原子晶体分子晶体练习.docx

《原子晶体分子晶体练习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原子晶体分子晶体练习.docx（14页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、原子晶体分子晶体练习高二化学原子晶体分子晶体练习4.121. 下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是（）A. 固态氢B.固态氖C.磷D.三氧化硫2. 下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是（）A. 非金属单质B.非金属氧化物 C.含氧酸D.金属氧化物3. 下列关于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NNA表示阿伏加德罗常数的值）B. 60 g SiO2晶体中，含有2NA个SiO键C. 该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4. 根据表中给出物质的熔点数据（AlCl3沸点为

2、182.7 C），判断下列说法错误的是（）晶体NaClMgOSiCl4AlCl3晶体硼熔点/C8012 800一701802 500A.MgO中的离子键比NaCl中的离子键强B. SiCl4晶体是分子晶体C. AlCl3晶体是离子晶体D.晶体硼是原子晶体5. 下列说法中正确的是（）A. C60汽化和I2升华克服的作用力不相同B. 甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它们的熔点相近C. NaCl和HCl溶于水时，破坏的化学键都是离子键D. 常温下TiCl4是无色透明液体，熔点一23.2 C，沸点136.2 C，所以TiCl4属于分子晶体6. BeCl2熔点较低，易升华，溶于醇和醚，其化学性质与AlCl3

3、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7. 关于氢键的下列说法中正确的是（）A. 每一个水分子内含有两个氢键B.冰、水和水蒸气中都存在氢键C.水结成冰体积膨胀与氢键有关D. H2O是一种非常稳定的化合物，这是由氢键所致8. 在硼酸B（OH）3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子 杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是（）A. sp，范德华力B. sp2，范德华力C. sp2，氢键D. sp3，氢键9. 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

4、于该晶体的说法 错误的是（）A. 氮化碳属于原子晶体，比金刚石中的硬度更大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10. 下表是某些原子晶体的熔点和硬度。原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/c3 3503 0002 6001 7131 4151 211硬度109.597.576.0分析表中的数据，判断下列叙述正确的是（） 构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 构成原子晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越高构成原子

5、晶体的原子的半径越大，晶体 的硬度越大构成原子晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大A.B.C.D.11. 下列物质的熔、沸点顺序判断不正确的是（）A. LiNaKRbB. F2Cl2Br2碳化硅晶体硅D. NaClKCl7W常温下为固体，加热变为紫红色蒸气，遇冷变为紫黑色固体M熔点为1 170 C，易溶于水，水溶液导电N熔点为97.81 C，质软，导电，密度为0.97 g-cm-316.硅及其化合物的用途非常广泛，根据所学知识回答硅及其化合物的相关问题：（1）基态硅原子的核外电子排布式为。（2）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以 相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置

6、贡献个原子，晶体硅中的键角约为下表列有三种物质(晶体)的熔点：物质SiO2SiCl4SiFq熔点/c1 710一70.4一90.2简要解释熔点产生差异的原因：SiO2和SiCl4：(4)SiC晶体结构与金刚石相似(如图所示)，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。其中C原子的杂化方式为个，每，微粒间存在的作用力是，每个Si原子周围距离最近的C原子为17. 在我国南海300500m海底深处沉积物中存在着大量的“可燃冰”，其主要成分为甲烷水合物。(填字母)。甲烷晶匏请回答下列问题:(1) 甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是A. 甲烷晶胞中的球只代表一个C原子B. 晶体中1个CH4分子中

7、有12个紧邻的CH4分子C. CH4熔化时需克服共价键D. 1个CH4晶胞中含有8个CH4分子，(2) 水在不同的温度和压强条件下可以形成多种不同结构的晶体，冰晶体结构有多种。其中冰W的晶体结构如下图所示： 水分子的空间构型是形，在酸性溶液中，水分子容易得到一个H+，形成水合氢离子(H3O+)，水分子能与H+形成配位键，其原因是在氧原子上有应用价电子对互斥理论推测h3o+的形状为。 上述冰晶体中每个水分子与周围 个水分子以氢键结合，该晶体中1 mol水形成 mol氢键。 实验测得冰中氢键的作用能为18.5 kJ-mol - 1 ,而冰的熔化热为5.0 kJ-mol - 1 ,这说明 冰晶胞中水

8、分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点 或面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。每个冰晶胞平均占有 个水分子，冰晶胞与金刚石晶 胞微粒排列方式相似的原因是。18. 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:如石罟金刚石晶胞回答下列问题:(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) 在金刚石晶体中，碳原子数与化学键数之比为。在石墨晶体中，平均每个最小的碳原子环所拥有的化学键数为，该晶体中碳原

9、子数与共价键数 之比为。(5) 石墨晶体中，层内C-C键的键长为142 pm，而金刚石中C-C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C-C间的 共价键，而石墨层内的C-C间不仅存在 共价键，还有键。推5 / 11测金刚石的熔点（填”“”或“=”）石墨的熔点。（6）C60的晶体结构类似于干冰，则每个C60晶胞的质量为 g（用含NA的式子表示，NA为阿伏加德罗常数的值）。（7）金刚石晶胞含有 个碳原子。若碳原子半径为，金刚石晶胞的边长为。，根据硬球接触模型，则r=久列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率：（不要求计算结果）。19. 碳化硅和立方氮化硼的结构与金刚石类似，碳化硅硬度仅次于金刚石，

10、立方氮化硼硬度与金刚石相当， 其晶胞结构如图所示。匚ONOR碳化隹立方氮醐请回答下列问题:（1）碳化硅晶体中，硅原子杂化类型为，每个硅原子周围与其距离最近的碳原子有 个；设晶胞边长为a cm，密度为b g-cm-3，则阿伏加德罗常数可表示为（用含a、b的式子表示）。（2）立方氮化硼晶胞中有 个硼原子，个氮原子，硼原子的杂化类型为，若晶胞的边长为a cm，则立方氮化硼的密度表达式为 g-cm-3（设NA为阿伏加德罗常数的值）。1.答案B 2答案C解析 非金属单质中的金刚石、非金属氧化物中的SiO2均为原子晶体；金属氧化物通常为离子化合物，属 离子晶体。故C项正确。3答案C解析 60 g SiO2

11、晶体即1 mol SiO2,晶体中含有SiO键数目为4 mol(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SiO共价键)，含4NA个SiO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。4答案C解析 根据表中各物质的熔点判断晶体类型。NaCl和MgO是离子化合物，形成离子晶体，故熔、沸点越 高，说明晶格能越大，离子键越强，A项正确；SiCl4是共价化合物，熔、沸点较低，为分子晶体，硼为非 金属单

12、质，熔、沸点很高，是原子晶体，B、D项正确；AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物， 但其晶体熔、沸点较低，应属于分子晶体5答案D解析 C60、I2均为分子晶体，汽化或升华时均克服范德华力；B中乙酸分子可形成氢键，其熔、沸点比甲 酸甲酯高。6答案A解析 由题知BeCl2熔点较低，易升华，溶于醇和醍，应属于分子晶体，所以熔融态不导电；对于组成相似 的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，其熔、沸点越高，因立BeCl2的熔点比BeBr2的低；BeCl2 的化学性质与AlCl3相似，根据AlCl3能和NaOH溶液反应，则BeCl2也可与NaOH溶液反应；AlCl3水溶液 中由于铝离子水

13、解而呈酸性，推知BeCl2也具有此性质。7答案C解析 A项中水中的氢键存在于分子之间而不是存在于分子内部，错误；B项中气态的水中不存在氢键，错 误；C项中水结成冰时，水分子大范围以氢键互相连接，形成疏松的晶体，造成体积膨胀，密度减小，正 确；D项中水的稳定性强是由于OH键的键能大，与氢键没关系，错误。8答案C解析 石墨晶体中C原子为sp2杂化，层与层之间以范德华力结合，在硼酸:B(OH)3分子中，B原子也为sp2 杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。9答案D解析 氮化碳为高硬度材料且是由非金属元素组成，因此该晶体应为原子晶体。又因为

14、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7 / 11子形成共价单键，每个N原子与3个C原子形成共价单键，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的非金属性大于C的非金属性，氮化碳中C显+4价，N显一3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项错误。10答案D11答案D解析 晶体熔、沸点高低取决于结构微粒间作用力的大小，即金属键、共价键、离子键、分子间作用力的 大小。离子晶体的熔、沸点与离子半径和离子所带电荷数有关，电荷数相同时，离子半径越小，晶体的熔、 沸点越高。

15、12答案B解析 本题考查的是各类晶体的物理性质特征。A项符合金属晶体的特征；B项符合原子晶体的特征；C项 符合离子晶体的特征；D项符合分子晶体的特征。13答案C解析 A项，例如金刚石由碳原子组成；B项，例如I2由I2分子组成；D项，例如金属Cu由Cu2+口自由 电子组成；C项中阴离子只能存在于离子化合物中。14答案B解析 在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成4个SiO键，故含有4 mol SiO键的二氧化硅晶体的物质的 量为1 mol，即含有2N A个氧原子，A项错误；金刚石中每个碳原子均与另外4个碳原子形成共价键，且每 两个碳原子形成一个CC键，故1 mol碳原子构成的金刚石中共有2 mol C

16、C键，因此碳原子数与CC 键数之比为1：2, B项正确；二氧化硅晶体中不存在分子，C项错误；氟晶体是由单原子分子靠分子间作 用力结合在一起形成的，属于分子晶体，D项错误。15 答案 X、Y、Z、W解析 分子晶体熔、沸点一般比较低，硬度较小，固态不导电。M的熔点高，肯定不是分子晶体；N是金 属钠的性质；X、Y、Z、W均为分子晶体。规律总结分子晶体具有熔、沸点较低，硬度较小，固态、熔融态不导电等物理特性。所有在常温下呈气 态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、易升华的固体物质都属于分子晶体。16 答案(1)1s22s22p63s23p2 (2)共价键 3 109.5(3) SiO2是原子晶体，微

17、粒间作用力为共价键SiCl4是分子晶体，微粒间作用力为范德华力，故SiO2熔点高于 SiCl4 (4)sp3 共价键 4 12解析 (1)硅为第3周期WA族元素，基态硅原子价电子排布式为3s23p2，故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2) 金刚石中碳原子采取sp3杂化，CCC之间的夹角为109.5，金刚石晶胞内部有4个碳原子，每个顶 点和面心各有1个碳原子，故金刚石晶胞中含碳原子个数为4+8x|+6x2 = 8个，晶体硅与金刚石结构相 似，故Si与Si原子之间以共价键相结合，SiSiSi之间夹角为109.5，且晶胞中有8个硅原子，其中在 面心位置贡献的硅原子有6x2=3个。

18、(3) SiO2与SiCl4晶体类型不同，前者为原子晶体，原子之间以共价键结合，共价键作用力强，后者为分子晶 体，分子之间以范德华力结合，范德华力较弱，所以SiO2熔点高于SiCl4。(4) 碳化硅晶体中，每个碳原子和硅原子都采取sp3杂化，与4个硅原子形成4个共价键，每个硅原子周围距 离最近的碳原子有4个。碳化硅晶胞中，若硅原子位于面心和顶点，则碳原子位于内部，故知每个硅原子 周围距离最近的硅原子有12个。17答案(1)B(2)V孤对电子三角锥形4 2 冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键 8水中的O原子和金刚石中的C 原子都为sp3杂化，每个水分子可与相邻的4个水分子形

19、成氢键，且氢键和共价键都具有方向性和饱和性解析(1)CH4是分子晶体，熔化时克服范德华力。晶胞中的球体代表的是一个甲烷分子，并不是一个C原 子。以该甲烷晶胞分析，位于顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个而这3个甲烷分子在 面上，因此每个都被共用2次，故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子有3X8x2=12个。甲烷晶胞属于面心 立方晶胞，该晶胞中甲烷分子的个数为8X；+6X；=4个。=4,孤电子对数为2,所以水分子为V形分子，H2O分子能与H6 + 2(2)水分子中O原子的价电子对数=广 a6 + 3 1.+形成配位键，其原因是在O原子上有孤对电子，H+有空轨道。H3O+价电子对数一2=4，

20、含有1对孤 对电子，故H3O+为三角锥形。观察图示晶体结构可知，该水分子与周围4个水分子以氢键结合，每2个 水分子间形成1个氢键，故1 mol水可形成4 molX0.5=2 mol氢键。冰中氢键的作用能为18.5 kJ-mol-1, 而冰熔化热为5.0 kJ-mol-1，说明冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，并且液态水中仍存在氢键。 每个冰晶胞平均含有水分子数为4+6x2+8X：=8。H2O分子中的O原子中形成2个。键，并含有2个孤9 / 11对电子，金刚石中每个C原子含有4个g键且没有孤对电子，所以水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化， 且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子只可以与相邻

21、的4个水分子形成氢键，导致冰晶胞与金刚石晶 胞微粒排列方式相似。18答案(1)同素异形体2 880兀或pp兀) (6) NA(2)sp3杂化sp2杂化分子混合键型(4)1 : 2 3 2 : 3 (5)g g n(或大4 一闩 8X nr3|-m8技=盘8803= 16解析(1)金刚石、石墨、c60、碳纳米管等都是碳元素的单质形成的，它们的组成相同，结构不同、性质不 同，互为同素异形体。(2)金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键(即C原子采取sp3杂化方式)，构成正四面体，石墨中的 碳原子采取sp2杂化方式，形成平面六元环结构。(3) 。60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；石墨晶体有

22、共价键、金属键和范德华力，所以石墨属于混合 键型晶体。(4) 金刚石晶体中每个碳原子平均拥有的化学键数为4x2=2，则碳原子数与化学键数之比为1：2。石墨晶体中，平均每个最小的碳原子环所拥有的碳原子数和化学键数分别为6x3=2和6x2=3,其比值为2 : 3。(5) 在金刚石中只存在CC间的g键；石墨的层内CC间不仅存在g键，还存在n键。石墨中的CC键比金刚石中的CC键键长小，键能大，故石墨的熔点高于金刚石。(6) C60晶体为面心立方结构，所以每个C60晶胞有4个C60分子(面心3个，顶角1个)，所以一个C60晶胞质口 4X12X602 880量=广成g。由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4

23、个碳原子，面上有6个碳原子，顶点有8个碳原子，所以金刚 石晶胞中碳原子数为4+6x|+8x|=8;若碳原子半径为r，金刚石的边长为a，根据硬球接触模型，则正4 一1叨叨8 X 3兀冷方体体对角线长度的4就是CC键的键长，七a=2r，所以r=a，碳原子在晶胞中的空间占有率= a319 答案(1)sp3 杂化 4 06b mol-1(2)4 4 sp3 杂化 nA每个Si原子距离最近解析(1)SiC晶体中，每个Si原子与4个C原子形成4个g键，故Si采取sp3杂化SiC晶胞中硅原子数为T/ 160|故 NaF mol1。的C原子有4个。SiC晶胞中，碳原子数为6x2+8x|=4个，硅原子位于晶胞内，4个，1个晶胞的质量为黑g，体积为a3 cm3，因此晶体密度b gcm-3 = n初? g ， nana a3 cm3(2)立方氮化硼晶胞中，含有N原子数为6X?+8x8=4个，B原子位于晶胞内，立方氮化硼晶胞中含硼原 匕O子4个。每个硼原子与4个氮原子形成4个g键，故硼原子采取sp3杂化，每个立方氮化硼晶胞的质量为殴 nag，体积为a3 cm3，故密度为；3gcm3。