2025年春高二化學(xué)選擇性必修2人教版隨堂優(yōu)練 3.2.1 分子晶體（解析版）

1.唐代詩人白居易有詩云：“融雪煎香茗，調(diào)酥煮乳糜?！毕铝形镔|(zhì)形成的晶體熔化時與雪融化時破壞的作用力完全相同的是（）。A.干冰 B.氨氣 C.金剛石 D.NaCl【答案】B【解析】水是分子晶體，水分子之間存在范德華力和氫鍵，雪融化時破壞的作用力是范德華力和氫鍵，以此解題。干冰為分子晶體，干冰融化時破壞的是范德華力，A錯誤；氨氣形成的晶體為分子晶體，其中含有范德華力和氫鍵，其形成的晶體熔化時破壞的作用力是范德華力和氫鍵，B正確；金剛石是共價晶體，熔化時破壞的是共價鍵，C錯誤；氯化鈉是離子晶體，熔化時破壞的是離子鍵，D錯誤。2.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.兩者均是由極性鍵形成的非極性分子C.因為碳氫鍵鍵能小于碳氧鍵，所以的熔點低于CO2D.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp【答案】C【解析】CH4和CO2均由分子構(gòu)成，因此固態(tài)時CH4和CO2都是分子晶體，A正確；CH4中只含C-H極性鍵，CO2中只含C=O極性鍵，且CH4和CO2正負電荷中心重合，均屬于非極性分子，B正確；分子晶體之間通過范德華力結(jié)合，范德華力越強，物質(zhì)的熔沸點越高，與鍵能大小無關(guān)，C錯誤；甲烷為正四面體形，C原子含有4個σ鍵，無孤電子對，采取sp3雜化，二氧化碳為直線形，碳氧雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，因此C原子采取sp雜化，D正確。3.為踐行社會主義核心價值觀，創(chuàng)建和諧社會，實現(xiàn)碳達峰和碳中和，我國科學(xué)家獨創(chuàng)了一種二氧化碳轉(zhuǎn)化新路徑：通過電催化與生物合成相結(jié)合，以二氧化碳和水為原料成功合成了葡萄糖(C6H12O6)和脂肪酸，為人工和半人工合成“糧食”提供了新路徑。關(guān)于上述物質(zhì)，下列說法正確的是（）。A.CO2和H2O均為極性分子，故CO2易溶于水B.CO2晶體屬于分子晶體，晶體中一個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有12個C.H2O分子中O原子上有2對孤電子對，故H2O分子的VSEPR模型為V形D.葡萄糖為分子晶體，脂肪酸為離子晶體【答案】B【解析】CO2是非極性分子，而H2O為極性分子，CO2在水中溶解度很小，A錯誤；CO2晶體屬于分子晶體，分子間僅有范德華力作用，范德華力沒有方向性和飽和性，晶體采用最密堆積方式，故晶體中一個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有12個，B正確；H2O分子中O原子上有2對孤電子對，O周圍的價層電子對數(shù)為4，故H2O分子的VSEPR模型為正四面體，C錯誤；葡萄糖和脂肪酸均為有機物，均是由分子通過分子間作用力形成的晶體，均為分子晶體，D錯誤。4.下列說法正確的是（）。A.液晶可用于制造顯示器，是分子晶體B.碳化硅可用作耐火材料，熔點高于晶體硅C.聚丙烯是制造醫(yī)用口罩的主要原料，與聚乙烯互為同系物D.北京冬奧會采用石墨烯材料制作開幕式演出服，石墨烯屬于烯烴【答案】B【解析】液晶既不是晶體也不是非晶體，故不是分子晶體，A錯誤；碳原子半徑小于硅，碳硅鍵鍵長比硅硅鍵鍵長短、鍵能大，故碳化硅可用作耐火材料，熔點高于晶體硅，B正確；同系物是指結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差若干個“CH2”原子團的有機化合物；聚丙烯、聚乙烯分子均為混合物，不是同系物，C錯誤；石墨烯是單質(zhì)，屬于無機非金屬材料，不是烯烴，D錯誤。5.下列判斷正確的是（）。A.硬度：金剛石<碳化硅<晶體硅 B.沸點：SiCl4>SiBr4>SiI4C.鍵的極性： D.熱穩(wěn)定性：【答案】C【解析】由于原子半徑C＜Si，所以鍵長C-C＜C-Si＜Si-Si，鍵長越短，共價鍵越強，硬度越大，因此硬度：金剛石＞碳化硅＞晶體硅，A錯誤；相對分子質(zhì)量越大，分子晶體的沸點越高，因此沸點由高到低：SiCl4<SiBr4<SiI4，B錯誤；電負性：Cl＞Br，則共價鍵極性：，C正確；非金屬性越強，氫化物的穩(wěn)定性越強，非金屬性：F>Cl>Br，熱穩(wěn)定性：，D錯誤。6.二茂鐵是一種含鐵的有機化合物，黃色針狀晶體，熔點173℃(在100℃時開始升華)，沸點249℃，可看作是Fe2+與兩個正五邊形的環(huán)戊二烯負離子(C5H5-)形成的夾心型分子(如圖所示)。下列關(guān)于二茂鐵晶體的說法正確的是（）。A.存在離子鍵、范德華力 B.為分子晶體C.環(huán)戊二烯負離子碳原子雜化方式為 D.二茂鐵易溶于水【答案】B【解析】C5H5-與Fe2+之間形成化學(xué)鍵時亞鐵離子提供空軌道，C提供孤對電子，二者形成配位鍵，故二茂鐵中不存在離子鍵，而是存在配位鍵、共價鍵和范德華力，A錯誤；由信息可知，二茂鐵熔沸點較低，則二茂鐵屬于分子晶體，B正確；由C5H5-的結(jié)構(gòu)示意圖可知，其碳原子周圍的價層電子對數(shù)均為3，其雜化方式為sp2，C錯誤；由題干圖示信息可知，二茂鐵空間結(jié)構(gòu)高度對稱，正負電荷中心重合，屬于非極性分子，根據(jù)相似相溶原理可知，其難溶于水，易溶于有機溶劑中，D錯誤。7.某螯合物(含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物)是一種礦物類飼料添加劑，結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。已知W、X、Y、Z、M為元素周期表中前四周期的元素，原子序數(shù)依次增大，Z為地殼中含量最高的元素，M形成的二價陽離子核外電子各層均全充滿。下列有關(guān)說法正確的是（）。A.基態(tài)M原子價電子排布式為4s2B.該化合物中M通過螯合作用形成的配位鍵是5C.第一電離能由小到大的順序是：X＜Y＜ZD.Z形成的簡單氣態(tài)氫化物的沸點比其同族的高【答案】D【解析】Z為地殼中含量最高的元素，故Z為8號元素O；W與其他元素形成一個共價鍵，故W是最外層有一個或者7個電子的元素，且原子序數(shù)小于8，所以W是1號元素H；X與其他元素形成四個共價鍵，故X元素最外層有4個電子，且原子序數(shù)小于8，故X為6號元素C；Y元素位于O和C元素之間，故Y是元素N；M可以形成二價陽離子，故M最外層有2個電子，且原子序數(shù)大于8，故M可以是12號元素Mg或者20號元素Ca，Mg2+核外電子排布式為1s22s22p6各層全充滿，Ca2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6，第三層d軌道未充滿，故M元素為Mg。M元素為Mg，基態(tài)Mg原子的價電子排布式為3s2，A錯誤；由題意，螯合作用需成環(huán)，圖中有5個配位鍵，但有一個未成環(huán)，故通過螯合作用成環(huán)的配位鍵只有4，B錯誤；元素C、N、O屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次增大，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第ⅤA族的價電子層排布式為ns2np3，p軌道半充滿，第ⅥA族的價電子層排布式為ns2np4，所以第ⅤA族的第一電離能大于第ⅥA族的第一電離能，則三者大小順序是N＞O＞C，即X＜Z＜Y，C錯誤；通常來說，分子組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，一般分子量(即式量)越大，分子間作用力越強；但是N、O、F形成氫化物時，熔沸點比同族高，因為H和這幾個極性強的分子間還有氫鍵，氫鍵的作用力很強，遠遠大于其他氫化物的范德華力，所以沸點比同族其它氫化物高，D正確。8.回答下列問題：（1）HF晶體沸點（填“高于”或“低于”）HCl，原因是。（2）Ni(CO)4是一種無色液體，沸點43℃，熔點-19.3℃，Ni(CO)4的晶體類型是___________。（3）CO和N2兩種物質(zhì)相比較，沸點較高的是_______?！敬鸢浮浚?）高于HF和HCl屬于分子晶體，分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，其沸點越高，但是HF分子間存在氫鍵，故HF晶體沸點高于HCl（2）分子晶體（3）CO【解析】（1）HF和HCl屬于分子晶體，分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，其沸點越高，但是HF分子間存在氫鍵，故HF晶體沸點高于HCl。（2）根據(jù)題中信息可知Ni(CO)4熔沸點較低，屬于分子晶體。（3）CO和N2兩種物質(zhì)均為分子晶體，且相對分子質(zhì)量相同，但是CO中碳氧鍵為極性鍵、氮氣分子中氮氮鍵為非極性鍵，故相比較沸點較高的是CO。9.（1）SiH4的電子式是___________。（2）SiH4的沸點比CH4的___________(填“高”或“低”)，原因是___________。【答案】（1）（2）高SiH4和CH4是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，SiH4的相對分子質(zhì)量大于CH4，分子間作用力高于CH4【解析】（1）硅烷是共價化合物，電子式為。（2）結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間的作用力越大，沸點越高，硅烷和甲烷是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，硅烷的相對分子質(zhì)量大于甲烷，分子間作用力高于甲烷，沸點高于甲烷。10.CO2和CH4在一定條件下合成乙酸：CO2+CH4CH3COOH。完成下列填空：（1）寫出碳原子最外電子層的軌道表示式：_______；碳元素在周期表中的位置：________。（2）鈦(Ti)是22號元素，它是___________(填字母)。a．主族元素b．副族元素c．短周期元素d．長周期元素（3）CO2分子的電子式為___________；其熔沸點比CS2低，原因是__________?！敬鸢浮浚?）第2周期第IVA族bd（3）兩者都為分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，CO2的相對分子質(zhì)量較低，分子間作用力較小，熔沸點越低【解析】碳是6號元素，即最外層電子排布式為2s22p2，即軌道表示式為。（2）結(jié)合元素周期表結(jié)構(gòu)知鈦元素屬于副族元素、長周期元素。（3）二氧化碳分子中碳原子和氧原子之間為雙鍵，即電子式為；二氧化碳和二硫化碳均為分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，但CO2的相對分子質(zhì)量較低，分子間作用力較小，熔沸點低。11.鈦被稱為繼鐵、鋁之后的“第三金屬”，制備金屬鈦的一種流程如圖?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)鈦原子的價電子軌道表示式為___________，其原子核外共有___________種運動狀態(tài)不相同的電子。（2）已知TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點為，沸點為136℃，則的晶體類型是___________?！敬鸢浮浚?）22（2）分子晶體【解析】（1）鈦的原子序數(shù)為22，則基態(tài)鈦原子的價電子軌道表示式為；鈦在元素周期表第四周期第ⅣB族，原子序數(shù)為22，則核外電子數(shù)為22，原子核外共有22種運動狀態(tài)不相同的電子。（2）由于TiCl4在通常情況下是無色液體，熔、沸點較低，說明其組成微粒間的作用力很微弱，屬于范德華力，故TiCl4固態(tài)屬于分子晶體。12.W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的四種元素，W2-和X+具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；Y的原子核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；Z元素的原子M層電子全排滿，3d軌道電子數(shù)比s軌道電子總數(shù)多3?；卮鹣铝袉栴}：（1）四種元素中電負性最大的是___________(填元素符號)，其中Y原子的核外電子排布式為___________。（2）單質(zhì)和互為同素異形體，其中沸點較高的是___________(填分子式)，原因是___________。W的氫化物所屬的晶體類型為___________?！敬鸢浮浚?）O(或)（2）O3O3相對分子質(zhì)量較大且為極性分子，范德華力大分子晶體【解析】Z元素的原子M層