新教材2024高中化學(xué)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課時1分子晶體同步測試新人教版選擇性必修2

其次節(jié)分子晶體與共價晶體課時1分子晶體【基礎(chǔ)鞏固】1.下列物質(zhì)固態(tài)時肯定是分子晶體的是 ()A.酸性氧化物 B.堿性氧化物C.含氧酸 D.非金屬單質(zhì)解析：利用舉特例法解題。A項，SiO2為酸性氧化物，不屬于分子晶體；B項，Na2O、CaO等堿性氧化物不屬于分子晶體；D項，金剛石、晶體硅等非金屬單質(zhì)不屬于分子晶體。答案：C2.下列各組晶體都屬于由化合物組成的分子晶體的是 ()A.H2O、O3、CCl4 B.CCl4、(NH4)2S、H2O2C.SO2、SiO2、CS2 D.P2O5、CO2、H3PO4解析：A項，O3為單質(zhì)；B項，(NH4)2S不屬于分子晶體；C項，SiO2不屬于分子晶體。答案：D3.下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述中錯誤的是 ()A.水是一種特別穩(wěn)定的化合物，這是由于水中存在氫鍵B.由極性共價鍵形成的分子可能是非極性分子C.水和冰中都含有氫鍵D.分子晶體中肯定存在范德華力，可能有共價鍵解析：H2O中O具有很強的得電子實力，因此與H形成的共價鍵很穩(wěn)定，不簡單被破壞，這與水中存在氫鍵無關(guān)，氫鍵影響的是物質(zhì)的物理性質(zhì)；大多數(shù)分子晶體中存在共價鍵，但稀有氣體中不存在共價鍵。答案：A4.(2024·廣東江門)干冰(固態(tài)二氧化碳)在-78℃時可干脆升華為氣體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是 ()A.干冰晶體是共價晶體B.每個晶胞中含有4個CO2分子C.每個CO2分子四周有12個緊鄰的CO2分子D.干冰升華時需克服分子間作用力解析：由題干信息可知，干冰(固態(tài)二氧化碳)在-78℃時可干脆升華為氣體，干冰晶體是分子晶體，A項錯誤；由題干圖示晶胞圖可知，每個晶胞中含有8×18+6×12=4個CO2分子，B項正確；由題干圖示晶胞圖可知，以其中面心上的一個CO2為例，其四周有3個相互垂直的平面，每個平面上有4個CO2與之最近且距離相等，則每個CO2分子四周有12個緊鄰的CO答案：A5.HF分子晶體、NH3分子晶體與冰的結(jié)構(gòu)極為相像，在HF分子晶體中，與F原子距離最近的HF分子的個數(shù)為 ()A.3 B.4 C.5 D.12解析：依據(jù)HF分子晶體與冰結(jié)構(gòu)相像可知，每個HF分子四周有4個HF分子與之最近，構(gòu)成正四面體，故B項正確。答案：B6.某化學(xué)愛好小組在學(xué)習(xí)分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔點、沸點，記錄如下：物質(zhì)NaClMgCl2SiCl4CaCl2熔點/℃801712-70782沸點/℃14651418571600依據(jù)這些數(shù)據(jù)分析，其中屬于分子晶體的是 ()A.NaCl、MgCl2、CaCl2 B.SiCl4C.NaCl、CaCl2 D.全部解析：分子晶體的熔點、沸點較低，表中的SiCl4熔點、沸點較低，應(yīng)為分子晶體。答案：B7.干冰晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，即每8個CO2構(gòu)成立方體，且在6個面的中心又各占據(jù)1個CO2分子，在每個CO2四周距離22a(其中a為立方體的棱長)的CO2A.4個 B.8個 C.12個 D.6個解析：如題圖所示，在每個CO2四周距離22a的CO2即為每個面心上的CO2答案：C8.(2024·廣東潮州)富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應(yīng)用上具有特別光明的前途。富勒烯(C60)的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法錯誤的是 ()A.分子中碳原子軌道的雜化類型為sp2雜化B.1molC60分子中σ鍵的數(shù)目為90NAC.1個C60分子中含有20個五邊形和12個六邊形D.C60分子晶胞是分子密積累解析：由結(jié)構(gòu)可知，富勒烯中的每個碳原子均只與四周三個碳原子相連，每個碳原子都采納sp2雜化，A項正確；1molC60分子中σ鍵的數(shù)目為3×60×12×NA=90NA，B項正確；多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系遵循歐拉定理，頂點數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2，設(shè)五邊形個數(shù)為x，六邊形個數(shù)為y，依據(jù)富勒烯結(jié)構(gòu)，富勒烯有60個頂點，面數(shù)為(x+y)，每個棱被2個面共有，棱數(shù)為12×(3×60)，依據(jù)歐拉定理有60+(x+y)-12×(3×60)=2，依據(jù)鍵數(shù)和頂點，得出12×(5x+6y)=12×(3×60)，推出x=12，y=20，即五邊形有12個，六邊形有20個，C項錯誤；C60答案：C9.(1)比較下列物質(zhì)熔點、沸點的凹凸(均填“>”或“<”)。①CO2SO2

②NH3PH3

③O3O2

④NeAr

⑤CH3CH2OHCH3OH

⑥CON2

(2)設(shè)計一個牢靠的試驗，推斷氯化鋁是離子化合物還是共價化合物。你設(shè)計的試驗是。

解析：(2)若驗證一種化合物是共價化合物還是離子化合物，可測其熔融狀態(tài)下是否導(dǎo)電，若不導(dǎo)電，是共價化合物，若導(dǎo)電，則是離子化合物。答案：(1)①<②>③>④<⑤>⑥>(2)在熔融狀態(tài)下，驗證其是否導(dǎo)電，若不導(dǎo)電，是共價化合物10.自從合成了第一種稀有氣體的化合物XePtF6以來，人們又相繼發(fā)覺了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。(1)請依據(jù)XeF4的結(jié)構(gòu)示意圖(圖甲)推斷這個分子是極性分子還是非極性分子?。

(2)XeF2晶體是一種無色晶體，圖乙為它的晶胞結(jié)構(gòu)圖。XeF2晶體屬于哪種類型的晶體?。一個XeF2晶胞中含有個XeF2分子。甲乙解析：由其結(jié)構(gòu)示意圖可知，XeF4是非極性分子，XeF2是分子晶體。答案：(1)非極性分子(2)分子晶體2【拓展提高】11.(2024·廣東肇慶)下列說法正確的有 ()①分子晶體的構(gòu)成粒子是分子，都具有分子密積累的特征②冰溶化時，分子中H—O發(fā)生斷裂③分子晶體在干燥或熔融時，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，該分子晶體的熔點肯定越高⑥分子晶體的熔、沸點一般比較低⑦分子晶體中，分子間以分子間作用力相結(jié)合，分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定A.2項 B.3項 C.4項 D.5項解析：①分子晶體的構(gòu)成粒子是分子，但只含有分子間作用力的分子晶體具有分子密積累的特征，含有氫鍵的分子晶體不是密積累，故①錯誤；②冰溶化克服氫鍵，屬于物理改變，水分子中H—O沒有斷裂，故②錯誤；③分子晶體在干燥或熔融時，均不能導(dǎo)電，故③錯誤；④分子晶體中，分子間作用力越大，分子的熔、沸點越高，故④正確；⑤分子晶體熔化時破壞分子間作用力，不破壞分子內(nèi)共價鍵，即說明分子內(nèi)共價鍵鍵能大小與該分子晶體的熔點凹凸無關(guān)，故⑤錯誤；⑥分子晶體熔化時破壞分子間作用力，而分子間作用力一般較弱，導(dǎo)致其熔沸點較低，故⑥正確；⑦分子的穩(wěn)定性與分子間作用力無關(guān)，穩(wěn)定性屬于化學(xué)性質(zhì)，分子間作用力影響物理性質(zhì)，故⑦錯誤。只有④⑥正確，故答案為A項。答案：A12.AB型化合物形成的晶體結(jié)構(gòu)多種多樣。如圖所示的幾種結(jié)構(gòu)所表示的物質(zhì)最有可能是分子晶體的是 ()①②③④⑤⑥A.①③ B.②⑤C.⑤⑥ D.③④⑤⑥解析：從題圖中可以看出②⑤都不能再以化學(xué)鍵與其他原子結(jié)合，所以最有可能是分子晶體。答案：B13.(2024·廣東東莞)據(jù)某科學(xué)雜志報道，國外有一探討發(fā)覺了一種新的球形分子，它的化學(xué)式為C60Si60，其分子結(jié)構(gòu)好像中國傳統(tǒng)工藝品“鏤雕”，經(jīng)測定其中包含C60，也有Si60結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是 ()A.該物質(zhì)有很高的熔點，很大的硬度B.該物質(zhì)熔融時能導(dǎo)電C.該物質(zhì)分子中Si60被包袱在C60里面D.該物質(zhì)形成的晶體屬于分子晶體解析：由分子式及題中信息可知，該物質(zhì)為分子晶體。分子晶體的熔點低，硬度小，A項錯誤；由題中信息可知，該物質(zhì)是一種新的球形分子，該物質(zhì)熔融時克服了分子間作用力，只得到分子，不能導(dǎo)電，B項錯誤；硅的原子半徑比碳的大，所以化合物C60Si60的外層球殼為Si60，內(nèi)層球殼為C60，C項錯誤；由題中信息可知，該物質(zhì)是一種新的球形分子，分子式為C60Si60，所以該物質(zhì)有分子存在，屬于分子晶體，D項正確。答案：D14.(2024·廣東東莞)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分子四周有12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6個CH4分子解析：題圖所示的甲烷晶胞中的球代表的是1個甲烷分子，并不是1個C原子，A項錯誤；由甲烷的晶胞結(jié)構(gòu)圖分析可知，與位于晶胞頂點的甲烷分子距離最近且相等的甲烷分子有3個，而這3個甲烷分子在晶胞的面心上，因此被2個晶胞所共用，頂點上的甲烷分子為8個晶胞共用，故晶體中與1個甲烷分子緊鄰的甲烷分子數(shù)目為3×8×12=12，B項正確；甲烷晶體是分子晶體，熔化時需克服范德華力，C項錯誤；甲烷晶胞屬于面心立方晶胞，該晶胞中甲烷分子的數(shù)目為8×18+6×答案：B【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】15.科研人員曾應(yīng)用計算機模擬出結(jié)構(gòu)類似C60的物質(zhì)N60。已知：①N60分子中每個氮原子均以N—N結(jié)合三個N原子而形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；②N—N的鍵能為167kJ·mol-1。請回答下列問題。(1)N60分子構(gòu)成的晶體為晶體，其熔點、沸點比N2晶體的熔點、沸點(填“高”或“低”)，緣由是

。

(2)1molN60分解成N2時汲取或放出的熱量是kJ(已知N≡N的鍵能為942kJ·mol-1)，表明穩(wěn)定性：N60(填“>”“<”或“=”)N2。

(3)由(2)列舉N60的用途(舉一種)：。

解析：(1)N60、N2形成的晶體均為分子晶體，因Mr(N60)>Mr(N2)，故N60晶體中分子間的范德華力比N2晶體中分子間的范德華力大，N60晶體的熔點、沸點比N2晶體的熔點、沸點高。(2)因每個氮原子形成三個N—N，每個N—N被2個N原子共用，故1molN60中存在N—N：1mol×60×3×12=90mol。N60分解為N2的反應(yīng)為N6030N2，故ΔH=90×167kJ·mol-1-30×942kJ·mol-1=-13230kJ·mol-(3)由于反應(yīng)放出大量的熱同時生成大量氣體，因此N60可用作高能炸藥。答案：(1)分子高N60、N2均為分子晶體，且N60的相對分子質(zhì)量大，分子間作用力大，故熔點、沸點高(2)13230<(3)作高能炸藥(或其他合理答案)16.Ⅰ.已知A、B、C、D四種分子所含原子的數(shù)目依次為1、3、6、6，且都含有18個電子，B、C由兩種元素的原子構(gòu)成，且分子中兩種原子的個數(shù)比均為1∶2。D是一種有毒的有機化合物。(1)構(gòu)成A分子的原子的元素符號是。

(2)從B分子的空間結(jié)構(gòu)推斷，該分子屬于(填“極性”或“非極性”)分子。

(3)C分子中包含個σ鍵、個π鍵。

(4)D的熔點、沸點比C2H6的熔點、沸點高，其主要緣由是(需指明D是什么物質(zhì))：。

Ⅱ.CO的結(jié)構(gòu)可表示為，N2的結(jié)構(gòu)可表示為。(5)下表是在肯定條件下測得的CO和N2的鍵能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol-1)：物質(zhì)A—BABCO357.7798.91071.9N2154.8418.4941.7結(jié)合數(shù)據(jù)說明CO比N2活潑的緣由：

。

Ⅲ.(6)Fe(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑，據(jù)此可推斷Fe(CO)5晶體屬于(填晶體類型)。解析：(1)含有18個電子的單原子分子是氬。(2)B是由兩種元素的3個原子構(gòu)成的含有18個電子的分子，則B是H2S，是極性分子。(3)C是由兩種元素的6個原子構(gòu)成的含有18個電子的分子，原子個數(shù)比為1∶2，則C是N2H4，N原子實行sp3雜化，分子內(nèi)有5個σ鍵，無π鍵。(4)D分子含有6個原子，并含有18個電子，且為有毒的有機化合物，應(yīng)是甲醇。CH3OH分子之間能形成氫鍵，因此CH3OH的熔點、沸點比C2H6的熔點、沸點高。(5)CO分子中的一個π鍵的鍵能為1071.9kJ·mol-1-798.9kJ·mol-1=273kJ·mol-1，N