2024年高中化学新教材同步讲义选择性必修第二册 第3章　阶段重点突破练(三)（含解析）

阶段重点突破练(三)一、分子晶体和共价晶体的结构分析及应用1．下列说法正确的是()A．分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键B．分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点高C．稀有气体形成的晶体属于分子晶体D．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体答案C解析分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键，如稀有气体分子形成的晶体，故A错误；分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低，故B错误；稀有气体为单原子分子，形成的晶体属于分子晶体，故C正确；CO2晶体是分子晶体，但SiO2晶体是共价晶体，故D错误。2．下列说法正确的是()A．干冰升华时破坏了共价键B．共价晶体中，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、沸点一定越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定答案B解析干冰升华时，为物理变化，只破坏分子间作用力，故A错误；共价晶体中，共价键决定熔点，则共价键越强，熔点越高，故B正确；分子晶体中，分子间作用力越大，分子晶体的熔、沸点一定越高，共价键键能越大，该物质越稳定，故C、D错误。3.如图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法正确的是()A．碘分子的排列有2种不同的取向B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是共价晶体D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力答案A解析每个晶胞中有4个碘分子，B项错误；碘晶体是分子晶体，C项错误；碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于分子之间，D项错误。4.砷(As)的化合物丰富多彩，砷的一种氧化物R的分子结构如图所示。GaAs是人工合成的新型材料，其晶体结构与金刚石相似。下列说法错误的是()A．砷(As)位于金属元素与非金属元素分界线附近，可作半导体材料B．图中砷的氧化物R的分子式为As6O4C．熔点：GaAs>砷的氧化物RD．溴化氢稳定性比砷化氢稳定性强答案B解析位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线附近的元素通常既具有金属性又具有非金属性，可作半导体材料，A正确；As能形成3个共价键，O能形成2个共价键，故图中砷的氧化物R的分子式为As4O6，B错误；GaAs的晶体结构与金刚石相似，是共价晶体，As4O6是分子晶体，故GaAs的熔点高于砷的氧化物R的熔点，C正确；砷和溴位于同一周期，溴的非金属性强于砷，故溴化氢的稳定性比砷化氢的稳定性强，D正确。5．某无机化合物的二聚分子结构如图，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构。下列关于该化合物的说法不正确的是()A．化学式是Al2Cl6B．不存在离子键和非极性共价键C．在固态时所形成的晶体是分子晶体D．在熔融状态下能导电答案D6．以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．18g冰中含氢键数目为4NAB．28g晶体硅中含有Si—Si数目为4NAC．88g干冰中含有0.5NA个晶胞结构单元D．12g石墨烯中含C—C数目为3NA答案C解析由图可知，每个水分子与4个水分子形成4个氢键，每个水分子形成的氢键数目为4×eq\f(1,2)＝2个，则18g冰中含氢键的物质的量为eq\f(18g,18g·mol－1)×2＝2mol，则18g冰中含氢键数目为2NA，故A错误；由图可知，晶体硅中每个硅原子与4个硅原子形成4个Si—Si，每个硅原子形成的Si—Si数目为4×eq\f(1,2)＝2个，则28g晶体硅中含Si—Si的物质的量为eq\f(28g,28g·mol－1)×2＝2mol，则28g晶体硅中含Si—Si的数目为2NA，故B错误；由晶胞结构可知，晶胞中含有二氧化碳的个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，则88g干冰中含有的晶胞结构单元的物质的量为eq\f(88g,44g·mol－1)×eq\f(1,4)＝0.5mol，则其数目为0.5NA故C正确；由图可知，石墨烯中每个碳原子与3个碳原子形成C—C，每个碳原子形成的C—C数目为3×eq\f(1,2)＝1.5个，则12g石墨烯中含C—C的物质的量为eq\f(12g,12g·mol－1)×1.5＝1.5mol，则其数目为1.5NA，故D错误。7．干冰晶胞结构如图所示，即8个CO2分子占据立方体的顶角，且在6个面的中心又各有1个CO2分子。在每个CO2分子周围距离eq\f(\r(2),2)a(其中a为立方体棱长)的CO2分子有()A．4个 B．8个C．12个 D．6个答案C解析根据题图，以顶角CO2分子为研究对象，在该CO2分子周围距离为eq\f(\r(2),2)a的CO2分子有12个，均处于面心位置，C正确。8．(2022·济南高二校考)下列关于共价晶体、分子晶体的叙述正确的是()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．基态原子的价层电子排布为(n－1)dxnsy的元素，族序数一定为x＋yC．HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的沸点高于HFD．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小环上有6个碳原子答案D解析在SiO2晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，A不正确；基态原子的价层电子排布为(n－1)dxnsy的元素，族序数不一定为x＋y，如铁、钴、镍均为第Ⅷ族元素，而它们的价层电子排布式分别为3d64s2、3d74s2、3d84s2，又如铜为第ⅠB族元素，其价层电子排布式为3d104s1，锌为第ⅡB族元素，其价层电子排布式为3d104s2，B不正确；虽然HCl的相对分子质量大于HF，但是由于HF分子之间可以形成氢键，所以HF的沸点高于HCl，C不正确。9．P元素有白磷、红磷、黑磷三种常见的单质。黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体，是一种比石墨烯更优秀的新型材料。白磷、红磷都是分子晶体，黑磷晶体具有与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是()A．黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp2杂化B．黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力C．黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上D．P元素三种常见的单质中，白磷的熔、沸点最高答案B解析由结构可知黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp3杂化，故A错误；黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力，故B正确；磷原子的杂化方式为sp3杂化，每一层的各原子不可能都在同一平面内，故C错误。二、分子晶体、共价晶体的性质分析及应用10．根据下列几种物质的熔、沸点数据判断，下列有关说法错误的是()物质AlCl3SiCl4单质B熔点/℃190－702300沸点/℃180.057.62500注：AlCl3熔点在2.02×105Pa条件下测定。A．SiCl4是分子晶体B．单质B是共价晶体C．AlCl3加热能升华D．单质B和AlCl3晶体类型相同答案D解析由表中数据可知，四氯化硅是熔、沸点较低的分子晶体，故A正确；单质B是熔、沸点很高的共价晶体，故B正确；氯化铝的沸点比熔点低，所以氯化铝加热能升华，故C正确；单质B是共价晶体，氯化铝是分子晶体，两者晶体类型不同，故D错误。11．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。下列叙述错误的是()A．X2Y晶体的熔点高于WX4晶体的熔点B．固态X2Y2是分子晶体C．ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的大D．Z、W是同一主族的元素，Z、W与元素Y形成的晶体都是共价晶体答案D解析X2Y晶体是冰，含氢键，熔点高于CH4，A正确；固态X2Y2是H2O2，构成微粒为分子，属于分子晶体，B正确；SiC的结构与金刚石相似，为共价晶体，C—Si强度大于Si—Si，SiC的硬度比晶体硅的大，C正确；CO2、CO是分子晶体，SiO2是共价晶体，D错误。12．北京工商大学苏发兵课题组最近合成CuO/ZnO纳米材料提高有机硅单体合成反应(Rochow—MüllerProcess)的选择性和产率。化学反应如下：下列有关叙述正确的是()A．甲分子是正四面体形非极性分子B．乙晶体是含非极性键的共价晶体C．催化剂中所含元素的第一电离能：Cu>Zn>OD．熔点：丙>甲>乙答案B解析甲分子中4个共价键不完全相同，呈四面体形，A错误；乙晶体是硅晶体，它是共价晶体，B正确；铜、锌基态原子价层电子排布分别为3d104s1、3d104s2，全充满结构比半充满结构更稳定，即锌的第一电离能大于铜，且三种元素中氧的第一电离能最大，C错误；共价晶体的熔点高于分子晶体，乙、丙、甲熔点依次降低，D错误。13．钛被称为继铁、铝之后的第三金属，制备金属钛的一种流程如下：回答下列问题：(1)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－37℃，沸点为136℃，可知TiCl4为____________晶体。(2)钙钛矿晶体的结构如图所示，钛离子位于立方晶胞的顶角，被________个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被________个氧离子包围。(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下：化合物甲中C原子的杂化方式为________；化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是_______________________________________________________________________________。答案(1)分子(2)612(3)sp2和sp3杂化化合物乙分子间形成氢键解析(3)化合物甲中甲基(—CH3)、亚甲基(—CH2—)中碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采取sp3杂化，酮羰基(C=O)碳原子含有3个σ键和1个π键，且不含孤电子对，所以采取sp2杂化，化合物乙因分子间存在氢键，分子间作用力大，则化合物乙的沸点比化合物甲高。14．(1)锗、砷、硒、溴的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为－49.5℃，沸点为83.1℃，则其晶体类型为________，中心原子的杂化轨道类型为__________________________________________。(2)在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，晶体结构如图所示。晶体中每个氮原子与另外三个氮原子结合形成三维骨架结构。氮原子的杂化轨道类型为________。这种高聚氮N—N的键能为160kJ·mol－1，而N2的键能为942kJ·mol－1，其可能潜在的应用是_________________。(3)白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图。已知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中含有的P原子的个数为________，该晶体的密度为________g·cm－3(用含NA、a的式子表示)。答案(1)Br>As>Se>Ge分子晶体sp3(2)sp3制炸药(或高能燃料)(3)16eq\f(496,a3NA)－1＝496g·mol－1,1个晶胞的体积是a3cm3，ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(496,a3NA)g·cm－3。15．有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数依次增大。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电离能I1(E)＜I1(T)＜I1(Q)，其中基态Q原子的2p轨道处于半充满状态，且QTeq\o\al(＋,2)与ET2具有相同的原子数和价电子数。X为周期表前四周期中电负性最小的元素，Z的原子序数为28。请回答下列问题(答题时如需表示具体元素，请用相应的元素符号)：(1)基态Z原子的核外电子排布式为_______________________________________________。(2)Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要原因是____________________、____________________________________________________________________________。(3)化合物甲由T、X两种元素组