【創(chuàng)新方案】2014-2015人教版化學(xué)選修三第1-3章課下30分鐘演練3.2 分子晶體與原子晶體

PAGEPAGE4【創(chuàng)新方案】2014-2015高中化學(xué)3.2分子晶體與原子晶體課下30分鐘演練新人教版選修3一、選擇題(本題包括7小題，每小題3分，共21分)1．[雙選題]下列分子晶體，關(guān)于熔沸點(diǎn)高低的比較中，正確的是()A．Cl2＞I2B．SiCl4＞CCl4C．NH3＞PH3D．C(CH3)4＞CH3CH2CH2CH2CH3解析：A、B項(xiàng)屬于無(wú)氫鍵存在、分子結(jié)構(gòu)相似的情況，相對(duì)分子質(zhì)量大的熔沸點(diǎn)高，A錯(cuò)誤，B正確；C選項(xiàng)屬于分子結(jié)構(gòu)相似的情況，但存在氫鍵的熔沸點(diǎn)高，正確；D項(xiàng)屬于相對(duì)分子質(zhì)量相同，但分子結(jié)構(gòu)不同的情況，支鏈多的熔沸點(diǎn)低。答案：BC2．下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類(lèi)型相同，晶體類(lèi)型也相同的是()①SiO2和SO3②晶體硼和HCl③CO2和SO2④晶體硅和金剛石⑤晶體氖和晶體氮⑥硫黃和碘A．①②③ B．④⑤⑥C．③④⑥ D．①③⑤解析：屬于分子晶體的有SO3、HCl、CO2、SO2、晶體氖、晶體氮、硫黃和碘。屬于原子晶體的有SiO2、晶體硼、晶體硅和金剛石。但晶體氖是由稀有氣體分子構(gòu)成，稀有氣體為單原子分子，分子內(nèi)不存在化學(xué)鍵。答案：C3．下圖為冰的一種骨架形式，依此為單位向空間延伸，請(qǐng)問(wèn)該冰中的每個(gè)水分子有幾個(gè)氫鍵()A．2 B．4C．8 D．12解析：每個(gè)水分子與四個(gè)方向的其他4個(gè)水分子形成氫鍵，因此每個(gè)水分子具有的氫鍵個(gè)數(shù)為4×1/2＝2。答案：A4．在下列三種晶體：①金剛石，②晶體硅，③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是()A．①③② B．②③①C．③①② D．②①③解析：三種晶體都是原子晶體，由于碳的原子半徑小于硅的原子半徑，因此，共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)：C—C鍵＜C—Si鍵＜Si—Si鍵，而共價(jià)的鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，所以題中三種物質(zhì)的熔點(diǎn)從高到低的順序是金剛石＞碳化硅＞晶體硅。答案：A5．(2010·全國(guó)高考)下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()A．存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個(gè)頂點(diǎn)B．最小的環(huán)上，有3個(gè)Si原子和3個(gè)O原子C．最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為1∶2D．最小的環(huán)上，有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子解析：二氧化硅是原子晶體，為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，存在硅氧四面體結(jié)構(gòu)，硅處于中心，氧處于4個(gè)頂點(diǎn)，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；在SiO2晶體中，每6個(gè)Si和6個(gè)O形成一個(gè)12元環(huán)(最小環(huán))，所以D對(duì)，B、C都錯(cuò)誤。答案：D6．氮化硅是一種新合成的結(jié)構(gòu)材料，它是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)。下列各組物質(zhì)熔化時(shí)，所克服的粒子間作用力與氮化硅熔化所克服的粒子間作用力都相同的是()A．硝石和金剛石 B．晶體硅和水晶C．冰和干冰 D．萘和蒽解析：由于氮化硅是一種新合成的結(jié)構(gòu)材料，它是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)，從而可知其晶體類(lèi)型屬于原子晶體，因而與晶體硅和水晶屬于同種類(lèi)型的晶體，所以熔化時(shí)所克服的作用力相同。A選項(xiàng)中硝石不屬于原子晶體，C、D選項(xiàng)中都是分子晶體，因而熔化時(shí)克服的粒子間作用力與氮化硅的不同。答案：B7．[雙選題]美國(guó)某國(guó)家實(shí)驗(yàn)室成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類(lèi)似SiO2結(jié)構(gòu)的原子晶體。下列關(guān)于CO2的原子晶體的說(shuō)法正確的是()A．在一定條件下，CO2的原子晶體轉(zhuǎn)化為分子晶體是物理變化B．CO2的原子晶體和CO2的分子晶體具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)C．在CO2的原子晶體中，每個(gè)C原子周?chē)Y(jié)合4個(gè)O原子，每個(gè)O原子跟2個(gè)C原子相結(jié)合D．CO2的原子晶體的硬度很大，熔沸點(diǎn)比干冰高的多解析：反應(yīng)過(guò)程為O===C===O→有鍵斷裂和重排過(guò)程，屬于化學(xué)變化，晶體類(lèi)型也隨之改變。二者的化學(xué)性質(zhì)相同，但物理性質(zhì)不同，CO2的原子晶體類(lèi)似于SiO2，即每個(gè)C原子周?chē)Y(jié)合4個(gè)O原子，每個(gè)O原子周?chē)Y(jié)合2個(gè)C原子。由于是原子晶體，因此硬度大，熔、沸點(diǎn)高。答案：CD二、非選擇題(本題包括4小題，共39分)8．(9分)(1)比較下列化合物熔沸點(diǎn)的高低(填“＞”或“＜”)。①CO2________SO2②NH3________PH3③O3________O2④Ne________Ar⑤CH3CH2OH________CH3OH⑥CO________N2(2)已知AlCl3的熔點(diǎn)為190℃(2.202×105Pa)，但它在180℃即開(kāi)始升華。請(qǐng)回答：①AlCl3固體是________晶體。②設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的實(shí)驗(yàn)，判斷氯化鋁是離子化合物還是共價(jià)化合物。你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)各組物質(zhì)均為分子晶體，根據(jù)分子晶體熔沸點(diǎn)的判斷規(guī)律，分子間作用力越大，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子極性越大，則晶體的熔沸點(diǎn)越高，較容易比較六組物質(zhì)熔沸點(diǎn)的高低。(2)由AlCl3的熔點(diǎn)低以及在180℃時(shí)開(kāi)始升華判斷AlCl3晶體為分子晶體。若驗(yàn)證一種化合物是共價(jià)化合物還是離子化合物，可測(cè)其熔融狀態(tài)下是否導(dǎo)電，若不導(dǎo)電是共價(jià)化合物，導(dǎo)電則是離子化合物。答案：(1)①＜②＞③＞④＜⑤＞⑥＞(2)①分子②在熔融狀態(tài)下，試驗(yàn)其是否導(dǎo)電，若不導(dǎo)電是共價(jià)化合物9．(10分)硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，硅及其化合物的用途非常廣泛。根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答硅及其化合物的相關(guān)問(wèn)題。(1)基態(tài)硅原子的核外電子排布式為_(kāi)_______________。(2)晶體硅的微觀結(jié)構(gòu)與金剛石相似，晶體硅中Si—Si鍵之間的夾角大小約為_(kāi)______。(3)請(qǐng)?jiān)谙驴驁D中補(bǔ)充完成SiO2晶體的結(jié)構(gòu)示意圖(部分原子已畫(huà)出)，并進(jìn)行必要的標(biāo)注。(4)下表列有三種物質(zhì)(晶體)的熔點(diǎn)：物質(zhì)SiO2SiCl4SiF4熔點(diǎn)/℃1710－70.4－90.2簡(jiǎn)要解釋熔點(diǎn)產(chǎn)生差異的原因：①SiO2和SiCl4：________________；②SiCl4和SiF4：________________。解析：(2)晶體硅以一個(gè)硅原子為中心，與另外4個(gè)硅原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，所以Si—Si鍵之間的夾角大小約為109°28′。(3)圖中給出的是硅晶體的結(jié)構(gòu)，SiO2晶體相當(dāng)于在硅晶體結(jié)構(gòu)中的每個(gè)Si—Si鍵中“插入”一個(gè)氧原子，所以只要在上述每?jī)蓚€(gè)硅原子之間“畫(huà)”一個(gè)半徑比硅原子小的原子，再用實(shí)線連起來(lái)即可。(4)晶體類(lèi)型不同，其熔點(diǎn)具有很大的差別，一般原子晶體的熔點(diǎn)高，而分子晶體的熔點(diǎn)低。答案：(1)1s22s22p63s23p2(2)109°28′(3)如圖所示(4)①SiO2是原子晶體，微粒間作用力為共價(jià)鍵。SiCl4是分子晶體，微粒間作用力為范德華力，故SiO2熔點(diǎn)高于SiCl4②SiCl4和SiF4均為分子晶體，微粒間作用力為范德華力，結(jié)構(gòu)相似時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，故SiCl4熔點(diǎn)高于SiF410．(10分)(1)水分子的立體結(jié)構(gòu)是________，水分子能與很多金屬離子形成配合物，其原因是在氧原子上有________。(2)冰晶胞中水分子的空間排列方式(其晶胞結(jié)構(gòu)如圖，其中空心球所示原子位于立方體的頂點(diǎn)或面心，實(shí)心球所示原子位于立方體內(nèi))與金剛石晶胞類(lèi)似。每個(gè)冰晶胞平均占有________個(gè)水分子。冰晶胞與金剛石晶胞中粒子排列方式相同的原因是_________________________________________________________________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得冰中氫鍵的作用力為18.5kJ·mol－1，而冰的熔化熱為5.0kJ·mol－1，這說(shuō)明________________________________________________________________________。解析：(1)掌握配位鍵的形成條件，即孤電子對(duì)和空軌道，氧原子上有孤電子對(duì)；(2)應(yīng)用均攤法，此處的水分子相當(dāng)于金剛石中的碳原子，進(jìn)行類(lèi)比，每個(gè)冰晶胞平均占有的水分子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8個(gè)；(3)氫鍵沒(méi)有被全部破壞，說(shuō)明液態(tài)水中同樣存在氫鍵。答案：(1)V形(或角形)孤電子對(duì)(2)8碳原子與氧原子都為sp3雜化，且氫鍵和共價(jià)鍵都具有方向性和飽和性(每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子形成氫鍵)(3)冰融化為液態(tài)水時(shí)只是破壞了一部分氫鍵，說(shuō)明液態(tài)水中仍存在氫鍵11．(10分)有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E＜Q＜T＜X＜Z。E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級(jí)，且I1(E)＜I1(T)＜I1(Q)，其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，且與ET2互為等電子體。X為周期表前四周期中電負(fù)性最小的元素，Z的原子序數(shù)為28。請(qǐng)回答下列問(wèn)題(答題時(shí)如需表示具體元素，請(qǐng)用相應(yīng)的元素符號(hào))：(1)Q的簡(jiǎn)單氫化物極易溶于T的簡(jiǎn)單氫化物，其主要原因有______________________。(2)化合物甲由T、X兩元素組成，其晶胞如圖，甲的化學(xué)式為_(kāi)___________________。(3)化合物乙的晶胞如圖，乙由E、Q兩元素組成，硬度超過(guò)金剛石。①乙的晶體類(lèi)型為_(kāi)_______，其硬度超過(guò)金剛石的原因是______________________。②乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為_(kāi)_______。解析：本題解題的關(guān)鍵是E、Q、T、X、Z五種元素的推斷?！盎鶓B(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)”，符合這