與性質(zhì)分子密堆積：如果分子間作用力只是范德華力（無方向性），若以一個分子為中心，其周圍最多可以有個緊鄰的分子，分子晶體的這一特征稱為，如碳60的晶胞。若將CO2分子換成O2、I2等分子，干冰的晶體結(jié)構(gòu)就變成了O2、I2的晶體結(jié)構(gòu)。若分子間存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性，則分子晶體的微粒就不能采用分子密堆積方式排列，如冰的結(jié)構(gòu)中水分子的堆積，一個水分子周圍有4個緊鄰的分子，這一排列使冰晶體中水分子的空間利用率不高。碳60的晶胞冰的結(jié)構(gòu)練習(xí)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、C10H18 B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、C60、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2練習(xí)2．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．分子間一定存在氫鍵D．其結(jié)構(gòu)一定為分子密堆積學(xué)習(xí)目標(biāo)二、兩種典型分子晶體的結(jié)構(gòu)分析代表物質(zhì)干冰冰晶胞緊鄰分子數(shù)每個CO2分子周圍有個緊鄰的分子每個H2O分子周圍有4個緊鄰的分子晶胞占有分子數(shù)8密度（相對大?。┐笕埸c(diǎn)（相對高低）低【深度思考】為什么干冰晶胞中CO2分子采用密堆積方式，而冰晶胞中H2O分子是非密堆積方式？【科學(xué)·社會·技術(shù)】天然氣水合物—一種潛在的能源（1）構(gòu)成：由天然氣分子裝在以氫鍵相連的幾個水分子構(gòu)成的籠內(nèi)形成的；（2）存在：存在于海底和大陸冰川或永久凍土底部；（3）俗稱：在外觀上，天然氣水合物很像冰，從海底或冰川底部開采出來的天然氣水合物因氣壓降低，會迅速分解釋放出可燃的甲烷，因而又稱“可燃冰”；（4）儲量：據(jù)估計(jì)，天然氣水合物中的甲烷的總量按碳計(jì)至少為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的所有化石燃料（煤、天然氣和石油）中的碳的2倍，是蘊(yùn)藏量最豐富的燃料資源。練習(xí)3．冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．冰晶胞內(nèi)水分子間以共價(jià)鍵結(jié)合B．每個冰晶胞平均含有4個水分子C．水分子間的氫鍵具有方向性和飽和性，也是σ鍵的一種D．冰融化為水時(shí)，密度增大練習(xí)4.海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類1000年的能源需要。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個水分子構(gòu)建成8個籠，每個籠可容納1個CH4分子或1個游離H2O分子。若晶體中每8個籠只有6個容納了CH4分子，另外2個籠被游離H2O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為()A．CH4·14H2OB．CH4·8H2OC．CH4·eq\f(23,7)H2O D．CH4·6H2O四、教師歸納總結(jié)五、課堂測評5．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(shí)不導(dǎo)電C．晶體內(nèi)微粒間以分子間作用力相結(jié)合D．熔點(diǎn)一般比較低6．下列物質(zhì)按熔、沸點(diǎn)由高到低順序排列，正確的一組是()A．HF、HCl、HBr、HIB．F2、Cl2、Br2、I2C．H2O、H2S、H2Se、H2TeD．CI4、CBr4、CCl4、CF47．如圖是甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，圖中每個小球代表一個甲烷分子(甲烷分子分別位于立方體的頂角和面心)，下列有關(guān)該晶體的說法正確的是()A．該晶體與HI的晶體類型不同B．該晶體熔化時(shí)只需要破壞共價(jià)鍵C．SiH4分子的穩(wěn)定性強(qiáng)于甲烷D．每個頂角上的甲烷分子與之距離最近且等距的甲烷分子有12個8．判斷正誤(對的在括號內(nèi)打“√”，錯的在括號內(nèi)打“×”。)（1）分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定()（2）H2O分子間含有氫鍵，因此水是一種非常穩(wěn)定的化合物()（3）分子晶體晶胞中因?yàn)闅滏I的存在，使晶體硬度和密度增大()（4）冰晶胞中H2O分子采用非密堆積方式，是因?yàn)闅滏I有方向性()（5）分子晶體熔化時(shí)一定破壞范德華力，有些分子晶體還會破壞氫鍵()（6）分子晶體熔化或溶于水均不導(dǎo)電()（7）分子晶體中共價(jià)鍵的鍵能越大，分子晶體的熔、沸點(diǎn)越高()9．如圖為干冰的晶體結(jié)構(gòu)示意圖。（1）一個晶胞中有________個二氧化碳分子；通過觀察分析，有________種取向不同的CO2分子。（2）在干冰中撒入鎂粉，用紅熱的鐵棒引燃后，再蓋上另一塊干冰，出現(xiàn)的現(xiàn)象為____________________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________。（3）干冰的熔點(diǎn)低，常壓下極易，在工業(yè)上的一個重要用途是。（4）將CO2分子視作質(zhì)點(diǎn)，設(shè)晶胞邊長為apm，則緊鄰的兩個CO2分子的距離為________pm。（5）其密度ρ為________(1pm＝10－12m)。321分子晶體與共價(jià)晶體答案與解析學(xué)習(xí)目標(biāo)一、分子晶體1．分子晶體中的粒子及粒子間的相互作用eq分子晶體—\o\al(微粒間作用力：分子間作用力，一定含有范德華力，可能含有氫鍵；,\s\up11(｜),\s\up22(構(gòu)成粒子：分子；),\s\do11(｜),\s\do22(分子內(nèi)各原子間：共價(jià)鍵。))

2．分子晶體的物理性質(zhì)：分析表3—2中某些分子晶體的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，分子晶體熔點(diǎn)低較低，也不難理解分子晶體的硬度很小。4.分子密堆積1、【答案】B〔解析〕分子晶體的構(gòu)成微粒為分子,分子內(nèi)部以共價(jià)鍵結(jié)合。HD屬于分子晶體,但為單質(zhì),故A錯誤;PCl3、CO2、H2SO4均屬于分子晶體,且為化合物,故B正確;C60屬于分子晶體,但為單質(zhì),故C錯誤;Na2S中含有離子鍵,不屬于分子晶體,故D錯誤。2、【答案】B〔解析〕稀有氣體元素組成的晶體中，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，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(fù)性較強(qiáng)的氮、氧、氟原子結(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用分子密堆積的方式，D錯誤。學(xué)習(xí)目標(biāo)二、兩種典型分子晶體的結(jié)構(gòu)分析124小高3、【答案】D〔解析〕冰晶胞內(nèi)水分子間主要以氫鍵結(jié)合，A項(xiàng)錯誤；由冰晶胞的結(jié)構(gòu)可知，每個冰晶胞平均占有的分子個數(shù)為4＋eq\f(1,8)×8＋6×eq\f(1,2)＝8，B項(xiàng)錯誤；水分子間的氫鍵具有方向性和飽和性，但氫鍵不屬于化學(xué)鍵，C項(xiàng)錯誤；冰當(dāng)冰剛剛?cè)诨癁橐簯B(tài)水時(shí)，熱運(yùn)動使冰的結(jié)構(gòu)部分解體，破壞了一部分氫鍵，水分子間的空隙減小，密度反而增大。4、【答案】B〔解析〕“可燃冰”是一種晶體，晶體中平均每46個H2O分子構(gòu)建8個籠，每個籠內(nèi)可容納1個CH4分子或1個游離H2O分子。若晶體中每8個籠只有6個容納了CH4分子，另外2個籠被游離的H2O分子填充，因此6個籠中有6個甲烷分子，水分子有46＋2＝48個，則“可燃冰”平均分子組成可表示為6CH4·48H2O，即CH4·8H2O；答案選B。5、【答案】C〔解析〕分子晶體相對于其他晶體來說，熔、沸點(diǎn)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(xué)鍵來說比較弱。6、【答案】D〔解析〕對結(jié)構(gòu)和組成相似的分子晶體，其熔、沸點(diǎn)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(diǎn)反常。所以A中應(yīng)為HF>HI>HBr>HCl；B中應(yīng)為I2>Br2>Cl2>F2；C中應(yīng)為H2O>H2Te>H2Se>H2S；只有D正確。7、【答案】D〔解析〕甲烷、HI晶體均屬于分子晶體，A項(xiàng)錯誤；甲烷晶體屬于分子晶體，熔化時(shí)只需要破壞分子間作用力，不需要破壞共價(jià)鍵，B項(xiàng)錯誤；C的非金屬性比Si強(qiáng)，所以SiH4分子的穩(wěn)定性弱于甲烷，C項(xiàng)錯誤；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，以晶胞中頂角上的甲烷分子為研究對象，與它距離最近且等距的甲烷分子分布在立方體的3個面心上，每個頂角上的甲烷分子被8個立方體共用，每個面心上的甲烷分子被2個立方體共用，所以每個甲烷分子周圍與它距離最近且等距的甲烷分子有eq\f(3×8,2)＝12個，D項(xiàng)正確。8．×××√√××9、【答案】（1）44（2）鎂粉在干冰中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼的白光，并有黑色物質(zhì)生成2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C（3）升華制冷劑（4）eq\f(\r(2),2)a（5）eq\f(4×44,NAa×10－103)g·cm－