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(完整word)原子晶体分子晶体练习高二化学原子晶体分子晶体练习 4.121下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是()A固态氢 B固态氖 C磷 D三氧化硫2下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是（）A非金属单质 B非金属氧化物 C含氧酸 D金属氧化物3下列关于SiO2晶体的叙述中正确的是（）A通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)B60 g SiO2晶体中，含有2NA个Si-O键C该晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点DSiO2晶体中含有1个硅原子和2个氧原子4根据表中给出物质的熔点数据（AlCl3沸点为182.7 ),判断下列说法错误的是（)晶体NaClMgOSiCl4AlCl3晶体硼熔点/8012 800701802 500A.MgO中的离子键比NaCl中的离子键强 BSiCl4晶体是分子晶体CAlCl3晶体是离子晶体 D晶体硼是原子晶体5下列说法中正确的是()AC60汽化和I2升华克服的作用力不相同B甲酸甲酯和乙酸的分子式相同，它们的熔点相近CNaCl和HCl溶于水时，破坏的化学键都是离子键D常温下TiCl4是无色透明液体，熔点23。2 ，沸点136.2 ，所以TiCl4属于分子晶体6BeCl2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7关于氢键的下列说法中正确的是（)A每一个水分子内含有两个氢键 B冰、水和水蒸气中都存在氢键C水结成冰体积膨胀与氢键有关 DH2O是一种非常稳定的化合物，这是由氢键所致8在硼酸B（OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是（）Asp，范德华力 Bsp2，范德华力 Csp2，氢键 Dsp3，氢键9已知氮化碳晶体是新发现的高硬度材料，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于该晶体的说法错误的是（）A氮化碳属于原子晶体，比金刚石中的硬度更大B该晶体中每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连,氮化碳的化学式为C3N4C该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构D该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构10下表是某些原子晶体的熔点和硬度.原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/3 3503 0002 6001 7131 4151 211硬度109.597.576。0分析表中的数据,判断下列叙述正确的是()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A B C D11下列物质的熔、沸点顺序判断不正确的是(）ALiNaKRb BF2Cl2Br2晶体硅 DNaClKCl7W常温下为固体，加热变为紫红色蒸气,遇冷变为紫黑色固体M熔点为1 170 ,易溶于水,水溶液导电N熔点为97。81 ,质软，导电,密度为0.97 gcm316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：（1）基态硅原子的核外电子排布式为_。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以_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，晶体硅中的键角约为_。（3）下表列有三种物质（晶体)的熔点:物质SiO2SiCl4SiF4熔点/1 71070.490。2简要解释熔点产生差异的原因：SiO2和SiCl4：_。（4)SiC晶体结构与金刚石相似(如图所示）,其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能.其中C原子的杂化方式为_,微粒间存在的作用力是_，每个Si原子周围距离最近的C原子为_个，每个Si原子周围距离最近的Si原子为_个。17在我国南海300500 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。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_(填字母)。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（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。的晶体结构如下图所示：水分子的空间构型是_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_,应用价电子对互斥理论推测H3O的形状为_.上述冰晶体中每个水分子与周围_个水分子以氢键结合，该晶体中1 mol水形成_ mol氢键。实验测得冰中氢键的作用能为18.5 kJmol1,而冰的熔化热为5。0 kJmol1，这说明_.冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞（其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。每个冰晶胞平均占有_个水分子，冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相似的原因是_。18碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：回答下列问题：(1）金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为_。（2）金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化方式分别为_、_。(3）C60属于_晶体,石墨属于_晶体。(4)在金刚石晶体中,碳原子数与化学键数之比为_。在石墨晶体中，平均每个最小的碳原子环所拥有的化学键数为_,该晶体中碳原子数与共价键数之比为_.（5)石墨晶体中,层内CC键的键长为142 pm，而金刚石中C-C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在CC间的_共价键，而石墨层内的CC间不仅存在_共价键，还有_键.推测金刚石的熔点_（填“”“”或“”）石墨的熔点。（6）C60的晶体结构类似于干冰，则每个C60晶胞的质量为_g（用含NA的式子表示，NA为阿伏加德罗常数的值）。(7）金刚石晶胞含有_个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型,则r_a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率:_（不要求计算结果).19碳化硅和立方氮化硼的结构与金刚石类似,碳化硅硬度仅次于金刚石,立方氮化硼硬度与金刚石相当，其晶胞结构如图所示。请回答下列问题：(1）碳化硅晶体中，硅原子杂化类型为_，每个硅原子周围与其距离最近的碳原子有_个;设晶胞边长为a cm,密度为b gcm3，则阿伏加德罗常数可表示为_（用含a、b的式子表示）。（2）立方氮化硼晶胞中有_个硼原子，_个氮原子，硼原子的杂化类型为_，若晶胞的边长为a cm，则立方氮化硼的密度表达式为_gcm3（设NA为阿伏加德罗常数的值）。1.答案B 2答案C解析非金属单质中的金刚石、非金属氧化物中的SiO2均为原子晶体；金属氧化物通常为离子化合物，属离子晶体。故C项正确。3答案C解析60 g SiO2晶体即1 mol SiO2,晶体中含有SiO键数目为4 mol（每个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成SiO共价键），含4NA个Si-O键；SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只是硅、氧原子个数比为12；在SiO2晶体中，每个硅原子和与其相邻且最近的4个氧原子形成正四面体结构，硅原子处于该正四面体的中心，而4个氧原子处于该正四面体的4个顶点上。4答案C解析根据表中各物质的熔点判断晶体类型.NaCl和MgO是离子化合物，形成离子晶体,故熔、沸点越高,说明晶格能越大，离子键越强，A项正确；SiCl4是共价化合物，熔、沸点较低，为分子晶体，硼为非金属单质,熔、沸点很高，是原子晶体，B、D项正确；AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物,但其晶体熔、沸点较低，应属于分子晶体5答案D解析C60、I2均为分子晶体，汽化或升华时均克服范德华力；B中乙酸分子可形成氢键,其熔、沸点比甲酸甲酯高.6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的低；BeCl2的化学性质与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。7答案C解析A项中水中的氢键存在于分子之间而不是存在于分子内部，错误;B项中气态的水中不存在氢键，错误；C项中水结成冰时，水分子大范围以氢键互相连接，形成疏松的晶体,造成体积膨胀，密度减小，正确;D项中水的稳定性强是由于O-H键的键能大，与氢键没关系,错误。8答案C解析石墨晶体中C原子为sp2杂化，层与层之间以范德华力结合，在硼酸B（OH)3分子中,B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键,故同层分子间的主要作用力为氢键。9答案D解析氮化碳为高硬度材料且是由非金属元素组成，因此该晶体应为原子晶体。又因为CC键键长大于CN键键长，故CN键的键能大于C-C键，硬度更大的是氮化碳，A项正确；每个C原子与4个N原子形成共价单键，每个N原子与3个C原子形成共价单键,C原子和N原子的最外层都达到8电子稳定结构，所以氮化碳的化学式为C3N4，N的非金属性大于C的非金属性，氮化碳中C显4价，N显3价，B和C均正确；氮化碳晶体原子间以N-C极性键形成空间网状结构，D项错误。10答案D11答案D解析晶体熔、沸点高低取决于结构微粒间作用力的大小，即金属键、共价键、离子键、分子间作用力的大小。离子晶体的熔、沸点与离子半径和离子所带电荷数有关,电荷数相同时，离子半径越小，晶体的熔、沸点越高。12答案B解析本题考查的是各类晶体的物理性质特征。A项符合金属晶体的特征；B项符合原子晶体的特征；C项符合离子晶体的特征；D项符合分子晶体的特征。13答案C解析A项，例如金刚石由碳原子组成；B项，例如I2由I2分子组成；D项,例如金属Cu由Cu2和自由电子组成;C项中阴离子只能存在于离子化合物中。14答案B解析在二氧化硅晶体中,每个硅原子形成4个Si-O键，故含有4 mol SiO键的二氧化硅晶体的物质的量为1 mol,即含有2NA个氧原子，A项错误；金刚石中每个碳原子均与另外4个碳原子形成共价键,且每两个碳原子形成一个CC键,故1 mol碳原子构成的金刚石中共有2 mol C-C键,因此碳原子数与CC键数之比为12,B项正确；二氧化硅晶体中不存在分子,C项错误；氖晶体是由单原子分子靠分子间作用力结合在一起形成的，属于分子晶体,D项错误。15答案X、Y、Z、W解析分子晶体熔、沸点一般比较低,硬度较小,固态不导电。M的熔点高，肯定不是分子晶体;N是金属钠的性质；X、Y、Z、W均为分子晶体。规律总结分子晶体具有熔、沸点较低，硬度较小，固态、熔融态不导电等物理特性.所有在常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质（除汞外)、易升华的固体物质都属于分子晶体.16答案(1)1s22s22p63s23p2（2)共价键3109。5（3)SiO2是原子晶体,微粒间作用力为共价键。SiCl4是分子晶体,微粒间作用力为范德华力，故SiO2熔点高于SiCl4（4)sp3共价键412解析(1）硅为第3周期A族元素,基态硅原子价电子排布式为3s23p2，故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p2.（2）金刚石中碳原子采取sp3杂化，CCC之间的夹角为109。5，金刚石晶胞内部有4个碳原子，每个顶点和面心各有1个碳原子，故金刚石晶胞中含碳原子个数为4868个，晶体硅与金刚石结构相似，故Si与Si原子之间以共价键相结合，SiSiSi之间夹角为109.5，且晶胞中有8个硅原子，其中在面心位置贡献的硅原子有63个.(3)SiO2与SiCl4晶体类型不同，前者为原子晶体，原子之间以共价键结合，共价键作用力强，后者为分子晶体,分子之间以范德华力结合，范德华力较弱，所以SiO2熔点高于SiCl4。(4)碳化硅晶体中,每个碳原子和硅原子都采取sp3杂化，与4个硅原子形成4个共价键,每个硅原子周围距离最近的碳原子有4个。碳化硅晶胞中,若硅原子位于面心和顶点,则碳原子位于内部，故知每个硅原子周围距离最近的硅原子有12个。17答案（1)B(2)V孤对电子三角锥形42冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键8水中的O原子和金刚石中的C原子都为sp3杂化，每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键，且氢键和共价键都具有方向性和饱和性解析(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3812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864个.(2)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形分子，H2O分子能与H形成配位键，其原因是在O原子上有孤对电子，H有空轨道。H3O价电子对数4，含有1对孤对电子，故H3O为三角锥形。观察图示晶体结构可知，该水分子与周围4个水分子以氢键结合，每2个水分子间形成1个氢键，故1 mol水可形成4 mol0。52 mol 氢键。冰中氢键的作用能为18.5 kJmol1,而冰熔化热为5。0 kJmol1，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.每个冰晶胞平均含有水分子数为4688。H2O分子中的O原子中形成2个键，并含有2个孤对电子,金刚石中每个C原子含有4个键且没有孤对电子，所以水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子只可以与相邻的4个水分子形成氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相似。18答案（1）同素异形体（2)sp3杂化sp2杂化(3)分子混合键型（4）12323（5)（或大或pp )(6）(7）8解析（1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形成的，它们的组成相同，结构不同、性质不同，互为同素异形体。(2）金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键（即C原子采取sp3杂化方式)，构成正四面体，石墨中的碳原子采取sp2杂化方式,形成平面六元环结构.（3)C60中构成微粒是分子,所以属于分子晶体；石墨晶体有共价键、金属键和范德华力，所以石墨属于混合键型晶体。（4）金刚石晶体中每个碳原子平均拥有的化学键数为42,则碳原子数与化学键数之比为12。石墨晶体中，平均每个最小的碳原子环所拥有的碳原子数和化学键数分别为62和63，其比值为23.(5)在金刚石中只存在CC间的键；石墨的层内CC间不仅存在键,还存在键.石墨中的CC键比金刚石中的C-C键键长小，键能大,故石墨的熔点高于金刚石。（6）C60晶体为面心立方结构，所以每个C60晶胞有4个C60分子(面心3个，顶角1个），所以一个C60晶胞质量 g g。(7)由金刚石的晶胞结构可知,晶胞内部有4个碳原子,面上有6个碳原子，顶点有8个碳原子，所以金刚石晶胞中碳原子数为4688;若碳原子半径为r，金刚石的边长为a,根据硬球接触模型，则正方体体对角线长度的就是C-C键的键长,a2r，所以ra，碳原子在晶胞中的空间占有率。19答案（1)sp3杂化4 mol1(2）44sp3杂化解析（1)SiC晶体中,每个Si原子与4个C原子形成4个键，故Si采取sp3杂化,每个Si原子距离最近的C原子有4个。SiC晶胞中,碳原子数为684个,硅原子位于晶胞内,SiC晶胞中硅原子数为4个，1个晶胞的质量为 g，体积为a3 cm3，因此晶体密度b gcm3，故NA mol1.(2）立方氮化硼晶胞中，含有N原子数为684个，B原子位于晶胞内，立方氮化硼晶胞中含硼原子4个.每个硼原子与4个氮原子形成4个键,故硼原子采取sp3杂化，每个立方氮化硼晶胞的质量为 g，体积为a3 cm3，故密度为 gcm3。11