高中化学 第三章 晶体结构与性质 3_2_1 分子晶体课时训练（含解析）新人教版选修3.doc

第二节分子晶体与原子晶体第1课时分子晶体课时训练13分子晶体基础夯实一、分子晶体的概念和结构特点1.下列关于晶体的说法中正确的是()A.分子晶体内一定存在共价键B.分子晶体中分子间作用力越大,分子越稳定C.冰融化时水分子中的共价键没有断裂D.由金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物,其晶体一定不是分子晶体解析:稀有气体元素形成的单质晶体中,分子内不存在共价键,A项错误;分子的稳定性强弱只与分子内所含化学键的强弱有关,而与分子间作用力无关,B项错误;冰融化时,其分子间作用力被破坏,而共价键没有发生变化,C项正确;AlCl3是共价化合物,其晶体是分子晶体,D项错误。答案:C2.下列物质属于分子晶体的化合物是()A.钠B.硫黄C.干冰D.食盐解析:钠是金属单质,不可能形成分子晶体,A项错;硫黄属于单质,B项错;食盐属于离子化合物,不可能形成分子晶体,D项错。答案:C3.下列各组物质,均属于化合物且均形成分子晶体的是()A.NH3、HD、C10H8B.PCl3、CO2、H2SO4C.SO2、NaCl、P2O5D.CCl4、P4、H2O2解析:HD、P4为单质,NaCl为离子化合物,不可能形成分子晶体。答案:B4.乙醇晶体中不存在的作用力是()A.极性键B.非极性键C.离子键D.氢键解析:乙醇的结构简式为CH3CH2OH,碳氢键、碳氧键、氧氢键均属于极性键,碳碳键属于非极性键,乙醇分子之间可以形成氢键。答案:C5.医院在进行外科手术时,常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂,已知HgCl2有如下性质:HgCl2晶体熔点较低HgCl2熔融状态下不导电HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述中正确的是()A.HgCl2晶体属于分子晶体B.HgCl2属于离子化合物C.HgCl2属于电解质,且属于强电解质D.HgCl2属于非电解质解析:由信息可知HgCl2晶体属于分子晶体,A项正确;由信息可知HgCl2属于共价化合物,且为弱电解质,故B、C、D均错误。答案:A二、分子晶体的性质6.分子晶体一般具有的性质是()A.易溶于水B.熔、沸点较高C.通常状况下有些是固体,有些是气体,也有的是液体D.硬度一般较大解析:分子晶体在通常状况下有固体、气体,也有液体,水溶性不确定,熔、沸点较低,硬度一般较小。答案:C7.科学家发现的C60是一种新的分子,它具有空心、类似于足球的结构。最近科学家又确认存在着另一种分子“N60”,它与C60的结构相似,在高温或机械撞击时,其积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来。下列关于N60的说法中不正确的是()(导学号52700110)A.N60是由共价键结合而成的空心球状结构B.N60和14N都是氮的同位素C.N60的熔、沸点不高D.N60可能成为很好的火箭燃料解析:由于C60晶体为分子晶体,而N60结构与之相似,所以N60也为分子晶体;同位素是质子数相同中子数不同的同种元素的核素,N60是一种分子而非核素;分子晶体的熔、沸点不高,故N60的熔、沸点也不会很高。答案:D8.下列分子晶体在熔化时,只破坏范德华力的是(填序号,下同),既破坏范德华力,又破坏氢键的是。H2O2P4(白磷)SO2CO2H2O2HFH2NCH2CH2COOHC2H6解析:有氢键的分子晶体,其分子中应含有HF 键、HO键、HN键中的任何一个键,在熔化时其中的氢键被破坏。答案:9.短周期元素X、Y、Z在周期表中位置关系如图:(1)X元素组成的单质的分子式是,若X元素的原子核内中子数和质子数相等,则X元素组成的单质的摩尔质量为,是晶体。(2)Y元素的名称是,其氢化物的沸点(填“高于”“低于”或“无法确定”)氯化氢。(3)Z元素组成的单质的晶体类型属于,Z的氢化物和氧化物反应的化学方程式为。解析:短周期元素为前三周期,根据X、Y、Z在周期表中位置可推断X为He、Y为F、Z为S。液态氟化氢形成分子间氢键,使得其沸点高于氯化氢。答案:(1)He4 gmol-1分子(2)氟高于(3)分子晶体2H2S+SO23S+2H2O10.第28届国际地质大会提供的资料显示,海底有大量的天然气水合物,可满足人类1 000年的能源需求。天然气水合物是一种晶体,晶体中平均每46个水分子构建成8个笼,每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息,完成下列问题。(导学号52700111)(1)下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是。A.两种都是极性分子B.两种都是非极性分子C.CH4是极性分子,H2O是非极性分子D.H2O是极性分子,CH4是非极性分子(2)若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子,另外2个笼被游离H2O分子填充,则天然气水合物的平均组成可表示为。A.CH414H2OB.CH48H2OC.CH4H2OD.CH46H2O解析:CH4分子为正四面体构型,是含有极性键的非极性分子,H2O分子为V形,是极性分子。CH4和H2O的个数比为6(46+2)=18。答案:(1)D(2)B能力提升1.某化学兴趣小组,在学完分子晶体后,查阅了几种氯化物的熔、沸点,记录如下:NaClMgCl2AlCl3SiCl4CaCl2熔点/801712190-68782沸点/1 4651 418230571 600根据这些数据分析,他们认为属于分子晶体的是()A.NaCl、MgCl2、CaCl2B.AlCl3、SiCl4C.NaCl、CaCl2D.NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、CaCl2解析:分子晶体的熔、沸点低。答案:B2.下列晶体由原子直接构成,且属于分子晶体的是()A.固态氢B.固态氖C.磷D.三氧化硫解析:根据题意可知必须是单原子分子,符合条件的只有稀有气体,故选B。答案:B3.SiCl4的分子结构与CCl4类似,对其作出如下推断,其中正确的是()SiCl4晶体是分子晶体常温、常压下,SiCl4是液体SiCl4分子是由极性键形成的非极性分子SiCl4的熔点高于CCl4的A.B.C.D.解析:我们熟悉的CCl4在常温下是液体,形成的晶体是分子晶体,而SiCl4的结构与CCl4相似,都是由极性键形成的非极性分子,故SiCl4形成的晶体也是分子晶体,由于相对分子质量:SiCl4CCl4,故SiCl4的熔点高于CCl4的。答案:D4.下列说法正确的是()A.冰融化时,分子中HO键发生断裂B.分子晶体中,分子间作用力越大,通常熔点越高C.分子晶体中,共价键键能越大,分子的熔、沸点越高D.分子晶体中,分子间作用力越大,分子越稳定解析:冰融化时,破坏的是氢键和范德华力,水分子中的共价键不被破坏,分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力的大小有关,与化学键的强弱无关,而分子的稳定性与化学键的强弱有关,与分子间作用力的大小无关。答案:B5.下列物质的性质与氢键无关的是()A.冰的密度比液态水的密度小B.酒精易溶解在水里C.NH3分子比PH3分子稳定D.相同条件下,H2O的沸点比H2S的高解析:氢键属于分子间作用力的一种,主要影响物质的物理性质。冰中由于氢键的作用,使水分子的排列更加有序,水结成冰,体积会膨胀,故冰的密度比水的密度小;酒精易溶解在水里,这与氢键有关。H2O分子间有氢键,而H2S分子间无氢键,故H2O的沸点高;NH3比PH3稳定,原因是NH键的键能比PH键的键能大。答案:C6.HF分子晶体、NH3分子晶体与冰的结构极为相似,在HF分子晶体中,与F原子距离最近的HF分子有几个()A.3B.4C.5D.12解析:根据HF分子晶体与冰结构相似可知,每个HF分子周围有4个HF分子与之最近,构成正四面体,故B项正确。答案:B7.有X、Y、Z、W、M五种短周期元素,其中X、Y、Z、W同周期,Z、M同主族;X+与M2-具有相同的电子层结构;离子半径:Z2-W-;Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。下列说法中正确的是()(导学号52700112)A.X、M两种元素只能形成X2M型化合物B.由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小,所以其沸点依次降低C.元素Z、W的单质晶体属于不同种类型的晶体D.元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂解析:由Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料,可知Y为Si元素,由X、Y、Z、W同周期,X+与M2-具有相同的电子层结构,可知X为Na元素,M为O元素,Z为S元素,再结合离子半径:Z2-W-,W为Cl元素。Na和O可形成Na2O和Na2O2,A不正确;B中氢化物为HCl、H2S、H2O,由于水分子之间存在氢键,故水的沸点最高,也可以按照HCl、H2S、H2O在常温下的状态判断,H2O的沸点最高;S单质和Cl2都是分子晶体,C项不正确;Cl2和O3常用于作水处理中的消毒剂,是因为这两种物质均具有强氧化性。答案:D8.最近发现一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的气态团簇分子,分子模型如图所示,其中圆圈表示碳原子,黑点表示钛原子,则它的化学式为()A.TiCB.Ti13C14C.Ti4C7D.Ti14C13解析:该结构为一个分子的结构而不是晶胞,Ti位于立方体的顶点和面心上,共有8+6=14个;C位于棱的中点和体心,共有12+1=13个,故它的化学式为Ti14C13。答案:D9.(1)IBr是一种卤素互化物,具有很高的化学活性,有许多性质与卤素相似,它在常温下是深红色液体,熔点为41 ,沸点为116 ,固体溴化碘是晶体,含有键,IBr与水反应生成一种无氧酸和一种含氧酸,反应的化学方程式为。(2)已知AlCl3的熔点为190 (2.202105 Pa下),但它在180 即开始升华。请回答:AlCl3固体是晶体;设计一个可靠的实验,判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是。解析:(1)由IBr的熔、沸点,可推知IBr属于分子晶体,所以IBr含极性共价键,参照Cl2和水的反应不难写出IBr和水的反应方程式。(2)由AlCl3的熔点低以及在180 时开始升华,可判断AlCl3固体为分子晶体。若验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物,可测其熔融状态下是否导电,若不导电则是共价化合物,导电则是离子化合物。答案:(1)分子极性共价IBr+H2OHBr+HIO(2)分子在熔融状态下,测其是否导电,若不导电则是共价化合物10.已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为 1、3、6、6,且都含有18个电子,B、C是由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为12。D是一种有毒的有机物。(导学号52700113)(1)组成A分子的原子的元素符号是。(2)从B分子的立体结构判断,该分子属于(填“极性”或“非极性”)分子。(3)C分子中包含个键,个键。(4)D的熔、沸点比C2H6的熔、沸点高,其主要原因是(需指明D是何物质):。.CO的结构可表示为,N2的结构可表示为。(5)下表是两者的键能数据:(单位:kJmol-1)ABCO357.7798.91 071.9N2154.8418.4941.7结合数据说明CO比N2活泼的原因:。.Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。(6)基态Ni原子的核外电子排布式为,基态Cu原子的外围电子排布式为。(7)Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5 ,沸点为103 ,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)5晶体属于(填晶体类型)。解析:(1)18个电子的单原子分子是氩。(2)B是由两种元素的3原子构成的含有18个电子的分子,则B是H2S,是极性分子。(3)C是由两种元素的6原子构成的含有18个电子的分子,原子个数比为12,则C是N2H4,N原子采取sp3杂化,分子内有5个键,无键。(4)1个D分子中含有6个原子,并含有18个电子,且为有毒的有机物,应是甲醇。CH3OH分子之间能形成氢键,因此熔、沸点比C2H6的熔、沸点高。(5)CO分子中的一个键的键能=1 071.9 kJmol-1-798.9 kJmol-1=273 kJmol-1。N2分子内的一个键的键能=941.7 kJmol-1-418.4 kJmol-1=523.3 kJmol-1,键能越大,键越稳定,CO分子中的键比N2分子中的键更容易断裂,所以CO比N2活