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巩固练习

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巩固练习，共12页。试卷主要包含了单选题等内容，欢迎下载使用。
分子晶体与共价晶体
一、单选题（15题）
1．下列关于晶体的说法中，正确的是
A．冰融化时，分子中H-O键发生断裂
B．共价晶体中，共价键的键能越大，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该晶体的熔沸点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定
2．已知晶体硼的熔点为2300℃，硬度为9.5，可推知单质晶体硼属于
A．分子晶体 B．原子晶体 C．离子晶体 D．无法判断
3．我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法不正确的是

A．氮化硼晶体有较高的熔沸点
B．该晶体具有良好的导电性
C．该晶胞中含有4个B原子，4个N原子
D．N原子周围等距且最近的N原子数为12
4．下列关于金刚石、石墨、SiO2、白磷说法正确的是
A．金刚石中碳原子与碳碳键的数目比为1：4
B．SiO2中硅原子与硅氧键的数目比为1：2
C．石墨中碳原子与碳碳键的数目比为2：3
D．金刚石、石墨、SiO2、白磷都为原子晶体
5．下列说法正确的有
①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征
②冰融化时，分子中H-O键发生断裂
③分子晶体在干燥或熔融时，均能导电
④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高
⑤分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔点一定越高
⑥分子晶体的熔、沸点一般比较低
⑦分子晶体中，分子间以分子间作用力相结合，分子间作用力越大，分子越稳定
A．2项 B．3项 C．4项 D．5项
6．根据下表中的有关数据分析，下列说法错误的是

AlCl3
SiCl4
晶体硼
金刚石
晶体硅
熔点/℃
194
-70
2180
＞3500
1410
沸点/℃
181
57
3650
4827
2355
A．SiCl4、AlCl3是分子晶体
B．晶体硼是共价晶体
C．晶体硅是共价晶体
D．金刚石中的C-C键比晶体硅中的Si-Si键弱
7．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O，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4个紧邻的水分子形成四面体
B．冰晶体具有三维骨架结构，是共价晶体
C．水分子间通过H—O形成冰晶体
D．冰融化后，水分子之间空隙增大
8．用过量的溶液处理含氯化铬的水溶液()，生成沉淀，此配合物的组成最可能是
A． B．
C． D．
9．以表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A．冰(图甲)中含共价键数目为
B．金刚石(图乙)中含有键数目为
C．干冰(图丙)中含有个晶胞结构单元
D．石墨(图丁)中含键数目为
10．我们可以将SiO2的晶体结构想象为在晶体硅的Si-Si键之间插入O原子。根据SiO2晶胞结构图，下列说法不正确的是

A．石英晶体中每个Si原子通过Si-O极性键与4个O原子作用
B．每个O原子也通过Si-O极性键与2个Si原子作用
C．石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，可用“Si-O”来表示石英的组成
D．在晶体中存在石英分子，故石英的分子式为SiO2
11．美国加州Livermore国家实验室物理学家Choong—Shik和他的同事们，在40Gpa的高压容器中，用Nd：YbLiF4激光器将液态二氧化碳加热到1800K，二氧化碳转化为与石英具有相似结构的晶体。估计该晶体可能具有的结构或性质是
A．该晶体属于共价晶体 B．硬度与金刚石相近
C．熔点较低 D．硬度较小
12．硫和氮是两种常见的“明星元素”，其化合物是现代无机化学研究的最为活跃的领域之一.如图是已经合成的某硫氮化合物的分子结构，下列说法错误的是

A．该物质的分子式为SN B．该物质的熔沸点较低
C．该物质的分子中不含非极性键 D．N的电负性比S的电负性强
13．下列说法正确的是
A．常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4空间构型为正四面体形，其固体的晶体类型为共价晶体
B．NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为NH3、AsH3、PH3
C．NH3、PH3、AsH3还原性由强到弱的顺序为NH3、PH3、AsH3
D．NH3、PH3、AsH3键角由大到小的顺序为NH3、PH3、AsH3
14．已知的熔点为2700℃，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是

A．晶体中碳原子和硅原子均采用杂化
B．硅单质的熔点高于2700℃
C．距离硅原子最近的硅原子数为4
D．若晶胞参数为，则该晶体的密度为
15．正硼酸（H3BO3）是种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连（如图所示）。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．分子中硼原子最外层为8电子稳定结构
D．1 mol H3BO3晶体中有3 mol氢键
填空题（4大题）
16．(1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示，则金刚砂的晶体类型为___________；在SiC中，每个Si原子周围距离最近且相等的Si原子数为___________；若晶胞的边长为apm，则金刚砂的密度表达式为___________。


(2)硅的某种单质的晶胞如图所示。GaN晶体的结构与该硅晶体相似，则GaN晶体中，每个Ga原子与___________个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为___________。若该硅晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则该硅晶体中两个硅原子之间的最短距离为___cm(用代数式表示即可)。

17．已知：A、B、C、D、E、F六种元素核电荷数依次增大，属元素周期表中前四周期的元素。其中A原子核外有三个未成对电子；B和E可形成离子化合物B2E，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的；F原子核外最外层电子数与B相同，其余各层均充满。请根据以上信息，回答下列问题：
⑴A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为________（用元素符号表示）。
⑵E与D的同族短周期元素可形成一种化合物X，X是常见的有机溶剂，X分子的空间构型是________。
⑶F原子的核外电子排布式是____________，F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为________。
⑷A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式为________（黑色球表示F原子）。

⑸A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种新型无机非金属材料，其晶体中所含的化学键类型为________。
18．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表前四周期的元素，它们的核电荷数：B＜A＜C＜D＜E＜F。B、C两种元素都能引起水体富营养化。E原子得到一个电子后3p轨道全充满。A＋比E原子形成的离子少1个电子层。D可以形成两种氧化物，其中一种氧化物是形成酸雨的主要气体之一。F的原子序数为26。请回答下列问题：
(1)C、D、E的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。
(2)写出B的氢化物与水反应的离子方程式：________________，B的氢化物极易溶于水的原因是____________________________________________________________。
(3)化合物BE3的分子空间构型为________________。
(4)F元素原子的核外电子排布式为________。F的一种常见化合物F(CO)5在常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，则F(CO)5的晶体类型为__________________。
(5)将FE3的饱和溶液滴入沸水中，请写出有关反应的离子方程式：___________________________。
(6)比较B、C两种元素的氢化物稳定性并说明理由：____________________。
19．Ⅰ.已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为 1、3、6、6,且都含有18个电子,B、C是由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D是一种有毒的有机物。
(1)组成A分子的原子的元素符号是_______。
(2)从B分子的立体结构判断,该分子属于_______(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)C分子中包含______个σ键,______个π键。
(4)D的熔、沸点比C2H6的熔、沸点高,其主要原因是(需指明D是何物质):_____________________________。
Ⅱ.CO的结构可表示为,N2的结构可表示为。
(5)下表是两者的键能数据:(单位:kJ·mol-1)


A—B





CO

357.7

798.9

1 071.9

N2

154.8

418.4

941.7


结合数据说明CO比N2活泼的原因:______________。
Ⅲ.Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。
(6)基态Ni原子的核外电子排布式为_________,基态Cu原子的外围电子排布式为_________。
(7)Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)5晶体属于______(填晶体类型)。

参考答案：
1．B
A．冰融化时，水分子没有改变，改变的是分子间的距离，所以分子中H-O键没有发生断裂，A不正确；
B．共价晶体中，共价键的键能越大，破坏共价键所需的能量越大，该晶体的熔点越高，B正确；
C．分子晶体熔化或沸腾时，只改变分子间的距离，不需要破坏分子内的共价键，所以该晶体的熔沸点高低与键能无关，C不正确；
D．分子晶体中，物质的稳定性与分子内原子间的共价键有关，与分子间作用力无关，D不正确；
故选B。
2．B
非金属单质的晶体类型主要有2种：原子晶体和分子晶体，由于作用力强弱相差悬殊，物理性质（熔、沸点、硬度）差别也甚大，因此根据上述数据可以看出单质晶体硼的熔点高、硬度大，都介于典型的原子晶体，因此晶体硼当属原子晶体。
答案选B。
3．B
A．氮化硼晶体为原子晶体，原子晶体具有较高的熔沸点，A正确；
B．该晶体结构中无自由移动的电子，不具有导电性，B错误；
C．由图可知，该晶胞含4个N原子，B原子位于晶胞的顶点和面心上，故B原子的数量为8×+6×=4个，C正确；
D．由晶胞示意图，1个N原子与4个B原子成键，1个B原子可以和3个N原子成键，这些N原子距中心N原子等距离且最近，总数为12个，D正确；
答案选B。
4．C
【详解】
A．在金刚石晶体中每个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键被2个碳原子所共有，则晶体中碳原子与碳碳键的数目比为1：2，故A错误；
B．二氧化硅晶体中每个硅原子能与4个氧原子形成硅氧键，晶体中硅原子与硅氧键的数目比为1：4，故B错误；
C．石墨晶体中每个碳原子形成3个碳碳键，每个碳碳键被2个碳原子所共有，碳原子与碳碳键的数目比为1:(3×)=2：3，故C正确；
D．石墨属于过渡性晶体、白磷属于分子晶体，都不属于原子晶体，故D错误；
故选C。
5．A
①分子晶体的构成微粒是分子，但只含有分子间作用力的分子晶体具有分子密堆积的特征，含有氢键的分子晶体不是密堆积，故①错误；
②冰熔化克服氢键，属于物理变化，水分子中H-O键没有断裂，故②错误；
③分子晶体在干燥或熔融时，均不能导电，故③错误；
④分子晶体中，分子间作用力越大，分子的熔、沸点越高，故④正确；
⑤分子晶体熔化时破坏分子间作用力，不破坏分子内共价键，即说明分子内共价键键能大小与该分子晶体的熔点高低无关，故⑤错误；
⑥分子晶体熔化时破坏分子间作用力，而分子间作用力一般较弱，导致其熔沸点较低，故⑥正确；
⑦分子的稳定性与分子间作用力无关，稳定性属于化学性质，分子间作用力影响物理性质，故⑦错误；
只有④、⑥正确，故答案为A。
6．D
A．根据表格数据可知SiCl4、AlCl3的熔沸点低，说明在晶体中构成微粒间的作用力十分微弱，由于分子间作用力比化学键弱得多，因此SiCl4、AlCl3都是分子晶体，A正确；
B．根据表格数据可知晶体硼熔沸点高，说明构成微粒的作用力很强，该物质属于共价晶体，B正确；
C．根据表格数据可知晶体硅熔沸点高，说明构成微粒的作用力很强，该物质属于共价晶体，C正确；
D．金刚石、晶体硅的熔沸点高，由于原子半径：C＜Si，键长：C-C＜Si-Si。键长越长，原子之间的共价键结合力就越弱，就越不牢固，越容易断裂，该化学键的键能就越小，故金刚石中的C-C键比晶体硅中的Si-Si键强，D错误；
故合理选项是D。
7．A
A． 分子是沿O的4个杂化轨道形成氢键的，冰晶体中每个水分子与另外4个紧邻的水分子形成四面体，故A正确；
B． 冰晶体中的水分子是靠氢键结合在一起的，氢键不是化学键，故B错误；
C． 水分子间通过氢键形成冰晶体，故C错误；
D． 因为冰晶体中形成的氢键具有方向性和饱和性，故水分子靠氢键连接后，分子间空隙变大，导致冰融化成水后，水分子之间空隙减小，故D错误。
故选A。
8．B
与过量的反应生成沉淀的是由配合物的外界在水溶液中电离出来的，因此在该配合物中1个在内界，2个在外界，对照各选项，答案选B。
9．A
A．1个水分子中含有2个共价键，所以冰中含共价键数目为，A正确；
B．金刚石晶胞中，1个C原子形成4个共价键，一个共价键连有2个C原子，平均每个C原子形成2个共价键，所以金刚石中含有键数目为，B错误；
C．1个干冰晶胞中，含有个分子，所以干冰中含有个晶胞结构单元，C错误；
D．石墨晶体中，1个碳原子形成3个C-C键，所以每个碳原子实际占1.5个化学键，石墨烯，含碳碳键数目为，每一层只形成1个键，故键数目不是，D错误。
故答案为：A
10．D
A．由题图可知每个Si原子与相邻的四个O原子以Si-O共价键相连，A正确；
B．在SiO2晶体中，每个O原子与相邻的两个Si原子以Si-O共价键相连，B正确；
C．在晶体中原子与O原子的个数比为1∶2，“SiO2”仅表示石英的元素组成及晶体中Si、O两种元素的原子个数比，不存在单个的SiO2分子，C正确；
D．在SiO2晶体中，每个Si原子与四个O原子以Si-O共价键相连，每个O原子与两个Si原子以Si-O共价键相连，彼此结合形成立体网状结构，不存在单个的SiO2分子，D错误；
故合理选项是D。
11．A
由题干信息可知，一定条件下可将二氧化碳转化为与石英具有相似结构的晶体，故推测该晶体为共价晶体（或原子晶体），由此分析解题：
【详解】
A．由分析可知，该晶体结构与石英晶体即SiO2晶体相似，属于共价晶体，A正确；
B．由分析可知，该晶体属于共价晶体，故硬度与金刚石相近，B正确；
C．由分析可知，该晶体为原子晶体(或共价晶体)，具有较高的熔点，C错误；       
D．由分析可知，该晶体为原子晶体(或共价晶体)，硬度较大，D错误；
故答案为：A。
12．A
【解析】
A．由图可知，分子中含4个N原子、4个S原子，则该物质的分子式为S4N4，故A错误；
B．该化合物为分子晶体，熔沸点较低，故B正确；
C．分子中含有的S-S键为非极性键，故C错误；
D．N的非金属性比S强，则N的电负性比S的电负性强，故D正确；
故答案为A。
13．B
【解析】
A．常温常压下SnCl4为无色液体，说明物质的熔沸点比较低，SnCl4空间构型为正四面体形，是由分子构成，因此其固体的晶体类型为分子晶体，A错误；
B．N、P、As是同一主族元素，形成的化合物结构相似，NH3分子之间除存在分子间作用力外，还存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使其熔沸点在三种物质中最高。PH3、AsH3的分子结构相似，物质的相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高，所以NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为NH3、AsH3、PH3，B正确；
C．同一主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，元素的非金属性越弱，其相应的氢化物的还原性就越强，所以NH3、PH3、AsH3还原性由弱到强的顺序为NH3、PH3、AsH3，C错误；
D．同主族元素的非金属元素由上向下电负性依次减小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种氢化物的键角由大到小的顺序为：NH3、PH3、AsH3，D正确；
故合理选项是B。
14．B
A．SiC晶体中碳原子周围有4个硅原子，而硅原子有4个碳原子，均采用sp3杂化，A说法正确；
B．共价键的键长越短，键能越大，则熔沸点越高，C-Si键键长比Si-Si键键长短，硅单质的熔点低于2700℃，B说法错误；
C．距离硅原子最近其距离相等的硅原子数为12，C说法错误；
D．若晶胞参数为apm，则该晶体的密度为=，D说法正确。
答案为B。
15．A
A. 正硼酸晶体中存在H3BO3分子，且该晶体中存在氢键，说明硼酸由分子构成，是分子晶体，原子晶体内只有共价键，故A正确。
B. 分子的稳定性与分子内的B−O、H−O共价键有关，熔沸点与氢键有关，故B错误。
C. 硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3对共用电子对，因此B原子不是8e−稳定结构，故C错误；
D. 一个H3BO3分子对应着6个氢键，一个氢键对应着2个H3BO3分子，因此含有1mol H3BO3分子的晶体中有3mol氢键，故D正确；
故选：A。
16．     共价晶体     12          4     正四面体    
(1)金刚砂()的硬度为9.5，硬度大，属于共价晶体；由晶胞结构可知，原子位于顶点和面心，则每个原子周围距离最近且相等的原子数目为12；该晶胞中含有的原子数为，C原子数为4，晶胞边长为，体积，，故答案为：共价；12；；
(2)根据晶体的结构与该硅晶体相似可知，在晶体中，每个原子与4个N原子相连，与同一个原子相连的N原子构成的空间结构为正四面体。的晶胞中含有原子的数目是晶体的结构与该硅晶体相似可知，在晶体中，每个原子与4个N原子相连，与同一个原子相连的N原子构成的空间结构为正四面体。的晶胞中含有原子的数目是，根据晶胞的密度可知，，晶胞的边长，的晶胞中两个原子之间的最短距离为晶胞体对角线长的，即，
故答案为：4；正四面体；；
17．     Na＜Al＜Si＜N     直线形     1s22s22p63s23p63d104s1     [Cu(NH3)4]2+     Cu3N     共价键
【解析】
已知：A、B、C、D、E、F六种元素核电荷数依次增大，属元素周期表中前四周期的元素。其中A原子核外有三个未成对电子，则A为N，E原子核外的M层中只有两对成对电子，则E为S，B和E可形成离子化合物B2E，则B为Na，C元素是地壳中含量最高的金属元素，则C为Al，D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的，则D为Si，F原子核外最外层电子数与B相同即最外层只有1个，其余各层均充满，则F为Cu。
【详解】
⑴同周期从左到右第一电离能具有增大的趋势，同主族从上到下第一电离能逐渐减小，因此A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为Na＜Al＜Si＜N；故答案为：Na＜Al＜Si＜N。
⑵E与D的同族短周期元素即C可形成一种化合物X(CS2)，X是常见的有机溶剂，CS2分子中C价层电子对数，其空间构型是直线形；故答案为：直线形。
⑶F是Cu，29号元素，Cu原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，F的高价离子即Cu2+与A的简单氢化物即NH3形成的配离子的化学式为[Cu(NH3)4]2+；故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；[Cu(NH3)4]2+。
⑷N、Cu形成某种化合物的晶胞结构如图所示，N的个数为，Cu的个数为，则其化学式为Cu3N；故答案为：Cu3N。
⑸A、C形成的化合物(AlN)具有高沸点和高硬度，说明是原子晶体，其晶体中所含的化学键类型为共价键；故答案为：共价键。
【点睛】
分子的空间结构和中心原子的杂化方式是常考题型，一般先分析分子中心原子的价层电子对数。
18．     S＜P＜Cl     NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－　     NH3与H2O之间能形成氢键；NH3和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，NH3在H2O中的溶解度较大     三角锥形     1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2     分子晶体     Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋     稳定性：NH3＞PH3，键长越短，键能越大，化合物越稳定
【详解】
能引起水体富营养化的元素为氮、磷，由题意可知B为氮元素、C为磷元素；D可以形成两种氧化物，其中一种氧化物是形成酸雨的主要气体之一可知D为硫元素；F的原子序数为26可知F为铁元素；E原子得到一个电子后3p轨道全充满，E 原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p5，E为氯元素；A＋比E原子形成的离子少1个电子层，A为钠元素；
(1)在元素周期表中，同一周期元素的第一电离能从左到右逐渐增大，同一主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小；但是磷的电子排布3s23p3，3p轨道为半充满状态较稳定，而硫的电子排布为3s23p4 3p轨道不是全满，不稳定，所以第一电离能S＜P；据此可以判断出S、P、Cl的第一电离能由小到大的顺序S＜P＜Cl；正确答案：S＜P＜Cl。
(2) NH3与H2O反应生成NH3·H2O，NH3·H2O又有少量发生电离生成NH4＋和OH－，离子方程式为NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－；NH3与H2O之间能形成氢键；NH3和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，NH3在H2O中的溶解度较大，所以NH3极易溶于水；正确答案：NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－；NH3与H2O之间能形成氢键；NH3和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，NH3在H2O中的溶解度较大 。
(3)化合物BE3为NCl3 其分子构型与氨气相似，分子空间构型为三角锥形；正确答案：三角锥形。
(4)铁元素的核电荷数26，铁元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；Fe(CO)5在常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，根据以上表现出来的性质，该晶体为分子晶体；正确答案：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；分子晶体。
(5)将FeCl3的饱和溶液滴入沸水中,铁离子水解生成氢氧化铁胶体，离子方程式：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋ ；正确 答案: Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋。
(6)原子半径 r(N)