2019化学新人教选修三讲义：第三章-第二节-原子晶体与分子晶体-第2课时-Word版含答案

最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷1 第第 2 课时课时 原子晶体原子晶体 学习目标定位 1 知道原子晶体的概念 能够从原子晶体的结构特点理解其物理特性 2 学 会晶体熔 沸点比较的方法 一 原子晶体的概念 结构及其性质 1 概念及组成 1 概念 相邻原子间以共价键相结合形成的具有空间立体网状结构的晶体 称为原子晶体 2 构成微粒 原子晶体中的微粒是原子 原子与原子之间的作用力是共价键 2 两种典型原子晶体的结构 1 金刚石的晶体结构模型如图所示 回答下列问题 在晶体中每个碳原子以 4 个共价单键对称地与相邻的 4 个碳原子相结合 形成正四面体结 构 这些正四面体向空间发展 构成彼此联结的立体网状结构 晶体中相邻碳碳键的夹角为 109 28 碳原子采取了 sp3杂化 最小环上有 6 个碳原子 晶体中 C 原子与 C C 键个数之比为 1 2 晶体中 C C 键键长很短 键能很大 故金刚石的硬度很大 熔点很高 2 二氧化硅晶体结构模型如图所示 回答下列问题 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷2 每个硅原子都采取 sp3杂化 以 4 个共价单键与 4 个氧原子结合 每个氧原子与 2 个硅原 子结合 向空间扩展 构成空间网状结构 晶体中最小的环为 6 个硅原子 6 个氧原子组成的 12 元环 硅 氧原子个数比为 1 2 3 特性 由于原子晶体中原子间以较强的共价键相结合 故原子晶体 熔 沸点很高 硬度大 一般不导电 难溶于溶剂 4 常见的原子晶体 常见的非金属单质 如金刚石 C 硼 B 晶体硅 Si 等 某些非金属化 合物 如碳化硅 SiC 氮化硼 BN 二氧化硅 SiO2 等 原子晶体的结构特点 1 构成原子晶体的微粒是原子 其相互作用力是共价键 2 原子晶体中不存在单个分子 化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系 不是分子 式 例 1 下列物质的晶体直接由原子构成的一组是 CO2 SiO2 晶体 Si 白磷 氨基乙酸 固态 He A B C 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷3 D 考点 原子晶体 题点 原子晶体的一般性质及判断 答案 C 解析 CO2 白磷 氨基乙酸 固态 He 是分子晶体 其晶体由分子构成 稀有气体 He 由 单原子分子构成 SiO2 晶体 Si 属于原子晶体 其晶体直接由原子构成 例 2 关于 SiO2晶体的叙述中 正确的是 A 通常状况下 60 g SiO2晶体中含有的分子数为 NA NA表示阿伏加德罗常数 B 60 g SiO2晶体中 含有 2NA个 Si O 键 C 晶体中与同一硅原子相连的 4 个氧原子处于同一四面体的 4 个顶点 D SiO2晶体中含有 1 个硅原子和 2 个氧原子 考点 原子晶体 题点 原子晶体的结构特点及微粒间的作用 答案 C 解析 60 g SiO2晶体即 1 mol SiO2 晶体中含有 Si O 键数目为 4NA 每个硅原子 氧原子 分别含有 4 个 2 个未成对电子 各拿出一个单电子形成 Si O 共价键 含 4NA个 Si O 键 SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子 只是硅 氧原子个数比为 1 2 在 SiO2晶体 中 每个硅原子和与其相邻且最近的 4 个氧原子形成正四面体结构 硅原子处于该正四面体 的中心 而 4 个氧原子处于该正四面体的 4 个顶点上 二 原子晶体和分子晶体比较 1 填写下表 晶体类型原子晶体分子晶体 概念 相邻原子间以共价键相结合而形 成的空间立体网状结构的晶体 分子间以分子间作用力相结合的晶体 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷4 组成微粒原子分子 微粒间作用力共价键分子间作用力 物理性质 熔 沸点高 硬度大 不溶于常 见的溶剂 不导电 个别为半导 体 熔 沸点较低 硬度较小 部分溶于 水 不导电 部分溶于水导电 熔化时破坏的 作用力 破坏共价键 一定破坏范德华力 有时还破坏氢键 如冰融化 实例金刚石 二氧化硅等冰 干冰等 2 怎样从原子结构的角度理解金刚石 碳化硅 晶体硅的熔点和硬度依次下降 答案 从碳到硅 核电荷数增大 电子层数增多 原子半径增大 C C 键 C Si 键 Si Si 键的键长依次增大 键长越短 共价键越牢固 而熔化时破坏的是共价键 而键的稳 定性是 C C 键 C Si 键 Si Si 键 所以 金刚石 碳化硅 晶体硅的熔点和硬度依次下 降 晶体熔 沸点和硬度的比较方法 1 先判断晶体类型 主要依据构成晶体的微粒及其微粒间的作用力 对于不同类型的晶体 一般来说 原子晶体的熔 沸点高于分子晶体 原子晶体的硬度大于分子晶体 2 对于同一类型的晶体 原子晶体的熔点高低 硬度大小取决于共价键的强弱 原子半径越小 键长越短 键能越 大 共价键越强 熔点越高 分子晶体的熔 沸点高低取决于分子间作用力 分子间作用力与相对分子质量有关 同时 还要考虑分子极性及是否存在氢键 例 3 下表是某些原子晶体的熔点和硬度 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷5 原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗 熔点 3 9003 0002 7001 7101 4101 211 硬度109 59 57 06 56 0 分析表中的数据 判断下列叙述正确的是 A 构成原子晶体的原子种类越多 晶体的熔点越高 B 构成原子晶体的原子间的共价键键能越大 晶体的熔点越高 C 构成原子晶体的原子的半径越大 晶体的硬度越大 D 构成原子晶体的原子的相对分子质量越大 晶体的硬度越大 考点 原子晶体 题点 原子晶体的熔 沸点的比较 答案 B 解析 原子晶体的熔点和硬度与构成原子晶体的原子间的共价键键能有关 而原子间的共价 键键能与原子半径的大小有关 例 4 下列晶体性质的比较中不正确的是 A 熔点 金刚石 碳化硅 晶体硅 B 沸点 NH3 PH3 C 硬度 白磷 冰 二氧化硅 D 熔点 SiI4 SiBr4 SiCl4 考点 原子晶体 题点 分子晶体与原子晶体熔 沸点的比较 答案 C 解析 A 项中三种物质都是原子晶体 因原子半径r C r Si 所以键长 C C C SiC Si Si Si 键能越大 原子晶体的熔点越高 A 项正确 因 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷6 为 NH3分子间存在氢键 所以 NH3的沸点大于 PH3的沸点 B 项正确 二氧化硅是原子晶 体 硬度大 白磷和冰都是分子晶体 硬度较小 C 项错误 四卤化硅为分子晶体 它们的 组成和结构相似 分子间不存在氢键 故相对分子质量越大 熔点越高 D 项正确 1 下列物质中 属于原子晶体的化合物是 A 无色水晶 B 晶体硅 C 金刚石 D 干冰 考点 原子晶体 题点 原子晶体的一般性质及判断 答案 A 解析 A 项 无色水晶是原子晶体 属于化合物 B 项 晶体硅是单质 C 项 金刚石是单 质 D 项 干冰是分子晶体 2 固体熔化时 必须破坏非极性共价键的是 A 冰 B 晶体硅 C 溴 D 二氧化硅 考点 原子晶体 题点 原子晶体的结构特点及微粒间的作用 答案 B 解析 冰在融化时克服的是分子间作用力 晶体硅克服的是非极性共价键 溴克服的是分子 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷7 间作用力 二氧化硅克服的是极性共价键 选项 B 符合题意 3 下列有关物质的熔点高低顺序不正确的是 A HF HCl HCl HBrB CF4 CCl4 CBr4 C I2 SiO2D H2O H2S SO2 SeO2 考点 原子晶体 题点 分子晶体与原子晶体熔 沸点的比较 答案 C 解析 HCl HBr CF4 CCl4 CBr4 SO2 SeO2均为组成和结构相似的分子 相对分子质 量越大 熔点越高 HF H2O 分子间均存在氢键 所以熔点出现 反常 现象 4 最近科学家成功制成了一种新型的碳氧化物 该化合物晶体与 SiO2的晶体的结构相似 该化合物晶体中每个碳原子均以 4 个共价单键与氧原子结合 形成一种无限伸展的空间网状 结构 下列对该晶体的叙述错误的是 A 该晶体是原子晶体 B 该晶体中碳原子和氧原子的个数比为 1 2 C 该晶体中碳原子数与 C O 键数之比为 1 2 D 该晶体中最小的环由 12 个原子构成 考点 原子晶体 题点 原子晶体结构与性质的综合 答案 C 解析 该化合物晶体中每个碳原子均以 4 个共价单键与氧原子结合 形成一种无限伸展的空 间网状结构 则该化合物晶体中不存在分子 属于原子晶体 A 项正确 晶体中每个碳原子 均以 4 个共价单键与氧原子结合 每个氧原子和 2 个碳原子以共价单键相结合 所以碳 氧 原子个数比为 1 2 B 项正确 该晶体中每个碳原子形成 4 个 C O 共价键 所以 C 原子 与 C O 键数目之比为 1 4 C 项错误 该晶体中最小的环由 6 个碳原子和 6 个氧原子构 成 D 项正确 5 现有两组物质的熔点数据如表所示 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷8 A 组B 组 金刚石 3 550 HF 83 晶体硅 1 410 HCl 115 晶体硼 2 300 HBr 89 二氧化硅 1 710 HI 51 根据表中数据回答下列问题 1 A 组属于 晶体 其熔化时克服的微粒间的作用力是 2 B 组中 HF 熔点反常是由于 3 B 组晶体不可能具有的性质是 填序号 硬度小 水溶液能导电 固体能导电 液体状态能导电 考点 原子晶体 题点 分子晶体与原子晶体综合 答案 1 原子 共价键 2 HF 分子间能形成氢键 熔化时需要消耗的能量更多 3 解析 A 组熔点很高 应是原子晶体 原子晶体熔化时破坏的是共价键 B 组是分子晶体 且结构相似 一般是相对分子质量越大 熔点越高 HF 的相对分子质量最小但熔点比 HCl 高 出现反常的原因是 HF 分子间存在氢键 HF 熔化时除了破坏范德华力 还要破坏氢键 所需能量更高 因而熔点更高 分子晶体在固态和熔化状态都不导电 对点训练 题组一 原子晶体及结构特点 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷9 1 下列有关原子晶体的叙述错误的是 A 原子晶体中 只存在共价键 B 原子晶体具有空间网状结构 C 原子晶体中不存在独立的分子 D 原子晶体熔化时不破坏共价键 考点 原子晶体 题点 原子晶体的结构特点及微粒间的作用 答案 D 解析 A 项 原子晶体中原子之间通过共价键相连 B 项 原子晶体是相邻原子之间通过共 价键结合而成的空间网状结构 C 项 原子晶体是由原子以共价键相结合形成的 不存在独 立的分子 D 项 原子晶体是原子通过共价键连接的 熔化时需要破坏共价键 2 下列晶体中 化学键种类相同 晶体类型也相同的是 A SO2与 SiO2 B CO2与 H2O C 金刚石与 HCl D CCl4与 SiC 考点 原子晶体 题点 原子晶体的结构特点及微粒间的作用 答案 B 解析 题中所给八种物质属于分子晶体的是 SO2 CO2 H2O HCl CCl4 属于原子晶体的 是 SiO2 金刚石 SiC 只有 B 项符合题意 3 金刚石是由碳原子所形成的正四面体结构向空间无限延伸而得到的具有空间网状结构的原 子晶体 在立方体中 若一碳原子位于立方体体心 则与它直接相邻的四个碳原子位于该立 方体互不相邻的四个顶角上 如图中的小立方体 请问 图中与小立方体顶角的四个碳原子 直接相邻的碳原子数为多少 它们分别位于大立方体的什么位置 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷10 A 12 大立方体的 12 条棱的中点 B 8 大立方体的 8 个顶角 C 6 大立方体的 6 个面的中心 D 14 大立方体的 8 个顶角和 6 个面的中心 考点 原子晶体 题点 原子晶体的结构特点及微粒间的作用力 答案 A 解析 与小立方体顶角的四个碳原子直接相邻的碳原子分别位于大立方体的 12 条棱的中点 共 12 个 如图所示 4 下列说法正确的是 A 124 g 白磷中含有 P P 键的个数为 4NA B 12 g 石墨中含有 C C 键的个数为 2NA C 12 g 金刚石中含有 C C 键的个数为 2NA D 60 g SiO2中含有 Si O 键的个数为 2NA 考点 原子晶体 题点 原子晶体的结构特点及微粒间的作用 答案 C 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷11 解析 由白磷的分子结构可知 124 g 白磷即 1 mol P4中的 P P 键的个数为 6NA 12 g 石墨的物质的量 n C 1 mol 由石墨的晶体结构为平面正六边形可知 晶体中 n C n C C 2 3 故 12 g 石墨中含有 C C 键的个数为 1 5NA 由 SiO2的晶体结构 可知 60 g SiO2即 1 mol SiO2中含有 Si O 键的个数为 4NA 5 某原子晶体 A 其空间结构中的一部分如图所示 A 与某物质 B 反应生成 C 其实质是在 每个 A A 键中插入一个 B 原子 则 C 的化学式为 A AB B A5B4 C AB2 D A2B5 考点 原子晶体 题点 原子晶体的结构特点及微粒间的作用 答案 C 解析 由于处于中心的 A 原子实际结合的 B 原子为 4 2 个 故 C 的化学式为 AB2 其 1 2 空间结构如图 题组二 原子晶体性质及判断 6 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 2 045 几乎不溶于水 自然界 中的刚玉有红宝石和蓝宝石 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷12 A B C D 考点 原子晶体 题点 原子晶体的一般性质及判断 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 7 晶体 AB 型共价化合物 若原子最外层电子数之和为 8 常是具有半导体性质的原子晶体 已知金刚石不导电而导热 锆石 ZrO2 不导电 不导热 却硬似钻石 近期用制耐热器的碳 化硅也制成假钻石 则识别它们的可靠方法是 A 不导电的为锆石 B 能在玻璃上刻画出痕迹的为金刚石 C 很硬不导电而导热的是金刚石和碳化硅 D 既可导电又可导热的是碳化硅 考点 原子晶体 题点 原子晶体的一般性质及判断 答案 C 8 氮氧化铝 AlON 属于原子晶体 是一种高强度透明材料 下列叙述错误的是 A AlON 和 SiO2所含化学键的类型相同 B 电解熔融 AlON 可得到 Al C AlON 中 N 元素的化合价为 1 D AlON 和 SiO2的晶体类型相同 考点 原子晶体 题点 原子晶体的一般性质及判断 答案 B 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷13 解析 AlON 和 SiO2均属于原子晶体 均只含有共价键 A D 项正确 AlON 属于原子晶 体 熔融时不导电 B 项错误 AlON 中 O 为 2 价 Al 为 3 价 所以 N 元素的化合价为 1 C 项正确 题组三 原子晶体与分子晶体的综合 9 下列有关晶体的叙述中 错误的是 A 分子晶体熔化时化学键不被破坏 B 白磷晶体中 结构粒子之间通过共价键结合 C 石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体 D 构成分子晶体的结构粒子中可能存在共价键 考点 原子晶体 题点 原子晶体的结构特点及微粒间的作用 答案 B 解析 分子晶体是通过分子间作用力将分子结合在一起的 所以熔化时 分子内部的化学键 未发生变化 破坏的只是分子间作用力 A 正确 白磷晶体是分子晶体 在 P4内部存在共 价键 而结构粒子 P4 之间是通过分子间作用力结合的 B 错误 石英晶体是原子晶体 C 正确 稀有气体在固态时也属于分子晶体 而稀有气体是单原子分子 在分子内部不存在共 价键 在干冰晶体中 CO2分子内存在共价键 D 正确 10 下列排序不正确的是 A 硬度由大到小 金刚石 碳化硅 晶体硅 B 熔点由高到低 SiC Si SiO2 Ge C 沸点由高到低 HF HBr HCl D 硬度由大到小 白磷 冰 二氧化硅 考点 原子晶体 题点 分子晶体与原子晶体熔 沸点的比较 答案 D 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷14 11 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 190 602 3003 5501 410 沸点 183572 5504 8272 355 A SiCl4是分子晶体 B 晶体硼是原子晶体 C AlCl3是分子晶体 加热能升华 D 金刚石中的 C C 键比晶体硅中的 Si Si 键弱 考点 原子晶体 题点 分子晶体与原子晶体综合 答案 D 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 的温度下它就能气化 故 AlCl3加热能升华 A C 项正确 晶体硼的熔 沸点高 所以晶 体硼是原子晶体 B 项正确 碳原子的半径比硅原子的半径小 金刚石中的 C C 键长比晶 体硅中的 Si Si 键长短 金刚石中的 C C 键能比晶体硅中的 Si Si 键能大 金刚石中的 C C 键比晶体硅中的 Si Si 键强 D 项错误 12 氮化碳结构如图 其中 氮化碳硬度超过金刚石晶体 成为首屈一指的超硬新材料 下 列有关氮化碳的说法不正确的是 A 氮化碳属于原子晶体 B 氮化碳中碳显 4 价 氮显 3 价 C 氮化碳的化学式为 C3N4 D 每个碳原子与四个氮原子相连 每个氮原子与三个碳原子相连 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷15 考点 原子晶体 题点 原子晶体结构与性质的综合 答案 B 解析 根据 氮化碳硬度超过金刚石晶体判断 氮化碳属于原子晶体 A 项正确 氮的非 金属性大于碳的非金属性 氮化碳中碳显 4 价 氮显 3 价 B 项错误 氮化碳的化学式 为 C3N4 每个碳原子与四个氮原子相连 每个氮原子与三个碳原子相连 C D 项正确 综合强化 13 单质硼有无定形和晶体两种 参考下表数据 金刚石晶体硅晶体硼 熔点 K 3 8231 6832 573 沸点 K5 1002 6282 823 硬度107 09 5 1 晶体硼的晶体类型属于 晶体 理由是 2 已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体 如图 其中有 20 个等边三角 形的面和一定数目的顶点 每个顶点上各有 1 个 B 原子 通过观察图形及推算 此晶体结 构单元由 个 B 原子组成 键角为 考点 原子晶体 题点 原子晶体结构与性质的综合 答案 1 原子 晶体硼的熔 沸点和硬度都介于晶体 Si 和金刚石之间 而金刚石和晶体 Si 均为原子晶体 B 与 C 相邻且与 Si 处于对角线位置 也应为原子晶体 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷16 2 12 60 解析 晶体硼的熔 沸点和硬度都介于晶体 Si 和金刚石之间 而金刚石和晶体 Si 均为原子 晶体 B 与 C 相邻且与 Si 处于对角线位置 也应为原子晶体 每个三角形的顶点被 5 个三 角形所共有 所以 此顶点完全属于一个三角形的只占到 每个三角形中有 3 个这样的点 1 5 且晶体 B 中有 20 个这样的三角形 因此 晶体 B 中这样的顶点 B 原子 有 20 12 个 3 5 又因晶体 B 中的三角形为正三角形 所以键角为 60 14 有 E Q T X Z 五种前四周期元素 原子序数 E Q T X Z 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 I1 Q 其中基态 Q 原子的 2p 轨道处于半 充满状态 且 QT与 ET2互为等电子体 X 为周期表前四周期中电负性最小的元素 Z 的 2 原子序数为 28 请回答下列问题 答题时如需表示具体元素 请用相应的元素符号 1 写出 QT的电子式 基态 Z 原子的核外电子排布式为 2 2 Q 的简单氢化物极易溶于 T 的简单氢化物 其主要原因有 等两种 3 化合物甲由 T X 两元素组成 其晶胞如下图 则甲的化学式为 4 化合物乙的晶胞如下图 乙由 E Q 两元素组成 硬度超过金刚石 乙的晶体类型为 其硬度超过金刚石的原因是 乙的晶体中 E Q 两种元素原子的杂化方式均为 考点 原子晶体 最新中小学教案 试题 试卷 最新中小学教案 试题 试卷17 题点 原子晶体结构与性质的综合 答案 1 1s22s22p63s23p63d84s2 2 这两种氢化物均为极性分子 相互之间能形成氢键 3 KO2 4 原子晶体 C N 键的键长小于 C C 键 键能大于 C C 键 sp3 解析 由题意知 E Q T X Z 五种元素分别为 C N O K Ni 1 CO2 NO为 2 等电子体 电子式相似 故 NO的电子式为 基态 Ni 原子的核外电 2 子排布式为 1s22s22p63s23p63d84s2 2 Q 的简单氢化物 NH3极易溶于 T 的简单氢化物 H2O 其主要原因有这两种氢化物均为极性分子 分子之间能形成氢键 3 由化合物甲