分子晶体-针对练习-高中化学选择性必修二.docx

第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
第一课时 分子晶体
一、选择题
1.下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是（　　）
A． NH3、P4、C10H8 B． PCl3、CO2、H2SO4
C． SO2、SiO2、P2O5 D． CCl4、H2O、Na2O2
2.下列关于分子晶体的说法正确的是(　　)
A． 晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
B． 在分子晶体中一定存在共价键
C． 冰和固体Br2都是分子晶体
D． 稀有气体不能形成分子晶体
3.分子晶体具有某些特征的本质原因是（　　）
A． 组成晶体的基本微粒是分子
B． 熔融时不导电
C． 基本构成微粒间以分子间作用力相结合
D． 熔点一般比较低
4.BeCl2熔点较低，易升华，溶于醇和醚，其化学性质与AlCl3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
5.SiCl4的分子结构与CCl4相似，对其进行的下列推测中不正确的是（　　）
A． SiCl4晶体是分子晶体
B． 常温、常压下SiCl4是气体
C． SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子
D． SiCl4的熔点高于CCl4
6.结合课本上干冰晶体图分析每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为( )

A． 6 B． 8 C． 10 D． 12

7.AB型化合物形成的晶体结构多种多样。如图所示的几种结构所表示的物质有可能是分子晶体的是( )

A.①③ B.②⑤ C.⑤⑥ D.③④⑤⑥
8.下列关于分子晶体的说法不正确的是（ ）
A.分子晶体中含有分子
B.固态或熔融态时均能导电
C.分子间以分子间作用力相结合
D.熔、沸点一般比较低
9.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.水加热到很高的温度都难以分解，与氢键有关
C.晶体是分子晶体，分子间通过共价键结合
D.HF、HCl、HBr、HI的沸点随着相对分子质量的增 大依次升高
10.的分子结构与类似，对其作出如下推断，其中正确的是( )
①晶体是分子晶体
②常温常压下不是 气体
③的分子是由极性共价键形成的
④的熔点高于
A.全部 B.只有①② C.只有②③ D.只有①
11.正硼酸（)是一种片层状结构的白色晶体，层内的分子通 过氢键相连（如图所示）。下列有关说法正确的是( )

A.正硼酸晶体属于分子晶体
B. 分子的稳定性与氢键有关
C.分子中硼原子最外层为8电子稳定结构
D.含1 mol的晶体中有3 mol氢键
12.如图是某无机化合物的二聚分子结构示意图，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子的最外层都达到8个电子的稳定结构。下列说法不正确的是( )

A.该物质的化学式是
B.该物质是离子化合物，在熔融状态下能导电
C.该物质在固态时所形成的晶体是分子晶体
D.该物质中不存在离子键，也不含有非极性键
13、二茂铁[（C5H5）2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁的熔点是1 73 ℃（在100 ℃以上能升华），沸点是249 ℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂。下列说法不正确的是（　　）
A． 二茂铁属于分子晶体
B． 在二茂铁中，C5H与Fe2＋之间形成的化学键类型是离子键
C． 已知环戊二烯的结构式为，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化
D． C5H中一定含有π键
14、正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如下图)。下列有关说法正确的是 (　　)

A． 正硼酸晶体属于原子晶体
B． H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C． 分子中硼原子最外层为8电子稳定结构
D． 含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键答案　D解析　A项，正硼酸应属于分子晶体；B项，H3BO3分子稳定性与分子内部的共价键有关，与分子间的氢键无关；C项，分子中的硼原子不符合8电子稳定结构；D项，BHOOHOH中的3个氢均形成氢键。
二、非选择题
15、在我国南海300～500 m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。在常温、常压下它会分解成水和甲烷，因而得名。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　　　　　（填序号）。

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
E.CH4是非极性分子
（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­Ⅶ的晶体结构如下图所示。

①水分子的立体结构是　　　　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　　　　　　　　，应用价层电子对互斥理论（或模型）推测H3O＋的形状为　　　　。
②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___________________________________________________________
___________________________________________________________。
（3）用x、y、z分别表示H2O、H2S、H2Se的沸点（℃），则x、y、z的大小关系是　　　　，其判断依据是___________________________________
___________________________________________________________。
16、据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60。
已知：①N60分子中每个氮原子均以N—N键结合三个N原子而形成8电子稳定结构；
②N—N键的键能为167 kJ·mol－1。
请回答下列问题：
(1)N60分子组成的晶体为________晶体，其熔、沸点比N2________(填“高”或“低”)，原因是________________________________________________________________________。
(2)1 mol N60分解成N2时________(填“吸收”或“放出”)的热量是______kJ(已知N≡N键的键能为942 kJ·mol－1)，表明稳定性N60______(填“>”“<”或“＝”)N2。
(3)由(2)列举N60的用途(举一种)：_____________________________________________。

答案解析
1【答案】B
【解析】A中，P4（白磷）为单质，不是化合物；C中，SiO2为原子晶体；D中，Na2O2是离子化合物、离子晶体。
2【答案】C
【解析】A项，分子晶体中分子间作用力越大，晶体的熔点越高，不影响分子的稳定性；B项，在He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn形成的分子晶体中只有分子间作用力，而无共价键；D项，稀有气体能形成分子晶体。
3【答案】C
【解析】分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质原因是其基本构成微粒间的相互作用——范德华力及氢键相对于化学键来说比较弱。
4【答案】A
【解析】由题知BeCl2熔点较低，易升华，溶于醇和醚，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，因此BeCl2的熔点比BeBr2低；BeCl2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解而呈酸性，推知BeCl2也具有此性质。
5【答案】B
【解析】由于SiCl4具有分子结构，所以属于分子晶体。在常温、常压下SiCl4是液体。CCl4的分子是正四面体结构，SiCl4与CCl4的结构相似，也是正四面体结构，是含极性键的非极性分子。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在SiCl4分子间、CCl4分子间只有范德华力，SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量，所以SiCl4的分子间作用力比CCl4的大，熔、沸点比CCl4的高。
6【答案】D
【解析】干冰晶体中CO2分子间作用力只有范德华力，干冰融化只需克服范德华力，分子采取密堆积形式，一个分子周围有12个紧邻的分子，D正确；
7答案：B
解析：从结构上看，①③④⑥构成的晶体结构单元都是向外延伸和扩展的，而②和⑤的结构是封闭的，不能再通过化学键与其他原子结合，②或⑤可以看成一个分子，可能是分子晶体。B项正确。
8.答案：B
解析：A项，分子晶体是由分子构成的；B项，固态或熔融态时,分子晶体既不电离也没有自由移动的电子，均不能导电;C项，分子间以分子间作用力相结合;D项，分子晶体的熔、 沸点一般比较低。
9.答案：A
解析：分子晶体中一定存在分子间作用力，可能存在共价键(如水分子），也可能不存在共价键（如稀有气体分子），A 项正确;水是一种非常稳定的化合物，属于其化学性质的表现， 而水中存在氢键会导致沸点升高，与稳定性无关，B项错误; 晶体是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，C项错误;一般情况下，同一主族简单氢化物的相对分子质 量越大其沸点越高，但HF中含有氢键，题述四种氢化物中HF的沸点最高,D项错误。
10.答案：A
解析：属于分子晶体，常温常压下为液体，含有共价键。①与结构相似，则是分子晶体，正确； ②与结构相似，且的相对分子质量较大、是 液体，则常温常压下不可能是气体，正确；③中Si与形成共价键，则是由极性共价键形成的分子，正确；④分 子晶体的相对分子质量越大，熔点越高，则的熔点高于，正确。故选A。
11.答案：A
解析：A项，正硼酸晶体应属于分子晶体；B项，分子的稳定性与分子内部的共价键有关，与分子间氢键无关； C项，分子中的硼原子不符合8电子稳定结构；D项，一个分子平均含有3个氢键。
12.答案：D
解析：A项，由A、B元素都在第三周期，并且所有原子最外层都达到8个电子的稳定结构，可知A为元素，B为A1元素，A项正确；B、C项，因该物质是二聚分子，故其固态时形成分子晶体，该物质是共价化合物，在熔融状态下不导电，B项错误，C项正确；D项，该物质中不含离子键，只含极性键和配位键，D项正确。
13【答案】B
【解析】根据二茂铁的物理性质，如熔点低、易升华、易溶于有机溶剂等，可知二茂铁为分子晶体，A项正确；碳原子含有孤电子对，铁离子含有空轨道，故二者形成配位键，B项错误；1号碳原子含有4个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp3，2、3、4、5号碳原子有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，C项正确；C5H中碳原子没有达到饱和，故存在碳碳双键，而碳碳双键中只有一个σ键，另一个必然为π键，D项正确。
14【答案】A
【解析】每个水分子与四个方向的4个水分子形成氢键，每个氢键为2个水分子共用，故其氢键个数为4×＝2。
15、【答案】（1）BE　（2）①V　孤电子对　三角锥形　②冰熔化为液态水时只破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键　（3）x＞z＞y　水分子间可以形成氢键，H2Se的相对分子质量大于H2S，故有沸点：H2O＞H2Se＞H2S
【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3×8×＝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8×＋6×＝4（个）。CH4分子为正四面体结构，C原子位于正四面体的中心，结构对称，CH4是非极性分子。
（2）①水分子中O原子的价电子对数＝＝4，孤电子对数为2，所以水分子为V形，H2O分子能与H＋形成配位键，其原因是在O原子上有孤电子对，H＋有空轨道。H3O＋价电子对数＝4，含有1对孤电子对，故H3O＋为三角锥形。②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，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。
（3）水分子间存在氢键，H2Se与H2S分子间不存在氢键，但H2Se的相对分子质量大于H2S相对分子质量，H2Se分子间范德华力大于H2S分子间范德华力。
16、【答案】(1)分子　高　N60、N2均形成分子晶体，且N60的相对分子质量大，分子间作用力大，故熔、沸点高
(2)放出　13 230　<
(3)N60可作高能炸药(其他合理答案也可)
【解析】(1)N60、N2形成的晶体均为分子晶体，因Mr(N60)>Mr(N2)，故N60晶体中分子的范德华力比N2晶体大，N60晶体的熔、沸点比N2晶体高。
(2)因N60中每个氮原子形成三个N—N键，每个N—N键被2个N 原子共用，故1 mol N60中存在N—N键：1 mol×60×3×＝90 mol。发生的反应为N60==30N2，故ΔH＝90 mol×167 kJ·mol－1－30 mol×942 kJ·mol－1＝－13 230 kJ<0，为放热反应，表明稳定性：N2>N60。
(3)由于反应放出大量的热，同时生成大量气体，因此N60可用作高能炸药。