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文档介绍
2020高中化学课时跟踪训练13分子晶体含解析 人教版选修3
课时跟踪训练(十三) [基础巩固] 1.下列说法中,正确的是( ) A.冰融化时,分子中H-O键发生断裂 B.原子晶体中,共价键越强,熔点越高 C.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔、沸点一定越高 D.分子晶体中,分子间作用力越大,该物质越稳定 [解析] A项,冰为分子晶体,融化时破坏的是分子间作用力,故A项错误;B项,原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱,共价键越强,熔点越高,故B项正确;C项,分子晶体熔、沸点的高低取决于分子间作用力的大小,而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小,所以C项错误,D项也错误。故选B。 [答案] B 2.SiCl4的分子结构与CCl4相似,对其进行下列推测,不正确的是( ) A.SiCl4晶体是分子晶体 B.常温、常压下,SiCl4是气体 C.SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子 D.SiCl4的熔点高于CCl4 [解析] 由于SiCl4具有分子结构,所以属于分子晶体。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间的作用力,在这两种分子中都只有范德华力,SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量,所以SiCl4的分子间作用力,熔、沸点比CCl4高。CCl4的分子是正四面体结构,SiCl4与它结构相似,因此也是正四面体结构,是含极性键的非极性分子。 [答案] B 3.下列性质符合分子晶体特点的是( ) A.熔点1070 ℃,易溶于水,水溶液能导电 B.熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电 C.熔点1128 ℃,沸点4446℃,硬度很大 D.熔点97.81 ℃,质软,导电,密度为0.97 g/cm3 [解析] 本题考查分子晶体的性质。分子晶体中分子之间是以分子间作用力相结合的,分子晶体具有低熔点、易升华、硬度小等性质。A项熔点高,不是分子晶体的性质;C项属于离子晶体、原子晶体或金属晶体的性质;D项能导电,不是分子晶体的性质,该项所述是金属钠的性质。故选B。 [答案] B 4.下列属于分子晶体性质的是( ) A.组成晶体的微粒是离子 7 B.能溶于CS2,熔点为112.8 ℃,沸点为444.6 ℃ C.熔点为1400 ℃,可作半导体材料,难溶于水 D.熔点高,硬度大 [解析] 分子晶体的主要性质有熔沸点低,硬度小,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,晶体固态和熔化时均不导电。 [答案] B 5.下列物质,按沸点由大到小顺序排列的一组是( ) A.HF、HCl、HBr、HI B.F2、Cl2、Br2、I2 C.H2O、H2S、H2Se、H2Te D.Cl4、CBr4、CCl4、CF4 [解析] 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而增大。 [答案] D 6.(双选)下列晶体中由原子直接构成的单质有( ) A.硫 B.氦气 C.金刚石 D.金属镁 [解析] He为单原子分子,分子晶体氦由原子构成;原子晶体均由原子构成。 [答案] BC 7.下列各组中都属于分子晶体的是( ) A.碘、二氧化碳、白磷、C60 B.食盐、二氧化碳、白磷、二氧化硅 C.SO2、金刚石、N2、铜 D.醋酸、甲烷、石墨、氧化钠 [解析] NaCl、Na2O均为离子晶体,SiO2、金刚石均为原子晶体,因此B、C、D均不符合题述要求。 [答案] A 8.(双选)干冰是CO2的晶体,则存在于晶体中的作用力为( ) A.氢键 B.分子间作用力 C.共价键 D.离子键 [解析] 干冰是分子晶体,CO2分子间存在分子间作用力,CO2分子内存在共价键。 [答案] BC 9.下列说法正确的是( ) A.离子化合物中可能含有共价键 7 B.分子晶体中的分子内不含有共价键 C.分子晶体中一定有非极性共价键 D.分子晶体中分子一定紧密堆积 [解析] 稀有气体单质中不含共价键,其他分子晶体中含有共价键,B项错;分子晶体中可能含有极性共价键或非极性共价键,C项错;分子晶体中分子间除了分子间作用力外没有氢键,分子采取紧密堆积方式排列,有些分子例如冰,由于氢键的作用,每个水分子周围只有四个紧邻的水分子。D项错。 [答案] A 10.水的沸点是100℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7℃,引起这种差异的主要原因( ) A.范德华力 B.共价键 C.氢键 D.相对分子质量 [解析] H2O中存在氢键,而使其熔、沸点升高,表现出不同于同一主族结构相似的物质的特性。 [答案] C 11.下列物质固态时,一定是分子晶体的是( ) A.酸性氧化物 B.非金属单质 C.碱性氧化物 D.含氧酸 [解析] SiO2、Si均为原子晶体,A、B项均错;碱性氧化物大部分为离子晶体,C项错。 [答案] D 12.碘的熔、沸点低,其原因是( ) A.碘的非金属性较弱 B.I-I键的键能较小 C.碘晶体属于分子晶体 D.I-I共价键的键长较长 [解析] 分子晶体的熔、沸点低,是因为分子晶体内部的分子间作用力小。 [答案] C 13.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,这是由于水中存在氢键 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 [解析] A项H2 7 O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;由极性键形成的分子不一定是极性分子,如CH4是由极性键形成的非极性分子,B正确;水和冰中都含有氢键,C正确;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。 [答案] A 14.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 [解析] 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。 [答案] D 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167 kJ·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)1 mol N60分解成N2时吸收或放出的热量是________ kJ(已知N—N键的键能为942 kJ·mol-1),表明稳定性N60________(填“>”、“<”或“=”)N2。 (3)由(2)列举N60的用途(举一种)________________________。 [解析] (1)N60、N2形成的晶体均为分子晶体,因Mr(N60)>Mr(N2),故N60晶体中分子的范德华力比N2晶体大,N60晶体的熔、沸点比N2晶体高。 (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1 mol N60中存在N-N键:1 mol×60×3×=90 mol。发生的反应为N60(g)===30N2(g) ΔH,故ΔH=90×167 kJ·mol-1-30×942 kJ·mol-1=-13230 kJ·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。 [答案] (1)分子 高 N60、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)13230 < (3)N60可作高能炸药 7 16.(1)干冰的外观和冰相似,是由二氧化碳气体压缩成液态后再急剧膨胀而制得。右图为干冰晶体结构示意图。通过观察分析,可知每个二氧化碳分子周围与之相邻且等距离的二氧化碳分子有________个。在一定温度下,已测得干冰晶胞(即图示)的边长a=5.72×10-8cm,则该温度下干冰的密度为________g·cm-3。 (2)在标准状况下,CO2密度为________,据此能否计算出气态二氧化碳分子间的距离?________(填“能”或“不能”)。若能够进行计算,其值为________________________(写出相应的数学表达式)。 (3)试说明气态二氧化碳在标准状况下的分子间距离大约是其固态时的________倍。 [解析] (1)ρ= ==1.56 g·cm-3。 (2)ρ==1.96 g/L。 L==3.34×10-7cm。 (3)a=×5.72×10-8cm=4.04×10-8cm,=8.3。 [答案] (1)12 1.56 (2)1.96 g/L 能 =3.34×10-7 cm (3)8 [能力提升] 7 17.(双选)AB型物质形成的晶体多种多样,下列图示的几种结构中最有可能是分子晶体的是( ) [解析] 从A、C、D的结构上看:构成晶体的结构单元都是无限向外延伸和扩展的,符合离子晶体和原子晶体的结构特点,B和E的结构没有这种特点,该结构可看成一个分子,是分子晶体。 [答案] BE 18.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>CH4CH2CH2CH3 [解析] 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。 [答案] B 19.D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素,且原子序数逐渐增大,它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线形。回答下列问题: (1)Y的最高价氧化物的化学式为_____________________; (2)上述5种元素中,能形成酸性最强的含氧酸的元素是________,写出该元素的任意3种含氧酸的化学式 :________________________________; (3)D和Y形成的化合物,其分子的空间构型为________; (4)D和X形成的化合物,其化学键类型属________,其晶体类型属________; (5)金属镁和E的单质在常温下反应得到的产物是________;此产物与水反应生成两种碱,该反应的化学方程式是________________。 (6)试比较D和X的最高价氧化物熔点的高低并说明理由: ______________________________________________________ ______________________________________________________。 7 [解析] 常见氧化物的结构和性质,往往作为题目的突破口,所以应熟练掌握。如本题中的氢化物空间构型是推断元素的突破口,有时氢化物的沸点的特殊性也是某些题目的突破口。 由于D、E、X、Y、Z原子序数依次增大,它们的最简氢化物分子的空间构型依次为正四面体、三角锥形、正四面体、角形、直线形。因此D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl五种元素。 (1)Y的最高价氧化物为SO3。(2)Cl的最高价氧化物的水化物为HClO4,其酸性最强。另外Cl的含氧酸还有HClO、HClO2和HClO3。(3)D和Y分别为C和S,形成的化合物为CS2,是直线形分子。(4)D和X分别为C和Si,形成的化合物为SiC,碳化硅为原子晶体,其化学键类型都是共价键。(5)Mg在N2中燃烧生成Mg3N2,Mg3N2与H2O发生反应生成Mg(OH)2和NH3·H2O。(6)CO2为分子晶体,SiO2为原子晶体,因此CO2的熔点较低。 [答案] (1)SO3 (2)Cl HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写3种即可) (3)直线形 (4)共价键 原子晶体 (5)Mg3N2 Mg3N2+8H2O=3Mg(OH)3↓+2NH3·H2O[Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑] (6)D的最高价氧化物是CO2,X的最高价氧化物是SiO2,前者比后者的熔点低。因为前者为分子晶体,由分子间作用力结合,而后者为原子晶体,由共价键结合;共价键强度大于分子间作用力 7查看更多