第二节分子晶体与原子晶体.doc

2007级高二化学教学案 选修三 勤奋创造奇迹，细节决定成败第二节 分子晶体与原子晶体 第一课时 分子晶体 主备人:周启燕 教学目标 ：1、使学生了解分子晶体的组成粒子、结构模型和结构特点及其性质的一般特点。2、使学生了解晶体类型与性质的关系。3、使学生理解分子间作用力和氢键对物质物理性质的影响。4、知道一些常见的属于分子晶体的物质类别。5、使学生主动参与科学探究，体验研究过程，激发他们的学习兴趣。教学重点难点：1、重点掌握分子晶体的结构特点和性质特点2、难点是氢键的方向性和氢键对物体物理性质的影响3、从三维空间结构认识晶胞的组成结构教学方法建议：运用模型和类比方法诱导分析归纳教学过程设计：复问：什么是离子化合物？哪几类物质属于离子化合物？引入新课：一、分子晶体1、定义：构成粒子：粒子间的作用：2、较典型的分子晶体3、分子晶体的物理特性：分子晶体熔沸点的高低比较4、分子晶体的构型小结：完成表格晶 体 类 型分 子 晶 体结构构成晶体的粒子粒子间的相互作用力性质硬度熔沸点导电性溶解性课堂巩固练习：1、下列属于分子晶体的一组物质是A 、CaO、NO、CO B、 CCl4、H2O2、He C、 CO2、SO2、NaCl D 、CH4、O2、Na2O2、下列性质符合分子晶体的是A、 熔点1070，易熔于水，水溶液能导电B、 熔点是10.31，液体不导电，水溶液能导电C、 熔点97.81，质软，能导电，密度是0.97g/cm3D、 熔点，熔化时能导电，水溶液也能导电3、下列物质的液体中，不存在分子是A 二氧化硅 B 二氧化硫 C 二氧化碳 D二硫化碳4、下列说法正确的是A、离子化合物中可能含有共价键 B、分子晶体中的分子内不含有共价键C、分子晶体中一定有非极性共价键D、分子晶体中分子一定紧密堆积5、干冰汽化时，下列所述内容发生变化的是A、分子内共价键 B、分子间作用力C、分子间距离 D、分子间的氢键6、“可燃冰”是深藏在海底的白色晶体，存储量巨大，是人类未来极具潜在优势的洁净能源。在高压低温条件下,由水分子形成空间笼状结构，笼中“关”甲烷而形成，如某种可燃冰的存在形式为CH45.75H2O。（1）“可燃冰” CH45.75H2O的分子中，m（CH4）：m（H2O）= （2）若要从“可燃冰”中分离出甲烷，可用下列两中方法：在一定温度下， 使气体从水合物中分离出来，在一定压力下， 使气体从水合物中分离出来。7、选择以下物体填写下列空白A干冰 B氯化铵 C烧碱 D固体碘晶体中存在分子的是 (填写序号，下同)晶体中既有离子键又有共价键的是 熔化时不需要破坏共价键的是 常况下能升华的是 8四氯化硅的分子结构与四氯化碳类似，对其作出如下推测四氯化硅晶体是分子晶体。常温常压四氯化硅下是液体。四氯化硅分子是由极性键形成的分子。四氯化硅熔点高于四氯化碳。其中正确的是A只有 B只有 C只有 D分子晶体课外作业1、下列物质中，属于分子晶体的化合物是（ ） A、石英 B、硫磺 C、干冰 D、食盐2、共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质中，只含有上述一种作用的是 ( ) A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘3、在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是 ( ) A.HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B.N2比白磷化学性质稳定 C.F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D.H2S的熔沸点小于H2O的熔、沸点 4、当S03晶体熔化或气化时，下述各项中发生变化的是 ( ) A.分子内化学键 B.分子间距离 C.分子构型 D.分子间作用力 5、支持固态氨是分子晶体的事实是 A.氮原子不能形成阳离子 B.铵离子不能单独存在 C.常温下，氨是气态物质 D.氨极易溶于水 6、一般情况下，下列类别的物质在固态时一定是分子晶体的是（ ） A、所有非金属单质 B、所有非金属氧化物 C、所有有机物 D、所有非金属氢化物7、下列有关共价化合物的说法：具有较低的熔、沸点 不是电解质 固态时是分子晶体 都是由分子构成 液态时不导电，其中一定正确的是 ( ) A. B. C. D. 8、分析下列各物质的物理性质，判断其固态肯定不属于分子晶体的是 A、溴化铝，无色晶体，熔点98，熔融态不导电 B、碳化铝，黄色晶体，熔点2200，熔融态不导电 C、溴化钾，无色晶体，熔融或水溶液中都能导电 D、五氟化钒，无色晶体，熔点19.5，易溶于乙醇9、C60是典型的分子晶体，其晶胞结构如下图所示。数一数在C60晶体中，平均每个晶胞含有碳原子数（ ）10、正硼酸（H3BO3）是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连（如上图）。下列说法正确的是（ ）A、正硼酸晶体属于原子晶体 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、每摩尔H3BO3的晶体中含有3mol氢键11、在干冰晶体中每个CO2分子周围紧邻的 CO2分子有_个， 在晶体中截取一个最小的正方形，使正方形的四个顶点部落到CO2分子的中心，则在这个正方形的平面上有_个C02分子。12、第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需求。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构成8个笼，每个笼可容纳1个CH4或1个游离的水分子。若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的水分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为 13、白磷分子P4（内空的正四面体结构）中PP键易断裂，若一个白磷分子中每个PP键均断开插入一个氧原子，则一共可结合个氧原子，这样就得到一种磷的氧化物，其分子式为。属于 晶体。两原子间形成的是 _极(填写非极性键或极性键)。由C、N、H三种元素组成的某化合物，其分子内含4个N原子，且4个氮原子排成内空的正四面体（同白磷），每两个氮原子间都有一个碳原子，且分子内无CC和CC，则该化合物的分子式为。14、有A、B、C、D四种元素，A元素的气态氢化物分子式为RH4，其中R的质量分数为75%，该元素核内有6个中子，能与B形成AB2型化合物，B在它的氢化物中含量为88.9，核内质子数和中子数相等，C、D为同周期元素，D的最高价氧化物的水化物为酸性最强的酸，C的氧化物为两性氧化物。(1) B的氢化物的电子式为_，属_分子。(极性或非极性)(2) A和B形成化合物的分子空间构型为_，属_分子(极性或非极性)，其晶体类型是_。俗名_。(3) C元素位于周期表中第_周期_族，A、C、D三元素的最高价氧化物的水化物按酸性由强到弱的顺序排列(用分子式表示)_。(4) C和D的化合物溶于水后滴入过量KOH，现象是_，离子方程式_ _。15、水分子间可通过一种叫“氢键”的作用（介于化学键和分子间作用力之间），彼此结合而形成（H2O）n，在冰中每个水分子都被其他4个水分子包围形成变形四面体，如图由无限个这样的四面体通过氢键相互连接成一个庞大的分子晶体，即冰。回答下列问题：1mol冰中有 mol氢键，氢键有 性和 性。在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子与氢键相连接。除氢键外，水分子间还存在范德华力（11KJ/mol）。已知冰的升华热是51KJ/mol,则冰晶体中氢键的能量是 KJ/mol实验测得冰中氢键的键能为18.8KJ/mol，而冰的熔化热为5.0 KJ/mol说明原因 解释冰的密度比水小得原因比较H2O、H2S、H2Se的沸点水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是 ( )A水由液态变为玻璃态，体积缩小B水由液态变为玻璃态，体积膨胀C玻璃态是水的一种特殊状态D玻璃态水是分子晶体16、1932年捷克的Lanada等人从南摩拉维亚油田的石油分馏中发现一种烷烃（代号A），次年用X-射线技术证实了其结构，竟是一个叫Lukessr 的人早就预言过的。后来A被大量合成，并发现它们胺类衍生物具有抗病毒、抗震颤的药物活性而开发为常用药。下图给出三种已经合成的2，3，4个A为基本结构单元模块，像搭积木一样搭成比较复杂笼状火烷。根据条件回答下列问题：B的分子式 ；若在D上继续增加一块A模块，得到E，则E的分子式为 ；A中含有的六元环数为 个，其中 个碳原子为三环所共有，这几个碳原子所围成的空间几何形状为 。第二节 分子晶体与原子晶体 第二课时 原子晶体 主备人：周启燕教学目标设定1、掌握原子晶体的概念，能够区分原子晶体和分子晶体。2、了解金刚石等典型原子晶体的结构特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。教学难点重点原子晶体的结构与性质的关系教学过程设计复习提问：1、什么是分子晶体？试举例说明。 2、分子晶体通常具有什么样的物理性质？引入新课：分析下表数据，判断金刚石是否属于分子晶体项目/物质干冰金刚石熔点很低3550沸点很低4827二、原子晶体1、定义：构成粒子：粒子间的作用：2、常见原子晶体3、原子晶体的物理性质晶体熔沸点的高低比较4、原子晶体构型金钢石例1：（1）在金刚石晶体中,每个C与多少个C成键？形成怎样的空间结构？最小碳环由多少个C,它们是否在同一平面内？（2）在金刚石晶体中，C原子个数与CC键数之比为多少？（3）12克金刚C键数为多少NA？SiO25、比较分子晶体和原子晶体主要特征 类型 比较分子晶体原子晶体构成晶体微粒形成晶体本质物理性质熔沸点硬度导电性传热性延展性溶解性典型实例P4、干冰、硫金刚石、二氧化硅6、归纳：判断晶体类型的依据（1）看构成晶体的微粒种类及微粒间的相互作用。对分子晶体,构成晶体的微粒是_，微粒间的相互作用是_ _；对于原子晶体，构成晶体的微粒是_ _，微粒间的相互作用是_键。（2）看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度)。一般情况下，不同类晶体熔点高低顺序是原子晶体比分子晶体的熔、沸点高得多课堂练习1、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是 A、SO2与SiO2 B、C02与H2O C、C与HCl D、CCl4与SiC2、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三种晶体金刚石 晶体硅 碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是A、 B、 C、 D、3、1999年美国科学杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断中不正确的是 A、原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度B、原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料C、原子晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料D、每摩尔原子晶体干冰中含4molCO键4、在SiO2晶体中，每个Si原子与 个O原子结合，构成 结构，Si位于_ _，O 位于_ _在SiO2晶体中，Si原子与O原子个数比为 在SiO2晶体中，最小的环为 个Si和 个O组成的 环。5、单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据金刚石晶体硅晶体硼熔点382316832573沸点510026282823硬度107.09.5晶体硼的晶体类型属于_晶体，理由是_。已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个项点上各有1个B原子。通过视察图形及推算，此晶体体结构单元由_个硼原子构成。其中BB键的键角为_。原子晶体课外作业：1、下列晶体中不属于原子晶体的是 （A）干冰 （B）金刚砂 （C）金刚石 （D）水晶2、在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上，碳原子数是（A）2个 （B）3个 （C）4个 （D）6个 3、下列各物质中，按熔点由低到高排列正确的是 （A）O2、I2、Hg （B）CO2、K、SiO2（C）Na、K、Rb （D）SiC、NaCl、SO24、下列各晶体中任意一个原子都被相邻的4个原子所包围；以共价键结合成正四面体结构，并向空间伸展成网状结构的是 （A）甲烷 （B）石墨 （C）晶体硅 （D）水晶5、 固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是 （A）冰 （B）晶体硅 （C）溴 （D）二氧化硅6、石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结合，如上图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是 （A）10个 （B）18个 （C）24个 （D）14个7、石英玻璃是将纯石英在1600高温下熔化，冷却后形成的玻璃体。关于石英玻璃的结构和性质的叙述中正确的是 （A）石英玻璃属于原子晶体 （B）石英玻璃耐高温且能抵抗一切酸的腐蚀（C）石英玻璃的结构类似于液体（D）石英玻璃能经受高温剧变且能抗碱的腐蚀8、已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是 （A）该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固（B）该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子（C）该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构（D）该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构 9、下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是 ( ) A.SO2与Si02 B.C02与H20 C.NaCl与HCl D.CCl4与KCl10、 20世纪80年代中期，科学家发现并证明碳还以新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。90年代初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子。(如图1-5)：下列说法错误的是 ( ) A金刚石和石墨的熔点肯定要比C60高B据估计C60熔点比金刚石和石墨要高C无论是球碳分子，还是管状碳分子、洋葱状碳分子，都应看作是碳的同素异形体D球碳分子是碳的同素异形体，而管状碳分子、洋葱状碳分子则不一定 11、下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数) ( )A124 g P4含有PP键的个数为4NA B12 g石墨中含有CC键的个数为15NAC12 g金刚石中含有CC键的个数为2NA D60gSi02中含SiO键的个数为2NA12、碳化硅SiC的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三种晶体金刚石晶体硅碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是 13、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 3