2023人教版化学-选择性必修2 第三章 晶体结构与性质 第1课时 分子晶体 试卷

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第二节　分子晶体与共价晶体第1课时　分子晶体基础过关练题组一　分子晶体及其判断1.(2022甘肃兰州一中期中)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.NH3、HD、C2H4　　　　　  B.PCl3、CO2、SiO2C.H2SO4、SO3、NH3　　　　　D.CCl4、S8、H2O22.(2021海南儋州鑫源中学月考)下列物质中,由极性分子结合而成的分子晶体是(　　)A.SiO2　　　　　B.CaCl2　　　　　C.HCl　　　　　D.CO23.(2020河南郑州外国语学校月考)在海洋深处的沉积物中含有大量可燃冰,其主要成分是甲烷水合物。甲烷水合物的结构可以看成是甲烷分子装在由水分子形成的“笼子”里。下列说法正确的是(　　)A.甲烷分子和二氧化碳分子的VSEPR模型都是正四面体形B.甲烷分子通过氢键与构成“笼子”的水分子相结合C.可燃冰属于分子晶体D.水分子的键角大于甲烷分子的键角题组二　常见分子晶体的结构4.(2022宁夏石嘴山三中期中)甲烷晶胞的结构如图所示,下列说法正确的是(　　)A.甲烷晶胞中的一个球只表示一个C原子B.晶体中与一个CH4等距且最近的CH4分子个数为8C.一个甲烷晶胞中含有8个CH4分子D.若晶胞边长为a pm,则两个最近的甲烷分子之间的距离为0.707a pm5.(2021山东临沂一中月考)如图为碘晶体晶胞结构,下列有关说法正确的是(　　)A.碘分子的排列有2种不同的取向,2种取向不同的碘分子交替排列形成层状结构B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是原子晶体D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力6.(2021辽宁葫芦岛第一次模拟)某分子晶体晶胞结构模型如图所示,下列说法正确的是(　　)A.该晶胞模型为分子密堆积B.该晶胞中分子的配位数为8C.分子晶体的晶胞均可用此模型表示D.该晶体熔点高、硬度大7.干冰晶胞如图所示,若干冰的晶胞边长为a,则每个CO2分子周围与其相距a的CO2分子有(　　)A.4个　　　　 　B.8个　　　　　C.12个　　　　　D.6个8.下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四个水分子形成四面体结构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.冰融化后,水分子之间的空隙增大9.(1)德国和美国科学家制出了由20个碳原子构成的空心笼状分子C20,该笼状结构是由许多正五边形构成的(如图所示)。1个C20分子共有　　　　个正五边形,共有　　　　个共价键;C20晶体属于　　　　晶体。 (2)科学家拟合成一种“二重结构”的球形分子,即把足球形C60分子嵌入足球形Si60分子中,外面的硅原子与里面的碳原子以共价键相结合。下列关于这种物质的叙述不正确的是　　　　(填字母)。 A.该物质是一种新型化合物B.该物质是两种单质组成的混合物C.该晶体属于分子晶体D.该物质具有极高的熔点题组三　分子晶体的性质10.(2022湖南天壹名校联盟联考)硅与氢结合能形成一系列的二元化合物SiH4、Si2H6等,与氯、溴结合生成SiCl4、SiBr4,SiH4、Si2H6、SiCl4、SiBr4四种物质的熔点由高到低的顺序为(　　)A.SiH4、Si2H6、SiCl4、SiBr4B.SiBr4、SiCl4、SiH4、Si2H6C.SiBr4、SiCl4、Si2H6、SiH4D.Si2H6、SiH4、SiCl4、SiBr411.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97.81 ℃,质软,固态能导电,密度为0.97 g·cm-3A.①④　　　　　B.②③　　　　　C.①②　　　　　D.②④12.下列各物质所形成的晶体的熔点高低的比较正确的是(　　)A.H2>N2>O2B.NH3>AsH3>PH3C.Cl2>Br2>I2D.C(CH3)4>(CH3)2CHCH2CH3>CH3CH2CH2CH2CH313.医院在进行外科手术时,常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂,已知HgCl2有如下性质:①HgCl2晶体熔点较低;②HgCl2熔融状态下不导电;③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述中正确的是(　　)A.HgCl2晶体属于分子晶体B.HgCl2属于离子化合物C.HgCl2属于电解质,且属于强电解质D.HgCl2属于非电解质能力提升练题组一　分子晶体的结构1.AB型化合物形成的晶体结构多种多样。如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.③④⑤⑥2.(2021河北石家庄一中月考)已知干冰晶胞为立方体结构(如图),晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是(　　)A.晶胞中一个CO2分子周围有8个紧邻分子B.晶胞的密度表达式是g·cm-3C.一个晶胞中平均含6个CO2分子D.CO2分子的空间结构是直线形,中心C原子的杂化轨道类型是sp3   杂化题组二　分子晶体的性质与应用3.C60分子和C60晶胞示意图如图所示。下列关于C60晶体的说法中不正确的是(　　)A.C60晶体可能具有很高的熔点B.C60晶体可能易溶于四氯化碳中C.C60晶体的一个晶胞中含有的碳原子数为240D.C60晶体中每个C60分子与12个C60分子紧邻4.正硼酸(H3BO3)是一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.正硼酸晶体不属于分子晶体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.含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键5.有四组同一族元素所形成的不同物质,在101 kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示:第一组第二组第三组第四组A-268.8F2-187.0HF19.4H2O100.0B-249.5Cl2-33.6HCl-84.0H2S-60.2C-185.8Br2-58.7HBr-67.0H2Se-42.0D-151.7I2-184.0HI-35.3H2Te-1.8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分子中化学键键能最大B.第三组与第四组相比较,化合物的稳定性:HBr>H2SeC.第三组物质溶于水后,溶液的酸性:HF>HCl>HBr>HID.第一组物质是分子晶体,一定含有共价键
答案全解全析基础过关练1.C　HD是氢气分子,属于单质、SiO2属于共价晶体、S8是单质,故A、B、D错误。2.C　SiO2和CaCl2不是分子晶体,HCl与CO2形成的晶体是分子晶体,其中CO2是非极性分子,HCl是极性分子,C正确。3.C　CH4的VSEPR模型为正四面体形,CO2的VSEPR模型是直线形,A项错误;甲烷分子与构成“笼子”的水分子间不能形成氢键,B项错误;可燃冰属于分子晶体,C项正确;H2O的键角为105°,CH4的键角为 109°28',D项错误。4.D　甲烷是分子晶体,甲烷晶胞中的一个球表示一个CH4分子,A错误;与一个CH4分子等距离且最近的CH4分子个数为12,B错误;一个甲烷晶胞中含有的CH4分子个数=8×=4,C错误;两个最近的甲烷分子之间的距离为晶胞面对角线长的一半,即a pm=0.707a pm,D正确。5.A　由题图可知,碘分子的排列有2种不同的取向,2种取向不同的碘分子交替排列形成层状结构,故A正确;碘分子个数=8×=4,因此平均每个晶胞中有4个碘分子,即有8个碘原子,故B错误;碘晶体为无限延伸的空间结构,构成粒子为分子,是分子晶体,故C错误;碘晶体中的碘原子间存在I—I非极性键,碘分子之间存在范德华力,故D错误。6.A　该分子晶体为二氧化碳晶体,以一个分子为中心,周围可以有12个分子,晶胞模型为分子密堆积,A正确;二氧化碳晶体的晶胞中分子的配位数为12,B错误;冰的晶胞不能用该模型表示,C错误;分子晶体的熔点低、硬度小,D错误。7.C　以顶点CO2分子为研究对象,若干冰的晶胞边长为a,该CO2分子周围与其相距a的CO2分子处于共用这个顶点的面的面心,由于顶点CO2分子为8个晶胞共有,则每个CO2分子周围与其相距a的CO2分子有=12个,故选C。8.A　冰晶体属于分子晶体,冰晶体中的水分子主要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。冰晶体中每个水分子可以与4个水分子形成氢键,从而形成四面体结构,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,因此冰融化后,体积减小,水分子之间空隙减小,A项正确、D项错误。9.答案　(1)12　30　分子　(2)BD解析　(1)根据题给信息可判断C20晶体属于分子晶体。根据其结构可知每个碳原子形成3个C—C键,每个共价键被2个碳原子共用,所以1个C20分子含有的共价键数是=30。因为每个共价键被2个正五边形共用,所以平均每个正五边形含有的共价键数是=2.5,故1个C20分子共有=12个正五边形。(2)该物质是一种“二重结构”的球形分子,故A项正确;该物质中碳原子和硅原子间形成共价键,它是化合物,故B项错误;该晶体是由分子构成的,属于分子晶体,故C项正确;该晶体属于分子晶体,熔点较低,故D项错误。10.C　SiH4、Si2H6、SiCl4、SiBr4 4种晶体均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,分子晶体的熔点越高,所以熔点:SiBr4>SiCl4>Si2H6>SiH4。11.B　本题考查分子晶体的性质。分子晶体中分子之间是以分子间作用力相结合的,分子晶体具有低熔点、不易导电、硬度小等性质。①熔点高,不是分子晶体的性质;④固态能导电,不是分子晶体的性质,故选②③。归纳总结　　在分子晶体中,相邻分子靠分子间作用力相互作用。由于分子间作用力较弱,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,还具有硬度小、易升华、有较强的挥发性、一般不导电等特点。12.B　一般组成和结构相似的分子晶体的熔点随相对分子质量的增大而升高,即熔点:H2<N2<O2、Cl2<Br2<I2,A、C项错误;NH3晶体中含有氢键,熔点高,即熔点:NH3>AsH3>PH3,B项正确;相对分子质量相同的烷烃,其支链越多,熔点越低,即熔点:C(CH3)4<(CH3)2CHCH2CH3<CH3CH2CH2CH2CH3,D项错误。13.A　由HgCl2的性质可知,HgCl2晶体属于分子晶体,属于共价化合物,是弱电解质。能力提升练1.B　从结构上看,①③④⑥构成晶体的基本单元都是无限向外延伸的,而②⑤都没有再以化学键与其他原子结合,所以②⑤最有可能是分子晶体,故B正确。2.B　一个CO2分子周围有12个紧邻分子,故A错误;该晶胞中最近的相邻两个CO2分子间距为a pm,即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳分子之间的距离为  a pm,则晶胞边长=a pm=a×10-10 cm,晶胞体积=(a×10-10 cm)3,该晶胞中二氧化碳分子个数=8×=4,晶胞密度=g·cm-3=g·cm-3,故B正确;该晶胞中二氧化碳分子个数=8×=4,故C错误;二氧化碳分子是直线形分子,C原子价层电子对数是2,杂化轨道类型为sp,故D错误。3.A　构成C60晶体的基本粒子是C60分子,因此C60晶体是分子晶体,不可能具有很高的熔点;由于C60是非极性分子,根据“相似相溶”规律,其可能易溶于四氯化碳中;每个C60的晶胞中含有的C60分子个数为8×=4,因此含有的碳原子数为4×60=240;如果以晶胞中一个顶点的C60分子为研究对象,则共用这个顶点的三个面的面心的C60分子与其距离最近且相等,有×8=12个。4.D　A项,正硼酸晶体属于分子晶体;B项,H3BO3分子的稳定性与分子内部的共价键有关,与分子间氢键无关;C项,分子中的硼原子不符合8电子稳定结构;D项,1个H3BO3分子可形成6个氢键,每个氢键被2个分子共用。5.B　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,故氢化物的稳定性HBr>H2Se,B正确;第三组物质溶于水后,HF溶液的酸性最弱,C不正确;第一组物质是分子晶体,但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。