2024-2025學年新教材高中化學第三章晶體結構與性質第二節(jié)分子晶體與共價晶體課時作業(yè)含解析新人教版選擇性必修2

PAGE9-分子晶體與共價晶體1．下列物質呈固態(tài)時，肯定屬于分子晶體的是()A．非金屬單質B．非金屬氧化物C．含氧酸D．金屬氧化物2．下列有關分子晶體熔點凹凸的敘述中，正確的是()A．氯氣>碘單質B．四氯化硅>四氟化硅C．NH3<PH3D．異戊烷>正戊烷3．氮化硼是一種新合成的結構材料，它是超硬、耐磨、耐高溫的物質，下列各組物質熔化時所克服的粒子間的作用力與氮化硼熔化時所克服的粒子間作用力相同的是()A．C60和金剛石B．晶體硅和水晶C．冰和干冰D．碘和金剛砂4．下列物質，按沸點降低依次排列的一組是()A．HF、HCl、HBr、HIB．F2、Cl2、Br2、I2C．H2O、H2S、H2Se、H2TeD．CI4、CBr4、CCl4、CF45．某化學愛好小組，在學習了分子晶體后，查閱了幾種氯化物的熔、沸點，記錄如下：氯化物NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔點/℃801712190－68782沸點/℃14651418178571600依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，屬于分子晶體的是()A．NaCl、MgCl2、CaCl2B．AlCl3、SiCl4C．NaCl、CaCl2D．全部6．如圖為某晶體中分子間形成氫鍵的結構模型，大球代表O原子，小球代表H原子。下列有關說法正確的是()A．該晶體具有空間網(wǎng)狀結構，所以不是分子晶體B．1mol該晶體中含有4×6.02×1023個氫鍵C．該晶體受熱熔化時，水分子之間的空隙將增大D．該晶體中每個水分子與另外四個水分子形成四面體結構7.晶胞是晶體結構中可重復出現(xiàn)的最小的結構單元，C60晶胞結構如圖所示，下列說法正確的是()A．C60摩爾質量是720B．C60與苯互為同素異形體C．在C60晶胞中有14個C60分子D．每個C60分子四周與它距離最近等距離的C60分子有12個8．下列物質的晶體干脆由原子構成的一組是()①CO2②SiO2③晶體Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固態(tài)HeA．①②③④⑤⑥B．②③④⑥C．②③⑥D．①②⑤⑥9．下列說法錯誤的是()A．干冰晶體中每個分子四周最近的分子有12個，而二氧化硅晶體中，每個硅原子四周只有4個氧原子B．C2H5OH與C2H5Br相比，前者的相對分子質量小于后者，而沸點卻高于后者，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10．下列有關物質的熔點凹凸依次正確的是()A．HF<HCl<HBrB．金剛石<碳化硅<晶體硅C．CH3—CH2—CH2—CH2—CH2>CH3(CH2)8CH3D．H2O>H2S，SO2<SeO211．氮化硼(BN)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相像，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑，但不能導電。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結構如圖所示。關于這兩種晶體的說法，正確的是()A．立方相氮化硼含配位鍵B→NB．六方相氮化硼層間作用力小，所以質地軟，熔點低C．兩種氮化硼中的硼原子都是采納sp2雜化D．六方相氮化硼晶體其結構與石墨相像卻不導電，緣由是沒有可以自由移動的電子12．鹵素互化物是指不同鹵素原子之間以共價鍵結合形成的化合物，XX′型鹵素互化物與鹵素單質結構相像、性質相近。試回答下列問題：

(1)如圖是部分鹵素單質和XX′型鹵素互化物的熔點與其相對分子質量的關系圖。它們的熔點隨著相對分子質量的增大而上升，其緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)鹵素互化物可發(fā)生的反應：H2O＋BrCl=HBrO＋HCl、KBr＋BrCl=KCl＋Br2①寫出KI與IBr反應的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②若要驗證①反應能否發(fā)生，請你設計一個簡潔的試驗：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)試推想ICl的熔點所處的最小范圍________________________________________________________________________________________________________________________________________________。13．氮、磷、砷是同族元素，該族元素單質及其化合物在農藥、化肥等方面有重要應用。請回答下列問題：(1)砷原子核外電子排布式為________________________________________________________________________。(2)已知：CH4SiH4NH3PH3沸點(K)101.7161.2239.7185.4分解溫度(K)8737731073713.2分析上表中四種物質的相關數(shù)據(jù)，請回答：①CH4和SiH4比較，NH3和PH3比較，沸點凹凸的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②CH4和SiH4比較，NH3和PH3比較，分解溫度凹凸的緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③綜合上述數(shù)據(jù)和規(guī)律推斷，肯定壓強下HF和HCl的混合氣體降溫時________先液化。(3)磷酸分子結構式如圖(POOHHOOH)，磷酸晶體中分子間的作用力除了范德華力，還存在________，三聚磷酸可視為三個磷酸分子之間脫去兩個水分子的產物，其結構式為________________________________________________________________________。14．氮化硅是化工行業(yè)已合成的一種硬度很大的晶體，若已知在此化合物中各元素均處于其最高或最低價態(tài)，據(jù)此推斷：(1)氮化硅的化學式可能是________。晶體中N和Si的雜化方式為________。(2)氮化硅的晶體類型為________，該晶體中存在的作用力是________。氮化硅硬度大于單質硅，緣由為________________________________________________________________________。(3)氮化硅可能具有的性質或特點有________。①硬度大②熔點高③可以導電④不存在單個分子⑤具有空間網(wǎng)狀結構15．鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個未成對電子。(2)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其改變規(guī)律及緣由________________________________________________________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔點/℃－49.526146沸點/℃83.1186約400(3)光催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的依次是________。(4)Ge單晶具有金剛石型結構，其中Ge原子的雜化方式為______________，微粒之間存在的作用力是______________。(5)晶胞有兩個基本要素：①原子坐標參數(shù)，表示晶胞內部各原子的相對位置。如圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0,0,0)；B為(1/2,0,1/2)；C為(1/2,1/2,0)。則D原子的坐標參數(shù)為________；②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形態(tài)。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)apm，其密度為________g·cm－3(列出計算式即可)。課時作業(yè)111．解析：非金屬單質中的金剛石、非金屬氧化物中的SiO2均為共價晶體；而金屬氧化物通常為離子化合物，屬離子晶體。故C正確。答案：C2．解析：A、B選項屬于無氫鍵存在的分子結構相像的狀況，相對分子質量大的物質熔、沸點高；C選項屬于有氫鍵存在差別的分子結構相像的狀況，存在氫鍵的物質熔、沸點高；D選項屬于相對分子質量相同，但分子結構不同的狀況，支鏈多的物質熔、沸點低。答案：B3．解析：氮化硼是由兩種非金屬元素形成的化合物，依據(jù)該化合物的性質可知其為共價晶體，微粒間作用力為共價鍵。C60和金剛石熔化時分別克服的是分子間作用力和共價鍵，A項錯誤；冰和干冰熔化時均克服的是分子間作用力，C項錯誤；碘和金剛砂熔化時分別克服的是分子間作用力和共價鍵，D項錯誤。答案：B4．解析：A、C中HF和H2O分子間含有氫鍵，沸點反常；對結構相像的物質，B中沸點隨相對分子質量的增加而增大；D中沸點依次降低。答案：D5．解析：由分子構成的晶體，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、沸點較低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸點很高，很明顯不屬于分子晶體，AlCl3、SiCl4熔、沸點較低，應為分子晶體，B項正確，A、C、D三項錯誤。答案：B6．解析：由圖可知該晶體是晶體冰(H2O)，屬于分子晶體。晶體中每個水分子與另外四個水分子形成4個氫鍵，每個氫鍵為兩個H2O所共有，因此，平均每個H2O相當于形成2個氫鍵，即1mol晶體冰中含有2mol氫鍵，也就是2×6.02×1023個氫鍵。盡管氫鍵比共價鍵弱得多，不屬于化學鍵，卻和共價鍵一樣具有方向性，從而1個水分子與另外4個水分子形成了四面體結構。這種結構存在較大空隙，空間利用率不高，當晶體受熱熔化時，熱運動使冰的結構解體，水分子間的空隙變小，密度增大。答案：D7．答案：D8．解析：CO2、白磷、氨基乙酸、固態(tài)He是分子晶體，其晶體由分子構成，稀有氣體He由單原子分子構成；SiO2、晶體Si屬于共價晶體，其晶體干脆由原子構成。答案：C9．解析：干冰晶體采納分子密積累，每個分子四周最近的分子有12個，而共價鍵有飽和性和方向性，所以二氧化硅晶體中，每個硅原子四周只有4個氧原子A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；C項Si、O是非金屬元素，但金剛石、晶體硅、二氧化硅都是共價晶體，C項不正確；干冰熔化時破壞范德華力，二氧化硅、金剛石等共價晶體熔化時破壞共價鍵，D項正確。答案：C10．解析：HCl、HBr，SO2、SeO2均為組成和結構相像的分子，相對分子質量越大，熔點越高。HF、H2O分子中均存在氫鍵，所以熔點出現(xiàn)“反?！爆F(xiàn)象。金剛石、碳化硅和晶體硅中，共價鍵鍵長：C—C<C—Si<Si—Si共價鍵鍵能：C—C>C—Si>Si—Si共價鍵鍵長越短，鍵能越大，則共價晶體的熔點越高。所以三者的熔點由高到低的依次是金剛石>碳化硅>晶體硅。答案：D11．解析：B原子最外層有3個電子，存在一個空軌道，N原子最外層有5個電子，存在一個孤電子對，由晶體結構可知，立方相氮化硼為空間網(wǎng)狀結構與金剛石類似，立方相氮化硼中B形成4個共價鍵，其中1個為B←N配位鍵，故A項錯誤；六方相氮化硼具有層狀結構，層間作用力小，所以質地軟，但層內原子間通過共價鍵結合，導致熔點很高，故B項錯誤；立方相氮化硼中硼原子形成4個共價鍵，所以立方相氮化硼中硼原子采納的是sp3雜化，故C項錯誤；晶體中存在可以自由移動的電子能導電，六方相氮化硼晶體中沒有可以自由移動的電子，所以不導電，故D項正確。答案：D12．解析：(1)鹵素單質及XX′型鹵素互化物都是雙原子分子，組成和結構相像，其相對分子質量越大，范德華力越大，熔、沸點越高。(2)①主要考查學生運用信息、模擬信息的實力，KI＋IBr=KBr＋I2。②欲驗證反應能否發(fā)生，事實上是證明是否有I2生成，檢驗I2生成的方法是向混合物中滴加幾滴淀粉溶液，若變藍，則反應能發(fā)生，否則，反應不能發(fā)生。(3)依據(jù)圖像給出的信息，隨著相對分子質量的增加，熔點漸漸上升，計算ICl的相對分子質量，最小范圍介于Br2和IBr的熔點之間。答案：(1)相對分子質量越大，分子間的作用力越強(2)①KI＋IBr=KBr＋I2②向反應物混合液中滴加幾滴淀粉溶液，若變藍，證明能反應，否則不能反應(3)介于Br2的熔點和IBr的熔點之間13．解析：(1)砷原子核外33個電子分4層排布，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3。(2)①CH4與SiH4的結構相像，液態(tài)的CH4、SiH4汽化時克服的只有分子間作用力，而相對分子質量越大，分子間作用力越大，物質的沸點越高，所以SiH4的沸點高于CH4，但NH3分子間還存在氫鍵，而PH3分子間只存在分子間作用力，所以NH3的沸點高于PH3。②CH4、SiH4、NH3、PH3物質的穩(wěn)定性與共價鍵強弱有關，非金屬性越強，與H化合實力越強，生成的化學鍵的鍵能也越大，其分子也越穩(wěn)定。③由于HF分子間存在氫鍵，分子和分子間更易結合在一起，所以它優(yōu)先液化。(3)磷酸分子中含有“O—H”鍵，故分子間可形成氫鍵；三聚磷酸形成過程中共失去2分子水，不同磷酸的磷通過氧原子連接起來。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(2)①結構相像時，相對分子質量越大，分子間作用力越大，因此SiH4沸點高于CH4；NH3分子間還存在氫鍵作用，因此NH3的沸點高于PH3②C—H鍵鍵能大于Si—H鍵，因此CH4分解溫度高于SiH4；N—H鍵鍵能大于P—H鍵，因此NH3分解溫度高于PH3③HF(3)氫鍵14．解析：(1)因為N和Si分別要形成3個與4個共價鍵，所以氮化硅的化學式為Si3N4；二者的價層電子對數(shù)均為4，所以均實行sp3雜化。(2)因為氮化硅的硬度極大，所以它屬于共價晶體，晶體中存在的作用力是共價鍵，由于N原子半徑比Si小，所以鍵長短，鍵能大，硬度大；(3)Si3N4為共價晶體，其性質為硬度大熔點高，又因它是由原子以共價鍵形成的晶體，所以不存在單個分子，且為空間網(wǎng)狀結構。選①②④⑤。答案：(1)Si3N4sp3雜化(2)共價晶體共價鍵N原子半徑小于Si，所以N—Si鍵長比Si—Si鍵長短，鍵能大(3)①②④⑤1