高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第二节 分子晶体与共价晶体第1课时随堂练习题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第二节 分子晶体与共价晶体第1课时随堂练习题，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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．下列物质在变化过程中，只需克服分子间作用力的是( )
A．HCl溶于水B．干冰升华
C．电解水D．氯化铵受热分解
4．分子晶体具有的本质特征是( )
A．晶体硬度小
B．熔融时不导电
C．晶体内微粒间以分子间作用力相结合
D．熔点一般比共价晶体低
5．(双选)下列关于分子晶体的说法正确的是( )
A．对于组成结构相似的分子晶体，一定是相对分子质量越大，熔、沸点越高
B．在分子晶体中可能不存在共价键
C．冰和固态Br2都是分子晶体
D．稀有气体不能形成分子晶体
6．已知氯化硼的熔点为10.7 ℃，沸点为12.5 ℃；在氯化硼分子中，Cl—B—Cl的键角为120°；氯化硼可以发生水解反应，水解产物之一是氯化氢。下列对氯化硼的叙述，正确的是( )
A．氯化硼是共价晶体
B．熔化时，氯化硼能导电
C．氯化硼分子是一种极性分子
D．氯化硼水解反应式：BCl3＋3H2OH3BO3＋3HCl
7．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
8．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( )
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
A．①②③④B．②③⑤⑥
C．②③D．①④⑤⑥
9．(2021·浙江嘉兴高三月考)下列说法正确的是( )
A．干冰和石英晶体中的化学键类型相同，熔化时需克服微粒间的作用力类型也相同
B．CO2和CS2的每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
C．H2O、H2S、H2Se由于分子间作用力依次增大，所以熔、沸点依次升高
D．某晶体固态时不导电，水溶液能导电，该晶体不可能是分子晶体
10．(双选)甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子
B．晶体中1个CH4分子周围有12个紧邻的CH4分子
C．甲烷晶体熔化时需克服共价键
D．1个CH4晶胞中含有4个CH4分子
11．近年来，科学家合成一系列具有独特化学特性的氢铝化合物(AlH3)n。已知，最简单的氢铝化合物Al2H6的球棍模型如图所示，它的熔点为150 ℃，燃烧热值极高。下列说法错误的是( )
A．Al2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体
B．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水
C．氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料
D．氢铝化合物中可能存在组成为AlnH2n＋2的一系列物质(n为正整数)
12．有四组由同一族元素形成的不同物质，在101 kPa时测定它们的沸点(℃)数据如表所示：
下列各项判断正确的是( )
A．第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键的键能最大
B．第三组与第四组相比较，稳定性：HBr>H2Se
C．第三组物质溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>HI
D．第一组物质是分子晶体，分子晶体中都含有共价键
13． (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18.5 kJ·ml－1，而常见的冰的熔化热为336 J·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)
二、非选择题：共3小题
14．Q、R、X、Y、Z均为前20号元素，Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等，R与Q同族，Y和Z的简单离子与Ar原子的电子层结构相同，且Y的原子序数小于Z。
(1)Q的最高价氧化物在固态时属于__________晶体，俗名为__________。
(2)R的简单氢化物分子的空问结构是__________，属于__________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)X的简单氢化物的空间结构是__________；它的另一氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分，其电子式是__________________。
(4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是_______________________和__________；Q与Y形成的分子的电子式是______________________，属于__________(填“极性”或“非极性”)分子。
15．(1)如图为干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a pm，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________的顶角。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”)。
16．(素养题)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原子而形成8电子稳定结构；
②N—N键的键能为167 kJ·ml－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 ml N60分解成N2时________(填“吸收”或“放出”)的热量是________kJ(已知N≡N键的键能为942 kJ·ml－1)，表明稳定性N60________(填“>”“H2Se>H2S，C错误；该晶体可能是分子晶体，如AlCl3固态时不导电，水溶液能导电，但AlCl3属于分子晶体，D错误。]
10．(双选)甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子
B．晶体中1个CH4分子周围有12个紧邻的CH4分子
C．甲烷晶体熔化时需克服共价键
D．1个CH4晶胞中含有4个CH4分子
BD [题图所示的甲烷晶胞中的球代表的是1个甲烷分子，并不是1个C原子，A错误；由甲烷的晶胞结构图分析可知，与位于晶胞顶角的甲烷分子距离最近且相等的甲烷分子有3个，而这3个甲烷分子在晶胞的面心上，因此被2个晶胞所共用，顶角上的甲烷分子为8个晶胞共用，故晶体中与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为3×8×eq \f(1,2)＝12，B正确；甲烷晶体是分子晶体，熔化时需克服范德华力，C错误；甲烷晶胞属于面心立方晶胞，该晶胞中甲烷分子的数目为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，D正确。]
11．近年来，科学家合成一系列具有独特化学特性的氢铝化合物(AlH3)n。已知，最简单的氢铝化合物Al2H6的球棍模型如图所示，它的熔点为150 ℃，燃烧热值极高。下列说法错误的是( )
A．Al2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体
B．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水
C．氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料
D．氢铝化合物中可能存在组成为AlnH2n＋2的一系列物质(n为正整数)
D [分子晶体的熔点较低，通过题中信息Al2H6的熔点为150 ℃，结合Al2H6的球棍模型可推出Al2H6为分子晶体，A正确；根据题中信息Al2H6的燃烧热值极高，判断Al2H6能燃烧，Al2H6的组成元素只有Al、H两种，故在空气中燃烧的产物为氧化铝和水，B正确；氢铝化合物组成元素为Al和H两种，而氢气是很好的燃料，但氢气的储存和运输极不方便，将其转化成氢铝化合物后，就可以解决这一难题，同时氢铝化合物的燃烧热值极高，因此可以作为未来的储氢材料和火箭燃料，C正确；根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0，在AlnH2n＋2中，有(＋3)×n＋(－1)×(2n＋2)＝0，则有3n＝2n＋2，故n＝2，进而推出化学式为Al2H6，所以AlnH2n＋2不是氢铝化合物的通式，D错误。]
12．有四组由同一族元素形成的不同物质，在101 kPa时测定它们的沸点(℃)数据如表所示：
下列各项判断正确的是( )
A．第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键的键能最大
B．第三组与第四组相比较，稳定性：HBr>H2Se
C．第三组物质溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>HI
D．第一组物质是分子晶体，分子晶体中都含有共价键
B [由表中数据可知，表中所有物质的沸点均较低，应都是分子晶体。第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子之间可以形成氢键，A不正确；Se和Br同为第四周期元素，Br的非金属性较强，故稳定性：HBr>H2Se，B正确；第三组物质溶于水后，HF水溶液的酸性最弱，C不正确；第一组物质是分子晶体，其结构粒子为分子，但是，分子中不一定含有共价键，如稀有气体分子中无共价键，D不正确。]
13． (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18.5 kJ·ml－1，而常见的冰的熔化热为336 J·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)
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＋eq \f(1,8)×8＋6×eq \f(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18.5 kJ·ml－1,1 ml冰中含有2 ml氢键，而常见的冰的熔化热为336 J·g－1，也可写为6.05 kJ·ml－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。]
二、非选择题：共3小题
14．Q、R、X、Y、Z均为前20号元素，Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等，R与Q同族，Y和Z的简单离子与Ar原子的电子层结构相同，且Y的原子序数小于Z。
(1)Q的最高价氧化物在固态时属于__________晶体，俗名为__________。
(2)R的简单氢化物分子的空问结构是__________，属于__________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)X的简单氢化物的空间结构是__________；它的另一氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分，其电子式是__________________。
(4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是_______________________和__________；Q与Y形成的分子的电子式是______________________，属于__________(填“极性”或“非极性”)分子。
[解析] 根据第(3)问中X的氢化物X2H4是一种火箭燃料的成分，可知X为N元素，Q的低价氧化物与N2的电子总数相同，因此Q为C元素，R与Q同族，因此R为Si元素。根据第(4)问中C元素和Y、Z能形成共价化合物，则Y和Z为非金属元素，又由于Y和Z的简单离子与Ar原子的电子层结构相同，且Y的原子序数小于Z，因此Y和Z分别为S和Cl元素。
(1)Q为C元素，其最高价氧化物为CO2，CO2在固态时为分子晶体，固态二氧化碳的俗名为干冰。
(2)R为Si元素，其简单氢化物为SiH4，分子的空间结构是正四面体形，属于非极性分子。
(3)N的简单氢化物为NH3，空间结构为三角锥形，N2H4的结构式为，其电子式为。
(4)C分别和S、Cl形成的共价化合物为CS2、CCl4，CS2和CO2结构相似，都是直线形非极性分子，CS2的结构式为S===C===S，因此其电子式为。
[答案] (1)分子 干冰 (2)正四面体形 非极性
(3)三角锥形
(4)CS2 CCl4 非极性
15．(1)如图为干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a pm，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________的顶角。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”)。
[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，顶角为一种取向，三对平行面分别为三种不同取向。离顶角的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eq \f(\r(2),2)a pm。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，分子间的间距较大，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 eq \f(\r(2),2)a (2)氢键 范德华力 方向 4 四面体 较低 小
16．(素养题)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原子而形成8电子稳定结构；
②N—N键的键能为167 kJ·ml－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 ml N60分解成N2时________(填“吸收”或“放出”)的热量是________kJ(已知N≡N键的键能为942 kJ·ml－1)，表明稳定性N60________(填“>”“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1 ml N60中存在N—N键：1 ml×60×3×eq \f(1,2)＝90 ml。发生的反应为N60===30N2，故ΔH＝90 ml×167 kJ·ml－1－30 ml×942 kJ·ml－1＝－13 230 kJN60。
(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 13 230 < (3)N60可作高能炸药(其他合理答案也可)
分组
物质及沸点
第一组
A －268.8
B －249.5
C －185.8
D －151.7
第二组
F2 －187.0
Cl2 －33.6
Br2 58.7
I2 184.0
第三组
HF 19.4
HCl －84.0
HBr －67.0
HI －35.3
第四组
H2O 100.0
H2S －60.2
H2Se －42.0
H2Te －1.8
分组
物质及沸点
第一组
A －268.8
B －249.5
C －185.8
D －151.7
第二组
F2 －187.0
Cl2 －33.6
Br2 58.7
I2 184.0
第三组
HF 19.4
HCl －84.0
HBr －67.0
HI －35.3
第四组
H2O 100.0
H2S －60.2
H2Se －42.0
H2Te －1.8