1、学业分层测评(十一)分子晶体与原子晶体(建议用时：45分钟)学业达标1下列各组物质，均属于化合物且均形成分子晶体的是()APH3、H2、C10H8BPCl3、CO2、HNO3CSO2、SiO2、P2O5DCCl4、NaCl、H2O【解析】H2为单质，SiO2晶体由硅原子、氧原子构成，不存在SiO2分子，NaCl晶体由Na和Cl构成，也不存在NaCl分子。【答案】B2下列说法正确的是() 【导学号：90990078】A冰融化时，分子中HO键发生断裂B分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高C分子晶体中，共价键键能越大，分子的熔、沸点越高D分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定【解析】冰融化时
2、，破坏的是氢键和范德华力，水分子中的共价键不被破坏，分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力的大小有关，与化学键的强弱无关，而分子的稳定性与化学键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关。【答案】B3下列分子晶体，关于熔、沸点高低的叙述中，正确的是()ACl2I2BSiCl4CCl4CNH3PH3DC(CH3)4CH3(CH2)3CH3【解析】比较物质熔、沸点，先搞清该物质属于哪一类晶体，再分析决定晶体熔、沸点的因素。A、B选项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大的物质熔、沸点高；C选项属于有氢键存在但分子结构相似的情况，存在氢键的物质熔、沸点高；D选项属于相对分子质量相同，但分子结构不
3、同的情况，支链越多的物质熔、沸点越低。【答案】B4德、俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到一种低熔点物质高聚氮，这种高聚氮的氮氮键比N2分子中的氮氮三键要弱得多。下列有关高聚氮的说法不正确的是()A高聚氮晶体属于分子晶体B高聚氮是一种单质C高聚氮的沸点高于氮气D高聚氮转变成氮气是氧化还原反应【解析】由题中信息，NN键要比NN键弱得多，且高聚氮的熔点较低，说明高聚氮是分子晶体，A正确；高聚氮只含氮元素，属于单质，转变为N2的过程中化合价不变，故不属于氧化还原反应，B正确、D错误；高聚氮是氮气发生聚合得到的，相对分子质量高于氮气，因而沸点高于氮气，C正确。【答案】D5我国的激光技术在世
4、界上处于领先地位，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，碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。所得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碳氮键长比金刚石中的碳碳键长更短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【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。氮原子的半径比碳原子的半径小，两者所形成的共价键的键长要比碳碳键的键长短，所以该晶体的熔、沸点和硬度应该比金刚石更高，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
5、成的晶体的硬度等，所以C、D选项错误。【答案】B6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碳化硅金刚石晶体硅B熔点从高到低的顺序是金刚石晶体硅碳化硅C三种晶体中的单元都是四面体结构D三种晶体都是原子晶体且均为绝缘体【解析】由已知碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，可知碳化硅也为原子晶体，且应有类似金刚石的正四面体结构单元。又因为影响共价键强弱的因素是原子半径，碳原子半径小于硅原子半径，所以键长长短顺序为CCCSiSiSi，故熔点从高到低的顺序是金刚石碳化硅晶体硅；晶体硅是半导体。【答案】C7干冰和二氧化硅
6、晶体同是第A族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点却差别很大。其原因是()A二氧化硅相对分子质量大于二氧化碳相对分子质量BC、O键键能比Si、O键键能小C干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体D干冰易升华，二氧化硅不能【解析】干冰和SiO2所属晶体类型不同，干冰为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力；SiO2为原子晶体，熔化时破坏共价键，所以二氧化硅熔点很高。【答案】C8下列晶体性质的比较中，正确的是()A熔点：金刚石碳化硅晶体硅B沸点：NH3H2OHFC硬度：白磷冰二氧化硅D熔点：SiI4SiBr4SiCl4【解析】A项中的三种物质都是原子晶体，因原子半径r(C)r(Si)，所以键长：CCCSiCSi
7、SiSi，键能越大，原子晶体的熔点越高，A项正确；氟化氢、水、氨都是分子晶体，其沸点高低与分子间作用力大小有关，但又因为这三种物质之间都存在氢键，且HF之间氢键最强，NH3之间氢键最弱，但每个水分子可形成2个氢键，故水的沸点最高，B项错误；二氧化硅是原子晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C项错误；卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高，D项不正确。【答案】A9现代无机化学对硫氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图所示是已经合成的最著名的硫氮化合物的分子结构。下列说法正确的是() A该物质的分子式为SNB该物质的分子中既有极性键又有非
8、极性键C该物质具有很高的熔、沸点D该物质与化合物S2N2互为同素异形体【解析】由题意知，该物质是分子，分子式应表示真实组成，为S4N4，其分子内既有NS极性键，又有NN非极性键，熔、沸点较低。【答案】B10有下列几种晶体：A.水晶，B.冰醋酸，C.白磷，D.金刚石，E.晶体氩，F.干冰。(1)属于分子晶体的是_(填字母，下同)，直接由原子构成的分子晶体是_。(2)属于原子晶体的化合物是_。(3)直接由原子构成的晶体是_。(4)受热熔化时，化学键不发生变化的是_，需克服共价键的是_。【解析】根据构成晶体的粒子不同，分子晶体仅由分子构成，原子晶体中无分子。分子晶体有B、C、E、F，其中晶体氩是单原
9、子分子构成的晶体；原子晶体和单原子分子晶体都由原子直接构成，原子晶体有A、D，但化合物只有A；分子晶体熔化时，一般不破坏化学键；原子晶体熔化时，破坏化学键。【答案】(1)BCEFE(2)A(3)ADE(4)BCFAD11硅是一种重要的非金属单质，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。 【导学号：90990080】(1)基态硅原子的核外电子排布式为_。(2)晶体硅的微观结构与金刚石相似，晶体硅中SiSi键之间的夹角大小约为_。(3)请在下框图中补充完成SiO2晶体的结构示意图(部分原子已画出)，并进行必要的标注。(4)下表列有三种物质(晶体)的熔点：物质SiO2Si
10、Cl4SiF4熔点/1 71070.590.2简要解释熔点产生差异的原因：SiO2和SiCl4_。SiCl4和SiF4：_。【解析】(2)晶体硅以一个硅原子为中心，与另外4个硅原子形成正四面体结构，所以SiSi键之间的夹角大小约为10928。(3)图中给出的是硅晶体的结构，SiO2晶体相当于在硅晶体结构中的每个SiSi键中“插入”一个氧原子，所以只要在上述每两个硅原子之间“画”一个半径比硅原子小的原子，再用实线连起来即可。(4)晶体类型不同，其熔点具有很大的差别，一般原子晶体的熔点高，而分子晶体的熔点低。【答案】(1)1s22s22p63s23p2(2)10928(3)如图所示(4)SiO2为
11、原子晶体，SiCl4为分子晶体，原子晶体熔点比分子晶体的高组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔点越高12(1)如图为CO2分子晶体结构的一部分，观察图形。试说明每个CO2分子周围有_个与之紧邻且等距的CO2分子；该结构单元平均占有_个CO2分子。(2)在40 GPa高压下，用激光器加热到1 800 K时，人们成功制得原子晶体干冰，其结构和性质与SiO2原子晶体相似，下列说法正确的是_。A原子晶体干冰易升华，可用作制冷剂B原子晶体干冰有很高的熔点和沸点C原子晶体干冰的硬度小，不能用作耐磨材料D原子晶体干冰在一定条件下可与氢氧化钠反应E每摩尔原子晶体干冰中含有4 mol CO【解析】(1)题
12、给出CO2分子晶体的一部分。取任一顶角的CO2分子，则与之距离最近且等距的是共用该顶角的三个面面心上的CO2分子，共3个；而该顶角被8个同样晶胞共用，而面心上的分子被2个晶胞共用，这样符合题意的CO2分子有：38/212个；在此结构中，8个CO2分子处于顶角，为8个同样结构共用，6个CO2分子处于面心，为2个同样结构共用。所以，该结构单元平均占有的CO2分子数为：864个；(2)该题应从SiO2的结构和性质来判断。【答案】(1)124(2)BDE能力提升13在20世纪90年代末期，科学家发现并证明碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。
13、21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关说法错误的是()A熔点比较：C60C70C90BC60、C70、管状碳和洋葱状碳之间的转化属于化学变化CC60晶体结构如图所示，每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个 DC60、C70、管状碳和洋葱状碳都不能与O2发生反应【解析】C60、C70、C90都属于分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，A正确；C60、C70、管状碳和洋葱状碳属于不同物质，它们之间的转化属于化学变化，B正确；在每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子与之相距a(其中a为立方体棱长)，就是每个面心上的C60分子，
14、在X、Y、Z三个方向各有4个，所以为12个，C正确；C60、C70、管状碳和洋葱状碳属于碳单质，在点燃条件下都能在O2中燃烧，D错误。【答案】D14氮氧化铝(AlON)属于原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是 ()AAlON和石英的化学键类型相同BAlON和石英晶体类型相同CAlON和Al2O3的化学键类型不同DAlON和Al2O3晶体类型相同【解析】AlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，故A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，故C项正确、D项错误。【答案】D15下表是某些原子晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是()
15、原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/3 9003 0002 7001 7101 4101 211硬度109.59.576.56.0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ABC D【解析】原子晶体的熔沸点、硬度等物理性质取决于晶体内的共价键，构成晶体的原子半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高，硬度越大。【答案】D16已知A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增大，其中A元素的原子半径在短周期元素中最小，B原子核外电子有6种不同的运动状态；D
16、原子L层上有2对成对电子。E元素在地壳中含量居第二位，F与E位于同一周期，且是该周期元素中电负性最大的元素。 【导学号：90990081】根据以上信息回答下列问题：(1)E元素可分别与D元素、F元素形成两种常见化合物，这两种化合物的熔沸点高低顺序为_(用化学式表示)，原因是_。(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是_。(3)1 mol B2A2分子中含键的数目是_。(4)图()是B元素的单质晶体的一个晶胞，该晶胞中含有_个原子，该晶体类型为_。(5)E单质存在与金刚石结构类似的晶体，晶体中原子之间以_相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献_个原子。(6)BD2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图()所示。该晶体的类型属于_(填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体，该晶体中B原子轨道的杂化类型为_。【答案】(1)SiO2SiCl4二氧化硅为原子晶体，而SiCl4为分子晶体(2)NH3分子间形成氢键，同族其他元素氢化物分子间不能形成氢键(3)3NA(或1.8061024)(4)8原子晶体(5)共价键3(6)原子sp3杂化
