高中化学 3.2《分子晶体与原子晶体》课后作业（含解析）新人教版选修3.doc

分子晶体与原子晶体一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1.下列晶体中不属于原子晶体的是()a干冰 b金刚砂c金刚石 d水晶解析：a.干冰是固体co2，属于分子晶体，a正确；b.金刚砂属于原子晶体，b不符合题意；c.金刚石属于原子晶体，c不符合题意；d.水晶属于原子晶体，d不符合题意。答案：a2.下列属于分子晶体性质的是()a组成晶体的微粒是离子b能溶于cs2，熔点为112.8，沸点为444.6c熔点为1 400，可作半导体材料，难溶于水d熔点高，硬度大解析：分子晶体的主要性质有熔沸点低，硬度小，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，晶体固态和熔化时均不导电。答案：b3.根据下表中给出的有关数据，判断下列说法中错误的是()alcl3sicl4晶体硼金刚石晶体硅熔点/190682 3003 5501 410沸点/178572 5504 8272 355a.sicl4是分子晶体b晶体硼是原子晶体calcl3是分子晶体，加热能升华d金刚石中的cc键比晶体硅中的sisi键弱解析：sicl4、alcl3的熔沸点低，都是分子晶体，alcl3的沸点低于其熔点，即在未熔化的温度下它就能汽化，故alcl3。加热能升华，a、c正确；单质硼的熔沸点高，所以晶体硼是原子晶体，b正确；c原子的半径比si原子的半径小，金刚石中的cc键键长比晶体硅中的sisi键键长短，金刚石中的cc键比晶体硅中的sisi键强，d错误。答案：d4.美国科学杂志曾报道：在40 gpa的高压下，用激光加热到1 800 k，人们成功制得了原子晶体co2，下列对该物质的推断一定不正确的是()a该原子晶体中含有极性键b该原子晶体易汽化，可用作制冷材料c该原子晶体有很高的熔、沸点d该原子晶体硬度大，可用作耐磨材料解析：co2由固态时形成的分子晶体变为原子晶体，其成键情况也发生了变化，由原来的碳氧双键变为碳氧单键，但化学键依然为极性共价键，故a项正确。由于晶体类型及分子结构发生变化，物质的熔、沸点等性质也发生了变化。co2原子晶体具有高硬度，高熔、沸点等特点，故c、d项正确，b项错误。答案：b5下列物质，按沸点降低顺序排列的一组是()ahf、hcl、hbr、hibf2、cl2、br2、i2ch2o、h2s、h2se、h2tedci4、cbr4、ccl4、cf4解析：hf和h2o分子间含有氢键，沸点反常；对组成和结构相似的物质，沸点随相对分子质量的增加而增大。答案：d6某原子晶体a，其空间结构中的一部分如右图所示。a与某物质b反应生成c，其实质是在每个aa键中插入一个b原子，则c的化学式为()aab ba5b4cab2 da2b5解析：由于处于中心的a原子实际结合的b原子为42，故c的化学式为ab2。(如图：)。答案：c7下列说法错误的是()a只含分子的晶体一定是分子晶体b原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性c几乎所有的酸都属于分子晶体d互为同素异形体的单质的晶体类型一定相同解析：金刚石、石墨、c60是碳元素的同素异形体，分别属于原子晶体、混合晶体、分子晶体，d项错误。答案：d8(双选)观察下列模型并结合有关信息进行判断，下列说法错误的是()hcns8sf6b12结构单元结构模型示意图备注易溶于cs2熔点1 873 ka.hcn的结构式为hcn，分子中含有1个键和2个键b固态硫s8属于原子晶体csf6是由极性键构成的非极性分子d单质硼属原子晶体，结构单元中含有30个bb键解析：“cn”键中含有1个键和2个键，a项不正确；s8属于分子晶体，b项错；sf6是正八面体对称结构，是非极性分子，c项正确；硼晶体的结构单元中有12个b原子，每个原子形成5个bb键，而每个bb键为2个原子所共有，所以bb键数为125/230个，d项正确。答案：ab9.在x mol石英晶体中，含有sio键数是()ax mol b2x molc3x mol d4x mol解析：由石英的晶体结构可以看出一个硅原子周围有四个氧原子，即一个硅原子形成4个sio键，所以在x mol石英晶体中含有sio键数是4x mol。答案：d10.现在已能在高压下将co2转化为具有类似sio2结构的原子晶体，下列关于co2原子晶体的说法中正确的是()aco2的原子晶体中存在范德华力，每1 mol co2原子晶体中含有2na键b在一定条件下，co2原子晶体转化为co2分子晶体是物理变化c熔点：金刚石原子晶体co2d在co2的原子晶体中，每个c原子周围结合4个o原子，每个o原子与两个c原子相结合解析：原子晶体中不存在分子间作用力，a不正确；两者的晶体类型不同，co2原子晶体转化为co2分子晶体时存在化学键的断裂和生成，属于化学变化，b不正确；由于氧原子的半径小于碳原子的半径，所以熔点应该是原子晶体co2金刚石，c不正确；由题意知co2原子晶体与sio2结构相似，所以d正确。答案：d二、非选择题(本题包括5小题，共50分)11(10分)据报道，科研人员应用计算机模拟出结构类似于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 kj/mol。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 kj/mol)，表明稳定性n60_(填“”“mr(n2)，故n60晶体中分子的范德华力比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=30n2h，故h90167 kj/mol30942 kj/mol13 230 kj/moln60。(3)由于反应放出大量的热，因此n60可用作高能炸药。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，分子之作用力大，故熔沸点高(2)13 230(3)n60可作炸药12(10分)二氧化硅晶体是立体的网状结构，其晶体结构模型如图所示，请认真观察该模型后回答下列问题：(1)二氧化硅晶体中最小环上有_个原子，晶体结构中存在以_原子为中心、_原子为顶点的正四面体结构。(2)晶体中每个最小环上有_个硅原子，_个氧原子。(3)晶体中存在的作用力有_。a共价键b离子键c配位键d范德华力e氢键解析：二氧化硅晶体中，最小环上有6个硅原子和6个氧原子，并形成以硅原子为中心、氧原子(或硅原子)为顶点的正四面体结构。原子晶体中只存在共价键，且sio键为极性键，不是配位键。答案：(1)12sio(或si)(2)66(3)a13(10分)(1)如图为co2分子晶体结构的一部分，观察图形。试说明每个co2分子周围有_个与之紧邻且等距的co2分子；该结构单元平均占有_个co2分子。co2分子晶体(2)在40 gpa高压下，用激光器加热到1 800k时，人们成功制得原子晶体干冰，其结构和性质与sio2原子晶体相似，下列说法正确的是_。a原子晶体干冰易升华，可用作制冷剂b原子晶体干冰有很高的熔点和沸点c原子晶体干冰的硬度小，不能用作耐磨材料d原子晶体干冰在一定条件下可与氢氧化钠反应e每摩尔原子晶体干冰中含有4 mol co键解析：(1)题给出co2分子晶体的一部分。取任一顶角的co2分子，则与之距离最近且等距的是共用该顶角的三个面面心上的co2分子，共3个；而该顶角被8个同样晶胞共用，而面心上的分子被2个晶胞共用，这样符合题意的co2分子有：38/212个；在此结构中，8个co2分子处于顶角，为8个同样结构共用，6个co2分子处于面心，为2个同样结构共用。所以，该结构单元平均占有的co2分子数为：864个；(2)该题应从sio2的结构和性质来判断。答案：(1)124(2)bde14(10分)下面是c60、金刚石的模型。请回答下列问题：(1)硅与碳同主族，写出硅原子基态时的核外电子排布式：_。(2)从晶体类型来看，c60属于_晶体。(3)二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个o原子。观察图乙中金刚石的结构，可知二氧化硅的空间网状结构中，si、o原子形成的最小环上o原子的数目是_。(4)有机化合物中碳原子的成键方式有多种，这也是有机化合物种类繁多的原因之一。丙烷分子中2号碳原子的杂化方式是_，丙烯分子中2号碳原子的杂化方式是_，丙烯分子中最多有_个原子共平面。解析：本题考查物质结构与性质，意在考查学生对相关知识的理解。(1)基态硅原子核外有14个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)c60属于分子晶体。(3)金刚石中最小环含有6个碳原子，根据题意分析知二氧化硅中最小环上含有6个o原子。(4)丙烷分子中2号碳原子为饱和碳原子，杂化类型为sp3，丙烯分子中2号碳原子与1号碳原子形成一个双键，2号碳原子的杂化类型为sp2。乙烯分子中6个原子在同一平面，丙烯可以看成是甲基取代乙烯中的1个氢，丙烯的甲基中有3个氢，最多有1个氢与其余6个原子在同一平面，因此丙烯中最多有7个原子在同一平面。答案：(1)1s22s22p63s23p2(2)分子(3)6(4)sp3sp2715(10分)a的单质与b的单质在常温下剧烈反应，得到化合物x，x的蒸气密度是同温度下的空气密度的5.9倍，x遇过量水剧烈反应，反应完全后的混合物加热蒸干，得一难溶物，后者在空气中经1 000以上高温灼烧，得到化合物y。y晶体的晶胞与金刚石类似，a原子的位置相当于碳原子在金刚石晶胞中的位置，但y晶胞中a原子并不直接相连，而是通过e原子相连。x与过量氨反应完全后得到含a的化合物z，z经高温灼烧得化合物g，g是一种新型的固体材料。求：(1)x_，y_，z_，g_(化学式)。(2)你预计g有什么用途？并用一两句话说明理由。_解析：本题考查原子晶体的结构和性质。本题的特征信息为：“y的晶胞与金刚石类似，且a原子的位置相当于碳原子在金刚石晶胞中的位置”，可推出a为si(类似于金刚石结构的晶体有晶体硅、二氧化硅等)。由于y晶体中si是通过e原子相连的，故y为sio2。“si能与b单质在常温下剧烈反应”，可推测b为卤素单质，根据：m(x)5.929 gmol1171 gm