内容正文:
课时跟踪检测(二十二) 分子晶体
一、选择题
1.一般分子晶体熔、沸点较低,原因是 ( )
A.组成晶体的基本构成微粒是分子
B.熔融时不导电
C.晶体内微粒间以分子间作用力相结合,这种作用很弱
D.熔点一般比共价晶体低
2.下列支持固态氨是分子晶体的事实是 ( )
A.氮原子不能形成阳离子
B.铵根离子不能单独存在
C.常温下氨是气态物质
D.常温下氨极易溶于水
3.下列有关晶体的说法正确的是 ( )
A.分子晶体中均存在共价键
B.共价晶体中共价键越弱,熔点越低
C.晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂
D.共价晶体的原子间只存在共价键,而分子晶体内只存在范德华力
4.下列性质可能符合分子晶体特点的是 ( )
①熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电 ②熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电 ③能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃ ④熔点97.79 ℃,质软,固态能导电,密度为0.97 g·cm-3
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
5.下列有关分子晶体熔点高低的叙述中,正确的是 ( )
A.氯气>碘单质
B.四氯化硅>四氟化硅
C.NH3<PH3
D.异戊烷>正戊烷
6.已知下列晶体的部分性质,其晶体类型判断正确的是 ( )
选项
性质
晶体类型
A
碳化铝:黄色晶体,熔点2 200 ℃,熔融状态下不导电,晶体不导电
离子晶体
B
溴化铝:无色晶体,易溶于水,熔融状态下不导电
共价晶体
C
硼:熔点2 300 ℃,沸点2 550 ℃,硬度大,不溶于常见溶剂
金属晶体
D
三氯化铁:沸点315 ℃,易溶于水,易溶于乙醚,丙酮等有机溶剂
分子晶体
7.(2025·安徽合肥高二月考)最简式为AB的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 ( )
A.①③ B.②⑤
C.⑤⑥ D.③④⑤⑥
8. [双选]正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体,有与石墨相似的层状结构。层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是 ( )
A.正硼酸晶体属于分子晶体
B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C.分子中硼原子杂化轨道的类型为sp2
D.1 mol H3BO3晶体中含有2 mol氢键
9.(2025·南京高二期末)冰的晶胞结构如图所示。下列相关说法不正确的是 ( )
A.硫化氢晶体结构和冰相似
B.冰晶体中,相邻的水分子均以氢键结合
C.若晶胞中z方向上的两个氧原子最短距离为d,则冰晶胞中的氢键键长为d
D.冰晶体中分子间氢键存在方向性、饱和性,晶体有较大空隙,因此密度比液态水小
10.(2025·海南省海南中学月考)如图为几种晶体或晶胞的结构示意图。
下列说法正确的是 ( )
A.冰晶体中,水分子做分子密堆积
B.24 g金刚石晶体含有C—C单键的数目为2NA
C.在碘晶胞中,碘分子的取向有2种
D.MgO、碘单质、冰三种晶体的熔点顺序为MgO<碘<冰
二、非选择题
11.(10分)C60和金刚石的结构模型如图所示(石墨仅表示其中的一层结构):
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为 。
A.同分异构体 B.同素异形体
C.同系物 D.同位素
(2)固态时,C60属于 (填“共价”或“分子”)晶体,C60分子中含有双键和单键,推测C60跟F2 (填“能”或“否”)发生加成反应。C60固体与金刚石熔点更高的是 ,原因是 。
(3)硅晶体的结构跟金刚石相似,但其最高价氧化物的物理性质差别较大,是因为SiO2是 晶体,CO2是 晶体。
12.(13分)下表数据是对应物质的熔点:
物质
AlF3
AlCl3
BCl3
NCl3
熔点/℃
1 291
190
-107
-40
(1)BCl3分子构型为平面三角形,则BCl3分子为 (填“极性”或“非极性”,下同)分子,其分子中的共价键类型为 键。
(2)BF3的熔点比BCl3 (填“高”“低”或“无法确定”);下列化学用语中,能正确表示BF3分子的是 (填字母)。
︰︰︰︰ ︰︰︰︰
c d
(3)氯化铝是 (填“离子”或“共价”)化合物,AlCl3属于 (填“强”或“弱”)电解质,它的晶体类型为 ,AlCl3 (填“难”或“易”)溶于苯。
(4)设计一个可靠的实验,判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是 。
(5)AlCl3在177.8 ℃时升华,气态或熔融态以Al2Cl6形式存在,则可推知Al2Cl6在固态属于 晶体,Al2Cl6中Al原子的杂化方式为 ,Al2Cl6中不存在的化学键是 (填字母)。
a.共价键 b.配位键
c.σ键 d.π键
13.(11分)(2025·成都高二月考)Ⅰ.硒是人体需要的重要微量元素之一,参与体内多种代谢。试回答下列问题:
(1)硒元素的基态原子核外电子排布中成对电子与成单电子的个数比为 ;在同一周期中比它的第一电离能大的元素有 种。
(2)SeO3与水反应可以生成H2SeO4。H2SeO4分子中心原子的轨道杂化方式为 ;固体H2SeO4存在作用力除范德华力、共价键外还有 。
(3)固态SeO2(如图)是以锥体形的角氧相连接的聚合结构,每一个锥体带一个端氧原子。
①同为分子晶体,SeO2的熔点为350 ℃而SO2的熔点为-75.5 ℃,原因是 。
②图中Se—O键较短的是 (填“a”或“b”)。
Ⅱ.LiGaH4是一种温和的还原剂,其可由GaCl3和过量的LiH反应制得:GaCl3+4LiH==LiGaH4+3LiCl。
(4)已知GaCl3的熔点为77.9 ℃,LiCl的熔点为605 ℃,两者熔点差异较大的原因为 。
(5)GaCl3在270 ℃左右以二聚物存在,该二聚物的每个原子都满足8电子稳定结构,写出它的结构式: 。
课时跟踪检测(二十二)
1.选C 分子晶体相对于其他晶体来说,熔、沸点较低,硬度较小,导致这些性质的本质原因是基本构成微粒间的相互作用力相对于化学键来说是极其微弱的。
2.选C 分子晶体的一大特点就是熔、沸点很低,而氨常温下是气态正好说明了这一点,同时也只有形成分子晶体的物质在常温下才可能呈气态。
3.选B 稀有气体分子中不存在化学键,A不正确。分子晶体受热熔化时,破坏的是分子间作用力,C不正确。在分子晶体中还可能存在氢键与共价键,D不正确。
4.选B 在分子晶体中,相邻分子靠分子间作用力相互吸引,分子晶体熔化时,只需克服分子间作用力,不破坏化学键,所以分子晶体一般具有较低的熔点,此外,分子晶体还具有硬度小、易升华、有较强的挥发性、一般不导电等特点。①熔点高,不是分子晶体的性质;②熔点低,不导电,可能是分子晶体的性质;③熔沸点不高,可能是分子晶体的性质;④固态能导电,不是分子晶体的性质。
5.选B 碘在常温下为固体,氯气为气体,碘的熔点较高,A错误;四氯化硅、四氟化硅对应的晶体都为分子晶体,四氯化硅的相对分子质量大,熔点较高,B正确;氨气分子间存在氢键,熔点较高,C错误;同分异构体中,含有的支链越多,熔、沸点越低,D错误。
6.选D 黄色晶体碳化铝,熔点2 200 ℃,很高,熔融态不导电,应为共价晶体,故A错误;无色晶体溴化铝,易溶于水,熔融状态下不导电,具有分子晶体的性质,属于分子晶体,故B错误;硼的熔点、沸点均很高,硬度大,不溶于常见溶剂,具有共价晶体的性质,属于共价晶体,故C错误;三氯化铁,沸点315 ℃,易溶于水,易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂,具有分子晶体的性质,属于分子晶体,故D正确。
7.选B 从题图中可以看出,②⑤都不能再以化学键与其他原子结合,所以最有可能是分子晶体。
8.选AC 正硼酸晶体中存在H3BO3分子,且该晶体中存在氢键,说明正硼酸由分子构成,是分子晶体,A正确;分子的稳定性与分子内的B—O、H—O共价键有关,与氢键无关,B错误;B只形成了3个单键,没有孤电子对,所以采取sp2杂化,C正确;根据图示,1个正硼酸分子形成了6个氢键,但每个氢键是2个正硼酸分子共用的,所以平均一个正硼酸分子含3个氢键,则1 mol H3BO3的晶体中含有3 mol氢键,D错误。
9.选A 硫化氢分子间不存在氢键,冰中水分子间存在氢键,因此两者结构不相似,故A错误;在冰晶体中,每个水分子与四个相邻水分子通过氢键相结合,故B正确;氢键键长可以表示为通过氢键相连的两个氧原子的核间距,z方向上距离最近的两个O原子所在的水分子通过氢键相连,故C正确;在冰晶体中,由于氢键有方向性和饱和性,迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶点方向的4个相邻水分子相互作用,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,其密度比液态水小,故D正确。
10.选C 冰晶体中水分子间除了范德华力之外还存在氢键,由于氢键具有方向性,故每个水分子周围只有4个紧邻的水分子,采取非紧密堆积的方式,A错误;金刚石每个碳原子形成4个C—C键,每个C—C键为2个碳原子共用,每个碳原子单独占有C—C键数目为4×= 2,24 g金刚石为2 mol,则碳碳键数目为4NA,B错误;由碘晶胞图知,碘分子的排列有2种不同的取向,C正确;一般离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点,MgO是离子晶体,故熔点最高,碘在常温下为固体,冰在常温下为液体,故碘的熔点大于冰,故熔点顺序为MgO>碘>冰,D错误。
11.解析:(1)C60、金刚石和石墨三者都是由碳元素形成的不同单质,所以它们互为同素异形体。(2)C60晶体中存在不饱和的碳碳双键,在一定条件下能与F2发生加成反应。C60是分子晶体,熔化时需克服分子间作用力,金刚石是共价晶体,熔化时克服共价键,所以金刚石熔点更高。
答案:(1)B (2)分子 能 金刚石 C60是分子晶体,熔化时需克服分子间作用力,金刚石是共价晶体,熔化时需克服共价键 (3)共价 分子
12.(1)非极性 极性 (2)低 bd (3)共价 强 分子晶体 难
(4)在熔融状态下,验证其是否导电,若不导电是共价化合物
(5)分子 sp3 d
13.解析:(1)硒元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,成对电子与成单电子的个数比为16∶1;同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大的趋势,但是As元素最外层处于半充满稳定状态,第一电离能大于Se,所以在同一周期中比硒的第一电离能大的元素有3种。(2)由于H2SO4中S的杂化方式为sp3,因此H2SeO4中Se的杂化方式也应为sp3;固体H2SeO4存在的作用力除范德华力、共价键外还有氢键。(3)②依据共价键饱和性可知,a为Se—O键,b为SeO键,b中含有π键,电子云重叠程度大,使得键长短。(5)结合二聚物和每个原子都满足8电子稳定结构的信息,可推测Ga的空轨道应该会与Cl的孤电子对成配位键,可写出其结构式为。
答案:(1)16∶1 3 (2)sp3 氢键
(3)①固态SeO2发生聚合,相对分子质量很大,范德华力大,熔点高 ②b
(4)LiCl属于离子晶体,晶体粒子间作用力为离子键,GaCl3为分子晶体,晶体粒子间的作用力为范德华力
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