高中化學(xué)人教版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)單元測(cè)試 第3章第2節(jié)

第三章第二節(jié)一、選擇題1．干冰氣化時(shí)，下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440485)()A．分子內(nèi)共價(jià)鍵 B．分子間作用力C．分子的性質(zhì) D．分子間的氫鍵答案：B解析：干冰是CO2的分子晶體，微粒間是分子間作用力，但不存在氫鍵，氣化是破壞分子間作用力，分子性質(zhì)不發(fā)生變化。2．(雙選)下列晶體性質(zhì)的比較中，正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440486)()A．熔點(diǎn)：金剛石>碳化硅>晶體硅 B．沸點(diǎn)：NH3>H2O>HFC．硬度：白磷>冰>二氧化硅 D．熔點(diǎn)：SiI4>SiBr4>SiCl4答案：AD解析：由C—C、C—Si、Si—Si鍵的鍵能和鍵長(zhǎng)可判斷A項(xiàng)正確；由SiI4、SiBr4、SiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量可判斷D項(xiàng)正確；沸點(diǎn)H2O>HF>NH3，二氧化硅是原子晶體，硬度大，白磷和冰都是分子晶體，硬度小，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。3．根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于原子晶體的物質(zhì)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440487)()A．熔點(diǎn)2700℃，導(dǎo)電性好，B．無(wú)色晶體，熔點(diǎn)3550℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，C．無(wú)色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)為800℃，D．熔點(diǎn)－56.6℃，微溶于水，硬度小，答案：B解析：本題考查的是各類晶體的物理性質(zhì)特征。A項(xiàng)中延展性好，不是原子晶體的特征，因?yàn)樵泳w中原子與原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，而共價(jià)鍵有一定的方向性，使原子晶體質(zhì)硬而脆，A項(xiàng)不正確，B項(xiàng)符合原子晶體的特征，C項(xiàng)應(yīng)該是離子晶體，D項(xiàng)符合分子晶體的特征，所以應(yīng)該選擇B項(xiàng)。4．碘的熔、沸點(diǎn)低，其原因是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440488)()A．碘的非金屬性較弱 B．I—I鍵的鍵能較小C．碘晶體屬于分子晶體 D．I—I共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)答案：C解析：分子晶體的熔、沸點(diǎn)低，是因?yàn)榉肿泳w內(nèi)部的分子間作用力小。5．我國(guó)的激光技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位，據(jù)報(bào)道，有科學(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(shí)再用射頻電火花噴射氮?dú)?，此時(shí)碳、氮原子結(jié)合成碳氮化合物薄膜。據(jù)稱，這種化合物可能比金剛石更堅(jiān)硬。其原因可能是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440489)()A．碳、氮原子構(gòu)成平面結(jié)構(gòu)的晶體B．碳氮鍵比金剛石中的碳碳鍵更短C．氮原子電子數(shù)比碳原子電子數(shù)多D．碳、氮的單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)均不活潑答案：B解析：由“這種化合物可能比金剛石更堅(jiān)硬”可知該晶體應(yīng)該是一種原子晶體，原子晶體是一種空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而不是平面結(jié)構(gòu)，所以A選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。由于氮原子的半徑比碳原子的半徑要小，所以二者所形成的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)要比碳碳鍵的鍵長(zhǎng)短，所以該晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度應(yīng)該比金剛石更高，因此B選項(xiàng)是正確的。而原子的電子數(shù)和單質(zhì)的活潑性一般不會(huì)影響到所形成的晶體的硬度等，所以C、D選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的。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(shuō)法中不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440490)()A．1molSiO2晶體中含2molSi—O鍵B．晶體中Si、O原子個(gè)數(shù)比為12C．晶體中Si、O原子最外電子層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為12答案：A解析：由二氧化硅晶體的空間結(jié)構(gòu)圖可以看出，1個(gè)硅原子與周圍4個(gè)氧原子形成了4個(gè)Si—O鍵，其中有一半Si—O鍵(2個(gè)Si—O鍵)屬于該硅原子，而1個(gè)氧原子能形成2個(gè)Si—O鍵，其中有一半Si—O鍵(1個(gè)Si—O鍵)屬于該氧原子，1molSiO2含有1mol硅原子和2mol氧原子，故1molSiO2晶體中含有的Si—O鍵為4mol×eq\f(1,2)＋2×2mol×eq\f(1,2)＝4mol，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；SiO2晶體中，硅原子與氧原子的個(gè)數(shù)比為12，選項(xiàng)B正確；通過(guò)上面的分析可知，在SiO2晶體中，硅原子與氧原子最外層都達(dá)到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)C正確；由結(jié)構(gòu)圖可以看出，晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為12，其中包括6個(gè)硅原子和6個(gè)氧原子，故選項(xiàng)D正確。7．下列性質(zhì)適合于分子晶體的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440491)()①熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，②熔點(diǎn)10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，③能溶于CS2，熔點(diǎn)112.8℃，沸點(diǎn)④熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟、導(dǎo)電，密度為0.97A．①② B．①③C．②③ D．②④答案：C解析：分子晶體熔點(diǎn)較低，①中物質(zhì)熔點(diǎn)高，不是分子晶體，④是金屬鈉的性質(zhì)。8．美國(guó)《科學(xué)》雜志曾報(bào)道：在40GPa的高壓下，用激光加熱到1800K，人們成功制得了原子晶體CO2，下列對(duì)該物質(zhì)的推斷一定不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440492)()A．該原子晶體中含有極性鍵B．該原子晶體易氣化，可用作制冷材料C．該原子晶體有很高的熔點(diǎn)D．該原子晶體硬度大，可用作耐磨材料答案：B解析：CO2由固態(tài)時(shí)形成的分子晶體變?yōu)樵泳w，其成鍵情況也發(fā)生了變化，但化學(xué)鍵依然為極性共價(jià)鍵，故A正確。CO2原子晶體具有高硬度、高熔點(diǎn)等特點(diǎn)，故C、D選項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。9．下列各組物質(zhì)發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，所克服的微粒間的相互作用，屬于同種類型的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440493)()A．金剛石和硫的熔化 B．食鹽和石蠟的熔化C．碘和干冰的升華 D．二氧化硅和氧化鈉的熔化答案：C解析：金剛石是原子晶體，熔化時(shí)克服共價(jià)鍵，硫是分子晶體，熔化時(shí)克服范德華力；食鹽是離子化合物，熔化時(shí)克服離子鍵，石蠟是非晶體，沒有固定的熔沸點(diǎn)，熔化時(shí)克服范德華力；碘和干冰均為分子晶體，升華時(shí)克服的都是范德華力；二氧化硅是原子晶體，熔化時(shí)克服共價(jià)鍵，氧化鈉是離子化合物，熔化時(shí)克服離子鍵。二、非選擇題10．(1)如圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)，觀察圖形，確定在干冰中每個(gè)CO2分子周圍有________個(gè)與之緊鄰且等距離的CO2分子。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440494)在干冰中撒入鎂粉，用紅熱的鐵棒引燃后，再蓋上另一塊干冰，出現(xiàn)的現(xiàn)象為____________________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________。(2)下列三種晶體①CO2，②CS2，③SiO2的熔點(diǎn)由高到低的順序是________>________>________(用序號(hào)填空)，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)12鎂粉在干冰中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼的白光，并有黑色物質(zhì)生成2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C(2)③②①SiO2是原子晶體，CO2、CS2是分子晶體，所以SiO2熔點(diǎn)最高；CO2和CS2組成和結(jié)構(gòu)相似，且CS2的相對(duì)分子質(zhì)量大于CO2的相對(duì)分子質(zhì)量，所以CS2的熔點(diǎn)高于CO2解析：(1)以晶胞中的任意一個(gè)頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以通過(guò)該頂點(diǎn)的三條棱邊為坐標(biāo)軸建立起一個(gè)三維直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)原點(diǎn)的周圍可以無(wú)隙并置8個(gè)晶胞，這樣在每一個(gè)坐標(biāo)軸上都可以看到有兩個(gè)與坐標(biāo)原點(diǎn)上的CO2分子等距離的CO2分子，但是這些CO2分子與坐標(biāo)原點(diǎn)上的CO2分子的距離并不是最近的。與坐標(biāo)原點(diǎn)上的CO2分子最近的CO2分子應(yīng)該是每一個(gè)晶胞的面心上的，其距離應(yīng)是前者的eq\f(\r(2),2)，每個(gè)CO2分子周圍共有12個(gè)這樣的CO2分子。(2)一般來(lái)說(shuō)，原子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體的熔點(diǎn)，因?yàn)樵泳w熔化時(shí)要破壞共價(jià)鍵，而分子晶體熔化時(shí)只是克服分子間作用力，分子間作用力比共價(jià)鍵弱得多。如果同為分子晶體，當(dāng)分子的組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。11．據(jù)報(bào)道科研人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬出結(jié)構(gòu)類似C60的物質(zhì)N60。已知：①N60分子中每個(gè)氮原子均以N—N鍵結(jié)合三個(gè)N原子而形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；②N—N鍵的鍵能為167kJ·mol－1。請(qǐng)回答下列問題：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440495)(1)N60分子組成的晶體為________晶體，其熔、沸點(diǎn)比N2________(填“高”或“低”)，原因是________________________。(2)1molN60分解成N2時(shí)吸收或放出的熱量是________kJ(已知鍵的鍵能為942kJ·mol－1)，表明穩(wěn)定性N60________(填“>”、“<”或“＝”)N2。(3)由(2)列舉N60的用途(舉一種)________________________。答案：(1)分子高N60和N2均形成分子晶體，且N60的相對(duì)分子質(zhì)量大，分子間作用力大，故熔、沸點(diǎn)高(2)13230<(3)N60可作高能炸藥解析：(1)N60、N2形成的晶體均為分子晶體，因Mr(N60)>Mr(N2)，故N60晶體中分子的范德華力比N2晶體大，N60晶體的熔、沸點(diǎn)比N2晶體高。(2)因每個(gè)氮原子形成三個(gè)N—N鍵，每個(gè)N—N鍵被2個(gè)N原子共用，故1molN60中存在N—N鍵：1mol×60×3×eq\f(1,2)＝90mol。發(fā)生的反應(yīng)為N60=30N2ΔH，故ΔH＝90×167kJ·mol－1－30×942kJ·mol－1＝－13230kJ·mol－1<0，為放熱反應(yīng)，表明穩(wěn)定性N2>N60。(3)由于反應(yīng)放出大量的熱同時(shí)生成大量氣體，因此N60可用作高能炸藥。一、選擇題1．支持固態(tài)氨是分子晶體的事實(shí)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440496)()A．氮原子不能形成陽(yáng)離子 B．銨離子不能單獨(dú)存在C．常溫下，氨是氣態(tài)物質(zhì) D．氨極易溶于水答案：C2．目前，科學(xué)界擬合成一種“二重構(gòu)造”的球形分子，即把“足球形”的C60熔進(jìn)“足球形”的Si60分子中，外面的硅原子與里面的碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合。下列關(guān)于這種分子的說(shuō)法中不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440497)()A．是一種新型化合物 B．晶體屬于分子晶體C．是兩種單質(zhì)組成的混合物 D．相對(duì)分子質(zhì)量為2400答案：C解析：根據(jù)題意可知硅原子與碳原子之間形成了Si—C鍵，因此形成的是一種新的化合物而不是混合物，故A正確，C錯(cuò)誤。因?yàn)轭}意中明確提到“二重構(gòu)造”的球形分子，說(shuō)明所形成的為分子晶體，且分子式為Si60C603.現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)對(duì)硫－氮化合物的研究是最為活躍的領(lǐng)域之一。其中如圖是已經(jīng)合成的最著名的硫－氮化合物的分子結(jié)構(gòu)。下列說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440498)()A．該物質(zhì)的分子式為SNB．該物質(zhì)的分子中既有極性鍵又有非極性鍵C．該物質(zhì)具有很高的熔、沸點(diǎn)D．該物質(zhì)與化合物S2N2互為同素異形體答案：B解析：題中圖示表示是一種分子(不是晶胞)，故該化合物為分子晶體，分子式為S4N4。從分子結(jié)構(gòu)圖上可知，分子中存在N—S極性鍵和S—S非極性鍵。4．目前，世界上已合成了幾百種有機(jī)超導(dǎo)體，TCNQ就是其中之一。TCNQ的分子結(jié)構(gòu)如下圖所示。下列關(guān)于TCNQ的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440499)()A．分子中所有的氮原子在同一平面內(nèi) B．屬于原子晶體C．化學(xué)式為C12H4N4 D．該物質(zhì)難溶于水答案：B解析：在C=C鍵中，C原子的雜化軌道為sp2雜化軌道，在C≡N鍵中C原子的雜化軌道為sp雜化軌道，sp2雜化軌道為平面三角形，sp雜化軌道為直線形，故TCNQ分子中所有的原子都在同一平面內(nèi)，當(dāng)然分子中所有的氮原子都在同一平面內(nèi)，A正確；題干中講TCNQ是分子，所以它所形成的晶體為分子晶體，B不正確；由分子結(jié)構(gòu)知其化學(xué)式為C12H4N4，C正確；TCNQ分子的對(duì)稱性很好，是非極性分子，難溶于極性溶劑水中，D正確。5．關(guān)于SiO2晶體的敘述正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440500)()A．通常狀況下，60gSiO2晶體中含有的分子數(shù)為NA(NAB．60gSiO2晶體中，含有2NC．晶體中與同一硅原子相連的4個(gè)氧原子處于同一四面體的4個(gè)頂點(diǎn)D．SiO2晶體中含有1個(gè)硅原子，2個(gè)氧原子答案：C解析：60gSiO2晶體即1molSiO2，其中含有Si—O鍵4mol(每個(gè)硅原子與周圍的4個(gè)氧原子形成Si—O鍵)，即含4NA個(gè)Si—O鍵；SiO2晶體中含有無(wú)數(shù)的硅原子和氧原子，硅、氧原子個(gè)數(shù)比為16．已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說(shuō)法錯(cuò)誤的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440501)()A．該晶體屬于原子晶體，其化學(xué)鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固B．該晶體中每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子，每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子C．該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)D．該晶體與金剛石相似，都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)答案：D解析：C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度是因?yàn)镹—C鍵比C—C鍵的鍵能大，C3N4晶體原子間以N—C極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故D項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。7．下表為元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W為短周期元素，W元素原子的核電荷數(shù)為X元素的2倍。下列說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440502)()XYZWT、W、Z元素的原子半徑及它們的氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性均依次遞增B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游離態(tài)存在，它們的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性依次遞增C．YX2晶體熔化、液態(tài)WX3氣化均需克服分子間作用力D．根據(jù)元素周期律，可以推測(cè)T元素的單質(zhì)具有半導(dǎo)體特性，T2X2具有氧化性和還原性答案：D解析：根據(jù)題意，X與W屬于同主族，且W的序數(shù)為X的2倍，可以得出在短周期元素中，X為氧元素，W為硫元素，由此可以推出Z為磷元素，Y為硅元素，T為砷元素。非金屬性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，所以X、W、Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次減弱，A錯(cuò)誤。自然界中存在硫單質(zhì)，B錯(cuò)誤。SiO2是原子晶體，SO3是分子晶體，SiO2熔化時(shí)需要破壞共價(jià)鍵，液態(tài)SO3氣化時(shí)需要破壞分子間作用力，C錯(cuò)誤。As處于金屬和非金屬的分界線附近，所以具有半導(dǎo)體特性，As的最高價(jià)為＋5，而As2O3中As的化合價(jià)為＋3，所以其既具有氧化性，又具有還原性，D正確。二、非選擇題8．Ⅰ.(多選)對(duì)于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4)，下列敘述正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)09440503)()A．SiX4難水解 B．SiX4是共價(jià)化合物C．NaX易水解 D．NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4Ⅱ.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：回答下列問題：(1)金剛石、石墨、C60和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)C—C鍵的鍵長(zhǎng)為142pm，而金剛石中C－C鍵的鍵長(zhǎng)為154pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的________共價(jià)鍵，而石墨層內(nèi)的C—C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)。答案：Ⅰ.BDⅡ.(1)同素異形體(2)sp3sp2(3)分子混合(4)σ鍵σ鍵π鍵(或大π鍵或p－pπ鍵)(5)8eq\f(\r(3),8)eq\f(3×\f(4,3)πr3,a3)＝eq\f(\r(3)π,16)解析：Ⅰ.A項(xiàng)硅的鹵化物(SiX4)