【全优设计】2014年高中化学-课时训练14-分子晶体-新人教版选修3.doc

课时训练14　分子晶体
1.下列有关分子晶体的说法中一定正确的是(　　)
A.分子内均存在共价键
B.分子间一定存在范德华力
C.分子间一定存在氢键
D.其结构一定为分子密堆积
解析:稀有气体元素组成的晶体是单原子分子,是原子间通过范德华力结合成晶体,不存在化学键,A错。分子间作用力包括范德华力和氢键,前者存在于所有分子晶体中,氢键只存在于某些特定的分子间或分子内,B正确,C错。只存在范德华力的分子晶体才是分子密堆积的方式,D错。
答案:B
2.下列氢化物中不属于分子晶体的是(　　)
A.NaH B.H2O C.CH4 D.HCl
解析:所有非金属的氢化物均为分子晶体,H2O、CH4、HCl为分子晶体,NaH是由Na+和H-构成的离子化合物,其晶体不属于分子晶体。
答案:A
3.下列物质,按沸点降低顺序排列的一组是(　　)
A.HF、HCl、HBr、HI
B.F2、Cl2、Br2、I2
C.H2O、H2S、H2Se、H2Te
D.CI4、CBr4、CCl4、CF4
解析:A、C中HF和H2O分子间含有氢键,沸点反常;对结构相似的物质,B中沸点随相对分子质量的增加而增大;D中沸点依次降低。
答案:D
4.SiCl4的分子结构与CCl4类似,对其作出如下推断:①SiCl4晶体是分子晶体;②常温、常压下SiCl4是液体;③SiCl4的分子是由极性键形成的分子;④SiCl4熔点高于CCl4。其中正确的是(　　)
A.只有① B.只有①②
C.只有②③ D.全部
解析:由于SiCl4与CCl4结构相似,因此在性质上也具有相似性,所以SiCl4在常温常压下是液态,是由极性键构成的非极性分子晶体。同时由于SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量,因此其范德华力强,晶体的熔点高于CCl4。
答案:D
5.水的沸点是100 ℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7 ℃,引起这种差异的主要原因是(　　)
A.范德华力 B.共价键
C.氢键 D.相对分子质量
解析:水分子间可以形成氢键,从而使该物质的熔、沸点升高。
答案:C
6.据报道,科研人员应用电子计算机模拟出来类似C60的物质N60,试推测下列有关N60的说法正确的是(　　)
A.N60易溶于水
B.N60是一种分子晶体,有较高的熔点和硬度
C.N60的熔点高于N2
D.N60的稳定性比N2强
解析:C60是一种单质,属于分子晶体,而N60类似于C60,所以N60也是单质,属于分子晶体,即具有分子晶体的一些性质,如硬度较小、熔沸点较低。分子晶体相对分子质量越大,熔沸点越高。单质一般是非极性分子,难溶于水这种极性溶剂,因此A、B项错误,C项正确。N2分子以N≡N结合,N60分子中只存在N—N,而N≡N比N—N牢固得多,所以D项错误。
答案:C
7.HF分子晶体、NH3分子晶体与冰的结构极为相似,在HF分子晶体中,与F原子距离最近的HF分子有几个(　　)
A.3 B.4
C.5 D.12
解析:根据HF分子晶体与冰结构相似可知,每个HF分子周围有4个HF分子与之最近,构成正四面体,故B项正确。
答案:B
8.某化学兴趣小组,在学习分子晶体后,查阅了几种氯化物的熔沸点,记录如下:

NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
CaCl2
熔点/℃
801
712
190
-68
782
沸点/℃
1 465
1 418
230
57
1 600

根据这些数据分析,它们认为属于分子晶体的是(　　)
A.NaCl、MgCl2、CaCl2
B.AlCl3、SiCl4
C.NaCl、CaCl2
D.全部
解析:由于由分子构成的晶体,分子与分子之间以分子间作用力相互作用,而分子间作用力较小,克服分子间作用力所需能量较低,故分子晶体的熔沸点较低,表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔沸点很高,很明显不属于分子晶体,AlCl3、SiCl4熔沸点较低,应为分子晶体,所以B项正确,A、C、D三项错误。
答案:B
9.中学教材上介绍的干冰晶体是一种立方面心结构,如图所示,即每8个CO2构成立方体,且在6个面的中心又各占据1个CO2分子,在每个CO2周围距离a(其中a为立方体棱长)的CO2有(　　)

A.4个 B.8个 C.12个 D.6个
解析:如图在每个CO2周围距离a的CO2即为每个面心上的CO2分子,共有12个。
答案:C
10.(1)比较下列化合物熔沸点的高低(填“>”或“<”)。
①CO2　　　　SO2 
②NH3　　　　PH3 
③O3　　　　O2 
④Ne　　　　Ar 
⑤CH3CH2OH　　　　CH3OH 
⑥CO　　　　N2 
(2)已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.202×105 Pa),但它在180 ℃即开始升华。请回答:
①AlCl3固体是　　　　晶体。 
②设计一个可靠的实验,判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是　　　　　　　　　　　　　　　。 
解析:(1)各组物质均为分子晶体,根据分子晶体熔沸点的判断规律,较容易比较六组物质熔沸点的高低。
(2)由AlCl3的熔点低以及在180 ℃时开始升华判断AlCl3晶体为分子晶体。若验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物,可测其熔融状态下是否导电,若不导电是共价化合物,导电则是离子化合物。
答案:(1)①<　②>　③>　④<　⑤>　⑥>
(2)①分子　②在熔融状态下,验证其是否导电,若不导电是共价化合物
11.自从英国化学家巴特列(N.Bartlett)首次合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来,人们又相继发现了氙的一系列化合物,如XeF2、XeF4等。巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献。
(1)请根据XeF4的结构示意图(图1)判断这个分子是极性分子还是非极性分子?　　　　　　　　。 
(2)XeF2晶体是一种无色晶体,图2为它的晶胞结构图。XeF2晶体属于哪种类型的晶体?　　　　　　　　。 

图1　　　　　　　　　图2
解析:由其结构示意图可知,XeF4是非极性分子,XeF2是分子晶体。
答案:(1)非极性分子　(2)分子晶体
12.Ⅰ.已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为 1、3、6、6,且都含有18个电子,B、C是由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D是一种有毒的有机物。
(1)组成A分子的原子的元素符号是　　　　。 
(2)从B分子的立体结构判断,该分子属于　　　　分子(填“极性”或“非极性”)。 
(3)C分子中都包含　　　　个σ键,　　　　个π键。 
(4)D的熔、沸点比C2H6的熔、沸点高,其主要原因是(需指明D是何物质):　　　　。 
Ⅱ.CO的结构可表示为,N2的结构可表示为。
(5)下表是两者的键能数据:(单位:kJ·mol-1)

A—B

CO
357.7
798.9
1 071.9
N2
154.8
418.4
941.7

结合数据说明CO比N2活泼的原因:　。 
Ⅲ.Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。
(6)基态Ni原子的核外电子排布式为　　　　,基态Cu原子的价电子排布式为　　　　。 
(7)Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)5晶体属于　　　　(填晶体类型)。 
解析:(1)18个电子的单原子分子是氩。(2)B是由两种元素的3原子构成的含有18个电子的分子,则B是H2S,是极性分子。(3)C是由两种元素的6原子构成的含有18个电子的分子,原子个数比为1∶2,则C是N2H4,N原子采取sp3杂化,分子内有5个σ键,无π键。(4)D是由6原子构成的含有18个电子有毒的有机物,应是甲醇。CH3OH分子之间能形成氢键,因此熔、沸点比C2H6的熔、沸点高。(5)CO分子中的一个π键的键能=1 071.9 kJ·mol-1-798.9 kJ·mol-1=273 kJ·mol-1。N2分子内的一个π键的键能=941.7 kJ·mol-1-418.4 kJ·mol-1=523.3 kJ·mol-1,键能越大越稳定,CO分子中的π键比N2更容易断裂,所以CO比N2活泼。(6)基态Ni原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2,基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1。(7)Fe(CO)5熔、沸点低,易溶于非极性溶剂,是分子晶体。
答案:Ⅰ.(1)Ar　(2)极性　(3)5　0　(4)D是CH3OH,分子之间能形成氢键
Ⅱ.(5)CO中断裂1 mol π键需吸收能量273 kJ,N2中断裂1 mol π键需吸收能量523.3 kJ,所以CO分子中的π键比N2分子中的π键更容易发生反应
Ⅲ.(6)1s22s22p63s23p63d84s2　3d104s1　(7)分子晶体

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