高中化學(xué) 3-2分子晶體與原子晶體達(dá)標(biāo)作業(yè) 新人教版選修3

【成才之路】-學(xué)年高中化學(xué)3-2分子晶體與原子晶體達(dá)標(biāo)作業(yè)新人教版選修3一、選擇題1．(雙選)下列式子中，能真實(shí)表示分子組成的是()A．H2SO4 B．NH3C．SiO2 D．C答案：AB點(diǎn)撥：H2SO4是分子晶體，所以H2SO4可表示硫酸分子的組成；NH3為分子晶體，故NH3可表示氨氣分子的組成；SiO2是原子晶體，SiO2只能表示晶體中Si原子與O原子的個(gè)數(shù)比為12；C既可表示金剛石，又可表示石墨等碳單質(zhì)。2．有關(guān)晶體的下列說(shuō)法中，正確的是()A．分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定B．原子晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高C．冰熔化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生斷裂D．原子晶體中只存在極性共價(jià)鍵，不可能存在其他類型的化學(xué)鍵答案：B點(diǎn)撥：A中，分子的穩(wěn)定性與分子內(nèi)共價(jià)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，與分子間作用力無(wú)關(guān)；C中，冰熔化時(shí)只破壞部分氫鍵；D中，某些原子晶體(如SiO2)中含有極性共價(jià)鍵，而某些原子晶體(如金剛石、晶體硅)中只含有非極性共價(jià)鍵。3．下列有關(guān)分子晶體的說(shuō)法中正確的是()A．分子內(nèi)均存在共價(jià)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)一定為分子密堆積答案：B點(diǎn)撥：稀有氣體元素組成的晶體中，不存在由多個(gè)原子組成的分子，而是原子間通過(guò)范德華力結(jié)合成晶體，所以不存在任何化學(xué)鍵，故A項(xiàng)錯(cuò)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(fù)性較強(qiáng)的N、O、F原子結(jié)合的氫原子的分子間或者分子內(nèi)，所以B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。只有只存在范德華力的分子晶體才采取分子密堆積的方式，所以D選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的。4．干冰氣化時(shí)，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是()A．分子內(nèi)共價(jià)鍵 B．分子間作用力C．分子的性質(zhì) D．分子間的氫鍵答案：B點(diǎn)撥：干冰是CO2的分子晶體，微粒間是分子間作用力，但不存在氫鍵，氣化是破壞分子間作用力，分子性質(zhì)不發(fā)生變化。5．下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是()①SiO2和SO3②晶體硼和HCl③CO2和SO2④晶體硅和金剛石⑤晶體氖和晶體氮⑥硫黃和碘A．①②③ B．④⑤⑥C．③④⑥ D．①③⑤答案：C點(diǎn)撥：屬于分子晶體的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶體氖、晶體氮、硫黃和碘。屬于原子晶體的有SiO2、晶體硼、晶體硅和金剛石。但晶體氖是由稀有氣體分子組成，稀有氣體為單原子分子，分子間不存在化學(xué)鍵。解題時(shí)應(yīng)注意化學(xué)鍵類型的判斷。6．下列關(guān)于氫鍵的說(shuō)法中，正確的是()A．氫鍵比范德華力強(qiáng)，所以它屬于化學(xué)鍵B．因?yàn)橐簯B(tài)水中存在氫鍵，所以水比硫化氫穩(wěn)定C．氨溶于水后氨分子與水分子之間形成氫鍵D．鄰羥基苯甲醛的熔點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn)高答案：C點(diǎn)撥：A中，氫鍵雖然比范德華力強(qiáng)，但不是化學(xué)鍵；B中，物質(zhì)穩(wěn)定性與分子內(nèi)共價(jià)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)；D中，由于鄰羥基苯甲醛易形成分子內(nèi)氫鍵，而對(duì)羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵，故應(yīng)該是對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn)高。7．下列有關(guān)物質(zhì)的熔點(diǎn)高低順序不正確的是()A．HF>HCl，HCl<HBrB．CF4<CCl4<CBr4C．I2>SiO2D．H2O>H2S，SO2<SeO2答案：C點(diǎn)撥：HCl、HBr；CF4、CCl4、CBr4；SO2、SeO2；它們均為分子晶體，且各組組成和結(jié)構(gòu)都相似。范德華力隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而變大，熔點(diǎn)越高。HF、H2O分子中存在氫鍵，所以熔點(diǎn)出現(xiàn)“反?！爆F(xiàn)象。C中，I2是分子晶體，SiO2是原子晶體，熔點(diǎn)自然是后者高。8．根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的物質(zhì)是()A．熔點(diǎn)2700℃B．無(wú)色晶體，熔點(diǎn)3550℃C．無(wú)色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)為800℃D．熔點(diǎn)－56.6℃答案：B點(diǎn)撥：本題考查的是各類晶體的物理性質(zhì)特征。A項(xiàng)中延展性好，不是原子晶體的特征，因?yàn)樵泳w中原子與原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，而共價(jià)鍵有一定的方向性，使原子晶體的質(zhì)硬而脆，A項(xiàng)不正確，B項(xiàng)符合原子晶體的特征，C項(xiàng)應(yīng)該是離子晶體，D項(xiàng)符合分子晶體的特征，所以應(yīng)該選擇B項(xiàng)。9．碘的熔、沸點(diǎn)低，其原因是()A．碘的非金屬性較弱B．I—I鍵的鍵能較小C．碘晶體屬于分子晶體D．I—I共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)答案：C點(diǎn)撥：分子晶體的熔、沸點(diǎn)低，是因?yàn)榉肿泳w內(nèi)部的分子間作用力小。10．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、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(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點(diǎn)撥：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)，所以A選項(xiàng)是錯(cuò)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(jià)鍵的鍵長(zhǎng)要比碳碳鍵的鍵長(zhǎng)短，所以該晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度應(yīng)該比金剛石更高，因此B選項(xiàng)是正確的。而原子的電子數(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，所以C、D選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的。11．美國(guó)lawrencelivermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的V·Lota·C·S·Yoo和H·Cynn成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的晶體，下列關(guān)于CO2的原子晶體的說(shuō)法正確的是()A．CO2的原子晶體和分子晶體互為同分異構(gòu)體B．在一定的條件下，轉(zhuǎn)化為分子晶體是物理變化C．CO2的原子晶體和分子晶體具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)D．在CO2的原子晶體中，每一個(gè)C原子周圍結(jié)合4個(gè)O原子，每一個(gè)O原子跟兩個(gè)碳原子結(jié)合答案：D點(diǎn)撥：A中，同分異構(gòu)體是指分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的不同分子間的互稱，而原子晶體的CO2不存在分子。因?yàn)镃O2的原子晶體和分子晶體結(jié)構(gòu)不同，則其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都有很大差異；當(dāng)CO2的原子晶體轉(zhuǎn)化為分子晶體時(shí)，必須破壞晶體中的共價(jià)鍵，所以應(yīng)是化學(xué)變化。B、C均錯(cuò)誤。D中，結(jié)合SiO2晶體的結(jié)構(gòu)，可判斷D項(xiàng)正確。12．二氧化硅晶體是空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如下圖所示。下列關(guān)于二氧化硅晶體的說(shuō)法中不正確的是()A．1molSiO2晶體中含2molSi—O鍵B．晶體中Si、O原子個(gè)數(shù)比為12C．晶體中Si、O原子最外電子層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為12答案：A點(diǎn)撥：由二氧化硅晶體的空間結(jié)構(gòu)圖可以看出，1個(gè)硅原子與周圍4個(gè)氧原子形成了4個(gè)Si—O鍵，其中有一半Si—O鍵(2個(gè)Si—O鍵)屬于該硅原子，而1個(gè)氧原子能形成2個(gè)Si—O鍵，其中有一半Si—O鍵(1個(gè)Si—O鍵)屬于該氧原子，1molSO2含有1mol硅原子和2mol氧原子，故1molSO2晶體中含有的Si—O鍵為4mol×eq\f(1,2)＋2×2mol×eq\f(1,2)＝4mol，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；SiO2晶體中，硅原子與氧原子的個(gè)數(shù)比為12，選項(xiàng)B正確；通過(guò)上面的分析可知，在SiO2晶體中，硅原子與氧原子最外層都達(dá)到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)C正確；由結(jié)構(gòu)圖可以看出，晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為12，其中包括6個(gè)硅原子和6個(gè)氧原子，故選項(xiàng)D正確。二、非選擇題13．據(jù)報(bào)道科研人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬出結(jié)構(gòu)類似C60的物質(zhì)N60。已知：①N60分子中每個(gè)氮原子均以N—N鍵結(jié)合三個(gè)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)N60分子組成的晶體為_(kāi)_______晶體，其熔、沸點(diǎn)比N2________(填“高”或“低”)，原因是________________________。(2)1molN60分解成N2時(shí)吸收或放出的熱量是________kJ(已知NN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)________________________。答案：(1)分子高N60、N2均形成分子晶體，且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)13230<(3)N60可作高能炸藥點(diǎn)撥：(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(diǎn)比N2晶體高。(2)因每個(gè)氮原子形成三個(gè)N—N鍵，每個(gè)N—N鍵被2個(gè)N原子共用，故1molN60中存在N—N鍵：1mol×60×3×eq\f(1,2)＝90mol。發(fā)生的反應(yīng)為N60=30N2ΔH，故ΔH＝90×167kJ·mol－1－30×942kJ·mol－1＝－13230kJ·mol－1<0，為放熱反應(yīng)，表明穩(wěn)定性N2>N60。(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。14．(1)干冰的外觀和冰相似，是由二氧化碳?xì)怏w壓縮成液態(tài)后再急劇膨脹而制得。右圖為干冰晶體結(jié)構(gòu)示意圖。通過(guò)觀察分析，可知每個(gè)二氧化碳分子周圍與之相鄰且等距離的二氧化碳分子有________個(gè)。在一定溫度下，已測(cè)得干冰晶胞(即圖示)的邊長(zhǎng)a＝5.72×10－8cm，則該溫度下干冰的密度為_(kāi)___________g·cm－3(2)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，CO2密度為_(kāi)_______，據(jù)此能否計(jì)算出氣態(tài)二氧化碳分子間的距離？________(填“能”或“不能”)。若能夠進(jìn)行計(jì)算，其值為_(kāi)_________________________(寫出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式)。(3)試說(shuō)明氣態(tài)二氧化碳在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的分子間距離大約是其固態(tài)時(shí)的________倍。答案：(1)121.56(2)1.96g/L能eq\r(3,\f(22.4×103cm3,6.02×1023))＝3.34×10－7cm(3)8點(diǎn)撥：(1)ρ＝eq\f(4MCO2,NA·a3)＝eq\f(4×44,6.02×1023×5.72×10－83)＝1.56。(2)ρ＝eq\f(44g·mol－1,22.4L·mol－1)＝1.96g/L。L＝eq\r(3,\f(22.4×103cm3,6.02×1023))＝3.34×10－7cm。(3)eq\f(\r(2),2)a＝eq\f(\r(2),2)×5.72×10－8cm＝4.04×10－8cm，eq\f(3.34×10－7cm,4.04×10－8cm)＝8.3。15．D、E、X、Y、Z是周期表中的前20號(hào)元素，且原子序數(shù)逐漸增大，它們的最簡(jiǎn)氫化物分子的空間構(gòu)型依次是正四面體、三角錐形、正四面體、角形(V形)、直線形。回答下列問(wèn)題：(1)Y的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式為_(kāi)_______；(2)上述5種元素中，能形成酸性最強(qiáng)的含氧酸的元素是________，寫出該元素的任意3種含氧酸的化學(xué)式：________________；(3)D和Y形成的化合物，其分子的空間構(gòu)型為_(kāi)_______；(4)D和X形成的化合物，其化學(xué)鍵類型屬________，其晶體類型屬________；(5)金屬鎂和E的單質(zhì)在常溫下反應(yīng)得到的產(chǎn)物是________；此產(chǎn)物與水反應(yīng)生成兩種堿，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________；(6)試比較D和X的最高價(jià)氧化物熔點(diǎn)的高低并說(shuō)明理由：________________________。答案：(1)SO3(2)ClHClO、HClO2、HClO3、HClO4(任寫3種即可)(3)直線形(4)共價(jià)鍵原子晶體(5)Mg3N2Mg3N2＋8H2O=3Mg(OH)3↓＋2NH3·H2O[Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑](6)D的最高價(jià)氧化物是CO2，X的最高價(jià)氧化物是SiO2，前者比后者的熔點(diǎn)低。因?yàn)榍罢邽榉肿泳w，由分子間作用力結(jié)合，而后者為原子晶體，由共價(jià)鍵結(jié)合；共價(jià)鍵強(qiáng)度大于分子間作用力點(diǎn)撥：常見(jiàn)氫化物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，往往作為題目的突破口，所以應(yīng)熟練掌握。如本題中的氫化物空間構(gòu)型是推斷元素的突破口，有時(shí)氫化物的沸點(diǎn)的特殊性也是某些題目的突破口。由于D、E、X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，它們的最簡(jiǎn)氫化物分子的空間構(gòu)型依次為正四面體、三角錐形、正四面體、角形、直線形。因此D、E、X、Y、Z分別為C、N、Si、S、Cl五種元素。(1)Y的最高價(jià)氧化物為SO3。(2)Cl的最高價(jià)氧化物的水化物為HClO4，其酸性最強(qiáng)。另外Cl的含氧酸還有HClO、HClO2和HClO3。(3)D和Y分別為C和S，形成的化合物為CS2，是直線形分子。(4)D和X分別為C和Si，形成的化合物為SiC，碳化硅為原子晶體，其化學(xué)鍵類型都是共價(jià)鍵。(5)Mg在N2中燃燒生成Mg3N2，Mg3N2與H2O發(fā)生反應(yīng)生成Mg(OH)2和NH3·H2O。(6)CO2為分子晶體，SiO2為原子晶體，因此CO2的熔點(diǎn)較低?；旌湘I型晶體——石墨實(shí)驗(yàn)測(cè)定，石墨的熔點(diǎn)高達(dá)3850℃研究發(fā)現(xiàn)，石墨的晶體具有層狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳原子用sp2雜化軌道與鄰近的三個(gè)碳原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，形成無(wú)限的六邊形平面網(wǎng)狀