2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2-1分子晶體課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGEPAGE6分子晶體一、選擇題(每小題4分，共48分)1．分子晶體中假如不是由于分子本身形態(tài)的影響，它的晶體將實(shí)行密積累結(jié)構(gòu)，緣由是分子晶體中(A)A．分子間作用力無(wú)肯定的方向性B．占據(jù)晶格結(jié)點(diǎn)的微粒是原子C．化學(xué)鍵是共價(jià)鍵D．三者都是解析：范德華力不具有飽和性和方向性，所以分子晶體都實(shí)行盡可能密的積累結(jié)構(gòu)，但是分子晶體的積累方式也受分子結(jié)構(gòu)的影響。2．已知氯化鋁易溶于苯和乙醚，其熔點(diǎn)為190℃，則下列說(shuō)法不正確的是(C)A．氯化鋁是電解質(zhì) B．固態(tài)氯化鋁是分子晶體C．氯化鋁是極性分子 D．氯化鋁是非極性分子解析：由“相像相溶”規(guī)律可推知AlCl3為非極性分子，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。3．“神九”火箭運(yùn)用的燃料是偏二甲肼(分子式為C2H8N2)，其結(jié)構(gòu)可以看作是兩個(gè)甲基和一個(gè)氨基替代了氨氣分子中的三個(gè)氫原子，下列關(guān)于偏二甲肼的說(shuō)法正確的是(C)A．由碳、氫、氧三種元素組成B．全部N、C原子都在同一平面上C．固態(tài)時(shí)屬于分子晶體D．固態(tài)時(shí)有較高的硬度解析：由分子式可知此分子由碳、氫、氮三種元素組成，故A錯(cuò)；依據(jù)氨氣分子的結(jié)構(gòu)知偏二甲肼中N、C原子不都在同一平面上，故B錯(cuò)；由“分子式”可知此物質(zhì)固體時(shí)為分子晶體，故固態(tài)時(shí)硬度較低，C對(duì)，D錯(cuò)。4．如圖為冰晶體的結(jié)構(gòu)模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(A)A．冰晶體中每個(gè)水分子與另外四個(gè)水分子形成四面體B．冰晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是原子晶體C．水分子間通過(guò)H—O鍵形成冰晶體D．冰晶體熔化時(shí)，水分子之間的空隙增大解析：B項(xiàng)，冰晶體屬于分子晶體；C項(xiàng)，水分子間通過(guò)分子間作用力形成晶體；D項(xiàng)，冰熔化，氫鍵部分?jǐn)嗔眩障稖p小。5．下列性質(zhì)描述的是分子晶體的是(B)A．熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B．熔點(diǎn)10.31℃，液態(tài)不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C．難溶于CS2，熔點(diǎn)1128℃，沸點(diǎn)4446℃D．熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，導(dǎo)電，密度為0.97g·cm－3解析：A項(xiàng)，熔點(diǎn)1070℃，與分子晶體的特點(diǎn)不符；B項(xiàng)，熔點(diǎn)為10.31℃，熔點(diǎn)低，液態(tài)不導(dǎo)電，符合分子晶體的特點(diǎn)，水溶液能導(dǎo)電是由于分子溶于水后電離出自由移動(dòng)的離子；C項(xiàng)，熔點(diǎn)1128℃，沸點(diǎn)4446℃，與分子晶體的特點(diǎn)不符；D項(xiàng)，質(zhì)軟，導(dǎo)電，而分子晶體在固態(tài)或熔融狀態(tài)時(shí)都不導(dǎo)電，故與分子晶體的特點(diǎn)不符。6．下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述正確的是(D)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．水蒸氣、水、冰中都含氫鍵C．分子晶體中，共價(jià)鍵鍵能越大，其熔、沸點(diǎn)越高D．分子晶體中肯定存在分子間作用力，可能有共價(jià)鍵解析：本題考查的是分子間作用力與氫鍵的存在。水是一種穩(wěn)定的化合物，因?yàn)樗肿觾?nèi)含有O—H共價(jià)鍵；水蒸氣中水以單個(gè)的H2O分子形式存在，不存在氫鍵；分子晶體的熔、沸點(diǎn)凹凸與分子間作用力的大小有關(guān)，與共價(jià)鍵的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)；分子晶體中也有無(wú)共價(jià)鍵的，如稀有氣體的晶體。故正確答案選D。7．下列物質(zhì)中，屬于分子晶體的是(A)①二氧化硅②碘③食鹽④蔗糖⑤磷酸A．②④⑤ B．①②④C．②③④⑤ D．①②③⑤解析：②碘、④蔗糖、⑤磷酸都是由分子構(gòu)成的分子晶體。8．下列化學(xué)式既能表示物質(zhì)的組成，又能表示物質(zhì)的一個(gè)分子的是(A)A．H3PO4 B．SiCC．SiO2 D．C解析：大部分酸都是分子晶體，A項(xiàng)，H3PO4為分子晶體，所以H3PO4既能表示磷酸的組成，又能表示一個(gè)H3PO4分子。9．下列有關(guān)冰和干冰的敘述不正確的是(A)A．干冰和冰都是由分子密積累形成的晶體B．冰是由氫鍵和范德華力形成的晶體，每個(gè)水分子四周有4個(gè)緊鄰的水分子C．干冰比冰的熔點(diǎn)低得多，常壓下易升華D．干冰中只存在范德華力不存在氫鍵，一個(gè)分子四周有12個(gè)緊鄰的分子解析：A項(xiàng)，干冰是由分子密積累形成的晶體，冰晶體中水分子間實(shí)行非緊密積累的方式，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，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(gè)水分子四周只有4個(gè)緊鄰的水分子，正確；C項(xiàng)，干冰熔化只需克服范德華力，冰溶化須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(diǎn)低得多，而且常壓下易升華，正確；D項(xiàng)，干冰晶體中CO2分子間作用力只是范德華力，分子實(shí)行緊密積累，一個(gè)分子四周有12個(gè)緊鄰的分子，正確。10．下列分子晶體：①HCl、②HBr、③HI、④CO、⑤N2、⑥H2的熔點(diǎn)由高到低的依次是(C)A．①②③④⑤⑥ B．③②①⑤④⑥C．③②①④⑤⑥ D．⑥⑤④③②①解析：題給六種物質(zhì)都屬于分子晶體，而相對(duì)分子質(zhì)量由大到小的依次是③>②>①>④＝⑤>⑥，CO和N2的相對(duì)分子質(zhì)量相同，但CO是極性分子，N2是非極性分子，所以熔點(diǎn)前者大于后者，故正確依次為③②①④⑤⑥。11．AB型化合物形成的晶體結(jié)構(gòu)多種多樣。下圖所示的幾種結(jié)構(gòu)所表示的物質(zhì)最有可能是分子晶體的是(B)A．①③ B．②⑤C．⑤⑥ D．③④⑤⑥解析：從各圖中可以看出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。12．有關(guān)晶體或分子的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是(D)A．在NaCl晶體中，距Na＋最近的Cl－形成正八面體B．在CaF2晶體中，每個(gè)晶胞平均占有4個(gè)Ca2＋C．在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵的個(gè)數(shù)之比為1∶2D．由E原子和F原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為EF或FE解析：B項(xiàng)，CaF2晶胞中，Ca2＋占據(jù)8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，故CaF2晶胞中所含Ca2＋的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；C項(xiàng)，金剛石晶體中，每個(gè)C原子與4個(gè)C原子相連，而碳碳鍵為2個(gè)碳原子共用，C原子與C—C鍵的個(gè)數(shù)之比為1∶2；D項(xiàng)，由于該分子是氣態(tài)團(tuán)簇分子，其分子式應(yīng)為E4F4或F4E4。二、非選擇題(共52分)13．(12分)(1)如圖為干冰的晶體結(jié)構(gòu)示意圖。通過(guò)視察分析，每個(gè)CO2分子四周緊鄰等距的CO2分子有12個(gè)，有4種取向不同的CO2分子。將CO2分子視作質(zhì)點(diǎn)，設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為apm，則緊鄰的兩個(gè)CO2分子距離為eq\f(\r(2),2)apm。(2)在冰晶體中，水分子之間的主要作用力是氫鍵，還有范德華力，由于該主要作用力與共價(jià)鍵一樣具有方向性，故一個(gè)水分子四周只能有4個(gè)緊鄰的水分子，這些水分子位于四面體的頂點(diǎn)方向。這種排列方式致使冰晶體中水分子的空間利用率較小(填“較大”或“較小”)，故冰的密度反而比4℃時(shí)水的密度要小(填“大”或“小”)。解析：視察和分析干冰和冰的晶體結(jié)構(gòu)，可知在干冰晶體中，CO2分子排列為面心立方積累，頂點(diǎn)為一種取向，三對(duì)平行面分別為三種不同的取向。離頂點(diǎn)的CO2分子距離最近的是面心的CO2分子，前者的距離為面對(duì)角線的一半，即eq\f(\r(2),2)apm。以頂點(diǎn)為中心的三種不同取向的平面上各有4個(gè)面心分子，故每個(gè)CO2分子四周緊鄰等距的CO2分子共有12個(gè)。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，使一個(gè)水分子四周只有4個(gè)緊鄰的水分子，這一排列方式使冰晶體中水分子的空間利用率較小，結(jié)構(gòu)中有很多空隙，造成體積膨脹，密度減小，因此冰能浮在水面上。14．(9分)德國(guó)和美國(guó)科學(xué)家首次制出了20個(gè)碳原子組成的空氣籠狀分子C20，該籠狀結(jié)構(gòu)是由多個(gè)正五邊形構(gòu)成的，請(qǐng)回答：(1)C20分子中共有12個(gè)正五邊形，共有30條棱邊。C20晶體屬于分子晶體(填晶體類型)。(2)科學(xué)界擬合成一種“二重構(gòu)造”的球形分子(C60Si60)，即把“足球形”的C60置于“足球形”的Si60內(nèi)，并把硅原子與碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合。關(guān)于C60Si60的說(shuō)法不正確的是(C)A．是一種新型的化合物B．屬于分子晶體C．是兩種單質(zhì)組成的混合物D．熔沸點(diǎn)比C60的高(3)固體C60與C20相比較，熔點(diǎn)較高的應(yīng)為C60，理由是結(jié)構(gòu)相像的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高。解析：設(shè)C20分子中有x個(gè)正五邊形，x×5×eq\f(1,3)＝20，x＝12；C—C鍵數(shù)目為12×5×eq\f(1,2)＝30，即30條棱邊。15．(10分)比較下列物質(zhì)熔沸點(diǎn)的凹凸(填“>”或“<”)：(1)NH3>PH3；(2)N2<CO；(3)Ne<Ar；(4)CO2<H2O<S。16．(9分)已知AlCl3的熔點(diǎn)為190℃(2.202×105Pa時(shí))，但它在180℃即起先升華。(1)氯化鋁是共價(jià)化合物(填“離子化合物”或“共價(jià)化合物”)。(2)在500K和1.01×105Pa時(shí)，它的蒸氣密度(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)為11.92g/L，試確定AlCl3在蒸氣狀態(tài)時(shí)的化學(xué)式為Al2Cl6，是分子晶體。(3)無(wú)水氯化鋁在空氣中猛烈“發(fā)煙”，其緣由是無(wú)水氯化鋁在空氣中與水發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生HCl氣體，HCl在空氣中形成酸霧而“發(fā)煙”。解析：M(AlCl3)＝11.92g/L×22.4L/mol≈267g/mol,267÷(27＋35.5×3)＝2，所以化學(xué)式為Al2Cl6。其在500K時(shí)為氣態(tài)，故其為分子晶體?！鞍l(fā)煙”現(xiàn)象事實(shí)上是AlCl3水解生成的HCl在空氣中形成酸霧而“發(fā)煙”。17．(12分)Q、R、X、Y、Z為前20號(hào)元素中的五種，Q的低價(jià)氧化物與X單質(zhì)分子的電子總數(shù)相等，R與Q同族，Y和Z的離子與Ar原子的電子結(jié)構(gòu)相同且Y的原子序數(shù)小于Z。(1)Q的最高價(jià)氧化物，其固態(tài)屬于分子晶體，俗名叫干冰；(2)R的氫化物分子的空間構(gòu)型是正四面體，屬于非極性分子(