第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體基礎(chǔ)課時(shí)14分子晶體學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道分子晶體的概念及典型的分子晶體，認(rèn)識(shí)分子晶體中的微粒種類(lèi)及其微粒間的相互作用。2.借助冰、干冰等模型，能從微觀角度分析分子晶體中各構(gòu)成微粒之間的作用和對(duì)分子晶體物理性質(zhì)的影響。一、分子晶體的概念和性質(zhì)(一)知識(shí)梳理1.概念只含分子的晶體稱(chēng)為分子晶體。2.物理性質(zhì)3.粒子間的相互作用4.常見(jiàn)的分子晶體物質(zhì)種類(lèi)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等稀有氣體He、Ne、Ar等幾乎所有的酸HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等絕大多數(shù)有機(jī)物苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等(二)互動(dòng)探究碳單質(zhì)及含碳化合物是一個(gè)龐大的家族。C60分子及CH4、C60晶胞示意圖如下：【問(wèn)題討論】問(wèn)題1甲烷、C60的晶體類(lèi)型相同嗎？提示相同，都是分子晶體。問(wèn)題2分子晶體溶于水時(shí)，化學(xué)鍵如何變化？提示有的溶于水破壞化學(xué)鍵，例如HCl；有的不破壞化學(xué)鍵，例如蔗糖、乙醇。問(wèn)題3查閱文獻(xiàn)可知氯化鋁的化學(xué)式為AlCl3，熔點(diǎn)306℃、沸點(diǎn)315℃，能升華，為共價(jià)化合物；熔融的氯化鋁不易導(dǎo)電。根據(jù)這些性質(zhì)，氯化鋁屬于什么晶體？提示分子晶體?！咎骄繗w納】1.分子晶體的判斷方法(1)依據(jù)物質(zhì)的類(lèi)別判斷，部分非金屬單質(zhì)、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體都是分子晶體。(2)依據(jù)組成晶體的粒子及粒子間作用判斷，組成分子晶體的粒子是分子，粒子間作用是分子間作用力。(3)依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷，分子晶體的硬度小，熔、沸點(diǎn)低，在熔融狀態(tài)或固體時(shí)均不導(dǎo)電。2.分子晶體的熔、沸點(diǎn)(1)分子晶體熔沸點(diǎn)低的原因分子晶體中粒子間是以范德華力或范德華力和氫鍵而形成的晶體，因此，分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低，密度較小，硬度較小，較易熔化和揮發(fā)。(2)分子晶體的熔、沸點(diǎn)的判斷①分子晶體熔化或氣化都是克服分子間作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化或氣化時(shí)需要的能量就越多，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高。②比較分子晶體的熔、沸點(diǎn)高低，實(shí)際上就是比較分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)的大小。具體分析如下：a.組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高。如O2>N2，HI>HBr>HCl。b.相對(duì)分子質(zhì)量相等或相近時(shí)，極性分子的范德華力大，熔、沸點(diǎn)高，如CO>N2。c.能形成氫鍵的物質(zhì)，熔、沸點(diǎn)較高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。3.分子晶體的導(dǎo)電性分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由離子，因而不能導(dǎo)電。易溶于水的電解質(zhì)(如HCl、醋酸等)在水中全部或部分電離而能夠?qū)щ?，不溶于水的物質(zhì)或易溶于水的非電解質(zhì)自身不能導(dǎo)電。1.下列各組物質(zhì)形成的晶體，均屬于分子晶體的化合物是()A.NH3、HD、C10H18B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、C60、P2O5D.CCl4、Na2S、H2O2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(cuò)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(cuò)誤；Na2S中含有離子鍵，不屬于分子晶體，故D錯(cuò)誤。2.醫(yī)院在進(jìn)行外科手術(shù)時(shí)，常用HgCl2稀溶液作為手術(shù)刀的消毒劑，已知HgCl2有如下性質(zhì)：①HgCl2晶體熔點(diǎn)較低；②HgCl2熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電；③HgCl2在水溶液中可發(fā)生微弱電離。下列關(guān)于HgCl2的敘述中正確的是()A.HgCl2晶體屬于分子晶體B.HgCl2屬于離子化合物C.HgCl2屬于電解質(zhì)，且屬于強(qiáng)電解質(zhì)D.HgCl2屬于非電解質(zhì)答案A解析由HgCl2的性質(zhì)可知，HgCl2晶體屬于分子晶體，屬于共價(jià)化合物，是弱電解質(zhì)。3.下列屬于某分子晶體性質(zhì)的是()A.組成晶體的微粒是離子B.能溶于CS2，熔點(diǎn)為112.8℃，沸點(diǎn)為444.6℃C.熔點(diǎn)為1400℃，可作半導(dǎo)體材料，難溶于水D.熔點(diǎn)高，硬度大答案B解析分子晶體的主要性質(zhì)有熔、沸點(diǎn)低，硬度小，極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑，固態(tài)時(shí)和熔化時(shí)均不導(dǎo)電。二、典型的分子晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(一)知識(shí)梳理1.分子晶體的堆積方式項(xiàng)目分子密堆積分子非密堆積作用力只有分子間作用力，無(wú)氫鍵有分子間氫鍵，它具有方向性空間特點(diǎn)每個(gè)分子周?chē)话阌?2個(gè)緊鄰的分子空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰2.兩種典型分子晶體(1)冰晶體①結(jié)構(gòu)：冰晶體中，水分子間主要通過(guò)氫鍵形成晶體。由于氫鍵具有一定的方向性，一個(gè)水分子與周?chē)膫€(gè)水分子結(jié)合，這四個(gè)水分子也按照同樣的規(guī)律再與其他的水分子結(jié)合。這樣，每個(gè)O原子周?chē)加兴膫€(gè)H原子，其中兩個(gè)H原子與O原子以共價(jià)鍵結(jié)合，另外兩個(gè)H原子與O原子以氫鍵結(jié)合，使水分子間構(gòu)成四面體骨架結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)可用下圖表示。②性質(zhì)：由于氫鍵具有方向性，冰晶體中水分子未采取密堆積方式，這種堆積方式使冰晶體中水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙。當(dāng)冰剛剛?cè)诨梢簯B(tài)水時(shí)，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過(guò)4℃時(shí)，分子間距離加大，密度逐漸減小。(2)干冰①結(jié)構(gòu)：固態(tài)CO2稱(chēng)為干冰，干冰也是分子晶體。CO2分子內(nèi)存在C=O共價(jià)鍵，分子間存在范德華力，CO2的晶胞呈面心立方體形，立方體的每個(gè)頂角有一個(gè)CO2分子，每個(gè)面上也有一個(gè)CO2分子。每個(gè)CO2分子與12個(gè)CO2分子等距離相鄰(在三個(gè)互相垂直的平面上各4個(gè)或互相平行的三層上，每層上各4個(gè))(如圖所示)。②性質(zhì)：干冰的外觀很像冰，硬度也跟冰相似，熔點(diǎn)卻比冰低得多，在常壓下極易升華，在工業(yè)上廣泛用作制冷劑；由于干冰中的CO2之間只存在范德華力不存在氫鍵，密度比冰的高。(二)問(wèn)題探究問(wèn)題1以冰中一個(gè)水分子為中心，畫(huà)出水分子間最基本的連接方式(用結(jié)構(gòu)式表示)。提示問(wèn)題2為什么液態(tài)水變?yōu)楸鶗r(shí)，體積膨脹，密度減?。刻崾颈w中主要是水分子依靠氫鍵而形成的，因氫鍵具有一定的方向性，使水分子間的間距比較大，有很大空隙，比較松散。所以水結(jié)成冰后，體積膨脹，密度減小。問(wèn)題3水與冰之間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中破壞共價(jià)鍵嗎？提示分子晶體的狀態(tài)變化過(guò)程中破壞分子間作用力，不破壞共價(jià)鍵。問(wèn)題4為什么干冰的密度比冰大？為什么冰的熔點(diǎn)比干冰高？提示①干冰中的CO2之間只有范德華力，一個(gè)CO2周?chē)?2個(gè)緊鄰的CO2，分子采取密堆積方式排列，且相對(duì)分子質(zhì)量：CO2>H2O，故干冰的密度比冰的大。②冰中水分子間的作用力除范德華力外，還有更強(qiáng)的氫鍵?！咎骄繗w納】分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)分子晶體的基本構(gòu)成微粒是分子，分子之間普遍存在的作用力是范德華力，個(gè)別晶體中分子間還含氫鍵，如冰中。(2)只存在范德華力的晶體，晶體中分子采取密堆積，晶胞中每一個(gè)分子周?chē)话阌?2個(gè)分子緊鄰。含有氫鍵的晶體，由于氫鍵的方向性，晶體中分子之間不滿(mǎn)足密堆積，空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙，所以密度會(huì)減小，但是熔、沸點(diǎn)往往會(huì)升高，如HF、NH3、冰等。1.下列有關(guān)冰和干冰的敘述不正確的是()A.干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體B.冰中存在氫鍵，每個(gè)水分子周?chē)?個(gè)緊鄰的水分子C.干冰比冰的熔點(diǎn)低，常壓下易升華D.干冰中只存在范德華力不存在氫鍵答案A解析干冰是由分子密堆積形成的晶體，冰晶體中水分子間采取非密堆積的方式，A錯(cuò)誤；冰晶體中水分子間除了范德華力之外還存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性，故每個(gè)水分子周?chē)挥?個(gè)緊鄰的水分子，B正確；干冰熔化只需克服范德華力，冰熔化需要克服范德華力和氫鍵，由于氫鍵作用力比范德華力大，所以干冰比冰的熔點(diǎn)低得多，而且常壓下易升華，C正確；干冰晶體中CO2分子間作用力只是范德華力，不存在氫鍵也不能形成氫鍵，D正確。2.如圖是甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，圖中每個(gè)小球代表一個(gè)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(shuō)法正確的是()A.該晶體與HI的晶體類(lèi)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(gè)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(gè)答案D解析甲烷、HI晶體均屬于分子晶體，A項(xiàng)錯(cuò)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(cuò)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(cuò)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(duì)象，與它距離最近且等距的甲烷分子分布在立方體的3個(gè)面心上，每個(gè)頂角上的甲烷分子被8個(gè)立方體共用，每個(gè)面心上的甲烷分子被2個(gè)立方體共用，所以每個(gè)甲烷分子周?chē)c它距離最近且等距的甲烷分子有eq\f(3×8,2)＝12個(gè)，D項(xiàng)正確。3.碘的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖，下列說(shuō)法正確的是()A.碘晶體熔化時(shí)需克服共價(jià)鍵B.1個(gè)碘晶胞中含有4個(gè)碘分子C.晶體中碘分子的排列有3種不同取向D.碘晶體中每個(gè)I2周?chē)染嗲揖o鄰的I2有6個(gè)答案B解析碘晶體為分子晶體，熔化時(shí)需克服分子間作用力，故A錯(cuò)誤；1個(gè)碘晶胞中8個(gè)碘分子位于頂角，6個(gè)位于面心，則含有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個(gè)碘分子，故B正確；由圖可知，晶體中碘分子的排列有2種不同取向，故C錯(cuò)誤；碘晶體中每個(gè)I2周?chē)染嗲揖o鄰的I2位于面心，有12個(gè)，故D錯(cuò)誤。A級(jí)合格過(guò)關(guān)練選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意(一)分子晶體的概念和性質(zhì)1.下列有關(guān)分子晶體的說(shuō)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(gè)原子組成的分子，而是原子間通過(guò)范德華力結(jié)合成晶體，所以不存在任何化學(xué)鍵，A錯(cuò)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)，B正確，C錯(cuò)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(cuò)誤。2.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、CF4答案D解析對(duì)結(jié)構(gòu)和組成相似的分子晶體，其熔、沸點(diǎn)隨著相對(duì)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。3.下列性質(zhì)適合于分子晶體的是()A.熔點(diǎn)為1070℃，易溶于水，水溶液導(dǎo)電B.熔點(diǎn)為3500℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑C.能溶于CS2，熔點(diǎn)為113℃，沸點(diǎn)為445℃D.熔點(diǎn)為97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度為0.97g·cm－3答案C解析分子晶體是由分子構(gòu)成，分子間的作用力很弱，具有熔沸點(diǎn)低、硬度小、易揮發(fā)等性質(zhì)。熔點(diǎn)高，不是分子晶體的性質(zhì)，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；單質(zhì)硫能溶于CS2，熔點(diǎn)為113℃，沸點(diǎn)為445℃，單質(zhì)硫是分子晶體，故C正確；熔點(diǎn)為97.81℃，質(zhì)軟、導(dǎo)電、密度為0.97g·cm－3，是金屬鈉的物理性質(zhì)，金屬鈉屬于金屬晶體，故D錯(cuò)誤。4.SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4的分子結(jié)構(gòu)類(lèi)似，對(duì)其作出如下推斷，其中正確的是()①SiCl4晶體是分子晶體②常溫常壓下SiCl4不是氣體③SiCl4的分子是由極性共價(jià)鍵形成的④SiCl4的熔點(diǎn)高于CCl4的熔點(diǎn)A.全部 B.只有①②C.只有②③ D.只有①答案A解析CCl4屬于分子晶體，常溫常壓下為液體，含有共價(jià)鍵。①SiCl4與CCl4結(jié)構(gòu)相似，則SiCl4是分子晶體，正確；②CCl4在常溫常壓下是液體，SiCl4與CCl4結(jié)構(gòu)相似，且SiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量較大，則常溫常壓下SiCl4不可能是氣體，正確；③SiCl4中Si與Cl形成共價(jià)鍵，則SiCl4是由極性共價(jià)鍵形成的分子，正確；④對(duì)組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體來(lái)說(shuō)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高，則SiCl4的熔點(diǎn)高于CCl4的熔點(diǎn)，正確。5.六氟化硫分子為正八面體構(gòu)型(分子結(jié)構(gòu)如圖所示)，難溶于水，在高溫下仍有良好的絕緣性，在電器工業(yè)方面具有廣泛用途。下列推測(cè)正確的是()A.SF6中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B.SF6易燃燒生成SO2C.SF6分子是含有極性鍵的非極性分子D.SF6不是分子晶體答案C解析由圖可知，SF6中氟原子滿(mǎn)足8電子結(jié)構(gòu)，而硫原子為12電子結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；SF6中硫元素的化合價(jià)為＋6價(jià)，不能被氧化，則SF6不能燃燒生成SO2，故B錯(cuò)誤；SF6分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，分子中含有極性鍵，為非極性分子，故C正確；SF6屬于分子，為分子晶體，故D錯(cuò)誤。(二)分子晶體的結(jié)構(gòu)6.正硼酸(H3BO3)是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體，層內(nèi)的H3BO3分子通過(guò)氫鍵相連(如圖所示)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.正硼酸晶體不屬于分子晶體B.H3BO3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關(guān)C.分子中硼原子最外層為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.含1molH3BO3的晶體中有3mol氫鍵答案D解析A項(xiàng)，正硼酸晶體屬于分子晶體；B項(xiàng)H3BO3分子的穩(wěn)定性與分子內(nèi)部的共價(jià)鍵有關(guān)，與分子間氫鍵無(wú)關(guān)；C項(xiàng)，分子中的硼原子最外層不符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；D項(xiàng)，1個(gè)H3BO3分子中含有3個(gè)氫鍵。7.C60分子和C60晶胞如圖所示。下列關(guān)于C60晶體的說(shuō)法中不正確的是()A.C60晶體可能具有很高的熔、沸點(diǎn)B.C60晶體能溶于四氯化碳中C.C60晶體的一個(gè)晶胞中含有的碳原子數(shù)為240D.C60晶體中每個(gè)C60分子與12個(gè)C60分子緊鄰答案A解析構(gòu)成C60晶體的基本粒子是C60分子，因此C60晶體是分子晶體，不可能具有很高的熔、沸點(diǎn)，故A說(shuō)法不正確；由于C60是非極性分子，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，其可能易溶于四氯化碳中，故B說(shuō)法正確；每個(gè)C60晶胞中含有的C60分子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，因此含有的碳原子數(shù)為4×60＝240，故C說(shuō)法正確；如果以晶胞中心一個(gè)頂角的C60分子為研究對(duì)象，則共用這個(gè)頂角的三個(gè)面的面心的C60分子與其最近且距離相等，有eq\f(3,2)×8＝12個(gè)，故D說(shuō)法正確。8.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.②⑤C.⑤⑥ D.③④⑤⑥答案B解析從結(jié)構(gòu)上看①③④⑥構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)單元都是向外延伸和擴(kuò)展的而②和⑤的結(jié)構(gòu)沒(méi)有這種特點(diǎn)，其中的原子不能再以化學(xué)鍵與其他原子結(jié)合，所以可能是分子晶體。9.水在不同的溫度和壓強(qiáng)下可以形成多種不同結(jié)構(gòu)的晶體，故冰晶體結(jié)構(gòu)有多種。其中冰－Ⅶ的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)水分子的空間結(jié)構(gòu)是____________形，在酸性溶液中，水分子容易得到一個(gè)H＋，形成水合氫離子(H3O＋)，應(yīng)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型推測(cè)H3O＋的空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)___________。(2)如圖冰晶體中每個(gè)水分子與周?chē)鷂_________________________________個(gè)水分子以氫鍵結(jié)合，該晶體中1mol水形成____________mol氫鍵。(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得冰中氫鍵的鍵能為18.5kJ·mol－1，而冰的熔化熱為5.0kJ·mol－1，這說(shuō)明________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)V三角錐形(2)42(3)冰融化為液態(tài)水時(shí)只破壞了一部分氫鍵，液態(tài)水中水分子間仍存在氫鍵解析(1)水分子中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋eq\f(1,2)(6－2×1)＝4，孤電子對(duì)數(shù)為2，所以水分子的空間結(jié)構(gòu)為V形。H3O＋中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(1,2)(6－1－3×1)＝4，含有1個(gè)孤電子對(duì)，故H3O＋的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。(2)觀察題圖中晶體結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)水分子與周?chē)?個(gè)水分子以氫鍵結(jié)合，每2個(gè)水分子共用1個(gè)氫鍵，故1mol水可形成1mol×4×eq\f(1,2)＝2mol氫鍵。(3)冰中氫鍵的鍵能為18.5kJ·mol－1，而冰的熔化熱為5.0kJ·mol－1，說(shuō)明冰融化為液態(tài)水時(shí)只是破壞了一部分氫鍵，液態(tài)水中水分子間仍存在氫鍵。B級(jí)素養(yǎng)培優(yōu)練10.據(jù)某科學(xué)雜志報(bào)道，國(guó)外有一研究發(fā)現(xiàn)了一種新的球形分子，它的化學(xué)式為C60Si60，其分子結(jié)構(gòu)好似中國(guó)傳統(tǒng)工藝品“鏤雕”，經(jīng)測(cè)定其中包含C60，也有Si60結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是()A.該物質(zhì)有很高的熔點(diǎn)、很大的硬度B.該物質(zhì)熔融時(shí)能導(dǎo)電C.該物質(zhì)分子中Si60被包裹在C60里面D.該物質(zhì)形成的晶體屬分子晶體答案D解析由分子式及信息可知該物質(zhì)為分子晶體，分子晶體的熔點(diǎn)低、硬度小，A錯(cuò)誤；由題目中的信息可知該物質(zhì)是一種新的球形分子，該物質(zhì)熔融時(shí)克服了分子間作用力、只得到分子、不能導(dǎo)電，B錯(cuò)誤；硅的原子半徑比碳大，所以硅化合物C60Si60的外層球殼為Si60，內(nèi)層球殼為C60，C錯(cuò)誤；由題目中的信息可知是一種新的球形分子，它的分子式為C60Si60，所以該物質(zhì)有分子存在，屬于分子晶體，D正確。11.自從第一次合成稀有氣體元素的化合物XePtF6以來(lái)，人們又相繼發(fā)現(xiàn)了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。圖甲為XeF4的結(jié)構(gòu)示意圖，圖乙為XeF2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)圖。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.XeF4是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子B.XeF2晶體屬于分子晶體C.1個(gè)XeF2晶胞中實(shí)際擁有2個(gè)XeF2D.XeF2晶體中距離最近的2個(gè)XeF2之間的距離為eq\f(\r(2)a,2)(a為晶胞邊長(zhǎng))答案D解析根據(jù)XeF4的結(jié)構(gòu)示意圖判斷，Xe和F之間形成極性鍵，該分子為平面正方形，正負(fù)電荷中心重合，為非極性分子，故A正確；XeF2為1個(gè)分子，XeF2晶體由這樣的分子構(gòu)成，所以是分子晶體，故B正確；1個(gè)XeF2晶胞中實(shí)際擁有XeF2的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋1＝2，故C正確；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析，體心的XeF2與每個(gè)頂角的XeF2之間的距離最近，最近的距離為eq\f(\r(3),2)a，故D錯(cuò)誤。12.二茂鐵[(C5H5)2Fe]是由一個(gè)二價(jià)鐵離子和2個(gè)環(huán)戊烯基負(fù)離子構(gòu)成的。熔點(diǎn)是173℃(在100℃時(shí)開(kāi)始升華)，不溶于水，易溶于苯等非極性溶劑。下列說(shuō)法不正確的是()A.二茂鐵屬于分子晶體B.C5Heq\o\al(－,5)中一定含π鍵C.已知環(huán)戊二烯的結(jié)構(gòu)式為，則其中僅有1個(gè)碳原子采取sp3雜化D.在二茂鐵結(jié)構(gòu)中，C5Heq\o\al(－,6)與Fe2＋之間形成的化學(xué)鍵類(lèi)型是離子鍵答案D解析二茂鐵熔點(diǎn)是173℃(在100℃時(shí)開(kāi)始升華)，沸點(diǎn)是249℃，熔沸點(diǎn)較低的晶體一般為分子晶體，所以可推斷二茂鐵晶體為分子晶體，故A正確；環(huán)戊二烯的結(jié)構(gòu)式可推知環(huán)戊二烯基負(fù)離子中一定含π鍵，故B正確；已知環(huán)戊二烯的結(jié)構(gòu)式為，4個(gè)碳原子均為sp2雜化，亞甲基采用sp3雜化，僅有1個(gè)碳原子采取sp3雜化，故C正確；二茂鐵是分子晶體，沒(méi)有離子鍵，故D錯(cuò)誤。13.化合物Ni(CO)4中心原子采取sp3雜化，常溫下為無(wú)色液體，沸點(diǎn)42.1℃。在空氣中加熱Ni(CO)4發(fā)生如下反應(yīng)：2Ni(CO)4＋5O2→2NiO＋8CO2，下列說(shuō)法不正確的是()A.Ni(CO)4分子結(jié)構(gòu)式為B.Ni(CO)4難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑C.Ni(CO)4可分解生成Ni和COD.Fe(CO)5與Ni(CO)4性質(zhì)相似，在空氣中加熱生成FeO答案D解析Ni(CO)4中心原子采取sp3雜化，空間構(gòu)型為正四面體，即結(jié)構(gòu)式為，故A正確；Ni(CO)4的空間構(gòu)型為正四面體，為非極性分子，根據(jù)相似相溶的規(guī)律可知，其易溶于非極性的或者極性較弱的有機(jī)溶劑，而難溶于極性溶劑水，故B正確；Ni(CO)4中Ni原子與碳原子之間為配位鍵，易斷裂，即Ni(CO)4可分解生成Ni和CO，故C正確；FeO有強(qiáng)還原性，在加熱時(shí)會(huì)被氧氣氧化為四氧化三鐵，即Fe(CO)5在空氣中加熱不生成FeO，而生成四氧化三鐵，故D錯(cuò)誤。14.納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應(yīng)用到社會(huì)生活和高科技領(lǐng)域。(1)A和B的單質(zhì)單位質(zhì)量的燃燒熱大，可用作燃料。已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：電離能/(kJ·mol－1)I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540①某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如圖所示，該同學(xué)所畫(huà)的電子排布圖違背了____________。②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，預(yù)測(cè)A和氯元素形成的簡(jiǎn)單分子空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)___________。(2)氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲(chǔ)存問(wèn)題，C60可用作儲(chǔ)氫材料。①已知金剛石中C—C的鍵長(zhǎng)為154.45pm，C60中C—C的鍵長(zhǎng)為145～140pm，有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C60的熔點(diǎn)高于金剛石，你認(rèn)為是否正確并闡述理由：___________________________________________________________________________