2018-2019學(xué)年高中化學(xué)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)13原子晶體與分子晶體魯科版選修3

學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十三)原子晶體與分子晶體

(建議用時(shí)：45分鐘)

[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]

1．1999年美國(guó)《科學(xué)》雜志報(bào)道：在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K，人們

成功制得了原子晶體干冰，下列推斷中不正確的是()

A．原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，有很大的硬度

B．原子晶體干冰易汽化，可用作制冷材料

C．原子晶體干冰的硬度大，可用作耐磨材料

D．每摩爾原子晶體干冰中含4molC—O鍵

【解析】既然干冰是原子晶體，所以可將干冰類(lèi)比成原子晶體SiO，具有熔點(diǎn)高，硬

2

度大，耐磨等性質(zhì)。每摩爾SiO中有4molSi—O鍵，所以D項(xiàng)也正確。

2

【答案】B

2．下列晶體的結(jié)構(gòu)不遵循“緊密堆積”原則的是()

A．金屬銅B．氯化鈉

C．金剛石D．干冰

【解析】金屬鍵、離子鍵、范德華力均沒(méi)有方向性，而共價(jià)鍵有方向性。

【答案】C

3．金剛石晶胞如圖，屬于一個(gè)金剛石晶胞的碳原子數(shù)為()

A．18B．16

C．10D．8

【解析】從晶胞上看8個(gè)頂點(diǎn)各有1個(gè)C原子，屬于該晶胞的部分相當(dāng)于只有1個(gè)，

6個(gè)面上相當(dāng)于有3個(gè)，晶胞內(nèi)部還有4個(gè)，故屬于該晶胞的碳原子數(shù)為8個(gè)。

【答案】D

4．在常溫常壓下呈氣態(tài)的化合物，降溫使其固化得到的晶體屬于()

A．分子晶體B．原子晶體

C．離子晶體D．何種晶體無(wú)法判斷

【解析】因該化合物在常溫時(shí)為氣態(tài)，說(shuō)明熔、沸點(diǎn)很低，具有分子晶體的性質(zhì)。

【答案】A

5．下列物質(zhì)變化時(shí)，需克服的作用力不屬于化學(xué)鍵的是()

A．HCl溶于水B．I升華

2

C．HO電解D．燒堿熔化

2

1

【解析】A項(xiàng)破壞H—Cl鍵；C項(xiàng)破壞H—O鍵；D項(xiàng)破壞離子鍵；B項(xiàng)破壞范德華力。

【答案】B

6．金剛石和石墨兩種晶體中，每個(gè)最小的碳環(huán)里所包含的碳原子數(shù)()

A．前者多B．后者多

C．相等D．無(wú)法確定

【解析】二者都是6個(gè)。

【答案】C

7．石墨晶體具有一些獨(dú)特的性質(zhì)，質(zhì)地較軟，但熔點(diǎn)很高，還具有導(dǎo)電性，這主要是

因?yàn)槭哂幸环N獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，石墨晶體是()

A．原子晶體B．金屬晶體

C．分子晶體D．前三種晶體的混合型

【答案】D

8．關(guān)于SiO晶體的敘述正確的是(N表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值)()

2A

A．通常狀況下，60gSiO晶體中含有的分子數(shù)為N

2A

B．60gSiO晶體中，含有2N個(gè)Si－O鍵

2A

C．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．SiO晶體中含有1個(gè)硅原子，2個(gè)氧原子

2

【解析】60gSiO晶體即1molSiO，原子晶體不是由分子構(gòu)成的；1molSiO晶

222

體中含有Si－O鍵數(shù)目為4mol(每個(gè)硅原子、氧原子分別含有4個(gè)、2個(gè)未成對(duì)電子，各拿

出一個(gè)單電子形成Si－O共價(jià)鍵)，含4N個(gè)Si－O鍵；SiO晶體中含有無(wú)數(shù)的硅原子和氧原

A2

子，只是硅氧原子個(gè)數(shù)比為1∶2。

【答案】C

9．如圖為冰的一種骨架形式，依此為單位向空間延伸，請(qǐng)問(wèn)該冰中的每個(gè)水分子有幾

個(gè)氫鍵()

A．2B．4

C．8D．12

【解析】每個(gè)水分子與四個(gè)方向的其他4個(gè)水分子形成氫鍵，因此每個(gè)水分子具有的

氫鍵個(gè)數(shù)為4×1/2＝2。

【答案】A

2

10.(1)右圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)，觀(guān)察圖形，確定在干冰中每個(gè)CO

2

分子周?chē)衉_______個(gè)與之緊鄰且等距離的CO分子。在干冰中撒入鎂

2

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①CO②CS③SiO的熔點(diǎn)由高到低的順序是________＞________

222

＞________(用序號(hào)填空)，其原因是

___________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

________________________________________________。

【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?chē)梢詿o(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CO分子等距離的CO分子，但是這些CO分子與坐

222

標(biāo)原點(diǎn)上的CO分子的距離并不是最近的。與坐標(biāo)原點(diǎn)上的CO分子最近的CO分子應(yīng)該是每

222

2

一個(gè)晶胞的面心上的，其距離應(yīng)是前者的，每個(gè)CO分子周?chē)灿?2個(gè)這樣的CO分子。

222

(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。

【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

點(diǎn)燃

＋CO=====2MgO＋C

2

(2)③②①SiO是原子晶體，CO、CS是分子晶體，所以SiO熔點(diǎn)最高；CO和CS

222222

組成和結(jié)構(gòu)相似，且CS的相對(duì)分子質(zhì)量大于CO的相對(duì)分子質(zhì)量，所以CS的熔點(diǎn)高于CO

2222

11．已知氯化鋁的熔點(diǎn)為190℃(2.02×105Pa)，但它在180℃和常壓下即開(kāi)始升華。

(1)氯化鋁是________晶體(填“離子”或“分子”)。

(2)在500℃，1.01×105Pa時(shí)，氯化鋁的蒸氣密度(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)為11.92g·L－1，

且已知它的結(jié)構(gòu)中還含有配位鍵，氯化鋁的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______。

(3)設(shè)計(jì)一個(gè)更可靠的實(shí)驗(yàn)，證明氯化鋁是離子晶體還是分子晶體，你的實(shí)驗(yàn)是

_____________________________________________________________。

【解析】分子晶體的熔點(diǎn)較低，AlCl的熔點(diǎn)也僅有190℃，而且它還能升華，這就

3

充分說(shuō)明AlCl是分子晶體。AlCl蒸氣的相對(duì)分子質(zhì)量＝11.92×22.4≈267，則1個(gè)氯化鋁

33

蒸氣分子是由2個(gè)AlCl構(gòu)成的。

3

3

【答案】(1)分子(2)

(3)在加壓條件下加熱至熔融，測(cè)其導(dǎo)電性，若導(dǎo)電，則是離子晶體；若不導(dǎo)電，則為

分子晶體

12．氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66240030】

(1)氮化硅晶體屬于________晶體。

(2)下列物質(zhì)熔化時(shí)，所克服的微粒間作用力與氮化硅熔化時(shí)所克服的微粒間作用力相

同的是________(填編號(hào))。

①單質(zhì)I和金剛石②晶體硅和二氧化硅③冰和干冰④金剛石和碳化硅

2

(3)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且氮原子與氮原子、硅原子與硅

原子不直接相連，同時(shí)每個(gè)原子都滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式：________。

(4)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得到較高純度的氮化

硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________。

【解析】(1)這是一道信息題，從題給信息知氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度

大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，應(yīng)是原子晶體。(2)氮化硅熔化時(shí)所克服的微粒間作用力為共

價(jià)鍵，所給的4組物質(zhì)中，單質(zhì)I、冰和干冰都是分子晶體，只需破壞范德華力。(3)氮化

2

硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且氮原子和氮原子、硅原子和硅原子不直接相連，

同時(shí)每個(gè)原子都滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此氮化硅的化學(xué)式為SiN。

34

【答案】(1)原子(2)②④(3)SiN

34

高溫

(4)3SiCl＋2N＋6H=====SiN＋12HCl

42234

[能力提升]

13．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．原子晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高

C．分子晶體有些溶于水時(shí)導(dǎo)電

D．金剛石、水晶和干冰屬于原子晶體

【解析】原子晶體的硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)通常比分子晶體大；分子晶體熔融或晶體時(shí)不

導(dǎo)電，但有的溶于水能導(dǎo)電，如HSO等；干冰屬于分子晶體。

24

【答案】D

14．通常情況下，氯化鈉、氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)分別如圖所示：

4

下列關(guān)于這些晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述不正確的是()

A．同一主族的元素與另一相同元素所形成的化學(xué)式相似的物質(zhì)不一定具有相同的晶體

結(jié)構(gòu)

B．氯化鈉、氯化銫和二氧化碳的晶體都有立方的晶胞結(jié)構(gòu)，它們具有相似的物理性質(zhì)

C．二氧化碳晶體是分子晶體，其中不僅存在分子間作用力，而且也存在共價(jià)鍵

D．二氧化硅晶體不是密堆積結(jié)構(gòu)

【解析】SiO和CO的化學(xué)式相似，但其晶體結(jié)構(gòu)不同，A項(xiàng)正確；二氧化碳為分子

22

晶體，因此分子間存在分子間作用力，而分子內(nèi)部碳原子和氧原子間形成共價(jià)鍵，氯化鈉和

氯化銫為離子晶體，所以三者物理性質(zhì)不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；由于共價(jià)鍵具有方向性

和飽和性，由此形成的晶體不是密堆積結(jié)構(gòu)，D項(xiàng)正確。

【答案】B

15．正硼酸(HBO)是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體，層內(nèi)的HBO分子之間通過(guò)氫鍵相連

3333

(層狀結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中“虛線(xiàn)”表示氫鍵)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()

A．含1molHBO的晶體中有6mol氫鍵

33

B．分子中硼原子、氧原子最外層均為8e－的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

C．正硼酸晶體屬于原子晶體

D．HBO分子的穩(wěn)定性與氫鍵無(wú)關(guān)

33

1

【解析】每個(gè)HBO分子能形成6個(gè)氫鍵，屬于該分子的氫鍵占，即1molHBO晶

33233

體含有3mol氫鍵；分子中B原子最外層有6個(gè)電子；由題干“分子之間通過(guò)氫鍵相連”知

該晶體是由分子構(gòu)成的，屬分子晶體；HBO的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵強(qiáng)弱有關(guān)，與氫鍵無(wú)關(guān)。

33

【答案】D

16．C、金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)模型如下圖所示(石墨僅表示其中的一層結(jié)構(gòu))：

60

5

(1)C、金剛石和石墨三者的關(guān)系互為_(kāi)_______。

60

A．同分異構(gòu)體B．同素異形體

C．同系物D．同位素

(2)固態(tài)時(shí)，C屬于________(填“原子”或“分子”)晶體，C分子中含有雙鍵和單鍵，

6060

推測(cè)C跟F_______(填“能”或“否”)發(fā)生加成反應(yīng)。

602

C固體與金剛石熔點(diǎn)更高的是________，原因是___