新教材高中化學(xué)基礎(chǔ)練11分子晶體（含解析）新人教版選擇性

分子晶體(建議用時：40分鐘)[基礎(chǔ)過關(guān)練]1．下列有關(guān)分子晶體的說法中一定正確的是()A．分子內(nèi)均存在共價鍵B．分子間一定存在范德華力C．分子間一定存在氫鍵D．其結(jié)構(gòu)一定為分子密堆積B[稀有氣體元素組成的分子晶體中，不存在由多個原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結(jié)合成晶體，所以不存在任何化學(xué)鍵，A錯誤；分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于所有的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負性較強的N、O、F原子結(jié)合的氫原子的分子之間或者分子之內(nèi)，B正確，C錯誤；只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式，D錯誤。]2．HF分子晶體、NH3分子晶體與冰的結(jié)構(gòu)極為相似，在HF分子晶體中，與F原子距離最近的HF分子有()A．3個B．4個C．5個D．12個B[根據(jù)HF分子晶體與冰結(jié)構(gòu)相似可知，每個HF分子周圍有4個HF分子與之最近，構(gòu)成四面體，故B項正確。]3．下列物質(zhì)在變化過程中，只需克服分子間作用力的是()A．HCl溶于水 B．干冰升華C．電解水 D．氯化銨受熱分解B[HCl溶于水，會電離產(chǎn)生H＋、Cl－，有H—Cl共價鍵的斷裂，A不符合題意；干冰是分子晶體，升華時克服CO2分子之間的分子間作用力，變?yōu)闅鈶B(tài)CO2，B符合題意；電解水的過程中，H2O分子中的H—O共價鍵斷裂，形成單個的原子，然后原子間重新結(jié)合，形成H—H鍵、O—O鍵，有化學(xué)鍵的斷裂和形成，C不符合題意；氯化銨是離子化合物，氯化銨受熱分解生成NH3、HCl，有離子鍵、共價鍵的斷裂和共價鍵的形成，D不符合題意。]4．分子晶體具有的本質(zhì)特征是()A．晶體硬度小B．熔融時不導(dǎo)電C．晶體內(nèi)微粒間以分子間作用力相結(jié)合D．熔點一般比共價晶體低C[分子晶體的熔、沸點較低，硬度較小，導(dǎo)致這些性質(zhì)特征的本質(zhì)原因是其構(gòu)成微粒間的相互作用——分子間作用力，它相對于化學(xué)鍵來說是極其微弱的，C項符合題意。]5．(雙選)下列關(guān)于分子晶體的說法正確的是()A．對于組成結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，一定是相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高B．在分子晶體中可能不存在共價鍵C．冰和固態(tài)Br2都是分子晶體D．稀有氣體不能形成分子晶體BC[分子晶體的熔、沸點與相對分子質(zhì)量、氫鍵有關(guān)，A錯誤；在分子晶體中不一定存在共價鍵，如稀有氣體分子中不存在共價鍵，B正確；冰和固態(tài)Br2均為分子晶體，C正確；稀有氣體的構(gòu)成微粒是單原子分子，可形成分子晶體，D錯誤。]6．已知氯化硼的熔點為10.7℃，沸點為12.5℃；在氯化硼分子中，Cl—B—Cl的鍵角為120°；氯化硼可以發(fā)生水解反應(yīng)，水解產(chǎn)物之一是氯化氫。下列對氯化硼的敘述，正確的是()A．氯化硼是共價晶體B．熔化時，氯化硼能導(dǎo)電C．氯化硼分子是一種極性分子D．氯化硼水解反應(yīng)式：BCl3＋3H2OH3BO3＋3HClD[BCl3的熔、沸點較低，則BCl3分子間以范德華力相結(jié)合，故其應(yīng)為分子晶體，分子晶體熔化時不導(dǎo)電，A、B錯誤；Cl—B—Cl的鍵角為120°，則可確定BCl3為平面三角形結(jié)構(gòu)，分子中正、負電中心重合，為非極性分子，C錯誤；由題給信息結(jié)合原子守恒可推知氯化硼水解的另一產(chǎn)物為硼酸，D正確。]7．如果分子間作用力只是范德華力，則該分子晶體將采取密堆積，原因是分子晶體中()A．范德華力無方向性和飽和性B．占據(jù)晶格結(jié)點的微粒是原子C．化學(xué)鍵是共價鍵D．三者都是A[分子晶體中分子間以范德華力結(jié)合在一起，由于范德華力沒有方向性和飽和性，所以分子在堆積成晶體時將采取分子密堆積，A項正確。]8．AB型物質(zhì)形成的晶體多種多樣，下列圖示的幾種結(jié)構(gòu)中最有可能是分子晶體的是()①②③④⑤⑥A．①②③④ B．②③⑤⑥C．②③ D．①④⑤⑥C[①、④、⑤、⑥構(gòu)成的晶體為一維、二維或三維空間結(jié)構(gòu)，且在空間中粒子通過化學(xué)鍵連接，故它們不可能是分子晶體；而②、③都不能再以化學(xué)鍵與其他原子結(jié)合，故可能為分子晶體。]9．(2021·浙江嘉興高三月考)下列說法正確的是()A．干冰和石英晶體中的化學(xué)鍵類型相同，熔化時需克服微粒間的作用力類型也相同B．CO2和CS2的每個原子的最外層都具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)C．H2O、H2S、H2Se由于分子間作用力依次增大，所以熔、沸點依次升高D．某晶體固態(tài)時不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電，該晶體不可能是分子晶體B[干冰為分子晶體，含有極性共價鍵，石英為共價晶體，含有極性共價鍵，熔化時干冰破壞的是分子間作用力，石英破壞的是共價鍵，A錯誤；CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，CS2的結(jié)構(gòu)式為S=C=S，O和S屬于同主族元素，原子最外層都具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，B正確；H2O分子間存在氫鍵，H2S和H2Se分子間不存在氫鍵，因此H2O的熔、沸點最高，H2S和H2Se隨著相對分子質(zhì)量增大，熔、沸點升高，因此熔、沸點由高到低的順序是H2O>H2Se>H2S，C錯誤；該晶體可能是分子晶體，如AlCl3固態(tài)時不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電，但AlCl3屬于分子晶體，D錯誤。]10．(雙選)甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是()A．甲烷晶胞中的球只代表1個C原子B．晶體中1個CH4分子周圍有12個緊鄰的CH4分子C．甲烷晶體熔化時需克服共價鍵D．1個CH4晶胞中含有4個CH4分子BD[題圖所示的甲烷晶胞中的球代表的是1個甲烷分子，并不是1個C原子，A錯誤；由甲烷的晶胞結(jié)構(gòu)圖分析可知，與位于晶胞頂角的甲烷分子距離最近且相等的甲烷分子有3個，而這3個甲烷分子在晶胞的面心上，因此被2個晶胞所共用，頂角上的甲烷分子為8個晶胞共用，故晶體中與1個甲烷分子緊鄰的甲烷分子數(shù)目為3×8×eq\f(1,2)＝12，B正確；甲烷晶體是分子晶體，熔化時需克服范德華力，C錯誤；甲烷晶胞屬于面心立方晶胞，該晶胞中甲烷分子的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，D正確。][拓展培優(yōu)練]11．近年來，科學(xué)家合成一系列具有獨特化學(xué)特性的氫鋁化合物(AlH3)n。已知，最簡單的氫鋁化合物Al2H6的球棍模型如圖所示，它的熔點為150℃，燃燒熱值極高。下列說法錯誤的是()A．Al2H6在固態(tài)時所形成的晶體是分子晶體B．Al2H6在空氣中完全燃燒，產(chǎn)物為氧化鋁和水C．氫鋁化合物可能成為未來的儲氫材料和火箭燃料D．氫鋁化合物中可能存在組成為AlnH2n＋2的一系列物質(zhì)(n為正整數(shù))D[分子晶體的熔點較低，通過題中信息Al2H6的熔點為150℃，結(jié)合Al2H6的球棍模型可推出Al2H6為分子晶體，A正確；根據(jù)題中信息Al2H6的燃燒熱值極高，判斷Al2H6能燃燒，Al2H6的組成元素只有Al、H兩種，故在空氣中燃燒的產(chǎn)物為氧化鋁和水，B正確；氫鋁化合物組成元素為Al和H兩種，而氫氣是很好的燃料，但氫氣的儲存和運輸極不方便，將其轉(zhuǎn)化成氫鋁化合物后，就可以解決這一難題，同時氫鋁化合物的燃燒熱值極高，因此可以作為未來的儲氫材料和火箭燃料，C正確；根據(jù)化合物中各元素正、負化合價的代數(shù)和為0，在AlnH2n＋2中，有(＋3)×n＋(－1)×(2n＋2)＝0，則有3n＝2n＋2，故n＝2，進而推出化學(xué)式為Al2H6，所以AlnH2n＋2不是氫鋁化合物的通式，D錯誤。]12．有四組由同一族元素形成的不同物質(zhì)，在101kPa時測定它們的沸點(℃)數(shù)據(jù)如表所示：分組物質(zhì)及沸點第一組第二組F2Cl2Br2I2第三組第四組H2H2H2H2下列各項判斷正確的是()A．第四組物質(zhì)中H2O的沸點最高，是因為H2O分子中化學(xué)鍵的鍵能最大B．第三組與第四組相比較，穩(wěn)定性：HBr>H2SeC．第三組物質(zhì)溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>HID．第一組物質(zhì)是分子晶體，分子晶體中都含有共價鍵B[由表中數(shù)據(jù)可知，表中所有物質(zhì)的沸點均較低，應(yīng)都是分子晶體。第四組物質(zhì)中H2O的沸點最高，是因為H2O分子之間可以形成氫鍵，A不正確；Se和Br同為第四周期元素，Br的非金屬性較強，故穩(wěn)定性：HBr>H2Se，B正確；第三組物質(zhì)溶于水后，HF水溶液的酸性最弱，C不正確；第一組物質(zhì)是分子晶體，其結(jié)構(gòu)粒子為分子，但是，分子中不一定含有共價鍵，如稀有氣體分子中無共價鍵，D不正確。]13．(雙選)冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．冰晶胞內(nèi)水分子間以共價鍵結(jié)合B．每個冰晶胞平均含有8個水分子C．水分子間的氫鍵具有方向性和飽和性，也是σ鍵的一種D．已知冰中氫鍵的作用力為18.5kJ·mol－1，而常見的冰的熔化熱為336J·g－1，這說明冰變成水，氫鍵部分被破壞(假設(shè)熔化熱全部用于破壞氫鍵)BD[冰晶胞內(nèi)水分子間主要以氫鍵結(jié)合，A項錯誤；由冰晶胞的結(jié)構(gòu)可知，每個冰晶胞平均占有的分子個數(shù)為4＋eq\f(1,8)×8＋6×eq\f(1,2)＝8，B項正確；水分子間的氫鍵具有方向性和飽和性，但氫鍵不屬于化學(xué)鍵，C項錯誤；冰中氫鍵的作用力為18.5kJ·mol－1,1mol冰中含有2mol氫鍵，而常見的冰的熔化熱為336J·g－1，也可寫為6.05kJ·mol－1，說明冰變?yōu)橐簯B(tài)水時只是破壞了一部分氫鍵，液態(tài)水中仍存在氫鍵，D項正確。]14．Q、R、X、Y、Z均為前20號元素，Q的低價氧化物與X單質(zhì)分子的電子總數(shù)相等，R與Q同族，Y和Z的簡單離子與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的最高價氧化物在固態(tài)時屬于__________晶體，俗名為__________。(2)R的簡單氫化物分子的空問結(jié)構(gòu)是__________，屬于__________(填“極性”或“非極性”)分子。(3)X的簡單氫化物的空間結(jié)構(gòu)是__________；它的另一氫化物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。[解析]根據(jù)第(3)問中X的氫化物X2H4是一種火箭燃料的成分，可知X為N元素，Q的低價氧化物與N2的電子總數(shù)相同，因此Q為C元素，R與Q同族，因此R為Si元素。根據(jù)第(4)問中C元素和Y、Z能形成共價化合物，則Y和Z為非金屬元素，又由于Y和Z的簡單離子與Ar原子的電子層結(jié)構(gòu)相同，且Y的原子序數(shù)小于Z，因此Y和Z分別為S和Cl元素。(1)Q為C元素，其最高價氧化物為CO2，CO2在固態(tài)時為分子晶體，固態(tài)二氧化碳的俗名為干冰。(2)R為Si元素，其簡單氫化物為SiH4，分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形，屬于非極性分子。(3)N的簡單氫化物為NH3，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，N2H4的結(jié)構(gòu)式為，其電子式為。(4)C分別和S、Cl形成的共價化合物為CS2、CCl4，CS2和CO2結(jié)構(gòu)相似，都是直線形非極性分子，CS2的結(jié)構(gòu)式為S=C=S，因此其電子式為。[答案](1)分子干冰(2)正四面體形非極性(3)三角錐形(4)CS2CCl4非極性15．(1)如圖為干冰的晶體結(jié)構(gòu)示意圖。通過觀察分析，每個CO2分子周圍緊鄰等距離的CO2分子有________個，有________種取向不同的CO2分子。將CO2分子視作質(zhì)點，設(shè)晶胞邊長為apm，則緊鄰的兩個CO2分子的距離為________pm。(2)在冰晶體中，水分子之間的主要作用力是________，還有________，由于該主要作用力與共價鍵一樣具有________性，故1個水分子周圍只有________個緊鄰的水分子，這些水分子位于________的頂角。這種排列方式使冰晶體中水分子的空間利用率________(填“較高”或“較低”)，故冰的密度比水的密度要________(填“大”或“小”)。[解析](1)觀察并分析干冰和冰的晶體結(jié)構(gòu)，可知在干冰晶體中，CO2分子排列為面心立方堆積，頂角為一種取向，三對平行面分別為三種不同取向。離頂角的CO2分子最近的是面心的分子，兩者的距離為面對角線的一半，即eq\f(\r(2),2)apm。每個CO2分子周圍緊鄰且等距離的CO2分子共有12個。(2)在冰晶體中，水分子間的主要作用力是氫鍵，氫鍵具有方向性，1個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子，使冰晶體中水分子的空間利用率較低，分子間的間距較大，結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成冰的密度小于水的密度。[答案](1)124eq\f(\r(2),2)a(2)氫鍵范德華力方向4四面體較低小16．(素養(yǎng)題)據(jù)報道科研人員應(yīng)用計算機模擬出結(jié)構(gòu)類似C60的物質(zhì)N60。已知：①N60分子中每個氮原子均以N—N結(jié)合三個N原子而形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；②N—N鍵的鍵能為167kJ·mol－1。請回答下列問題：(1)N60分子組成的晶體為________晶體，其熔、沸點比N2________(填“高”或“低”)，原因是______________________________________。(2)1molN60分解成N2時________(填“吸收”或“放出”)的熱量是________kJ(已知N≡N鍵的鍵能為942kJ·mol－1)，表明穩(wěn)定性N60________(填“>”“<”或“＝”)N2。(3)由(2)列舉N60的用途(舉一種)：_________________________。[解析](1)N60、N2形成的晶體均為分子晶體，因Mr(N60)>Mr(N2)，故N60晶體中分子的范德華力比N2晶體大，N60晶體的熔、沸點比N2晶體高。(2)因