32 分子晶体与共价晶体 课后习题新教材人教版高中化学选择性必修2Word格式文档下载.docx

1、A.石英晶体中每个Si原子通过SiO极性键与4个O原子作用B.每个O原子通过SiO极性键与2个Si原子作用C.石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为12,可用“SiO2”来表示石英的组成D.在晶体中存在石英分子,故“SiO2”可以叫做分子式解析晶体硅的结构是五个硅原子形成正四面体结构,其中有一个位于正四面体的中心,另外四个位于四面体的顶点;SiO2的结构为每个硅原子周围有四个氧原子,而每个氧原子周围有两个硅原子,在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为12,“SiO2”仅表示石英中Si、O原子个数比,没有单个的SiO2分子。4.AB型物质形成的晶体多种多样,下列图示的几种结构中最有可能是分子晶

2、体的是（）A. B.C. D.解析构成的晶体为在一维、二维或三维空间中的结构,且在空间中微粒通过化学键相互连接,故它们不可能是分子晶体;而所示结构都不以化学键与其他结构结合,故可能为分子晶体。5.如图是冰的晶胞示意图,冰以此为单位向空间延伸,则冰中的每个水分子均摊氢键（）A.2个B.4个C.8个D.12个答案A解析每个水分子中的氧原子上含有两对孤电子对,可以分别与另外两个水分子形成2个氢键;每个水分子含有两个氢原子,也可以分别与另外两个水分子形成2个氢键;不过每个氢键都为两个水分子所共有,因而每个水分子均摊氢键数为4=2。6.根据下列性质判断,属于共价晶体的物质是（）A.熔点为2 700 ,导

3、电性好,延展性强B.无色晶体,熔点为3 550 ,不导电,质硬,难溶于水和无机溶剂C.无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点为800 ,熔化时能导电D.熔点为-56.6 ,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电答案B解析因为共价晶体中原子与原子之间以共价键结合,共价键的作用比较强,使共价晶体质硬而脆;B项符合共价晶体的特征。7.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在地壳中的含量仅次于Y,W可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。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是共价晶体D.ZY2的水溶液俗称“水玻璃”解析氢原子的核外只有一个电子,X为氢元

4、素;地壳中含量前两位的元素是氧、硅,故Y和Z分别是氧和硅;金刚石是自然界中硬度最大的物质,W元素是碳元素。CH4是沼气的主要成分,A项正确;H2O形成的晶体为分子晶体,B项正确;SiC结构与金刚石相似,C项正确;水玻璃是Na2SiO3的水溶液,D项错误。8.下列各组物质的熔点按由高到低的次序排列,其中熔点高低均与键能大小有关的是（）A.钠、干冰 B.金刚石、晶体硅C.碘化氢、溴化氢 D.二氧化硅、二氧化碳解析干冰为分子晶体,熔点较低,是由于分子间作用力弱,而不是因为键能小,A错误;晶体硅、金刚石都为共价晶体,原子半径CHBr,C错误;二氧化碳形成的是分子晶体,其熔点低是由于分子间作用力小,熔点

5、低不是由键能引起的,D错误。9.碳元素的单质有多种,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,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。金刚石中只存在碳碳间的共价键,而石墨层内的碳碳之间不仅存在共价键,还有键。答案（1）同素异形体（2）sp3sp2（3）分子混合（4）（或大）解析（1）金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质,它们的组成相同,结构不同、性质不同,互为同

6、素异形体。（2）金刚石中每一个碳原子与相邻四个碳原子通过4个共价单键（碳原子采取sp3杂化）结合形成正四面体结构;石墨中的碳原子采用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以键结合,形成正六边形的平面层状结构。（3）C60的构成微粒是C60分子,所以属于分子晶体;石墨层内原子间以共价键结合,层与层之间通过范德华力结合,所以石墨属于混合晶体。（4）在金刚石中只存在碳碳之间的键;石墨层内的碳原子之间不仅存在键,还存在键。提升能力跨越等级1.（双选）下列物质的沸点变化顺序正确的是（）A.CH4SiH4GeH4SnH4B.NH3PH3AsH3H2SH2SeH2TeD.HFHBrHCl答案AD解析同主族元素形成

7、的气态氢化物的分子结构和性质相似,且相对分子质量随着原子序数增大而增大。一般情况下,范德华力随着相对分子质量的增大而增大;但由于氨、水和HF分子间分别可以形成氢键,所以其沸点在同主族元素气态氢化物中最高,故B、C两项错误,A、D正确。2.干冰晶胞结构如图所示,即8个CO2分子占据立方体的顶点,且在6个面的中心又各有1个CO2分子。在每个CO2分子周围距离a（其中a为立方体棱长）的CO2分子有（）A.4个 B.8个 C.12个 D.6个解析根据题图,在每个CO2分子周围距离a的CO2分子,即为每个面心上的CO2分子,共有83=12个,故C正确。3.BeCl2熔点较低,易升华,可溶于醇和醚,其化学

8、性质与AlCl3相似。由此可推测BeCl2（）A.熔融态不导电 B.水溶液呈中性C.熔点比BeBr2高 D.不与NaOH溶液反应解析由BeCl2熔点较低、易升华、可溶于醇和醚可知BeCl2晶体为分子晶体,分子晶体熔融状态下不导电,A项正确;根据BeCl2化学性质与AlCl3相似,由于AlCl3溶液中的Al3+能发生水解:Al3+3H2OAl（OH）3+3H+,使溶液显酸性,可知BeCl2水溶液应显酸性,B错误;BeCl2和BeBr2形成的晶体都是分子晶体,且二者结构相似,故熔、沸点随着相对分子质量的增大逐渐升高,C错误;由AlCl3能与NaOH溶液反应可知BeCl2也能与NaOH溶液反应,D错

9、误。4.（2020天津南开中学高二检测）已知氮化碳晶体是新发现的高硬度材料,且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于该晶体的说法错误的是（）A.氮化碳属于共价晶体,比金刚石的硬度更大B.该晶体中每个碳原子与4个氮原子相连,每个氮原子与3个碳原子相连,氮化碳的化学式为C3N4C.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构D.该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构解析氮化碳为高硬度材料且是由非金属元素组成,因此该晶体应为共价晶体。又因为CC键键长大于CN键键长,故CN键的键能大于CC键,硬度更大的是氮化碳,A项正确;每个C原子与4个N原子形成共价单键,每个N原子与3个C原子

10、形成共价单键,C原子和N原子的最外层都达到8电子稳定结构,所以氮化碳的化学式为C3N4,N的非金属性强于C的非金属性,氮化碳中C显+4价,N显3价,B和C均正确;氮化碳晶体原子间以NC极性键形成空间网状结构,D不正确。5.石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体（结构如图）。下列有关说法正确的是（）A.固态时,碳的各种单质的晶体类型相同B.石墨烯中含有极性共价键C.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键D.石墨烯具有导电性解析碳形成的晶体有多种,如石墨、金刚石、C60等,其中金刚石为共价晶体,C60为分子晶体,A错误;石墨烯中含有的CC键为非极性共价键,B错误;石墨晶体

11、中,层与层之间的作用力为范德华力,从石墨中剥离出石墨烯需要破坏范德华力,C错误;石墨烯具有石墨的性质,具有导电性,D正确。6.钻石的魅力在于它经过大自然千百万年的孕育,再经打磨,能放射出闪烁的光芒,钻石就是经过打磨的金刚石。已知金刚石的网状结构如图所示,由此可看出在含有共价键形成的碳原子环中,其中形成最小的环所需碳原子数及任意两个CC键间的夹角是（）A.6个120 B.5个108C.4个10928 D.6个109解析根据金刚石的晶体结构特点可知,最小环上碳原子数为6个,每个碳原子与相连的4个碳原子形成正四面体结构,因而任意两个CC键的夹角为109。7.C元素和Si元素在化学中占有极其重要的地位

12、。（1）SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为,微粒间存在的作用力是,SiC和晶体Si的熔点高低顺序是。（2）C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2的化学式相似,但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成键和键,SiO2中Si与O原子间不能形成键。从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成键,而Si、O原子间不能形成键:。SiO2属于晶体,CO2属于晶体,所以熔点CO2SiO2（填“”）。（3）金刚石、晶体硅、二氧化硅、CO2四种晶体的构成微粒分别是,熔化时克服的微粒间的作用力分别是。答案（1）sp3共价键SiCSi（2）Si的原子半径较大,Si、O原子间距离

13、较大,p轨道肩并肩重叠程度较小,故不能形成稳定的键共价分子晶体硅。（2）SiO2为共价晶体,CO2为分子晶体,所以熔点高低是:SiO2CO2。（3）金刚石、晶体硅、二氧化硅均为共价晶体,构成微粒为原子,熔化时破坏共价键;CO2为分子晶体,由分子构成,CO2分子间以分子间作用力结合。8.下表是元素周期表中短周期的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。（1）上述元素形成的单质中熔点最高的可能是（填字母）;dh4比gh4稳定,其原因是。（2）f和a所形成的物质的沸点在f相应主族元素的同类型化合物中比较高,其原因是。（3）f的简单氢化物属于晶体,a与d形成的化合物da4的空间结构是,它的晶体属于晶体。

14、（4）c、i、j可组成离子化合物cxij6,其晶胞结构如图所示,阳离子c+（用表示）位于正方体棱的中点和正方体内部;阴离子i（用表示）位于该正方体的顶点和面心。该化合物的化学式是。答案（1）d碳的原子半径比硅的原子半径小,CCl键的键能比SiCl键的键能大（2）水分子之间可以形成氢键（3）分子正四面体分子（4）Na3AlF6解析（1）根据各元素在周期表中的位置,结合物质熔点规律可知,d（碳元素）形成的单质熔点最高。CCl4比SiCl4稳定,原因是碳的原子半径比硅的原子半径小,CCl键的键能比SiCl键的键能大。（2）氧的简单氢化物H2O的沸点比同主族其他元素的简单氢化物沸点高,原因是水分子间可

15、以形成氢键。（3）f的简单氢化物（一般指水）属于分子晶体;a与d形成的da4化合物为CH4,其分子的空间结构是正四面体,属于分子晶体。（4）在晶胞中,含有阴、阳离子的数目比为（4）（4+1）=13,则化学式可表示为Na3AlF6。贴近生活拓展创新请回答下列问题:（1）31Ga基态原子的核外电子排布式是。某种半导体材料由Ga和As两种元素组成,该半导体材料的化学式是,其晶体结构类型可能为。（2）C、N元素形成的新材料具有如右图所示结构,该晶体的化学式为。该晶体硬度将超过目前世界上最硬的金刚石,其原因是。（3）以Al2O3为原料,在一定条件下可制得AlN,其晶体结构如图所示,该晶体属于晶体。（4）

16、下图是氮化镓的晶胞结构:氮化镓中镓原子的杂化方式为,每个氮原子共与个镓原子相结合。（5）立方氮化硼结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为a cm,立方氮化硼晶胞中含有个氮原子、个硼原子。答案（1）1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1GaAs共价晶体（2）C3N4C3N4与金刚石都是共价晶体,CN键键长比CC键键长小,键能大（3）共价（4）sp34（5）44解析（1）Ga与Al同主族,位于第4周期第A族,从而可知其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1。由于Ga和As组成的物质是半导体材料,故不是离子化合物,Ga最外层有3个

17、电子,As最外层有5个电子,两者以共价键形成GaAs,属于共价晶体。（2）该晶胞中含C原子数=8+4=3,N原子数为4,故该晶体的化学式为C3N4。由于CN键键长比CC键键长小,键能大,所以金刚石硬度比C3N4硬度小。（4）每个Ga与4个N形成共价键,这四个N构成正四面体结构;每个N与4个Ga通过共价键结合,这四个Ga构成正四面体结构,所以氮化镓中镓原子的杂化方式为sp3杂化。（5）由金刚石晶胞示意图可知,其中8个顶角共有8个碳原子,6个面共有6个碳原子,立方体内部还有4个碳原子,如上图所示,所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8+6+4=8,因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N原子和4个B原子。