1、分子晶体与原子晶体(40分钟70分)一、选择题(本题包括11小题,每小题4分,共44分)1.(2020昆明高二检测)下列说法正确的是()A.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键B.分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸C.含有共价键的晶体一定是分子晶体D.元素的非金属性越强,其单质的活泼性一定越强【解析】选A。稀有气体形成的分子晶体中不存在共价键,其晶体属于分子晶体一定存在分子间作用力,A正确;能电离出2个氢离子的酸是二元酸,含有2个氢原子的不一定是二元酸,如HCOOH属于一元酸,H2O不为酸,B错误;含有共价键的晶体不一定是分子晶体,也可能是原子晶体或离子晶体,C错误;非金属性强的元
2、素单质,性质不一定很活泼,如N的非金属性强,但氮气性质稳定,D错误。2.(2020太原高二检测)如图分别表示冰晶体、干冰晶体、金刚石晶体的结构,下列关于这些晶体的说法正确的是()A.冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作用力B.沸点:金刚石干冰冰C.冰晶体中的氧原子和金刚石中的碳原子均可形成四面体结构D.干冰晶体中每个CO2周围距离相等且最近的CO2有10个【解析】选C。冰晶体中还存在HO共价键,A错误;金刚石是原子晶体,冰、干冰是分子晶体,所以金刚石的沸点最高,由于冰中存在氢键,故其沸点比干冰高,B错误;根据冰晶体和金刚石晶体的结构可知,冰晶体中1个O原子与邻近的4个O原子可形成四面体结构,金刚
3、石中1个C原子与邻近的4个C原子可形成正四面体结构,C正确;每个CO2周围距离相等且最近的CO2有12个,D错误。3.(双选)(2020衡水高二检测)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【解析】选AC。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正四面体结构单元。因键长由长到短的顺序是SiSiSiCCC(可由原子半径来推断),则
4、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。4.(2020武汉高二检测)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。如图为其晶体结构中最小的重复单元,其中每个原子最外层均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是()A.磷化硼的化学式为BP,其晶体属于分子晶体B.磷化硼晶体的熔点高,且熔融状态下能导电C.磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键D.磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力【解析】选C。由磷化硼的晶胞结构可知,P位于顶点和面心,数目为8+6=4,B位于晶胞内,数目为4,故磷化硼的化学式为BP,磷化硼是一种超硬耐磨涂层材
5、料,所以磷化硼晶体属于原子晶体,A项错误;磷化硼属于共价化合物,熔融状态下不能导电,B项错误;由磷化硼晶胞结构可知,磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键,C项正确;磷化硼晶体为原子晶体,熔化时需克服共价键,D项错误。5.(2020衡阳高二检测)六氟化硫分子为正八面体构型(分子结构如图),难溶于水,在高温下仍有良好的绝缘性,在电器工业方面具有广泛用途。下列推测正确的是()A.SF6各原子均达8电子稳定结构B.SF6易燃烧生成SO2C.SF6分子是含有极性键的非极性分子D.SF6是原子晶体【解析】选C。根据结构可知,S原子最外层电子全都参与成键,则其原子最外层电子为12个,不是8电子稳定结构,
6、A错误;SF6中S处于最高价态+6价,-1价的氟不能被O2氧化,故SF6不能在O2中燃烧,B错误;难溶于水,根据相似相溶原理可知,应该是非极性分子,C正确;SF6是分子晶体,D错误。6.(2020重庆高二检测)下列各物质所形成的晶体中,属于分子晶体且分子内只含极性共价键的是()A.CO2 B.O2C.NH4ClD.Ar【解析】选A。固体CO2(干冰)是分子晶体,分子内只有极性的碳氧共价键。O2、Ar都属于分子晶体,但O2中只有非极性共价键,Ar原子间没有共价键。NH4Cl由N和Cl-组成,是离子化合物,不属于分子晶体。7.(2020滁州高二检测)下列能说明固态氨是分子晶体的事实是()A.氮原子
7、不能形成阳离子B.铵根离子不能单独存在C.常温常压下,氨是气态物质D.氨极易溶于水【解析】选C。分子晶体的熔、沸点较低,故常温常压下氨呈气态,说明固态氨属于分子晶体。8.氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法,正确的是()A.立方相氮化硼含有键和键,所以硬度大B.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软C.两种晶体中存在的作用力均为共价键D.两种晶体均为分子晶体【解析】选B。立方相氮化硼只含有键,由于形成的是立体网状结构,所以硬度大,故A错误;六方
8、相氮化硼层间以分子间作用力结合,作用力小,所以质地软,故B正确;六方相氮化硼层间存在分子间作用力,故C错误;两种晶体前者是混合晶体,后者是原子晶体,故D错误。9.(2020宁波高二检测)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【解析】选B。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,H
9、Cl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。10.(2020洛阳高二检测)下列分子晶体的熔、沸点高低排序正确的是()A.Cl2I2B.CCl4SiCl4C.NH3PH3D.C(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3【解析】选C。卤族元素单质都是分子晶体,分子晶体熔沸点与其相对分子质量成正比,单质的相对分子质量随着原子序数增大而增大,所以熔沸点随着原子序数增大而增大,所以熔、沸点Cl2I2,A错误;CCl4与SiCl4均为分子晶体,分子晶体熔沸点与其相对分子质量成正比,
10、形成分子晶体的分子间作用力越大,熔沸点越高,所以熔、沸点CCl4PH3,C正确;含有相等碳原子数的烷烃,支链多的熔、沸点低,所以熔、沸点C(CH3)40,则石墨比金刚石稳定C.C60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D.熔点比较:C60C70C90金刚石【解析】选A。C60的结构中存在碳碳双键,可与H2发生加成反应,A错误;石墨转化为金刚石为吸热反应,则石墨能量低,金刚石能量高,能量越高,越不稳定,所以石墨比金刚石稳定,B正确;以晶胞顶点上的C60为例,与之距离最近的分子在经过该点的面的面心上,所以这样的分子也有12个,C正确;C60、C70、C90为分子
11、晶体,分子晶体的相对分子质量越大,熔点越高,金刚石为原子晶体,在这四种物质中熔点最高,熔点比较: C60C70C90”“”或“=”填写下列空格。沸点:H2S_H2O酸性:H2SO4_H2SeO4原子的核外电子排布中,未成对电子数:24Cr_25MnA、B元素的电子构型分别为ns2np3、ns2np4,第一电离能:A_B(3)SiO2晶体结构片断如下图所示。SiO2晶体中:硅原子数目和SiO键数目的比例为_。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。化学键SiOSiSiOO键能/kJmol-1460176498Si(s)+O2(g)SiO2(s),该反应的反应热H=_。【解
12、析】(1)BN的硬度较大,所以BN是原子晶体,根据金刚石的结构知BN中硼原子的杂化方式为sp3,原子晶体中只含有共价键。(2)水分子间能够形成氢键,沸点:H2SH2SeO4;24Cr核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,未成对电子数为6,25Mn核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,未成对电子数为5,所以未成对电子数:24Cr25Mn;元素的电子构型为ns2np3,为第A族,电子排布为半满状态,较稳定,不易失去电子,所以第一电离能较大,B元素的电子构型为ns2np4,为第A族,所以第一电离能:AB。(3)二氧化硅晶体中每个硅原子形成4个SiO键,1 mol二氧化硅晶体中含有4 mol SiO键,则SiO2晶体中Si和SiO键的比例为14,因晶体硅中每个硅原子与周围的4个硅原子形成正四面体,向空间延伸的立体网状结构,每个硅原子与周围的4个硅原子形成4个SiSi键,每个SiSi键为1个硅原子提供个SiSi键,所以1 mol晶体硅中含有1 mol4=2 mol SiSi键,反应热H=反应物总键能-生成物总键能,所以Si(s)+O2(g)SiO2(s)中,H=176 kJmol-12 mol+498 kJmol-1-460 kJmol-14=-990 kJmol-1。答案:(1)sp3共价键(2)(3)14-990 kJmol-1