第15课分子晶体

第15课分子晶体1.学会判断分子晶体。2.了解分子晶体的性质。一、分子晶体的结构1．概念及微粒间的作用力(1)概念：只含分子的晶体称为分子晶体。(2)构成分子晶体的微粒：分子(3)粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力（范德华力和氢键）相互吸引，分子内原子之间以共价键结合。2．分子晶体的结构特征——堆积方式分子密堆积分子非密堆积作用力只有范德华力，无氢键有范德华力和分子间氢键，它具有方向性空间特点每个分子周围一般有12个紧邻的分子空间利用率不高，留有相当大的空隙堆积方式分子看作球时，层与层间球心对空隙分子看作球时，层与层间球心对球心举例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰3．常见分子晶体及物质类别物质种类实例所有非金属氢化物H2O、NH3、CH4、H2S、HCl等部分非金属单质卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、C60、稀有气体等部分非金属氧化物CO2、P4O10、SO2、SO3等几乎所有的酸HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等绝大多数有机物苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等【特别提醒】金刚石、二氧化硅不是分子晶体。二、分子晶体的性质1.分子晶体的物理特性①分子晶体具有熔、沸点较低。②硬度较小。③固态不导电。2.分子晶体熔沸点低的原因分子晶体中粒子间是以范德华力或范德华力和氢键而形成的晶体，因此，分子晶体的熔、沸点较低，密度较小，硬度较小，较易熔化和挥发。所有在常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、易升华的固体物质都属于分子晶体，熔化时，一般只破坏范德华力、氢键（作用力较弱），不破坏化学键。3.分子晶体的熔、沸点比较①分子晶体熔化或汽化都是克服分子间作用力。分子间作用力越大，物质熔化或汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高。②比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力(包括范德华力和氢键)的大小。A.组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如O2>N2，HI>HBr>HCl。B.相对分子质量相等或相近时，极性分子的范德华力大，熔、沸点高，如CO>N2。C.能形成氢键的物质，熔、沸点较高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。D.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。E.在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷；芳香化合物苯环上的同分异构体一般按照“邻位>间位>对位”的顺序。4.分子晶体的导电性分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由离子，因而不能导电，易溶于水的电解质在水中全部或部分电离而能够导电，不溶于水的物质或易溶于水的非电解质自身不能导电。三、两种典型分子晶体的组成和结构1.冰（分子非密堆积形式）①冰中水分子之间的相互作用力除范德华力外还有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的。②氢键的方向性→1个水分子与周围4个水分子相结合→水分子中的③氢键H—O…H较长→分子间距离增大并在水分子中间留有空隙→冰的密度比液态水的小。当冰刚刚融化为液态水时冰的结构部分解体→水分子间的空隙减小→密度反而增大超过4℃时分子间距离加大→密度渐渐减小④为什么水在4℃时的密度最大？氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，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，其密度比液态水小。当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大。超过4℃时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小，所以4℃时水的密度最大。2.干冰(分子密堆积形式)①分子间作用力为范德华力。②CO2的晶胞类型为面心立方结构。③④每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子有12个(同层、上层、下层各4个)。⑤无数个CO2晶胞在空间“无隙并置”形成CO2晶体。【思考与讨论p80】参考答案在硫化氢晶体中，分子与分子之间以范德华力相结合，分子的排列特征是分子密堆积，即一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子。在冰晶体中，分子与分子之间主要以氢键相结合，而氢键具有方向性和饱和性，一个水分子的氧原子只能与另外两个水分子的氢原子形成氢键，该水分子的两个氢原子只能分别与另外的水分子的氧原子形成氢键，所以一个水分子周围只有4个紧邻分子。四、分子晶体的判断1.依据构成晶体的微粒种类和微粒间的作用力判断：构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。2.依据晶体的熔点判断：分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至更低温度。3.依据晶体的导电性判断：分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电，如HCl。4.依据晶体的硬度和机械性能判断：分子晶体硬度小且较脆。5.依据物质的分类判断：大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。6.依据挥发性判断：一般易挥发的物质呈固态时都属于分子晶体。7.根据溶解性判断：分子晶体的溶解性遵循“相似相溶”规律。►问题一分子晶体的结构【典例1】下列有关冰和干冰的叙述中不正确的是()A．干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体B．冰是由氢键形成的晶体，每个水分子周围有4个紧邻的水分子C．干冰的熔点比冰的熔点低得多，常压下易升华D．干冰中只存在范德华力，不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻的分子【答案】A【解析】A．干冰是由分子密堆积形成的晶体，冰晶体中水分子间采用非紧密堆积的方式形成晶体，A不正确;B．冰晶体中水分子间除了范德华力之外还有氢键，由于氢键具有方向性，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，B正确;C．干冰熔化时只克服范德华力，而冰熔化需要克服范德华力和氢键，氢键的能量比范德华力大得多，所以干冰的熔点比冰的熔点低得多，且常压下易升华，C正确;D．干冰晶体中CO2分子间只存在范德华力，分子采用紧密堆积方式，一个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子，D正确;故选A。【解题必备】分子晶体的结构特征——堆积方式分子密堆积分子非密堆积作用力只有分子间作用力，无氢键有分子间氢键，它具有方向性空间特点每个分子周围一般有12个紧邻的分子空间利用率不高，留有相当大的空隙堆积方式分子看作球时，层与层间球心对空隙分子看作球时，层与层间球心对球心举例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰【变式11】正硼酸()是一种片层状结构的白色晶体，层内的通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是()A．正硼酸晶体属于离子晶体，熔点很高 B．的化学性质主要与氢键有C．1mol晶体中有6mol氢键 D．分子中硼原子最外层不是8电子稳定结构【答案】D【解析】A．层内的通过氢键相连，正硼酸晶体属于分子晶体，熔点低，故A错误;B．的化学性质主要与分子内共价键有关，与氢键无关，故B错误;C．每摩硼酸分子形成6摩氢键，每摩氢键2摩分子共用，1mol晶体中有3mol氢键，故C错误;D．分子中硼原子最外层只有6个电子，不是8电子稳定结构，故D正确;故选D。【变式12】分子和晶胞示意图如图所示。下列关于晶体的说法不正确的是()A．晶体可能具有很高的熔、沸点B．晶体可能易溶于四氯化碳中C．晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为240D．晶体中每个分子与12个C分子紧邻【答案】A【解析】A.构成晶体的基本微粒是分子，因此晶体是分子晶体，不可能具有很高的熔、沸点，A错误;B.由于是非极性分子，其可能易溶于四氯化碳中，B正确;C.每个的晶胞中含有的分子数为，因此含有的碳原子数为，C正确;D.如果以晶胞中一个顶点的分子为研究对象，则共用这个顶点的面的面心的分子与其距离最近且相等，有个，D正确;故选A。►问题二分子晶体的性质【典例2】下列有关说法正确的是()A.分子晶体中只存在范德华力 B.分子晶体熔化时共价键断裂 C.分子晶体中氢键越强，分子越稳定 D.分子晶体中一定含有分子间作用力，不一定含有化学键【答案】D【解析】A．分子晶体中除存在分子间作用力，还可能存在氢键，故A错误;B．分子晶体熔化时破坏范德华力或氢键；故B正确；C．分子稳定性与共价键的键能有关，键能越大分子越稳定，故C错误;D．稀有气体只有分子间作用力，无化学键，故D正确;答案：故选D。【解题必备】分子晶体的物理特性①分子晶体具有熔、沸点较低。②硬度较小。③固态不导电。【变式21】科研人员制出了由18个碳原子构成的环碳分子(如图示)。对该物质的说法正确的是()A.与互为同素异形体 B．硬度大、熔点高C．与乙炔互为同系物 D．是一种共价晶体【答案】A【解析】A．由结构简式可知，环碳分子与碳60是由碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故A正确;B．由结构简式可知，环碳分子是由分子构成的硬度小、熔点低的分子晶体，故B错误;C．由结构简式可知，环碳分子是单质，与乙炔结构不同，不可能互为同系物，故C错误;D．由结构简式可知，环碳分子是由分子构成的硬度小、熔点低的分子晶体，故D错误;故选A。【变式22】下列说法正确的是()A．冰融化时，分子中HO键发生了断裂B．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定C．共价晶体中，共价键越强，晶体的熔点就越高D．分子晶体中，共价键越强，晶体的熔点就越高【答案】C【解析】A．冰融化时发生物理变化，不破坏化学键，分子中HO键不发生断裂，A错误;B．分子晶体中，分子间作用力越大，对应物质的熔、沸点越高，而分子的稳定性与分子内化学键强弱有关，与分子之间的作用力大小无关，B错误;C．共价晶体熔化克服共价键，共价晶体中，共价键越强，熔点越高，C正确;D．分子晶体中分子间作用力越强，熔点越高，共价键越强，则分子越稳定，D错误;故选C。►问题三分子晶体的判断【典例3】下列属于分子晶体的化合物是()A．碘 B．金刚石 C．干冰 D．NaCl【答案】C【解析】A．碘是单质不是化合物，A错误;B．金刚石是单质不是化合物，B错误;C．干冰由CO2分子组成，属于分子晶体的化合物，C正确;D．NaCl属于离子晶体，D错误;故答案选C。【解题必备】分子晶体的判断方法1.依据构成晶体的微粒种类和微粒间的作用力判断：构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。2.依据晶体的熔点判断：分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至更低温度。3.依据晶体的导电性判断：分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电，如HCl。4.依据晶体的硬度和机械性能判断：分子晶体硬度小且较脆。5.依据物质的分类判断：大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。6.依据挥发性判断：一般易挥发的物质呈固态时都属于分子晶体。7.根据溶解性判断：分子晶体的溶解性遵循“相似相溶”规律。【变式31】下列性质适合于分子晶体的是()A．熔点1070℃,易溶水,水溶液导电B．熔点10.31℃,液态不导电,水溶液能导电C．熔点3570℃,难溶于水,熔化时不导电D．熔点97.81℃质软、导电、密度0.97g/cm3【答案】B【解析】A．熔点1070℃，易溶于水，水溶液导电，属于离子晶体的特点，故A错误;B．熔点为10.31℃，熔点低，符合分子晶体的特点；液态不导电，是由于液态时，只存在分子，没有离子；水溶液能导电，溶于水后，分子在水分子的作用下，电离出自由移动的离子；故B正确；C．熔点3570℃，难溶于水，融化时不导电，属于原子晶体的特点，故C错误;D．金属钠熔点为97.81℃，质软、导电、密度0.97g/cm3，为金属晶体的特点，故D错误;答案：故选B。【变式32】下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是()A．NH3、P4、C10H8 B．PCl3、CO2、H2SO4C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、H2O、Na2O2【答案】C【解析】A选项中，P4(白磷)为单质，不是化合物；C选项中，SiO2为共价晶体；D选项中，Na2O2是离子化合物属于离子晶体。1．下列说法中，错误的是A．只含分子的晶体一定是分子晶体B．碘晶体升华时破坏了共价键C．几乎所有的酸都属于分子晶体D．稀有气体中只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体【答案】B【解析】A．分子晶体是分子通过相邻分子间的作用力形成的，只含分子的晶体一定是分子晶体，故A正确;B．碘晶体属于分子晶体，升华时破坏了分子间作用力，故B错误;C．几乎所有的酸都是由分子构成的，故几乎所有的酸都属于分子晶体，故C正确;D．稀有气体是由原子直接构成的，只含原子，故稀有气体的晶体属于分子晶体，故D正确。故选B。2．下列物质属于分子晶体的是①冰；②二氧化硅；③碘；④铜；⑤固态的氩A．仅①③ B．仅②③⑤ C．仅⑤ D．仅①③⑤【答案】D【分析】分子通过分子间作用力互相结合形成的晶体叫做分子晶体。【解析】①冰、③碘、⑤固态的氩都是分子通过分子间作用力结合而成的晶体，属于分子晶体；②二氧化硅是共价晶体；④铜是金属晶体，故选D;答案选D。3．第28届国际地质大会提供的资料显示，海底蕴藏着大量的天然气水合物，俗称“可燃冰”。“可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每46个分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个分子或1个游离的分子。若晶体中每8个笼有6个容纳了分子，另外2个笼被游离分子填充，则“可燃冰”的平均组成可表示为A． B． C． D．【答案】D【解析】“可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每46个分子构建8个笼，每个笼内可容纳一个分子，另外2个笼被游离的分子填充，因此6个笼中有6个甲烷分子，共48个水分子，则“可燃冰”平均分子组成可表示为：；故选D。4．甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是A．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子B．1个晶胞中含有8个分子C．甲烷晶体熔化时需克服共价键D．晶体中1个分子周围有12个紧邻的分子【答案】D【解析】A．甲烷晶体为分子晶体，晶胞中的每个球都代表1个CH4分子，A不正确;B．根据均摊法，1个CH4晶胞中含有CH4分子的数目为，B不正确;C．甲烷晶体为分子晶体，熔化时只需克服分子间的作用力，不需要破坏分子内的共价键，C不正确;D．晶体中以左下顶点的1个CH4分子为例，周围有紧邻的CH4分子数为，D正确;故选D。5．氦晶体的升华能是0.105kJ·mol1，而冰的升华能则为46.9kJ·mol1.能解释这一事实的叙述是①氦原子间仅存在范德华力②冰中有氢键③氦原子之间的化学键很弱④水分子之间的共价键强A．①② B．②③ C．①④ D．③④【答案】A【解析】氦晶体为分子晶体，氦原子间仅存在范德华力，升华过程需要破坏分子间作用力；冰也是分子晶体，但是分子间存在氢键，导致其升华需要较高的能量；其两者的升华过程不涉及共价键的强弱；故选①②。故选A。6．下列关于分子晶体的说法正确的是A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B．在分子晶体中一定存在共价键C．冰和Br2都是分子晶体D．稀有气体不能形成分子晶体【答案】C【解析】A．分子晶体中的分子间作用力越大，晶体的熔沸点越高，属于物理性质，而物质的稳定性为化学性质，二者没有直接关系，故A错误；B．在分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体的单原子分子，不存在共价键，故B错误；C．冰和Br2均由分子构成，均属于分子晶体，故C正确；D．稀有气体构成微粒是分子，可形成分子晶体，故D错误；故选C。7．下列说法中正确的是（）A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定【答案】B【解析】A.冰是分子晶体，融化时克服分子间作用力，发生物理变化，分子内的HO键不断裂，A选项错误；B.共价晶体熔融时破坏共价键，所以共价键越强，熔点越高，B选项正确；C.分子晶体融化时克服分子间作用力，与共价键键能无关，C选项错误；D.分子间作用力影响物质的物理性质，与物质的稳定性无关，D选项错误；答案选B。8.如图所示，甲、乙、丙分别表示C、二氧化碳、碘晶体的晶胞结构模型。请回答下列问题：（1）C60的熔点为280℃，从晶体类型来看，C60属____________晶体。（2）二氧化碳晶胞中显示出的二氧化碳分子数为14，实际上一个二氧化碳晶胞中含有____________个二氧化碳分子，二氧化碳分子中键与键的个数比为____________。（3）①碘晶体属于____________晶体。②碘晶体熔化过程中克服的作用力为____________。③假设碘晶胞中长方体的长、宽、高分别为acm、bcm、ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，则碘晶体的密度为____________g·cm3。【答案】分子41：1分子分子间作用力【解析】（1）C60有固定的组成，不属于空间网状结构，熔沸点远低于金刚石等原子晶体的熔沸点，应为分子晶体，故答案为：分子；（2）二氧化碳的晶胞中,二氧化碳分子分布于晶胞的定点和面心位置,则晶胞中含有二氧化碳的分子数为8×18+6×12=4，二氧化碳的分子结构为O=C=C，每个分子中含有2个σ键和2个π键，所以σ键与π键的个数比为1:1，故答案为：4；1:1；（3）观察碘晶胞不难发现，一个晶胞中含有碘分子数为8×1/8+6×1/2=4，即舍有8个碘原子。一个晶胞的体积为a3cm3，其质量，则碘晶体的密度为，故答案为：。1．我国力争于2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一。下列关于和说法正确的是A．CO2中C原子采用sp2杂化B．键角大于键角C．分子中含有极性共价键，是极性分子D．干冰中每个分子周围紧邻12个分子【答案】D【解析】A．CO2中心C原子式sp杂化，故A错误;B．甲烷是正四面体构型，键角为109°28'，二氧化碳为直线形分子，键角为180°，键角小于键角，故B错误;C．分子中含有极性共价键，但分子为正四面体，结构对称，是非极性分子，故C错误;D．干冰为面心立方堆积，干冰中每个分子周围紧邻12个分子，故D正确;故选D。2．某分子晶体结构模型如图，下列说法正确的是A．该模型可以表示CO2的分子模型B．图中每个线段代表化学键C．表示的是含有非极性共价键的分子D．空间网状结构，熔沸点高【答案】A【解析】A．该模型可以表示直线形分子模型，为直线形分子，可以表示分子模型，A正确;B．该晶体为分子晶体，构成分子晶体的微粒间是靠分子间的作用力，不是化学键，B错误;C．该分子内的化学键为极性键，此分子为直线型分子，为非极性分子，C错误;D．该晶体为分子晶体，微粒之间的作用力为范德华力，熔沸点低，D错误；故选A。3．水是生命之源，水的状态除了气、液、固之外，还有玻璃态。玻璃态水是由液态水急速冷却到108℃时形成的一种无定形状态，其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．玻璃态水中也存在范德华力与氢键B．玻璃态水是分子晶体C．玻璃态中水分子间距离比普通液态水中分子间距离大D．玻璃态水中氧原子为杂化【答案】A【解析】A．普通水变成玻璃态水属于物理过程，水的分子组成不变，故玻璃态水中也存在范德华力与氢键，A正确;B．玻璃态水属于无定形物质，不存在晶体结构，不是分子晶体，B错误;C．由题干信息可知，玻璃态水“密度与普通液态水的密度相同”知，则两种状态的水中分子间距离相同，C错误;D．水分子中中心原子O周围的价层电子对数为：2+=4，故氧原子均为sp3杂化，D错误;故答案为：A。4．磷元素有白磷、红磷等单质，白磷()分子结构及晶胞如下图所示，白磷和红磷转化的热化学方程式为(白磷，s)=(红磷，s)

；下列说法正确的是A．分子中的PPP键角为109°28＇B．白磷和红磷互为同位素C．白磷晶体中1个分子周围有8个紧邻的分子D．白磷和红磷在中充分燃烧生成等量(s)，白磷放出的热量更多【答案】D【解析】A．白磷分子为正四面体结构，每个顶点1个P原子，P4分子中的PPP键角为60°，A错误;B．白磷和红磷互为同素异形体，B错误;C．白磷为面心立方最密堆积，配位数为12，白磷晶体中1个P4分子周围有12个紧邻的P4分子，C错误;D．从题中可知，白磷转化为红磷放热，说明相等质量的白磷能力高于红磷，白磷和红磷在氧气中充分燃烧生成等量的P2O5(s)，白磷放出的能量更多，D正确;故选D。5．某课题组发现水团簇最少需要21个水分子才能实现溶剂化，即1个水分子周围至少需要20个水分子，才能将其“溶解”(“溶解”时，水团簇须形成四面体)。下列叙述正确的是A．中水分子之间的作用力主要是范德华力B．和互为同系物C．加热变为还破坏了极性键D．晶体属于分子晶体【答案】D【解析】A．(H2O)21中水分子之间的作用力主要是氢键，故A错误;B．同系物是指结构相似，组成上相差一个或若干个基团的物质之间，故B错误;C．加热变为破坏的是氢键，没有破坏极性键，故C错误;D．是由多个水分子形成的分子晶体，故D正确;故答案为：D。6．下列说法中正确的是A．冰融化时，分子中H—O发生断裂B．分子晶体熔融时化学键不被破坏C．分子晶体中，一定存在分子间作用力和共价键D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定【答案】B【解析】A．冰为分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，A项错误;B．分子晶体是通过分子间作用力将分子结合在一起的，所以熔化时，分子内部的化学键未发生变化，破坏的只是分子间作用力，B项正确;C．稀有气体在固态时也属于分子晶体，而稀有气体是单原子分子，在分子内部不存在共价键，C项错误;D．分子晶体熔沸点高低取决于分子间作用力大小，而共价键强弱决定了分子的稳定性强弱，D项错误;答案选B。7．我国疾控中心利用尿素()制备出了两种低温消毒剂：三聚氰酸()和二氯异氰尿酸钠()。已知：尿素分子中所有原子共平面。下列说法错误的是A．尿素分子中键角与键角基本相等B．三聚氰酸晶体属于分子晶体C．基态N原子的电子的空间运动状态有5种D．二氯异氰尿酸钠中元素的电负性：N>O>Na【答案】D【解析】A．尿素分子为平面结构，尿素中C和N原子的杂化方式均为，键角和键角都接近120°，基本相等，A正确;B．三聚氰酸的熔点较低，三聚氰酸晶体属于分子晶体，B正确;C．基态N原子的电子排布式为，电子占据5个原子轨道，所以它的电子的空间运动状态为5种，C正确;D．元素的非金属性越强，电负性越大，则元素的电负性：O>N>Na，D错误;故选D。8．(1)水分子间存在一种“氢键”(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个水分子包围形成变形的正四面体，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)表示：①1mol冰中有______mol氢键。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。