新人教版选择性必修2第3章第2节分子晶体与共价晶体作业2.docx

第二节分子晶体与共价晶体一、基础巩固.已知HC1的沸点为-85 ,则HI的沸点可能为()。A.-167 B.-87 C.-35 D.50 1 .下列各组物质各自形成晶体,均属于分子晶体的化合物是()。A.NH3、P4、CioHsB.PQ3、82、H2SO4C.SO2、SiO2s P2O5D.CCL、比0、Na2 .当碘升华时，下列各项不发生变化的是()。A.分子间距离B.分子间作用力C.聚集状态D.分子内共价键3 .据报道，在40 GPa高压下，用激光加热到1 8(X) K,人们成功制得了某种CO2的晶体，其结构类似于 SiO2的结构，下列有关推断中错误的是0。A.该晶体不可用作制冷剂B.该晶体硬度大，可用作耐磨材料C.该晶体有很高的熔点D.该晶体中每个碳原子形成2个碳氧双键4 .氮化碳的硬度比金刚石的大，其结构如图所示。下列有关氮化碳的说法不正确的是0。A.氮化碳属于共价晶体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4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连6.下列各组晶体物质中，化学键类型相同,晶体类型也相同的是0。SiCh和SO3晶体硼和HC1CO?和SO2晶体硅和金刚石 晶体敏和晶体氮 硫黄和碘A.B.&C.D.二、能力提升1 .AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体 的是0。A.B.C.D.2 .(双选)二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示：下列关于二氧化硅晶体的说法中，正确的是()。A.l mol SiCh 晶体中 SiO 为 2 molB.二氧化硅晶体的分子式是SiO2C.晶体中Si、0原子最外电子层都满足8电子结构D.晶体中最小环上的原子数为123 .有四组同一族元素所形成的不同物质，在101 kPa时测定它们的沸点(°C)如下表所示：第一组A:-268.8B:-249.5C:-185.8D:-151.7第二组F2:-187.0Ch：-33.6Bri：58.7h： 184.0第三组HFJ9.4HC1:-84.OHBr:-67.0HI:-35.3第四组H20:100.0H2S:-60.2H2Se:-42.0H2Te:-1.8下列各项判断正确的是()。A.第四组物质中H2O的沸点最高,是因为H2O分子中化学键的键能最大B.第三组与第四组相比较，化合物的稳定性顺序为HBr>H?SeC.第三组物质溶于水后，溶液的酸性:HE>HQ>HB»HID.第一组物质是分子晶体，一定含有共价键4 .二茂铁KQHskFe的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合 物研究的新领域。已知二茂铁熔点是173 c(在100 0C时开始升华)，沸点是249 °C,不溶于水,易溶于 苯、乙醒等非极性溶剂。下列说法不正确的是0。A.二茂铁属于分子晶体B.二茂铁属于极性分子VHC.已知:环戊二烯的结构式为C、H，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化D.二茂铁中一定含兀键5 .(1)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。在常温、常压卜.它会分解成水和甲烷，因而得名。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CH分子中有12个紧邻的CH4分子C.甲烷晶体熔化时需克服共价键D.1个CJL晶胞中含有8个CM分子E.CH4是非极性分子(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-VI的晶 体结构如下图所示。水分子的空间结构是形,在酸性溶液中冰分子容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+),应用价层 电子对互斥模型推测HQ+的形状为。实验测得冰中氢键的作用能为18.5 kJ.moH,而冰的融化热为5.0 kJ.mo这说明。(3)用小y、z分别表示H2O、WS、%Se的沸点(),则x、y、z的大小关系是，其判断依据是。6.现有“A、出、6、4>、eE、&G六种短周期非金属元素,a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,C、E、G的单 质均有在中学常见的两种或多种同素异形体，请回答下列问题：I .(DC, D、E元素的第一电离能由大到小的关系为。(用元素符号表示)请比较C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序:。(用化学式表示)某种分子式为C4D4E8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳双键)是一种威力 极强的炸药，则可推知其结构简式为。H .BG是一种耐磨材料,其结构与金刚石相似，下图为其晶体结构单元,它可由B的三浪化物和G的三 澳化物在高温下和氢气的氛围中合成。(1)指出B的三浪化物中B的杂化方式为,G的三滨化物分子的结构为形。(2)写出合成BG的化学反应方程式为。(3)已知晶体中B与G原子的最近距离为a nm,则该晶体的密度的表达式为g-cm (不需化简)一、基础巩固1 .已知HCI的沸点为-85 ,则HI的沸点可能为0。A.-167 B.-87 C.-35 D.50 答案:C解析:氯化氢、碘化氢为结构相似的分子晶体,分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力有关,而两者 的分子间作用力与相对分子质量成正比，碘化氢的相对分子质量大于氯化氢的相对分子质量,所以碘 化氢的分子间作用力强于氯化氢的分子间作用力，碘化氢的熔、沸点高于氯化氢的熔、沸点,A、B 项错误,常温下，碘化氢为气体，所以其沸点低于0,C项正确,D项错误。2 .下列各组物质各自形成晶体,均属于分子晶体的化合物是（）。A.NH3、P4、CioH8B.PCb、CO” H2SO4C.SO2、SiCh、P2O5D.CCb、比0、Na答案:B解析:P"白磷）为单质，不是化合物,A项错误;Si。？为共价晶体,C项错误;Na是单质,D项错误。3 .当碘升华时，下列各项不发生变化的是0。A.分子间距离B.分子间作用力C.聚集状态D.分子内共价键答案:D解析:碘升华时，分子间距离变大,A项不符合题意;碘属于分子晶体，碘升华时需要克服分子间作用 力,B项不符合题意;碘升华时，由固态变为气态,聚集状态变化。项不符合题意;升华时碘分子中的化 学键没有变化,即分子内共价键没有变化,D项符合题意。4 .据报道，在40 GPa高压下，用激光加热到1 800 K,人们成功制得了某种CCh的晶体，其结构类似于 SQ的结构，下列有关推断中错误的是0。A.该晶体不可用作制冷剂B.该晶体硬度大，可用作耐磨材料C.该晶体有很高的熔点D.该晶体中每个碳原子形成2个碳氧双键答案:D解析:其结构类似于SiO2的结构，说明此CO2晶体属于共价晶体。共价晶体具有很高的熔点、沸点， 故共价晶体CO2有很高的熔点、沸点，共价晶体CO2不可用作制冷剂,A、C项正确;共价晶体硬度大. 所以共价晶体CO2的硬度大,可用作耐磨材料,B项正确洪价晶体CO2的结构类似SiO2,碳原子和氧 原子间应为单键1个C原子形成4个CO,D项错误。5 .氮化碳的硬度比金刚石的大，其结构如图所示。下列有关氮化碳的说法不正确的是（）。A.氮化碳属于共价晶体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4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连答案:B解析:根据氟化碳的硬度比金刚石的大判断,可知缸化碳属于共价晶体,A项正确;鼠的非金属性比碳的 非金属性强,氤化碳中碳显+4价，氮显-3价,B项错误;晶体结构模型中虚线框出的部分（正方形）是晶体 的最小结构单元，该正方体形顶点的原子被4个正方形共用，边上的原子被2个正方形共用，则其含有 的碳原子数为4x：+4x4=3,氮原子数为4,故氮化碳的化学式为C3N4C项正确:每个碳原子形成4个共 价键,每个碳原子与4个缸原子相连:每个氮原子形成3个共价键,每个氯原子与3个碳原子相连,D项 正确。6.下列各组晶体物质中，化学键类型相同,晶体类型也相同的是（）。SiCh和SO3晶体硼和HC1CO?和SO?晶体硅和金刚石 晶体炭和晶体氮 硫黄和碘A.B.C.D.&答案:C解析:属于分子晶体的有S03、HCK C02、S02、品体鼠、晶体鼠、硫黄和碘。属于共价晶体的有 SiCh、晶体硼、晶体硅和金刚石。但晶体氤是由稀有气体分子组成，稀有气体为单原子分子,分子间 不存在化学键。二、能力提升.AB型化合物形成的晶体结构多种多样。卜.图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体 的是()。A.B.C.D.答案:B解析:从结构上看:©构成晶体的结构单元都是向外延伸和犷展的，不符合分子晶体的结构特 点，而和的结构没有这种特点，不能再以化学键与其他原子结合，该结构可以看成一个分子，所以 可能是分子晶体。1 .(双选)二辄化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示：卜.列关于二氧化硅晶体的说法中，正确的是()oA.l mol SiO2晶体中 SiO 为 2 moiB.二氧化硅晶体的分子式是SiO2C.晶体中Si、0原子最外电子层都满足8电子结构D.晶体中最小环上的原子数为12答案:CD解析:由二氧化硅晶体结构图可知,1个硅原子与周围4个氧原子形成了 4个SiOJmolSiO?含有 Imol硅原子，故ImolSiO?晶体中含有的Si0为4mol,A项错误;每个硅原子周围连有4个氧原子，每 个氧原子周围连有2个硅原子,Si、0原子个数比为1 ： 2,化学式为SiOzSiCh不是分子式，因为共价 晶体中不存在分子,B项错误;经过上面分析可知，在SiCh晶体中，硅原子与氧原子最外层都达到了 8 包子稳定结构，故C项正确;由结构图可以看出,晶体中最小环上的原子数为12,其中包括6个硅原子 和6个-氯原子,D项正确。3.有四组同一族元素所形成的不同物质，在101 kPa时测定它们的沸点()如下表所示:第一组A:-268.8B:-249.5C:-185.8D:-151.7第二组F2:-187.0C0-33.6Br2:58.7I2： 184.0第三组HF: 19.4HCI:-84.0HBr:-67.0Hl:-35.3第四组H20:100.0H2S:-60.2H2Se:-42.0H2Te:-1.8下列各项判断正确的是0。A.第四组物质中H2O的沸点最高,是因为H2O分子中化学键的键能最大B.第三组与第四组相比较，化合物的稳定性顺序为HBoHzSeC.第三组物质溶于水后，溶液的酸性:HE>HQ>HB»HID.第一组物质是分子晶体，一定含有共价键答案:B解析:第四组物质中H2O的沸点最高,是因为H2O分子之间可以形成氢键,A项错误;Se和Br同为第 四周期元素,Br的非金属性较强，故化合物的稳定性顺序为HBr>H2Se,B项正确;第三组物质溶于水 后,HF溶液的酸性最朝，因为氯氟酸是弱酸，其他均为强酸,C项错误;第一组物质是分子晶体，其构成粒 子为分子，但是分子中不一定含有共价键，如稀有气体分子中无共价键,D项错误。4 .二茂铁(C5H5)?Fe的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合 物研究的新领域。已知二茂铁熔点是173 c(在100 时开始升华)，沸点是249 °C,不溶于水,易溶于 苯、乙醛等非极性溶剂。下列说法不正确的是0。A.二茂铁属于分子晶体B.二茂铁属于极性分子C.已知:环戊二烯的结构式为h/ 、H，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化D.二茂铁中一定含九键 答案:B 解析:根据二茂铁熔点低,易升华，易溶于有机溶剂,可判断二茂铁为分子晶体,A项正确。根据二茂铁 易溶于苯、乙域等非极性分子，不溶于水，可判断其属于非极性分子.B项错误。对环戊二饰分子中的H、/XX碳原子进行编号H/ 4、h ,1号碳原子形成4个O键，无孤电子对，杂化类型为sp3;2、3、4、5号 碳原子均形成3个。键，无孤电子对，杂化类型为sp5因此仅有1个碳原子采取sp3杂化,C项正确。二 茂铁中，破原子没有达到饱和,存在碳碳双键，成键原子间只能形成一个。键，另一个键必然形成兀键,D 项正确。5.(1)在我国南海300500m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。 在常温、常压下它会分解成水和甲烷，因而得名。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CHi分子中有。个紧邻的CH4分子C.甲烷晶体熔化时需克服共价键D.1个CH4晶胞中含有8个CH4分子E.CHj是非极性分子(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-VII的晶 体结构如下图所示。水分子的空间结构是形，在酸性溶液中,水分子容易得到一个H+,形成水合氢离子(HQ+),应用价层 电子对互斥模型推测HQ+的形状为。实验测得冰中氢键的作用能为18.5而冰的融化热为5.0 kJnolL这说明。用x、y、z分别表示H2O、H?S、FhSe的沸点(),则x、y、z的大小关系是，其判断依据是。答案:(1)BE(2)V三角锥形冰融化为液态水时只破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键 (3)x>z>y水分子间可以形成氢键,HhSe的相对分子质量大尸H2s的相对分子质量，故沸点:H2O>H2Se>H2s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，因此每个都被两个晶胞共用，故与1个甲炕分子紧邻的甲烷分子有3x8x；=12个。该 晶胞中甲烷分子的个数为8x1+6xl=4o CH分子为正四面体结构,C原子位于正四面体的中心，结构 o L对称,CH4是非极性分子。(2)水分子中O原子的价层电子对数为4,孤也子对数为2,所以水分子为V形。0+的价层电子对 数为4,含有1对孤电子对，故H.Q+为三角锥形。冰中氢键的作用能为18.5kJ-mol”,而冰的融化热 为5.0kJ-m。吐说明冰融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。(3)水分子间存在氢键,HzSe与H2S分子间不存在氢键，但H2Sc的相对分子质量大于H2s的相对分子 质量,HzSe分子间的范德华力大于H2S分子间的范德华力。6.现有aA、出、£、dD、正、8G六种短周期非金属元素,a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,C、E、G的单 质均有在中学常见的两种或多种同素异形体，请问答下列问题：I .(DC. D、E元素的第一电离能由大到小的关系为。(用元素符号表示)(2)请比较C2A八D2A4, G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序:。(用化学式表示)某种分子式为C4D4E8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳双键)是一种威力 极强的炸药，则可推知其结构简式为.II .BG是一种耐磨材料,其结构与金刚石相似，下图为其晶体结构单元，它可由B的三汰化物和G的三 澳化物在高温下和氢气的氛围中合成。(1)指出B的三浪化物中B的杂化方式为,G的三澳化物分子的结构为形。(2)写出合成BG的化学反应方程式为。(3)已知晶体中B与G原子的最近距离为a nm,则该晶体的密度的表达式为g cm (不需化简) 答案：I .N>O>C(2)N2H4>P2H4>C2H411.( I )sp2 三角锥 (2)BB n+PB 门+3H2细 BP+6HBr(3)jNaX(各 Xi。')解析:由题意可知:A、B、C、D、E、G分别是H、B、C、N, 0、P元素。I .一般来说,非金属性越强，第一电离能越大，但由于氮元素的2P就道电子处于半充满状态,稳定性 强，则C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为N>O>C。(2)由于N2H4分子间存在氢键，沸点最高。而乙烯的相对分子质量小于P2H4的相对分子质量，所以C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序为N2HQP2H4>C2H4。(3)由于该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键，因此4个碳原子构成正四面体形，则其 no2结构简式为N0, 0II .(l)BBn中B原子的价层电子对数是3,且不存在孤电子对，所以B的杂化方式为sp2o PBr3中P的 价层电子对数是4,其中含有1对孤电子对,则分子的结构为三角锥形。(2)BP可由B的三淡化物和G的三漠化物在高温下和氢气的氛围中合成，则反应的化学方程式为 高温BBr3+PBi-3+3H2=BP+6HBr。已知晶体中B与G原子的最近距离为。nm,因此体对痢线长度是4anm,则边长是套/nm,体积是 (=a x 10-7)，!？,则该晶体的密度=号= 强cm-3。叱(各XI。)