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第二节分子晶体与原子晶体基础巩固1下列物质在室温下均是分子晶体的是()A.H2O、CH4、HFB.红磷、硫、碘C.CO2、SO2、NO2D.H2SO4、CH3CH2OH、HCHO答案：B解析：题目的核心是“室温”,在该条件下H2O、H2SO4、CH3CH2OH均为液体,而CH4、HF、CO2、NO2、SO2、HCHO均为气体,故B项正确。2下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是()A.原子晶体硬度通常比分子晶体大B.原子晶体的熔、沸点较高C.分子晶体中有的水溶液能导电D.金刚石、水晶和干冰都属于原子晶体答案：D解析：由于原子晶体中粒子间以共价键结合,而分子晶体中分子间以分子间作用力结合,故原子晶体比分子晶体的熔、沸点高,硬度大。有些分子晶体溶于水后能电离出自由移动的离子而导电,如H2SO4、HCl。D选项中的干冰(CO2)是分子晶体,D错。3我国的激光技术在世界上处于领先地位。据报道,有科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松,与此同时再用射频电火花喷射氮气,此时,碳原子与氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称,这种化合物可能比金刚石更坚硬。其原因可能是()A.碳、氮原子构成平面结构的晶体B.碳氮键比金刚石中的碳碳键键长更短C.氮原子电子数比碳原子电子数多D.碳、氮的单质的化学性质均不活泼答案：B解析：由“这种化合物可能比金刚石更坚硬”可知该晶体应该是一种原子晶体,原子晶体是一种空间网状结构而不是平面结构,A选项错误;由于氮原子的半径比碳原子的半径要小,所以二者所形成的共价键的键长要比碳碳键的键长短,所以该晶体比金刚石的熔、沸点更高,硬度更大,B选项正确;原子的电子数和单质的活泼性一般不会影响到所形成的晶体的硬度等物理性质,C、D选项错误。4下列各组物质的晶体中,化学键类型和晶体类型都相同的是()A.SO2和SiO2B.CO2和H2OC.BN和HClD.CCl4和KCl答案：B解析：A项中SO2和SiO2的化学键相同,都是极性共价键,但晶体类型不同,SO2晶体属于分子晶体,SiO2晶体属于原子晶体;B项,CO2和H2O中的化学键都是极性共价键,且都属于分子晶体;C项中BN和HCl的化学键相同,都为极性共价键,但晶体类型不同,BN晶体属于原子晶体,HCl晶体属于分子晶体;D项,CCl4和KCl中的化学键不同,CCl4中为极性共价键,KCl中为离子键,且晶体类型也不同,CCl4晶体属于分子晶体,KCl晶体属于离子晶体。5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属于非电解质答案：A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。6在高压下可以将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体,下列关于CO2原子晶体的说法正确的是()A.CO2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体B.在一定条件下,CO2原子晶体转化为分子晶体是物理变化C.CO2的原子晶体和CO2的分子晶体具有相同的物理性质D.在CO2的原子晶体中,每个碳原子周围结合4个氧原子,每个氧原子与两个碳原子相结合答案：D解析：同素异形体的研究对象是单质;CO2的晶体类型的转变已生成了新物质,故为化学变化;CO2的不同晶体具有不同的物理性质;CO2晶体类似于SiO2晶体,属原子晶体,每个碳原子结合4个氧原子,每个氧原子结合2个碳原子。7(双选)碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构。其中碳原子和硅原子的位置是交替出现的。它与晶体硅和金刚石相比较,正确的是()A.熔点从高到低的顺序是:金刚石碳化硅晶体硅B.熔点从高到低的顺序是:金刚石晶体硅碳化硅C.三种晶体中的基本单元都是正四面体结构D.三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体答案：AC解析：依题意,金刚石、碳化硅和晶体硅都是原子晶体,且都应有类似金刚石的四面体结构单元。因键长由长到短的顺序是SiSiSiCCC(可由原子半径来推断),则键能为CCSiCSiSi,所以破坏这些键时所需能量依次降低,从而熔点依次降低。上述三种原子晶体中晶体硅是半导体,具有一定的导电性。8X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在地壳中的含量仅次于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.ZY2的水溶液俗称“水玻璃”答案：D解析：由题给条件可知,X为氢元素,Y为氧元素,Z为硅元素,W为碳元素。则WX4为CH4;X2Y为H2O,其晶体为分子晶体;ZW为SiC,属于原子晶体;ZY2为SiO2,SiO2难溶于水,也不能与水反应。9下列晶体性质的比较中不正确的是()A.沸点:NH3PH3B.熔点:SiI4SiBr4SiCl4C.硬度:白磷冰二氧化硅D.硬度:金刚石碳化硅晶体硅答案：C解析：A项中注意NH3分子间存在氢键,故沸点NH3PH3,正确;B项中三种物质的组成和结构相似,且均为分子晶体,熔点随相对分子质量的增大而升高,正确;C项中白磷和冰都是分子晶体,硬度小,而二氧化硅是原子晶体,硬度大,错误;D 项中的三种物质都是原子晶体,由于原子半径CSi,所以键长CCCSiCSiSiSi,而键能越大,原子晶体的硬度越大,正确。10(2016全国乙,节选) (1)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因。GeCl4GeBr4GeI4熔点/-49.526146沸点/83.1186约400(2)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为,微粒之间存在的作用力是。答案：(1)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强(2)sp3共价键解析：(1)锗卤化物均为分子晶体,对于组成和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、沸点越高。(2)金刚石中C为sp3杂化,C与C之间为非极性共价键,Ge单晶与金刚石结构相似,杂化方式与存在的作用力也与金刚石一样。11Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种,Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等,R与Q同族,Y和Z的离子与Ar原子的电子层结构相同且Y的原子序数小于Z。(1)Q的最高价氧化物,其固态属于晶体,俗名叫。 (2)R的氢化物分子的立体构型是,属于(填“极性”或“非极性”)分子。(3)X的常见氢化物的立体构型是;它的另一种氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分,其电子式是。(4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是和;Q与Y形成的分子的电子式是, 属于(填“极性”或“非极性”)分子。 答案：(1)分子干冰(2)正四面体形非极性(3)三角锥形(4) CS2CCl4解析：(1)Q为C,其最高价氧化物为CO2,为分子晶体,俗名为干冰。(2)R为Si,其氢化物为SiH4,其分子的立体构型是正四面体形,为非极性分子。(3)N的常见氢化物为NH3,立体构型为三角锥形,N2H4的结构式为,其电子式(4)C分别和S、Cl形成的共价化合物为CS2、CCl4,CS2和CO2结构相似,都是直线形非极性分子,其结构式为,其电子式12通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热(H),化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC 460360436431176347请回答下列问题:(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“”或“”“”或“=”)N2。(3)由(2)列举N60的一种用途。答案：(1)分子高N60、N2均形成分子晶体,N60的相对分子质量大,分子间作用力大,故熔、沸点高(2)放出13 230Mr(N2),故N60晶体中分子间的范德华力比N2晶体中的大,N60晶体的熔、沸点比N2晶体的高。(2)因每个氮原子形成三个NN键,每个NN键被2个N原子共用,故1 mol N60中存在NN键:1 mol603mol。发生的反应为N6030N2H=90167 kJmol-1-30942 kJmol-1=-13 230 kJmol-1N60。(3)由于反应放出大量的热同时生成大量气体,因此N60可用作高能炸药。能力提升1下列各组晶体物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是()SiO2和SO3晶体硼和HClCO2和SO2晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮硫黄和碘A.B.C.D.答案：C2下列性质符合分子晶体的是()A.熔点1 070 ,易溶于水,水溶液能导电B.熔点97.81 ,质软、能导电、密度是0.97 gcm-3C.熔点10.31 ,液体不导电,水溶液能导电D.熔点2 030 ,熔化时能导电,水溶液也能导电答案：C3下列关于CH4和CO2的说法正确的是()A.固态CO2属于分子晶体B.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子C.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2D.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp2答案：A解析：固态CO2是分子晶体,A项正确;CH4分子是正四面体对称结构,其为含有极性键的非极性分子,B选项错误;CH4和CO2都是分子晶体,分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高,与键能无关,C选项错误;CH4为正四面体结构,碳原子的杂化类型是sp3杂化,CO2为直线形分子,碳原子的杂化类型是sp杂化,D选项错误。4碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:(1)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于晶体。(2)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:在石墨烯晶体中,每个C原子连接个六元环,每个六元环占有个C原子。在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接个六元环,六元环中最多有个C原子在同一平面。答案：(1)分子(2)32124解析：(1)Fe(CO)5熔、沸点低,属于分子晶体。(2)在石墨烯晶体中每个C原子连接3个六元环;并且每个C原子被3个六元环共用,则每个六元环占有的碳原子数为6在金刚石晶体中,每个C原子连接12个六元环;每个六元环中最多有4个C原子共面。5碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:回答下列问题:(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化方式分别为、。(3)C60属于晶体,石墨属于晶体。(4)石墨晶体中,层内CC键的键长为142 pm,而金刚石中CC键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在CC间的共价键,而石墨层内的CC间不仅存在共价键,还有键。(5)金刚石晶胞含有个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率(不要求计算结果)。答案：(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)分子混合(4)(或大或p-p )(5)8解析：(1)由同一元素形成的不同单质互称为同素异形体。(2)金刚石为正四面体形结构,所以C原子采用sp3杂化。石墨烯(指单层石墨)为平面形结构,C原子采用sp2杂化。(3)C60属于分子晶体。从结构上说,石墨既具有原子晶体的特征,又具有分子晶体的特征,一般称石墨为混合晶体。(4)金刚石中只存在CC间的共价键,而石墨层内的CC间既存在共价键,又存在共价键。(5)金刚石晶胞中含有碳原子数为82r为晶胞体对角线ra3,所以碳原子在晶胞中的空间占有率
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