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第二節(jié)分子晶體與原子晶體基礎(chǔ)鞏固1下列物質(zhì)在室溫下均是分子晶體的是()a.h2o、ch4、hfb.紅磷、硫、碘c.co2、so2、no2d.h2so4、ch3ch2oh、hcho答案:b解析:題目的核心是“室溫”,在該條件下h2o、h2so4、ch3ch2oh均為液體,而ch4、hf、co2、no2、so2、hcho均為氣體,故b項(xiàng)正確。2下列關(guān)于原子晶體和分子晶體的說(shuō)法不正確的是()a.原子晶體硬度通常比分子晶體大b.原子晶體的熔、沸點(diǎn)較高c.分子晶體中有的水溶液能導(dǎo)電d.金剛石、水晶和干冰都屬于原子晶體答案:d解析:由于原子晶體中粒子間以共價(jià)鍵結(jié)合,而分子晶體中分子間以分子間作用力結(jié)合,故原子晶體比分子晶體的熔、沸點(diǎn)高,硬度大。有些分子晶體溶于水后能電離出自由移動(dòng)的離子而導(dǎo)電,如h2so4、hcl。d選項(xiàng)中的干冰(co2)是分子晶體,d錯(cuò)。3我國(guó)的激光技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位。據(jù)報(bào)道,有科學(xué)家用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松,與此同時(shí)再用射頻電火花噴射氮?dú)?此時(shí),碳原子與氮原子結(jié)合成碳氮化合物薄膜。據(jù)稱(chēng),這種化合物可能比金剛石更堅(jiān)硬。其原因可能是()a.碳、氮原子構(gòu)成平面結(jié)構(gòu)的晶體b.碳氮鍵比金剛石中的碳碳鍵鍵長(zhǎng)更短c.氮原子電子數(shù)比碳原子電子數(shù)多d.碳、氮的單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)均不活潑答案:b解析:由“這種化合物可能比金剛石更堅(jiān)硬”可知該晶體應(yīng)該是一種原子晶體,原子晶體是一種空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而不是平面結(jié)構(gòu),a選項(xiàng)錯(cuò)誤;由于氮原子的半徑比碳原子的半徑要小,所以二者所形成的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)要比碳碳鍵的鍵長(zhǎng)短,所以該晶體比金剛石的熔、沸點(diǎn)更高,硬度更大,b選項(xiàng)正確;原子的電子數(shù)和單質(zhì)的活潑性一般不會(huì)影響到所形成的晶體的硬度等物理性質(zhì),c、d選項(xiàng)錯(cuò)誤。4下列各組物質(zhì)的晶體中,化學(xué)鍵類(lèi)型和晶體類(lèi)型都相同的是()a.so2和sio2b.co2和h2oc.bn和hcld.ccl4和kcl答案:b解析:a項(xiàng)中so2和sio2的化學(xué)鍵相同,都是極性共價(jià)鍵,但晶體類(lèi)型不同,so2晶體屬于分子晶體,sio2晶體屬于原子晶體;b項(xiàng),co2和h2o中的化學(xué)鍵都是極性共價(jià)鍵,且都屬于分子晶體;c項(xiàng)中bn和hcl的化學(xué)鍵相同,都為極性共價(jià)鍵,但晶體類(lèi)型不同,bn晶體屬于原子晶體,hcl晶體屬于分子晶體;d項(xiàng),ccl4和kcl中的化學(xué)鍵不同,ccl4中為極性共價(jià)鍵,kcl中為離子鍵,且晶體類(lèi)型也不同,ccl4晶體屬于分子晶體,kcl晶體屬于離子晶體。5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):hgcl2晶體熔點(diǎn)較低;hgcl2熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電;hgcl2在水溶液中可發(fā)生微弱電離。下列關(guān)于hgcl2的敘述正確的是()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:由信息可知hgcl2晶體屬于分子晶體,a項(xiàng)正確;由信息可知hgcl2屬于共價(jià)化合物,且為弱電解質(zhì),故b、c、d均錯(cuò)誤。6在高壓下可以將co2轉(zhuǎn)化為具有類(lèi)似sio2結(jié)構(gòu)的原子晶體,下列關(guān)于co2原子晶體的說(shuō)法正確的是()a.co2的原子晶體和分子晶體互為同素異形體b.在一定條件下,co2原子晶體轉(zhuǎn)化為分子晶體是物理變化c.co2的原子晶體和co2的分子晶體具有相同的物理性質(zhì)d.在co2的原子晶體中,每個(gè)碳原子周?chē)Y(jié)合4個(gè)氧原子,每個(gè)氧原子與兩個(gè)碳原子相結(jié)合答案:d解析:同素異形體的研究對(duì)象是單質(zhì);co2的晶體類(lèi)型的轉(zhuǎn)變已生成了新物質(zhì),故為化學(xué)變化;co2的不同晶體具有不同的物理性質(zhì);co2晶體類(lèi)似于sio2晶體,屬原子晶體,每個(gè)碳原子結(jié)合4個(gè)氧原子,每個(gè)氧原子結(jié)合2個(gè)碳原子。7(雙選)碳化硅(sic)晶體有類(lèi)似金剛石的結(jié)構(gòu)。其中碳原子和硅原子的位置是交替出現(xiàn)的。它與晶體硅和金剛石相比較,正確的是()a.熔點(diǎn)從高到低的順序是:金剛石碳化硅晶體硅b.熔點(diǎn)從高到低的順序是:金剛石晶體硅碳化硅c.三種晶體中的基本單元都是正四面體結(jié)構(gòu)d.三種晶體都是原子晶體且均為電的絕緣體答案:ac解析:依題意,金剛石、碳化硅和晶體硅都是原子晶體,且都應(yīng)有類(lèi)似金剛石的四面體結(jié)構(gòu)單元。因鍵長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的順序是sisisiccc(可由原子半徑來(lái)推斷),則鍵能為ccsicsisi,所以破壞這些鍵時(shí)所需能量依次降低,從而熔點(diǎn)依次降低。上述三種原子晶體中晶體硅是半導(dǎo)體,具有一定的導(dǎo)電性。8x是核外電子數(shù)最少的元素,y是地殼中含量最豐富的元素,z在地殼中的含量?jī)H次于y,w可以形成自然界最硬的原子晶體。下列敘述錯(cuò)誤的是()a.wx4是沼氣的主要成分b.固態(tài)x2y是分子晶體c.zw是原子晶體d.zy2的水溶液俗稱(chēng)“水玻璃”答案:d解析:由題給條件可知,x為氫元素,y為氧元素,z為硅元素,w為碳元素。則wx4為ch4;x2y為h2o,其晶體為分子晶體;zw為sic,屬于原子晶體;zy2為sio2,sio2難溶于水,也不能與水反應(yīng)。9下列晶體性質(zhì)的比較中不正確的是()a.沸點(diǎn):nh3ph3b.熔點(diǎn):sii4sibr4sicl4c.硬度:白磷冰二氧化硅d.硬度:金剛石碳化硅晶體硅答案:c解析:a項(xiàng)中注意nh3分子間存在氫鍵,故沸點(diǎn)nh3ph3,正確;b項(xiàng)中三種物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)相似,且均為分子晶體,熔點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高,正確;c項(xiàng)中白磷和冰都是分子晶體,硬度小,而二氧化硅是原子晶體,硬度大,錯(cuò)誤;d 項(xiàng)中的三種物質(zhì)都是原子晶體,由于原子半徑csi,所以鍵長(zhǎng)cccsicsisisi,而鍵能越大,原子晶體的硬度越大,正確。10(2016全國(guó)乙,節(jié)選) (1)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因。gecl4gebr4gei4熔點(diǎn)/-49.526146沸點(diǎn)/83.1186約400(2)ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中g(shù)e原子的雜化方式為,微粒之間存在的作用力是。答案:(1)gecl4、gebr4、gei4的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似,相對(duì)分子質(zhì)量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)(2)sp3共價(jià)鍵解析:(1)鍺鹵化物均為分子晶體,對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔、沸點(diǎn)越高。(2)金剛石中c為sp3雜化,c與c之間為非極性共價(jià)鍵,ge單晶與金剛石結(jié)構(gòu)相似,雜化方式與存在的作用力也與金剛石一樣。11q、r、x、y、z為前20號(hào)元素中的五種,q的低價(jià)氧化物與x單質(zhì)分子的電子總數(shù)相等,r與q同族,y和z的離子與ar原子的電子層結(jié)構(gòu)相同且y的原子序數(shù)小于z。(1)q的最高價(jià)氧化物,其固態(tài)屬于晶體,俗名叫。 (2)r的氫化物分子的立體構(gòu)型是,屬于(填“極性”或“非極性”)分子。(3)x的常見(jiàn)氫化物的立體構(gòu)型是;它的另一種氫化物x2h4是一種火箭燃料的成分,其電子式是。(4)q分別與y、z形成的共價(jià)化合物的化學(xué)式是和;q與y形成的分子的電子式是, 屬于(填“極性”或“非極性”)分子。 答案:(1)分子干冰(2)正四面體形非極性(3)三角錐形hnhnhh(4) cs2ccl4scs非極性解析:(1)q為c,其最高價(jià)氧化物為co2,為分子晶體,俗名為干冰。(2)r為si,其氫化物為sih4,其分子的立體構(gòu)型是正四面體形,為非極性分子。(3)n的常見(jiàn)氫化物為nh3,立體構(gòu)型為三角錐形,n2h4的結(jié)構(gòu)式為,其電子式為hnhnhh。(4)c分別和s、cl形成的共價(jià)化合物為cs2、ccl4,cs2和co2結(jié)構(gòu)相似,都是直線形非極性分子,其結(jié)構(gòu)式為,其電子式為scs。12通常人們把拆開(kāi)1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱,也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(h),化學(xué)反應(yīng)的h等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。化學(xué)鍵siosiclhhhclsisisic鍵能(kjmol-1) 460360436431176347請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低(填“”或“”“”或“=”)n2。(3)由(2)列舉n60的一種用途。答案:(1)分子高n60、n2均形成分子晶體,n60的相對(duì)分子質(zhì)量大,分子間作用力大,故熔、沸點(diǎn)高(2)放出13 230mr(n2),故n60晶體中分子間的范德華力比n2晶體中的大,n60晶體的熔、沸點(diǎn)比n2晶體的高。(2)因每個(gè)氮原子形成三個(gè)nn鍵,每個(gè)nn鍵被2個(gè)n原子共用,故1 mol n60中存在nn鍵:1 mol60312=90 mol。發(fā)生的反應(yīng)為n6030n2h=90167 kjmol-1-30942 kjmol-1=-13 230 kjmol-1n60。(3)由于反應(yīng)放出大量的熱同時(shí)生成大量氣體,因此n60可用作高能炸藥。能力提升1下列各組晶體物質(zhì)中,化學(xué)鍵類(lèi)型相同,晶體類(lèi)型也相同的是()sio2和so3晶體硼和hclco2和so2晶體硅和金剛石晶體氖和晶體氮硫黃和碘a.b.c.d.答案:c2下列性質(zhì)符合分子晶體的是()a.熔點(diǎn)1 070 ,易溶于水,水溶液能導(dǎo)電b.熔點(diǎn)97.81 ,質(zhì)軟、能導(dǎo)電、密度是0.97 gcm-3c.熔點(diǎn)10.31 ,液體不導(dǎo)電,水溶液能導(dǎo)電d.熔點(diǎn)2 030 ,熔化時(shí)能導(dǎo)電,水溶液也能導(dǎo)電答案:c3下列關(guān)于ch4和co2的說(shuō)法正確的是()a.固態(tài)co2屬于分子晶體b.ch4分子中含有極性共價(jià)鍵,是極性分子c.因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于碳氧鍵,所以ch4熔點(diǎn)低于co2d.ch4和co2分子中碳原子的雜化類(lèi)型分別是sp3和sp2答案:a解析:固態(tài)co2是分子晶體,a項(xiàng)正確;ch4分子是正四面體對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu),其為含有極性鍵的非極性分子,b選項(xiàng)錯(cuò)誤;ch4和co2都是分子晶體,分子晶體的相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔、沸點(diǎn)越高,與鍵能無(wú)關(guān),c選項(xiàng)錯(cuò)誤;ch4為正四面體結(jié)構(gòu),碳原子的雜化類(lèi)型是sp3雜化,co2為直線形分子,碳原子的雜化類(lèi)型是sp雜化,d選項(xiàng)錯(cuò)誤。4碳及其化合物廣泛存在于自然界中。回答下列問(wèn)題:(1)co能與金屬fe形成fe(co)5,該化合物的熔點(diǎn)為253 k,沸點(diǎn)為376 k,其固體屬于晶體。(2)碳有多種同素異形體,其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:在石墨烯晶體中,每個(gè)c原子連接個(gè)六元環(huán),每個(gè)六元環(huán)占有個(gè)c原子。在金剛石晶體中,c原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán),每個(gè)c原子連接個(gè)六元環(huán),六元環(huán)中最多有個(gè)c原子在同一平面。答案:(1)分子(2)32124解析:(1)fe(co)5熔、沸點(diǎn)低,屬于分子晶體。(2)在石墨烯晶體中每個(gè)c原子連接3個(gè)六元環(huán);并且每個(gè)c原子被3個(gè)六元環(huán)共用,則每個(gè)六元環(huán)占有的碳原子數(shù)為613=2。在金剛石晶體中,每個(gè)c原子連接12個(gè)六元環(huán);每個(gè)六元環(huán)中最多有4個(gè)c原子共面。5碳元素的單質(zhì)有多種形式,下圖依次是c60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖:回答下列問(wèn)題:(1)金剛石、石墨、c60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式,它們互為。(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化方式分別為、。(3)c60屬于晶體,石墨屬于晶體。(4)石墨晶體中,層內(nèi)cc鍵的鍵長(zhǎng)為142 pm,而金剛石中cc鍵的鍵長(zhǎng)為154 pm。其原因是金剛石中只存在cc間的共價(jià)鍵,而石墨層內(nèi)的cc間不僅存在共價(jià)鍵,還有鍵。(5)金剛石晶胞含有個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a,根據(jù)硬球接觸模型,則r=a,列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率(不要求計(jì)算結(jié)果)。答案:(1)同素異形體(2)sp3sp2(3)分子混合(4)(或大或p-p )(5)838843r3a3=316解析:(1)由同一元素形成的不同單質(zhì)互稱(chēng)為同素異形體。(2)金剛石為正四面體形
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