2014高三化学知能巩固提升（鲁科版选修3）：3.3《原子晶体与分子晶体》

夺冠方略 夺冠方略 2013 20142013 2014 高中化学高中化学 3 33 3 原子晶体与分子晶体知能原子晶体与分子晶体知能 巩固提升巩固提升 鲁科版选修鲁科版选修 3 3 一 选择题一 选择题 1 下列物质呈固态时 一定属于分子晶体的是 A 非金属单质B 非金属氧化物 C 含氧酸D 金属氧化物 2 共价键 离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式 下列物质中 只含有上 述一种作用的是 A 干冰B 氯化钠C 氢氧化钠D 碘 3 下列物质的晶体中不存在单个分子的是 A SiO2B SO2C CS2D CO2 4 SiCl4的分子结构与 CCl4相似 对其作出如下推测不正确的是 A SiCl4晶体是分子晶体 B 常温 常压下 SiCl4是气体 C SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子 D SiCl4熔点高于 CCl4 5 双选 在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时 与键能无关的变化 规律是 A HF HCl HBr HI 的热稳定性依次减弱 B NaF NaCl NaBr NaI 的熔点依次降低 C F2 Cl2 Br2 I2的熔 沸点逐渐升高 D H2S 的熔 沸点小于 H2O 的熔 沸点 6 在 x mol 石英晶体中 含有 Si O 键数是 A x molB 2x molC 3x molD 4x mol 7 在超高压下 用激光器将 CO2加热到 1 800 K 成功制取了类似石英的 CO2原子晶体 下 列关于 CO2晶体的叙述中不正确的是 A 晶体中碳 氧原子个数比为 1 2 B 该晶体的熔点 沸点高 硬度大 C 晶体中 C O C 键角为 180 D 晶体中碳 氧原子最外层都满足 8 电子结构 8 2012 武汉高二检测 在金刚石的晶体中 含有由共价键形成的碳原子环 其中最小的 环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个 C C 键间的夹角是 A 6 个 120 B 5 个 108 C 4 个 109 28 D 6 个 109 28 9 2012 日照高二检测 下面有关晶体的叙述中 错误的是 A 金刚石的网状结构中 由共价键形成的最小碳环上有 6 个碳原子 B 在 NaCl 晶体中每个 Na 或 Cl 周围都紧邻 6 个 Cl 或 6 个 Na C 白磷晶体中 粒子之间通过共价键结合 键角为 60 D 离子晶体在熔化时 离子键被破坏 而分子晶体熔化时 化学键不被破坏 10 如图是石墨晶体的部分结构示意图 每一层由无数个正六边形构成 则平均每个正六边 形所占有的碳原子数为 A 6B 4 C 3D 2 二 非选择题二 非选择题 11 在干冰晶体中每个 CO2分子周围紧邻的 CO2分子有 个 在晶体中截取一 个最小的正方形 使正方形的四个顶点全部落到 CO2分子的中心 则在这个正方形的平面 上有 个 CO2分子 12 金刚石与金刚砂 SiC 具有相似的晶体结构 在金刚砂的空间网状结构中 碳原子 硅 原子交替以共价单键相结合 试回答 1 金刚砂属于 晶体 2 金刚砂化合物中 C Si 键键长比金刚石中的 C C 键键长 填 长 或 短 3 金刚石和金刚砂相比 熔点更高者应是 13 2012 九江高二检测 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 N N 键结合三个氮原子而形成 8 电子稳定结构 N N 键的 键能为 167 kJ mol 1 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 N N 键的键能为 942 kJ mol 1 表明稳定性 N60 填 或 N2 3 由 2 列举 N60的用途 举一种 答案解析答案解析 1 解析 选 C 要注意考虑一般规律与特例 非金属单质中金刚石 晶体硅 硼均为原 子晶体 非金属氧化物中的二氧化硅为原子晶体 活泼金属氧化物为离子晶体 只有含氧 酸为分子晶体 2 解析 选 B 干冰是分子晶体 分子内存在共价键 分子间存在范德华力 NaCl 是离 子晶体只存在离子键 NaOH 是离子晶体 不仅存在离子键 还存在 H O 共价键 碘也 是分子晶体 分子内存在共价键 分子间存在分子间作用力 故只有 B 符合题意 3 解析 选 A SiO2是原子晶体 构成晶体的粒子是原子 晶体是空间网状结构的巨型 分子 不存在单个分子 4 解析 选 B 由于 SiCl4具有分子结构 所以一定属于分子晶体 影响分子晶体熔 沸 点的因素是分子间作用力的大小 在这两种分子中都只有范德华力 SiCl4的相对分子质量 大于 CCl4的相对分子质量 所以 SiCl4的分子间作用力和熔 沸点应该比 CCl4高一些 CCl4的分子是正四面体结构 SiCl4与它结构相似 因此也应该是正四面体结构 是含极性 键的非极性分子 5 解析 选 C D HF HCl HBr HI 热稳定性依次减弱是它们的共价键键能逐渐减 小的原因 与键能有关 NaF NaCl NaBr NaI 的熔点依次降低是它们的离子键能随 离子半径增大逐渐减小的原因 F2 Cl2 Br2 I2为分子晶体 熔 沸点逐渐降低由分子间 作用力决定 H2S 与 H2O 的熔 沸点高低由分子间作用力及分子的极性决定 故选 C D 6 解析 选 D SiO2的结构类似于金刚石的空间网状结构 但每个 Si 键合 4 个 O 每个 O 键合 2 个 Si x mol 石英 SiO2 晶体有 x mol Si 由于每个 Si 键合四个 O 就形成 4 个 Si O 键 所以形成的 Si O 键的物质的量为 4x mol 误区警示 此题易与 1 mol 金刚石含有 2 mol C C 混淆 在金刚石中 每个碳原子与 其他 4 个碳原子形成共价键 因此含有的 C C 键为对于二氧化硅还 1 4 mol2 mol 2 可以这样考虑 1 mol SiO2中 n Si O n Si 4 n O 2 1 mol4 2 mol2 4 1 2 1 2 1 2 1 2 mol 7 解析 选 C 根据题意 类比石英的结构可得原子晶体二氧化碳的结构 晶体二氧化 碳和二氧化硅结构和性质都相似 8 解析 选 D 根据金刚石的棱型结构特点可知最小环上碳原子数为 6 个 任意两个 C C 键间夹角为 109 28 9 解析 选 C 金刚石的网状结构中 每个最小的碳环上有 6 个原子 以共价键为边 NaCl 晶体的配位数为 6 即每个晶胞中有 6 个 Na 6 个 Cl 白磷的化学式为 P4 结构 为正四面体形 键角为 60 分子内以 P P 共价键结合 而 P4分子晶体以分子间作用力 结合 而非共价键 离子晶体熔化时 离子键被断开 而分子晶体熔化时 分子并未发生 改变 10 思路点拨 解答本题注意以下两点 1 正六边形有六个点 就有六个碳原子 2 正六边形上的每一个定点被三个六边形共用 解析 选 D 根据石墨的结构示意图及题中信息可推知每个正六边形所占有的碳原子数 为 6 个 而每一个点都是 3 个六边形共用的 6 3 2 11 解析 解答此题要求对干冰的晶体模型十分熟悉 以右下角 CO2分子为研究对象 与其紧邻的为面心上的 3 个 CO2分子 而 CO2分子被 8 个这样的立方体所共有 故有 38 24 个 又考虑到面心上的 CO2被 2 个这样的立方体共有 故 24 2 12 个 由 CO2 晶体模型分析得出 符合题意的最小正方形即模型的角对角面的一半 不难看出有 4 个 CO2分子 答案 12 4 方法技巧 影响分子性质的因素的判断 在分子内部和分子间存在着不同的作用力 这些作用力对分子的物理性质和化学性质都有 不同程度的影响 因此在分析某些性质时容易造成混淆 1 共价键是原子间通过共用电子对形成的化学键 它存在于分子内部 影响物质的化学性 质 如稳定性 活泼性等 2 分子间作用力是分子间微弱的相互作用 包括范德华力和氢键 分子间作用力只影响物 质的物理性质 如熔点 沸点 硬度等 3 氢键是一种介于化学键和范德华力之间的相互作用 它只存在于分子间或分子内活动性 较强的非金属元素 N O F 和与之相邻的 H 之间 氢键的存在对物质的熔点 沸点 溶 解性等物理性质有很大影响 如 H2O 的沸点比 H2S 的高许多 NH3极易溶于水等 4 由于稀有气体是单原子分子 因此在形成晶体时 只存在分子间作用力 而不存在共价 键 影响分子晶体物理性质的主要因素是存在于晶体中的分子间作用力 包括范德华力和氢键 由于分子间作用力比化学键键能小得多 因此分子晶体的熔 沸点较低 硬度也很小 12 思路点拨 解答本题注意以下两点 1 原子晶体的熔 沸点都比较高 硬度都较大 2 相同类型的原子晶体 共价键的键长越短 键能越大 共价键越稳定 晶体的熔 沸点 越高 解析 金刚石和金刚砂的结构相似 应是原子晶体 由于 Si 的原子半径大于 C 的原子半 径 所以键长 C C 的短 金刚石熔点更高一些 答案 1 原子 2 长 3 金刚石 互动探究 1 在金刚砂的结构中 一个硅原子周围结合几个碳原子 其中键角是多大 提示 硅和碳电子层结构相似 成键方式相同 硅原子周围有 4 个碳原子 键角为 109 5 2 金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环 其中最小的环上有几个硅原子 提示 组成六元环中 有 3 个碳原子 3 个硅原子 13 思路点拨 解答本题时要注意以下两点 1 由分子构成的晶体为分子晶体 2 物质的能量越低越稳定 解析 1 N60 N2形成的晶体均为分子晶体 因 Mr N60 Mr 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 N N 键 每个 N N 键被 2 个氮原子共用 故 1 mol N60中 存在 N N 键 1