第3章 第2节 第1课时 分子晶体-【创新教程】2024-2025学年高中化学选择性必修第二册五维课堂课时作业（人教版2019）

１６．解析:(１)H、B、N 中,H 的电子层数最少,原子半径最 小(H 是所有元素中原子半径最小的元素);而 B、N 同 周期,电子层数相同,但是 N 的核电荷数大,所以原子 半径小,所以三种元素中原子半径最大的是 B.由于周 期表中 B的对角线元素为 Si,所以根据对角线规则,B 的一些化学性质与元素Si的相似. (２)NH３BH３ 分子是由 NH３ 与 BH３ 结合而成的,其中 NH３ 分子中 N原子具有孤电子对,而BH３ 分子中B原 子具有空轨道,所以二者通过 N 与 B原子之间形成配 位键而结合生成 NH３BH３.NH３BH３ 中B原子的价层 电子对数为４,发生sp３ 杂化,而 中B的价层电子对数为３,发生sp２ 杂化. (３)NH２BH３ 分 子 中,与 N 原 子 相 连 的 H 呈 正 电 性 (Hδ＋ ),故电负性 N＞H,而与 B原子相连的 H 呈负电 性(Hδ－ ),故电负性 H＞B,所以电负性大小顺序是 N＞ H＞B;与 NH３BH３ 原子总数相等的等电子体是CH３－ CH３,由于 NH３BH３ 分子中,存在 Hδ＋ 与 Hδ－ ,二者之 间存在静电作用力,而 CH３－CH３ 只存在 Hδ＋ ,不存在 Hδ－ ,所以熔点 NH３BH３＞CH３－CH３. (４)由图可知 晶 胞 体 积 为２a×２b×２c＝８abc(pm３)＝ ８abc×１０－３０(cm３);而每个晶胞中氨硼烷质量为４９６NA g , 所以晶体的密度ρ＝ ６２ NAabc×１０－３０ g􀅰cm－３. 答案:(１)B　硅(或Si)　(２)配位　N　sp３　sp２ (３)N＞H＞B　CH３－CH３　低　Hδ＋ 与 Hδ－ 的静电作 用力 (４) ６２ NAabc×１０－３０ 第二节　分子晶体与共价晶体 第１课时　分子晶体 １．B　[稀有气体元素组成的分子晶体中,不存在由多个原 子组成的分子,而是原子间通过范德华力结合成晶体, 所以不存在任何化学键,A 错误;分子间作用力包括范 德华力和氢键,范德华力存在于所有的分子晶体中,而 氢键只存在于含有与电负性较强的 N、O、F原子结合的 氢原子的分子之间或者分子之内,B正确,C错误;只存 在范德华 力 的 分 子 晶 体 才 采 取 分 子 密 堆 积 的 方 式,D 错误.] ２．B　[根据 HF分子晶体与冰结构相似可知,每个 HF分 子周围有４个 HF分子与之最近,构成四面体,故 B项 正确.] ３．D　[对结构和组成相似的分子晶体,其熔、沸点随着相 对分子质量的增大而升高,但 HF、H２O分子之间都存在 氢键,熔、沸点反常.所以 A选项应为 HF＞HI＞HBr＞ HCl;B选项应为I２＞Br２＞Cl２＞F２;C选项应为 H２O＞ H２Te＞H２Se＞H２S;只有 D选项正确.] ４．B　[石蜡属于分子晶体,石蜡→石蜡油→石蜡蒸气为物 质状态的变化,破坏的是分子间的范德华力,而石蜡蒸 气→裂化气发生化学变化,破坏的是化学键,B项正确.] ５．A　[B项,冰晶体属于分子晶体;C项,水分子间通过分 子间作用力形成晶体;D项,冰融化,氢键部分断裂,空隙 减小.] ６．B　[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 体不导电,熔化时也不导电.] ７．AC　[由“相似相溶”规律可推知 AlCl３ 为非极性分子, 故 C项错误.] ８．A　[分子晶体中分子间以范德华力结合在一起,由于范德 华力没有方向性和饱和性,所以分子在堆积成晶体时将采 取分子密堆积,A项正确.] ９．C　[①、④、⑤、⑥构成的晶体为一维、二维或三维空间 结构,且在空间中粒子通过化学键连接,故它们不可能 是分子晶体;而②、③都不能再以化学键与其他原子结 合,故可能为分子晶体.] １０．D　[我们熟悉的 CCl４ 在常温下是液体,形成的晶体是 分子晶体,而SiCl４ 的结构与 CCl４ 相似,都是由极性键 形成的非极 性 分 子,故 SiCl４ 形 成 的 晶 体 也 是 分 子 晶 体,由于相对分子质量 SiCl４＞CCl４,故 SiCl４ 的熔点高 于 CCl４.] １１．C　[如图在每个 CO２ 周围距离 ２ ２a 的 CO２ 即为每个 面心上的 CO２ 分子,共有８× ３× １ ２( ) ＝１２个.] １２．BD　[冰晶胞内水分子间主要以氢键结合, A项错误;由冰晶胞的结构可知,每个冰晶胞平均占有 的分子个数为４＋１８×８＋６× １ ２＝８ ,B项正确;水分子 间的氢键具有方向性和饱和性,但氢键不属于化学键, C项错误;冰中氢键的作用力为１８．５kJ􀅰mol－１,１mol 冰中含有２mol氢键,而常见的冰的熔化热为３３６J􀅰g－１, 也可写为６．０５kJ􀅰mol－１,说明冰变为液态水时只是破坏 了一部分氢键,液态水中仍存在氢键,D项正确.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６５􀅰 选择性必修二 １３．解析:(１)１mol冰中含有氢键的物质的量为１×４mol ÷２＝２mol.(２)A 项,该物质也能与金属钠反应产生 氢气,１L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应,若混有该 物质,由于(H２O)２ 也能生成氢气,且一分子(H２O)２ 生 成２分子氢气,所以产生氢气体积多,正确;B项,该物 质也能被浓硫酸吸收,若１L水蒸气通过浓硫酸后,由 于相对 H２O而言,(H２O)２ 的相对分子质量大,所以分 子数目相同 时,浓 硫 酸 增 重 的 质 量 大,说 明 存 在 该 物 质,正确;C项,该物质的pH 也等于７,无论该物质是否 存在,pH 都等于７,错误;D项,该物质的分子中氢氧原 子个数比仍为２∶１,无论是否存在,氢氧原子个数比不 变,错误.(３)双氧水的相对分子质量比水的相对分子 质量稍大,但题中强调双氧水的沸点明显高于水,因此 可判断双氧水分子之间存在着更为强烈的氢键作用. (４)１mol冰吸收的总能量为５１kJ,克服范德华力吸收 的能量为１１kJ,故克服氢键吸收的总能量为４０kJ,而 １mol冰中含有２mol氢键,故冰晶体中氢键的能量是 ２０kJ􀅰mol－１. 答案:(１)２　(２)AB　(３)H２O＋H２O 􀜩􀜨􀜑 H３O＋ ＋ OH－ 　双 氧 水 分 子 之 间 存 在 更 强 烈 的 氢 键 作 用 　 (４)２０ １４．解析:(１)观察并分析干冰和冰的晶体结构,可知在干 冰晶体中,CO２ 分子排列为面心立方堆积,顶点为一种 取向,三对平行面分别为三种不同取向.离顶点的 CO２ 分子最近的是面心的分子,两者的距离为面对角线的一 半,即 ２ ２apm .每 个 CO２ 分 子 周 围 紧 邻 且 等 距 离 的 CO２ 分子共有１２个.(２)在冰晶体中,水分子间的主要 作用力是氢键,氢键具有方向性,１个水分子周围只有４ 个紧邻的水分子,使冰晶体中水分子的空间利用率较低, 分子的间距较大,结构中有许多空隙,造成冰的密度小于 水的密度. 答案:(１)１２　４　 ２２a　 (２)氢键　范德华力　方向　４ 　四面体　较低　小 １５．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 N６０中每个氮原子形成三个 N－N,每个 N—N被 ２个 N原子共用,故１molN６０中存在 N—N 键:１mol ×６０×３×１２＝９０mol .发生的反应为 N６０＝３０N２,故 ΔH＝９０mol×１６７kJ􀅰mol－１－３０mol×９４２kJ􀅰mol－１＝ －１３２３０kJ＜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)放出　１３２３０　＜ (３)N６０可作高能炸药(其他合理答案也可) 第２课时　共价晶体 １．A　[A 选项,无 色 水 晶 是 共 价 晶 体,属 于 化 合 物;B 选 项,晶体硅是单质,C选项,金刚石是单质;D 选项,干冰 属于化合物,但它是分子晶体.] ２．B　[氮化硼是由两种非金属元素形成的化合物,根据该 化合物的性质可知其为共价晶体,粒子间作用力为共价 键.C６０和金刚石熔化时分别克服的是分子间作用力和 共价键,A项错误;冰和干冰熔化时均克服的是分子间 作用力,C项错误;碘和金刚砂熔化时分别克服的是分子 间作用力和共价键,D项错误.] ３．C　[该化合物晶体中每个碳原子均以４个共价单键与 氧原子结合,形成一种无限伸展的空间网状结构,则该 化合物晶体中不存在分子,属于共价晶体,A 项正确;晶 体中每个碳原子均以４个共价单键与氧原子结合,每个 氧原子和２个碳原子以共价单键相结合,所以碳、氧原子 个数比为１∶２,B项正确;该晶体中每个碳原子形成４ 个C－O共价键,所以C原子与C—O数目之比为１∶４, C项错误;该晶体中最小的环由６个碳原子和６个氧原 子构成,D项正确.] ４．C　[A选项,金刚石是共价晶体,CH４ 是分子晶体,二者 的晶体类型 不 同;B 选 项,金 刚 石 熔 化 过 程 中 C—C 断 裂,因 C—C的键能大,断裂时需要的能量多,故金刚石 的熔点很高;C选项,金刚石中每个 C都参与了４个 C－ C的形成,而每个 C对每条键的贡献只有一半,故碳原 子个数与 C－C 键数之比为 ４×１２( ) ∶４＝１∶２;D 选 项,金刚石的熔点高,但在打孔过程中会产生很高的温 度,如不浇水冷却钻头,会导致钻头熔化.] ５．B　[冰融化时只破坏分子间作用力和氢键,故 A 错误; 共价晶体中,共价键越强,熔点越高,故 B正确;分子晶 体中,共价键键能大小与熔沸点高低无关,对于分子晶 体,共价键主要与分子稳定性有关,故 C错误;碘与干冰 都是分子晶体,分别受热变为气体,都克服分子间作用 力,故 D错误.] ６．B　[A．AlON 和石英均只含有极性共价键,A 正确;B． AlON属于共价晶体,熔融时不导电,电解熔融 AlON 得 不到 Al,B错误;C．AlON中 O为－２价,Al为＋３价,根 据化合价代数和为０,则 N元素的化合价为－１价,C正 确;AlON和石英均属于共价晶体,D正确.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７５􀅰 参考答案 　　　　第二节　分子晶体与共价晶体 　　　　　　　　第１课时　分子晶体 １．下列有关分子晶体的说法中一定正确 的是 (　　) A．分子内均存在共价键 B．分子间一定存在范德华力 C．分子间一定存在氢键 D．其结构一定为分子密堆积 ２．HF分子晶体、NH３ 分子晶体与冰的结 构极为相似,在 HF分子晶体中,与 F 原子距离最近的 HF分子有 (　　) A．３个 B．４个 C．５个 D．１２个 ３．下列物质按熔、沸点由高到低顺序排 列,正确的一组是 (　　) A．HF、HCl、HBr、HI B．F２、Cl２、Br２、I２ C．H２O、H２S、H２Se、H２Te D．CI４、CBr４、CCl４、CF４ ４．在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化 气”的变化过程中,被破坏的作用力依 次是 (　　) A．范德华力、范德华力、范德华力 B．范德华力、范德华力、共价键 C．范德华力、共价键、共价键 D．共价键、共价键、共价键 ５．如图为冰晶体的结构模型,大球代表 O 原子,小球代表 H 原子,下列有关说法 正确的是 (　　) A．冰晶体中每个水分子与另外四个水 分子形成四面体 B．冰晶体具有空间网状结构,是共价 晶体 C．水分子间通过 H－O键形成冰晶体 D．冰晶体融化时,水分子之间的空隙 增大 ６．下列属于分子晶体性质的是 (　　) A．熔点１０７０℃,易溶于水,水溶液能 导电 B．能 溶 于 CS２,熔 点 １１２．８℃,沸 点 ４４４．６℃ C．熔点１４００℃,可作半导体材料,难溶 于水 D．熔点９７．８１℃,质软,导电,密度０．９７ g􀅰cm－３ ７．(双选)已知氯化铝易溶于苯和乙醚,其 熔点为１９０℃,则下列说法不正确的是 (　　) A．氯化铝是非电解质 B．固态氯化铝是分子晶体 C．氯化铝是极性分子 D．氯化铝是非极性分子 ８．如果分子间作用力只是范德华力,则该 分子晶体将采取密堆积,原因是分子晶 体中 (　　) A．范德华力无方向性和饱和性 B．占据晶格结点的微粒是原子 C．化学键是共价键 D．三者都是 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８２􀅰 选择性必修二 ９．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 (　　) A．①②③④ B．②③⑤⑥ C．②③ D．①④⑤⑥ １０．SiCl４ 的分子结构与CCl４ 类似,对其作 出如下推断,其中正确的是 (　　) ①SiCl４ 晶体是分子晶体　②常温、常 压下SiCl４ 是液体　③SiCl４ 的分子是 由极性键形成的非极性分子　④SiCl４ 的熔点高于CCl４ A．只有① B．只有①② C．只有②③ D．全部 １１．中学教材上介绍的干冰晶体的晶胞是 一种面心立方结构,如图所示,即每８ 个CO２ 构成立方体,且在６个面的中 心又各占据 １ 个 CO２ 分子,在每个 CO２ 周围距离 ２ ２a (其中a为立方体棱 长)的CO２ 有 (　　) A．４个 B．８个 C．１２个 D．６个 １２．(双选)冰晶胞中水分子的空间排列 方式与 金 刚 石 晶 胞 类 似,其 晶 胞 结 构如 图 所 示. 下 列 有 关 说 法 正 确 的是 (　　) A．冰晶胞内水分子间以共价键结合 B．每个冰晶胞平均含有８个水分子 C．水分子间的氢键具有方向性和饱和 性,也是σ键的一种 D．已知冰中氢键的作用力为１８．５kJ 􀅰mol－１,而常见的冰的熔化热为 ３３６J􀅰g－１,这说明冰变成水,氢键 部分被破坏(假设熔化热全部用于 破坏氢键) １３．水分子间存在一种“氢键”的作用(作 用力介于范德华力与化学键之间),彼 此结合而形成(H２O)２.在冰中每个 水分子被４个水分子包围形成变形四 面体,通过“氢键”相互连接成庞大的 分子晶体. (１)１mol冰中有　　　　mol“氢键”. (２)水蒸气中常含有部分(H２O)２,要 确定(H２O)２ 的存在,可采用的方法是 　　　　. A．标准状况下把１L水蒸气冷凝后与 足量金属钠反应,测产 生 氢 气 的 体积 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９２􀅰 第三章　晶体结构与性质 B．标准状况下把１L水蒸气通过浓硫 酸后,测浓硫酸增重的质量 C．该水蒸气冷凝后,测水的pH D．该水蒸 气 冷 凝 后,测 氢 氧 原 子 个 数比 (３)水分子可电离生成两种含有相同 电子数的粒子,其电离方程式为　　 　　　　　　　　.已知在相同条件 下双氧水的沸点明显高于水的沸点, 其可能原因是 　 　. (４)在冰的结构中,每个水分子与相邻 的４个水分子以氢键相连接.在冰晶 体中除氢键外,还存在范德华力(１１kJ 􀅰mol－１).已知冰的升华热是５１kJ 􀅰mol－１,则冰晶体中氢键的能量是　 　　　　　　　kJ􀅰mol－１. １４．(１)如图为于冰的晶体结构示意图. 通过观察分析,每个 CO２ 分子周围紧 邻等距离的 CO２ 分子有　　　　个, 有　　　　种取向不同的 CO２ 分子. 将CO２ 分子视作质点,设晶胞边长为 apm,则紧邻的两个 CO２ 分子的距离 为　　　　pm. (２)在冰晶体中,水分子之间的主要作 用力是　　　　,还有　　　　,由于 该主要作用力与共价键一样具有　　 　　性,故１个水分子周围只有　　 　　个紧邻的水分子,这些水分子位 于　　　　的顶点.这种排列方式使 冰晶体中水分子的空间利用率　　　 　(填“较高”或“较低”),故冰的密度 比水的密度要 　 　 　 　(填 “大”或 “小”). 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结合三个 N原子前形成８电子稳 定结构; ②N—N键的键能为１６７kJ􀅰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)１molN６０分解成 N２ 时　　　　 (填“吸收”或“放出”)的热量是 　 kJ(已 知 N≡N 的键 能 为 ９４２kJ􀅰 mol－１),表明稳定性 N６０　　　　(填 “＞”“＜”或“＝”)N２. (３)由(２)列举 N６０的用途(举一种):　 　. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０３􀅰 选择性必修二