第3節 原子晶體與分子晶體(時間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題包括15小題，每小題3分，共45分)1干冰、碘易升華是由于()a干冰、碘是非極性分子 b鍵能小c化學性質不活潑 d分子間的作用力較弱2碳化硅(sic)的晶體具有類似金剛石的結構，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體金剛石、晶體硅、碳化硅中，它們的熔點從高到低的順序是()a bc d3下列物質呈固態時，一定屬于分子晶體的是()a非金屬單質 b非金屬氧化物c含氧酸 d金屬氧化物4下列說法正確的是()a分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價鍵b分子中含兩個氫原子的酸一定是二元酸c含有金屬陽離子的晶體一定是離子晶體d元素的非金屬性越強，其單質的活潑性一定越強5碳家族的新成員c60，它具有空心的類似足球的結構，被稱為足球烯，下列有關c60的說法正確的是()ac60是一種新型的化合物 bc60和石墨都是碳的同分異構體cc60中含有非極性鍵，是原子晶體 dc60相對分子質量為7206某元素的最高正價和最低負價的絕對值相等，其最高價氧化物的相對分子質量與其氣態氫化物的相對分子質量之比是158，該元素的最高價氧化物形成的晶體是()a分子晶體 b離子晶體c原子晶體 d以上晶體都不是7干冰和二氧化硅晶體同屬第a族元素的最高價氧化物，它們的熔、沸點差別很大的原因是()a二氧化硅的相對分子質量大于二氧化碳的相對分子質量bco鍵鍵能比sio鍵鍵能小c干冰為分子晶體，二氧化硅為原子晶體d干冰易升華，二氧化硅不能8四氯化硅的分子結構與四氯化碳類似，對其作出如下推測：四氯化硅晶體是分子晶體常溫常壓下四氯化硅是液體四氯化硅分子是由極性鍵形成的分子四氯化硅熔點高于四氯化碳。其中正確的是()a只有 b只有c只有 d9下列化學式既能表示物質的組成，又能表示物質的一個分子的是()anaoh bsio2 cfe dc3h810下列有關分子晶體熔點的高低敘述中，正確的是()acl2i2 bsicl4ccl4cn2o2 dc(ch3)4ch3ch2ch2ch2ch311下列性質適合于分子晶體的是()a熔點1 070 ，易溶于水，水溶液導電b熔點2 853 ，液態不導電，水溶液也不導電c能溶于cs2，熔點112.8 ，沸點444.6 d熔點97.81 ，質軟導電，密度為0.97 gcm312下列推論正確的是()asih4的沸點高于ch4，可推測ph3的沸點高于nh3來源:bnh為正四面體結構，可推測ph也為正四面體結構cco2晶體是分子晶體，可推測sio2晶體也是分子晶體dc2h6是碳鏈為直線形的非極性分子，可推測c3h8也是碳鏈為直線形的非極性分子13下列有關晶體的敘述中，錯誤的是()a離子晶體在熔化時，離子鍵被破壞，而分子晶體熔化時化學鍵不被破壞b白磷晶體中，結構粒子之間通過共價鍵相結合c石英晶體是直接由硅原子和氧原子通過共價鍵所形成的空間網狀結構的晶體d構成分子晶體的粒子中不一定存在共價鍵14如圖為甲烷晶體的晶胞結構，下列有關說法正確的是()a甲烷晶胞中的球體只代表一個碳原子b晶體中1個ch4分子有12個緊鄰的甲烷分子cch4晶體熔化時需克服共價鍵d一個甲烷晶胞中含有8個ch4分子15通常情況下，氯化鈉、氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結構分別如下圖所示：下列關于這些晶體結構和性質的敘述不正確的是()a同一主族的元素與另一相同元素所形成的化學式相似的物質不一定具有相同的晶體結構b氯化鈉、氯化銫和二氧化碳的晶體都有立方的晶胞結構，它們具有相似的物理性質c二氧化碳晶體是分子晶體，其中不僅存在分子間作用力，而且也存在共價鍵d二氧化硅晶體不是密堆積結構題號123456789101112131415答案二、非選擇題(本題包括5小題，共55分)16(10分)在第3周期各元素(稀有氣體除外)中，原子半徑最大的原子是_，其單質晶體屬于_晶體；原子半徑最小的原子是_，其單質晶體屬于_晶體，用電子式表示兩元素形成化合物的過程：_，該化合物的晶體屬于_晶體，最低負化合價的絕對值等于最高正化合價的原子是_，其單質晶體類型為_。17(9分)x、y、z、r為前四周期元素且原子序數依次增大。x的單質與氫氣可化合生成氣體g，其水溶液ph7；y的單質是一種黃色晶體；r基態原子3d軌道的電子數是4s軌道電子數的3倍。y、z分別與鈉元素可形成化合物q和j，j的水溶液與agno3溶液反應可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀l；z與氫元素形成的化合物與g反應生成m。 請回答下列問題： (1)m固體的晶體類型是_。(2)y基態原子的核外電子排布式是_；g分子中x原子的雜化軌道類型是_。(3)l的懸濁液中加入q的溶液，白色沉淀轉化為黑色沉淀，其原因是_。(4)r的一種含氧酸根ro具有強氧化性，在其鈉鹽溶液中加入稀硫酸，溶液變為黃色，并有無色氣體產生，該反應的離子方程式是_。18(12分)(1)下列三種晶體的狀態變化，克服的微粒間的作用力分別是氯化鉀熔化：_；二氧化硅熔化：_；碘的升華：_；三種晶體的熔點由高到低的順序是_。(2)a、b、c、d為四種晶體，性質如下：a固態時能導電，能溶于鹽酸 b能溶于cs2，不溶于水c固態時不導電，液態時能導電，可溶于水 d固態、液態時均不導電，熔點為3 500 試判斷它們的晶體類型。a_；b._ _；c._ _；d._。19(12分)氧是地殼中含量最多的元素。(1)氧元素基態原子核外未成對電子數為_個。(2)h2o分子內的oh鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為_。的沸點比高，原因是_。(3) h可與h2o形成h3o，h3o中o原子采用_雜化。h3o中hoh鍵角比h2o中hoh鍵角大，原因為_。(4)cao與nacl的晶胞同為面心立方結構，已知cao晶體密度為a gcm3, na表示阿伏加德羅常數，則cao晶胞體積為_cm3。20(12分)氮化硼(bn)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩定相，與石墨相似，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優異的耐磨性。它們的晶體結構如圖所示。(1)基態硼原子的電子排布式為_。(2)關于這兩種晶體的說法，正確的是_(填序號)。a立方相氮化硼含有鍵和鍵，所以硬度大 b六方相氮化硼層間作用力小，所以質地軟c兩種晶體中的bn鍵均為共價鍵 d兩種晶體均為分子晶體(3)六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間構型為_，其結構與石墨相似卻不導電，原因是_。(4)立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為_。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300 km的古地殼中被發現。根據這一礦物形成事實，推斷實驗室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應是_。(5)nh4bf4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1 mol nh4bf4含有_ mol配位鍵。參考答案與解析1解析：選d。干冰和碘均屬于分子晶體，升華時只需要克服較弱的分子間作用力。2解析：選a。原子晶體中，熔點高低與鍵長有關，因鍵長sisisiccc，所以熔點從高到低的順序為。3解析：選c。非金屬單質中金剛石、晶體硅、硼均為原子晶體，非金屬氧化物中的二氧化硅為原子晶體，金屬氧化物中的活潑金屬氧化物為離子晶體，只有含氧酸一定為分子晶體。4解析：選a。稀有氣體分子內沒有化學鍵，a正確；分子中含有兩個氫原子的酸不一定是二元酸，關鍵看一個分子是否能電離出兩個氫離子，b錯誤；金屬晶體也含有金屬陽離子，c錯誤；非金屬性是原子得電子能力，而單質的活潑性與物質的結構有關，d錯誤。5解析：選d。c60是碳元素形成的一種單質分子，它和石墨互為同素異形體，其相對分子質量是720。6解析：選c。該元素的氣態氫化物化學式可寫作rh4，最高價氧化物為ro2，設r相對原子質量為x，則，x28，該元素為si，sio2為原子晶體，故選c。7解析：選c。干冰和sio2所屬晶體類型不同，干冰為分子晶體，熔化時破壞分子間作用力，sio2為原子晶體，熔化時破壞共價鍵，所以熔點較高。8解析：選d。四氯化硅的分子結構與四氯化碳類似，均為分子晶體，二者結構相似，四氯化硅的相對分子質量大，熔、沸點高。9解析：選d。naoh是離子晶體，離子晶體的化學式表示的是陰、陽離子的最簡個數比，并不表示它的真實組成。sio2是原子晶體，原子間以共價鍵結合，是呈空間網狀結構的巨型分子。fe為金屬晶體，金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子構成的晶體，金屬晶體的化學式也不能表示該微粒的真實組成。10解析：選b。a、b、c、d選項中均無氫鍵，且都為分子晶體，物質結構相似，相對分子質量大的熔點高，故a、c錯誤，b正確；d中同分異構體，支鏈越多，熔點越低，故d錯誤。11解析：選c。a選項熔點高，不是分子晶體，分子晶體熔點低；b選項是原子晶體的性質；d選項是金屬鈉的性質。12解析：選b。由于氨分子之間存在氫鍵，故其沸點比磷化氫的高；co2是分子晶體，sio2為原子晶體；丙烷的碳鏈不是直線形，而是鋸齒形。13解析：選b。離子晶體是通過離子鍵將陰、陽離子結合在一起的，所以熔化時，離子鍵被破壞；而分子晶體是通過范德華力將分子結合在一起的，所以熔化時，分子內部的化學鍵未發生變化，破壞的只是范德華力，由上述分析知a正確；白磷晶體是分子晶體，在p4內部存在共價鍵，而結構粒子(p4)之間是通過范德華力結合的，b錯誤；石英晶體是原子晶體，c正確；稀有氣體在固態時也屬于分子晶體，而稀有氣體全是單原子分子，在分子內部不存在共價鍵，d正確。 14解析：選b。甲烷是分子晶體，熔化時需克服范德華力。晶胞中的球體代表的是一個甲烷分子，并不是一個碳原子。以該甲烷晶胞為單元，位于頂點的某一個甲烷分子與其距離最近的甲烷分子有3個，而這3個甲烷分子在面上，因此每個都被共用2次，故與1個甲烷分子緊鄰的甲烷分子有3812(個)。甲烷晶胞屬于面心立方晶胞，該晶胞含有甲烷的分子個數為864(個)。綜上所述，只有b項正確。15解析：選b。sio2和co2的化學式相似，但其晶體結構不同，a項正確；二氧化碳為分子晶體，因此分子間存在分子間作用力，而分子內部碳原子和氧原子間形成共價鍵，氯化鈉和氯化銫為離子晶體，所以三者物理性質不同，b項錯誤，c項正確；由于共價鍵具有方向性和飽和性，由此形成的晶體不是密堆積結構，d項正確。16解析：同周期從左到右，原子半徑依次減小；|最低負化合價|最高正價，必為第a族元素。答案：na金屬cl分子na離子si原子晶體17解析：氫化物的水溶液顯堿性的物質中學階段接觸的只有nh3，故x為n元素；黃色單質為硫單質，故y為s元素；根據電子排布規律，電子先排布4s軌道后排布3d軌道，故r基態原子的外層電子排布式為3d64s2，r為fe元素；能與agno3溶液反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀的離子為cl，故z為cl元素。(1)nh4cl固體屬于離子晶體。(2)s基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4；在nh3分子中n原子采用sp3雜化方式。(3)agcl中加入na2s后，由于ag2s的溶解度小于agcl的溶解度，發生了沉淀的轉化。(4)加入硫酸后溶液變為黃色，說明生成了fe3，加入硫酸后生成的無色氣體只能為o2，根據電子守恒和原子守恒可以寫出離子方程式為4feo20h=4fe33o210h2o。答案：(1)離子晶體(2)1s22s22p63s23p4sp3雜化(3)ag2s的溶解度小于agcl的溶解度(4)4feo20h=4fe33o210h2o18解析：晶體熔化時破壞的是微粒間的作用力，而微粒間作用力的強弱順序一般為原子晶體離子晶體分子晶體，金屬晶體的差別很大。答案：(1)離子鍵共價鍵分子間作用力二氧化硅氯化鉀碘(2)金屬晶體分子晶體離子晶體原子晶體19解析：(1)氧原子核外有8個電子，其基態原子核外電子排布為1s22s22p4，所以氧元素基態原子核外未成對電子數為2個。(2)oh鍵屬于共價鍵，鍵能最大；分子間的范德華力和氫鍵均屬于分子間作用力的范疇，但氫鍵要強于分子間的范德華力，所以它們從強到弱的順序依次為oh鍵、氫鍵、分子間的范德華力；氫鍵不僅存在于分子之間，有時也存在于分子內。鄰羥基苯甲醛在分子內形成氫鍵，而在分子之間不存在氫鍵；對羥基苯甲醛正好相反，只能在分子間形成氫鍵，而在分子內不能形成氫鍵，分子間氫鍵強于分子內氫鍵，所以對羥基苯甲醛的沸點比鄰羥基苯甲醛的高。(3)依據價層電子對互斥理論知h3o中o上的孤對電子對數(531)1，由于中心o的價層電子對數共有314對，所以h3o為四面體，因此h3o中o原子采用的是sp3雜化；同理可以計算出h2o中o原子上的孤電子對對數(621)2，因此排斥力較大，水中hoh鍵角較小。(4)氯化鈉的晶胞如圖所示，因此晶胞中含有的氯離子個數為81/861/24，同樣也可以計算出鈉離子個數為4。由于cao與nacl的晶胞同為面心立方結構，所以cao晶胞中也含有4個鈣離子和4個氧離子，因此cao晶胞體積為。答案：(1)2(2)oh鍵、氫鍵、范德華力形成分子內氫鍵，而形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大(3)sp3h2o中o原子上有2對孤電子對，h3o只有1對孤電子對，排斥力較小(4)20解析：(1)b的原子序數為5，故其基態原子的電子排布式為1s22s22p1。(2)立方相氮化硼晶體的硬度大小與是否含有鍵和鍵無關，與晶體的結構有關，即立方相氮化硼晶體為原子晶體，硬度較大，a錯誤；六方相氮化硼晶體與石墨晶體相似，根據石墨晶體可知其層和層之間是靠范德華力結合的，故其作用力小，質地較軟，b正確；b和n都是非金屬元素，兩種晶體中的bn鍵都是共價鍵，c正確；六方相氮化硼晶體與石墨晶體相似，屬于混合型晶體，立方相氮化硼