人教版选修3 第3章第2节 分子晶体与原子晶体 作业 1.docx

1、人教版选修3 第3章第2节 分子晶体与原子晶体 作业 1第2节 分子晶体与原子晶体一、选择题1.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是一种原子晶体，有较高的熔点和硬度C.N60的熔点高于N2D.N60的稳定性比N2好【解析】选C。C60是一种单质，属于分子晶体，而N60类似于C60，所以N60也属于分子晶体，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NN键结合，N60分子中

2、只存在NN键，而NN键比NN键牢固得多，所以D项错误。2.现代无机化学对硫-氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图所示是已经合成的最著名的硫-氮化合物的分子结构。下列说法正确的是()A.该物质的分子式为SNB.该物质的分子中既有极性键又有非极性键C.该物质具有很高的熔、沸点D.该物质与化合物S2N2互为同素异形体【解析】选B。由题意知，该物质是分子，分子式应表示真实组成，为S4N4，其分子内既有NS极性键，又有NN非极性键，熔、沸点较低。3.美国科学杂志曾报道：在40 GPa的高压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是()A.该原子晶体

3、中含有极性键B.该原子晶体易气化，可用作制冷材料C.该原子晶体有很高的熔、沸点D.该原子晶体硬度大，可用作耐磨材料【解析】选B。CO2由固态时形成的分子晶体变为原子晶体，其成键情况也发生了变化，由原来的碳氧双键变为碳氧单键，但化学键依然为极性共价键，故A项正确。由于晶体类型及分子结构发生变化，物质的熔、沸点等性质也发生了变化。CO2原子晶体具有高硬度，高熔、沸点等特点，故C、D项正确，B项错误。4.下列关于金刚石的叙述中，不正确的是()A.金刚石是碳元素的一种单质B.金刚石是原子晶体C.金刚石的硬度很大、熔点很高D.金刚石晶体内含有范德华力和非极性键【解析】选D。金刚石是原子晶体，晶体内只含C

4、C非极性键，不存在范德华力，故金刚石的硬度很大、熔点很高。5.下列有关冰和干冰的叙述不正确的是()A.干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体B.冰晶体中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子C.干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华D.干冰中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻的分子【解析】选A。干冰晶体中CO2分子间作用力只是范德华力，分子采取密堆积，一个分子周围有12个紧邻的分子；冰晶体中水分子间除了范德华力之外还存在氢键，由于氢键具有方向性，故每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，采取非紧密堆积的方式，空间利用率小，因而密度小。干冰熔化只需克服范德华力，冰熔化需要克服范德华力和氢键，由于

5、氢键作用力比范德华力大，所以干冰比冰的熔点低得多，而且常压下易升华。6.干冰升华时，下列所述内容发生变化的是()A.分子内共价键 B.范德华力C.分子的化学性质 D.分子间的氢键【解析】选B。干冰是CO2的分子晶体，CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键；干冰升华时只需克服范德华力，分子的化学性质和分子内的共价键不发生变化。7.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、不导热，却硬似钻石。近期发现不良商贩用制耐热器的碳化硅制成假钻石，则识别它们的可靠方法是()A.能在玻璃上刻划出痕迹的为金刚石B.很硬不导电

6、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【解析】选B。比玻璃硬度大的物质比较多，用刻划玻璃的方法不可靠，由题干知金刚石导热不导电，碳化硅不导热，但有半导体特性，而锆石不导电也不导热，故选B。8.下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是()A.原子晶体硬度通常比分子晶体大B.原子晶体的熔、沸点较高C.有些分子晶体的水溶液能导电D.金刚石、水晶和干冰属于原子晶体【解析】选D。原子晶体的硬度、熔点、沸点通常比分子晶体大；分子晶体熔融或晶体状态时不导电，但有的溶于水能导电，如H2SO4等；干冰属于分子晶体。9.干冰和二氧化硅晶体同属第A族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别

7、很大的原因是()A.二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量B.CO键键能比SiO键键能小C.干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体D.干冰易升华，二氧化硅不能升华【解析】选C。干冰和SiO2所属晶体类型不同，干冰为分子晶体，升华时破坏分子间作用力，SiO2为原子晶体，熔化时破坏共价键，所以SiO2熔、沸点较高。10.下列物质，按沸点降低顺序排列的一组是()A.HF、HCl、HBr、HIB.F2、Cl2、Br2、I2C.H2O、H2S、H2Se、H2TeD.CI4、CBr4、CCl4、CF4【解析】选D。HF和H2O分子间含有氢键，沸点反常；对组成和结构相似的物质，沸点随相对分子质量的增加

8、而增大。11.氮化碳结构如图，其中-氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是()A.氮化碳属于原子晶体B.氮化碳中碳显-4价，氮显+3价C.氮化碳的化学式为C3N4D.每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连【解析】选B。根据-氮化碳硬度超过金刚石晶体判断，氮化碳属于原子晶体，A项正确；氮的非金属性大于碳的非金属性，氮化碳中碳显+4价，氮显-3价，B项错误；氮化碳的化学式为C3N4，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，C项和D项正确。12.某原子晶体A，其空间结构中的一部分如图所示。A与某物质B反应生成C，其实质是在每

9、个AA键中插入一个B原子，则C的化学式为()A.AB B.A5B4 C.AB2 D.A2B5【解析】选C。由于处于中心的A原子实际结合的B原子为4=2，故C的化学式为AB2(如图)。【易错提醒】本题易错选B，错解的主要原因是没有搞清楚真正加入B原子后的结构，认为只是在原来5个A原子的基础上简单加和，又加上了4个B原子，就错误认为化学式为B选项。二、非选择题13.有下列物质：水晶冰醋酸氧化钙白磷晶体氩氢氧化钠铝金刚石过氧化钠碳化硅干冰过氧化氢，根据要求填空(填序号)。(1)属于原子晶体的化合物是。(2)直接由原子构成的分子晶体是。(3)由极性分子构成的晶体是，属于分子晶体的单质是。(4)在一定条

10、件下，能导电且不发生化学变化的是 ，受热熔化需克服共价键的是。【解析】本题考查对原子晶体、分子晶体的辨别及晶体内作用力类型的分析。属于原子晶体的有金刚石、碳化硅和水晶；属于分子晶体的有晶体氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(由极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)；金属导电过程中不发生化学变化；晶体熔化时，分子晶体只需克服分子间作用力，不破坏化学键，但原子晶体熔化时需破坏化学键。答案：(1)(2)(3)(4)14.Al和Si、Ge和As在元素周期表的金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。请回答下列问题：(

11、1)As的价电子排布式为。(2)AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是。(3)超高导热绝缘耐高温纳米材料氮化铝(AlN)在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似。在四大晶体类型中，AlN属于晶体。(4)SiCl4常用作烟雾剂，因为Si存在3d空轨道，能同H2O发生反应而剧烈水解，在潮湿的空气中发烟，试用化学方程式表示其反应原理 。【解析】砷在第4周期第A族，价电子排布式为4s24p3；氯化铝熔点低，是分子晶体；氮化铝与金刚石类似，是原子晶体；四氯化硅在潮湿的空气中发烟是由于生成了固态小颗粒的硅酸。答案：(

12、1)4s24p3(2)共价键(或键)(3)原子(4)SiCl4+3H2O=H2SiO3+4HCl15.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成-1价离子。请回答下列问题：(1)X元素原子基态时的电子排布式为 ，该元素的符号是；(2)Y元素原子的价电子的电子排布图为 ，该元素的名称是；(3)X与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为 ；(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是 ；(5)比较X

13、的氢化物与同族第2、第3周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由 。【解析】(1)由X元素原子4p轨道上有3个未成对电子可知，X元素原子基态时电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，为砷元素。(2)Y元素原子最外层2p轨道上有2个未成对电子，结合题意可知应为氧元素，则其价电子排布图为；由原子序数之和为42可知Z为氢元素。(3)AsH3与NH3结构类似，空间构型应为三角锥形。(4)结合题干中信息写出反应物和生成物，再根据电子守恒法配平该化学方程式。(5)其氢化物分别为NH3、PH3、AsH3。其稳定性由化学键决定，键能越大，化合物越稳定；沸点由分子间作用力(含氢键

14、)决定。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3As(2)氧(3)三角锥形(4)As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3+6ZnSO4+3H2O(5)稳定性：NH3PH3AsH3，因为键长越短，键能越大，化合物越稳定；沸点：NH3AsH3PH3，NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高16.请回答下列问题：(1)前4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A、A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

15、布式为，在GaN晶体中，每个镓原子与个氮原子相连，与同一个镓原子相连的氮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，氮元素的化合价为-3价，氯元素的化合价为+1价，请推测NCl3水解的主要产物是 。【解析】(1)这五种元素为H、C、O、P、Fe。(2)因GaN晶体结构与单晶硅相似，所以每个镓原子与4个氮原子相连，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属于原子晶体。(3)根据题意，NCl3水解的化学方程式为NCl3+4H2O=3HClO+NH3H2O。答案：(1)5(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或Ar3d10

16、4s24p1)4正四面体原子(3)HClO、NH3H2O17.C60分子是形如球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；C60分子含有五边形和六边形；多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。据上所述，可推知C60分子有12个五边形和20个六边形，C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题：(1)固体C60与金刚石相比较，熔点较高者应是，理由是 。(2)试估计C60跟F2在一定条件下，(填“可能”或“不可能”)发生反应生成C60F60，并简述其理由： 。(3)确定C60分子所含单键数为。【解析】(1)金刚石属原子晶体，而固体C60不是，故金刚石熔点较高。(2)因C60分子中含30个双键，与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60。(只要指出“C60含30个双键”即可，但答“C60含有双键”不可)(3)通过计算，确定C60分子所含单键数。依题意，C60分子形成的化学键为(360)=90，也可以由欧拉定理计算键数(即棱边数)：60+(12+20)-2 = 90，C60分子所含单键数为90-30=60。答案：(1)金刚石金刚石属于原子晶体，而C60属于分子晶体，因此金刚石的熔点高于C60(2)可能C60分子中含30个双键，与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60(3)60