2022-2023學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第2節(jié)幾種簡單的晶體結(jié)構(gòu)模型第2課時共價晶體與分子晶體課后習(xí)題魯科版選擇性必修2

1、 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！ 歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！第2課時共價晶體與分子晶體A級必備知識基礎(chǔ)練1.干冰、碘易升華是由于()A.干冰分子、碘分子是非極性分子B.鍵能小C.化學(xué)性質(zhì)不活潑D.分子間的作用力較弱2.下列關(guān)于共價晶體、分子晶體的敘述中,正確的是()A.在SiO2晶體中,1個硅原子和2個氧原子形成2個共價鍵B.分子晶體中一定存在共價鍵C.HI的相對分子質(zhì)量大于HF,所以HI的沸

2、點高于HFD.金剛石為共價鍵三維骨架結(jié)構(gòu),晶體中的最小環(huán)上有6個碳原子3.金剛石具有硬度大、熔點高等特點,大量用于制造鉆頭、金屬切割刀具等。其結(jié)構(gòu)如圖所示,下列判斷正確的是()A.金剛石中CC鍵的鍵角均為10928,所以金剛石和CH4的晶體類型相同B.金剛石的熔點高與CC鍵的鍵能無關(guān)C.金剛石中碳原子個數(shù)與CC鍵數(shù)目之比為12D.金剛石的熔點高,所以在打孔過程中不需要進行澆水冷卻4.SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4相似,對其進行下列推測,不正確的是()A.SiCl4晶體是分子晶體B.常溫、常壓下SiCl4是氣體C.SiCl4分子是由極性鍵形成的非極性分子D.SiCl4的熔點高于CCl45.下列性

3、質(zhì)適合于某種共價晶體的是()A.熔點1 070 ,易溶于水,水溶液導(dǎo)電B.熔點10.32 ,液態(tài)不導(dǎo)電,水溶液導(dǎo)電C.能溶于CS2,熔點112 ,沸點444.6 D.熔點3 550 ,很硬,不溶于水,不導(dǎo)電6.二氧化硅晶體是空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),如圖所示。下列關(guān)于二氧化硅晶體的說法正確的是()A.1 mol SiO2晶體中含2 mol SiO鍵B.二氧化硅晶體的分子式是SiO2C.晶體中Si、O原子最外電子層都滿足8電子結(jié)構(gòu)D.晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為87.下列物質(zhì)按熔、沸點由高到低順序排列正確的一組是()A.HF、HCl、HBr、HIB.F2、Cl2、Br2、I2C.H2O、H2S、H2Se、H

4、2TeD.CI4、CBr4、CCl4、CF48.SO2可以與H2S發(fā)生歸中反應(yīng):SO2+2H2S2H2O+3S,硫單質(zhì)有多種組成形式(如圖)。下列有關(guān)說法正確的是()A.還原性:SO2H2SB.OH鍵的鍵能大于SH鍵的鍵能,所以沸點:H2OH2SC.S4、S6、S8形成的晶體均為共價晶體D.SO2、H2S與H2O分子的空間結(jié)構(gòu)均為角形9.美國Lawrence Livermore國家實驗室(LLNL)的科學(xué)家成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的共價晶體,下列關(guān)于CO2的共價晶體說法正確的是()A.CO2的共價晶體和分子晶體互為同素異形體B.在一定條件下CO2的共價晶體轉(zhuǎn)化為分子晶體

5、是物理變化C.CO2的共價晶體和分子晶體具有相同的物理性質(zhì)D.在CO2的共價晶體中,每個C原子周圍結(jié)合4個O原子,每個O原子與2個C原子相結(jié)合10.(1)金剛砂(SiC)的硬度為9.5,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,則金剛砂晶體類型為;在SiC中,每個C原子周圍最近的C原子數(shù)目為;若晶胞的邊長為a pm,則金剛砂的密度表達式為。(2)硅的某種單質(zhì)的晶胞如圖乙所示。GaN晶體與該硅晶體相似。則GaN晶體中,每個Ga原子與個N原子相連,與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為。若該硅晶體的密度為 gcm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體中最近的兩個硅原子之間的距離為(用代數(shù)式表示即可) cm。B級

6、關(guān)鍵能力提升練以下選擇題中有12個選項符合題意。11.如圖為冰的一種骨架形式,依此為單位向空間延伸,請問該冰中的每個水分子具有的氫鍵個數(shù)為()A.2B.4C.8D.1212.氮氧化鋁(AlON)屬共價晶體,是一種超強透明材料,下列描述錯誤的是()A.AlON和石英的化學(xué)鍵類型相同B.AlON和石英晶體類型相同C.AlON和Al2O3的化學(xué)鍵類型不同D.AlON和Al2O3晶體類型相同13.干冰晶體的晶胞是面心立方結(jié)構(gòu),如圖所示,即每8個CO2分子構(gòu)成立方體,且在6個面的中心又各占據(jù)1個CO2分子,在每個CO2周圍距離22a(其中a為立方體棱長)的CO2A.4個B.8個C.12個D.6個14.在

7、硼酸B(OH)3分子中,每個B原子與3個羥基相連,其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是()A.sp,范德華力B.sp2,范德華力C.sp2,氫鍵D.sp3,氫鍵15.晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中可重復(fù)出現(xiàn)的基本的結(jié)構(gòu)單元,C60晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,下列說法正確的是()A.C60的摩爾質(zhì)量是720B.C60與苯互為同素異形體C.一個C60晶胞中有4個C60分子D.每個C60分子周圍與它距離最近且相等的C60分子有12個16.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),可作高溫潤滑劑;立方相氮化硼是超硬材料,有

8、優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,下列關(guān)于這兩種晶體的說法正確的是()A.六方相氮化硼與石墨一樣可以導(dǎo)電B.立方相氮化硼只含有鍵C.兩種晶體均為分子晶體D.六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為三角形17.我國的激光技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位,科學(xué)家用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松,與此同時再用射頻電火花噴射氮氣,此時碳、氮原子結(jié)合成氮碳化合物薄膜,氮化碳硬度超過金剛石晶體,成為首屈一指的超硬新材料,其中-氮化碳的結(jié)構(gòu)如圖。下列有關(guān)氮化碳的說法錯誤的是()A.氮化碳屬于共價晶體B.氮化碳的化學(xué)式為C3N4C.碳、氮原子均采取sp3雜化D.1 mol氮化碳中含有4 m

9、ol NC鍵18.請回答下列問題:(1)某石蕊分子結(jié)構(gòu)如下圖所示:石蕊分子所含元素中,基態(tài)原子2p軌道有兩個未成對電子的是(填元素符號);由其中兩種元素形成的三角錐構(gòu)型的一價陽離子是(填離子符號)。該石蕊易溶解于水,分析可能的原因是_。(2)已知:Cu2+的核外電子排布式為;X難溶于水、易溶于有機溶劑,其晶體類型為;M中所含元素的電負性由大到小順序為,X中N原子以軌道與O原子形成鍵。上述反應(yīng)中斷裂和生成的化學(xué)鍵有(填字母)。a.離子鍵b.配位鍵c.金屬鍵d.范德華力e.共價鍵(3)白磷(P4)是磷的一種單質(zhì),它屬于分子晶體,其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖。已知該晶體的密度為 gcm-3,晶胞的邊長為a cm

10、,則阿伏加德羅常數(shù)為(用含、a的式子表示) mol-1。19.請回答下列問題:(1)31Ga基態(tài)原子的核外電子排布式是。某種半導(dǎo)體材料由Ga和As兩種元素組成,該半導(dǎo)體材料的化學(xué)式是,其晶體結(jié)構(gòu)類型可能為。(2)C、N元素形成的新材料具有如下圖所示結(jié)構(gòu),該晶體的化學(xué)式為。該晶體硬度將超過目前世界上最硬的金剛石,其原因是_。(3)Al2O3在一定條件下可制得AlN,其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,該晶體屬于晶體。(4)立方相氮化硼結(jié)構(gòu)與金剛石相似,硬度與金剛石相當,晶胞邊長為a cm,立方相氮化硼晶胞中含有個氮原子、個硼原子。C級學(xué)科素養(yǎng)拔高練20.在我國南海300500 m海底深處沉積物中存在著大量的“可

11、燃冰”,其主要成分為甲烷水合物。請回答下列問題:(1)甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法正確的是(填字母)。甲烷晶胞A.甲烷晶胞中的小球只代表一個C原子B.晶體中1個CH4分子有12個緊鄰的CH4分子C.CH4熔化時需克服共價鍵D.1個CH4晶胞中含有8個CH4分子E.CH4是非極性分子(2)水在不同的溫度和壓強條件下可以形成多種不同結(jié)構(gòu)的晶體,冰晶體結(jié)構(gòu)有多種。其中冰-的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示。水分子的空間構(gòu)型是形,水分子能與H+形成配位鍵,其原因是在氧原子上有,應(yīng)用價電子對互斥理論推測H3O+的形狀為。實驗測得冰中氫鍵的作用能為18.5 kJmol-1,而冰的熔化熱為5.0 kJmol-1,

12、這說明_。冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞(其晶胞結(jié)構(gòu)如圖,其中空心球所示原子位于立方體的頂點或面心,實心球所示原子位于立方體內(nèi))類似。每個冰晶胞平均占有個水分子,冰晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式相似的原因是_。(3)氨氣極易溶于水的原因之一是與氫鍵有關(guān)。請判斷:NH3溶于水后,形成的NH3H2O的合理結(jié)構(gòu)是(填字母)。第2課時共價晶體與分子晶體1.D干冰和碘均屬于分子晶體,升華時只需要克服較弱的分子間作用力。2.D在SiO2晶體中,1個硅原子和4個氧原子形成4個共價鍵,A不正確;部分分子晶體如稀有氣體中不含共價鍵,B不正確;雖然HI的相對分子質(zhì)量大于HF,但由于HF分子之間可以形成氫鍵

13、,所以HF的沸點高于HI,C不正確;金剛石為共價鍵三維骨架結(jié)構(gòu),晶體中的最小碳環(huán)上有6個碳原子,D正確。3.C選項A,金剛石是共價晶體,CH4是分子晶體,二者的晶體類型不同;選項B,金剛石熔化過程中CC鍵斷裂,因CC鍵的鍵能大,斷裂時需要的能量多,故金剛石的熔點很高;選項D,金剛石的熔點高,但在打孔過程中會產(chǎn)生很高的熱量,如不澆水冷卻鉆頭,會導(dǎo)致鉆頭熔化。4.B由于SiCl4具有分子結(jié)構(gòu),所以屬于分子晶體。影響分子晶體熔、沸點的因素是分子間作用力的大小,在SiCl4分子間、CCl4分子間只有范德華力,SiCl4的相對分子質(zhì)量大于CCl4的相對分子質(zhì)量,所以SiCl4的分子間作用力大,熔、沸點比

14、CCl4高。在常溫、常壓下SiCl4是液體。CCl4分子是正四面體結(jié)構(gòu),SiCl4與CCl4的分子結(jié)構(gòu)相似,也是正四面體結(jié)構(gòu),故SiCl4是含極性鍵的非極性分子。5.D由共價晶體所具有的一般特點:熔、沸點高,硬度大,不溶于水等,可以推斷D應(yīng)該是共價晶體。6.CA選項錯誤,SiO2晶體中,1個硅原子與周圍4個氧原子形成SiO鍵,所以1molSiO2晶體中含4molSiO鍵;B選項錯誤,晶體中1個硅原子與周圍4個氧原子形成共價鍵,1個氧原子與周圍2個硅原子形成共價鍵,SiO2表示晶體中Si、O原子個數(shù)比為12,并不是分子式;C選項正確,1個硅原子分別與4個氧原子形成4對共用電子對,1個氧原子分別與

15、2個硅原子形成2對共用電子對,所以Si、O原子最外電子層都滿足8電子結(jié)構(gòu);D選項錯誤,SiO2晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為12,其中6個為硅原子,6個為氧原子。7.D對于結(jié)構(gòu)和組成相似的分子晶體,其熔、沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高,但HF分子、H2O分子之間都存在氫鍵,熔、沸點反常。所以A中應(yīng)為HFHIHBrHCl;B中應(yīng)為I2Br2Cl2F2;C中應(yīng)為H2OH2TeH2SeH2S;只有D正確。8.D根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式,SO2是氧化劑,H2S是還原劑,則還原性:H2SSO2,A錯誤;水分子的沸點高于硫化氫是因為水分子間能形成氫鍵,硫化氫分子間不能形成氫鍵,與鍵能的大小無關(guān),故B錯誤;S4、S

16、6、S8形成的晶體均為由分子形成的分子晶體,不是共價晶體,故C錯誤;SO2分子中硫原子的價電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為1,分子的空間結(jié)構(gòu)為角形,H2S與H2O分子中的中心原子的價電子對數(shù)都為4,孤電子對數(shù)為2,分子的空間結(jié)構(gòu)均為角形,故D正確。9.D同素異形體的研究對象是單質(zhì);CO2的晶體類型發(fā)生轉(zhuǎn)變,生成了新物質(zhì),為化學(xué)變化;CO2的不同晶體具有不同的物理性質(zhì);CO2共價晶體類似于SiO2晶體,每個C原子結(jié)合4個O原子,每個O原子結(jié)合2個C原子。10.答案(1)共價晶體12440g(2)4正四面體3解析(1)金剛砂(SiC)的硬度為9.5,硬度大,屬于共價晶體;在SiC中,每個碳原子周圍最近的

17、碳原子數(shù)目為12;該晶胞中C原子個數(shù)為818+612=4,Si原子個數(shù)為4,晶胞邊長為a10-10cm,體積V=(a10-10cm)3,=(2)類比圖乙的晶體結(jié)構(gòu)可知,在GaN晶體中,每個Ga原子與4個N原子相連,與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為正四面體。一個晶體Si的晶胞中含有Si原子的數(shù)目是818+612+4=8,根據(jù)密度的計算公式可知,V=288NAcm3=224NAcm3,晶胞的邊長a=3V11.A每個水分子與四個方向的其他四個水分子形成氫鍵,因此每個水分子具有的氫鍵個數(shù)為412=212.DAlON與石英(SiO2)均為共價晶體,所含化學(xué)鍵均為共價鍵,故A、B項正確;Al2

18、O3是離子晶體,晶體中不含共價鍵,故C項正確、D項錯誤。13.C如題圖在任意一個立方體頂點的CO2分子周圍距離22a的CO2分子為每個相鄰面心上的CO2分子,共有8(31214.C石墨晶體中C原子為sp2雜化,層與層之間以范德華力結(jié)合,硼酸B(OH)3分子中,B原子也為sp2雜化,但由于B(OH)3中每個B原子與3個羥基相連,羥基間能形成氫鍵,故同層分子間的主要作用力為氫鍵。15.CDC60的相對分子質(zhì)量是1260=720,所以摩爾質(zhì)量為720gmol-1,選項A錯誤;由同種元素形成的不同種單質(zhì)互為同素異形體,而苯是由碳、氫元素形成的化合物,選項B錯誤;C60分子構(gòu)成的晶胞為面心立方晶胞,根據(jù)

19、切割法可知,在一個C60晶胞中含有C60分子的個數(shù)為818+612=4,選項C正確;根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知,以晶胞中任意頂點上的C60分子為研究對象,與它距離最近且相等的C60分子分布在立方體的面心上,每個C60分子周圍與它距離最近且相等的C60分子有12個,選項16.BDA項,六方相氮化硼晶體中沒有可以自由移動的電子或離子,所以不導(dǎo)電,錯誤;B項,立方相氮化硼中只含有鍵,正確;C項,立方相氮化硼是共價晶體,錯誤;D項,由六方相氮化硼的晶體結(jié)構(gòu)可知,層內(nèi)每個硼原子與相鄰3個氮原子構(gòu)成三角形,正確。17.DA項,根據(jù)題給信息,氮化碳是超硬新材料,符合共價晶體的典型物理性質(zhì),故A項正確;B項,晶體結(jié)構(gòu)

20、模型中虛線部分是晶體的最小結(jié)構(gòu)單元,正方形的頂點的原子占14,邊上的原子占12,可得晶體的化學(xué)式為C3N4,故B項正確;C項,根據(jù)題圖判斷碳原子和氮原子的連接方式,碳、氮原子均采取sp3雜化,故C項正確;D項,1mol氮化碳中含有12molNC鍵,故18.答案(1)C、OCH3+、H3O+該石蕊分子中含有OH和NH2,均能與H2O分子間形成氫鍵;由結(jié)構(gòu)知,該分子為極性分子,根據(jù)“相似相溶(2)1s22s22p63s23p63d9(或Ar3d9)分子晶體ONCHsp2雜化be(3)496解析(1)2p軌道有兩個未成對電子的原子價電子排布式為2s22p2、2s22p4,故為C和O。C和H形成CH3

21、+,H和O形成H3O+,N和H形成NH4+,其中CH3+和H3O+為三角錐形,NH4+為正四面體形。從與(2)由X難溶于水、易溶于有機溶劑可知,其為分子晶體。X中N原子形成3個鍵和1個鍵,故N原子雜化類型為sp2雜化;同周期由左向右,元素電負性增大,電負性:ONC,由H與非金屬元素C形成的化合物中H表現(xiàn)出正價可推知,電負性:CH。該反應(yīng)中斷裂苯環(huán)上連接的OH中的OH鍵及OH中氫原子與氮原子之間的氫鍵(不是化學(xué)鍵),形成CuO、CuN配位鍵,故選b、e。(3)每個白磷晶胞中含有P4的個數(shù)為818+612=4,每個晶胞質(zhì)量為4431gmol-1NA,體積為a3cm3,故496gmol-119.答案

22、(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或Ar3d104s24p1)GaAs共價晶體(2)C3N4C3N4與金剛石都是共價晶體,CN鍵鍵長比CC鍵鍵長短,鍵能大(3)共價(4)44解析(1)Ga與Al同主族,位于第4周期A族,從而可得其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1。由于Ga和As組成的物質(zhì)是半導(dǎo)體材料,不是離子化合物,Ga最外層有3個電子,As最外層有5個電子,兩者以共價鍵形成GaAs,屬于共價晶體。(2)該晶胞中含C原子數(shù)=818+412=3,N原子數(shù)為4,故該晶體化學(xué)式為C3N4。由于CN鍵鍵長比CC鍵鍵長短,鍵能大,所以金剛石硬度比C3N(4)金剛石晶胞是立方體結(jié)構(gòu),其中每