2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與原子晶體練習(xí)含解析新人教版選修3

PAGE3-分子晶體與原子晶體1．下列關(guān)于原子晶體和分子晶體的說法不正確的是()A．原子晶體硬度通常比分子晶體大B．原子晶體的熔、沸點(diǎn)較高C．分子晶體都不溶于水D．金剛石、水晶屬于原子晶體解析：分子晶體有的能溶于水，如H2SO4等。答案：C2．下列事實(shí)能說明剛玉(Al2O3)是一種原子晶體的是()①Al2O3是兩性氧化物②硬度很大③它的熔點(diǎn)為2045℃④幾乎不溶于水⑤自然界中的剛玉有紅寶石和藍(lán)寶石A．①②③ B．②③④C．④⑤ D．②⑤解析：①指的是Al2O3的分類，⑤指的是剛玉的種類，這兩項(xiàng)都無法說明Al2O3是一種原子晶體。答案：B3．科學(xué)家發(fā)覺的C60是一種新的分子，它具有空心、類似于足球的結(jié)構(gòu)。最近科學(xué)家又確認(rèn)存在著另一種分子“N60”，它與C60的結(jié)構(gòu)相像，在高溫或機(jī)械撞擊時(shí)，其積蓄的巨大能量會(huì)在一瞬間釋放出來。下列關(guān)于N60()A．N60是由共價(jià)鍵結(jié)合而成的空心球狀結(jié)構(gòu)B．N60和14N都是氮的同位素C．N60的熔、沸點(diǎn)不高D．N60可能成為很好的火箭燃料解析：由于C60晶體為分子晶體，而N60結(jié)構(gòu)與之相像，所以N60也為分子晶體，同位素是質(zhì)子數(shù)相同中子數(shù)不同的同種元素的核素，N60是一種分子而非核素；分子晶體的熔、沸點(diǎn)不高，故N60的熔、沸點(diǎn)也不會(huì)很高。答案：B4．下列敘述中，結(jié)論(事實(shí))和對(duì)應(yīng)的說明(事實(shí))均不正確的是()A．金剛石的熔、沸點(diǎn)高于晶體硅，因?yàn)镃—C鍵的鍵能大于Si—Si鍵的鍵能B．二氧化硅晶體中不存在SiO2分子，因?yàn)樗泄柩跛拿骟w的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C．稀有氣體的晶體屬于原子晶體，因?yàn)槠浣M成微粒是原子，不存在分子間作用力D．立體構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)的分子中，化學(xué)鍵的鍵角不肯定是109°28′，有可能為60°解析：稀有氣體的晶體屬于分子晶體，存在分子間作用力，不存在共價(jià)鍵，C項(xiàng)符合題意。答案：C5．SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4相像，對(duì)其進(jìn)行下列推想不正確的是()A．SiCl4晶體是分子晶體B．常溫、常壓下SiCl4是氣體C．SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子D．SiCl4的熔點(diǎn)高于CCl4解析：由于SiCl4具有分子結(jié)構(gòu)，所以肯定屬于分子晶體。影響分子晶體熔、沸點(diǎn)的因素是分子間作用力的大小，在這兩種分子中都只有范德華力，SiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量大于CCl4的相對(duì)分子質(zhì)量，所以SiCl4的分子間作用力較大，熔、沸點(diǎn)應(yīng)當(dāng)比CCl4高。CCl4的分子是正四面體結(jié)構(gòu)，SiCl4與它結(jié)構(gòu)相像，因此也應(yīng)當(dāng)是正四面體結(jié)構(gòu)，是含極性鍵的非極性分子。答案：B6．美國《科學(xué)》雜志曾報(bào)道：在40GPa的高壓下，用激光加熱到1800K，人們勝利制得了原子晶體CO2，下列對(duì)該物質(zhì)的推斷肯定不正確的是()A．該原子晶體中含有極性鍵B．該原子晶體易汽化，可用作制冷材料C．該原子晶體有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)D．該原子晶體硬度大，可用作耐磨材料解析：CO2由固態(tài)時(shí)形成的分子晶體變?yōu)樵泳w，其成鍵狀況也發(fā)生了改變，由原來的C=O雙鍵變?yōu)镃—O單鍵，但化學(xué)鍵依舊為極性共價(jià)鍵，故A項(xiàng)正確。由于晶體類型及分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)等性質(zhì)也發(fā)生了改變，CO2原子晶體具有高硬度、高熔、沸點(diǎn)等特點(diǎn)，故C、D選項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B7．X是核外電子數(shù)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可以形成自然界最硬的原子晶體。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．WX4是沼氣的主要成分B．固態(tài)X2Y是分子晶體C．ZW是原子晶體D．ZY2的水溶液俗稱“水玻璃”解析：由題給條件可知，X為氫元素，Y為氧元素，Z為硅元素，W為碳元素。則WX4為CH4，X2Y為H2O，其晶體為分子晶體，ZW為SiC，屬于原子晶體，ZY2為SiO2，SiO2難溶于水，也不能與水反應(yīng)。答案：D8.如圖為CO2分子晶體結(jié)構(gòu)的一部分，視察圖形。試說明每個(gè)CO2分子四周有________個(gè)與之緊鄰且等距的CO2分子；該結(jié)構(gòu)單元平均占有________個(gè)CO2分子。解析：題給CO2分子晶體的一部分，屬面心立方結(jié)構(gòu)。取任一頂點(diǎn)的CO2分子，則與之距離最近且等距的是共用該頂點(diǎn)的三個(gè)面面心上的CO2分子，共3個(gè)；而該頂點(diǎn)被8個(gè)同樣晶胞共用，而面心上的分子被2個(gè)晶胞共用，這樣符合題意的CO2分子有：3×8/2＝12個(gè)；在此結(jié)構(gòu)中，8個(gè)CO2分子處于頂點(diǎn)，為8個(gè)同樣結(jié)構(gòu)共用，6個(gè)CO2分子處于面心，為2個(gè)同樣結(jié)構(gòu)共用。所以，該結(jié)構(gòu)單元平均占有的CO2分子：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個(gè))。答案：1249.C60分子是形如球狀的多面體，該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：①C60分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵；②C60分子含有五邊形和六邊形；③多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系，遵循歐拉定理：頂點(diǎn)數(shù)＋面數(shù)－棱邊數(shù)＝2。據(jù)上所述，可推知C60分子有12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形，C60分子所含的雙鍵數(shù)為30。請(qǐng)回答下列問題：(1)固體C60與金剛石相比較，熔點(diǎn)較高者應(yīng)是________，理由是_________。(2)試估計(jì)C60跟F2在肯定條件下，________(填“可能”或“不行能”)發(fā)生反應(yīng)生成C60F60(3)確定C60分子所含單鍵數(shù)為________。解析：(1)金剛石屬原子晶體，而固體C60不是，故金剛石熔點(diǎn)較高。(2)因C60分子中含30個(gè)雙鍵，與極活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)即可生成C60F60。(只要指出“C60含30個(gè)雙鍵”即可，但答“C60含有雙鍵”不行)(3)通過計(jì)算，確定C60分子所含單鍵數(shù)。依題意，C60分子形成的化學(xué)鍵為eq\f(1,2)×(3×60)＝90，也可以由歐拉定理計(jì)算鍵數(shù)(即棱邊數(shù))：60＋(12＋20)－2＝90，C60分子所含單鍵數(shù)為90－30＝60。答案：(1)金剛石金剛石屬于原子晶體，而C60屬于分子晶體，因此金剛石的熔點(diǎn)高于C60(2)可能C60分子中含30個(gè)雙鍵，與極活潑的F2發(fā)生加成反應(yīng)即可生成C60F(3)6010．碳、氮、氟、硅、銅等元素的化合物廣泛存在于自然界，回答下列問題：(1)氮?dú)夥肿又笑益I和π鍵的比值為________；基態(tài)銅原子的電子排布式為________。(2)C、N、F三種元素第一電離能由大到小的依次為________________；三種元素分別形成的最簡潔氫化物中屬于非極性分子的是________(填化學(xué)式)。(3)NF3是微電子工業(yè)中優(yōu)良的等離子刻蝕氣體，NF3分子的空間構(gòu)型為________；在NF3中，氮原子的雜化軌道類型為________。(4)金剛砂(SiC)的硬度為9.5，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。金剛砂晶體類型為________，每個(gè)碳原子四周最近的碳原子數(shù)目為________，若晶胞的邊長為acm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則金剛砂的密度為________g·cm－3(不須要化簡)。解析：(1)氮?dú)夥肿又杏?個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，所以比值為1∶2；銅為29號(hào)元素，基態(tài)銅原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1。(2)非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，因此C、N、F三種元素第一電離能由大到小的依次為F>N>C；三種元素分別形成的最簡潔氫化物分別為CH4、NH3、HF，甲烷呈正四面體形，屬于非極性分子，氨氣呈三角錐形，屬于極性分子，HF是雙原子形成的極性分子，所以屬于非極性分子的是CH4。(3)NF3的中心氮原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為(5＋3)/2＝4，氮原子的雜化軌道類型為sp3雜化，氮原子有一對(duì)孤電子對(duì)，NF3分子的空間構(gòu)型為三角錐形。(4)金剛砂晶體中原子呈立體網(wǎng)狀排列，晶體類型為原子晶體；每個(gè)碳原子四周最近的碳原子數(shù)目為12；若晶胞的邊長為acm，阿伏加德羅常數(shù)為