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) (4).docVIP

第2節(jié) 分子晶體與原子晶體一、選擇題1下列有關(guān)分子晶體的說法中正確的是()a分子內(nèi)均存在共價(jià)鍵b分子晶體中一定存在范德華力c分子間一定存在氫鍵d其結(jié)構(gòu)一定不能由原子直接構(gòu)成2下列關(guān)于原子晶體和分子晶體說法不正確的是()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有些分子晶體的水溶液能導(dǎo)電d金剛石、水晶和干冰屬于原子晶體3近年來，科學(xué)家合成一系列具有獨(dú)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(diǎn)為150 ，燃燒熱極高。下列說法肯定錯(cuò)誤的是()aal2h6在固態(tài)時(shí)所形成的晶體是分子晶體bal2h6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(chǔ)氫材料和火箭燃料d氫鋁化合物中可能存在組成為alnh2n2的一系列物質(zhì)(n為正整數(shù))4下列關(guān)于二氧化硅晶體的描述錯(cuò)誤的是()a分子式為sio2b熔化時(shí)共價(jià)鍵斷裂c屬于酸性氧化物d1 mol sio2中含有4 mol sio鍵5sicl4的分子結(jié)構(gòu)與ccl4相似，對(duì)其進(jìn)行下列推測，不正確的是()asicl4晶體是分子晶體b常溫、常壓下sicl4是氣體csicl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子dsicl4的熔點(diǎn)高于ccl46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(duì)該分子的敘述中正確的是()a分子中si60被包裹在c60里面b形成的晶體屬于分子晶體c其摩爾質(zhì)量為2 400d熔點(diǎn)高、硬度大7下列關(guān)于sio2和金剛石的敘述正確的是()asio2晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)si原子與2個(gè)o原子直接相連b通常狀況下，60 g sio2晶體中含有的分子數(shù)為na(na表示阿伏加德羅常數(shù))c金剛石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子d1 mol金剛石含4 mol cc鍵8下列敘述中，結(jié)論(事實(shí))和對(duì)應(yīng)的解釋(事實(shí))均不正確的是()a金剛石的熔、沸點(diǎn)高于晶體硅，因?yàn)閏c鍵的鍵能大于sisi鍵的鍵能b二氧化硅晶體中不存在sio2分子，因?yàn)樗泄柩跛拿骟w的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)c稀有氣體的晶體屬于原子晶體，因?yàn)槠浣M成微粒是原子，不存在分子間作用力d立體構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)的分子中，化學(xué)鍵的鍵角不一定是10928，有可能為609碳化硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石的晶體，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是()金剛石 晶體硅 碳化硅a b c d10干冰晶體是一種面心立方結(jié)構(gòu)，如圖所示，即每8個(gè)co2構(gòu)成立方體，且在6個(gè)面的中心又各有1個(gè)co2分子，在每個(gè)co2周圍距離為 a (其中a為立方體棱長)的co2有()a4個(gè) b8個(gè) c12個(gè) d6個(gè)11晶體硼的結(jié)構(gòu)如圖所示。已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體，其中有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上各有1個(gè)b原子。下列有關(guān)說法不正確的是()a每個(gè)硼分子含有12個(gè)硼原子b晶體硼是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)c晶體硼中鍵角是60d每個(gè)硼分子含有30個(gè)bb12x和y兩種元素的核電荷數(shù)之和為22，x的原子核外電子數(shù)比y的少6個(gè)。下列說法中不正確的是()ax的單質(zhì)固態(tài)時(shí)為分子晶體by的單質(zhì)為原子晶體cx與y形成的化合物固態(tài)時(shí)為分子晶體dx與碳形成的化合物為分子晶體二、非選擇題13有下列幾種晶體：a.水晶b冰醋酸c白磷d金剛石e晶體氬f干冰(1)屬于分子晶體的是_(填字母，下同)，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是_。(2)屬于原子晶體的化合物是_。(3)直接由原子構(gòu)成的晶體是_。(4)受熱熔化時(shí)，化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是_，需克服共價(jià)鍵的是_。14硼及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)、生活和國防中有著重要的應(yīng)用價(jià)值。(1)基態(tài)硼原子的電子排布式是_；最簡單的硼烷是b2h6(乙硼烷)，結(jié)構(gòu)如圖所示，其中b原子的雜化方式為_。(2)三氯化硼和三氟化硼常溫下都是氣體，都有強(qiáng)烈的接受孤電子對(duì)的傾向。推測它們固態(tài)時(shí)的晶體類型為_；三氟化硼與氨氣相遇，立即生成白色固體，寫出該白色固體結(jié)構(gòu)式，并標(biāo)注出其中的配位鍵_。(3)經(jīng)結(jié)構(gòu)研究證明，硼酸晶體中b(oh)3單元結(jié)構(gòu)如圖所示。各單元中的氧原子通過oho氫鍵連結(jié)成層狀結(jié)構(gòu)，其片層結(jié)構(gòu)及鍵長、層間距數(shù)據(jù)如圖所示。層與層之間以微弱的分子間力相結(jié)合構(gòu)成整個(gè)硼酸晶體。h3bo3是一元弱酸，寫出它與水反應(yīng)的化學(xué)方程式_；根據(jù)結(jié)構(gòu)判斷下列說法正確的是_；a硼酸晶體有滑膩感，可作潤滑劑bh3bo3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關(guān)c含1 mol h3bo3的晶體中有3 mol氫鍵dh3bo3分子中硼原子最外層為8e穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(4)利用“鹵化硼法”可合成含b和n兩種元素的功能陶瓷，如圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。該功能陶瓷的化學(xué)式為_；第一電離能介于b、n之間的第二周期元素有_種。15參照如圖所示sio2的晶體結(jié)構(gòu)模型分析sio2晶體的結(jié)構(gòu)，并回答下列問題。二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)模型(1)在二氧化硅晶體中有若干環(huán)狀結(jié)構(gòu)，最小的環(huán)狀結(jié)構(gòu)由_個(gè)原子構(gòu)成。(2)在二氧化硅晶體中，硅原子的價(jià)電子層原子軌道發(fā)生了雜化，雜化的方式是_，siosi鍵與siosi鍵的夾角是_。(3)二氧化硅屬于重要的無機(jī)非金屬材料，請(qǐng)列舉兩項(xiàng)二氧化硅的主要用途：_。_。(4)下列說法中正確的是_。凡是原子晶體都含有共價(jià)鍵凡是原子晶體都有正四面體結(jié)構(gòu)凡是原子晶體都具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)凡是原子晶體都具有很高的熔點(diǎn)能力提升16有a、b、c、d四種元素，a元素的氣態(tài)氫化物分子式為ah4，其中a元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%，該元素核內(nèi)有6個(gè)中子，能與b形成ab2型化合物，b在它的氫化物中含量為88.9%，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等；c、d為同周期元素，d的最高價(jià)氧化物的水化物為酸性最強(qiáng)的酸，c的氧化物為兩性氧化物。(1)a元素的一種無色透明的單質(zhì)，名稱叫_，其晶體類型是_。(2)b的氫化物的電子式為_，屬于_(填“極性”或“非極性”)分子。(3)a和b形成ab2型化合物的分子立體構(gòu)型為_，屬_(填“極性”或“非極性”)分子，其晶體類型為_。(4)c元素位于周期表中第_周期第_族，a、c、d三元素的最高價(jià)氧化物的水化物按酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(用化學(xué)式表示)。(5)c、d組成的化合物溶于水后滴入過量koh，現(xiàn)象是_，離子方程式為_。17氮、磷、砷是同族元素，該族元素單質(zhì)及其化合物在農(nóng)藥、化肥等方面有重要應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問題。(1)氮、磷、砷的電負(fù)性的大小關(guān)系是_，砷原子m層電子排布式為_。(2)k3fe(cn)6晶體中fe3與cn之間的鍵型為_，該化學(xué)鍵能夠形成的原因是_。(3)已知：ch4sih4nh3ph3沸點(diǎn)(k)101.7161.2239.7185.4分解溫度(k)8737731073713.2分析上表中四種物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)回答：ch4和sih4比較，沸點(diǎn)高低的原因是_。nh3和ph3比較，分解溫度高低的原因是_。 a b(4)金剛石是原子晶體，含有的最小環(huán)是六元環(huán)(如b圖)，每個(gè)碳原子連接_個(gè)六元環(huán)，如a圖是金剛石的晶胞，若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，根據(jù)硬球接觸模型，碳原子在晶胞中的空間占有率_(不要求計(jì)算過程)。答案及解析1解析：選b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，而是原子間通過范德華力結(jié)合成晶體，所以不存在任何化學(xué)鍵，且分子為單原子分子，故a、d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)，故b項(xiàng)正確，c項(xiàng)錯(cuò)誤。2解析：選d原子晶體中原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此硬度大，熔、沸點(diǎn)較高。分子晶體在固態(tài)熔融時(shí)不導(dǎo)電，但有的溶于水時(shí)能導(dǎo)電，如h2so4等。干冰是二氧化碳晶體，屬于分子晶體。3解析：選d分子晶體的熔點(diǎn)較低，通過題中給出的al2h6的熔點(diǎn)為150 ，推出al2h6為分子晶體，故a正確；根據(jù)題中信息al2h6的燃燒熱極高，判斷al2h6能燃燒，根據(jù)原子守恒，al2h6的組成元素只有al、h兩種元素，又由于是在氧氣中燃燒，推出燃燒產(chǎn)物為氧化鋁和水，故b正確；根據(jù)氫鋁化合物組成元素為al和h兩種元素，而al和h2都是很好的燃料，但氫氣的在儲(chǔ)存盒運(yùn)輸中是極不方便，將其轉(zhuǎn)化成氫鋁化合物后，就解決這一矛盾，同時(shí)氫鋁化合物的燃燒熱極高因此可以作為未來的儲(chǔ)氫材料和火箭燃料，故c正確；根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，在alnh2n2組成中，有3n(2n2)0，則有3n2n2，n2，推出化學(xué)式為：al2h6符合要求，但這僅是一種情況，當(dāng)n1時(shí)，得出化學(xué)式為：alh4不符合要求，所以alnh2n2不具有普遍性，故d錯(cuò)誤。4解析：選a二氧化硅屬于原子晶體，不存在分子，sio2是表示二氧化硅中原子比的化學(xué)式，故a錯(cuò)誤；二氧化硅屬于原子晶體，原子間通過共價(jià)鍵結(jié)合，熔化時(shí)共價(jià)鍵斷裂，故b正確；二氧化硅能夠與堿和堿性氧化物反應(yīng)，屬于酸性氧化物，故c正確；在sio2中，每一個(gè)sio鍵都是一個(gè)si原子全部占有，沒有其他si原子與它共享，而1個(gè)si原子同樣連有4個(gè)sio鍵，所以1 mol sio2中有4 mol sio鍵，故d正確。5解析：選b由于sicl4具有分子結(jié)構(gòu)，所以一定屬于分子晶體。影響分子晶體熔、沸點(diǎn)的因素是分子間作用力的大小，在這兩種分子中都只有范德華力，sicl4的相對(duì)分子質(zhì)量大于ccl4的相對(duì)分子質(zhì)量，所以sicl4的分子間作用力大，熔、沸點(diǎn)比ccl4高一些，常溫、常壓下為液體。ccl4的分子是正四面體結(jié)構(gòu)，sicl4與它結(jié)構(gòu)相似，因此也應(yīng)該是正四面體結(jié)構(gòu)，是含極性鍵的非極性分子。6解析：選b硅的原子半徑比碳大，所以硅化合物si60c60，外層球殼為si60，內(nèi)層球殼為c60，故a錯(cuò)誤；由題目中的信息可知是一種新的球形分子，分子式為c60si60，所以該物質(zhì)有分子存在，屬于分子晶體，故b正確；它的分子式為c60si60，所以該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量(1228)602 400，摩爾質(zhì)量為2 400 g/mol，故c錯(cuò)誤；由分子式及信息可知該物質(zhì)為分子晶體，分子晶體的熔點(diǎn)低、硬度小，故d錯(cuò)誤。7解析：選csio2晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)si原子與4個(gè)o原子直接相連，每個(gè)o原子與2個(gè)si原子直接相連，故a錯(cuò)誤；sio2晶體是原子晶體，不存在分子，故b錯(cuò)誤；金剛石是原子晶體，在原子晶體里，原子間以共價(jià)鍵相互結(jié)合，由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子，故c正確；一個(gè)碳原子含有2個(gè)cc鍵，所以1 mol金剛石含2 mol cc鍵，故d錯(cuò)誤。8解析：選c稀有氣體的晶體屬于分子晶體，存在分子間作用力，不存在共價(jià)鍵，c項(xiàng)符合題意。9解析：選a金剛石里是cc鍵，碳化硅是csi鍵，顯然cc鍵長短一些，斷開它需要消耗更多能量，因此金剛石熔點(diǎn)大于碳化硅，同理，碳化硅熔點(diǎn)大于晶體硅，故熔點(diǎn)最高是金剛石，最低是晶體硅，選項(xiàng)a符合題意。10解析：選c在每個(gè)co2分子周圍距離為 a 的co2分子即為每個(gè)面心上的co2分子，共有8(3)12個(gè)。11解析：選b結(jié)構(gòu)中每個(gè)硼原子由5個(gè)三角形共有，每個(gè)三角形含有個(gè)硼原子，每個(gè)硼分子含有2012個(gè)硼原子，a正確；晶體硼不是原子晶體，屬于分子晶體，因此不是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，b錯(cuò)誤；晶體硼中每個(gè)面都是等邊三角形，鍵角是60，c正確；硼分子中每個(gè)bb由2個(gè)三角形共有，每個(gè)三角形含有個(gè)bb，每個(gè)硼分子含有2030個(gè)bb，d正確。12解析：選c令x的質(zhì)子數(shù)為a，y的質(zhì)子數(shù)為b，x和y兩元素的質(zhì)子數(shù)之和為22，則ab22；x的原子核外電子數(shù)比y的原子核外電子數(shù)少6個(gè)，則a6b，聯(lián)立解得a8，b14。故x為氧元素，y為硅元素。x為氧元素，其單質(zhì)氧氣，臭氧固態(tài)為分子晶體，故a正確；y為硅元素，單質(zhì)晶體硅是原子晶體，故b正確；x與y形成的化合物為二氧化硅，是原子晶體，故c錯(cuò)誤；x為氧元素，與碳元素形成的二氧化碳，在固態(tài)為干冰，屬于分子晶體，故d正確。13解析：根據(jù)構(gòu)成晶體的粒子不同，分子晶體僅由分子組成，原子晶體中無分子。分子晶體有b、c、e、f，其中晶體氬是單原子分子構(gòu)成的晶體；原子晶體和單原子分子晶體都由原子直接構(gòu)成，原子晶體有a、d，但化合物只有a；分子晶體熔化時(shí)，一般不破壞化學(xué)鍵；原子晶體熔化時(shí)，破壞化學(xué)鍵。答案：(1)b、c、e、fe(2)a(3)a、d、e(4)b、c、e、fa、d14解析：(1)b元素為5號(hào)元素，原子核外有5個(gè)電子，分兩層排布，第一層2個(gè)，第二層3個(gè)，所以核外電子排布式為：1s22s22p1；乙硼烷分子中每個(gè)硼原子含有4個(gè)共價(jià)鍵，所以b原子采用sp3雜化。(2)常溫下為氣體，說明晶體構(gòu)型為分子晶體；硼元素具有缺電子性，其化合物可與具有孤電子對(duì)的分子或離子形成配合物，bf3能與nh3反應(yīng)生成bf3nh3，b與n之間形成配位鍵，n原子含有孤電子對(duì)，所以氮原子提供孤電子對(duì)，bf3nh3結(jié)構(gòu)式為：。(3)硼酸為一元弱酸，在水溶液里，和水電離出的氫氧根離子形成配位鍵，其電離方程式為：h3bo3h2ob(oh)4h ；a.硼酸(h3bo3)是一種片層狀結(jié)構(gòu)白色晶體，片層狀結(jié)構(gòu)晶體有滑膩感，可作潤滑劑，故a正確；b.分子的穩(wěn)定性與分子內(nèi)的bo、ho共價(jià)鍵有關(guān)，熔沸點(diǎn)與氫鍵有關(guān)，故b錯(cuò)誤；c.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，所以平均含3個(gè)氫鍵，則含有1 mol h3bo3的晶體中有3 mol氫鍵，故c正確；d.硼原子最外層只有3個(gè)電子，與氧原子形成3對(duì)共用電子對(duì)，因此b原子不是8e穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故d錯(cuò)誤。(5)根據(jù)原子半徑大小知，b原子半徑大于n原子，所以大球表示b原子，利用均攤法得b原子個(gè)數(shù)182，n原子個(gè)數(shù)142，b原子和n原子個(gè)數(shù)之比為2211，所以其化學(xué)式為bn；同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第a族、第a族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以第一電離能介于b、n之間的第二周期元素有be、c、o，所以有3種。答案：(1)1s22s22p1sp3雜化(2)分子晶體 (3)h3bo3h2ob(oh)4ha、c(4)bn315解析：本題以二氧化硅為例考查原子晶體的結(jié)構(gòu)?？赏ㄟ^對(duì)比碳原子與硅原子結(jié)構(gòu)的相似性、金剛石晶體與二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)的相似性進(jìn)行分析。判斷二氧化硅晶體中硅原子的雜化方式可根據(jù)金剛石中碳原子的原子軌道雜化方式進(jìn)行判斷。根據(jù)原子軌道雜化方式，即可確定鍵角。不同的原子晶體可能結(jié)構(gòu)不同，并不是所有的原子晶體都具有正四面體結(jié)構(gòu)。答案：(1)12(2)sp310928(3)制造石英玻璃制造石英表中的壓電材料(也可以答制造光導(dǎo)纖維等)(4)16解析：根據(jù)a的氣態(tài)氫化物分子式為ah4，a的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%知a的相對(duì)原子質(zhì)量為12，a原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子，則a為碳元素。根據(jù)b的氫化物中b的含量為88.9%，b與a形成ab2型化合物，則b為2價(jià)，b為氧元素。d的最高價(jià)氧化物的水化物為酸性最強(qiáng)的酸，d為氯元素，則c為鋁元素。答案：(1)金剛石原子晶體(2) 極性(3)直線形非極性分子晶體(4)三ahclo4h2co3h