2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分層作業(yè)14分子晶體新人教版選擇性必修2

分層作業(yè)14分子晶體A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練題組1.分子晶體的組成1.下列說法正確的是()A.分子晶體中一定同時(shí)存在共價(jià)鍵和范德華力B.由非金屬元素組成的化合物一定是共價(jià)化合物C.共價(jià)晶體和分子晶體一定均含有共價(jià)鍵,離子晶體也可能含有共價(jià)鍵D.兩個(gè)非金屬元素原子間不可能形成離子鍵2.干冰熔點(diǎn)很低是由于()A.CO2是非極性分子B.CO的鍵能很小C.CO2化學(xué)性質(zhì)不活潑D.CO2分子間的作用力較弱3.如圖為冰的一種骨架形式,以此為單位向空間延伸,請問該冰中的每個(gè)水分子形成幾個(gè)氫鍵()A.2 B.4C.8 D.12題組2.分子晶體的判斷4.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、HCHO5.某研究所合成了一種球形分子,它的分子式為C60Si60,其結(jié)構(gòu)中包含有C60和Si60。下列對該分子的敘述正確的是()A.形成的晶體屬于分子晶體B.分子中Si60被包裹在C60里面C.其摩爾質(zhì)量為2400D.熔點(diǎn)高、硬度大6.下列能說明固態(tài)氨是分子晶體的事實(shí)是()A.氮原子不能形成陽離子B.銨根離子不能單獨(dú)存在C.常溫常壓下,氨是氣態(tài)物質(zhì)D.氨極易溶于水題組3.分子晶體的性質(zhì)7.水的沸點(diǎn)為100℃,硫化氫的分子結(jié)構(gòu)跟水相似,但它的沸點(diǎn)卻很低,是-60.7℃,引起這種差異的主要原因是()A.范德華力 B.共價(jià)鍵C.氫鍵 D.相對分子質(zhì)量8.我國科學(xué)家研制出一種催化劑,能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化,其反應(yīng)如下:HCHO+O2CO2+H2O。下列有關(guān)說法正確的是()A.干冰晶體中,一個(gè)CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有6個(gè)B.沸點(diǎn):干冰<冰;密度:干冰<冰C.每轉(zhuǎn)移0.4×6.02×1023個(gè)電子,消耗2.24LO2D.HCHO和H2O形成分子間氫鍵是HCHO易溶于水的重要原因9.(1)比較下列化合物熔、沸點(diǎn)的高低(填“>”或“<”)。①CO2SO2

②NH3PH3

③O3O2

④NeAr

⑤CH3CH2OHCH3OH

⑥CON2

(2)已知AlCl3的熔點(diǎn)為190℃(2.02×105Pa),但它在180℃時(shí)開始升華。請回答:①AlCl3固體是晶體。

②設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的實(shí)驗(yàn),判斷氯化鋁是離子化合物還是共價(jià)化合物。你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是

。

B級(jí)關(guān)鍵能力提升練10.水分子間可通過一種叫“氫鍵”的作用(作用力介于化學(xué)鍵與范德華力大小之間)彼此結(jié)合而形成(H2O)n,在冰中n值為5。即每個(gè)水分子被其他4個(gè)水分子包圍形成變形四面體,如圖所示為(H2O)5單元,由無限個(gè)這樣的四面體通過氫鍵構(gòu)成一個(gè)龐大的分子晶體,即冰。下列敘述正確的是()A.1mol冰中含有4mol氫鍵B.1mol冰中含有4×5mol氫鍵C.平均每個(gè)水分子只含有2個(gè)氫鍵D.平均每個(gè)水分子只含有5411.下列敘述正確的是()①冰中存在極性共價(jià)鍵和氫鍵兩種化學(xué)鍵的作用②C60晶體采用密堆積方式③As是第ⅤA族的一種主族元素,其外圍電子排布式為4s24p3,屬于p區(qū)元素④277℃時(shí)HgCl2熔化,此狀態(tài)不能導(dǎo)電,HgCl2的稀溶液有弱的導(dǎo)電能力且可作手術(shù)刀的消毒液,從不同角度分類HgCl2是一種共價(jià)化合物、電解質(zhì)、鹽、分子晶體A.①② B.②③④C.①③ D.①②③④12.正硼酸(H3BO3)是一種片層狀結(jié)構(gòu)白色晶體。層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵相連(如圖)。下列有關(guān)說法正確的是()A.正硼酸晶體屬于分子晶體B.H3BO3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關(guān)C.分子中硼原子雜化軌道的類型為sp3D.1molH3BO3晶體中含有2mol氫鍵13.如圖是甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu),圖中每個(gè)小球代表一個(gè)甲烷分子(甲烷分子分別位于立方體的頂角和面心),下列有關(guān)該晶體的說法正確的是()A.該晶體與HI的晶體類型不同B.該晶體熔化時(shí)只需要破壞共價(jià)鍵C.SiH4分子的穩(wěn)定性強(qiáng)于甲烷D.每個(gè)頂角上的甲烷分子與之距離最近且等距的甲烷分子有12個(gè)14.已知碘晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,請回答下列問題:(1)碘晶體屬于晶體。

(2)碘晶體熔化過程中克服的作用力為

。

(3)假設(shè)碘晶胞中立方體的棱長為acm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則碘單質(zhì)的密度為。

C級(jí)學(xué)科素養(yǎng)拔高練15.干冰廣泛用于舞臺(tái)、劇場、影視、晚會(huì)等制作云海效果,全國及全世界用干冰制作特效的經(jīng)典劇目不計(jì)其數(shù)。如圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。(1)一個(gè)晶胞中有個(gè)二氧化碳分子;通過觀察分析,有種取向不同的CO2分子。(2)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

,反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

(3)干冰的熔點(diǎn)低,常壓下極易,在工業(yè)上的一個(gè)重要用途是。(4)將CO2分子視作質(zhì)點(diǎn),設(shè)晶胞邊長為apm,則緊鄰的兩個(gè)CO2分子的距離為pm。(5)其密度ρ為(1pm=10-12m)。

答案：1.D解析稀有氣體為單原子分子,不存在化學(xué)鍵,故A錯(cuò)誤;由非金屬元素組成的化合物不一定為共價(jià)化合物,如氯化銨為離子化合物,故B錯(cuò)誤;稀有氣體為單原子分子形成的分子晶體,不存在化學(xué)鍵,故C錯(cuò)誤;兩個(gè)非金屬元素原子間只能形成共價(jià)鍵,不能形成離子鍵,故D正確。2.D解析干冰是分子晶體,分子晶體的相對分子質(zhì)量越小,分子間的作用力越弱,熔、沸點(diǎn)越低,所以干冰熔點(diǎn)很低是由于CO2分子間的作用力較弱,與鍵能、化學(xué)性質(zhì)等無關(guān)。3.A解析由圖可知,每個(gè)水分子與四個(gè)方向的其他4個(gè)水分子形成氫鍵,每個(gè)氫鍵為兩個(gè)水分子共有,因此每個(gè)水分子形成的氫鍵個(gè)數(shù)為4×12=24.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。5.A解析球形分子的分子式為C60Si60,其結(jié)構(gòu)中包含有C60和Si60,該物質(zhì)的晶體是由C60分子和Si60分子構(gòu)成的,屬于分子晶體,A正確;Si原子的半徑大于C原子,所以Si—Si的鍵長比C—C長,分子中Si60包裹著C60,B錯(cuò)誤;摩爾質(zhì)量的單位為g·mol-1,C錯(cuò)誤;C60Si60屬于分子晶體,熔點(diǎn)低、硬度小,D錯(cuò)誤。6.C解析分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低,故常溫常壓下氨呈氣態(tài),說明固態(tài)氨屬于分子晶體。7.C解析水和H2S的結(jié)構(gòu)相似,二者形成的晶體也都是分子晶體。但由于水分子間存在氫鍵,所以導(dǎo)致水的沸點(diǎn)高于H2S的沸點(diǎn)。8.D解析干冰晶體中,以頂點(diǎn)上的CO2分子為例,一個(gè)CO2分子周圍有12個(gè)CO2分子緊鄰,故A錯(cuò)誤;冰分子間含有氫鍵,干冰分子之間只存在范德華力,氫鍵比范德華力強(qiáng),故晶體的沸點(diǎn):冰>干冰,水分子間存在氫鍵,且氫鍵有方向性,導(dǎo)致水分子形成冰時(shí)存在較大的空隙,密度比水小,干冰分子之間只存在范德華力,形成的分子晶體是密堆積,密度比水大,所以密度:干冰>冰,故B錯(cuò)誤;未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況,無法計(jì)算氣體體積,故C錯(cuò)誤;氧元素電負(fù)性很強(qiáng),甲醛中氧元素與水可以形成氫鍵,所以HCHO易溶于水,故D正確。9.答案(1)①<②>③>④<⑤>⑥>(2)①分子②在熔融狀態(tài)下,檢測其是否導(dǎo)電,若不導(dǎo)電則是共價(jià)化合物,若導(dǎo)電則是離子化合物解析(1)各組物質(zhì)均為分子晶體,根據(jù)分子晶體熔、沸點(diǎn)的判斷規(guī)律,分子間作用力越大,相對分子質(zhì)量越大,分子極性越大,則晶體的熔、沸點(diǎn)越高,較容易比較六組物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的高低。(2)由AlCl3的熔點(diǎn)低以及在180℃時(shí)開始升華判斷AlCl3晶體為分子晶體。若驗(yàn)證一種化合物是共價(jià)化合物還是離子化合物,可測其熔融狀態(tài)下是否導(dǎo)電,若不導(dǎo)電則是共價(jià)化合物,導(dǎo)電則是離子化合物。10.C解析由圖可知,每個(gè)水分子(處于四面體的中心)與4個(gè)水分子(處于四面體的四個(gè)頂點(diǎn))形成四個(gè)氫鍵,因?yàn)槊總€(gè)氫鍵都是由2個(gè)水分子共同形成的,所以每個(gè)水分子形成的氫鍵數(shù)為4×12=211.B解析①氫鍵不是化學(xué)鍵,錯(cuò)誤;②C60晶體屬于分子晶體,無氫鍵,采用密堆積方式,正確;③As是第ⅤA族的一種主族元素,其外圍電子排布式為4s24p3,屬于p區(qū)元素,正確;④由導(dǎo)電性可知HgCl2屬于電解質(zhì)、共價(jià)化合物,HgCl2的熔點(diǎn)較低,屬于分子晶體,正確;故選B。12.A解析正硼酸晶體中存在H3BO3分子,且該晶體中存在氫鍵,說明硼酸由分子構(gòu)成,是分子晶體,A正確;分子的穩(wěn)定性與分子內(nèi)的B—O、H—O共價(jià)鍵有關(guān),與氫鍵無關(guān),B錯(cuò)誤;B只形成了3個(gè)單鍵,沒有孤電子對,所以采取sp2雜化,C錯(cuò)誤;根據(jù)圖示,1個(gè)硼酸分子形成了6個(gè)氫鍵,但每個(gè)氫鍵是2個(gè)硼酸分子共用的,所以平均一個(gè)硼酸分子含3個(gè)氫鍵,則1molH3BO3晶體中含有3mol氫鍵,D錯(cuò)誤。13.D解析甲烷、HI晶體均屬于分子晶體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;甲烷晶體屬于分子晶體,熔化時(shí)只需要破壞分子間作用力,不需要破壞共價(jià)鍵,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C的非金屬性比Si強(qiáng),所以SiH4分子的穩(wěn)定性弱于甲烷,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知,以晶胞中頂角上的甲烷分子為研究對象,與它距離最近且等距的甲烷分子分布在立方體的3個(gè)面心上,每個(gè)頂角上的甲烷分子被8個(gè)立方體共用,每個(gè)面心上的甲烷分子被2個(gè)立方體共用,所以每個(gè)甲烷分子周圍與它距離最近且等距的甲烷分子有3×82=1214.答案(1)分子(2)分子間作用力(范德華力)(3)1016a3NA解析I2分子之間以分子間作用力結(jié)合,所以I2晶體屬于分子晶體。觀察碘的晶胞結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),一個(gè)晶胞中含有I2分子的數(shù)目為8×18+6×12=4。一個(gè)晶胞的體積為a3cm3,質(zhì)量為4×254NAg,則碘單質(zhì)的密度為15.答案(1)44(2)鎂粉在干冰中繼