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高中化學(xué) 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)13 原子晶體與分子晶體 魯科版選修3

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1、 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十三) 原子晶體與分子晶體 (建議用時(shí):45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1.1999年美國(guó)《科學(xué)》雜志報(bào)道:在40 GPa高壓下,用激光器加熱到1800 K,人們成功制得了原子晶體干冰,下列推斷中不正確的是(  ) A.原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn),有很大的硬度 B.原子晶體干冰易汽化,可用作制冷材料 C.原子晶體干冰的硬度大,可用作耐磨材料 D.每摩爾原子晶體干冰中含4 mol C—O鍵 【解析】 既然干冰是原子晶體,所以可將干冰類(lèi)比成原子晶體SiO2,具有熔點(diǎn)高,硬度大,耐磨等性質(zhì)。每摩爾SiO2中有4 mol Si—O鍵,所以D項(xiàng)也正確。 【答案】 B

2、2.下列晶體的結(jié)構(gòu)不遵循“緊密堆積”原則的是(  ) A.金屬銅 B.氯化鈉 C.金剛石 D.干冰 【解析】 金屬鍵、離子鍵、范德華力均沒(méi)有方向性,而共價(jià)鍵有方向性。 【答案】 C 3.金剛石晶胞如圖,屬于一個(gè)金剛石晶胞的碳原子數(shù)為(  ) A.18 B.16 C.10 D.8 【解析】 從晶胞上看8個(gè)頂點(diǎn)各有1個(gè)C原子,屬于該晶胞的部分相當(dāng)于只有1個(gè),6個(gè)面上相當(dāng)于有3個(gè),晶胞內(nèi)部還有4個(gè),故屬于該晶胞的碳原子數(shù)為8個(gè)。 【答案】 D 4.在常溫常壓下呈氣態(tài)的化合物,降溫使其固化得到的晶體屬于(  ) A.分子晶體 B.原子晶體 C.離子晶體 D.何種晶體無(wú)法判斷

3、 【解析】 因該化合物在常溫時(shí)為氣態(tài),說(shuō)明熔、沸點(diǎn)很低,具有分子晶體的性質(zhì)。 【答案】 A 5.下列物質(zhì)變化時(shí),需克服的作用力不屬于化學(xué)鍵的是(  ) A.HCl溶于水 B.I2升華 C.H2O電解 D.燒堿熔化 【解析】 A項(xiàng)破壞H—Cl鍵;C項(xiàng)破壞H—O鍵;D項(xiàng)破壞離子鍵;B項(xiàng)破壞范德華力。 【答案】 B 6.金剛石和石墨兩種晶體中,每個(gè)最小的碳環(huán)里所包含的碳原子數(shù)(  ) A.前者多 B.后者多 C.相等 D.無(wú)法確定 【解析】 二者都是6個(gè)。 【答案】 C 7.石墨晶體具有一些獨(dú)特的性質(zhì),質(zhì)地較軟,但熔點(diǎn)很高,還具有導(dǎo)電性,這主要是因?yàn)槭哂幸环N獨(dú)特的結(jié)構(gòu),

4、石墨晶體是(  ) A.原子晶體 B.金屬晶體 C.分子晶體 D.前三種晶體的混合型 【答案】 D 8.關(guān)于SiO2晶體的敘述正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值)(  ) A.通常狀況下,60 g SiO2晶體中含有的分子數(shù)為NA B.60 g SiO2晶體中,含有2NA個(gè)Si-O鍵 C.晶體中與同一硅原子相連的4個(gè)氧原子處于同一四面體的4個(gè)頂點(diǎn) D.SiO2晶體中含有1個(gè)硅原子,2個(gè)氧原子 【解析】 60 g SiO2晶體即1 mol SiO2,原子晶體不是由分子構(gòu)成的;1 mol SiO2晶體中含有Si-O鍵數(shù)目為4 mol(每個(gè)硅原子、氧原子分別含有4個(gè)、2個(gè)未成對(duì)

5、電子,各拿出一個(gè)單電子形成Si-O共價(jià)鍵),含4NA個(gè)Si-O鍵;SiO2晶體中含有無(wú)數(shù)的硅原子和氧原子,只是硅氧原子個(gè)數(shù)比為1∶2。 【答案】 C 9.如圖為冰的一種骨架形式,依此為單位向空間延伸,請(qǐng)問(wèn)該冰中的每個(gè)水分子有幾個(gè)氫鍵(  ) A.2 B.4 C.8 D.12 【解析】 每個(gè)水分子與四個(gè)方向的其他4個(gè)水分子形成氫鍵,因此每個(gè)水分子具有的氫鍵個(gè)數(shù)為41/2=2。 【答案】 A 10.(1)右圖為干冰的晶胞結(jié)構(gòu),觀(guān)察圖形,確定在干冰中每個(gè)CO2分子周?chē)衉_______個(gè)與之緊鄰且等距離的CO2分子。在干冰中撒入鎂粉,用紅熱的鐵棒引燃后,再蓋上另一塊干冰,出現(xiàn)的現(xiàn)象

6、為_(kāi)_____________________,反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________________________。 (2)下列三種晶體①CO2?、贑S2?、跾iO2的熔點(diǎn)由高到低的順序是________>________>________(用序號(hào)填空),其原因是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________

7、__________________________________________________________________。 【解析】 (1)以晶胞中的任意一個(gè)頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),以通過(guò)該頂點(diǎn)的三條棱邊為坐標(biāo)軸建立起一個(gè)三維直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)原點(diǎn)的周?chē)梢詿o(wú)隙并置8個(gè)晶胞,這樣在每一個(gè)坐標(biāo)軸上都可以看到有兩個(gè)與坐標(biāo)原點(diǎn)上的CO2分子等距離的CO2分子,但是這些CO2分子與坐標(biāo)原點(diǎn)上的CO2分子的距離并不是最近的。與坐標(biāo)原點(diǎn)上的CO2分子最近的CO2分子應(yīng)該是每一個(gè)晶胞的面心上的,其距離應(yīng)是前者的,每個(gè)CO2分子周?chē)灿?2個(gè)這樣的CO2分子。 (2)一般來(lái)說(shuō),原子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶

8、體的熔點(diǎn),因?yàn)樵泳w熔化時(shí)要破壞共價(jià)鍵,而分子晶體熔化時(shí)只是克服分子間作用力,分子間作用力比共價(jià)鍵弱得多。如果同為分子晶體,當(dāng)分子的組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔、沸點(diǎn)越高。 【答案】 (1)12 鎂粉在干冰中繼續(xù)燃燒,發(fā)出耀眼的白光,并有黑色物質(zhì)生成 2Mg+CO22MgO+C (2)③?、凇、佟iO2是原子晶體,CO2、CS2是分子晶體,所以SiO2熔點(diǎn)最高;CO2和CS2組成和結(jié)構(gòu)相似,且CS2的相對(duì)分子質(zhì)量大于CO2的相對(duì)分子質(zhì)量,所以CS2的熔點(diǎn)高于CO2 11.已知氯化鋁的熔點(diǎn)為190 ℃(2.02105 Pa),但它在180 ℃和常壓下即開(kāi)始升

9、華。 (1)氯化鋁是________晶體(填“離子”或“分子”)。 (2)在500 ℃,1.01105 Pa時(shí),氯化鋁的蒸氣密度(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)為11.92 gL-1,且已知它的結(jié)構(gòu)中還含有配位鍵,氯化鋁的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______。 (3)設(shè)計(jì)一個(gè)更可靠的實(shí)驗(yàn),證明氯化鋁是離子晶體還是分子晶體,你的實(shí)驗(yàn)是_____________________________________________________________。 【解析】 分子晶體的熔點(diǎn)較低,AlCl3的熔點(diǎn)也僅有190 ℃,而且它還能升華,這就充分說(shuō)明AlCl3是分子晶體。AlCl3蒸氣的相對(duì)分子質(zhì)量=11.9222

10、.4≈267,則1個(gè)氯化鋁蒸氣分子是由2個(gè)AlCl3構(gòu)成的。 【答案】 (1)分子 (2) (3)在加壓條件下加熱至熔融,測(cè)其導(dǎo)電性,若導(dǎo)電,則是離子晶體;若不導(dǎo)電,則為分子晶體 12.氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。 【導(dǎo)學(xué)號(hào):66240030】 (1)氮化硅晶體屬于________晶體。 (2)下列物質(zhì)熔化時(shí),所克服的微粒間作用力與氮化硅熔化時(shí)所克服的微粒間作用力相同的是________(填編號(hào))。 ①單質(zhì)I2和金剛石 ②晶體硅和二氧化硅?、郾透杀、芙饎偸吞蓟? (3)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,原子間都以單鍵相連,且氮原子與氮原子、硅原子與

11、硅原子不直接相連,同時(shí)每個(gè)原子都滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式:________。 (4)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Wo(hù)下,加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng),可得到較高純度的氮化硅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________。 【解析】 (1)這是一道信息題,從題給信息知氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,應(yīng)是原子晶體。(2)氮化硅熔化時(shí)所克服的微粒間作用力為共價(jià)鍵,所給的4組物質(zhì)中,單質(zhì)I2、冰和干冰都是分子晶體,只需破壞范德華力。(3)氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,原子間都以單鍵相連,且氮原子和氮原子、硅原子和硅原子不直接相連,

12、同時(shí)每個(gè)原子都滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此氮化硅的化學(xué)式為Si3N4。 【答案】 (1)原子 (2)②④ (3)Si3N4 (4)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl [能力提升] 13.下列關(guān)于原子晶體和分子晶體的說(shuō)法不正確的是(  ) A.原子晶體硬度通常比分子晶體大 B.原子晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高 C.分子晶體有些溶于水時(shí)導(dǎo)電 D.金剛石、水晶和干冰屬于原子晶體 【解析】 原子晶體的硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)通常比分子晶體大;分子晶體熔融或晶體時(shí)不導(dǎo)電,但有的溶于水能導(dǎo)電,如H2SO4等;干冰屬于分子晶體。 【答案】 D 14.通常情況下,氯化鈉、氯化銫、二氧化碳和二

13、氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)分別如圖所示: 下列關(guān)于這些晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述不正確的是(  ) A.同一主族的元素與另一相同元素所形成的化學(xué)式相似的物質(zhì)不一定具有相同的晶體結(jié)構(gòu) B.氯化鈉、氯化銫和二氧化碳的晶體都有立方的晶胞結(jié)構(gòu),它們具有相似的物理性質(zhì) C.二氧化碳晶體是分子晶體,其中不僅存在分子間作用力,而且也存在共價(jià)鍵 D.二氧化硅晶體不是密堆積結(jié)構(gòu) 【解析】 SiO2和CO2的化學(xué)式相似,但其晶體結(jié)構(gòu)不同,A項(xiàng)正確;二氧化碳為分子晶體,因此分子間存在分子間作用力,而分子內(nèi)部碳原子和氧原子間形成共價(jià)鍵,氯化鈉和氯化銫為離子晶體,所以三者物理性質(zhì)不同,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;由于共價(jià)鍵具有

14、方向性和飽和性,由此形成的晶體不是密堆積結(jié)構(gòu),D項(xiàng)正確。 【答案】 B 15.正硼酸(H3BO3)是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體,層內(nèi)的H3BO3分子之間通過(guò)氫鍵相連(層狀結(jié)構(gòu)如圖所示,圖中“虛線(xiàn)”表示氫鍵)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(  ) A.含1 mol H3BO3的晶體中有6 mol氫鍵 B.分子中硼原子、氧原子最外層均為8e-的穩(wěn)定結(jié)構(gòu) C.正硼酸晶體屬于原子晶體 D.H3BO3分子的穩(wěn)定性與氫鍵無(wú)關(guān) 【解析】 每個(gè)H3BO3分子能形成6個(gè)氫鍵,屬于該分子的氫鍵占,即1 mol H3BO3晶體含有3 mol氫鍵;分子中B原子最外層有6個(gè)電子;由題干“分子之間通過(guò)氫鍵相連”知

15、該晶體是由分子構(gòu)成的,屬分子晶體;H3BO3的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵強(qiáng)弱有關(guān),與氫鍵無(wú)關(guān)。 【答案】 D 16.C60、金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)模型如下圖所示(石墨僅表示其中的一層結(jié)構(gòu)): (1)C60、金剛石和石墨三者的關(guān)系互為_(kāi)_______。 A.同分異構(gòu)體 B.同素異形體 C.同系物 D.同位素 (2)固態(tài)時(shí),C60屬于________(填“原子”或“分子”)晶體,C60分子中含有雙鍵和單鍵,推測(cè)C60跟F2_______(填“能”或“否”)發(fā)生加成反應(yīng)。 C60固體與金剛石熔點(diǎn)更高的是________,原因是______________________ ____________

16、__________________________________________________ _____________________________________________________________。 (3)硅晶體的結(jié)構(gòu)跟金剛石相似,但其最高價(jià)氧化物的物理性質(zhì)差別較大,是因?yàn)镾iO2是________晶體,CO2是________晶體。 (4)石墨層狀結(jié)構(gòu)中,平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是________。層與層是以________結(jié)合,所以石墨是非常好的潤(rùn)滑劑。 【解析】 (1)C60、金剛石和石墨三者都是碳元素形成的不同單質(zhì),所以它們互為同素異形體。

17、 (2)C60晶體中存在不飽和的碳碳雙鍵,在一定條件下能與F2發(fā)生加成反應(yīng)。C60是分子晶體,熔化時(shí)需克服分子間作用力,金剛石是原子晶體,熔化時(shí)克服共價(jià)鍵,所以金剛石熔點(diǎn)更高。 (4)因?yàn)槊總€(gè)碳原子被3個(gè)正六邊形共用,所以平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是6=2個(gè)。 【答案】 (1)B (2)分子 能 金剛石 C60是分子晶體,熔化時(shí)需克服分子間作用力,金剛石是原子晶體,熔化時(shí)需克服共價(jià)鍵 (3)原子 分子 (4)2 范德華力 我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài),需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,改變粗放式增長(zhǎng)模式,不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化,推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。

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