人教版選修3 第3章第2節(jié) 分子晶體與原子晶體 作業(yè) (3).docVIP

第2節(jié) 分子晶體與原子晶體課時(shí)演練促提升a組1.下列各組物質(zhì)各自形成晶體,均屬于分子晶體的化合物是()a.nh3、hd、c8h10b.pcl3、co2、h2so4c.so2、so3、c60d.ccl4、na2s、h2o2解析:a項(xiàng),hd是單質(zhì),不是化合物;c項(xiàng),c60是單質(zhì),不是化合物;d項(xiàng),na2s是鹽,無(wú)分子存在,不是分子晶體。答案:b2.becl2熔點(diǎn)較低,易升華,溶于醇和醚,其化學(xué)性質(zhì)與alcl3相似。由此可推測(cè)becl2()a.熔融態(tài)不導(dǎo)電b.水溶液呈中性c.熔點(diǎn)比bebr2高d.不與naoh溶液反應(yīng)解析:根據(jù)題目提供的信息“becl2熔點(diǎn)較低,易升華,溶于醇和醚”,可知becl2形成的晶體屬于分子晶體,分子晶體是由分子構(gòu)成的晶體,故熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,a項(xiàng)正確;根據(jù)題目提供的信息“becl2化學(xué)性質(zhì)與alcl3相似”,由于alcl3溶液中的al3+能發(fā)生水解al3+3h2oal(oh)3+3h+使溶液顯酸性,所以becl2水溶液顯酸性,b項(xiàng)錯(cuò)誤;becl2和bebr2形成的晶體都是分子晶體,且二者結(jié)構(gòu)相似,故隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大,熔沸點(diǎn)也逐漸增大,c項(xiàng)錯(cuò)誤;由“alcl3能與naoh反應(yīng)”可知becl2也能與naoh反應(yīng),d項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:a3.水的沸點(diǎn)是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(duì)分子質(zhì)量解析:水分子之間存在氫鍵,氫鍵是一種較強(qiáng)的分子間作用力,氫鍵的存在使水的沸點(diǎn)比硫化氫的高。答案:c4.短周期元素x、y、z、w、q在元素周期表中的位置如表所示,其中x元素的原子內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的一半,則下列說(shuō)法中正確的是()xyzwqa.鈉與w可能形成na2w2化合物b.由z與y組成的物質(zhì)在熔融時(shí)能導(dǎo)電c.w得電子能力比q強(qiáng)d.x有多種同素異形體,而y不存在同素異形體解析:由題意知,x、y屬于第二周期元素,z、w、q為第三周期元素。x為碳元素,y為氧元素,z為硅元素,w為硫元素,q為氯元素。a項(xiàng),鈉與硫可形成na2s2。b項(xiàng),z與y形成sio2,sio2為共價(jià)化合物,熔融時(shí)不導(dǎo)電。c項(xiàng),硫的非金屬性比氯的非金屬性弱,故得電子能力差。d項(xiàng),碳可形成同素異形體,如金剛石、石墨等;氧可形成同素異形體,如o2、o3。答案:a5.下列關(guān)于原子晶體、分子晶體的敘述中,正確的是()a.在sio2晶體中,1個(gè)硅原子和2個(gè)氧原子形成2個(gè)共價(jià)鍵b.晶體中分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定c.c6h5oh既能表示物質(zhì)的組成,又能表示物質(zhì)的一個(gè)分子d.分子晶體的熔、沸點(diǎn)低,常溫下均呈液態(tài)或氣態(tài)解析:sio2晶體中1個(gè)硅原子和4個(gè)氧原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,a項(xiàng)錯(cuò)誤;晶體中分子間作用力影響的是物質(zhì)的物理性質(zhì),如熔、沸點(diǎn)等,分子的穩(wěn)定性與分子內(nèi)化學(xué)鍵的強(qiáng)弱有關(guān),b項(xiàng)錯(cuò)誤;雖然分子晶體的熔、沸點(diǎn)很低,但在常溫下也有呈固態(tài)的,如白磷。答案:c6.下列說(shuō)法中,正確的是()a.冰融化時(shí),分子中ho鍵發(fā)生斷裂b.原子晶體中,共價(jià)鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高c.分子晶體中,共價(jià)鍵鍵能越大,該分子晶體的熔點(diǎn)一定越高d.分子晶體中,分子間作用力越大,該物質(zhì)越穩(wěn)定解析:a項(xiàng),冰為分子晶體,融化時(shí)破壞的是分子間作用力,a項(xiàng)錯(cuò)誤。b項(xiàng),原子晶體熔點(diǎn)的高低取決于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱,共價(jià)鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,b項(xiàng)正確。分子晶體熔點(diǎn)的高低取決于分子間作用力,而共價(jià)鍵的強(qiáng)弱決定了分子的穩(wěn)定性,所以c項(xiàng)錯(cuò)誤,d項(xiàng)也錯(cuò)誤。答案:b7.hgcl2稀溶液可作為手術(shù)刀的消毒劑,已知hgcl2有如下性質(zhì):hgcl2晶體熔點(diǎn)較低;hgcl2熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電;hgcl2在水溶液中可發(fā)生微弱電離。下列關(guān)于hgcl2的敘述正確的是()a.hgcl2晶體屬于分子晶體b.hgcl2屬于離子化合物c.hgcl2屬于電解質(zhì),且屬于強(qiáng)電解質(zhì)d.hgcl2屬于非電解質(zhì)解析:由信息可知hgcl2晶體屬于分子晶體,a項(xiàng)正確;由信息可知hgcl2屬于共價(jià)化合物,且為弱電解質(zhì),故b、c、d均錯(cuò)誤。答案:a8.正硼酸(h3bo3)是一種層狀結(jié)構(gòu)白色晶體,層內(nèi)的h3bo3分子通過(guò)氫鍵相連(如圖)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()a.正硼酸晶體屬于原子晶體b.h3bo3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關(guān)c.分子中硼原子最外層為8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu)d.含1 mol h3bo3的晶體中有3 mol氫鍵解析:正硼酸分子為層狀結(jié)構(gòu),分子間以氫鍵結(jié)合,故為分子晶體,a項(xiàng)錯(cuò)誤;分子的穩(wěn)定性由分子內(nèi)的共價(jià)鍵決定的,與氫鍵無(wú)關(guān),b項(xiàng)錯(cuò)誤;分子中硼原子的最外層為6e-,c項(xiàng)錯(cuò)誤;從圖看,每個(gè)正硼酸分子形成六個(gè)氫鍵,每個(gè)氫鍵為兩個(gè)硼酸分子所共有,故每個(gè)正硼酸分子可形成3個(gè)氫鍵,d項(xiàng)正確。答案:d9.圖a所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系中(具體反應(yīng)條件略),a、b、c和d分別為四種短周期元素的常見單質(zhì),其余均為它們的化合物,i的溶液為常見的酸。a的一種同素異形體的晶胞如圖b所示。圖a圖b回答下列問(wèn)題:(1)圖b對(duì)應(yīng)的物質(zhì)名稱是,其晶胞中的原子數(shù)為,晶體的類型為。(2)d中元素的原子核外電子排布式為。(3)圖a中由兩種元素組成的物質(zhì)中,沸點(diǎn)最高的是,原因是,該物質(zhì)的分子構(gòu)型為,中心原子的雜化軌道類型為。(4)圖a中的雙原子分子中,極性最大的分子是。(5)k的分子式為,中心原子的雜化軌道類型為,屬于(填“極性”或“非極性”)分子。解析:由圖b晶胞可知a單質(zhì)中一個(gè)a原子與另外4個(gè)a原子相連,形成正四面體結(jié)構(gòu),一個(gè)晶胞中含有8個(gè)a原子,所以a為碳原子,晶胞為原子晶體金剛石的晶胞;a與h2o反應(yīng)生成b單質(zhì)為h2,f為co,h2與c單質(zhì)反應(yīng)生成h2o,c為o2、g為co2;h2與單質(zhì)d反應(yīng)的生成物溶于水形成常見的酸,可知d為cl2、i為hcl,k中含有c、o、cl三種元素,分子式為cocl2;(3)判斷物質(zhì)的熔沸點(diǎn)高低,一般先考慮晶體類型,再分析是否形成氫鍵;h2o中的o原子形成2個(gè)鍵,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)=2, sp3雜化有2對(duì)孤對(duì)電子,為v形分子或角形分子;(4)雙原子分子中h、cl的電負(fù)性差最大,電子對(duì)的偏移最多;(5)cocl2中碳原子形成3個(gè)鍵,無(wú)孤電子對(duì), sp2雜化,其構(gòu)型為平面三角形,三個(gè)化學(xué)鍵不完全相同,且分子不對(duì)稱,為極性分子。答案:(1)金剛石8原子晶體(2)1s22s22p63s23p5(3)h2o分子間形成氫鍵v形(或角形)sp3(4)hcl(5)cocl2sp2極性10.(2014福建理綜)氮化硼(bn)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似,具有層狀結(jié)構(gòu),可作高溫潤(rùn)滑劑。立方相氮化硼是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。六方相氮化硼(1)基態(tài)硼原子的電子排布式為。(2)關(guān)于這兩種晶體的說(shuō)法,正確的是(填序號(hào))。a.立方相氮化硼含有鍵和鍵,所以硬度大b.六方相氮化硼層間作用力小,所以質(zhì)地軟c.兩種晶體中的bn鍵均為共價(jià)鍵d.兩種晶體均為分子晶體(3)六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為,其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電,原因是。(4)立方相氮化硼晶體中,硼原子的雜化軌道類型為。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300 km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)這一礦物形成事實(shí),推斷實(shí)驗(yàn)室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是。(5)nh4bf4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1 mol nh4bf4含有 mol配位鍵。解析:(1)硼原子核外有5個(gè)電子,電子排布式為1s22s22p1;(2)六方相氮化硼與石墨相似,層間是分子間作用力;立方相氮化硼中都是單鍵,無(wú)鍵,二者均不是分子晶體,b、c正確;(3)六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與3個(gè)氮原子形成平面三角形結(jié)構(gòu),最外層電子全部成鍵,沒有自由移動(dòng)的電子存在,故不能導(dǎo)電;(4)立方相氮化硼晶體中,每個(gè)硼原子與4個(gè)氮原子形成4個(gè)鍵,因此為sp3雜化,根據(jù)其存在的環(huán)境可知反應(yīng)條件為高溫高壓;(5)在1 mol nh4bf4中含有1 mol nh和1 mol bf鍵。答案:(1)1s22s22p1(2)bc(3)平面三角形層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動(dòng)的電子(4)sp3高溫高壓(5)2b組1.下列關(guān)于原子晶體和分子晶體的說(shuō)法不正確的是()a.原子晶體硬度通常比分子晶體大b.原子晶體的熔沸點(diǎn)較高c.分子晶體中有的水溶液能導(dǎo)電d.金剛石、水晶和干冰都屬于原子晶體解析:由于原子晶體中粒子間以共價(jià)鍵結(jié)合,而分子晶體中分子間以分子間作用力結(jié)合,故原子晶體比分子晶體的熔沸點(diǎn)高,硬度大。有些分子晶體溶于水后能電離出自由移動(dòng)的離子而導(dǎo)電,如h2so4、hcl。d選項(xiàng)中的干冰(co2)是分子晶體,錯(cuò)誤。答案:d2.下列說(shuō)法中正確的是()a.熔點(diǎn)由高到低的順序是:金剛石晶體硅碳化硅b.pcl3和bcl3分子中所有原子的最外層都達(dá)到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)c.分子晶體的熔、沸點(diǎn)低,常溫下均呈液態(tài)或氣態(tài)d.原子晶體中的各相鄰原子都以共價(jià)鍵相結(jié)合解析:a項(xiàng),三種物質(zhì)均為原子晶體,原子晶體的熔點(diǎn)與該晶體中的鍵長(zhǎng)有關(guān),鍵長(zhǎng)越短,熔點(diǎn)越高,則熔點(diǎn)由高到低的順序是:金剛石碳化硅晶體硅,故錯(cuò)誤;b項(xiàng),根據(jù)|元素的化合價(jià)|+原子的最外層電子數(shù)=8,則該原子的最外層達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),bcl3中b的最外層電子數(shù)為3,化合價(jià)為+3價(jià),因此b未達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故錯(cuò)誤;c項(xiàng),分子晶體的熔、沸點(diǎn)很低,但在常溫下也有呈固態(tài)的,如白磷,故錯(cuò)誤。答案:d3.下列晶體性質(zhì)的比較中,正確的是()a.熔點(diǎn):單質(zhì)硫磷晶體硅b.沸點(diǎn):nh3h2ohfc.硬度:白磷冰二氧化硅d.熔點(diǎn):sii4sibr4sicl4解析:硫與磷是分子晶體,晶體硅是原子晶體,其中晶體硅的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于硫與磷的熔點(diǎn),a項(xiàng)錯(cuò)誤;氟化氫、水、氨都是分子晶體,其沸點(diǎn)高低與分子間作用力大小有關(guān),因?yàn)檫@三種物質(zhì)之中都存在氫鍵,且水分子間氫鍵最強(qiáng),氨分子間氫鍵最弱,故水的沸點(diǎn)最高,氨的最低,b項(xiàng)錯(cuò)誤;二氧化硅是原子晶體,硬度大,白磷和冰都是分子晶體,硬度較小,c項(xiàng)錯(cuò)誤;鹵化硅為分子晶體,它們的組成和結(jié)構(gòu)相似,分子間不存在氫鍵,故相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔點(diǎn)越高,d項(xiàng)正確。答案:d4.下圖為冰晶體的結(jié)構(gòu)模型,大球代表o,小球代表h。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()a.冰晶體中每個(gè)水分子與另外四個(gè)水分子形成四面體b.冰晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是原子晶體c.水分子間通過(guò)ho鍵形成冰晶體d.冰融化時(shí),水分子之間空隙增大解析:冰中的水分子是靠氫鍵結(jié)合在一起,氫鍵不是化學(xué)鍵,而是一種分子間作用力,故b、c兩項(xiàng)均錯(cuò)誤。h2o分子形成氫鍵時(shí)沿o的四個(gè)sp3雜化軌道形成氫鍵,可以與4個(gè)水分子形成氫鍵,這4個(gè)水分子形成空間四面體構(gòu)型,a項(xiàng)正確。水分子靠氫鍵連接后,分子間空隙變大,因此融化時(shí),水的體積縮小,d項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:a5.科學(xué)家成功地在高壓下將co2轉(zhuǎn)化為具有類似sio2結(jié)構(gòu)的原子晶體,下列關(guān)于co2的原子晶體說(shuō)法正確的是()a.co2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原子晶體轉(zhuǎn)化為分子晶體是物理變化c.co2的原子晶體和co2的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(gè)c原子周圍結(jié)合4個(gè)o,每個(gè)o與2個(gè)c相結(jié)合解析:同素異形體的研究對(duì)象是單質(zhì);co2的晶體類型的轉(zhuǎn)變已生成了新物質(zhì),故為化學(xué)變化;co2的不同晶體具有不同的物理性質(zhì);co2晶體類似于sio2晶體,屬原子晶體,每個(gè)c結(jié)合4個(gè)o,每個(gè)o結(jié)合2個(gè)c。答案:d6.(2014浙江理綜)如表所示的五種元素中,w、x、y、z為短周期元素,這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為22。下列說(shuō)法正確的是()xywzta.x、y、z三種元素最低價(jià)氫化物的沸點(diǎn)依次升高b.由x、y和氫三種元素形成的化合物中只有共價(jià)鍵c.物質(zhì)wy2、w3x4、wz4均有熔點(diǎn)高、硬度大的特性d.t元素的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的特性,t與z元素可形成化合物tz4解析:由于w、x、y、z為短周期元素,結(jié)合題表不難看出x、y位于第2周期,w、z位于第3周期,t位于第4周期。設(shè)w最外層電子數(shù)為x,則x、y、z最外層分別有x+1、x+2、x+3個(gè)電子,由題意知x+x+1+x+2+x+3=22,解得x=4。結(jié)合所在周期即可判斷w、x、y、z、t依次為si、n、o、cl、ge。a項(xiàng),x、y、z對(duì)應(yīng)的最低價(jià)氫化物依次為nh3、h2o、hcl,只有hcl不存在氫鍵,故hcl沸點(diǎn)最低,錯(cuò)誤;b項(xiàng),x、y和氫形成的化合物nh4no3中含有離子鍵,故b錯(cuò)誤;c項(xiàng),wy2、w3x4、wz4對(duì)應(yīng)物質(zhì)分別為sio2、si3n4、sicl4,其中sicl4為分子晶體,其熔點(diǎn)低、硬度小,c錯(cuò)誤。答案:d7.(2014海南化學(xué))碳元素的單質(zhì)有多種形式,下圖依次是c60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖:回答下列問(wèn)題:(1)金剛石、石墨、c60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式,它們互為。(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為、。(3)c60屬于晶體,石墨屬于晶體。(4)石墨晶體中,層內(nèi)cc鍵的鍵長(zhǎng)為142 pm,而金剛石中cc鍵的鍵長(zhǎng)為154 pm。其原因是金剛石中只存在cc間的共價(jià)鍵,而石墨層內(nèi)的cc間不僅存在共價(jià)鍵,還有鍵。(5)金剛石晶胞含有個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a,根據(jù)硬球接觸模型,則r=a,列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率(不要求計(jì)算結(jié)果)。解析:(1)金剛石、石墨、c60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式,它們的組成相同,結(jié)構(gòu)不同、性質(zhì)不同,互稱為同素異形體;(2)金剛石中碳原子與四個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵(即c原子采取sp3雜化方式),構(gòu)成正四面體,石墨中的碳原子用sp2雜化軌道與相鄰的三個(gè)碳原子以鍵結(jié)合,形成正六角形的平面層狀結(jié)構(gòu);(3)c60中構(gòu)成微粒是分子,所以屬于分子晶體;石墨的層內(nèi)原子間以共價(jià)鍵結(jié)合,層與層之間以分子間作用力結(jié)合,所以石墨屬于混合晶體;(4)在金剛石中只存在cc之間的鍵;石墨層內(nèi)的cc之間不僅存在鍵,還存在鍵;(5)由金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞內(nèi)部有4個(gè)c原子,面心上有6個(gè)c原子,頂點(diǎn)有8個(gè)c原子,所以金剛石晶胞中c原子數(shù)目為4+6+8=8;若c原子半徑為r,金剛石的邊長(zhǎng)為a,根據(jù)硬球接觸模型,則正方體對(duì)角線長(zhǎng)度的就是cc鍵的鍵長(zhǎng),即a=2r,所以r=a,碳原子在晶胞中的空間占有率=。答案:(1)同素異形體(2)sp3sp2(3)分子混合(4)(或大或p-p)(5)88.硅是重要的半導(dǎo)體材料,構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為,該能層具有的原子軌道數(shù)為、電子數(shù)為。(2)硅主要以硅酸鹽、等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體,其中原子與原子之間以相結(jié)合,其晶胞中共有8個(gè)原子,其中在面心位置貢獻(xiàn)個(gè)原子。(4)單質(zhì)硅可通過(guò)甲硅烷(sih4)分解反應(yīng)來(lái)制備。工業(yè)上采用mg2si和nh4cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得sih4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示,簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí):化學(xué)鍵ccchcosisi