《分子晶體與原子晶體》同步練習4

《分子晶體與原子晶體》同步練習一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分)\a\vs4\al(2015·福建荷山中學高二檢測)下列晶體中不屬于原子晶體的()A．干冰B．金剛砂C．金剛石D．水晶解析：A.干冰是固體CO2，屬于分子晶體，A正確；B.金剛砂屬于原子晶體，B不符合題意；C.金剛石屬于原子晶體，C不符合題意；D.水晶屬于原子晶體，D不符合題意。答案：A\a\vs4\al(2015·遼寧遼陽高二檢測)下列屬于分子晶體性質的是()A．組成晶體的微粒是離子B．能溶于CS2，熔點為℃，沸點為℃C．熔點為1400℃，可作半導體材料，難溶于水D．熔點高，硬度大解析：分子晶體的主要性質有熔沸點低，硬度小，極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑，晶體固態(tài)和熔化時均不導電。答案：B\a\vs4\al(2015·江蘇鹽城中學檢測)根據(jù)下表中給出的有關數(shù)據(jù)，判斷下列說法中錯誤的是()AlCl3SiCl4晶體硼金剛石晶體硅熔點/℃190－682300>35501410沸點/℃17857255048272355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鍵弱解析：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汽化，故AlCl3。加熱能升華，A、C正確；單質硼的熔沸點高，所以晶體硼是原子晶體，B正確；C原子的半徑比Si原子的半徑小，金剛石中的C—C鍵鍵長比晶體硅中的Si—Si鍵鍵長短，金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵強，D錯誤。答案：D\a\vs4\al(2015·孝感高二檢測)美國《科學》雜志曾報道：在40GPa的高壓下，用激光加熱到1800K，人們成功制得了原子晶體CO2，下列對該物質的推斷一定不正確的是()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、沸點D．該原子晶體硬度大，可用作耐磨材料解析：CO2由固態(tài)時形成的分子晶體變?yōu)樵泳w，其成鍵情況也發(fā)生了變化，由原來的碳氧雙鍵變?yōu)樘佳鯁捂I，但化學鍵依然為極性共價鍵，故A項正確。由于晶體類型及分子結構發(fā)生變化，物質的熔、沸點等性質也發(fā)生了變化。CO2原子晶體具有高硬度，高熔、沸點等特點，故C、D項正確，B項錯誤。答案：B5．下列物質，按沸點降低順序排列的一組是()A．HF、HCl、HBr、HIB．F2、Cl2、Br2、I2C．H2O、H2S、H2Se、H2TeD．CI4、CBr4、CCl4、CF4解析：HF和H2O分子間含有氫鍵，沸點反常；對組成和結構相似的物質，沸點隨相對分子質量的增加而增大。答案：D6．某原子晶體A，其空間結構中的一部分如右圖所示。A與某物質B反應生成C，其實質是在每個A—A鍵中插入一個B原子，則C的化學式為()A．ABB．A5B4C．AB2D．A2B5解析：由于處于中心的A原子實際結合的B原子為eq\f(1,2)×4＝2，故C的化學式為AB2。(如圖：)。答案：C7．下列說法錯誤的是()A．只含分子的晶體一定是分子晶體B．原子晶體中原子以共價鍵結合，具有鍵能大、熔點高、硬度大的特性C．幾乎所有的酸都屬于分子晶體D．互為同素異形體的單質的晶體類型一定相同解析：金剛石、石墨、C60是碳元素的同素異形體，分別屬于原子晶體、混合晶體、分子晶體，D項錯誤。答案：D8．(雙選)觀察下列模型并結合有關信息進行判斷，下列說法錯誤的是()HCNS8SF6B12結構單元結構模型示意圖備注—易溶于CS2—熔點1873K的結構式為HCN，分子中含有1個σ鍵和2個π鍵B．固態(tài)硫S8屬于原子晶體C．SF6是由極性鍵構成的非極性分子D．單質硼屬原子晶體，結構單元中含有30個B—B鍵解析：“CN”鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵，A項不正確；S8屬于分子晶體，B項錯；SF6是正八面體對稱結構，是非極性分子，C項正確；硼晶體的結構單元中有12個B原子，每個原子形成5個B—B鍵，而每個B—B鍵為2個原子所共有，所以B—B鍵數(shù)為12×5/2＝30個，D項正確。答案：AB\a\vs4\al(2015·重慶清華中學高二化學試題)在xmol石英晶體中，含有Si—O鍵數(shù)是()A．xmolB．2xmolC．3xmolD．4xmol解析：由石英的晶體結構可以看出一個硅原子周圍有四個氧原子，即一個硅原子形成4個Si—O鍵，所以在xmol石英晶體中含有Si—O鍵數(shù)是4xmol。答案：D\a\vs4\al(2015·試題調研)現(xiàn)在已能在高壓下將CO2轉化為具有類似SiO2結構的原子晶體，下列關于CO2原子晶體的說法中正確的是()A．CO2的原子晶體中存在范德華力，每1molCO2原子晶體中含有2NAπ鍵B．在一定條件下，CO2原子晶體轉化為CO2分子晶體是物理變化C．熔點：金剛石>原子晶體CO2D．在CO2的原子晶體中，每個C原子周圍結合4個O原子，每個O原子與兩個C原子相結合解析：原子晶體中不存在分子間作用力，A不正確；兩者的晶體類型不同，CO2原子晶體轉化為CO2分子晶體時存在化學鍵的斷裂和生成，屬于化學變化，B不正確；由于氧原子的半徑小于碳原子的半徑，所以熔點應該是原子晶體CO2>金剛石，C不正確；由題意知CO2原子晶體與SiO2結構相似，所以D正確。答案：D二、非選擇題(本題包括5小題，共50分)11．(10分)eq\a\vs4\al(2015·試題調研)據(jù)報道，科研人員應用計算機模擬出結構類似于C60的物質N60。已知：①N60分子中每個氮原子均以N—N鍵結合三個N原子而形成8電子穩(wěn)定結構；②N—N鍵的鍵能為167kJ/mol。請回答下列問題：(1)N60分子組成的晶體為________晶體，其熔沸點比N2________(填“高”或“低”)，原因是______________________________________________。(2)1molN60分解成N2時吸收或放出的熱量是________kJ(已知NN鍵的鍵能為942kJ/mol)，表明穩(wěn)定性N60________(填“>”“<”或“＝”)N2(3)由(2)列舉N60的用途：________。解析：(1)N60、N2形成的晶體均為分子晶體，因Mr(N60)>Mr(N2)，故N60晶體中分子的范德華力比N2晶體大，N60晶體的熔沸點比N2晶體高。(2)因每個氮原子形成三個N—N鍵，每個N—N鍵被2個N原子共用，故1molN60中存在N—N鍵1mol×60×3×eq\f(1,2)＝90mol。發(fā)生的反應為N60=30N2△H，故△H＝90×167kJ/mol－30×942kJ/mol＝－13230kJ/mol<0，為放熱反應，表明穩(wěn)定性N2>N60。(3)由于反應放出大量的熱，因此N60可用作高能炸藥。答案：(1)分子高N60、N2均形成分子晶體，且N60的相對分子質量大，分子之作用力大，故熔沸點高(2)13230<(3)N60可作炸藥12．(10分)eq\a\vs4\al(2015·山東濰坊高二檢測)二氧化硅晶體是立體的網(wǎng)狀結構，其晶體結構模型如圖所示，請認真觀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)晶體中每個最小環(huán)上有__________個硅原子，__________個氧原子。(3)晶體中存在的作用力有__________。A．共價鍵B．離子鍵C．配位鍵D．范德華力E．氫鍵解析：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。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)66(3)A13．(10分)(1)如圖為CO2分子晶體結構的一部分，觀察圖形。試說明每個CO2分子周圍有__________個與之緊鄰且等距的CO2分子；該結構單元平均占有__________個CO2分子。CO2分子晶體(2)在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K時，人們成功制得原子晶體干冰，其結構和性質與SiO2原子晶體相似，下列說法正確的是__________。A．原子晶體干冰易升華，可用作制冷劑B．原子晶體干冰有很高的熔點和沸點C．原子晶體干冰的硬度小，不能用作耐磨材料D．原子晶體干冰在一定條件下可與氫氧化鈉反應E．每摩爾原子晶體干冰中含有4molC—O鍵解析：(1)題給出CO2分子晶體的一部分。取任一頂角的CO2分子，則與之距離最近且等距的是共用該頂角的三個面面心上的CO2分子，共3個；而該頂角被8個同樣晶胞共用，而面心上的分子被2個晶胞共用，這樣符合題意的CO2分子有：3×8/2＝12個；在此結構中，8個CO2分子處于頂角，為8個同樣結構共用，6個CO2分子處于面心，為2個同樣結構共用。所以，該結構單元平均占有的CO2分子數(shù)為：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個；(2)該題應從SiO2的結構和性質來判斷。答案：(1)124(2)BDE14．(10分)eq\a\vs4\al(2015·貴州六校聯(lián)盟高三聯(lián)考)下面是C60、金剛石的模型。請回答下列問題：(1)硅與碳同主族，寫出硅原子基態(tài)時的核外電子排布式：__________。(2)從晶體類型來看，C60屬于__________晶體。(3)二氧化硅結構跟金剛石結構相似，即二氧化硅的結構相當于在硅晶體結構中每個硅與硅的化學鍵之間插入一個O原子。觀察圖乙中金剛石的結構，可知二氧化硅的空間網(wǎng)狀結構中，Si、O原子形成的最小環(huán)上O原子的數(shù)目是__________。(4)有機化合物中碳原子的成鍵方式有多種，這也是有機化合物種類繁多的原因之一。丙烷分子中2號碳原子的雜化方式是__________，丙烯分子中2號碳原子的雜化方式是__________，丙烯分子中最多有__________個原子共平面。解析：本題考查物質結構與性質，意在考查學生對相關知識的理解。(1)基態(tài)硅原子核外有14個電子，電子排布式為1s22s22p63s23p2。(2)C60屬于分子晶體。(3)金剛石中最小環(huán)含有6個碳原子，根據(jù)題意分析知二氧化硅中最小環(huán)上含有6個O原子。(4)丙烷分子中2號碳原子為飽和碳原子，雜化類型為sp3，丙烯分子中2號碳原子與1號碳原子形成一個雙鍵，2號碳原子的雜化類型為sp2。乙烯分子中6個原子在同一平面，丙烯可以看成是甲基取代乙烯中的1個氫，丙烯的甲基中有3個氫，最多有1個氫與其余6個原子在同一平面，因此丙烯中最多有7個原子在同一平面。答案：(1)1s22s22p63s23p2(2)分子(3)6(4)sp3sp2715．(10分)A的單質與B的單質在常溫下劇烈反應，得到化合物X，X的蒸氣密度是同溫度下的空氣密度的倍，X遇過量水劇烈反應，反應完全后的混合物加熱蒸干，得一難溶物，后者在空氣中經1000℃以上高溫灼燒，得到化合物Y。Y晶體的晶胞與金剛石類似，A原子的位置相當于碳原子在金剛石晶胞中的位置，但Y晶胞中A原子并不直接相連，而是通過E原子相連。X與過量氨反應完全后得到含A的化合物Z，Z經高溫灼燒得化合物G，G是一種新型的固體材料。求：(1)X________，Y________，Z________，G________(化學式)。(2)你預計G有什么用途？并用一兩句話說明理由。________________________________________________________________________________解析：本題考查原子晶體的結構和性質。本題的特征信息為：“Y的晶胞與金剛石類似，且A原子的位置相當于碳原子在金剛石晶胞中的位置”，可推出A為Si(類似于金剛石結構的晶體有晶體硅、二氧化硅等)。由于Y晶體中Si是通過E原子相連的，故Y為SiO2。“Si能與B單質在常溫下劇烈反應”，可推測B為鹵素單質，根據(jù)：M(X)＝×29g·mol－1＝171g·mol－1，驗證出B為C