【2020秋備課】高中化學(xué)練習(xí)新人教版選修3-3.2-分子晶體與原子晶體

3.2分子晶體與原子晶體1．下列固體是原子晶體的是()A．I2 B．瑪瑙C．C60 D．SiC【答案】D2．下列原子晶體硬度最小的是()A．晶體硅 B．石英C．氮化硼 D．金剛石【答案】A3．下列支持固態(tài)氨是分子晶體的事實是()A．氮原子不能形成陽離子B．銨根離子不能單獨存在C．常溫下氨是氣態(tài)物質(zhì)D．常溫下氨極易溶于水【解析】分子晶體的一大特點就是熔沸點很低，而氨常溫下是氣態(tài)正好說明白這一點，同時也只有形成分子晶體的物質(zhì)常溫下才可能呈氣態(tài)?！敬鸢浮緾4．(2010·大綱全國高考Ⅰ)下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()A．存在四周體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個頂點B．最小的環(huán)上，有3個Si原子和3個O原子C．最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為1∶2D．最小的環(huán)上，有6個Si原子和6個O原子【解析】二氧化硅是原子晶體，為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，存在硅氧四周體結(jié)構(gòu)，硅處于中心，氧處于4個頂點，所以A項錯誤；在SiO2晶體中，每6個Si和6個O形成一個12元環(huán)(最小環(huán))，所以D對，B、C都錯誤?！敬鸢浮緿5．下列說法不正確的是()A．共價鍵有方向性B．氫鍵有方向性C．在冰的晶體中，每個水分子四周只有六個緊鄰的水分子D．冰晶體中水分子的空間利用率比液態(tài)水分子的空間利用率低【解析】在冰晶體中，每個水分子可形成四個氫鍵與四個水分子緊鄰?！敬鸢浮緾6．依據(jù)下表中給出的有關(guān)數(shù)據(jù)，推斷下列說法中錯誤的是()AlCl3SiCl4晶體硼金剛石晶體硅熔點/℃190－68230035501410沸點/℃18357255048272355A.SiCl4是分子晶體B．晶體硼是原子晶體C．AlCl3是分子晶體，加熱能升華D．金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵弱【解析】SiCl4、AlCl3的熔、沸點低，都是分子晶體，AlCl3的沸點低于其熔點，即在未熔化的溫度下它就能汽化，故AlCl3加熱能升華，A、C正確；單質(zhì)B的熔、沸點高，所以晶體硼是原子晶體，B正確；C原子的半徑比Si原子的半徑小，金剛石中的C—C鍵長比晶體硅中的Si—Si鍵長短，金剛石中的C—C鍵能比晶體硅中的Si—Si鍵能大，金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵強(qiáng)。【答案】D7．在下列三種晶體：①金剛石，②晶體硅，③碳化硅，它們的熔點從高到低的挨次是()A．①③② B．②③①C．③①② D．②①③【解析】由于碳的原子半徑小于硅的原子半徑，因此，共價鍵鍵長：C—C鍵<C—Si鍵<Si—Si鍵，而共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，所以題中三種物質(zhì)的熔點從高到低的挨次是金剛石>碳化硅>晶體硅?！敬鸢浮緼8．(2021·西安市一中高二質(zhì)檢)已知C3N4晶體很可能具有比金剛石更大的硬度，且原子間均以單鍵結(jié)合，下列關(guān)于C3N4晶體的說法正確的是()A．C3N4晶體是分子晶體B．C3N4晶體中，C—N鍵的鍵長比金剛石中的C—C鍵的鍵長要長C．C3N4晶體中每個C原子連接4個N原子，而每個N原子又連接3個C原子D．C3N4晶體中微粒間通過離子鍵結(jié)合【解析】分子晶體的硬度小，原子晶體的硬度大，C3N4晶體很可能具有比金剛石更大的硬度，故C3N4不行能是分子晶體，又由于C3N4晶體中原子間均以單鍵結(jié)合，則C3N4是原子晶體，A、D不正確；C、N元素都位于其次周期，N在C的右邊，在同一周期中，從左到右，元素的原子半徑漸漸減小，故C3N4晶體中，C—N鍵的鍵長比金剛石中C—C鍵的鍵長要短，B不正確；C原子最外電子層有4個電子，可形成4個單鍵達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，N原子最外電子層有5個電子，可形成3個單鍵達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故C3N4晶體中每個C原子連接4個N原子，而每個N原子連接3個C原子，C正確?！敬鸢浮緾9．下列各組物質(zhì)屬于分子晶體的是()A．SO2，SiO2，P2O5B．PCl3，CO2，H2SO4C．SiC，H2O，NH3D．HF，CO2，Si【解析】SiO2，SiC，Si均為原子晶體?！敬鸢浮緽10．有關(guān)晶體的下列說法中正確的是()A．晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定B．原子晶體中共價鍵越強(qiáng)，熔點越高C．冰溶化時水分子中共價鍵發(fā)生斷裂D．稀有氣體形成的晶體屬于原子晶體【解析】晶體中分子間作用力大小只與物質(zhì)熔、沸點有關(guān)，與分子穩(wěn)定性無關(guān)，A錯；原子晶體熔化時，破壞共價鍵，晶體中共價鍵越強(qiáng)，熔點越高，B對；冰溶化時破壞分子間作用力和氫鍵，不破壞共價鍵，C錯；稀有氣體是單原子分子，形成的晶體為分子晶體。【答案】B11．(2011·四川高考)下列推論正確的是()A．SiH4的沸點高于CH4，可推想PH3的沸點高于NH3B．NHeq\o\al(＋,4)為正四周體結(jié)構(gòu)，可推想PHeq\o\al(＋,4)也為正四周體結(jié)構(gòu)C．CO2晶體是分子晶體，可推想SiO2晶體也是分子晶體D．C2H6是碳鏈為直線形的非極性分子，可推想C3H8也是碳鏈為直線形的非極性分子【解析】由于氨分子之間存在氫鍵，故其沸點比磷化氫的高；CO2是分子晶體，SiO2為原子晶體；丙烷的碳鏈不是直線形，而是鋸齒形?！敬鸢浮緽12．(2010·浙江高考)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：Z2－>W－；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()A．X、M兩種元素只能形成X2MB．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】本題的突破口在Y上，短周期元素形成的單質(zhì)中，熔點高、硬度大的半導(dǎo)體材料是硅，由此可推知X、Z、W、M分別是Na、S、Cl和O元素。A項鈉元素和氧元素可形成Na2O和Na2O2兩種化合物，不正確；B項因H2O分子間存在氫鍵，其相對分子質(zhì)量最小，沸點卻最高，不正確；C項，硅單質(zhì)是原子晶體，硫單質(zhì)和氯氣是分子晶體，不正確；D項，氯氣和臭氧都可以用作水處理中的消毒劑，正確?！敬鸢浮緿13．(1)如圖為CO2分子晶體結(jié)構(gòu)的一部分，觀看圖形。試說明每個CO2分子四周有________個與之緊鄰且等距的CO2分子；該結(jié)構(gòu)單元平均占有________個CO2分子。(2)在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K時，人們成功制得原子晶體干冰，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與SiO2原子晶體相像，下列說法正確的是________。A．原子晶體干冰易升華，可用作制冷劑B．原子晶體干冰有很高的熔點和沸點C．原子晶體干冰的硬度小，不能用作耐磨材料D．原子晶體干冰在確定條件下可與氫氧化鈉反應(yīng)E．每摩爾原子晶體干冰中含有4molC—O鍵【解析】(1)題給出CO2分子晶體的一部分。取任一頂角的CO2分子，則與之距離最近且等距的是共用該頂角的三個面面心上的CO2分子，共3個；而該頂角被8個同樣晶胞共用，而面心上的分子被2個晶胞共用，這樣符合題意的CO2分子有：3×8/2＝12個；在此結(jié)構(gòu)中，8個CO2分子處于頂角，為8個同樣結(jié)構(gòu)共用，6個CO2分子處于面心，為2個同樣結(jié)構(gòu)共用。所以，該結(jié)構(gòu)單元平均占有的CO2分子數(shù)為：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個)；(2)該題應(yīng)從SiO2的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)來推斷。【答案】(1)124(2)BDE14．冰晶體中每個水分子與另外________個水分子通過________形成四周體，冰晶體中水分子不是分子密積累的緣由是________，冰溶化時因破壞了________，使水分子之間的距離________，密度________?！敬鸢浮?氫鍵氫鍵有方向性氫鍵變小變大15．金剛石和金剛砂(SiC)具有相像的晶體結(jié)構(gòu)，在金剛砂的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，碳原子、硅原子交替以單鍵相結(jié)合。試回答：(1)金剛砂屬于________晶體。金剛砂熔點比金剛石熔點________。(2)在金剛砂的結(jié)構(gòu)中，一個硅原子四周結(jié)合________個碳原子，鍵角是________。(3)金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有由共價鍵形成的原子環(huán)，其中最小的環(huán)上有________個硅原子。【解析】依據(jù)題意可知金剛砂屬于原子晶體，由于Si—C鍵的鍵長大于C—C鍵的鍵長，故Si—C鍵的鍵能小，金剛砂的熔點比金剛石的熔點低。硅原子與碳原子交替以共價單鍵相結(jié)合，且Si、C原子都形成四個單鍵，故一個碳原子四周結(jié)合4個硅原子，同時一個硅原子四周結(jié)合4個碳原子。由于硅原子四周的四個碳原子在空間呈正四周體形排列，故鍵角為109°28′。類比金剛石中最小的原子環(huán)中有6個碳，則在金剛砂中，最小的環(huán)上應(yīng)有3個硅原子和3個碳原子?！敬鸢浮?1)原子低(2)4109°28′(3)316．C和Si元素在化學(xué)中占有極其重要的地位。(1)SiC的晶體結(jié)構(gòu)與晶體硅的相像，其中C原子的雜化方式為________，微粒間存在的作用力是________________________________________。SiC和晶體Si的熔沸點凹凸挨次是________。(2)C、Si為同一主族的元素，CO2和SiO2的化學(xué)式相像，但結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有很大的不同。CO2中C與O原子間形成σ鍵和π鍵，SiO2中Si與O原子間不形成上述π鍵。從原子半徑大小的角度分析，為何C、O原子間能形成上述π鍵，而Si、O原子間不能形成上述π鍵：_____________________________，SiO2屬于________晶體，CO2屬于________晶體，所以熔點CO2________SiO2(填“＜”“＝”或“＞”)。(3)金剛石、晶體硅、二氧化硅、CO2四種晶體的組成微粒分別是____________________________________________，熔化時克服的微粒間的作用力是____________________________。【解析】(1)晶體硅中一個硅原子四周與4個硅原子相連，呈正四周體結(jié)構(gòu)，所以雜化方式是sp3，由于Si—C的鍵長小于Si—Si，所以熔沸點碳化硅