高中化学 3-2分子晶体与原子晶体达标作业 新人教版选修3

【成才之路】-学年高中化学3-2分子晶体与原子晶体达标作业新人教版选修3一、选择题1．(双选)下列式子中，能真实表示分子组成的是()A．H2SO4 B．NH3C．SiO2 D．C答案：AB点拨：H2SO4是分子晶体，所以H2SO4可表示硫酸分子的组成；NH3为分子晶体，故NH3可表示氨气分子的组成；SiO2是原子晶体，SiO2只能表示晶体中Si原子与O原子的个数比为12；C既可表示金刚石，又可表示石墨等碳单质。2．有关晶体的下列说法中，正确的是()A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B．原子晶体中共价键越强，熔点越高C．冰熔化时水分子中共价键发生断裂D．原子晶体中只存在极性共价键，不可能存在其他类型的化学键答案：B点拨：A中，分子的稳定性与分子内共价键的强弱有关，与分子间作用力无关；C中，冰熔化时只破坏部分氢键；D中，某些原子晶体(如SiO2)中含有极性共价键，而某些原子晶体(如金刚石、晶体硅)中只含有非极性共价键。3．下列有关分子晶体的说法中正确的是()A．分子内均存在共价键B．分子间一定存在范德华力C．分子间一定存在氢键D．其结构一定为分子密堆积答案：B点拨：稀有气体元素组成的晶体中，不存在由多个原子组成的分子，而是原子间通过范德华力结合成晶体，所以不存在任何化学键，故A项错误。分子间作用力包括范德华力和氢键，范德华力存在于所有的分子晶体中，而氢键只存在于含有与电负性较强的N、O、F原子结合的氢原子的分子间或者分子内，所以B项正确，C项错误。只有只存在范德华力的分子晶体才采取分子密堆积的方式，所以D选项也是错误的。4．干冰气化时，下列所述内容发生变化的是()A．分子内共价键 B．分子间作用力C．分子的性质 D．分子间的氢键答案：B点拨：干冰是CO2的分子晶体，微粒间是分子间作用力，但不存在氢键，气化是破坏分子间作用力，分子性质不发生变化。5．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()①SiO2和SO3②晶体硼和HCl③CO2和SO2④晶体硅和金刚石⑤晶体氖和晶体氮⑥硫黄和碘A．①②③ B．④⑤⑥C．③④⑥ D．①③⑤答案：C点拨：属于分子晶体的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫黄和碘。属于原子晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅和金刚石。但晶体氖是由稀有气体分子组成，稀有气体为单原子分子，分子间不存在化学键。解题时应注意化学键类型的判断。6．下列关于氢键的说法中，正确的是()A．氢键比范德华力强，所以它属于化学键B．因为液态水中存在氢键，所以水比硫化氢稳定C．氨溶于水后氨分子与水分子之间形成氢键D．邻羟基苯甲醛的熔点比对羟基苯甲醛的熔点高答案：C点拨：A中，氢键虽然比范德华力强，但不是化学键；B中，物质稳定性与分子内共价键的强弱有关；D中，由于邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛易形成分子间氢键，故应该是对羟基苯甲醛的熔点高。7．下列有关物质的熔点高低顺序不正确的是()A．HF>HCl，HCl<HBrB．CF4<CCl4<CBr4C．I2>SiO2D．H2O>H2S，SO2<SeO2答案：C点拨：HCl、HBr；CF4、CCl4、CBr4；SO2、SeO2；它们均为分子晶体，且各组组成和结构都相似。范德华力随相对分子质量增大而变大，熔点越高。HF、H2O分子中存在氢键，所以熔点出现“反常”现象。C中，I2是分子晶体，SiO2是原子晶体，熔点自然是后者高。8．根据下列性质判断，属于原子晶体的物质是()A．熔点2700℃B．无色晶体，熔点3550℃C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800℃D．熔点－56.6℃答案：B点拨：本题考查的是各类晶体的物理性质特征。A项中延展性好，不是原子晶体的特征，因为原子晶体中原子与原子之间以共价键结合，而共价键有一定的方向性，使原子晶体的质硬而脆，A项不正确，B项符合原子晶体的特征，C项应该是离子晶体，D项符合分子晶体的特征，所以应该选择B项。9．碘的熔、沸点低，其原因是()A．碘的非金属性较弱B．I—I键的键能较小C．碘晶体属于分子晶体D．I—I共价键的键长较长答案：C点拨：分子晶体的熔、沸点低，是因为分子晶体内部的分子间作用力小。10．我国的激光技术在世界上处于领先地位，据报道，有科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称，这种化合物可能比金刚石更坚硬。其原因可能是()A．碳、氮原子构成平面结构的晶体B．碳氮键比金刚石中的碳碳键更短C．氮原子电子数比碳原子电子数多D．碳、氮的单质的化学性质均不活泼答案：B点拨：由“这种化合物可能比金刚石更坚硬”可知该晶体应该是一种原子晶体，原子晶体是一种空间网状结构而不是平面结构，所以A选项是错误的。由于氮原子的半径比碳原子的半径要小，所以二者所形成的共价键的键长要比碳碳键的键长短，所以该晶体的熔、沸点和硬度应该比金刚石更高，因此B选项是正确的。而原子的电子数和单质的活泼性一般不会影响到所形成的晶体的硬度等，所以C、D选项也是错误的。11．美国lawrencelivermore国家实验室(LLNL)的V·Lota·C·S·Yoo和H·Cynn成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的晶体，下列关于CO2的原子晶体的说法正确的是()A．CO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体B．在一定的条件下，转化为分子晶体是物理变化C．CO2的原子晶体和分子晶体具有相同的物理性质和化学性质D．在CO2的原子晶体中，每一个C原子周围结合4个O原子，每一个O原子跟两个碳原子结合答案：D点拨：A中，同分异构体是指分子式相同，结构不同的不同分子间的互称，而原子晶体的CO2不存在分子。因为CO2的原子晶体和分子晶体结构不同，则其物理性质和化学性质都有很大差异；当CO2的原子晶体转化为分子晶体时，必须破坏晶体中的共价键，所以应是化学变化。B、C均错误。D中，结合SiO2晶体的结构，可判断D项正确。12．二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如下图所示。下列关于二氧化硅晶体的说法中不正确的是()A．1molSiO2晶体中含2molSi—O键B．晶体中Si、O原子个数比为12C．晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子稳定结构D．晶体中最小环上的原子数为12答案：A点拨：由二氧化硅晶体的空间结构图可以看出，1个硅原子与周围4个氧原子形成了4个Si—O键，其中有一半Si—O键(2个Si—O键)属于该硅原子，而1个氧原子能形成2个Si—O键，其中有一半Si—O键(1个Si—O键)属于该氧原子，1molSO2含有1mol硅原子和2mol氧原子，故1molSO2晶体中含有的Si—O键为4mol×eq\f(1,2)＋2×2mol×eq\f(1,2)＝4mol，故选项A错误；SiO2晶体中，硅原子与氧原子的个数比为12，选项B正确；通过上面的分析可知，在SiO2晶体中，硅原子与氧原子最外层都达到了8电子稳定结构，选项C正确；由结构图可以看出，晶体中最小环上的原子数为12，其中包括6个硅原子和6个氧原子，故选项D正确。二、非选择题13．据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60。已知：①N60分子中每个氮原子均以N—N键结合三个N原子而形成8电子稳定结构；②N—N键的键能为167kJ·mol－1。请回答下列问题：(1)N60分子组成的晶体为________晶体，其熔、沸点比N2________(填“高”或“低”)，原因是________________________。(2)1molN60分解成N2时吸收或放出的热量是________kJ(已知NN键的键能为942kJ·mol－1)，表明稳定性N60________(填“>”、“<”或“＝”)N2。(3)由(2)列举N60的用途(举一种)________________________。答案：(1)分子高N60、N2均形成分子晶体，且N60的相对分子质量大，分子间作用力大，故熔、沸点高(2)13230<(3)N60可作高能炸药点拨：(1)N60、N2形成的晶体均为分子晶体，因Mr(N60)>Mr(N2)，故N60晶体中分子的范德华力比N2晶体大，N60晶体的熔、沸点比N2晶体高。(2)因每个氮原子形成三个N—N键，每个N—N键被2个N原子共用，故1molN60中存在N—N键：1mol×60×3×eq\f(1,2)＝90mol。发生的反应为N60=30N2ΔH，故ΔH＝90×167kJ·mol－1－30×942kJ·mol－1＝－13230kJ·mol－1<0，为放热反应，表明稳定性N2>N60。(3)由于反应放出大量的热同时生成大量气体，因此N60可用作高能炸药。14．(1)干冰的外观和冰相似，是由二氧化碳气体压缩成液态后再急剧膨胀而制得。右图为干冰晶体结构示意图。通过观察分析，可知每个二氧化碳分子周围与之相邻且等距离的二氧化碳分子有________个。在一定温度下，已测得干冰晶胞(即图示)的边长a＝5.72×10－8cm，则该温度下干冰的密度为____________g·cm－3(2)在标准状况下，CO2密度为________，据此能否计算出气态二氧化碳分子间的距离？________(填“能”或“不能”)。若能够进行计算，其值为__________________________(写出相应的数学表达式)。(3)试说明气态二氧化碳在标准状况下的分子间距离大约是其固态时的________倍。答案：(1)121.56(2)1.96g/L能eq\r(3,\f(22.4×103cm3,6.02×1023))＝3.34×10－7cm(3)8点拨：(1)ρ＝eq\f(4MCO2,NA·a3)＝eq\f(4×44,6.02×1023×5.72×10－83)＝1.56。(2)ρ＝eq\f(44g·mol－1,22.4L·mol－1)＝1.96g/L。L＝eq\r(3,\f(22.4×103cm3,6.02×1023))＝3.34×10－7cm。(3)eq\f(\r(2),2)a＝eq\f(\r(2),2)×5.72×10－8cm＝4.04×10－8cm，eq\f(3.34×10－7cm,4.04×10－8cm)＝8.3。15．D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大，它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线形。回答下列问题：(1)Y的最高价氧化物的化学式为________；(2)上述5种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是________，写出该元素的任意3种含氧酸的化学式：________________；(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为________；(4)D和X形成的化合物，其化学键类型属________，其晶体类型属________；(5)金属镁和E的单质在常温下反应得到的产物是________；此产物与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是________________________；(6)试比较D和X的最高价氧化物熔点的高低并说明理由：________________________。答案：(1)SO3(2)ClHClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写3种即可)(3)直线形(4)共价键原子晶体(5)Mg3N2Mg3N2＋8H2O=3Mg(OH)3↓＋2NH3·H2O[Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑](6)D的最高价氧化物是CO2，X的最高价氧化物是SiO2，前者比后者的熔点低。因为前者为分子晶体，由分子间作用力结合，而后者为原子晶体，由共价键结合；共价键强度大于分子间作用力点拨：常见氢化物的结构和性质，往往作为题目的突破口，所以应熟练掌握。如本题中的氢化物空间构型是推断元素的突破口，有时氢化物的沸点的特殊性也是某些题目的突破口。由于D、E、X、Y、Z原子序数依次增大，它们的最简氢化物分子的空间构型依次为正四面体、三角锥形、正四面体、角形、直线形。因此D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl五种元素。(1)Y的最高价氧化物为SO3。(2)Cl的最高价氧化物的水化物为HClO4，其酸性最强。另外Cl的含氧酸还有HClO、HClO2和HClO3。(3)D和Y分别为C和S，形成的化合物为CS2，是直线形分子。(4)D和X分别为C和Si，形成的化合物为SiC，碳化硅为原子晶体，其化学键类型都是共价键。(5)Mg在N2中燃烧生成Mg3N2，Mg3N2与H2O发生反应生成Mg(OH)2和NH3·H2O。(6)CO2为分子晶体，SiO2为原子晶体，因此CO2的熔点较低。混合键型晶体——石墨实验测定，石墨的熔点高达3850℃研究发现，石墨的晶体具有层状结构，每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键相结合，形成无限的六边形平面网状