内容正文:
第3章 不同聚集状态的物质与性质
3.2.2 共价晶体与分子晶体及晶体结构的复杂性
一、选择题(共12小题,每小题只有一个正确答案)
1.1999年美国《科学》杂志报道:在40 GPa高压下,用激光器加热到1800 K,人们成功制得了原子晶体干冰,下列推断中不正确的是( )
A.原子晶体干冰有很高的熔点、沸点,有很大的硬度
B.原子晶体干冰易汽化,可用作制冷材料
C.原子晶体干冰的硬度大,可用作耐磨材料
D.每摩尔原子晶体干冰中含4 mol C—O键
【答案】B
【解析】既然干冰是原子晶体,所以可将干冰类比成原子晶体SiO2,具有熔点高,硬度大,耐磨等性质。每摩尔SiO2中有4 mol Si—O键,所以D项也正确。
2.下列晶体的结构不遵循“紧密堆积”原则的是( )
A.金属铜
B.氯化钠
C.金刚石
D.干冰
【答案】C
【解析】金属键、离子键、范德华力均没有方向性,而共价键有方向性。
3.金刚石晶胞如图,属于一个金刚石晶胞的碳原子数为( )
A.18
B.16
C.10
D.8
【答案】D
【解析】从晶胞上看8个顶点各有1个C原子,属于该晶胞的部分相当于只有1个,6个面上相当于有3个,晶胞内部还有4个,故属于该晶胞的碳原子数为8个。
4.在常温常压下呈气态的化合物,降温使其固化得到的晶体属于( )
A.分子晶体
B.原子晶体
C.离子晶体
D.何种晶体无法判断
【答案】A
【解析】因该化合物在常温时为气态,说明熔、沸点很低,具有分子晶体的性质。
5.下列物质变化时,需克服的作用力不属于化学键的是( )
A.HCl溶于水
B.I2升华
C.H2O电解
D.烧碱熔化
【答案】B
【解析】A项破坏H—Cl键;C项破坏H—O键;D项破坏离子键;B项破坏范德华力。
6.下列各物质的晶体中,晶体类型相同的是( )
A.CCl4与H2O
B.SiO2和CO2
C.NaCl与金刚石
D.MgCl2与Na
【答案】A
【解析】固体CCl4和H2O都是由分子通过分子间作用力形成的晶体,属于分子晶体,故A项正确;SiO2是原子晶体,固体CO2为分子晶体,二者晶体类型不同,故B项错误;NaCl是离子晶体,金刚石是原子晶体,二者晶体类型不同,故C项错误;MgCl2是离子晶体,Na是金属晶体,二者晶体类型不同,故D项错误。
7.下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是( )
A.金刚石>晶体硅>碳化硅
B.CI4>CBr4>CCl4>CH4
C.H2O>MgO>O2>N2
D.金刚石>生铁>纯铁>钠
【答案】B
【解析】A选项中的物质都属于原子晶体,熔、沸点的高低主要与其共价键的强弱有关,共价键键能:C—C键>Si—C键>Si—Si键,故熔、沸点:晶体硅<碳化硅<金刚石,错误;B选项中的物质为组成结构相似且不存在分子间氢键的分子晶体,熔、沸点随着相对分子质量的增大而升高,正确;C选项,根据常温常压下物质的状态可知熔、沸点:MgO>H2O>(O2、N2),错误;D选项,生铁为铁合金,熔点低于纯铁,错误。
8.下列排序不正确的是( )
A.晶体熔点由低到高:H2O<H2S<H2Se<H2Te
B.硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C.熔点由高到低:Al>Mg>Na
D.晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI
【答案】A
【解析】具有分子间氢键的分子晶体,与同族元素的氢化物相比,其熔、沸点较高,则晶体熔点由低到高的顺序为H2S<H2Se<H2Te<H2O,故A错误;键长越短,共价键越强,硬度越大,键长:C—C键<C—Si键<Si—Si键,则硬度由大到小的顺序为金刚石>碳化硅>晶体硅,故B正确;金属原子的价电子数越多、半径越小,其熔点越高,则熔点由高到低的顺序为Al>Mg>Na,故C正确;离子半径越小,离子键越强,则晶格能越大,F、Cl、Br、I的离子半径依次增大,则晶格能由大到小的顺序为NaF>NaCl>NaBr>NaI,故D正确。
9.如图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( )
A.2
B.4
C.8
D.12
【答案】A
【解析】每个水分子与四个方向的其他4个水分子形成氢键,因此每个水分子具有的氢键个数为4×=2。
10.氮化碳部分结构如图所示,其中β氮化碳的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错误的是( )
A.β氮化碳属于原子晶体,其化学键比金刚石的更稳定
B.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构
C.β氮化碳的化学式为C3N4,其中氮显-3价,碳显+4价
D.该晶体与金刚石结构相似,都是原子间以非极性键形成的空间网状结构
【答案】D
【解析】A项中,