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课时作业8分子晶体与原子晶体基础巩固1.下列化合物,按其晶体的熔点由高到低排列正确的是()A.SiO2CsClCBr4CF4B.SiO2CsClCF4CBr4C.CsClSiO2CBr4CF4D.CF4CBr4CsClSiO2解析:晶体熔点比较,一般有原子晶体离子晶体分子晶体,结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔点越高,则正确顺序为SiO2、CsCl、CBr4、CF4。答案:A2.下列叙述正确的是()A.NH3是极性分子,分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B.CCl4是非极性分子,分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C.H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央D.CO2是非极性分子,分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央解析:A项NH3应为三角锥形;B项CCl4应为正四面体;D项CO2分子为直线形,C原子处在2个O原子所连成的直线的中央,所以A、B、D项错误,只有C项正确。答案:C3.金刚石是典型的原子晶体,下列关于金刚石的说法中错误的是()A.晶体中不存在独立的“分子”B.碳原子间以共价键相结合C.是硬度最大的物质之一D.化学性质稳定,即使在高温下也不会与氧气发生反应解析:在金刚石中,碳原子以共价键结合成空间网状结构,不存在具有有限固定组成的分子。由于碳的原子半径比较小,碳与碳之间的共价键键能高,所以金刚石的硬度很高。因此A、B、C选项是正确的。但是由于金刚石是碳的单质,可以在空气或氧气中燃烧生成CO2分子,故D选项的说法是错误的。答案:D4.下列说法不.正确的是()A.晶体熔点由低到高:CF4CCl4CBr4CI4B.硬度由大到小:金刚石碳化硅晶体硅C.沸点由高到低:HIHBrHClHFD.硼镁超导物质的晶体结构单元如上图所示,则这种超导材料的化学式为MgB2解析:A中四种物质形成的都是分子晶体,分子晶体的熔、沸点高低与相对分子质量成正比,A正确;原子晶体的硬度与晶体内原子之间的共价键键能成正比,键能越大则晶体的硬度越大,B正确;HF分子之间能形成氢键,使HF的沸点反常高,C错误;由硼镁超导物质的晶体结构单元看出Mg原子有两种位置,面心位置上的Mg为两个结构单元所共用,顶点位置上的Mg为6个结构单元共用,B原子不与其他结构单元共用,所以这种超导材料的化学式为MgB2。答案:C5.下列有关分子晶体的说法中正确的是()A.分子内均存在共价键B.分子间一定存在范德华力C.分子间一定存在氢键D.其结构一定为分子密堆积解析:稀有气体元素组成的晶体中,不存在由多个原子组成的分子,而是原子间通过范德华力结合成晶体,所以不存在任何化学键,故A项错误。分子间作用力包括范德华力和氢键,范德华力存在于所有的分子晶体中,而氢键只存在于含有与电负性较强的N、O、F原子结合的氢原子的分子之间或者分子内,所以B项正确,C项错误。只有只存在范德华力的分子晶体才采取分子密堆积的方式,所以D选项也是错误的。答案:B6.下列性质适合于分子晶体的是()A.熔点1070℃,易溶于水,其水溶液能导电B.熔点1430℃,液态不能导电,水溶液不能导电C.能溶于CS2,熔点112.8℃,沸点为444.6℃D.熔点97.81℃,质软,导电,密度为0.97g·cm-3解析:分子晶体的熔点低,能溶于CS2,表明晶体中只存在分子。故C选项表明物质为分子晶体。答案:C7.下列说法中正确的是()A.冰融化时,分子中氢氧键发生断裂B.原子晶体中共价键越强,熔点和沸点越高C.分子晶体中共价键键能越大,该分子晶体的熔点和沸点一定也越高D.分子晶体中分子间作用力越大,该物质越稳定解析:分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力,而分子中的共价键影响的是分子的稳定性,所以A、C、D都是错误的。原子晶体是原子间通过共价键形成的,其熔、沸点取决于共价键的强弱,所以应该选择B选项。答案:B8.X是核外电子数最少的元素,Y是地壳中含量最丰富的元素,Z在地壳中含量仅次于Y,W可以形成自然界最硬的原子晶体,下列叙述中错误的是()A.WX4是沼气的主要成分B.固态X2Y是分子晶体C.ZW是原子晶体D.玛瑙、水晶和玻璃的成分都是ZY2解析:由题意可知,X是H,Y是O,Z是Si,W是C。所以WX4是CH4,它是沼气的主要成分;X2Y是H2O,属于分子晶体;ZW为SiC,属于原子晶体;ZY2为SiO2,是玛瑙和水晶的成分,但是玻璃的主要成分是硅酸盐。答案:D9.下列事实与氢键有关的是()A.水加热到很高的温度都难以分解B.水结成冰体积膨胀,密度变小C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱解析:氢化物的热稳定性与共价键有关,排除A、D两项,而C项中碳族元素的氢化物中都不存在氢键,故选B项。答案:B10.在常温常压下呈气态的化合物,降温使其固化得到的晶体属于()A.分子晶体B.原子晶体C.离子晶体D.何种晶体无法判断解析:使粒子结合成原子晶体或离子晶体的共价键、离子键比较强,所以这两种类型的晶体在常温下一般均为固态。常温下为气态的物质一般由分子组成,其固化后为分子晶体。答案:A11.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′解析:根据金刚石的晶型结构特点可知最小环上碳原子数为6个,任意两个C—C键夹角为109°28′。答案:D12.(1)构成分子晶体的粒子是________,这类粒子间的作用力一定有________,还可能有________。如果分子间作用力只是________,若以一个分子为中心,其周围通常可以有________个紧邻的分子,分子晶体的这一特征称为________。干冰中CO2分子采取的就是这样的堆积方式。若分子内存在吸引电子能力较强、半径较小的________原子与H原子所形成的共价键,则会形成氢键,氢键不仅具有饱和性,也具有________。能形成氢键的物质较多,如________等。在冰中,每个水分子与相邻的________个水分子形成氢键,呈____________立体结构。(2)在原子晶体中,所有原子都以________键结合,整个原子晶体是一个三维的________结构。在金刚石中,C原子采取________杂化方式,每个C原子与另外__________个C原子以共价键相结合,键角为________,晶体中最小碳环由________个C原子构成,且不在同一个平面内。晶体硅的结构与金刚石类似,SiO2的晶体结构可以看作是在晶体硅的Si—Si键之间插入________原子而形成的,在12gSiO2晶体中含有化学键的物质的量为________mol。解析:本题考查了分子密堆积和氢键,以及典型的分子晶体和原子晶体的结构。在SiO2晶体中每一个硅原子都与周围的四个氧原子形成了四个硅氧键,并且不存在共用的情况,所以SiO2晶体中化学键的数目为硅原子数目的四倍。12gSiO2晶体的物质的量是0.2mol,所以化学键的物质的量为0.8mol。答案:(1)分子'范德华力'氢键'范德华力'12'分子密堆积'N、O、F'方向性'HF、NH3、H2O、CH3OH'4'正四面体(2)共价'共价键网状'sp3'4'109°28′'6'氧'0.813.(2016年高考·课标全国卷Ⅲ)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:(1)AsCl3分子的立体构型为________,其中As的杂化轨道类型为________。(2)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是________________________________________________________________________。(3)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________________,Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol-1和MAsg·mol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。解析:(1)AsCl3分子的价层电子对数=3+5-1×32=4,即含有一对孤对电子,所以立体构型为三角锥形,其中As的杂化轨道类型为sp3。(2)由于GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体,所以离子晶体GaF3的熔沸点高;(3)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm-3,其晶胞结构如题图所示,熔点很高,所以晶体的类型为原子晶体,其中Ga与As以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中Ca和As的个数均是4个,所以晶胞的体积是4NA×(MGa+MAs)ρ。二者的原子半径分别为rGapm和rAspm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为4×43π(rGa3+rAs3)×10-304NA×(MGa+MAs)ρ×100%=4π×10-30NAρ(rGa3+rAs3)3(MGa+MAs)×100%。答案:(1)三角锥形sp3(2)GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体(3)原子晶体共价4π×10-30NAρ(rGa3+rAs3)3(MGa+MAs)×100%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,QT2+且与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)Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物,其主要原因有____________________。(2)化合物甲由T、X两元素组成,其晶胞如图,甲的化学式为__________________。(3)化合物乙的晶胞如图,乙由E、Q两元素组成,硬度超过金刚石。①乙的晶体类型为________,其硬度超过金刚石的原因是__________________。②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为________。解析:本题解题的关键是E、Q、T、X、Z五种元素的推断。“基态Q原子的2p轨道处于半充满状态”,符合这一要求的原子只有N元素;“E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级”,说明E、Q、T位于同一周期,又“QT2+与ET2互为等电子体,且原子序数E<Q<T”,说明E为C元素,T为O元素;“X为周期表前四周期中电负性最小的元素”可推知X为K元素;“Z的原子序数为28”说明Z是Ni元素。答案:(1)这两种氢化物均为极性分子、相互之间能形成氢键(2)KO2(3)①原子晶体C—N键的键长小于C—C键,键能大于C—C键②sp315.氮、磷、砷是同族元素,该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用。请回答下列问题:(1)砷原子核外电子排布式为________________________。(2)K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+与CN-之间的键型为____________,该化学键能够形成的原因是_____________________________。(3)已知:CH4SiH4NH3PH3沸点(K)101.7161.2239.7185.4分解温度(K)8737731073713.2分析上表中四种物质的相关数据,请回答:①CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,沸点高低的原因是_____________________________________________。②CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,分解温度高低的原因是_________________________________________
本文标题:2020版同步导练高中化学人教版选修三课时作业8分子晶体与原子晶体
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