高中化学 3.2分子晶体与原子晶体练习 新人教版选修3.doc

第二节分子晶体与原子晶体课时演练促提升a组1.下列各组物质各自形成晶体,均属于分子晶体的化合物是()a.nh3、hd、c8h10b.pcl3、co2、h2so4c.so2、so3、c60d.ccl4、na2s、h2o2解析:a项,hd是单质,不是化合物;c项,c60是单质,不是化合物;d项,na2s是盐,无分子存在,不是分子晶体。答案:b2.becl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其化学性质与alcl3相似。由此可推测becl2()a.熔融态不导电b.水溶液呈中性c.熔点比bebr2高d.不与naoh溶液反应解析:根据题目提供的信息“becl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚”,可知becl2形成的晶体属于分子晶体,分子晶体是由分子构成的晶体,故熔融状态下不导电,a项正确;根据题目提供的信息“becl2化学性质与alcl3相似”,由于alcl3溶液中的al3+能发生水解al3+3h2oal(oh)3+3h+使溶液显酸性,所以becl2水溶液显酸性,b项错误;becl2和bebr2形成的晶体都是分子晶体,且二者结构相似,故随着相对分子质量的增大,熔沸点也逐渐增大,c项错误;由“alcl3能与naoh反应”可知becl2也能与naoh反应,d项错误。答案:a3.水的沸点是100 ,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7 ,引起这种差异的主要原因是()a.范德华力b.共价键c.氢键d.相对分子质量解析:水分子之间存在氢键,氢键是一种较强的分子间作用力,氢键的存在使水的沸点比硫化氢的高。答案:c4.短周期元素x、y、z、w、q在元素周期表中的位置如表所示,其中x元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法中正确的是()xyzwqa.钠与w可能形成na2w2化合物b.由z与y组成的物质在熔融时能导电c.w得电子能力比q强d.x有多种同素异形体,而y不存在同素异形体解析:由题意知,x、y属于第二周期元素,z、w、q为第三周期元素。x为碳元素,y为氧元素,z为硅元素,w为硫元素,q为氯元素。a项,钠与硫可形成na2s2。b项,z与y形成sio2,sio2为共价化合物,熔融时不导电。c项,硫的非金属性比氯的非金属性弱,故得电子能力差。d项,碳可形成同素异形体,如金刚石、石墨等;氧可形成同素异形体,如o2、o3。答案:a5.下列关于原子晶体、分子晶体的叙述中,正确的是()a.在sio2晶体中,1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键b.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定c.c6h5oh既能表示物质的组成,又能表示物质的一个分子d.分子晶体的熔、沸点低,常温下均呈液态或气态解析:sio2晶体中1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键,a项错误;晶体中分子间作用力影响的是物质的物理性质,如熔、沸点等,分子的稳定性与分子内化学键的强弱有关,b项错误;虽然分子晶体的熔、沸点很低,但在常温下也有呈固态的,如白磷。答案:c6.下列说法中,正确的是()a.冰融化时,分子中ho键发生断裂b.原子晶体中,共价键越强,熔点越高c.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔点一定越高d.分子晶体中,分子间作用力越大,该物质越稳定解析:a项,冰为分子晶体,融化时破坏的是分子间作用力,a项错误。b项,原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱,共价键越强,熔点越高,b项正确。分子晶体熔点的高低取决于分子间作用力,而共价键的强弱决定了分子的稳定性,所以c项错误,d项也错误。答案:b7.hgcl2稀溶液可作为手术刀的消毒剂,已知hgcl2有如下性质:hgcl2晶体熔点较低;hgcl2熔融状态下不导电;hgcl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于hgcl2的叙述正确的是()a.hgcl2晶体属于分子晶体b.hgcl2属于离子化合物c.hgcl2属于电解质,且属于强电解质d.hgcl2属于非电解质解析:由信息可知hgcl2晶体属于分子晶体,a项正确;由信息可知hgcl2属于共价化合物,且为弱电解质,故b、c、d均错误。答案:a8.正硼酸(h3bo3)是一种层状结构白色晶体,层内的h3bo3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是()a.正硼酸晶体属于原子晶体b.h3bo3分子的稳定性与氢键有关c.分子中硼原子最外层为8e-稳定结构d.含1 mol h3bo3的晶体中有3 mol氢键解析:正硼酸分子为层状结构,分子间以氢键结合,故为分子晶体,a项错误;分子的稳定性由分子内的共价键决定的,与氢键无关,b项错误;分子中硼原子的最外层为6e-,c项错误;从图看,每个正硼酸分子形成六个氢键,每个氢键为两个硼酸分子所共有,故每个正硼酸分子可形成3个氢键,d项正确。答案:d9.图a所示的转化关系中(具体反应条件略),a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质,其余均为它们的化合物,i的溶液为常见的酸。a的一种同素异形体的晶胞如图b所示。图a图b回答下列问题:(1)图b对应的物质名称是,其晶胞中的原子数为,晶体的类型为。(2)d中元素的原子核外电子排布式为。(3)图a中由两种元素组成的物质中,沸点最高的是,原因是,该物质的分子构型为,中心原子的杂化轨道类型为。(4)图a中的双原子分子中,极性最大的分子是。(5)k的分子式为,中心原子的杂化轨道类型为,属于(填“极性”或“非极性”)分子。解析:由图b晶胞可知a单质中一个a原子与另外4个a原子相连,形成正四面体结构,一个晶胞中含有8个a原子,所以a为碳原子,晶胞为原子晶体金刚石的晶胞;a与h2o反应生成b单质为h2,f为co,h2与c单质反应生成h2o,c为o2、g为co2;h2与单质d反应的生成物溶于水形成常见的酸,可知d为cl2、i为hcl,k中含有c、o、cl三种元素,分子式为cocl2;(3)判断物质的熔沸点高低,一般先考虑晶体类型,再分析是否形成氢键;h2o中的o原子形成2个键,孤对电子对数=2, sp3杂化有2对孤对电子,为v形分子或角形分子;(4)双原子分子中h、cl的电负性差最大,电子对的偏移最多;(5)cocl2中碳原子形成3个键,无孤电子对, sp2杂化,其构型为平面三角形,三个化学键不完全相同,且分子不对称,为极性分子。答案:(1)金刚石8原子晶体(2)1s22s22p63s23p5(3)h2o分子间形成氢键v形(或角形)sp3(4)hcl(5)cocl2sp2极性10.(2014福建理综)氮化硼(bn)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。六方相氮化硼(1)基态硼原子的电子排布式为。(2)关于这两种晶体的说法,正确的是(填序号)。a.立方相氮化硼含有键和键,所以硬度大b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软c.两种晶体中的bn键均为共价键d.两种晶体均为分子晶体(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为,其结构与石墨相似却不导电,原因是。(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是。(5)nh4bf4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol nh4bf4含有 mol配位键。解析:(1)硼原子核外有5个电子,电子排布式为1s22s22p1;(2)六方相氮化硼与石墨相似,层间是分子间作用力;立方相氮化硼中都是单键,无键,二者均不是分子晶体,b、c正确;(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与3个氮原子形成平面三角形结构,最外层电子全部成键,没有自由移动的电子存在,故不能导电;(4)立方相氮化硼晶体中,每个硼原子与4个氮原子形成4个键,因此为sp3杂化,根据其存在的环境可知反应条件为高温高压;(5)在1 mol nh4bf4中含有1 mol nh和1 mol bf键。答案:(1)1s22s22p1(2)bc(3)平面三角形层状结构中没有自由移动的电子(4)sp3高温高压(5)2b组1.下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是()a.原子晶体硬度通常比分子晶体大b.原子晶体的熔沸点较高c.分子晶体中有的水溶液能导电d.金刚石、水晶和干冰都属于原子晶体解析:由于原子晶体中粒子间以共价键结合,而分子晶体中分子间以分子间作用力结合,故原子晶体比分子晶体的熔沸点高,硬度大。有些分子晶体溶于水后能电离出自由移动的离子而导电,如h2so4、hcl。d选项中的干冰(co2)是分子晶体,错误。答案:d2.下列说法中正确的是()a.熔点由高到低的顺序是:金刚石晶体硅碳化硅b.pcl3和bcl3分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构c.分子晶体的熔、沸点低,常温下均呈液态或气态d.原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合解析:a项,三种物质均为原子晶体,原子晶体的熔点与该晶体中的键长有关,键长越短,熔点越高,则熔点由高到低的顺序是:金刚石碳化硅晶体硅,故错误;b项,根据|元素的化合价|+原子的最外层电子数=8,则该原子的最外层达到8个电子的稳定结构,bcl3中b的最外层电子数为3,化合价为+3价,因此b未达到8个电子的稳定结构,故错误;c项,分子晶体的熔、沸点很低,但在常温下也有呈固态的,如白磷,故错误。答案:d3.下列晶体性质的比较中,正确的是()a.熔点:单质硫磷晶体硅b.沸点:nh3h2ohfc.硬度:白磷冰二氧化硅d.熔点:sii4sibr4sicl4解析:硫与磷是分子晶体,晶体硅是原子晶体,其中晶体硅的熔点远高于硫与磷的熔点,a项错误;氟化氢、水、氨都是分子晶体,其沸点高低与分子间作用力大小有关,因为这三种物质之中都存在氢键,且水分子间氢键最强,氨分子间氢键最弱,故水的沸点最高,氨的最低,b项错误;二氧化硅是原子晶体,硬度大,白磷和冰都是分子晶体,硬度较小,c项错误;卤化硅为分子晶体,它们的组成和结构相似,分子间不存在氢键,故相对分子质量越大,熔点越高,d项正确。答案:d4.下图为冰晶体的结构模型,大球代表o,小球代表h。下列有关说法正确的是()a.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体b.冰晶体具有空间网状结构,是原子晶体c.水分子间通过ho键形成冰晶体d.冰融化时,水分子之间空隙增大解析:冰中的水分子是靠氢键结合在一起,氢键不是化学键,而是一种分子间作用力,故b、c两项均错误。h2o分子形成氢键时沿o的四个sp3杂化轨道形成氢键,可以与4个水分子形成氢键,这4个水分子形成空间四面体构型,a项正确。水分子靠氢键连接后,分子间空隙变大,因此融化时,水的体积缩小,d项错误。答案:a5.科学家成功地在高压下将co2转化为具有类似sio2结构的原子晶体,下列关于co2的原子晶体说法正确的是()a.co2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体b.在一定条件下,co2原子晶体转化为分子晶体是物理变化c.co2的原子晶体和co2的分子晶体具有相同的物理性质d.在co2的原子晶体中,每个c原子周围结合4个o,每个o与2个c相结合解析:同素异形体的研究对象是单质;co2的晶体类型的转变已生成了新物质,故为化学变化;co2的不同晶体具有不同的物理性质;co2晶体类似于sio2晶体,属原子晶体,每个c结合4个o,每个o结合2个c。答案:d6.(2014浙江理综)如表所示的五种元素中,w、x、y、z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是()xywzta.x、y、z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高b.由x、y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键c.物质wy2、w3x4、wz4均有熔点高、硬度大的特性d.t元素的单质具有半导体的特性,t与z元素可形成化合物tz4解析:由于w、x、y、z为短周期元素,结合题表不难看出x、y位于第2周期,w、z位于第3周期,t位于第4周期。设w最外层电子数为x,则x、y、z最外层分别有x+1、x+2、x+3个电子,由题意知x+x+1+x+2+x+3=22,解得x=4。结合所在周期即可判断w、x、y、z、t依次为si、n、o、cl、ge。a项,x、y、z对应的最低价氢化物依次为nh3、h2o、hcl,只有hcl不存在氢键,故hcl沸点最低,错误;b项,x、y和氢形成的化合物nh4no3中含有离子键,故b错误;c项,wy2、w3x4、wz4对应物质分别为sio2、si3n4、sicl4,其中sicl4为分子晶体,其熔点低、硬度小,c错误。答案:d7.(2014海南化学)碳元素的单质有多种形式,下图依次是c60、石墨和金刚石的结构图:回答下列问题:(1)金刚石、石墨、c60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为、。(3)c60属于晶体,石墨属于晶体。(4)石墨晶体中,层内cc键的键长为142 pm,而金刚石中cc键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在cc间的共价键,而石墨层内的cc间不仅存在共价键,还有键。(5)金刚石晶胞含有个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率(不要求计算结果)。解析:(1)金刚石、石墨、c60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们的组成相同,结构不同、性质不同,互称为同素异形体;(2)金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键(即c原子采取sp3杂化方式),构成正四面体,石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以键结合,形成正六角形的平面层状结构;(3)c60中构成微粒是分子,所以属于分子晶体;石墨的层内原子间以共价键结合,层与层之间以分子间作用力结合,所以石墨属于混合晶体;(4)在金刚石中只存在cc之间的键;石墨层内的cc之间不仅存在键,还存在键;(5)由金刚石的晶胞结构可知,晶胞内部有4个c原子,面心上有6个c原子,顶点有8个c原子,所以金刚石晶胞中c原子数目为4+6+8=8;若c原子半径为r,金刚石的边长为a,根据硬球接触模型,则正方体对角线长度的就是cc键的键长,即a=2r,所以r=a,碳原子在晶胞中的空间占有率=。答案:(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)分子混合(4)(或大或p-p)(5)88.硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:(1)基态si原子中,电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为、电子数为。(2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献个原子。(4)单质硅可通过甲硅烷(sih4)分解反应来制备。工业上采用mg2si和nh4cl在液氨介质中反应制得sih4,该反应的化学方程式为。(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:化学键ccchcosisi