高考化学湖北长江作业本 化学人教选择性必修2 09 课后素养评价（九）

知识点1分子晶体1．C60分子和C60晶胞结构如图所示。下列关于C60晶体的说法不正确的是()A．C60晶体可能具有很高的熔、沸点B．C60晶体可能易溶于四氯化碳中C．C60晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为240D．C60晶体中每个C60分子与12个C60分子紧邻A解析：构成C60晶体的基本粒子是C60分子，因此C60晶体是分子晶体，不可能具有很高的熔、沸点，A错误；由于C60是非极性分子，其可能易溶于四氯化碳中，B正确；每个C60的晶胞中含有的C60分子数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，因此含有的碳原子数为4×60＝240，C正确；如果以晶胞中一个顶角的C60分子为研究对象，则共用这个顶角的面的面心的C60分子与其距离最近且相等，有eq\f(3,2)×8＝12个，D正确。2．下列属于分子晶体性质的是()A．熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电B．能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃C．熔点1400℃，可作半导体材料，难溶于水D．熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g·cm-3B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；分子晶体不导电，熔化时也不导电。知识点2共价晶体3．根据量子力学计算，氮化碳的结构有五种，其中一种氮化碳的硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料，已知该氮化碳的二维晶体结构如图所示，下列有关氮化碳的说法不正确的是()A.氮化碳属于共价晶体B．氮化碳的化学式为C3N4C．该晶体的熔点比金刚石的熔点低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C解析：氮化碳晶体的硬度超过金刚石，同时根据结构特点确定该物质为共价晶体，A正确；氮化碳晶体中每个C与4个N相连而一个N被3个碳原子共用，则每个碳原子均摊的氮原子个数为eq\f(1,3)×4＝eq\f(4,3)，则化学式为C3N4，B、D正确；氮化碳和金刚石晶体均为共价晶体，rN<rC，C—N的键长短，C—N的键能大于C—C的键能，该晶体的熔、沸点高于金刚石，C错误。4．下列关于SiO2晶体结构的叙述正确的是()A．最小的环上，有3个硅原子和3个氧原子B．最小的环上，硅原子数和氧原子数之比为1∶2C．最小的环上，有6个硅原子和6个氧原子D．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角C解析：SiO2晶体中，每个硅原子与4个氧原子成键、每个氧原子与2个硅原子成键，晶体中的硅氧四面体中Si处于中心、O处于4个顶角。最小的环是十二元环，环上有6个Si、6个O，Si、O原子数之比是1∶1。5．下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是()A．金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有6个碳原子B．分子晶体中一定存在共价键C.HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HFD．在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键A解析：金刚石属于共价晶体，其中的碳采取sp3杂化，杂化轨道与周围的4个碳原子形成正四面体结构，以共价键形成三维骨架结构，晶体中最小环上有6个碳原子，A正确；分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体形成的晶体为分子晶体，稀有气体是单原子分子，原子间没有共价键，B错误；HF分子间存在氢键，HI分子间不存在氢键，故HI的沸点低于HF，C错误；SiO2属于共价晶体，在SiO2晶体中1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，D错误。6．金刚砂(SiC)和金刚石具有相似的晶体结构，在金刚砂的共价键三维骨架结构中，碳原子、硅原子交替以单键相结合。试回答下列问题：(1)金刚砂属于晶体。金刚砂的熔点比金刚石的熔点（填“高”或“低”）。(2)在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合个碳原子，键角是。(3)金刚砂的结构中含有由共价键形成的原子环，其中最小的环上有个硅原子。解析：(1)根据题意可知金刚砂属于共价晶体，由于Si—C的键长大于C—C的键长，Si—C的键能小于C—C的键能，故金刚砂的熔点比金刚石的熔点低。(2)硅原子与碳原子交替以共价单键相结合，且Si、C都形成4个单键，故1个碳原子周围结合4个硅原子，同时1个硅原子周围结合4个碳原子。由于硅原子周围的4个碳原子在空间呈正四面体形排列，故键角为109°28′。(3)金刚石结构中最小的环上有6个碳原子，则在金刚砂中最小的环上应有3个硅原子和3个碳原子。答案：(1)共价低(2)4109°28′(3)37．某实验室成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的共价晶体，下列关于CO2的共价晶体的说法正确的是()A．CO2的共价晶体和分子晶体互为同素异形体B．在一定条件下，CO2的共价晶体转化为CO2的分子晶体是物理变化C．CO2的共价晶体和CO2的分子晶体具有相同的物理性质和化学性质D．在CO2的共价晶体中，每个碳原子结合4个氧原子，每个氧原子跟2个碳原子相结合D解析：同素异形体是由同种元素形成的不同种单质的互称，二氧化碳是共价化合物，所以二氧化碳的共价晶体和分子晶体不可能互为同素异形体，A错误；二氧化碳的共价晶体的结构和分子晶体的结构不同，所以在一定条件下，二氧化碳的共价晶体转化为二氧化碳的分子晶体时，有共价键的破坏和形成，属于化学变化，B错误；二氧化碳的分子晶体和共价晶体的构成粒子相同，但空间结构不同，所以物理性质不同，C错误；由二氧化碳的共价晶体的结构类似二氧化硅可知，共价晶体中，每个碳原子结合4个氧原子，每个氧原子跟2个碳原子相结合，D正确。8．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是()物质AlCl3SiCl4晶体硼金刚石晶体硅熔点/℃190－682300>35501410沸点/℃17857255048272355A.SiCl4是分子晶体B．晶体硼是共价晶体C．AlCl3是分子晶体，加热能升华D．金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si弱D解析：SiCl4、AlCl3的熔、沸点低，都属于分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，故AlCl3加热能升华，A、C正确；晶体硼的熔、沸点高，所以晶体硼是共价晶体，B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的键长短，故金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si强，D错误。9．已知SiC的熔点为2700℃，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是()A．SiC晶体中碳原子和硅原子均采用sp3杂化B．硅单质的熔点低于2700℃C．距离硅原子最近的硅原子数为4D．若晶胞参数为apm，则该晶体的密度为eq\f(160,6.02×10-7a3)g·cm-3C解析：SiC晶体中碳原子周围有4个硅原子，而硅原子周围有4个碳原子，均采用sp3杂化，A正确；共价键的键长越短，键能越大，则熔、沸点越高，C—Si的键长比Si—Si的键长短，硅单质的熔点低于2700℃，B正确；距离硅原子最近且距离相等的硅原子数为12，C错误；若晶胞参数为apm，则该晶体的密度为eq\f(160g,6.02×1023×a3×10-30cm3)＝eq\f(160,6.02×10-7a3)g·cm-3，D正确。10．（挑战创新题）C60、金刚石、石墨、二氧化碳的结构模型如图所示：(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为（填字母）。A．同分异构体B．同素异形体C．同系物D．同位素(2)固态时，C60属于（填“共价”或“分子”）晶体，C60分子中含有双键的数目是。(3)晶体硅的结构跟金刚石相似，1mol晶体硅中含有Si—Si的数目约是NA。（NA表示阿伏加德罗常数的值）(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是。(5)观察CO2分子晶体结构的一部分，每个CO2周围有个与之紧邻且等距离的CO2；该结构单元平均占有个CO2。解析：(1)C60、金刚石和石墨是碳元素的不同单质，所以三者互为同素异形体。(2)固态时，C60属于分子晶体，C60是由60个碳原子构成的分子。C60分子具有足球烯的基本结构，有60个顶角（碳原子），每条棱上有2个碳原子，每个碳原子延伸出3条棱，所以碳原子和棱的数目比例关系为2∶3，所以有90条棱。每个碳原子实际应该形成4个共价键，每个共价键被2个碳原子所共有，所以理论上共价键数是碳原子数的2倍，即应形成120个共价键。但是实际只有90条棱，说明有120－90＝30个碳碳双键。(3)每个硅原子形成4个Si—Si，每个Si—Si被2个硅原子所共有，所以Si—Si的数目是硅原子数的2倍，则1mol硅晶体中含有Si—Si的数目是2NA。(4)石墨层状结构中，每个碳原子被三个正六边形共用，所以平均每个正六边形占有的碳原子数＝6×eq\f(1,