人教版高中化学选修三练习：第二节分子晶体与原子晶体

第二节分子晶体与原子晶体

课时演练促提升

A组

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.NE、HD、C8H10

B.PCb、82、H2SO4

C.SO2、SO3、CM

D.CCLJ、Na?S、H2O2

2.BeCb熔点较低,易升华，溶于醇和酸，其化学性质与AICI3相似。由此可推测BeCb（）

A.熔融态不导电

B.水溶液呈中性

C.熔点比BeBr2高

D.不与NaOH溶液反应

3.水的沸点是100°C,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

异的主要原因是（）

A.范德华力

B.共价键

C.氢键

D.相对分子质量

4.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示，其中X元素的原子内层电

子数是最外层电子数的一半，则下列说法中正确的是（）

A.钠与W可能形成Na2W2化合物

B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电

C.W得电子能力比Q强

D.X有多种同素异形体，而Y不存在同素异形体

5.下列关于原子晶体、分子晶体的叙述中，正确的是（）

A.在SiCh晶体中/个硅原子和2个氧原子形成2个共价键

B.晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

C.C6H50H既能表示物质的组成，又能表示物质的一个分子

D.分子晶体的熔、沸点低，常温下均呈液态或气态

6.下列说法中，正确的是（）

A.冰融化时,分子中H-0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

7.HgCl2稀溶液可作为手术刀的消毒剂，已知HgCh有如下性质:①HgCL晶体熔点较低;②

HgCL熔融状态下不导电;③HgCb在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCb的叙述正确

的是()

A.HgCh晶体属于分子晶体

B.HgCb属于离子化合物

C.HgCh属于电解质，且属于强电解质

D.HgCL属于非电解质

8.正硼酸(H3BO3)是一种层状结构白色晶体,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.正硼酸晶体属于原子晶体

B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关

C.分子中硼原子最外层为8e-稳定结构

D.含1molH3BO3的晶体中有3mol氢键

9.图A所示的转化关系中(具体反应条件略),a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质,

其余均为它们的化合物,i的溶液为常见的酸。a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。

图A

图B

回答下列问题：

(1)图B对应的物质名称是，其晶胞中的原子数为，晶体的类型为。

(2)d中元素的原子核外电子排布式为o

⑶图A中由两种元素组成的物质中，沸点最高的是,原因

是该物质的分子构型为中心原子的杂化轨道类型为o

(4)图A中的双原子分子中，极性最大的分子是。

(5)k的分子式为，中心原子的杂化轨道类型为，属于(填“极性”或

“非极性”)分子。

10.(2014福建理综)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石

墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的

晶体结构如图所示。

六方相氮化硼

立方相氯化硼

。氮原子•硼原子

(1)基态硼原子的电子排布式为。

(2)关于这两种晶体的说法，正确的是(填序号)。

a.立方相氮化硼含有o键和兀键，所以硬度大

b.六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软

,两种晶体中的B—N键均为共价键

d.两种晶体均为分子晶体

(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为.其结构与石墨

相似却不导电，原因是o

(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为。该晶体的天然矿物在青藏高原地

下约300km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立

方相氮化硼需要的条件应是。

(5)NH4BF“氟硼酸俊)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1molNHjBFa含有mol配位

键。

解析:⑴硼原子核外有5个电子，电子排布式为Is22s22p*2)六方相氟化硼与石墨相似,层间是

分

B组

1.下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是()

A.原子晶体硬度通常比分子晶体大

B.原子晶体的熔沸点较高

C.分子晶体中有的水溶液能导电

D.金刚石、水晶和干冰都属于原子晶体

解析:由于原子晶体中粒子间以共价键结合,而分子晶体中分子间以分子间作用力结合，故原

子晶体比分子晶体的'熔沸点高，硬度大。有些分子晶体溶于水后能电离出自由移动的离子而

导电，如H2so4、HCLD选项中的干冰（CCh）是分子晶体,错误。

答案:D

2.下列说法中正确的是（）

A.熔点由高到低的顺序是:金刚石＞晶体硅＞碳化硅

B.PCb和BCb分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构

C.分子晶体的熔、沸点低，常温下均呈液态或气态

D.原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合

解析:A项，三种物质均为原子晶体，原子晶体的熔点与该晶体中的键长有关，键长越短,熔点越

高，则熔点由高到低的顺序是:金刚石＞碳化硅〉晶体硅，故错误;B项，根据|元素的化合价|+原子

的最外层电子数=8,则该原子的最外层达到8个电子的稳定结构,BCb中B的最外层电子数为

3,化合价为+3价，因此B未达到8个电子的稳定结构，故错误;C项，分子晶体的熔、沸点很低,

但在常温下也有呈固态的,如白磷，故错误。

答案:D

3.下列晶体性质的比较中，正确的是（）

A.熔点:单质硫:＞磷＞晶体硅

B.沸点:NH3＞H2O＞HF

C.硬度:白磷＞冰＞二氧化硅

D.熔点:Sil4＞SiBr4＞SiCU

解析:硫与磷是分子晶体，晶体硅是原子晶体，其中晶体硅的壕点远高于硫与磷的熔点,A项错

误;氟化氢、水、氨都是分子晶体，其沸点高低与分子间作用力大小有关,因为这三种物质之中

都存在氢键,且水分子间氢键最强，氨分子间氢键最弱，故水的沸点最高，氨的最低,B项错误;二

氧化硅是原子晶体,硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小,C项错误;卤化硅为分子晶体，它

们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高,D项正确。

答案:D

4.下图为冰晶体的结构模型，大球代表0,小球代表H。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，是原子晶体

C.水分子间通过H-0键形成冰晶体

D.冰融化时,水分子之间空隙增大

解析:冰中的水分子是靠氢键结合在一起，氢键不是化学键，而是一种分子间作用力，故B、C两

项均错误。H20分子形成氢键时沿O的四个sp3杂化轨道形成氢键,可以与4个水分子形成

氢键，这4个水分子形成空间四面体构型,A项正确。水分子靠氢键连接后，分子间空隙变大,

因此融化时，水的体积缩小,D项错误。

答案:A

5.科学家成功地在高压下将CO?转化为具有类似SiCh结构的原子晶体，下列关于CO2的原子

晶体说法正确的是（）

A.C02的原子晶体和分子晶体互为同素异形体

B.在一定条件下,C02原子晶体转化为分子晶体是物理变化

c.co2的原子晶体和co2的分子晶体具有相同的物理性质

D.在CO2的原子晶体中，每个C原子周围结合4个0,每个0与2个C相结合

解析:同素异形体的研究对象是单质;CO2的晶体类型的转变已生成了新物质，故为化学变

化;C02的不同晶体具有不同的物理性质;C02晶体类似于Si02晶体，属原子晶体，每个C结合

4个0,每个O结合2个C。

答案:D

6.(2014浙江理综)如表所示的五种元素中,W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素的原子最

外层电子数之和为22。下列说法正确的是()

Y

\\/

r

A.X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高

B.由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键

C.物质WY?、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性

D.T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ,

解析:由于W、X、Y、Z为短周期元素，结合题表不难看出X、Y位于第2周期,W、Z位于第

3周期,T位于第4周期。设W最外层电子数为％则X、Y、Z最外层分别有x+1、x+2、x+3

个电子，由题意知x+x+l+x+2+x+3=22,解得广4。结合所在周期即可判断W、X、Y、Z、T

依次为Si、N、0、Cl、Ge。

A项,X、Y、Z对应的最低价氢化物依次为NH3、H20,HC1,只有HC1不存在氢键，故

HC1沸点最低,错误;B项,X、Y和氢形成的化合物NH4NO3中含有离子键，故B错误;C项,WY2、

W3X4、WZ,对应物质分别为Si02、Si3N4、SiC14,其中SiC14为分子晶体，其熔点低、硬度小,C

错误。

答案:D

7.(2014海南化学)碳元素的单质有多种形式，下图依次是C6。、石墨和金刚石的结构图：

C«o石墨金刚石晶胞

回答下列问题：

(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为。

(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为、。

(3)C«)属于晶体，石墨属于晶体。

(4)石墨晶体中，层内C—C键的键长为142Pm，而金刚石中C—C键的键长为154pm。其原因

是金刚石中只存在C-C间的共价键，而石墨层内的C—C间不仅存在共价

键，还有键。

(5)金刚石晶胞含有个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为“，根据硬球

接触模型，则=a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率(不要求计算结

果)。

解析：(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们的组成相同，结构不同、

性质不同,互称为同素异形体；

(2)金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键(即C原子采取sp3杂化方式),构成正

四面体，石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以O键结合，形成正六角形的平

面层状结构；

(3)C6O中构成微粒是分子，所以属于分子晶体;石墨的层内原子间以共价键结合，层与层之

间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合晶体；

(4)在金刚石中只存在C—C之间的o键;石墨层内的C—C之间不仅存在o键,还存在兀

键；

⑸由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C

原子，所以金刚石晶胞中C原子数目为4+6x+8x=8;若C原子半径为r,金刚石的边长为a,根据

硬球接触模型，则正方体对角线长度的就是C—C键的键长，即a=2r,所以r=a,碳原子在晶胞中

的空间占有率=

O

答案:(1)同素异形体

⑵Sp3Sp2

(3)分子混合

(4)o©兀(或大n或p-p兀)

(5)8

8.硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：

(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为，该能层具有的原子轨道数为、电

子数为。

(2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。

⑶单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以相结合，其晶胞中共

有8个原子，其中在面心位置贡献个原子。

(4)单质硅可通过甲硅烷(SiHQ分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4cl在液氨介质中反

应制得SiFU该反应的化学方程式为。

(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：

c—C—C—Si—SSi—Si—

化学键

cHOiH0

356413336226318452

①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷垃多，原因

是。

②SiHq的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是

(6)在硅酸盐中,Si四面体［如下图(a)］通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网

状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式

为,Si与0的原子数之比为，化学式为。

OO

•Si

@Si—0

SiOj'

图(a)