2019高中化學(xué) 第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第2節(jié) 分子晶體與原子晶體課時作業(yè) 新人教版選修3

1、第三章第二節(jié)分子晶體與原子晶體基礎(chǔ)鞏固一、選擇題1下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是(C)A最小的環(huán)上，有3個Si原子和3個O原子B最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為12C最小的環(huán)上，有6個Si原子和6個O原子D存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個頂角解析：聯(lián)想教材中SiO2的晶體空間結(jié)構(gòu)模型，每個硅原子與4個氧原子結(jié)合形成4個共價鍵，每個氧原子與2個硅原子結(jié)合形成2個共價鍵，其空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中存在四面體結(jié)構(gòu)單元，硅原子位于四面體的中心，氧原子位于四面體的4個頂角，故D項錯誤；金剛石的最小環(huán)上有6個碳原子，SiO2的晶體結(jié)構(gòu)可將金剛石晶體結(jié)構(gòu)中的碳原子用硅原子代替，每個SiSi鍵中

2、“插入”一個氧原子，所以其最小環(huán)上有6個硅原子和6個氧原子，Si、O原子個數(shù)比為11，故A、B兩項錯誤，C項正確。2(雙選)下列晶體性質(zhì)的比較中，正確的是(AD)A熔點：金剛石碳化硅晶體硅B沸點：NH3H2OHFC硬度：白磷冰二氧化硅D熔點：SiI4SiBr4SiCl4解析：由CC、CSi、SiSi鍵的鍵能和鍵長可判斷A項正確；由SiI4、SiBr4、SiCl4的相對分子質(zhì)量可判斷D項正確；沸點H2OHFNH3，二氧化硅是原子晶體，硬度大，白磷和冰都是分子晶體，硬度小，B、C項錯誤。3根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的物質(zhì)是(B)A熔點2700，導(dǎo)電性好，延展性強B無色晶體，熔點3550，不導(dǎo)電

3、，質(zhì)硬，難溶于水和有機溶劑C無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點為800，熔化時能導(dǎo)電D熔點56.6，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時不導(dǎo)電A解析：本題考查的是各類晶體的物理性質(zhì)特征。項中延展性好，不是原子晶體的特征，因為原子晶體中原子與原子之間以共價鍵結(jié)合，而共價鍵有一定的方向性，使原子晶體質(zhì)硬而脆，A項不正確，B項符合原子晶體的特征，C項應(yīng)該是離子晶體，D項符合分子晶體的特征，所以應(yīng)該選擇B項。4碘的熔、沸點低，其原因是(C)A碘的非金屬性較弱BII鍵的鍵能較小1C碘晶體屬于分子晶體DII共價鍵的鍵長較長解析：分子晶體的熔、沸點低，是因為分子晶體內(nèi)部的分子間作用力小。5我國的激光技術(shù)在世界上處

4、于領(lǐng)先地位，據(jù)報道，有科學(xué)家用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松，與此同時再用射頻電火花噴射氮氣，此時碳、氮原子結(jié)合成碳氮化合物薄膜。據(jù)稱，這種化合物可能比金剛石更堅硬。其原因可能是(B)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)均不活潑解析：由“這種化合物可能比金剛石更堅硬”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)，所以A選項是錯誤的。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鍵的鍵長要比碳碳鍵的鍵長短，所以該晶體的熔、沸點和硬度應(yīng)該比金剛石更高，因此B選項是正確的。而原子的

5、電子數(shù)和單質(zhì)的活潑性一般不會影響到所形成的晶體的硬度等，所以C、D選項也是錯誤的。6(2018浙江考前特訓(xùn)學(xué)考)下列說法正確的是(B)A二氧化硅與二氧化碳都是共價化合物，且晶體類型相同B氧氣生成臭氧的過程中有化學(xué)鍵的斷裂和生成C因為氮氣的鍵能比氧氣的鍵能大，所以氮氣的沸點比氧氣的高D硫與氖晶體均是由單原子構(gòu)成的分子晶體解析：A、SiO2中Si與O形成共價鍵，CO2中C與O形成共價鍵，所以二者都是共價化合物，但是SiO2形成的是原子晶體，CO2形成分子晶體，A錯誤。B、所有化學(xué)反應(yīng)過程都是反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂后，重新組合生成產(chǎn)物，B正確。C、N2與O2的晶體都是分子晶體，二者沸點的高低取決于分子間

6、作用力的相對大小，與分子中共價鍵的鍵能無關(guān)，C錯誤。D、硫原子最外層沒有達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以晶體中必然是通過某種形式構(gòu)成穩(wěn)定的分子，再通過分子間作用力形成晶體，D錯誤。正確答案B。7下列性質(zhì)適合于分子晶體的是(C)熔點1070，易溶于水，水溶液導(dǎo)電熔點10.31，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液導(dǎo)電能溶于CS2，熔點112.8，沸點444.6熔點97.81，質(zhì)軟、導(dǎo)電，密度為0.97gcm3ACBD解析：分子晶體熔點較低，中物質(zhì)熔點高，不是分子晶體，是金屬鈉的性質(zhì)。8美國科學(xué)雜志曾報道：在40GPa的高壓下，用激光加熱到1800K，人們成功制得了原子晶體CO2，下列對該物質(zhì)的推斷一定不正確的是(B)2A該原子

7、晶體中含有極性鍵B該原子晶體易氣化，可用作制冷材料C該原子晶體有很高的熔點D該原子晶體硬度大，可用作耐磨材料解析：CO2由固態(tài)時形成的分子晶體變?yōu)樵泳w，其成鍵情況也發(fā)生了變化，但化學(xué)鍵依然為極性共價鍵，故A正確。CO2原子晶體具有高硬度、高熔點等特點，故C、D選項正確，B項錯誤。9下列各組物質(zhì)發(fā)生狀態(tài)變化時，所克服的微粒間的相互作用，屬于同種類型的是(C)A金剛石和硫的熔化C碘和干冰的升華B食鹽和石蠟的熔化D二氧化硅和氧化鈉的熔化熔解析：金剛石是原子晶體，熔化時克服共價鍵，硫是分子晶體，熔化時克服范德華力；食鹽是離子化合物，熔化時克服離子鍵，石蠟是非晶體，沒有固定的熔沸點，熔化時克服范德華

8、力；碘和干冰均為分子晶體，升華時克服的都是范德華力；二氧化硅是原子晶體，化時克服共價鍵，氧化鈉是離子化合物，熔化時克服離子鍵。二、非選擇題10(1)如圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)，觀察圖形，確定在干冰中每個CO2分子周圍有_12_個與之緊鄰且等距離的CO2分子。在干冰中撒入鎂粉，用紅熱的鐵棒引燃后，再蓋上另一塊干冰，出現(xiàn)的現(xiàn)象為_鎂粉在干冰中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼的白光，并有黑色物質(zhì)生成_，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_2Mg點燃CO2=2MgOC_。(2)下列三種晶體CO2，CS2，SiO2的熔點由高到低的順序是_(用序號填空)，其原因是_SiO2是原子晶體，CO2、CS2是分子晶體，所以SiO2熔點最高；CO2和

9、CS2組成和結(jié)構(gòu)相似，且CS2的相對分子質(zhì)量大于CO2的相對分子質(zhì)量，所以CS2的熔點高于CO2_。解析：(1)以晶胞中的任意一個頂點為坐標(biāo)原點，以通過該頂點的三條棱邊為坐標(biāo)軸建立起一個三維直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)原點的周圍可以無隙并置8個晶胞，這樣在每一個坐標(biāo)軸上都可以看到有兩個與坐標(biāo)原點上的CO2分子等距離的CO2分子，但是這些CO2分子與坐標(biāo)原點上的CO2分子的距離并不是最近的。與坐標(biāo)原點上的CO2分子最近的CO2分子應(yīng)該是每一個晶胞的面心上的，其距離應(yīng)是前者的22，每個CO2分子周圍共有12個這樣的CO2分子。(2)一般來說，原子晶體的熔點高于分子晶體的熔點，因為原子晶體熔化時要破壞共價3鍵

10、，而分子晶體熔化時只是克服分子間作用力，分子間作用力比共價鍵弱得多。如果同為分子晶體，當(dāng)分子的組成和結(jié)構(gòu)相似時，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點越高。11(2018黑龍江哈爾濱高三模擬).下列有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)或性質(zhì)的描述中正確的是_AD_。AC60分子間只有范德華力，該晶體的晶胞為面心立方結(jié)構(gòu)，屬于分子密堆積B因金屬性KNa，故金屬鉀的熔點高于金屬鈉C金剛石與石墨晶體中，碳原子和CC鍵的比值相同D要使離子晶體由固態(tài)變成液態(tài)或氣態(tài)，需要較多的能量破壞這些較強的離子鍵.硼及其化合物應(yīng)用廣泛。回答下列問題：(1)基態(tài)B原子的價電子軌道表達式為_，其第一電離能位于同周期元素的第_7_位(按照由

11、大到小順序)。(2)常溫常壓下硼酸(H3BO3)晶體結(jié)構(gòu)為層狀，其二維平面結(jié)構(gòu)如圖a。_(，)_。晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。己知最近的兩個B原子的距離anm，圖a中原子的雜化方式有_sp2、sp3_。從氫鍵的角度解釋硼酸在冷水中的溶解度小而加熱時溶解度增大：_硼酸分子間通過氫鍵締合，加熱時部分氫鍵被破壞_。(3)立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料，其晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似，如圖b所示。1molBN晶體中，共價鍵的個數(shù)為_4NA46.021023_。硼原子和氮原予所連接的最小環(huán)為_六_元環(huán)。晶胞有兩個基本要素：原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。如圖b所示，其中原子坐標(biāo)參數(shù)X為

12、(0,0,0)，Y原子的坐標(biāo)參數(shù)為(1/2,0,1/2)，則Z原子的坐標(biāo)參數(shù)為333444NA2a阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則立方氮化硼的密度d_4251072_gcm3。(列出4計算式即可)解析：.A、C60分子間只有范德華力，該晶體的晶胞為面心立方結(jié)構(gòu)，屬于分子密堆積，故A正確；B因金屬性KNa，故金屬鉀的熔點低于金屬鈉，故B錯誤；C金剛石中每個碳原子形成四個CC鍵，每個碳碳鍵由兩個碳原子共用；對于1單位碳原子，CC數(shù)1*4/2=2,所以金鋼石晶體中碳原子個數(shù)與CC鍵數(shù)之比1：2；石墨中，石墨是平面六邊結(jié)構(gòu)，每個碳與其他三個碳形成三個共價鍵，每個鍵被兩個碳原子共用，一個碳原子占有1/2鍵，(

13、碳原子與其他三個碳原子形成三個共價鍵)1/2*3=3/2，所以碳原子與碳-碳鍵比1：3/2=2：3，金剛石與石墨晶體中，碳原子和CC鍵的比值不相同，故C錯誤；D.要使離子晶體由固態(tài)變成液態(tài)或氣態(tài)，需要較多的能量破壞這些較強的離子鍵，故D正確；故選AD。.(1)基態(tài)B原子的價電子軌道表達式為，其第一電離能位于同周期元素的的最小環(huán)為六元環(huán)。Z原子的坐標(biāo)參數(shù)為：(，)；立方氮化硼的密度d第7位，比Be?。?2)圖a中原子的雜化方式有B是sp2，O是sp3，從氫鍵的角度解釋硼酸在冷水中的溶解度小而加熱時溶解度增大：硼酸分子間通過氫鍵締合，加熱時部分氫鍵被破壞；(3)1molBN晶體中，共價鍵的個數(shù)為4

14、NA46.021023，硼原子和氮原子所連接333444NA4252a1072。能力提升一、選擇題1支持固態(tài)氨是分子晶體的事實是(C)A氮原子不能形成陽離子B銨離子不能單獨存在C常溫下，氨是氣態(tài)物質(zhì)D氨極易溶于水2目前，科學(xué)界擬合成一種“二重構(gòu)造”的球形分子，即把“足球形”的C60熔進“足球形”的Si60分子中，外面的硅原子與里面的碳原子以共價鍵結(jié)合。下列關(guān)于這種分子的說法中不正確的是(C)A是一種新型化合物B晶體屬于分子晶體C是兩種單質(zhì)組成的混合物D相對分子質(zhì)量為2400解析：根據(jù)題意可知硅原子與碳原子之間形成了SiC鍵，因此形成的是一種新的化合物而不是混合物，故A正確，C錯誤。因為題意中明

15、確提到“二重構(gòu)造”的球形分子，說明所形成的為分子晶體，且分子式為Si60C60，所以相對分子質(zhì)量為2400。故B、D皆正確。3現(xiàn)代無機化學(xué)對硫氮化合物的研究是最為活躍的領(lǐng)域之一。其中如圖是已經(jīng)合成5的最著名的硫氮化合物的分子結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(B)A該物質(zhì)的分子式為SNB該物質(zhì)的分子中既有極性鍵又有非極性鍵C該物質(zhì)具有很高的熔、沸點D該物質(zhì)與化合物S2N2互為同素異形體解析：題中圖示表示是一種分子(不是晶胞)，故該化合物為分子晶體，分子式為S4N4。從分子結(jié)構(gòu)圖上可知，分子中存在NS極性鍵和SS非極性鍵。4目前，世界上已合成了幾百種有機超導(dǎo)體，TCNQ就是其中之一。TCNQ的分子結(jié)構(gòu)如下圖

16、所示。下列關(guān)于TCNQ的說法中錯誤的是(B)A分子中所有的氮原子在同一平面內(nèi)B屬于原子晶體C化學(xué)式為C12H4N4D該物質(zhì)難溶于水解析：在C=C鍵中，C原子的雜化軌道為sp2雜化軌道，在CN鍵中C原子的雜化軌道為sp雜化軌道，sp2雜化軌道為平面三角形，sp雜化軌道為直線形，故TCNQ分子中所有的原子都在同一平面內(nèi)，當(dāng)然分子中所有的氮原子都在同一平面內(nèi)，A正確；題干中講TCNQ是分子，所以它所形成的晶體為分子晶體，B不正確；由分子結(jié)構(gòu)知其化學(xué)式為C12H4N4，C正確；TCNQ分子的對稱性很好，是非極性分子，難溶于極性溶劑水中，D正確。5最近，美國科學(xué)家成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似Si

17、O2結(jié)構(gòu)的原子晶體，下列關(guān)于CO2的原子晶體說法正確的是(D)ACO2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的原子晶體轉(zhuǎn)化為分子晶體是物理變化CCO2的原子晶體和分子晶體具有相同的物理性質(zhì)D在CO2的原子晶體中，每個碳原子周圍結(jié)合4個氧原子，每個氧原子與2個碳原子相結(jié)合解析：同素異形體的研究對象是單質(zhì)；CO2的不同晶體類型之間的轉(zhuǎn)變過程中，化學(xué)鍵發(fā)生了改變，故為化學(xué)變化；CO2的不同晶體具有不同的物理性質(zhì)；CO2的原子晶體結(jié)構(gòu)類似于SiO2，故每個碳原子結(jié)合4個氧原子，每個氧原子結(jié)合2個碳原子。6已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下6列

18、關(guān)于C3N4晶體的說法錯誤的是(D)A該晶體屬于原子晶體，其化學(xué)鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固B該晶體中每個碳原子連接4個氮原子，每個氮原子連接3個碳原子C該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)D該晶體與金剛石相似，都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)解析：C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度是因為NC鍵比CC鍵的鍵能大，C3N4晶體原子間以NC極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故D項說法錯誤。7有X、Y、Z、W、M五種短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X與M2具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；離子半徑：Z2W；Y的單質(zhì)晶體熔點高、硬度大，是一種重要的半導(dǎo)體材料。下列說法中，正確的是(D)AX、M兩種元素只能形成X2M型化合物B由于W、Z、M元素的氫化物相對分子質(zhì)量依次減小，所以其沸點依次降低C元素Y、Z、W的單質(zhì)晶體屬于同種類型的晶體D元素W和M的某些單質(zhì)可作為水處理中的消毒劑解析：X與M2具有相同的電子層結(jié)構(gòu)且均屬于短周期元素，可推知X為鈉元素，M為氧元素，由此可知Z為硫元素；X、Y、Z、W屬于同周期元素，由離子半徑：Z2W，可推知W為氯元素；Y的單質(zhì)晶體熔點高、硬度大，是一種重要的半導(dǎo)體材料，不難判斷，Y為硅元素。Na與O兩種元素可形成Na2O和Na2O2兩種化合物，故A項錯誤；雖然HCl、H2S、H2O的相對分子質(zhì)量