《原子晶体与分子晶体》习题3Word下载.docx

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7

6.5

6.0

分析表中的数据，判断下列叙述正确的是（双选）（　　）

A．构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高

B．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

C．构成原子晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大

D．构成原子晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大

选BD。

原子晶体的熔点和硬度与构成原子晶体的原子间的共价键键能有关，而原子间的共价键键能与原子半径的大小有关。

4．氮化硼是一种新合成的无机材料，它是一种超硬耐磨、耐高温、抗腐蚀的物质。

下列各组物质熔化时所克服的微粒间的作用力与氮化硼熔化所克服的微粒间的作用力类型相同的是（　　）

A．硝酸钠和金刚石B．冰和干冰

C．晶体硅和水晶D．萘和苯

选C。

氮化硼超硬耐磨、耐高温，它必是一种原子晶体，熔化时破坏共价键。

A选项中的硝酸钠是离子晶体，熔化时破坏离子键，A选项错误；

C选项中的两种物质均为原子晶体，熔化时均破坏共价键，C选项正确；

B、D两选项中的四种物质都是分子晶体，熔化时都破坏分子间作用力，B、D两选项都错误。

5．“神舟”七号太空飞船的外壳是一种新型结构陶瓷材料，它的主要成分是氮化硅。

氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。

（1）氮化硅晶体属于________晶体。

（2）下列物质熔化时，所克服的微粒间作用力与氮化硅熔化时所克服的微粒间作用力相同的是________（填编号）。

①单质I2和金刚石　②晶体硅和二氧化硅　③冰和干冰

④金刚石和碳化硅

（3）已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且氮原子与氮原子、硅原子与硅原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式：

________。

（4）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为

________________________________________________________________________。

（1）这是一道信息题，从题给信息知氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，应是原子晶体。

（2）氮化硅熔化时所克服的微粒间作用力为共价键，所给的4组物质中，单质I2、冰和干冰都是分子晶体，只需破坏范德华力。

（3）氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且氮原子和氮原子、硅原子和硅原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，因此氮化硅的化学式为Si3N4。

答案：

（1）原子　

（2）②④　（3）Si3N4

（4）3SiCl4＋2N2＋6H2

Si3N4＋12HCl

课时训练

1．下列式子中，能真实表示分子组成的是（　　）

A．H3PO4　B．SiC

C．SiO2D．C

H3PO4为分子晶体，所以H3PO4表示了磷酸分子的组成，SiC与SiO2为原子晶体，只能表示晶体中其原子个数比为1∶1与1∶2，C既可表示金刚石又可表示石墨等，是碳单质的实验式，不是分子式。

2．下列有关原子晶体的叙述中，正确的是（　　）

A．原子晶体中只存在非极性共价键

B．在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键

C．石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体

D．原子晶体的熔点一定比金属晶体的高

A项中如果是不同种元素的原子构成的原子晶体（如二氧化硅），就会存在极性键，故A项错；

SiO2晶体中1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，故B项错；

石英晶体是由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构晶体，即原子晶体，C项正确；

金属晶体的熔点差别较大，如金属钨的熔点高达（3410±

20）℃，就比原子晶体SiO2晶体熔点（1723℃）高，而有的金属晶体熔点又很低，常温下为液态，如金属汞，其熔点比某些分子晶体（如碘常温下为固态）低，因此D项不正确。

3．（2011年青岛市高二调研）根据下列性质判断，属于原子晶体的物质是（　　）

A．熔点2700℃，导电性好，延展性强

B．无色晶体，熔点3550℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂

C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800℃，熔化时能导电

D．熔点－56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电

选B。

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项应该是离子晶体，D项符合分子晶体的特征。

所以应该选择B选项。

4．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NN键比N2分子中的N≡N键要弱得多，其晶体结构如图所示。

下列有关高聚氮的说法正确的是（　　）

A．高聚氮晶体属于原子晶体

B．高聚氮晶体中每个氮原子和另外3个氮原子相连

C．高聚氮属于高分子化合物

D．高聚氮转变成氮气是氧化还原反应

由题中信息，N—N键要比N≡N键弱得多，且高聚氮的熔点较低，说明高聚氮不是原子晶体；

而高分子化合物一般是针对有机物而言，且高聚氮的相对分子质量也不够大，故不是高分子化合物；

因高聚氮只含氮元素，转变为N2，化合价不变，故不属于氧化还原反应；

由结构知每个氮原子和另外3个氮原子相连。

5．在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是（　　）

A．6个　　120°

B．5个　　108°

C．4个　　109.5°

D．6个　　109.5°

选D。

根据金刚石的结构特点可知最小环上碳原子数为6个，每个碳原子上任意两个C—C键间夹角为109.5°

。

6．下列说法正确的是（　　）

B．因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的熔点高于HF

C．干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂

D．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物

原子晶体中存在非极性共价键，也可能存在极性共价键，如SiO2、SiC等，A不正确；

HF晶体中存在氢键，熔点高于HCl晶体，B不正确；

干冰升华是物理变化，分子间作用力被破坏，但分子内共价键不断裂，C正确；

金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物，也可能是共价化合物，如AlCl3等，D不正确。

7．已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。

下列关于C3N4晶体的说法错误的是（　　）

A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固

B．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子

C．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

C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度是因为N—C键比C—C键的键能大；

C3N4晶体原子间以N—C极性键形成空间网状结构，故D项说法错误。

8．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是（双选）（　　）

A．金刚石>

晶体硅>

二氧化硅>

B．CI4>

CBr4>

CCl4>

CH4

C．MgO>

H2O>

O2>

N2

D．金刚石>

生铁>

纯铁>

钠

选BC。

对于A选项，同属于原子晶体，熔、沸点高低，主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅<

碳化硅，错误；

B选项，同为组成和结构相似的分子晶体，熔、沸点高低要看相对分子质量大小，正确；

C选项，对于不同晶型熔点高低一般为：

原子晶体>

离子晶体>

分子晶体，MgO>

（H2O、O2、N2），又分子间作用力H2O>

N2，正确。

D选项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。

9．晶体AB型共价化合物，若原子最外层电子数之和为8，常是具有半导体性质的原子晶体。

已知金刚石不导电而导热，锆石（ZrO2）不导电也不导热，却硬似钻石，近期用制耐热器的碳化硅也制成假钻石，则识别它们的可靠方法是（　　）

A．能在玻璃上刻画出痕迹的为金刚石

B．很硬不导电而导热的是金刚石

C．既可导电又可导热的是碳化硅

D．不导电的为锆石

比玻璃硬度大的物质比较多，用刻画玻璃的方法不可靠，由题干知金刚石导热不导电，而锆石不导电也不导热，故选B。

10．（2011年安徽宿州高二质检）有关晶体的结构如下图所示，下列说法中不正确的是（　　）

A．在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体

B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋

C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶4

D．铜晶体为面心立方堆积，铜原子的配位数为12

在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－有6个，形成正八面体，A正确；

在CaF2晶体中，每个晶胞平均占Ca2＋：

8×

＋6×

＝4个，B正确；

在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键为两个碳原子共有，故碳原子与碳碳键个数的比为1∶2，C错；

由铜晶胞可知，D正确。

11．参照课本中二氧化硅晶体的结构，回答下列问题。

（1）在二氧化硅晶体中有若干环状结构，最小的环状结构由________个原子构成。

（2）在二氧化硅晶体中，硅原子的价电子层原子轨道发生了杂化，杂化的方式是______________，Si—O—Si键与Si—O—Si键的夹角是____________。

（3）二氧化硅属于重要的无机非金属材料之一，请列举两项二氧化硅的主要用途。

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

（4）下列说法中正确的是________（填编号）。

①凡是原子晶体都含有共价键

②凡是原子晶体都有正四面体结构

③凡是原子晶体都具有空间网状结构

④凡是原子晶体都具有很高的熔点

可通过对比碳原子与硅原子结构的相似性、金刚石与二氧化硅晶体结构的相似性，判断二氧化硅晶体中硅原子的原子轨道杂化的方式。

有了原子轨道杂化方式，即可确定键角。

不同的原子晶体可能结构不同，并不是所有的原子晶体都具有正四面体结构。

（1）12　

（2）sp3　109.5°

　（3）①制造石英玻璃

②制造石英表中的压电材料（也可以答制造光导纤维等）

（4）①③④

12．请完成下列各题：

（1）前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有__________种。

（2）第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。

镓原子的电子排布式为________________________________________________________________________。

在GaN晶体中，每个镓原子与__________个N原子相连，与同一个镓原子相连的N原子构成的空间构型为________。

在四大晶体类型中，GaN属于________晶体。

（3）在极性分子NCl3中，N原子的化合价为－3，氯原子的化合价为＋1，请推测NCl3水解的主要产物是__________（填化学式）。

（2）根据Ga所在元素周期表中的位置可以推知其电子排布式为[Ar]3d104s24p1；

根据GaN晶体与单晶硅相似，所以在GaN晶体中每个镓原子与4个氮原子相连，且与同一个镓原子相连的氮原子构成的空间构型为正四面体，GaN属原子晶体。

（3）因在NCl3中氮原子为－3价，水解时应结合水电离出的H＋而形成NH3，而Cl显＋1价，水解时应结合水电离出的OH－而形成Cl—OH，即HClO（次氯酸）。

（1）5

（2）1s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1）　4　正四面体　原子

（3）HClO、NH3·

H2O

13．下图是部分短周期元素的单质熔点的变化图，根据此图，填写下列空格：

（1）③号元素位于周期表第________周期________族，其单质的一种同素异形体能导电，该同素异形体的名称叫________。

（2）⑦号元素的核外电子排布式为________。

（3）②④两元素形成的化合物其晶体有两种结构，其中一种结构与金刚石相似，该结构的晶体属________晶体，若使其熔化，需破坏的作用力为________。

注意看清本题图中的横坐标表示原子序数，③号元素为原子序数为6的碳元素，它的单质（金刚石）熔点是第2周期中最高的，碳元素位于周期表第2周期ⅣA族。

碳元素的单质中能导电的是石墨。

⑦号元素为原子序数为14的硅元素，它的单质（晶体硅）熔点是第3周期中最高的。

②④两元素分别为硼和氮，两元素形成的化合物中与金刚石结构相似的，晶体属原子晶体；

若使其熔化，需破坏的作用力为共价键（或极性键）。

（1）2　ⅣA　石墨

（2）1s22s22p63s23p2

（3）原子　共价键（或极性键）

14．（2011年安徽蚌埠高二调研）Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。

已知：

①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；

②Y原子价电子排布为msnmpn；

③R原子核外L层电子数为奇数；

④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。

请回答下列问题：

（1）Z2＋的核外电子排布式是________。

（2）在[Z（NH3）4]2＋离子中，Z2＋的空轨道接受NH3分子提供的________形成配位键。

（3）Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是________。

a．稳定性：

甲＞乙，沸点：

甲＞乙

b．稳定性：

甲＜乙

c．稳定性：

甲＜乙，沸点：

d．稳定性：

（4）Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小至大的顺序为________（用元素符号作答）。

（5）Q的一种氢化物相对分子质量为26，其分子中σ键与π键的键数之比为________。

（6）五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于________（填晶体类型）。

本题考查元素周期律、化学键、共价键、晶体结构等知识。

①Z的原子序数为29，则Z为Cu元素，综合②③④分析可知Q、R、X、Y分别为C、N、O、Si。

（1）1s22s22p63s23p63d9

（2）孤对电子

（3）b

（4）Si＜C＜N

（5）3∶2

（6）原子晶体

第二课时

1．（2011年高考四川卷）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．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体

D．元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强

稀有气体分子内没有化学键，A正确；

分子中含有两个氢原子的酸不一定是二元酸，关键看是否能电离出两个氢离子，B错误；

金属晶体也含有金属阳离子，C错误；

非金属性是原子得电子能力，而单质的活泼性与物质的结构有关，D错误。

2．下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，正确的是（　　）

A．Cl2>

I2

B．SiCl4>

CCl4

C．N2>

O2

D．C（CH3）4>

CH3CH2CH2CH2CH3

A、B、C、D选项中均无氢键，且都为分子晶体，物质结构相似相对分子质量大的熔点高，故A、C错误，B正确；

D中相对分子质量相同的同分异构体，支链越多，熔点越低，故D错误。

3．（2011年福建宁德高二调研）干冰晶体是一种面心立方结构，如图所示，即每8个CO2构成立方体，且在6个面的中心又各有1个CO2分子，在每个CO2分子周围与它的距离为

a（其中a为立方体棱长）的CO2分子有（　　）

A．4个B．8个

C．12个D．6个

由右图可知在每个CO2周围距离为

a的CO2分子数为3×

＝12（个）。

4.石墨晶体如图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占的碳原子数为（　　）

A．6个B．4个

C．3个D．2个

图中每个碳原子均属3个正六边形共有，分属每个正六边形的均为

，则平均一个正六边形所占有的碳原子数为6×

＝2个。

5．

（1）干冰晶体中，在每个CO2分子的周围与它最接近的且距离相等的CO2分子共有________个。

（2）碳化硅（SiC）是一种具有类似金刚石结构的晶体，其中C原子和Si原子的位置是交替的。

在下列三种晶体　①金刚石　②晶体硅　③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是________（填序号）。

（3）C60固体与金刚石熔点更高的是________，原因是

（1）CO2的结构类似于NaCl晶体中Na＋与Na＋或Cl－与Cl－的位置关系，所以每个CO2周围离它最近的CO2共有12个。

（2）原子晶体熔、沸点高低取决于共价键的强弱，因为原子半径C＜Si，所以熔点①＞③＞②。

（3）C60为分子晶体，金刚石为原子晶体，它们熔化时分别破坏分子间作用力和化学键。

因为分子间作用力＜化学键，所以C60的熔点小于金刚石的熔点。

（1）12　

（2）①③②

（3）金刚石　C60为分子晶体，金刚石为原子晶体，所以C60的熔点小于金刚石的熔点

1．下列化学式既能表示物质的组成，又能表示物质的一个分子的是（　　）

A．NaOHB．SiO2

C．FeD．C3H8

NaOH是离子晶体，离子晶体的化学式表示的是阴、阳离子的最简个数比，并不表示它的真实组成。

SiO2是原子晶体，原子间以共价键结合，是呈空间网状结构的巨型分子。

Fe为金属晶体，金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的晶体，金属晶体的化学式也不能表示该微粒的真实组成。

2．（2011年广东惠州高二检测）下列性质适合于分子晶体的是（双选）（　　）

A．熔点1070℃，易溶于水，水溶液导电

B．熔点10.31℃，液态不导电，水溶液导电

C．能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃

D．熔点97.81℃，质软导电，密度为0.97g·

cm－3

A熔点高，不是分子晶体，分子晶体熔点低；

D选项是金属钠的性质。

3．分子晶体在通常情况下不具有的性质是（　　）

A．晶体构成微粒是分子

B．干燥或熔化时均能导电

C．微粒间以范德华力结合

D．熔点、沸点一般低于原子晶体和离子晶体

分子一般含有共价键，所以干燥或熔化时不能电离出离子，故不能导电。

分子间以范德华力结合成晶体，熔点、沸点较低，一般低于原子晶体和离子晶体。

4．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是（　　）

A．熔点：

CO2＞KCl＞SiO2

B．水溶性：

HCl＞H2S＞SO2

C．沸点：

乙烷＞戊烷＞丁烷

D．热稳定性：

HF＞H2O＞NH3

原子晶体熔点很高，离子晶体熔点较高，分子晶体熔点较低，A项错。

二氧化硫的溶解度大于硫化氢，B项错。

随着碳原子数增多，烷烃的沸点升高，C项错。

非金属元素的得电子能力越强，其氢化物越稳定，D项正确。

5．下列各组物质各自形成的晶体，均属于分子晶体的化合物的是（　　）

A．NH3、HD、C10H8B．PCl3、CO2、H2SO4

C．SO2、SiO2、P2O5D．CCl4、Na2S、H2O2

A中HD是单质不是化合物。

C中SiO2是原子晶体，不是分子晶体。

D中Na2S是离子晶体，不是分子晶体。

6．下列物质性质的变化规律，与化学键的强弱无关的是（　　）

A．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高

B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱

C．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅

D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低

A项中分子晶体熔、沸点高低与分子间的作用力有关，与分子内共价键无关；

B项中各物质的稳定性与分子中的共价键有关；

C项中属于原子晶体，硬度，熔、沸点都与共价键有关；

D项中属离子晶体，熔点与离子键有关。

7．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中最硬的原子晶体。

下列叙述错误的是（　　）

A．WX4是沼气的主要成分

B．固态X2Y是分子晶体

C．ZW是原子晶体

D．ZY2的水溶液俗称“水玻璃”

根据题干文字的描述来分析，可推知：

X是氢元素，Y是氧元素，Z是硅元素，W是碳元素。

则WX4代表甲烷，X2Y代表水，ZW代表碳化硅，ZY2代表二氧化硅，由此可知，A、B、C均正确，D错误，水玻璃是Na2SiO3的水溶液。

8．（2011年高考四川卷）下列推论正确的是（　　）

A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3

B．NH

为正四面体结构，可推测PH

也为正四面体结构

C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体

D．C2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子

由于氨分子之间存在氢键，故其沸点比磷化氢的高；

CO2是分子晶体，SiO2为原子晶体；

丙烷的碳链不是直线形，而是锯齿形。

9．（2011年山东济南高二调研）几种物质的熔点如下表：

物质

Na2O

NaCl

AlF3

AlCl3

BCl3

Al2O3

CO2

SiO2

920

801

1291

190

－107

2073

－57

1723

据此作出的下列判断中错误的是（　　）

A．铝的化合物的晶体中，有的是离子晶体

B．表中物质里只有BCl3和CO2的晶体是分子晶体

C．同主族元素的氧化物可能形成不同类型的晶体

D．不同主族元素的氧化物可能形成相同类型的晶体

Al2O3的熔点是2073℃，据此可知A项是对的。

AlCl3的熔点是190℃，为分子晶体，据此可知B项是错误的。

碳和硅是同主族元素，CO2晶体是分子晶体，SiO2晶体是原子晶体，由此可知C项是对的。

钠和铝是不同主族元素，Na2O晶体和Al2O3晶体都是离子晶体，由此可知D对。

10．正硼