学年高中化学选修3练习第三章第二节第1课时分子晶体.docx
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学年高中化学选修3练习第三章第二节第1课时分子晶体
第三章第二节 第1课时 分子晶体
知识点一 分子晶体判断的考查
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.H3PO4B.SiC
C.SiO2D.C
2.[2018·河南罗山高中检测]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
3.下列性质适合于分子晶体的是（ ）
①熔点1070℃,易溶于水,水溶液导电
②熔点10.31℃,液态不导电,水溶液导电
③能溶于CS2,熔点112.8℃,沸点444.6℃
④熔点97.81℃,质软、导电,密度为0.97g·cm-3
A.①②B.①③C.②③D.②④
知识点二 分子晶体性质的考查
4.下列分子晶体,关于熔、沸点高低的比较中正确的是（ ）
A.Cl2>I2B.CCl4>CF4
C.PH3>NH3D.CO2>H2O
5.下列有关物质的结构和性质的叙述错误的是（ ）
A.水是一种非常稳定的化合物,这是因为水中存在氢键
B.由极性键形成的分子可能是非极性分子
C.水和冰中都含有氢键
D.分子晶体中一定存在范德华力,可能有共价键
6.[2018·四川内江二中月考]下列说法正确的是（ ）
A.分子晶体都具有分子密堆积的特征
B.分子晶体中,分子间作用力越大,通常熔点越高
C.分子晶体中,共价键键能越大,分子的熔、沸点越高
D.分子晶体中,分子间作用力越大,分子越稳定
7.[2017·重庆永川中学月考]如图L3-2-1是某无机化合物的二聚分子,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（ ）
图L3-2-1
A.该化合物的化学式是Al2Cl6
B.该化合物是离子化合物,在熔融状态下能导电
C.该化合物在固态时所形成的晶体是分子晶体
D.该化合物中不存在离子键,也不含有非极性共价键
8.科学家发现的C60是一种新的分子,它具有空心、类似于足球的结构。
最近科学家又确认存在着另一种分子“N60”,它与C60的结构相似,在高温或机械撞击时,其积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来。
下列关于N60的说法中正确的是（ ）
A.N60是由共价键结合而成的空心球状结构,是一种原子晶体
B.N60和14N都是氮的同位素
C.N60与NO2互为同素异形体
D.N60的发现开发出了新的能源,可能成为很好的火箭燃料
9.[2018·河南洛阳市期中]如图L3-2-2为冰的一种骨架形式,依此为单位向空间延伸,请问该冰中的每个水分子有几个氢键（ ）
图L3-2-2
A.2B.4
C.8D.12
10.水分子间可通过氢键彼此结合而形成（H2O）n,在冰中n值为5。
即每个水分子被其他4个水分子包围形成变形四面体,如图L3-2-3所示为（H2O）5单元,由无限个这样的四面体通过氢键构成一个庞大的分子晶体,即冰。
下列有关叙述正确的是（ ）
图L3-2-3
A.1mol冰中含有4mol氢键
B.1mol冰中含有4×5mol氢键
C.平均每个水分子只含有2个氢键
D.平均每个水分子只含有5/4个氢键
11.
（1）比较下列分子晶体的熔沸点的高低（填“>”或“<”）。
①CO2 SO2;②HF HI;
③O3 O2;④Ne Ar。
（2）图L3-2-4为CO2分子晶体结构的一部分,观察图形,试说明每个CO2分子周围有 个与之紧邻且等距的CO2分子;该结构单元平均占有 个CO2分子。
图L3-2-4
12.回答下列各题:
（1）①H2~H2、②H2O~H2O、③CH3OH~H2O、④CCl4~H2O,上述各对分子之间只存在范德华力的有 ,存在氢键的有 。
（填序号）
（2）在下列物质（①苯、②NH3、③C3H8、④
、⑤对羟基苯甲醛、⑥CH3CH2OH）中,能形成分子间氢键的有 ,能形成分子内氢键的有 ,不能形成氢键的有 。
（填序号）
（3）冰融化时,要克服H2O分子间的 和 。
（4）在NCl3、PCl3、AsCl3、SbCl3中沸点最低的是 ;在KF、KCl、KBr、KI中,熔点最高的是 。
13.卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物,XX'型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。
试回答下列问题:
图L3-2-5
（1）如图L3-2-5是部分卤素单质和XX'型卤素互化物的熔点与其相对分子质量的关系图。
它们的熔点随着相对分子质量的增大而升高,其原因是 。
（2）卤素互化物可发生的反应:
H2O+BrCl
HBrO+HCl
KBr+BrCl
KCl+Br2
①写出KI与IBr反应的化学方程式:
。
②若要验证①反应能否发生,请你设计一个简单的实验:
。
（3）试推测ICl的熔点所处的最小范围:
。
14.水分子间存在一种“氢键”的作用（作用力介于范德华力与化学键之间）,彼此结合而形成（H2O）n。
在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的四面体,通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。
（1）水蒸气中常含有部分（H2O）2,要确定（H2O）2的存在,可采用的方法是 。
A.把1L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应,测产生氢气的体积
B.把1L水蒸气通过浓硫酸后,测浓硫酸增重的质量
C.该水蒸气冷凝后,测水的pH
D.该水蒸气冷凝后,测氢氧原子个数比
（2）水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子,其电离方程式为 。
已知在相同条件下H2O2的沸点明显高于水的沸点,其可能原因是 。
（3）在冰的结构中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。
在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力（11kJ/mol）。
已知冰的升华热是51kJ/mol,则冰晶体中氢键的能量是 kJ/mol。
15.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167kJ·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）1molN60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942kJ·mol-1）,表明稳定性N60 （填“>”“<”或“=”）N2。
（3）由
（2）列举N60的用途（举一种）:
。
16.[2018·甘肃重点中学联考]
（1）三聚氰胺（
）中六元环结构与苯环类似,它与硝基苯的相对分子质量之差为3,三聚氰胺的熔点为354℃,硝基苯的熔点是5.7℃。
①三聚氰胺中,环上与环外的氮原子杂化轨道类型分别为 。
②导致三聚氰胺与硝基苯熔点相差很大的根本原因是 。
（2）一定条件下,碳、氮两种元素可形成一种化合物,该化合物可作耐磨材料,其熔点 （填“高于”“低于”或“无法判断”）金刚石的熔点。
（3）铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图L3-2-6所示。
则铁镁合金的化学式为 ,若该晶胞的参数为dnm,则该合金的密度为 （不必化简,用NA表示阿伏伽德罗常数的值）。
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图L3-2-6
第二节 分子晶体与原子晶体
第1课时 分子晶体
1.A [解析]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.B [解析]稀有气体分子都属于单原子分子,因此稀有气体形成的晶体属于分子晶体且由原子直接构成。
3.C [解析]分子晶体熔点较低,①中物质熔点高,不是分子晶体,④是金属钠的性质。
4.B [解析]A项和B项分别是结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,B项正确,A项错误;C项,NH3分子间存在氢键,晶体的熔、沸点较高,C项错误;D项可结合实际,CO2在常温下是气体,H2O在常温下是液体,H2O的熔、沸点高一些。
5.A [解析]A项H2O中,O具有很强的得电子能力,因此与H形成的共价键很稳定,不容易被破坏,这与水中存在氢键无关,氢键影响的是物质的物理性质,则A错;大多数分子晶体中存在共价键,但稀有气体中就无共价键的存在,故D正确。
6.B [解析]含有氢键的分子晶体不具有分子密堆积的特征,如冰,A项错误;分子晶体的熔沸点高低与分子间作用力的大小有关,与化学键的强弱无关,B项正确、C项错误;分子的稳定性与化学键的强弱有关,与分子间作用力的大小无关,D项错误。
7.B [解析]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Cl,B为Al,A项正确;该化合物是共价化合物,熔融状态不能导电,B项错误;因是二聚分子,故其固态时所形成的晶体是分子晶体,C项正确;该化合物中不含离子键,只含极性共价键,D项正确。
8.D [解析]由于C60晶体为分子晶体,而N60结构与之相似,应为分子晶体,A项错误;B项中同位素是质子数相同中子数不同的核素,N60是一种分子而非核素,故B项错误;同素异形体是指同种元素形成的不同的单质,C项错误;D项可由所给信息推出,正确。
9.A [解析]每个水分子与周围4个水分子形成4个氢键,每个氢键为2个水分子共用,故每个水分子具有的氢键个数为4×=2。
10.C [解析]由图可知,每个水分子（处于四面体的中心）与4个水分子（处于四面体的四个顶点）形成氢键,因为每个氢键都是由2个水分子形成的,所以每个水分子形成氢键的数目为4×=2。
11.
（1）①< ②> ③> ④<
（2）12 4
[解析]
（1）①CO2的相对分子质量小,范德华力CO2小于SO2,所以熔沸点CO2②尽管HF相对分子质量小于HI,但HF分子间存在氢键,所以熔沸点HF>HI。
③O3的相对分子质量大,所以范德华力O3>O2,因此熔沸点O3大于O2。
④Ne、Ar均为稀有气体、单原子分子,范德华力随相对分子质量的增大而增大,所以Ar的熔沸点高于Ne。
（2）取任一顶角的CO2分子,则与之距离最近且等距的是共用该顶角的三个面面心上的CO2分子,共3个;而该顶角上的分子被8个晶胞共用,而面心上的分子被2个晶胞共用,这样符合题意的CO2分子有=12（个）。
在此结构中,8个CO2分子处于顶角,被8个相同晶胞共用,6个CO2分子处于面心,被2个相同晶胞共用,所以,该结构单元平均占有的CO2分子数为8×+6×=4（个）。
12.
（1）①④ ②③
（2）②⑤⑥ ④ ①③
（3）范德华力 氢键 （4）NCl3 KF
13.
（1）相对分子质量越大,分子间作用力越强
（2）①KI+IBr
KBr+I2 ②向混合液中滴加几滴淀粉溶液,若变蓝,证明能反应,否则不能反应
（3）介于Br2的熔点和IBr的熔点之间
[解析]
（1）卤素单质及XX'型卤素互化物都是双原子分子,组成和结构相似,其相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高。
（2）①主要考查学生运用信息、模拟信息的能力,KI+IBr
KBr+I2。
②欲验证反应能否发生,实际上是证明是否有I2生成,检验I2生成的方法是向混合液中滴加几滴淀粉溶液,若变蓝,则反应能发生,否则,反应不能发生。
（3）依据图像给出的信息,随着相对分子质量的增大,熔点逐渐升高,计算ICl的相对分子质量,ICl的熔点介于Br2和IBr的熔点之间。
14.
（1）AB
（2）H2O+H2O
H3O++OH- H2O2分子之间存在更强烈的氢键作用 （3）20
15.
（1）分子 高 N60和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 13230 < （3）N60可作高能炸药
[解析]
（2）因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1molN60中存在N—N键:
1mol×60×3×=90mol。
发生的反应为N60
30N2 ΔH,故ΔH=90×167kJ·mol-1-30×942kJ·mol-1=-13230kJ·mol-1<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。
死记硬背是一种传统的教学方式,在我国有悠久的历史。
但随着素质教育的开展,死记硬背被作为一种僵化的、阻碍学生能力发展的教学方式,渐渐为人们所摒弃;而另一方面,老师们又为提高学生的语文素养煞费苦心。
其实,只要应用得当,“死记硬背”与提高学生素质并不矛盾。
相反,它恰是提高学生语文水平的重要前提和基础。
16.
（1）①sp2、sp3 ②三聚氰胺分子间能形成氢键,硝基苯分子间不能形成氢键
（2）高于
（3）Mg2Fe
g·cm-3（或其他合理形式）
[解析]
（1）①三聚氰胺中环上、环外氮原子分别形成了2个σ键、3个σ键,均含有1对孤电子对,故价层电子对数分别为3、4,杂化轨道类型分别为sp2、sp3。
②三聚氰胺中存在N—H键,分子间能形成氢键,导致熔点升高,硝基苯分子间不能形成氢键,故熔点较低。
（2）因氮的原子半径小于碳的原子半径,故键能C—N>C—C,因而金刚石的熔点较低。
（3）依据均摊规则,晶胞中共有4个铁原子,8个镁原子,故化学式为Mg2Fe,一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”,其质量为4×
=
g,1nm=10-7cm,体积为10-21d3cm3,由此可求出其密度。
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