3.2.1 分子晶体-2022-2023学年高二化学课后培优分级练（人教版2019选择性必修2）（解析版）

第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体第1课时分子晶体培优第一阶——基础过关练1．下列关于分子晶体的说法不正确的是A．分子晶体中含有分子B．固态或熔融态时均能导电C．分子间以分子间作用力相结合D．熔、沸点一般比较低【答案】B【详解】A．分子晶体是由分子构成的，A正确；B．固态或熔融态时，分子晶体既不电离也没有自由移动的电子，均不能导电，B错误；C．分子间以分子间作用力相结合，C正确；D．分子晶体的熔、沸点一般比较低，D正确。故选：B。2．（2022·广东云浮·高二期末）下列物质中，属于含有非极性共价键的分子晶体的是A．Si B．HCl C．N2 D．NH4Cl【答案】C【详解】A．Si是原子间通过非极性共价键形成的空间网状结构，为共价晶体，A错误；B．HCl中含有的是极性共价键，B错误；C．N2分子内为非极性键，分子间为范德华力，所以N2为分子晶体，C正确；D．NH4Cl为离子化合物，形成离子晶体，D错误；故选C。3．（2022·陕西·西安市阎良区关山中学高二阶段练习）下列物质属于分子晶体的是①冰；②二氧化硅；③碘；④铜；⑤固态的氩A．仅①③ B．仅②③⑤ C．仅⑤ D．仅①③⑤【答案】D【分析】分子通过分子间作用力互相结合形成的晶体叫做分子晶体。【详解】①冰、③碘、⑤固态的氩都是分子通过分子间作用力结合而成的晶体，属于分子晶体；②二氧化硅是共价晶体；④铜是金属晶体，故选D；答案选D。4．（2022·天津市宁河区芦台第一中学高二阶段练习）下列叙述与范德华力无关的是A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固 B．白磷易自燃C．干冰易升华 D．S8的熔、沸点较低【答案】B【详解】A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固，克服了分子间的范德华力，A不符合题意；B．白磷易自燃，是其着火点较低，与范德华力无关，B符合题意；C．干冰易升华，是二氧化碳分子间的范德华力较弱，C不符合题意；D．S8是分子晶体，其熔、沸点较低，是由于其分子间的范德华力较弱，D不符合题意；故选B。5．（2022·北京市宣武外国语实验学校高二期中）下列有关冰和干冰的叙述不正确的是A．干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体B．冰中存在氢键，每个水分子周围有4个紧邻的水分子C．干冰比冰的熔点低，常压下易升华D．干冰中只存在范德华力不存在氢键【答案】A【详解】A．干冰有分子密堆积形成的晶体，冰晶体中水分子间采取非紧密堆积的方式，没有分子密堆积形成的晶体，A错误；B．冰晶体中水分子间除了范德华力之外还存在氢键，由于氢键具有方向性，故每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，B正确；C．干冰熔化只需克服范德华力，冰熔化需要克服范德华力和氢键，由于氢键作用力比范德华力大，所以干冰比冰的熔点低得多，而且常压下易升华，C正确；D．干冰晶体中CO2分子间作用力只是范德华力，不存在氢键也不能形成氢键，D正确；故答案为：A。6．（2022·河北·高二阶段练习）类比是中学学习化学常用的一种方法，下列说法正确的是A．硫酸铜和乙酸均可以形成晶体，因此它们的晶体均有自范性B．C与Si是同一主族元素，CO2是分子晶体，推测SiO2也是分子晶体C．F与Br是同一主族元素，HF是弱酸，推测HBr也是弱酸D．H2S和H2O均是分子晶体，因此在H2S和H2O晶体中，每个分子周围紧邻的分子数均是12【答案】A【详解】A．晶体的自范性是指能自发地呈现多面体外形的性质，硫酸铜和乙酸均可以形成晶体，均有自范性，故A正确；B．二氧化硅是由硅原子和氧原子按照个数比1：2通过共价键形成的空间网状晶体，属于原子晶体，干冰是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，所以二者晶体类型不同，故B错误；C．HF、HCl、HBr、HI中键长不断增大，键能不断减小，所以键的稳定性减弱，易断裂，即在水中易电离，酸性逐渐增大，HBr是强酸，故C错误；D．H2O分子之间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，每个水分子周围紧邻的分子数为4，故D错误；故选：A。7．（2022·浙江温州·高二期末）以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．18g冰(如图1)中含氢键数目为4NAB．88g干冰(如图2)中含有0.5NA个晶胞结构单元C．25℃，1LpH=4的0.1mol∙L−1K2Cr2O7溶液中Cr2O离子数为0.1NAD．100mL0.1mol∙L−1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA【答案】B【详解】A．冰中1个水分子与周围4个水分子以氢键结合形成四面体结构，因此1mol冰有2mol氢键，18g冰中含氢键数目为2NA，故A错误；B．1个干冰晶胞中含有个干冰，88g干冰(物质的量为2mol)(如图2)中含有0.5NA个晶胞结构单元，故B正确；C．25℃，1LpH=4的0.1mol∙L−1K2Cr2O7溶液中K2Cr2O7物质的量为0.1mol，由于2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，因此Cr2O离子数小于0.1NA，故C错误；D．100mL0.1mol∙L−1的NaOH水溶液中NaOH物质的量为0.01mol，溶液中水含有氧原子，因此溶液中含有氧原子数大于0.01NA，故D错误。综上所述，答案为B。8．（2022·辽宁·朝阳市第二高级中学高二阶段练习）下列关于CH4和CO2的说法错误的是A．固态时两者均属于分子晶体B．CH4分子中含有极性共价键是非极性分子C．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和spD．因为碳氢键键能小于碳氧双键，所以CH4的熔点低于CO2【答案】D【详解】A．甲烷、二氧化碳均为分子构成的物质，固态时两者均属于分子晶体，A正确；B．CH4分子中含有极性共价键，但是分子正负电荷中性重合，是非极性分子，B正确；C．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp，C正确；D．两者均属于分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点越高，D错误；故选D。9．（2022·广东广州·高二期末）我国力争于2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一。下列关于和说法正确的是A．固态属于共价晶体B．键角大于键角C．分子中含有极性共价键，是极性分子D．干冰中每个分子周围紧邻12个分子【答案】D【详解】A．从图中看出晶体由二氧化碳分子构成，固态属于分子晶体，故A错误；B．甲烷是正四面体构型，键角为109.5°，二氧化碳为直线形分子，键角为180°，键角小于键角，故B错误；C．分子中含有极性共价键，但分子为正四面体，结构对称，是非极性分子，故C错误；D．干冰为面心立方堆积，干冰中每个分子周围紧邻12个分子，故D正确；故选D。10．（2022·新疆·乌市八中高二期末）下列说法正确的是A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键B．水加热到很高的温度都难以分解，与氢键有关C．晶体是分子晶体，分子间通过共价键结合D．HF、的沸点随着相对分子质量的增大依次升高【答案】A【详解】A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键，如稀有气体形成的晶体为分子晶体，晶体中存在分子间作用力，不存在共价键，故A正确；B．氧元素的非金属性强，氢化物水的稳定性强，所以水加热到很高的温度都难以分解，水分子间存在氢键会导致沸点升高，与稳定性无关，故B错误；C．二氧化碳是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，故C错误；D．氟化氢、氯化氢、溴化氢、碘化氢都是结构相似的分子晶体，氟化氢能形成分子间氢键，氯化氢、溴化氢、碘化氢不能形成分子间氢键，所以氟化氢的分子间作用力最大，沸点最高，故D错误；故选A。培优第二阶——拓展培优练11．（2022·广东广州·高二期末）碘的晶胞结构示意图如图，下列说法正确的是A．碘晶体熔化时需克服共价键 B．1个碘晶胞中含有4个碘分子C．晶体中碘分子的排列有3种不同取向 D．碘晶体中每个I2周围等距且紧邻的I2有6个【答案】B【详解】A．碘晶体为分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，故A错误；B．1个碘晶胞中8个碘分子位于顶点，6个位于面心，则含有8×+6×=4个碘分子，故B正确；C．由图可知，晶体中碘分子的排列有2种不同取向，故C错误；D．碘晶体中每个I2周围等距且紧邻的I2位于面心，有12个，故D错误；故选B。12．（2021·辽宁沈阳·高二期中）下列有关分子晶体的说法正确的有①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征②冰融化时，分子中H-O键发生断裂③分子晶体在水溶液中均能导电④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高⑤分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的沸点一定越高⑥所有的非金属氢化物都是分子晶体⑦所有分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键A．1项 B．2项 C．3项 D．4项【答案】B【解析】①分子晶体的构成微粒是分子，只含有分子间作用力的分子晶体具有分子密堆积的特征，而含有氢键的分子晶体不是密堆积，故①错误；②冰是分子晶体，熔化时只克服氢键和分子间作用力，不破坏化学键，水分子中H—O键没有断裂，故②错误；③分子晶体在水溶液中能电离的电解质，水溶液能导电，如硫酸，而在水溶液中不能电离的非电解质，水溶液不能导电，如蔗糖，故③错误；④分子晶体的熔点与分子间作用力的大小有关，通常分子间作用力越大，分子的熔、沸点越高，故④正确；⑤分子晶体熔化时，只破坏分子间作用力，不破坏分子内共价键，分子晶体的熔点高低与分子间作用力有关，与分子内共价键键能大小无关，故⑤错误；⑥所有的非金属氢化物都是由分子构成的分子晶体，故⑥正确；⑦并非所有的分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键，如稀有气体是单原子分子，分子中不存在化学键，故⑦错误；只有④⑥两项正确，故选B。13．（2022·山东滨州·高二期中）甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是A．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子B．晶体中1个CH4分子周围有8个紧邻的CH4分子C．甲烷晶体熔化时需克服共价键D．1个CH4晶胞中含有4个CH4分子【答案】D【详解】A．甲烷晶体为分子晶体，晶胞中的每个球都代表1个CH4分子，A不正确；B．晶体中1个CH4分子周围有紧邻的CH4分子数为，B不正确；C．甲烷晶体为分子晶体，熔化时只需克服分子间的作用力，不需要破坏分子内的共价键，C不正确；D．1个CH4晶胞中含有CH4分子的数目为，D正确；故选D。14．（2022·福建省德化第一中学高二阶段练习）H3BO3为白色晶体，与足量的NaOH反应生成NaH2BO3，H3BO3的结构如图所示。下列说法错误的是A．H3BO3中形成的键长：H-O＜B-OB．根据H3BO3结构可知，H3BO3易溶于水C．白色晶体H3BO3属于分子晶体D．H3BO3中B为+3价，属于三元弱酸【答案】D【详解】A．H-O与B-O属于共价键，键长为两个原子核间距，半径越大，键长越长，即键长：H-O＜B-O，A正确；B．根据H3BO3结构可知，分子中含H-O，与水分子可形成氢键，H3BO3易溶于水，B正确；C．H3BO3属于酸，固态时形成分子晶体，C正确；D．H3BO3为B的最高价含氧酸，B的非金属性弱于C，所以H3BO3的酸性弱于H2CO3，H3BO3属于弱酸，根据题意可知H3BO3与足量的NaOH反应生成NaH2BO3，说明H3BO3为一元酸，即H3BO3为一元弱酸，D错误；故选D。15．（2022·广东·清远市博爱学校高二阶段练习）三聚氰胺的分子结构如图所示，下列有关说法中正确的是A．分子中N原子均是杂化B．该分子能与分子形成分子间氢键C．分子中所有原子均位于同一平面上D．形成的晶体熔点较高【答案】B【详解】A．分子中，-NH2上的N原子形成3个σ键，含有1个孤电子对，采用sp3杂化，故A错误；B．三聚氰胺分子中含有H-N，能与分子形成分子间氢键，故B正确；C．三聚氰胺分子中，-NH2中的N和相邻的三个原子构成三角锥形，因此分子中所有原子不可能位于同一平面上，故C错误；D．三聚氰胺为分子晶体，熔点较低，故D错误；答案选B。16．（2022·福建福州·高二期中）科学家们合成了具有半导体特性的环状C18分子，其合成方法的示意图如图：下列说法不正确的是A．键长：C≡C＜C—C B．键能：C—O>C—CC．C22O4为非极性分子 D．C18晶体为分子晶体【答案】C【详解】A．碳碳双键的键长比碳碳单键的键长小，但比碳碳单键键长的大，故A正确；B．氧元素的电负性大于碳元素，所以碳氧键的键能大于碳碳键，故B正确；C．由结构简式可知，C22O4为结构不对称的极性分子，故C错误；D．由结构简式可知，C18晶体为由分子形成的分子晶体，故D正确；故选C。17．（2022·四川省广元市八二一中学高二期中）如图，C60是由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。科研人员用电子计算机模拟出类似C60的新物质N60，下列有关N60的叙述正确的是A．分子中含有σ键和π键 B．属于原子晶体C．分子是非极性分子 D．的熔点比的低【答案】C【详解】A．由于N原子最外层上有5个电子，其中3个成单电子，能够形成3个共价键，C60中每个C与周围的3个C形成共价键，即N60中也是每个N与周围的3个N形成共价键，则N60分子中没有双键，不含有π键，A错误；B．N60是由分子构成的晶体，属于分子晶体，B错误；C．N60分子是由非极性键（N-N）构成的，为非极性分子，C正确；D．分子晶体相对分子质量大，范德华力大，熔点高，所以N60的熔点比C60的高，D错误；故答案为：C。18．分子晶体的种类(1)_______；(2)_______；(3)_______；(4)_______；(5)_______；【答案】(1)所有非金属氢化物：如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等(2)部分非金属单质：如卤素、氧气、硫、氮气、白磷等(3)部分非金属氧化物：如CO2、P4O6、P4O10、SO2等(4)几乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等(5)绝大多数有机物：如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等19．二茂铁[Fe(C5H5)2]是一种有机金属化合物，熔点172℃，沸点249℃，易升华，难溶于水易溶于有机溶剂。二茂铁属于______晶体；测定表明二茂铁中所有氢原子的化学环境都相同，则二茂铁的结构应为图中的______(选填“a”或“b”)【答案】分子b【解析】【详解】二茂铁的熔沸点较低，属于分子晶体。因为其所有H原子化学环境相同，则不含有碳碳双键，而是一个类似苯环的大π键，故答案选b。20．(1)如图为干冰的晶胞结构示意图。通过观察分析，每个CO2分子周围紧邻且等距离的CO2分子有__个，有__种取向不同的CO2分子。(2)在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是__，还有__，由于该主要作用力与共价键一样具有__性，故1个水分子周围只有__个紧邻的水分子，这些水分子位于__的顶角。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率__(填“较高”或“较低”)，故冰的密度比液态水的密度要__(填“大”或“小”)。【答案】

12

4

氢键

范德华力

方向

4

四面体

较低

小【详解】(1)观察并分析干冰的晶胞结构可知，每个CO2分子周围紧邻且等距离的CO2分子有12个；在干冰晶胞中，位于顶角的分子为一种取向，位于三对平行面的分于分别为三种不同取向，所以有4种取向不同的CO2分子。(2)在冰晶体中，水分子间的主要作用力是氢键，氢键具有方向性，还有范德华力，1个水分子周围只有4个紧邻的水分子，水分子位于四面体的顶角，使冰晶体中水分子的空间利用率较低，分子的间距较大，结构中