2024-2025學年高中化學課時分層作業(yè)11分子晶體與原子晶體含解析新人教版選修3

PAGE6-課時分層作業(yè)(十一)分子晶體與原子晶體(建議用時：40分鐘)[基礎達標練]1．下列有關分子晶體的說法中正確的是()A．分子內均存在共價鍵B．分子間肯定存在范德華力C．分子間肯定存在氫鍵D．其結構肯定不能由原子干脆構成B[稀有氣體元素組成的晶體中，不存在由多個原子組成的分子，而是原子間通過范德華力結合成晶體，所以不存在任何化學鍵，且分子為單原子分子，故A、D項錯誤。分子間作用力包括范德華力和氫鍵，范德華力存在于全部的分子晶體中，而氫鍵只存在于含有與電負性較強的N、O、F原子結合的氫原子的分子間或者分子內，所以B項正確，C項錯誤。]2．下列關于原子晶體和分子晶體的說法不正確的是()A．原子晶體硬度通常比分子晶體大B．原子晶體的熔點較高C．分子晶體中有的水溶液能導電D．金剛石、水晶和干冰都屬于原子晶體D[由于原子晶體中粒子間以共價鍵結合，而分子晶體中分子間以分子間作用力結合，故原子晶體比分子晶體的熔點高，硬度大。有些分子晶體溶于水后能電離出自由移動的離子而導電，如H2SO4、HCl。D選項中的干冰(固態(tài)CO2)是分子晶體，D錯誤。]3．下列晶體中，其中任何一個原子都被相鄰四個原子包圍，以共價鍵形成正四面體，并向空間伸展成網狀結構的是()A．C60 B．冰C．金剛石 D．水晶C[C60和冰都是分子晶體，A、B項均不符合題意；金剛石和水晶都是原子晶體，在金剛石中，每個碳原子四周都有四個等距離的碳原子與之形成正四面體結構，C項符合題意；在水晶中，每個硅原子與四個氧原子以共價鍵相連形成正四面體結構，但是每個氧原子只與兩個硅原子干脆相連，D項不符合題意。]4．干冰和二氧化硅晶體同是第ⅣA族元素的最高價氧化物，它們的熔、沸點卻差別很大。其緣由是()A．二氧化硅相對分子質量大于二氧化碳相對分子質量B．C、O鍵鍵能比Si、O鍵鍵能小C．干冰為分子晶體，二氧化硅為原子晶體D．干冰易升華，二氧化硅不能C[干冰和SiO2所屬晶體類型不同，干冰為分子晶體，熔化時破壞分子間作用力；SiO2為原子晶體，熔化時破壞共價鍵，所以二氧化硅熔點很高。]5．美國《科學》雜志曾報道：在40GPa的高壓下，用激光加熱到1800K，人們勝利制得了原子晶體CO2，下列對該物質的推斷肯定不正確的是()A．該原子晶體中含有極性鍵B．該原子晶體易汽化，可用作制冷材料C．該原子晶體有很高的熔點、沸點D．該原子晶體硬度大，可用作耐磨材料B[CO2由分子晶體變?yōu)樵泳w，其成鍵狀況也發(fā)生了改變，由原來的C=O變?yōu)镃—O，但化學鍵依舊為極性共價鍵，故A項正確。由于晶體類型及分子結構發(fā)生改變，物質的熔、沸點等性質也發(fā)生了改變，CO2原子晶體具有高硬度、高熔、沸點等特點，故C、D選項正確，B項錯誤。]6．下列說法錯誤的是()A．干冰與二氧化硅晶體熔化時，所克服的粒子間相互作用力不相同B．C2H5OH與C2H5Br相比，前者的相對分子質量遠小于后者，而沸點卻遠高于后者，其緣由是前者的分子間存在氫鍵C．非金屬單質只能形成分子晶體D．金剛石熔化時斷裂共價鍵C[干冰熔化時破壞范德華力，二氧化硅、金剛石等原子晶體熔化時破壞共價鍵，A、D項正確；乙醇的分子間易形成氫鍵，故其沸點高于C2H5Br，B項正確；Si、C是非金屬元素，但金剛石、晶體硅都是原子晶體，C項不正確。]7．某化學愛好小組在學習分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔點，記錄如下：NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點/℃801712190－68782依據這些數據分析，他們認為屬于分子晶體的是()A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4C．NaCl、CaCl2 D．全部B[分子晶體中，分子與分子之間以分子間作用力相互作用，而分子間作用力較小，克服分子間作用力所需能量較低，故分子晶體的熔點較低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2的熔點均很高，不屬于分子晶體，AlCl3、SiCl4的熔點較低，應為分子晶體，所以B項正確。]8．下列物質的熔點均按由高到低的次序排列，其中是由于鍵能由大到小的是()A．鈉、干冰B．金剛石、晶體硅C．碘化氫、溴化氫D．二氧化硅、二氧化碳B[干冰為分子晶體，熔點較低，是由于分子間作用力弱，而不是因為鍵能小，A錯誤；晶體硅、金剛石都為原子晶體，原子半徑C＜Si，原子半徑越小，共價鍵鍵能越大，則熔點越高，B正確；HI、HBr為同主族元素所形成的分子晶體，分子的相對分子質量越大，分子間作用力越大，晶體的熔點越高，則熔點：HI>HBr，而鍵能：HBr>HI，C錯誤；二氧化碳是分子晶體，其分子間作用力小，不是由鍵能引起的熔點低，D錯誤。]9．常溫下硫單質主要以S8形式存在，加熱時S8會轉化為S6、S4、S2等，當蒸氣溫度達到750℃時主要以S2形式存在，下列說法正確的是()A．S8轉化為S6、S4、S2屬于物理改變B．不論哪種硫分子，完全燃燒時都生成SO2C．常溫條件下單質硫為原子晶體D．把硫單質在空氣中加熱到750℃即得S2B[S8、S6、S4、S2屬于不同的分子，它們之間的轉化為化學改變；常溫條件下單質硫為分子晶體；硫單質在空氣中加熱到750℃時被氧化，生成硫的氧化物，得不到S210．有下列物質：①水晶，②冰醋酸，③氧化鈣，④白磷，⑤晶體氬，⑥氫氧化鈉，⑦鋁，⑧金剛石，⑨過氧化鈉，⑩碳化鈣，?碳化硅，?干冰，?過氧化氫。依據要求填空。(1)屬于原子晶體的化合物是________。(2)干脆由原子構成的分子晶體是________。(3)由極性分子構成的晶體是________，屬于分子晶體的單質是________。(4)在肯定條件下，能導電且不發(fā)生化學改變的是________，受熱熔化后化學鍵不發(fā)生改變的是________，受熱熔化需克服共價鍵的是________。[答案](1)①?(2)⑤(3)②?④⑤(4)⑦②④⑤??①⑧?11.二氧化硅晶體是立體的網狀結構，其晶體結構模型如圖所示，請仔細視察該模型后回答下列問題：(1)二氧化硅晶體中最小環(huán)上有________個原子，晶體結構中存在以________原子為中心、________原子為頂點的正四面體結構。(2)晶體中每個硅原子為________個最小環(huán)共有，每個最小環(huán)平均擁有________個硅原子、________個氧原子。(3)晶體中存在的有________。A．共價鍵B．離子鍵C．配位鍵 D．范德華力[解析]二氧化硅晶體中，最小環(huán)上有6個硅原子和6個氧原子，并形成以硅原子為中心、氧原子(或硅原子)為頂點的正四面體結構。因為每個硅原子被12個最小環(huán)共有，平均每個最小環(huán)擁有的硅原子數為6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)個，由化學式SiO2可知，擁有氧原子數為eq\f(1,2)×2＝1個。原子晶體中只存在共價鍵，且Si—O鍵為極性鍵，不是配位鍵。[答案](1)12SiO(或Si)(2)12eq\f(1,2)1(3)A12．C和Si元素在化學中占有極其重要的地位。(1)SiC的晶體結構與晶體硅的相像，其中C原子的雜化方式為________，微粒間存在的作用力是_________________，SiC和晶體Si的熔、沸點凹凸依次是________。(2)C、Si為同一主族的元素，CO2和SiO2的化學式相像，但結構和性質有很大的不同。CO2中C與O原子間形成σ鍵和π鍵，SiO2中Si與O原子間不形成π鍵。從原子半徑大小的角度分析，C、O原子間能形成π鍵，而Si、O原子間不能形成π鍵的緣由是__________。SiO2屬于________晶體，CO2屬于________晶體，所以熔點：CO2________SiO2(填“<”“＝”或“>”)。(3)金剛石、晶體硅、二氧化硅、CO24種晶體的組成微粒種類分別是__________________，熔化時克服的微粒間的作用力分別是____________。[解析](1)SiC與晶體硅結構相像，晶體硅中一個硅原子與四周四個硅原子相連，呈正四面體結構，所以雜化方式是sp3，則SiC晶體中C原子雜化方式為sp3；因為Si—C的鍵長小于Si—Si，所以熔、沸點凹凸依次：SiC＞Si。(2)Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成穩(wěn)定的π鍵。SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體，所以熔點：SiO2>CO2。(3)金剛石、晶體硅、二氧化硅均為原子晶體，組成微粒為原子，熔化時破壞共價鍵；CO2為分子晶體，由分子構成，以分子間作用力(范德華力)結合。[答案](1)sp3共價鍵SiC＞Si(2)Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成穩(wěn)定的π鍵原子分子<(3)原子、原子、原子、分子共價鍵、共價鍵、共價鍵、分子間作用力(或范德華力)[實力提升練]13.如圖是冰的晶胞示意圖，冰以此為單位向空間延長，則冰中的每個水分子含有氫鍵()A．2個 B．4個C．8個 D．12個A[每個水分子含有兩對孤電子對，可以分別與另外兩個水分子形成2個氫鍵；每個水分子含有兩個氫原子，也可以分別與另外兩個水分子形成2個氫鍵；不過每個氫鍵都為兩個水分子所共有，因而每個水分子含有氫鍵為4×eq\f(1,2)＝2個。]14．依據下表中的有關數據分析，下列說法錯誤的是()AlCl3SiCl4晶體硼金剛石晶體硅熔點/℃190－682573＞35501410沸點/℃17857283248272355A.SiCl4是分子晶體B．晶體硼是原子晶體C．AlCl3是分子晶體，加熱能升華D．金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵弱D[SiCl4、AlCl3的熔、沸點低，都是分子晶體，AlCl3的沸點低于其熔點，即在未熔化的溫度下它就能升華，故AlCl3加熱能升華，A、C項正確；晶體硼的熔、沸點高，所以晶體硼是原子晶體，B項正確；C原子的半徑比Si原子的半徑小，金剛石中的C—C鍵的鍵長比晶體硅中的Si—Si鍵的鍵長短，故金剛石中的C—C鍵的鍵能比晶體硅中的Si—Si鍵的鍵能大，則金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵強，D項錯誤。]15．經結構探討證明，硼酸晶體中B(OH)3單元結構如圖Ⅰ所示。各單元中的氧原子通過O—H…O氫鍵連結成層狀結構，其片層結構及鍵長、層間距數據如圖Ⅱ所示。層與層之間以微弱的分子間力相結合構成整個硼酸晶體。圖ⅠB(OH)3結構圖ⅡB(OH)3連接的片層結構(1)H3BO3是一元弱酸，寫出它在水中發(fā)生電離的電離方程式_________________________。(2)依據結構推斷下列說法正確的是________。a．硼酸晶體有滑膩感，可作潤滑劑b．H3BO3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關c．含1molH3BO3的晶體中有3mol氫鍵d．H3BO3分子中硼原子最外層為8e－穩(wěn)定結構[解析](1)硼酸為一元弱酸，在水溶液里，和水電離出的氫氧根離子形成配位鍵，其電離方程式：H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋；(2)a.硼酸(H3BO3)是一種片層狀結構白色晶體，片層狀結構晶體有滑膩感，可作潤滑劑，故a正確；b.分子的穩(wěn)定性與分子內的B—O、H—O共價鍵有關，熔、沸點與氫鍵有關，故b錯誤；c.1個硼酸分子形成了6個氫鍵，但每個氫鍵是2個硼酸分子共用的，所以平均含3個氫鍵，則含有1molH3BO3的晶體中有3mol氫鍵，故c正確；d.硼原子最外層只有3個電子，與氧原子形成3對共用電子對，因此B原子不是8e－穩(wěn)定結構，故d錯誤。[答案](1)H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋(2)ac16．金剛石是原子晶體，含有的最小環(huán)是六元環(huán)(如A圖)，每個碳原子連接________個六元環(huán)，如B圖是金剛石的晶胞，若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，依據硬球接觸模型，碳原子在晶胞中的空間占有率________(不要求計算過程)。AB[解析]在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)為六元環(huán)，每個C原子連接4個碳原子，連接的4個C原子中每個C原子形成3個