2019_2020学年高中化学第三章第二节分子晶体与原子晶体限时综合训练新人教版.docx

分子晶体与原子晶体一、选择题1下列事实能说明刚玉(Al2O3)是一种原子晶体的是()Al2O3是两性氧化物硬度很大它的熔点为2045 几乎不溶于水自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石A BC D答案B解析指的是Al2O3的分类，指的是刚玉的种类，这两项都无法说明Al2O3是一种原子晶体。2下列各组物质发生状态变化时，所克服的微粒间的相互作用，属于同种类型的是()A金刚石和硫的熔化B食盐和石蜡的熔化C碘和干冰的升华D二氧化硅和氧化钠的熔化答案C解析金刚石是原子晶体，熔化时克服共价键，硫是分子晶体，熔化时克服范德华力；食盐是离子化合物，熔化时克服离子键，石蜡是非晶体，没有固定的熔沸点，熔化时克服范德华力；碘和干冰均为分子晶体，升华时克服的都是范德华力；二氧化硅是原子晶体，熔化时克服共价键，氧化钠是离子化合物，熔化时克服离子键。3现代无机化学对硫氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。其中如图是已经合成的最著名的硫氮化合物的分子结构。下列说法正确的是()A该物质的分子式为SNB该物质的分子中既有极性键又有非极性键C该物质具有很高的熔、沸点D该物质与化合物S2N2互为同素异形体答案B解析题中图示表示是一种分子(不是晶胞)，故该化合物为分子晶体，分子式为S4N4。从分子结构图上可知，分子中存在NS极性键和SS非极性键。4目前，世界上已合成了几百种有机超导体，TCNQ就是其中之一。TCNQ的分子结构如下图所示。下列关于TCNQ的说法中错误的是()A分子中所有的氮原子在同一平面内B属于原子晶体C化学式为C12H4N4D该物质难溶于水答案B解析在C=C键中，C原子的杂化轨道为sp2杂化，在CN键中C原子的杂化轨道为sp杂化，sp2杂化轨道为平面三角形，sp杂化轨道为直线形，故TCNQ分子中所有的原子都在同一平面内，分子中所有的氮原子也都在同一平面内，A正确；题干中讲TCNQ是分子，所以它所形成的晶体为分子晶体，B不正确；由分子结构知其化学式为C12H4N4，C正确；TCNQ分子的对称性很好，是非极性分子，难溶于极性溶剂水中，D正确。5据报道：用激光可将置于铁室中的石墨靶上的碳原子“炸松”，再用一个射频电火花喷射出氮气，可使碳、氮原子结合成碳氮化合物的薄膜，该碳氮化合物比金刚石更坚硬，则下列分析正确的是()A该碳氮化合物呈片层状结构B该碳氮化合物呈立体网状结构C该碳氮化合物CN键键长比金刚石中CC键键长长D该碳氮化合物中存在分子间作用力答案B解析因碳氮化合物硬度比金刚石还大，说明该碳氮化合物为原子晶体，故是立体网状结构。与金刚石相比，C原子半径大于N原子半径，所以CN键键长小于CC键键长。6下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是()XYZWTAX、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增BY、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增CYX2晶体熔化、液态WX3汽化均需克服分子间作用力D根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性答案D解析根据题意，X与W属于同主族，且W的序数为X的2倍，可以得出在短周期元素中，X为氧元素，W为硫元素，由此可以推出Z为磷元素，Y为硅元素，T为砷元素。非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，所以X、W、Z的气态氢化物的稳定性依次减弱，A错误。自然界中存在硫单质，B错误。SiO2是原子晶体，SO3是分子晶体，SiO2熔化时需要破坏共价键，液态SO3汽化时需要破坏分子间作用力，C错误。As处于金属和非金属的分界线附近，所以具有半导体特性，As的最高价为5，而As2O3中As的化合价为3，所以其既具有氧化性，又具有还原性，D正确。7下列说法正确的是()A在含4 mol SiO键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4NAB金刚石晶体中不存在范德华力C30 g二氧化硅晶体中含有05NA个二氧化硅分子D晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的原子晶体答案B解析在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成4个SiO键，故含有4 mol SiO键的二氧化硅晶体的物质的量为1 mol，即含有2NA个氧原子，A项错误；金刚石由原子直接构成，不存在分子，故没有范德华力，B项正确；SiO2晶体由Si原子和O原子构成，晶体中不存在SiO2分子，C项错误；氖晶体是由单原子分子靠分子间作用力结合在一起形成的，属于分子晶体，D项错误。二、非选择题8有下列物质：水晶、冰醋酸、氧化钙、白磷、晶体氩、氢氧化钠、铝、金刚石、过氧化钠、碳化钙、碳化硅、干冰、过氧化氢。根据要求填空：(1)属于原子晶体的化合物是_。(2)直接由原子构成的晶体是_。(3)直接由原子构成的分子晶体是_。(4)由极性分子构成的晶体是_，属于分子晶体的单质是_。(5)在一定条件下，能导电且不发生化学变化的单质是_，受热熔化后化学键不发生变化的是_，受热熔化需克服共价键的是_。答案(1)(2)(3)(4)(5)解析属于原子晶体的有：金刚石、碳化硅和水晶；属于分子晶体的有：晶体氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(由极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)；晶体熔化时，分子晶体只需克服分子间作用力，不破坏化学键，而原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化时破坏化学键。9据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60。已知：N60分子中每个氮原子均以NN键结合三个N原子而形成8电子稳定结构；NN键的键能为167 kJmol1。请回答下列问题：(1)N60分子组成的晶体为_晶体，其熔、沸点比N2_(填“高”或“低”)，原因是_。(2)1 mol N60分解成N2时吸收或放出的热量是_kJ(已知NN键的键能为942 kJmol1)，表明稳定性N60_(填“”“”或“”)N2。(3)由(2)列举N60的用途(举一种)：_。答案(1)分子高N60、N2均形成分子晶体，且N60的相对分子质量大，分子间作用力大，故熔、沸点高(2)13230Mr(N2)，故N60晶体中分子间的范德华力比N2晶体大，N60晶体的熔、沸点比N2晶体高。(2)因每个氮原子形成三个NN键，每个NN键被2个N原子共用，故1 mol N60中存在NN键：1 mol60390 mol。发生的反应为N60=30N2，故H90167 kJmol130942 kJmol113230 kJmol1N60。(3)由于反应放出大量的热同时生成大量气体，因此N60可用作高能炸药。10有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数EQTXZ。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且I1(E)I1(T)GaD第一电离能AsGaE砷化镓晶体中含有配位键(2)Ga的核外电子排布式为_。(3)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700 下反应制得，(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为_(CH3)3Ga分子是_(填“极性”或“非极性”)分子。AsH3分子空间构型为_，N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是_(用氢化物分子式表示)。(4)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为_，与同一个镓原子相连的砷原子构成的立体构型为_。答案(1)A(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1(3)sp2非极性三角锥形NH3AsH3PH3(4)4正四面体形解析(1)干冰为面心立方晶胞，砷化镓为六方晶胞，两者晶胞结构不同，A不正确；由图示可知砷化镓中原子间以共价键结合成网状结构，其晶体属于原子晶体，B正确；同周期从左到右元素的电负性增大，As和Ga处于同一周期，而处于A族的As 4p电子处于半满的较稳定结构，C和D均正确；由于Ga原子最外层只有3个电子，而每个Ga原子与4个As原子成键，因此其中一个共价键必为配位键，E正确。(2)Ga位于第四周期第A族，价电子排布式为4s24p1。因此其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1。(3)Ga的价电子对数为3，孤电子对数为0，所以Ga原子的杂化方式为sp2，(CH3)3Ga分子为平面正三角形结构，所以该分子为非极性分子。AsH3分子中的As采取sp3杂化，As的价层电子对数为4