3.2.1 分子晶體-2022-2023學(xué)年高二化學(xué)課后培優(yōu)分級練（人教版2019選擇性必修2）（解析版）

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價晶體第1課時分子晶體培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列關(guān)于分子晶體的說法不正確的是A．分子晶體中含有分子B．固態(tài)或熔融態(tài)時均能導(dǎo)電C．分子間以分子間作用力相結(jié)合D．熔、沸點一般比較低【答案】B【詳解】A．分子晶體是由分子構(gòu)成的，A正確；B．固態(tài)或熔融態(tài)時，分子晶體既不電離也沒有自由移動的電子，均不能導(dǎo)電，B錯誤；C．分子間以分子間作用力相結(jié)合，C正確；D．分子晶體的熔、沸點一般比較低，D正確。故選：B。2．（2022·廣東云浮·高二期末）下列物質(zhì)中，屬于含有非極性共價鍵的分子晶體的是A．Si B．HCl C．N2 D．NH4Cl【答案】C【詳解】A．Si是原子間通過非極性共價鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為共價晶體，A錯誤；B．HCl中含有的是極性共價鍵，B錯誤；C．N2分子內(nèi)為非極性鍵，分子間為范德華力，所以N2為分子晶體，C正確；D．NH4Cl為離子化合物，形成離子晶體，D錯誤；故選C。3．（2022·陜西·西安市閻良區(qū)關(guān)山中學(xué)高二階段練習(xí)）下列物質(zhì)屬于分子晶體的是①冰；②二氧化硅；③碘；④銅；⑤固態(tài)的氬A．僅①③ B．僅②③⑤ C．僅⑤ D．僅①③⑤【答案】D【分析】分子通過分子間作用力互相結(jié)合形成的晶體叫做分子晶體?！驹斀狻竣俦ⅱ鄣?、⑤固態(tài)的氬都是分子通過分子間作用力結(jié)合而成的晶體，屬于分子晶體；②二氧化硅是共價晶體；④銅是金屬晶體，故選D；答案選D。4．（2022·天津市寧河區(qū)蘆臺第一中學(xué)高二階段練習(xí)）下列敘述與范德華力無關(guān)的是A．氣體物質(zhì)加壓或降溫時能凝結(jié)或凝固 B．白磷易自燃C．干冰易升華 D．S8的熔、沸點較低【答案】B【詳解】A．氣體物質(zhì)加壓或降溫時能凝結(jié)或凝固，克服了分子間的范德華力，A不符合題意；B．白磷易自燃，是其著火點較低，與范德華力無關(guān)，B符合題意；C．干冰易升華，是二氧化碳分子間的范德華力較弱，C不符合題意；D．S8是分子晶體，其熔、沸點較低，是由于其分子間的范德華力較弱，D不符合題意；故選B。5．（2022·北京市宣武外國語實驗學(xué)校高二期中）下列有關(guān)冰和干冰的敘述不正確的是A．干冰和冰都是由分子密堆積形成的晶體B．冰中存在氫鍵，每個水分子周圍有4個緊鄰的水分子C．干冰比冰的熔點低，常壓下易升華D．干冰中只存在范德華力不存在氫鍵【答案】A【詳解】A．干冰有分子密堆積形成的晶體，冰晶體中水分子間采取非緊密堆積的方式，沒有分子密堆積形成的晶體，A錯誤；B．冰晶體中水分子間除了范德華力之外還存在氫鍵，由于氫鍵具有方向性，故每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子，B正確；C．干冰熔化只需克服范德華力，冰熔化需要克服范德華力和氫鍵，由于氫鍵作用力比范德華力大，所以干冰比冰的熔點低得多，而且常壓下易升華，C正確；D．干冰晶體中CO2分子間作用力只是范德華力，不存在氫鍵也不能形成氫鍵，D正確；故答案為：A。6．（2022·河北·高二階段練習(xí)）類比是中學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)常用的一種方法，下列說法正確的是A．硫酸銅和乙酸均可以形成晶體，因此它們的晶體均有自范性B．C與Si是同一主族元素，CO2是分子晶體，推測SiO2也是分子晶體C．F與Br是同一主族元素，HF是弱酸，推測HBr也是弱酸D．H2S和H2O均是分子晶體，因此在H2S和H2O晶體中，每個分子周圍緊鄰的分子數(shù)均是12【答案】A【詳解】A．晶體的自范性是指能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)，硫酸銅和乙酸均可以形成晶體，均有自范性，故A正確；B．二氧化硅是由硅原子和氧原子按照個數(shù)比1：2通過共價鍵形成的空間網(wǎng)狀晶體，屬于原子晶體，干冰是由二氧化碳分子之間通過范德華力結(jié)合構(gòu)成的分子晶體，所以二者晶體類型不同，故B錯誤；C．HF、HCl、HBr、HI中鍵長不斷增大，鍵能不斷減小，所以鍵的穩(wěn)定性減弱，易斷裂，即在水中易電離，酸性逐漸增大，HBr是強酸，故C錯誤；D．H2O分子之間存在氫鍵，氫鍵具有方向性和飽和性，每個水分子周圍緊鄰的分子數(shù)為4，故D錯誤；故選：A。7．（2022·浙江溫州·高二期末）以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是A．18g冰(如圖1)中含氫鍵數(shù)目為4NAB．88g干冰(如圖2)中含有0.5NA個晶胞結(jié)構(gòu)單元C．25℃，1LpH=4的0.1mol?L?1K2Cr2O7溶液中Cr2O離子數(shù)為0.1NAD．100mL0.1mol?L?1的NaOH水溶液中含有氧原子數(shù)為0.01NA【答案】B【詳解】A．冰中1個水分子與周圍4個水分子以氫鍵結(jié)合形成四面體結(jié)構(gòu)，因此1mol冰有2mol氫鍵，18g冰中含氫鍵數(shù)目為2NA，故A錯誤；B．1個干冰晶胞中含有個干冰，88g干冰(物質(zhì)的量為2mol)(如圖2)中含有0.5NA個晶胞結(jié)構(gòu)單元，故B正確；C．25℃，1LpH=4的0.1mol?L?1K2Cr2O7溶液中K2Cr2O7物質(zhì)的量為0.1mol，由于2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，因此Cr2O離子數(shù)小于0.1NA，故C錯誤；D．100mL0.1mol?L?1的NaOH水溶液中NaOH物質(zhì)的量為0.01mol，溶液中水含有氧原子，因此溶液中含有氧原子數(shù)大于0.01NA，故D錯誤。綜上所述，答案為B。8．（2022·遼寧·朝陽市第二高級中學(xué)高二階段練習(xí)）下列關(guān)于CH4和CO2的說法錯誤的是A．固態(tài)時兩者均屬于分子晶體B．CH4分子中含有極性共價鍵是非極性分子C．CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和spD．因為碳氫鍵鍵能小于碳氧雙鍵，所以CH4的熔點低于CO2【答案】D【詳解】A．甲烷、二氧化碳均為分子構(gòu)成的物質(zhì)，固態(tài)時兩者均屬于分子晶體，A正確；B．CH4分子中含有極性共價鍵，但是分子正負電荷中性重合，是非極性分子，B正確；C．CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp，C正確；D．兩者均屬于分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔點越高，D錯誤；故選D。9．（2022·廣東廣州·高二期末）我國力爭于2060年前實現(xiàn)碳中和。與重整是利用的研究熱點之一。下列關(guān)于和說法正確的是A．固態(tài)屬于共價晶體B．鍵角大于鍵角C．分子中含有極性共價鍵，是極性分子D．干冰中每個分子周圍緊鄰12個分子【答案】D【詳解】A．從圖中看出晶體由二氧化碳分子構(gòu)成，固態(tài)屬于分子晶體，故A錯誤；B．甲烷是正四面體構(gòu)型，鍵角為109.5°，二氧化碳為直線形分子，鍵角為180°，鍵角小于鍵角，故B錯誤；C．分子中含有極性共價鍵，但分子為正四面體，結(jié)構(gòu)對稱，是非極性分子，故C錯誤；D．干冰為面心立方堆積，干冰中每個分子周圍緊鄰12個分子，故D正確；故選D。10．（2022·新疆·烏市八中高二期末）下列說法正確的是A．分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價鍵B．水加熱到很高的溫度都難以分解，與氫鍵有關(guān)C．晶體是分子晶體，分子間通過共價鍵結(jié)合D．HF、的沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大依次升高【答案】A【詳解】A．分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價鍵，如稀有氣體形成的晶體為分子晶體，晶體中存在分子間作用力，不存在共價鍵，故A正確；B．氧元素的非金屬性強，氫化物水的穩(wěn)定性強，所以水加熱到很高的溫度都難以分解，水分子間存在氫鍵會導(dǎo)致沸點升高，與穩(wěn)定性無關(guān)，故B錯誤；C．二氧化碳是由二氧化碳分子之間通過范德華力結(jié)合構(gòu)成的分子晶體，故C錯誤；D．氟化氫、氯化氫、溴化氫、碘化氫都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，氟化氫能形成分子間氫鍵，氯化氫、溴化氫、碘化氫不能形成分子間氫鍵，所以氟化氫的分子間作用力最大，沸點最高，故D錯誤；故選A。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練11．（2022·廣東廣州·高二期末）碘的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖，下列說法正確的是A．碘晶體熔化時需克服共價鍵 B．1個碘晶胞中含有4個碘分子C．晶體中碘分子的排列有3種不同取向 D．碘晶體中每個I2周圍等距且緊鄰的I2有6個【答案】B【詳解】A．碘晶體為分子晶體，熔化時需克服分子間作用力，故A錯誤；B．1個碘晶胞中8個碘分子位于頂點，6個位于面心，則含有8×+6×=4個碘分子，故B正確；C．由圖可知，晶體中碘分子的排列有2種不同取向，故C錯誤；D．碘晶體中每個I2周圍等距且緊鄰的I2位于面心，有12個，故D錯誤；故選B。12．（2021·遼寧沈陽·高二期中）下列有關(guān)分子晶體的說法正確的有①分子晶體的構(gòu)成微粒是分子，都具有分子密堆積的特征②冰融化時，分子中H-O鍵發(fā)生斷裂③分子晶體在水溶液中均能導(dǎo)電④分子晶體中，分子間作用力越大，通常熔點越高⑤分子晶體中，共價鍵鍵能越大，該分子晶體的沸點一定越高⑥所有的非金屬氫化物都是分子晶體⑦所有分子晶體中既存在分子間作用力又存在化學(xué)鍵A．1項 B．2項 C．3項 D．4項【答案】B【解析】①分子晶體的構(gòu)成微粒是分子，只含有分子間作用力的分子晶體具有分子密堆積的特征，而含有氫鍵的分子晶體不是密堆積，故①錯誤；②冰是分子晶體，熔化時只克服氫鍵和分子間作用力，不破壞化學(xué)鍵，水分子中H—O鍵沒有斷裂，故②錯誤；③分子晶體在水溶液中能電離的電解質(zhì)，水溶液能導(dǎo)電，如硫酸，而在水溶液中不能電離的非電解質(zhì)，水溶液不能導(dǎo)電，如蔗糖，故③錯誤；④分子晶體的熔點與分子間作用力的大小有關(guān)，通常分子間作用力越大，分子的熔、沸點越高，故④正確；⑤分子晶體熔化時，只破壞分子間作用力，不破壞分子內(nèi)共價鍵，分子晶體的熔點高低與分子間作用力有關(guān)，與分子內(nèi)共價鍵鍵能大小無關(guān)，故⑤錯誤；⑥所有的非金屬氫化物都是由分子構(gòu)成的分子晶體，故⑥正確；⑦并非所有的分子晶體中既存在分子間作用力又存在化學(xué)鍵，如稀有氣體是單原子分子，分子中不存在化學(xué)鍵，故⑦錯誤；只有④⑥兩項正確，故選B。13．（2022·山東濱州·高二期中）甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是A．甲烷晶胞中的球只代表1個C原子B．晶體中1個CH4分子周圍有8個緊鄰的CH4分子C．甲烷晶體熔化時需克服共價鍵D．1個CH4晶胞中含有4個CH4分子【答案】D【詳解】A．甲烷晶體為分子晶體，晶胞中的每個球都代表1個CH4分子，A不正確；B．晶體中1個CH4分子周圍有緊鄰的CH4分子數(shù)為，B不正確；C．甲烷晶體為分子晶體，熔化時只需克服分子間的作用力，不需要破壞分子內(nèi)的共價鍵，C不正確；D．1個CH4晶胞中含有CH4分子的數(shù)目為，D正確；故選D。14．（2022·福建省德化第一中學(xué)高二階段練習(xí)）H3BO3為白色晶體，與足量的NaOH反應(yīng)生成NaH2BO3，H3BO3的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是A．H3BO3中形成的鍵長：H-O＜B-OB．根據(jù)H3BO3結(jié)構(gòu)可知，H3BO3易溶于水C．白色晶體H3BO3屬于分子晶體D．H3BO3中B為+3價，屬于三元弱酸【答案】D【詳解】A．H-O與B-O屬于共價鍵，鍵長為兩個原子核間距，半徑越大，鍵長越長，即鍵長：H-O＜B-O，A正確；B．根據(jù)H3BO3結(jié)構(gòu)可知，分子中含H-O，與水分子可形成氫鍵，H3BO3易溶于水，B正確；C．H3BO3屬于酸，固態(tài)時形成分子晶體，C正確；D．H3BO3為B的最高價含氧酸，B的非金屬性弱于C，所以H3BO3的酸性弱于H2CO3，H3BO3屬于弱酸，根據(jù)題意可知H3BO3與足量的NaOH反應(yīng)生成NaH2BO3，說明H3BO3為一元酸，即H3BO3為一元弱酸，D錯誤；故選D。15．（2022·廣東·清遠市博愛學(xué)校高二階段練習(xí)）三聚氰胺的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)說法中正確的是A．分子中N原子均是雜化B．該分子能與分子形成分子間氫鍵C．分子中所有原子均位于同一平面上D．形成的晶體熔點較高【答案】B【詳解】A．分子中，-NH2上的N原子形成3個σ鍵，含有1個孤電子對，采用sp3雜化，故A錯誤；B．三聚氰胺分子中含有H-N，能與分子形成分子間氫鍵，故B正確；C．三聚氰胺分子中，-NH2中的N和相鄰的三個原子構(gòu)成三角錐形，因此分子中所有原子不可能位于同一平面上，故C錯誤；D．三聚氰胺為分子晶體，熔點較低，故D錯誤；答案選B。16．（2022·福建福州·高二期中）科學(xué)家們合成了具有半導(dǎo)體特性的環(huán)狀C18分子，其合成方法的示意圖如圖：下列說法不正確的是A．鍵長：C≡C＜C—C B．鍵能：C—O>C—CC．C22O4為非極性分子 D．C18晶體為分子晶體【答案】C【詳解】A．碳碳雙鍵的鍵長比碳碳單鍵的鍵長小，但比碳碳單鍵鍵長的大，故A正確；B．氧元素的電負性大于碳元素，所以碳氧鍵的鍵能大于碳碳鍵，故B正確；C．由結(jié)構(gòu)簡式可知，C22O4為結(jié)構(gòu)不對稱的極性分子，故C錯誤；D．由結(jié)構(gòu)簡式可知，C18晶體為由分子形成的分子晶體，故D正確；故選C。17．（2022·四川省廣元市八二一中學(xué)高二期中）如圖，C60是由碳原子結(jié)合形成的穩(wěn)定分子，它具有60個頂點和32個面，其中12個為正五邊形，20個為正六邊形?？蒲腥藛T用電子計算機模擬出類似C60的新物質(zhì)N60，下列有關(guān)N60的敘述正確的是A．分子中含有σ鍵和π鍵 B．屬于原子晶體C．分子是非極性分子 D．的熔點比的低【答案】C【詳解】A．由于N原子最外層上有5個電子，其中3個成單電子，能夠形成3個共價鍵，C60中每個C與周圍的3個C形成共價鍵，即N60中也是每個N與周圍的3個N形成共價鍵，則N60分子中沒有雙鍵，不含有π鍵，A錯誤；B．N60是由分子構(gòu)成的晶體，屬于分子晶體，B錯誤；C．N60分子是由非極性鍵（N-N）構(gòu)成的，為非極性分子，C正確；D．分子晶體相對分子質(zhì)量大，范德華力大，熔點高，所以N60的熔點比C60的高，D錯誤；故答案為：C。18．分子晶體的種類(1)_______；(2)_______；(3)_______；(4)_______；(5)_______；【答案】(1)所有非金屬氫化物：如水、硫化氫、氨、氯化氫、甲烷等(2)部分非金屬單質(zhì)：如鹵素、氧氣、硫、氮氣、白磷等(3)部分非金屬氧化物：如CO2、P4O6、P4O10、SO2等(4)幾乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等(5)絕大多數(shù)有機物：如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等19．二茂鐵[Fe(C5H5)2]是一種有機金屬化合物，熔點172℃，沸點249℃，易升華，難溶于水易溶于有機溶劑。二茂鐵屬于______晶體；測定表明二茂鐵中所有氫原子的化學(xué)環(huán)境都相同，則二茂鐵的結(jié)構(gòu)應(yīng)為圖中的______(選填“a”或“b”)【答案】分子b【解析】【詳解】二茂鐵的熔沸點較低，屬于分子晶體。因為其所有H原子化學(xué)環(huán)境相同，則不含有碳碳雙鍵，而是一個類似苯環(huán)的大π鍵，故答案選b。20．(1)如圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。通過觀察分析，每個CO2分子周圍緊鄰且等距離的CO2分子有__個，有__種取向不同的CO2分子。(2)在冰晶體中，水分子之間的主要作用力是__，還有__，由于該主要作用力與共價鍵一樣具有__性，故1個水分子周圍只有__個緊鄰的水分子，這些水分子位于__的頂角。這種排列方式使冰晶體中水分子的空間利用率__(填“較高”或“較低”)，故冰的密度比液態(tài)水的密度要__(填“大”或“小”)。【答案】

12

4

氫鍵

范德華力

方向

4

四面體

較低

小【詳解】(1)觀察并分析干冰的晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個CO2分子周圍緊鄰且等距離的CO2分子有12個；在干冰晶胞中，位于頂角的分子為一種取向，位于三對平行面的分于分別為三種不同取向，所以有4種取向不同的CO2分子。(2)在冰晶體中，水分子間的主要作用力是氫鍵，氫鍵具有方向性，還有范德華力，1個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子，水分子位于四面體的頂角，使冰晶體中水分子的空間利用率較低，分子的間距較大，結(jié)構(gòu)中