分子晶體與原子晶體同步練習(xí)2

第二節(jié)分子晶體與原子晶體一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分)1．下列有關(guān)分子晶體的說法中一定正確的是()A．分子內(nèi)均存在共價鍵 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2．金剛石是典型的原子晶體，下列關(guān)于金剛石的說法中錯誤的是()A．晶體中不存在獨立的“分子”B．碳原子間以共價鍵相結(jié)合C．是硬度最大的物質(zhì)之一D．化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會與氧氣發(fā)生反應(yīng)3．水的沸點是100℃，硫化氫的分子結(jié)構(gòu)跟水相似，但它的沸點卻很低，是－℃，引起這種差異的主要原因是()A．范德華力 B．共價鍵C．氫鍵 D．相對分子質(zhì)量4．(2022·東明一摸)下列說法中，正確的是()A．構(gòu)成分子晶體的微粒一定含有共價鍵B．在結(jié)構(gòu)相似的情況下，原子晶體中的共價鍵越強(qiáng)，晶體的熔、沸點越高C．某分子晶體的熔、沸點越高，分子晶體中共價鍵的鍵能越大D．分子晶體中只存在分子間作用力而不存在任何化學(xué)鍵，所以其熔、沸點一般較低5.六氟化硫分子為正八面體構(gòu)型(分子結(jié)構(gòu)如圖)，難溶于水，在高溫下仍有良好的絕緣性，在電器工業(yè)方面具有廣泛用途。下列推測正確的是()A．SF6各原子均達(dá)8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．SF6易燃燒生成SO2C．SF6分子是含有極性鍵的非極性分子D．SF6是原子晶體6．碳化硅(SiC)是一種具有類似金剛石結(jié)構(gòu)的晶體，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列三種晶體：①金剛石、②晶體硅、③碳化硅中，它們的熔點由高到低的順序是()A．①③② B．②③①C．③①② D．②①③7．氮化鋁(AlN)常用做砂輪及高溫爐襯材料，熔化狀態(tài)下不導(dǎo)電，可知它屬于()A．離子晶體 B．原子晶體C．分子晶體 D．無法判斷8．晶體AB型共價化合物，若原子最外層電子數(shù)之和為8，常是具有半導(dǎo)體性質(zhì)的原子晶體。已知金剛石不導(dǎo)電而導(dǎo)熱，鋯石(ZrO2)不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱，卻硬似鉆石，近期用制耐熱器的碳化硅也制成假鉆石，則識別它們的可靠方法是()A．能在玻璃上刻畫出痕跡的為金剛石 B．很硬不導(dǎo)電而導(dǎo)熱的是金剛石C．既可導(dǎo)電又可導(dǎo)熱的是碳化硅 D．不導(dǎo)電的為鋯石9．制造光導(dǎo)纖維的材料是一種純度很高的硅氧化物，它是具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，下圖是其簡化了的平面示意圖，下列關(guān)于這種材料的說法中正確的是()A．晶體中Si與O的數(shù)目比是1∶4 B．晶體中Si與O的數(shù)目比是1∶6C．該物質(zhì)是原子晶體 D．該物質(zhì)是分子晶體10．短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W與Y、X與Z分別位于同一主族，W與X可形成共價化合物WX2，Y原子的內(nèi)層電子總數(shù)是其最外層電子數(shù)的倍。下列敘述中不正確的是()A．WZ2分子中所有原子最外層都為8電子結(jié)構(gòu)B．WX2、ZX2的化學(xué)鍵類型和晶體類型都相同C．WX2是以極性鍵結(jié)合成的非極性分子D．原子半徑大小順序為X<W<Y<Z二、非選擇題(本題包括4小題，共50分)11．(12分)金剛石和金剛砂(SiC)具有相似的晶體結(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，一個硅原子周圍結(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。12．(13分)如圖為一些晶體中的結(jié)構(gòu)，它們分別是NaCl、CsCl、干冰、金剛石、石墨中的某一種。(1)其中代表金剛石的是________(填字母，下同)，其中每個碳原子與____________個碳原子最接近且距離相等。金剛石屬于________晶體。(2)其中代表石墨的是_______，其中每個正六邊形占有的碳原子平均數(shù)為______個。(3)其中表示NaCl的是________，每個Na＋周圍與它最近的________個Na＋緊鄰。(4)代表CsCl的是________，它屬于________晶體，每個Cs＋與________個Cl－緊鄰。(5)代表干冰的是________，它屬于________晶體，每個CO2分子與________個CO2分子緊鄰。13．(12分)(2022·福建高考)Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數(shù)依次遞增。已知：①Z的原子序數(shù)為29，其余的均為短周期主族元素；②Y原子價電子(外圍電子)排布msnmpn；③R原子核外L層電子數(shù)為奇數(shù)；④Q、X原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4。請回答下列問題：(1)Z2＋的核外電子排布式是__________________。(2)在[Z(NH3)4]2＋中，Z2＋的空軌道接受NH3分子提供的____________形成配位鍵。(3)Q與Y形成的最簡單氣態(tài)氫化物分別為甲、乙，下列判斷正確的是________。a．穩(wěn)定性：甲＞乙，沸點：甲＞乙 b．穩(wěn)定性：甲＞乙，沸點：甲＜乙c．穩(wěn)定性：甲＜乙，沸點：甲＜乙 d．穩(wěn)定性：甲＜乙，沸點：甲＞乙(4)Q、R、Y三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序為____________(用元素符號作答)。(5)Q的一種氫化物相對分子質(zhì)量為26，其中分子中的σ鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為______。(6)五種元素中，電負(fù)性最大與最小的兩種非金屬元素形成的晶體屬于________。14．(13分)(知能提升)Al和Si、Ge和As在元素周期表金屬和非金屬過渡位置上，其單質(zhì)和化合物在建筑業(yè)、電子工業(yè)和石油化工等方面應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：(1)As的價層電子構(gòu)型為________。(2)AlCl3是化工生產(chǎn)中的常用催化劑，熔點為℃，熔融狀態(tài)以二聚體Al2Cl6形式存在，其中鋁原子與氯原子的成鍵類型是________。(3)超高導(dǎo)熱絕緣耐高溫納米氮化鋁(AlN)在絕緣材料中的應(yīng)用廣泛，AlN晶體與金剛石類似，每個Al原子與________個N原子相連，與同一個Al原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為________。在四大晶體類型中，AlN屬于________晶體。(4)Si和C同主族，Si、C和O成鍵情況如下：C—OC=OSi—OSi=O鍵能/kJ·mol－1360803464640在C和O之間可以形成雙鍵形成CO2分子，而Si和O則不能和碳那樣形成有限分子原因是_______________________________________________________________________________________________________________。(5)SiCl4常用作煙霧劑，原因Si存在3d軌道，能同H2O(l)配位而劇烈水解，在潮濕的空氣中發(fā)煙，試用化學(xué)方程式表示其原理________________________。

參考答案一、選擇題1.解析：稀有氣體元素組成的晶體中，不存在由多個原子組成的分子，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，故A項錯誤；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項正確，C項錯誤；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選項也是錯誤的。答案：B2.解析：在金剛石中，碳原子以共價鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在具有有限固定組成的分子。由于碳的原子半徑比較小。碳與碳之間的共價鍵鍵能高，所以金剛石的硬度很高。因此A、B、C選項是正確的。但是由于金剛石是碳的單質(zhì)，可以在空氣或氧氣中燃燒生成CO2分子，故D選項的說法是錯誤的。答案：D3.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比硫化氫的高。答案：C4.解析：構(gòu)成分子晶體的微粒不一定含有共價鍵，如稀有氣體元素形成的晶體；在結(jié)構(gòu)相似的情況下，原子晶體中的共價鍵越強(qiáng)，晶體的熔、沸點越高；分子晶體熔、沸點的高低決定于分子間作用力的大小，與共價鍵鍵能的大小無關(guān)；分子晶體中基本構(gòu)成微粒間的相互作用是分子間作用力，多數(shù)分子中存在化學(xué)鍵，但化學(xué)鍵不影響分子晶體的熔、沸點。答案：B5.解析：據(jù)信息六氟化硫分子為正八面體構(gòu)型知SF6為分子晶體，而非原子晶體；據(jù)信息六氟化硫分子在高溫下仍有良好的絕緣性，說明SF6不易燃；據(jù)圖示知6個F原子均達(dá)8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而S原子不是8電子。綜上所述選C項。答案：C6.解析：在原子晶體中，原子半徑越小、鍵長越短、鍵能越大，熔、沸點越高。題目中所給的信息是有關(guān)SiC的結(jié)構(gòu)知識，通過加工信息，并比較碳原子和硅原子的半徑，應(yīng)得出Si—Si鍵的鍵長比Si—C鍵的鍵長長，Si—C鍵比C—C鍵的鍵長長，所以鍵能由高到低的順序應(yīng)該是：C—C鍵>C—Si鍵>Si—Si鍵，由此可推出熔點由高到低的順序是①③②。答案：A7.解析：熔化狀態(tài)下不導(dǎo)電的化合物必定是共價化合物，排除是離子化合物的可能，又因為具有耐高溫的性能，所以必定是原子晶體。答案：B8.解析：比玻璃硬度大的物質(zhì)比較多，用刻畫玻璃的方法不可靠，由題干知金剛石導(dǎo)熱不導(dǎo)電，而鋯石不導(dǎo)電也不導(dǎo)熱，故選B。答案：B9.解析：為了確定晶體中Si與O的數(shù)目比，可以考查任意一個多邊形。每一個多邊形有6個硅原子和6個氧原子，但是，每個氧原子都是由兩個多邊形共用的，每個硅原子都是由4個多邊形共用，所以屬于一個多邊形的氧原子是3個，硅原子是個，Si與O的數(shù)目比是1∶2。A、B選項都是錯誤的。該晶體是“具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體”，因此是原子晶體而非分子晶體。所以C選項正確，而D選項錯誤。答案：C10.解析：本題主要考查元素周期表和原子核外電子的排布及晶體結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。由短周期元素Y原子的內(nèi)層電子總數(shù)是其最外層電子總數(shù)的倍，可知Y為14號元素硅，由于W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，且W、Y為同一主族元素，所以W為碳元素；又由于W與X可形成共價化合物WX2，則X為氧元素；又由X、Z同主族知Z為硫元素；在CS2分子中所有原子最外層都是8電子結(jié)構(gòu)，A項正確；CO2與SO2都是共價化合物，且它們都是分子晶體，B項正確；在CO2分子中C=O鍵為極性鍵，而CO2分子為非極性分子，C項正確；顯然，C、O、Si、S四種原子的原子半徑的大小關(guān)系為Si>S>C>O，故D選項不正確。答案：D二、非選擇題11.解析：根據(jù)題意可知金剛砂屬于原子晶體，由于Si—C鍵鍵長大于C—C鍵鍵長，故Si—C鍵鍵能小，金剛砂的熔點比金剛石的熔點低。Si原子與C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，故一個碳原子周圍結(jié)合4個硅原子，同時一個硅原子周圍結(jié)合4個碳原子。由于硅原子周圍的四個碳原子在空間呈正四面體形排列，故鍵角為109°28′。類比金剛石中最小的原子環(huán)中有6個碳，得在金剛砂中，最小的環(huán)上應(yīng)有3個硅原子和3個碳原子。答案：(1)原子低(2)4109°28′(3)312.解析：根據(jù)不同物質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)特點來辨別圖形所代表的物質(zhì)。NaCl晶胞是立方單元，每個Na＋與6個Cl－緊鄰，每個Cl－又與6個Na＋緊鄰，但觀察Na＋與最近且等距離的Na＋數(shù)時要拋開Cl－，從空間結(jié)構(gòu)上看是12個Na＋，即x軸面上、y軸面上、z軸面上各4個。CsCl晶體由Cs＋、Cl－構(gòu)成體心立方結(jié)構(gòu)。干冰也是立方體結(jié)構(gòu)，但在立方體每個正方形面的中央都有一個CO2分子，稱為“面心立方”。所以每個CO2分子在三維空間里x、y、z三個面各緊鄰4個CO2分子，共12個CO2分子，金剛石中每個碳原子緊鄰4個其他碳原子。石墨的片層由正六邊形結(jié)構(gòu)組成，每個碳原子緊鄰3個碳原子，即每個六邊形占有1個碳原子的1/3，所以大的結(jié)構(gòu)中每個六邊形占有的碳原子數(shù)是6×1/3＝2(個)。答案：(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C離子8(5)B分子1213.解析：由題意可知，Q為碳，R為氮，X為氧，Y為硅，Z為銅。(1)Cu2＋的核外電子排布是1s22s22p63s23p63d9。(2)在[Cu(NH3)4]2＋中，NH3分子提供孤對電子，Cu2＋提供空軌道形成配位鍵。(3)非金屬性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，而相對分子質(zhì)量越大，分子晶體的沸點也往往越高。(4)非金屬性由小到大的順序為Si＜C＜N，第一電離能數(shù)值由小到大的順序為Si＜C＜N。(5)該氫化物為C2H2(乙炔)，其分子中存在2個C—Hσ鍵，一個碳碳σ鍵和2個碳碳之間的π鍵。(6)電負(fù)性最大的非金屬為O，電負(fù)性最小的非金屬為Si，其組成的化合物SiO2是原子晶體。答案：(1)1s22s22p63s23p63d9(2)孤對電子(孤電子對)(3)b(4)Si＜C＜N(5)3∶2(6)原子晶體14.解析：根據(jù)金屬非金屬分界線的知識知道，As為第四周期第ⅤA族元素，因此可以寫出其價電子的電子排布式為4s24p3；AlCl3是化工生產(chǎn)中的常用催化劑，熔點為℃，熔融狀態(tài)以二聚