必考點08-分子晶體-共價晶體(人教版2019選擇性必修2)(原卷版)

必考點08分子晶體共價晶體-題型一分子晶體的判斷、結構和性質例1．（2022·高二課時練習）在海洋深處的沉積物中含有大量可燃冰，其主要成分是甲烷水合物。甲烷水合物的結構可以看成是甲烷分子裝在由水分子形成的“籠子”里。下列說法正確的是A．甲烷分子和水分子的VSEPR模型都是正四面體形B．甲烷分子通過氫鍵與構成“籠子”的水分子相結合C．可燃冰屬于分子晶體D．水分子的鍵角大于甲烷分子的鍵角例2．（2022·高二課時練習）圖為冰晶體的結構模型，大球代表O，小球代表H。下列有關說法正確的是A．冰晶體中每個水分子與另外四個水分子形成四面體結構B．冰晶體具有空間網狀結構，是共價晶體C．水分子間通過鍵形成冰晶體D．冰融化后，水分子之間的空隙增大例3．(2023·淄博高二檢測)AB型化合物形成的晶體結構多種多樣。下圖所示的幾種結構所表示的物質最有可能是分子晶體的是()A．①③B．②⑤C．⑤⑥D．③④⑤⑥例4．(2023·煙臺高二檢測)下列說法正確的是()A．分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價鍵B．水加熱到很高的溫度都難以分解與氫鍵有關C．CO2晶體是分子晶體，可推測SiO2晶體也是分子晶體D．HF、HCl、HBr、HI的熔沸點隨著相對分子質量的增加依次升高例4．（2022秋·湖北宜昌·高三當陽一中校考期中）二茂鐵【】是由一個二價鐵離子和個環(huán)戊烯基負離子構成的。熔點是在時開始升華，不溶于水，易溶于苯等非極性溶劑。下列說法不正確的是A．二茂鐵屬于分子晶體B．中一定含鍵C．已知環(huán)戊二烯的結構式為，則其中僅有個碳原子采取雜化D．在二茂鐵結構中，與之間形成的化學鍵類型是離子鍵【解題技巧提煉】1．分子晶體的判斷方法(1)依據物質的類別判斷：部分非金屬單質、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數有機物都是分子晶體。(2)依據組成晶體的粒子及粒子間作用判斷：組成分子晶體的微粒是分子，粒子間的作用力是分子間作用力。(3)依據物質的性質判斷：分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態(tài)或固體時均不導電。2．分子晶體熔、沸點高低的判斷(1)組成和結構相似，不含氫鍵的分子晶體，相對分子質量越大，范德華力越強，熔、沸點越高，如I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl。(2)組成和結構不相似的分子晶體(相對分子質量接近)，分子的極性越大，熔、沸點越高，如CH3OH＞CH3CH3。(3)含有分子間氫鍵的分子晶體的熔、沸點反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。(4)對于有機物中的同分異構體，支鏈越多，熔、沸點越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞＞。(5)烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨分子中碳原子數的增加，熔、沸點升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。3．典型的分子晶體的結構特征分子密堆積分子非密堆積微粒間作用力范德華力范德華力和氫鍵空間特點通常每個分子周圍有12個緊鄰的分子每個分子周圍緊鄰的分子數小于12個，空間利用率不高舉例C60、干冰、I2、O2HF、NH3、冰(1)冰晶體①結構：冰晶體中，水分子間主要通過氫鍵形成晶體。由于氫鍵具有一定的方向性，一個水分子與周圍四個水分子結合，這四個水分子也按照同樣的規(guī)律再與其他的水分子結合。這樣，每個O原子周圍都有四個H原子，其中兩個H原子與O原子以共價鍵結合，另外兩個H原子與O原子以氫鍵結合，使水分子間構成四面體骨架結構。其結構可用下圖表示。②性質：由于氫鍵具有方向性，冰晶體中水分子未采取密堆積方式，這種堆積方式使冰晶體中水分子的空間利用率不高，留有相當大的空隙。當冰剛剛融化成液態(tài)水時，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過4℃時，分子間距離加大，密度逐漸減小。(2)干冰①結構：固態(tài)CO2稱為干冰，干冰也是分子晶體。CO2分子內存在C=O共價鍵，分子間存在范德華力，CO2的晶胞呈面心立方體形，立方體的每個頂角有一個CO2分子，每個面上也有一個CO2分子。每個CO2分子與12個CO2分子等距離相鄰(在三個互相垂直的平面上各4個或互相平行的三層上，每層上各4個)(如圖所示)。②性質：干冰的外觀很像冰，硬度也跟冰相似，熔點卻比冰低得多，在常壓下極易升華，在工業(yè)上廣泛用作制冷劑；由于干冰中的CO2之間只存在范德華力不存在氫鍵，密度比冰的高。題型二、共價晶體（原子晶體）的判斷、結構和性質例1．（2023·云南·馬關縣第一中學校高二階段練習）下列有關原子晶體（共價晶體）的敘述錯誤的是A．原子晶體中，只存在共價鍵 B．原子晶體具有空間網狀結構C．原子晶體中不存在獨立的分子 D．原子晶體熔化時不破壞共價鍵例2．（2023·全國·高二課時練習）下列事實能說明剛玉()是共價晶體的是①是兩性氧化物；②硬度很大；③它的熔點為2045℃；④自然界中的剛玉有紅寶石和藍寶石。A．①② B．②③ C．①④ D．③④例3．（2022·高二課時練習）X是核外電子數最少的元素，Y是地殼中含量最豐富的元素，Z在地殼中的含量僅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共價晶體。下列敘述錯誤的是A．晶體的熔點高于晶體的熔點B．固態(tài)是分子晶體C．ZW是共價晶體，其硬度比Z晶體的大D．Z、W是同一主族的元素，Z、W與元素Y形成的晶體都是共價晶體例4．（2023·寧夏·石嘴山市第三中學高二期中）二氧化硅晶體是空間立體網狀結構，如圖所示，下列說法中，正確的是A．硅原子的物質的量比氧原子的物質的量比硅氧鍵=1：2：4B．CO2和SiO2是等電子體，晶體類型相同C．晶體中Si原子雜化方式為sp3，O原子雜化方式為spD．晶體中最小環(huán)上的原子數為6【解題技巧提煉】1．共價晶體（原子晶體）的結構特點及物理性質(1)概念：相鄰原子間以共價鍵相結合形成共價鍵三維骨架結構的晶體。(2)構成微粒及微粒間作用(3)物理性質：①共價晶體中，由于各原子均以強的共價鍵相結合，因此一般熔點很高，硬度很大，難溶于常見溶劑，一般不導電。②結構相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點越高。2．常見共價晶體及物質類別(1)某些單質：如硼(B)、硅(Si)、鍺(Ge)、金剛石等。(2)某些非金屬化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。(3)極少數金屬氧化物，如剛玉(α-Al2O3)等。3．常見共價晶體結構分析(1)金剛石晶體金剛石晶體中，每個碳原子均以4個共價單鍵對稱地與相鄰的4個碳原子相結合，形成C—C—C夾角為109°28′的正四面體結構(即金剛石中的碳采取sp3雜化軌道形成共價鍵)，整塊金剛石晶體就是以共價鍵相連的三維骨架結構。其中最小的環(huán)是六元環(huán)。(2)二氧化硅晶體(1)二氧化硅晶體中，每個硅原子均以4個共價鍵對稱地與相鄰的4個氧原子相結合，每個氧原子與2個硅原子相結合，向空間擴展，形成三維骨架結構。晶體結構中最小的環(huán)上有6個硅原子和6個氧原子，硅、氧原子個數比為1∶2。(2)低溫石英的結構中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈，而沒有封閉的環(huán)狀結構。這一結構決定了它具有手性。題型一分子晶體的判斷、結構和性質1．（2023秋·吉林·高二吉林松花江中學?？计谀┫铝杏嘘P分子晶體的敘述正確的是A．分子內均存在共價鍵B．分子晶體的熔點較高C．分子晶體中一定存在氫鍵D．分子晶體熔化時一定破壞了范德華力2．（2023秋·吉林·高二吉林松花江中學校考期末）下列說法中，錯誤的是A．只含分子的晶體一定是分子晶體B．碘晶體升華時破壞了共價鍵C．幾乎所有的酸都屬于分子晶體D．稀有氣體中只含原子，但稀有氣體的晶體屬于分子晶體3．（2023秋·四川雅安·高二雅安中學?？茧A段練習）下列說法正確的是A．Cl2比F2沸點高，因為其相對分子質量較大B．分子中鍵長越短，鍵能越大，熔沸點越高C．用純堿溶液洗滌油脂，符合相似相溶原理D．水加熱到很高的溫度都難分解，因為水分子間存在氫鍵4．（2023秋·吉林長春·高二校考期末）下列敘述與范德華力無關的是A．CO2加壓時形成干冰 B．通常狀況下氯化氫為氣體C．氟、氯、溴、碘單質的熔、沸點依次升高 D．氯化鉀的熔點較高題型二、共價晶體（原子晶體）的判斷、結構和性質1．（2023秋·吉林通化·高二梅河口市第五中學?？计谀┫铝嘘P于SiO2和金剛石的敘述正確的是A．SiO2的晶體結構中，每個Si原子與2個O原子直接相連B．通常狀況下，1molSiO2晶體中含有的分子數為NA(NA表示阿伏加德羅常數的值)C．金剛石的網狀結構中，由共價鍵形成的最小環(huán)上有6個碳原子D．1mol金剛石中含有4NA個C-C鍵(NA表示阿伏加德羅常數的值)2．（2023秋·河北唐山·高二開灤第一中學?？计谀└鶕铝行再|判斷，屬于原子晶體的物質是A．熔點2700℃，導電性好，延展性強B．無色晶體，熔點3550℃，不導電，質硬，難溶于水和有機溶劑C．無色晶體，能溶于水，質硬而脆，熔點為800℃，熔化時能導電D．熔點－56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時不導電3．（2023春·湖北武漢·高二校考期中）下列關于共價晶體、分子晶體的敘述中，正確的是A．金剛石為共價鍵三維骨架結構，晶體中的最小環(huán)上有6個碳原子B．分子晶體中一定存在共價鍵C．HI的相對分子質量大于HF，所以HI的沸點高于HFD．在SiO2晶體中，1個硅原子和2個氧原子形成2個共價鍵4．（2023春·高二單元測試）碳有多種同分異構體，其中石墨烯與金剛石的晶體結構如圖所示，下列說法不正確的是A．在石墨烯晶體中，每個正六元環(huán)擁有的共價鍵和碳原子數之比為3：2B．石墨烯中含碳碳雙鍵C．金剛石晶體中，碳原子采用雜化D．金剛石晶體中最小的碳環(huán)上有6個碳原子1．（2023秋·浙江衢州·高二校聯考期末）冰的晶胞結構如圖所示。下列相關說法不正確的是A．硫化氫晶體結構和冰相似B．冰晶體中，相鄰的水分子均以氫鍵結合C．晶胞中Z方向上的兩個氧原子最短距離為d，則冰晶胞中的氫鍵鍵長為dD．冰晶體中分子間氫鍵存在方向性、飽和性，晶體有較大空隙，因此密度比液態(tài)水小2．（2023秋·湖北·高三校聯考階段練習）下列關于物質(分子)的性質正確的是A．熔點： B．沸點：C．極性： D．配位數：干冰中冰中3．（2023秋·吉林·高二吉化第一高級中學校?？计谀┫铝杏嘘P共價晶體的敘述不正確的是A．金剛石和二氧化硅晶體的最小結構單元都是正四面體B．含1molC的金剛石中C-C鍵數目是，晶體中Si-O鍵數目是C．水晶和干冰在熔化時，晶體中的共價鍵都會斷裂D．晶體是共價晶體，所以晶體中不存在分子，不是它的分子式4．（2023·全國·高三專題練習）根據下表中給出的有關數據，判斷下列說法中錯誤的是（

）AlCl3SiCl4晶體硼金剛石晶體硅熔點/℃190－60230035501410沸點/℃18357255048272355A．SiCl4是分子晶體B．晶體硼是原子晶體C．AlCl3是分子晶體，加熱能升華D．金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵弱5．（2022春·云南文山·高二統(tǒng)考期末）為踐行社會主義核心價值觀，創(chuàng)建和諧社會，實現碳達峰和碳中和，我國科學家獨創(chuàng)了一種二氧化碳轉化新路徑：通過電催化與生物合成相結合，以二氧化碳和水為原料成功合成了葡萄糖()和脂肪酸，為人工和半人工合成“糧食”提供了新路徑。關于上述物質，下列說法正確的是A．和均為極性分子，故易溶于水B．晶體屬于分子晶體，晶體中一個分子周圍緊鄰的分子有12個C．分子中O原子上有2對孤電子對，故分子的VSEPR模型為V型D．葡萄糖和脂肪酸都可以和飽和碳酸氫鈉溶液反應放出氣體6．（2022春·廣東珠?！じ叨？茧A段練習）下列屬于分子晶體的化合物是A．CO2 B．石墨 C．石英(SiO2) D．金剛石7．（2022秋·廣東東莞·高二?？计谥校┫铝懈鹘M晶體物質中：①SiO2和SO3；②晶體硼和HCl；③CO2和SO2；④晶體硅和金剛石；⑤晶體氖和晶體氮；⑥硫黃和碘，化學鍵類型相同，晶體類型也相同的是A．①②③ B．④⑤⑥C．③④⑥ D．①③⑤8．（2022秋·湖北·高三校聯考階段練習）二茂鐵是一種含鐵的有機化合物，黃色針狀晶體，熔點173℃(在100℃時開始升華)，沸點249℃，可看作是與兩個正五邊形的環(huán)戊二烯負離子配體形成的夾心型分子(如圖所示)。下列關于二茂鐵晶體的說法不正確的是A．存在離子鍵、配位鍵、范德華力 B．為分子晶體C．存在大π鍵 D．二茂鐵易溶于有機溶劑9．（2022春·黑龍江雙鴨山·高二校考階段練習）用NA表示阿伏伽德羅常數的是，下列敘述中不正確的是A．1mol金剛石晶體中含有碳碳單鍵的數目是2NAB．12g石墨烯(單層石墨)中含有六元環(huán)的個數為0.5NAC．1mol二氧化硅晶體中含有硅氧單鍵的數目為4NAD．1molP4晶體中，P-P鍵的數目為4NA10．（2022秋·湖北孝感·高三校聯考階段練習）科學研究發(fā)現蚊子能聞到CO2的氣味，這種氣味會刺激蚊子眼睛掃描特定的顏色，并朝其靠近，這項研究有助于人們設計出更好的驅蚊劑、誘捕器等。下列有關CO2的說法錯誤的是A．CO2是直線形分子B．CO2是由極性鍵形成的非極性分子C．CO2分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構D．CO2形成的晶體為共價晶體11．（2022春·新疆昌吉·高二?？计谥校┫铝嘘P于共價晶體、分子晶體的敘述中，正確的是A．HI的相對分子質量大于HF，所以HI的沸點高于HFB．晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定C．金剛石為網狀結構，碳原子與周圍4個碳原子形成正四面體結構D．在SiO2晶體中，1個硅原子和2個氧原子形成2個共價鍵12．（2022春·福建泉州·高二校考期中）某物質可溶于水、乙醇，熔點為209.5℃，其結構簡式如圖所示。下列說法正確的是A．該物質為原子晶體B．該物質分子中σ鍵和π鍵的個數比為3∶1C．該物質分子中含有極性共價鍵和非極性共價鍵D．該物質分子中每個原子最外層均達到8電子穩(wěn)定結構13．（2022春·河南鄭州·高二?？茧A段練習）科研人員制出了由18個碳原子構成的環(huán)碳分子(如圖示)。對該物質的說法正確的是A．與互為同素異形體 B．硬度大、熔點高C．與乙炔互為同系物 D．是一種共價晶體14．（2023·河南·輝縣市第一高級中學高二階段練習）碳元素和硅元素在化學中占有極其重要的地位。(1)SiC的晶體結構與晶體硅的相似,其中C原子的雜化方式為,微粒間存在的作用力是,SiC和晶體Si的熔點高低順序是。

(2)C、Si為同一主族的元素,CO2和SiO2的化學式相似,但結構和性質有很大的不同。CO2中C與O原子間形成σ鍵和π鍵,SiO2中Si與O原子間不能形成π鍵。從原子半徑大小的角度分析,為何C、O原子間能形成π鍵,而Si、O原子間不能形成π鍵:。SiO2屬于晶體,CO2屬于晶體,所以熔點CO2SiO2(填“<”“=”或“>”)。

(3)金剛石、晶體硅、二氧化硅、CO2四種晶體的構成微粒分別是(用“原子”或“分子”回答),熔化時克服的微粒間的作用力分別是。

15．(1)CO能與金屬Fe形成化合物Fe(CO)5,該化合物熔點為253K,沸點為376K,其固體屬于晶體。

(2)F2與其他鹵素單質反應可以形成鹵素互化物,如ClF3、BrF3,常溫下它們都是易揮發(fā)的液體。ClF3的熔、沸點比BrF3的(填“高”或“低”)。

(3)下圖為CO2分子晶體結構的一部分。觀察圖示可知,每個CO2分子周圍有個與之緊鄰的CO2分子;該結構單元平均占有個CO2分子。

16．水分子間存在一種“氫鍵”的作用(作用力介于范德華力與化學鍵之間)，彼此結合而形成(H2O)2。在冰中每個水分子被4個水分子包圍形成變形四面體，通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體。(1)1mol冰中有________mol“氫鍵”。(2)水蒸氣中常含有部分(H2O)2，要確定(H2O)2的存在，可采用的方法是_____。A．標準狀況下把1L水蒸氣冷凝后與足量金屬鈉反應，測產生氫氣的體積B．標準狀況下把1L水蒸氣通過濃硫酸后，測濃硫酸增重的質量C．該水蒸氣冷凝后，測水的pHD．該水蒸氣冷凝后，測氫氧原子個數比(3)水分子可電離生成兩種含有相同電子數的粒子，其電離方程式為__________________________。已知在相同條件下雙氧水的沸點明顯高于水的沸點，其可能原因是_________________________________________________________________________。(4)在冰晶體中除氫鍵外，還存在范德華力(11kJ·mol－1)。已知冰的升華熱是51kJ·mol－1，則冰晶體中氫鍵的能量是________kJ·mol－1。17．工業(yè)制玻璃時，主要反應的化學方程式為：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑完成下列填空：(1)鈉原子核外電子排布式為___________。與電子排布式相比，軌道表示式增加