2024-2025学年高中化学第三章晶体结构与性质2-1分子晶体课时作业含解析新人教版选修3

PAGEPAGE6分子晶体一、选择题(每小题4分，共48分)1．分子晶体中假如不是由于分子本身形态的影响，它的晶体将实行密积累结构，缘由是分子晶体中(A)A．分子间作用力无肯定的方向性B．占据晶格结点的微粒是原子C．化学键是共价键D．三者都是解析：范德华力不具有饱和性和方向性，所以分子晶体都实行尽可能密的积累结构，但是分子晶体的积累方式也受分子结构的影响。2．已知氯化铝易溶于苯和乙醚，其熔点为190℃，则下列说法不正确的是(C)A．氯化铝是电解质 B．固态氯化铝是分子晶体C．氯化铝是极性分子 D．氯化铝是非极性分子解析：由“相像相溶”规律可推知AlCl3为非极性分子，故C项错误。3．“神九”火箭运用的燃料是偏二甲肼(分子式为C2H8N2)，其结构可以看作是两个甲基和一个氨基替代了氨气分子中的三个氢原子，下列关于偏二甲肼的说法正确的是(C)A．由碳、氢、氧三种元素组成B．全部N、C原子都在同一平面上C．固态时属于分子晶体D．固态时有较高的硬度解析：由分子式可知此分子由碳、氢、氮三种元素组成，故A错；依据氨气分子的结构知偏二甲肼中N、C原子不都在同一平面上，故B错；由“分子式”可知此物质固体时为分子晶体，故固态时硬度较低，C对，D错。4．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是(A)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H—O键形成冰晶体D．冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大解析：B项，冰晶体属于分子晶体；C项，水分子间通过分子间作用力形成晶体；D项，冰熔化，氢键部分断裂，空隙减小。5．下列性质描述的是分子晶体的是(B)A．熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电B．熔点10.31℃，液态不导电，水溶液能导电C．难溶于CS2，熔点1128℃，沸点4446℃D．熔点97.81℃，质软，导电，密度为0.97g·cm－3解析：A项，熔点1070℃，与分子晶体的特点不符；B项，熔点为10.31℃，熔点低，液态不导电，符合分子晶体的特点，水溶液能导电是由于分子溶于水后电离出自由移动的离子；C项，熔点1128℃，沸点4446℃，与分子晶体的特点不符；D项，质软，导电，而分子晶体在固态或熔融状态时都不导电，故与分子晶体的特点不符。6．下列有关物质结构和性质的叙述正确的是(D)A．水是一种特别稳定的化合物，这是由于水中存在氢键B．水蒸气、水、冰中都含氢键C．分子晶体中，共价键键能越大，其熔、沸点越高D．分子晶体中肯定存在分子间作用力，可能有共价键解析：本题考查的是分子间作用力与氢键的存在。水是一种稳定的化合物，因为水分子内含有O—H共价键；水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在，不存在氢键；分子晶体的熔、沸点凹凸与分子间作用力的大小有关，与共价键的强弱无关；分子晶体中也有无共价键的，如稀有气体的晶体。故正确答案选D。7．下列物质中，属于分子晶体的是(A)①二氧化硅②碘③食盐④蔗糖⑤磷酸A．②④⑤ B．①②④C．②③④⑤ D．①②③⑤解析：②碘、④蔗糖、⑤磷酸都是由分子构成的分子晶体。8．下列化学式既能表示物质的组成，又能表示物质的一个分子的是(A)A．H3PO4 B．SiCC．SiO2 D．C解析：大部分酸都是分子晶体，A项，H3PO4为分子晶体，所以H3PO4既能表示磷酸的组成，又能表示一个H3PO4分子。9．下列有关冰和干冰的叙述不正确的是(A)A．干冰和冰都是由分子密积累形成的晶体B．冰是由氢键和范德华力形成的晶体，每个水分子四周有4个紧邻的水分子C．干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华D．干冰中只存在范德华力不存在氢键，一个分子四周有12个紧邻的分子解析：A项，干冰是由分子密积累形成的晶体，冰晶体中水分子间实行非紧密积累的方式，错误；B项，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，故每个水分子四周只有4个紧邻的水分子，正确；C项，干冰熔化只需克服范德华力，冰溶化须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，正确；D项，干冰晶体中CO2分子间作用力只是范德华力，分子实行紧密积累，一个分子四周有12个紧邻的分子，正确。10．下列分子晶体：①HCl、②HBr、③HI、④CO、⑤N2、⑥H2的熔点由高到低的依次是(C)A．①②③④⑤⑥ B．③②①⑤④⑥C．③②①④⑤⑥ D．⑥⑤④③②①解析：题给六种物质都属于分子晶体，而相对分子质量由大到小的依次是③>②>①>④＝⑤>⑥，CO和N2的相对分子质量相同，但CO是极性分子，N2是非极性分子，所以熔点前者大于后者，故正确依次为③②①④⑤⑥。11．AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是(B)A．①③ B．②⑤C．⑤⑥ D．③④⑤⑥解析：从各图中可以看出②⑤都不能再以化学键与其他原子结合，所以最有可能是分子晶体。12．有关晶体或分子的结构如图所示，下列说法不正确的是(D)A．在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数之比为1∶2D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE解析：B项，CaF2晶胞中，Ca2＋占据8个顶点和6个面心，故CaF2晶胞中所含Ca2＋的个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；C项，金刚石晶体中，每个C原子与4个C原子相连，而碳碳键为2个碳原子共用，C原子与C—C键的个数之比为1∶2；D项，由于该分子是气态团簇分子，其分子式应为E4F4或F4E4。二、非选择题(共52分)13．(12分)(1)如图为干冰的晶体结构示意图。通过视察分析，每个CO2分子四周紧邻等距的CO2分子有12个，有4种取向不同的CO2分子。将CO2分子视作质点，设晶胞边长为apm，则紧邻的两个CO2分子距离为eq\f(\r(2),2)apm。(2)在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是氢键，还有范德华力，由于该主要作用力与共价键一样具有方向性，故一个水分子四周只能有4个紧邻的水分子，这些水分子位于四面体的顶点方向。这种排列方式致使冰晶体中水分子的空间利用率较小(填“较大”或“较小”)，故冰的密度反而比4℃时水的密度要小(填“大”或“小”)。解析：视察和分析干冰和冰的晶体结构，可知在干冰晶体中，CO2分子排列为面心立方积累，顶点为一种取向，三对平行面分别为三种不同的取向。离顶点的CO2分子距离最近的是面心的CO2分子，前者的距离为面对角线的一半，即eq\f(\r(2),2)apm。以顶点为中心的三种不同取向的平面上各有4个面心分子，故每个CO2分子四周紧邻等距的CO2分子共有12个。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，使一个水分子四周只有4个紧邻的水分子，这一排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率较小，结构中有很多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上。14．(9分)德国和美国科学家首次制出了20个碳原子组成的空气笼状分子C20，该笼状结构是由多个正五边形构成的，请回答：(1)C20分子中共有12个正五边形，共有30条棱边。C20晶体属于分子晶体(填晶体类型)。(2)科学界拟合成一种“二重构造”的球形分子(C60Si60)，即把“足球形”的C60置于“足球形”的Si60内，并把硅原子与碳原子以共价键结合。关于C60Si60的说法不正确的是(C)A．是一种新型的化合物B．属于分子晶体C．是两种单质组成的混合物D．熔沸点比C60的高(3)固体C60与C20相比较，熔点较高的应为C60，理由是结构相像的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高。解析：设C20分子中有x个正五边形，x×5×eq\f(1,3)＝20，x＝12；C—C键数目为12×5×eq\f(1,2)＝30，即30条棱边。15．(10分)比较下列物质熔沸点的凹凸(填“>”或“<”)：(1)NH3>PH3；(2)N2<CO；(3)Ne<Ar；(4)CO2<H2O<S。16．(9分)已知AlCl3的熔点为190℃(2.202×105Pa时)，但它在180℃即起先升华。(1)氯化铝是共价化合物(填“离子化合物”或“共价化合物”)。(2)在500K和1.01×105Pa时，它的蒸气密度(换算为标准状况)为11.92g/L，试确定AlCl3在蒸气状态时的化学式为Al2Cl6，是分子晶体。(3)无水氯化铝在空气中猛烈“发烟”，其缘由是无水氯化铝在空气中与水发生水解反应产生HCl气体，HCl在空气中形成酸雾而“发烟”。解析：M(AlCl3)＝11.92g/L×22.4L/mol≈267g/mol,267÷(27＋35.5×3)＝2，所以化学式为Al2Cl6。其在500K时为气态，故其为分子晶体。“发烟”现象事实上是AlCl3水解生成的HCl在空气中形成酸雾而“发烟”。17．(12分)Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种，Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等，R与Q同族，Y和Z的离子与Ar原子的电子结构相同且Y的原子序数小于Z。(1)Q的最高价氧化物，其固态属于分子晶体，俗名叫干冰；(2)R的氢化物分子的空间构型是正四面体，属于非极性分子(