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第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
第1课时 分子晶体
培优第一阶——基础过关练
1．下列关于分子晶体的说法不正确的是
A．分子晶体中含有分子
B．固态或熔融态时均能导电
C．分子间以分子间作用力相结合
D．熔、沸点一般比较低
【答案】B
【详解】
A．分子晶体是由分子构成的，A正确；
B．固态或熔融态时，分子晶体既不电离也没有自由移动的电子，均不能导电，B错误；
C．分子间以分子间作用力相结合，C正确；
D．分子晶体的熔、沸点一般比较低，D正确。
故选：B。
2．（2022·广东云浮·高二期末）下列物质中，属于含有非极性共价键的分子晶体的是
A．Si B．HCl C．N D．NH Cl
2 4
【答案】C
【详解】A．Si是原子间通过非极性共价键形成的空间网状结构，为共价晶体，A错误；
B．HCl中含有的是极性共价键，B错误；
C．N 分子内为非极性键，分子间为范德华力，所以N 为分子晶体 ，C正确；
2 2
D．NH Cl为离子化合物，形成离子晶体，D错误；
4
故选C。
3．（2022·陕西·西安市阎良区关山中学高二阶段练习）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。
【详解】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。
4．（2022·天津市宁河区芦台第一中学高二阶段练习）下列叙述与范德华力无关的是
A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固 B．白磷易自燃
C．干冰易升华 D．S 的熔、沸点较低
8【答案】B
【详解】A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固，克服了分子间的范德华力，A不符合题意；
B．白磷易自燃，是其着火点较低，与范德华力无关，B符合题意；
C．干冰易升华，是二氧化碳分子间的范德华力较弱，C不符合题意；
D．S 是分子晶体，其熔、沸点较低，是由于其分子间的范德华力较弱，D不符合题意；
8
故选B。
5．（2022·北京市宣武外国语实验学校高二期中）下列有关冰和干冰的叙述不正确的是
A．干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体
B．冰中存在氢键，每个水分子周围有4个紧邻的水分子
C．干冰比冰的熔点低，常压下易升华
D．干冰中只存在范德华力不存在氢键
【答案】A
【详解】A．干冰有分子密堆积形成的晶体，冰晶体中水分子间采取非紧密堆积的方式，没有分子密堆积
形成的晶体，A错误；
B．冰晶体中水分子间除了范德华力之外还存在氢键，由于氢键具有方向性，故每个水分子周围只有4个
紧邻的水分子，B正确；
C．干冰熔化只需克服范德华力，冰熔化需要克服范德华力和氢键，由于氢键作用力比范德华力大，所以
干冰比冰的熔点低得多，而且常压下易升华，C正确；
D．干冰晶体中CO 分子间作用力只是范德华力，不存在氢键也不能形成氢键，D正确；
2
故答案为：A。
6．（2022·河北·高二阶段练习）类比是中学学习化学常用的一种方法，下列说法正确的是
A．硫酸铜和乙酸均可以形成晶体，因此它们的晶体均有自范性
B．C与Si是同一主族元素，CO 是分子晶体，推测SiO 也是分子晶体
2 2
C．F与Br是同一主族元素，HF是弱酸，推测HBr也是弱酸
D．HS和HO均是分子晶体，因此在HS和HO晶体中，每个分子周围紧邻的分子数均是12
2 2 2 2
【答案】A
【详解】A．晶体的自范性是指能自发地呈现多面体外形的性质，硫酸铜和乙酸均可以形成晶体，均有自
范性，故A正确；
B．二氧化硅是由硅原子和氧原子按照个数比1：2通过共价键形成的空间网状晶体，属于原子晶体，干冰
是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，所以二者晶体类型不同，故B错误；
C．HF、HCl、HBr、HI中键长不断增大，键能不断减小，所以键的稳定性减弱，易断裂，即在水中易电
离，酸性逐渐增大，HBr是强酸，故C错误；
D．HO分子之间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，每个水分子周围紧邻的分子数为4，故D错误；
2
故选：A。
7．（2022·浙江温州·高二期末）以N 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
AA．18 g冰(如图1)中含氢键数目为4N
A
B．88 g干冰(如图2)中含有0.5N 个晶胞结构单元
A
C．25℃，1L pH=4的0.1 mol∙L−1 KCr O 溶液中Cr O 离子数为0.1N
2 2 7 2 A
D．100 mL 0.1 mol∙L−1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01N
A
【答案】B
【详解】A．冰中1个水分子与周围4个水分子以氢键结合形成四面体结构，因此1mol冰有2mol氢键，18
g冰中含氢键数目为2N ，故A错误；
A
B．1个干冰晶胞中含有 个干冰，88 g干冰(物质的量为2mol)(如图2)中含有0.5N 个晶胞结
A
构单元，故B正确；
C．25℃，1L pH=4的0.1 mol∙L−1 KCr O 溶液中KCr O 物质的量为0.1mol，由于2CrO ＋2H＋ Cr O
2 2 7 2 2 7 2
＋HO，因此Cr O 离子数小于0.1N ，故C错误；
2 2 A
D．100 mL 0.1 mol∙L−1的NaOH水溶液中NaOH物质的量为0.01mol，溶液中水含有氧原子，因此溶液中含
有氧原子数大于0.01N ，故D错误。
A
综上所述，答案为B。
8．（2022·辽宁·朝阳市第二高级中学高二阶段练习）下列关于CH 和CO 的说法错误的是
4 2
A．固态时两者均属于分子晶体
B．CH 分子中含有极性共价键是非极性分子
4
C．CH 和CO 分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
4 2
D．因为碳氢键键能小于碳氧双键，所以CH 的熔点低于CO
4 2
【答案】D
【详解】A．甲烷、二氧化碳均为分子构成的物质，固态时两者均属于分子晶体，A正确；
B．CH 分子中含有极性共价键，但是分子正负电荷中性重合，是非极性分子，B正确；
4
C．CH 和CO 分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp，C正确；
4 2
D．两者均属于分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点越高，D错误；
故选D。
9．（2022·广东广州·高二期末）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．固态 属于共价晶体
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
【详解】A． 从图中看出晶体由二氧化碳分子构成，固态 属于分子晶体，故A错误；
B． 甲烷是正四面体构型，键角为109.5°，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。
10．（2022·新疆·乌市八中高二期末）下列说法正确的是
A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键
B．水加热到很高的温度都难以分解，与氢键有关
C． 晶体是分子晶体，分子间通过共价键结合
D．HF、 的沸点随着相对分子质量的增大依次升高
【答案】A
【详解】A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键，如稀有气体形成的晶体为分子晶体，
晶体中存在分子间作用力，不存在共价键，故A正确；
B．氧元素的非金属性强，氢化物水的稳定性强，所以水加热到很高的温度都难以分解，水分子间存在氢
键会导致沸点升高，与稳定性无关，故B错误；
C．二氧化碳是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，故C错误；
D．氟化氢、氯化氢、溴化氢、碘化氢都是结构相似的分子晶体，氟化氢能形成分子间氢键，氯化氢、溴
化氢、碘化氢不能形成分子间氢键，所以氟化氢的分子间作用力最大，沸点最高，故D错误；
故选A。培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·广东广州·高二期末）碘的晶胞结构示意图如图，下列说法正确的是
A．碘晶体熔化时需克服共价键 B．1个碘晶胞中含有4个碘分子
C．晶体中碘分子的排列有3种不同取向 D．碘晶体中每个I 周围等距且紧邻的I 有6个
2 2
【答案】B
【详解】A． 碘晶体为分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，故A错误；
B． 1个碘晶胞中8个碘分子位于顶点，6个位于面心，则含有8× +6× =4个碘分子，故B正确；
C．由图可知， 晶体中碘分子的排列有2种不同取向，故C错误；
D． 碘晶体中每个I 周围等距且紧邻的I 位于面心，有12个，故D错误；
2 2
故选B。
12．（2021·辽宁沈阳·高二期中）下列有关分子晶体的说法正确的有
①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征
②冰融化时，分子中H-O键发生断裂
③分子晶体在水溶液中均能导电
④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高
⑤分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的沸点一定越高
⑥所有的非金属氢化物都是分子晶体
⑦所有分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键
A．1项 B．2项 C．3项 D．4项
【答案】B
【解析】
①分子晶体的构成微粒是分子，只含有分子间作用力的分子晶体具有分子密堆积的特征，而含有氢键的分
子晶体不是密堆积，故①错误；
②冰是分子晶体，熔化时只克服氢键和分子间作用力，不破坏化学键，水分子中H—O键没有断裂，故②
错误；
③分子晶体在水溶液中能电离的电解质，水溶液能导电，如硫酸，而在水溶液中不能电离的非电解质，水
溶液不能导电，如蔗糖，故③错误；
④分子晶体的熔点与分子间作用力的大小有关，通常分子间作用力越大，分子的熔、沸点越高，故④正确；
⑤分子晶体熔化时，只破坏分子间作用力，不破坏分子内共价键，分子晶体的熔点高低与分子间作用力有
关，与分子内共价键键能大小无关，故⑤错误；⑥所有的非金属氢化物都是由分子构成的分子晶体，故⑥正确；
⑦并非所有的分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键，如稀有气体是单原子分子，分子中不存在化
学键，故⑦错误；
只有④⑥两项正确，故选B。
13．（2022·山东滨州·高二期中）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．晶体中1个CH 分子周围有8个紧邻的CH 分子
4 4
C．甲烷晶体熔化时需克服共价键
D．1个CH 晶胞中含有4个CH 分子
4 4
【答案】D
【详解】A．甲烷晶体为分子晶体，晶胞中的每个球都代表1个CH 分子，A不正确；
4
B．晶体中1个CH 分子周围有紧邻的CH 分子数为 ，B不正确；
4 4
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．1个CH 晶胞中含有CH 分子的数目为 ，D正确；
4 4
故选D。
14．（2022·福建省德化第一中学高二阶段练习）HBO 为白色晶体，与足量的NaOH反应生成NaH BO，
3 3 2 3
HBO 的结构如图所示。下列说法错误的是
3 3
A．HBO 中形成的键长：H-O＜B-O
3 3
B．根据HBO 结构可知，HBO 易溶于水
3 3 3 3
C．白色晶体HBO 属于分子晶体
3 3
D．HBO 中B为+3价，属于三元弱酸
3 3【答案】D
【详解】A．H-O与B-O属于共价键，键长为两个原子核间距，半径越大，键长越长，即键长：H-O＜B-
O，A正确；
B．根据HBO 结构可知，分子中含H-O，与水分子可形成氢键，HBO 易溶于水，B正确；
3 3 3 3
C．HBO 属于酸，固态时形成分子晶体，C正确；
3 3
D．HBO 为B的最高价含氧酸，B的非金属性弱于C，所以HBO 的酸性弱于HCO，HBO 属于弱酸，
3 3 3 3 2 3 3 3
根据题意可知HBO 与足量的NaOH反应生成NaH BO，说明HBO 为一元酸，即HBO 为一元弱酸，D
3 3 2 3 3 3 3 3
错误；
故选D。
15．（2022·广东·清远市博爱学校高二阶段练习）三聚氰胺的分子结构如图所示，下列有关说法中正确的
是
A．分子中N原子均是 杂化
B．该分子能与 分子形成分子间氢键
C．分子中所有原子均位于同一平面上
D．形成的晶体熔点较高
【答案】B
【详解】A．分子中，-NH 上的N原子形成3个σ键，含有1个 孤电子对，采用sp3杂化，故A错误；
2
B．三聚氰胺分子中含有H-N，能与 分子形成分子间氢键，故B正确；
C．三聚氰胺分子中，-NH 中的N和相邻的三个原子构成三角锥形，因此分子中所有原子不可能位于同一
2
平面上，故C错误；
D．三聚氰胺为分子晶体，熔点较低，故D错误；
答案选B。
16．（2022·福建福州·高二期中）科学家们合成了具有半导体特性的环状C 分子，其合成方法的示意图如
18
图：下列说法不正确的是
A．键长：C≡C＜C—C B．键能：C—O > C—C
C．C O 为非极性分子 D．C 晶体为分子晶体
22 4 18
【答案】C
【详解】A．碳碳双键的键长比碳碳单键的键长小，但比碳碳单键键长的 大，故A正确；
B．氧元素的电负性大于碳元素，所以碳氧键的键能大于碳碳键，故B正确；
C．由结构简式可知，C O 为结构不对称的极性分子，故C错误；
22 4
D．由结构简式可知，C 晶体为由分子形成的分子晶体，故D正确；
18
故选C。
17．（2022·四川省广元市八二一中学高二期中）如图，C 是由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个
60
顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。科研人员用电子计算机模拟出类似C 的新物
60
质N ，下列有关N 的叙述正确的是
60 60
A． 分子中含有σ键和π键 B． 属于原子晶体
C． 分子是非极性分子 D． 的熔点比 的低
【答案】C
【详解】A．由于N原子最外层上有5个电子，其中3个成单电子，能够形成3个共价键，C 中每个C与
60
周围的3个C形成共价键，即N 中也是每个N与周围的3个N形成共价键，则N 分子中没有双键，不含
60 60
有π键，A错误；
B．N 是由分子构成的晶体，属于分子晶体，B错误；
60
C．N 分子是由非极性键（N-N）构成的，为非极性分子，C正确；
60
D．分子晶体相对分子质量大，范德华力大，熔点高，所以N 的熔点比C 的高，D错误；
60 60
故答案为：C。
18．分子晶体的种类
(1)_______；
(2)_______；
(3)_______；
(4)_______；
(5)_______；
【答案】(1)所有非金属氢化物：如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等
(2)部分非金属单质：如卤素、氧气、硫、氮气、白磷等(3)部分非金属氧化物：如CO、PO、PO 、SO 等
2 4 6 4 10 2
(4)几乎所有的酸：如HSO 、HNO、HPO 、HSiO、HSO 等
2 4 3 3 4 2 3 2 3
(5)绝大多数有机物：如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等
19．二茂铁 [Fe(C H)]是一种有机金属化合物，熔点172℃，沸点249℃，易升华，难溶于水易溶于有机
5 5 2
溶剂。二茂铁属于______晶体；测定表明二茂铁中所有氢原子的化学环境都相同，则二茂铁的结构应为图
中的______(选填“a”或“b”)
【答案】 分子 b
【解析】
【详解】
二茂铁的熔沸点较低，属于分子晶体。因为其所有H原子化学环境相同，则不含有碳碳双键，而是一个类
似苯环的大π键，故答案选b。
20．(1)如图为干冰的晶胞结构示意图。
通过观察分析，每个CO 分子周围紧邻且等距离的CO 分子有__个，有__种取向不同的CO 分子。
2 2 2
(2)在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是__，还有__，由于该主要作用力与共价键一样具有__性，故1
个水分子周围只有__个紧邻的水分子，这些水分子位于__的顶角。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间
利用率__(填“较高”或“较低”)，故冰的密度比液态水的密度要__(填“大”或“小”)。
【答案】 12 4 氢键 范德华力 方向 4 四面体 较
低 小
【详解】(1)观察并分析干冰的晶胞结构可知，每个CO 分子周围紧邻且等距离的CO 分子有12个；在干
2 2
冰晶胞中，位于顶角的 分子为一种取向，位于三对平行面的 分于分别为三种不同取向，所以有4
种取向不同的CO 分子。
2
(2)在冰晶体中，水分子间的主要作用力是氢键，氢键具有方向性，还有范德华力，1个水分子周围只有4
个紧邻的水分子，水分子位于四面体的顶角，使冰晶体中水分子的空间利用率较低，分子的间距较大，结
构中有许多空隙，造成冰的密度小于液态水的密度。
21．分子晶体的结构特征(1)只有范德华力，无分子间氢键_______ 。干冰晶胞是一种 _______， 每个晶胞中有_______个CO 分子。
2
每个CO 分子周围等距离紧邻的CO 分子数为_______ 个。有分子间氢键不具有分子密堆积特征：如
2 2
HF、冰、NH 等。
3
(2)分子晶体堆积方式
分子间作用
堆积方式 实例
力
_____ _____ ______
______ ______ ____________
【答案】(1) 分子密堆积 面心立方结构 4 12
(2) 范德华力 分子密堆积，每个分子周围有12个紧邻的分子 如C 、干冰、I、O
60 2 2
范德华力、氢键 分子不采用密堆积，每个分子周围紧邻的分子少于12个 如HF、
NH 、冰
3
21．据报道，科研人员应用计算机模拟出结构类似C 的物质N 。
60 60
已知：①N 分子中每个氮原子均以N—N结合3个氮原子而形成8电子稳定结构；
60
②N—N的键能为167 kJ•mol-1。请回答下列问题：
N 分子组成的晶体为_____晶体，其熔、沸点比N 晶体的____(填“高”或“低”)，原因是______。
60 2
【答案】 分子 高 N 、N 均形成分子晶体，且N 的相对分子质量较大，分
60 2 60
子间作用力较强，故熔、沸点较高
【详解】N 、N 都是由分子形成的分子晶体。对于分子晶体来说，物质的相对分子质量越大，分子间作用
60 2
力就越大，物质的熔沸点就越高。由于Mr(N )＞Mr(N )，所以N 晶体中的分子间作用力比N 晶体中的大，
60 2 60 2
N 晶体的熔、沸点比N 晶体的高。
60 60
