新高考化学一轮复习小题多维练习第43练 分子晶体与共价晶体（解析版）

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1．下列晶体中由原子直接构成的分子晶体是( )
A．氯化钠 B．氦气 C．金刚石 D．金属
【答案】B
【解析】A项，氯化钠是由Na＋和Cl－通过离子键结合形成的离子晶体；B项，氦气是由氦气原子(分子)通过分子间作用力结合形成的分子晶体；C项，金刚石是由碳原子通过共价键结合形成的原子晶体；D项，金属是由金属阳离子和自由电子通过金属键结合形成的金属晶体。
2．下列化合物固态时属于分子晶体的是( )
A．HCl B．SiO2 C．Hg D．NH4Cl
【答案】A
【解析】HCl是通过分子间作用力形成的分子晶体，A正确；SiO2是由共价键形成的共价晶体，B错误；Hg是金属晶体，C错误；NH4Cl是由铵根离子和氯离子形成的离子晶体，D错误。
3．当SO3晶体熔化时，下述各项中发生变化的是( )
A．化学键 B．硫与氧的原子个数之比 C．分子构型 D．分子间作用力
【答案】D
【解析】SO3晶体是分子晶体，熔化时分子间作用力发生变化。
4．下列物质中，属于共价晶体的化合物是( )
A．水晶 B．晶体硅 C．金刚石 D．干冰
【答案】A
【解析】晶体硅、金刚石属于单质，干冰属于分子晶体。
5．共价晶体一定具有的性质是( )
A．熔点高 B．易导热 C．能导电 D．良好的延展性
【答案】A
【解析】高硬度、高熔点是共价晶体的特性，共价晶体不能导电、导热，延展性差，故选A。
6．在常温常压下呈气态的化合物，降温使其固化得到的晶体属于( )
A．分子晶体 B．共价晶体
C．离子晶体 D．何种晶体无法判断
【答案】A
【解析】该化合物在常温常压下呈气态，即熔、沸点很低，故固化得到分子晶体。
7．干冰熔点很低是由于( )
A．CO2是非极性分子B．C==O键的键能很小
C．CO2化学性质不活泼D．CO2分子间的作用力较弱
【答案】D
【解析】干冰熔化时破坏的是分子间作用力。
8．下列关于分子晶体的说法不正确的是( )
A．分子晶体中含有分子 B．固态或熔融态时均能导电
C．分子间以分子间作用力相结合 D．熔、沸点一般比较低
【答案】B
【解析】A项，分子晶体是由分子构成的，A项正确；B项，固态或熔融态时，分子晶体既不电离也没有自由移动的电子，均不能导电，B项错误；C项，分子间以分子间作用力相结合，C项正确；D项，分子晶体的熔、沸点一般比较低，D项正确。故选B。
9．下列有关分子晶体的叙述正确的是( )
A．分子内均存在共价键
B．非金属氧化物呈固态时，一定属于分子晶体
C．分子晶体中一定存在氢键
D．分子晶体熔化时一定破坏了范德华力
【答案】D
【解析】A项，稀有气体分子内无化学键，A项错误；B项，非金属氧化物中的SiO2为原子晶体，B项错误；C项，分子晶体中不一定存在氢键，如CO2晶体，C项错误；D项，分子晶体中分子间一定存在范德华力，可能存在氢键，所以分子晶体熔化时一定破坏了范德华力，D项正确；故选D。
10．分子晶体具有某些特征的本质原因是( )
A．组成晶体的基本微粒是分子
B．熔融时不导电
C．基本构成微粒间以分子间作用力相结合
D．熔点一般比较低
【答案】C
【解析】分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质原因是其基本构成微粒间的相互作用——范德华力及氢键相对于化学键来说比较弱。故选C。
11．下列说法正确的是( )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，分子的熔、沸点越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定
【答案】B
【解析】冰融化时，破坏的是氢键和范德华力，水分子中的共价键不被破坏，分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力的大小有关，与化学键的强弱无关，而分子的稳定性与化学键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关。故选B。
12．下列各组物质，均属于化合物且均形成分子晶体的是( )
A．PH3、H2、C10H8 B．PCl3、CO2、HNO3
C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、NaCl、H2O
【答案】B
【解析】H2为单质，SiO2晶体由硅原子、氧原子构成，不存在SiO2分子，NaCl晶体由Na＋和Cl－构成，也不存在NaCl分子。故选B。
13．下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，正确的是( )
A．Cl2＞I2B．SiCl4＞CCl4
C．PH3＞NH3D．C(CH3)4＞CH3CH2CH2CH2CH3
【答案】B
【解析】NH3分子间存在氢键，分子间作用力大，PH3分子间不存在氢键，分子间作用力弱，NH3的熔点高于PH3，C项不正确；A、B选项中均无氢键，且固态时都为分子晶体，物质组成结构相似，相对分子质量大的熔点高，故A项不正确，B项正确；相对分子质量相同的烷烃的同分异构体，支链越多，熔点越低，故D项不正确。故选B。
14．下列有关共价晶体的叙述，错误的是( )
A．共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则 B．共价晶体中不存在独立的分子
C．共价晶体的熔点和硬度较高 D．共价晶体熔化时不破坏化学键
【答案】D
【解析】共价晶体中原子之间通过共价键相连，而共价键具有方向性和饱和性，所以共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则。共价晶体在熔化时破坏共价键。
1．某分子晶体晶胞结构模型如图，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8
C．分子晶体的晶胞均可用此模型表示 D．该晶体熔沸点高、硬度大
【答案】A
【解析】A项，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个紧密的分子的特征称为分子密堆积，故A项正确；B项，二氧化碳晶体配位数为12，故B项错误；C项，分子晶体晶胞类型很多，还有简单立方堆积等，故C项错误；D项，分子晶体的沸点低、硬度小，故D项错误；故选A。
2．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
【答案】A
【解析】A项，H2O分子是沿O的4个sp3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项正确；B项，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项错误；C项，水分子间通过氢键形成冰晶体，故C项错误；D项，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项错误。故选A。
3．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8个CH4分子
【答案】B
【解析】A项，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项错误；B项，由甲烷的晶胞结构图分析可知，与位于晶胞顶点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，顶点上的甲烷分子为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，B项正确；C项，甲烷晶体是分子晶体，熔化时需克服范德华力，C项错误；D项，甲烷晶胞属于面心立方晶胞，该晶胞中甲烷分子的数目为，D项错误；故选B。
4．我国的激光技术在世界上处于领先地位，科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射氮气，碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。所得化合物可能比金刚石更坚硬，其原因可能是( )
A．碳、氮原子构成平面结构的晶体
B．碳氮键长比金刚石中的碳碳键长更短
C．氮原子电子数比碳原子电子数多
D．碳、氮的单质的化学性质均不活泼
【答案】B
【解析】由“这种化合物可能比金刚石更坚硬”可知该晶体应该是一种原子晶体，原子晶体是一种空间网状结构而不是平面结构，A选项错误。氮原子的半径比碳原子的半径小，两者所形成的共价键的键长要比碳碳键的键长短，所以该晶体的熔、沸点和硬度应该比金刚石更高，B项正确。原子的电子数和单质的活泼性一般不会影响到所形成的晶体的硬度等，所以C、D项错误。故选B。
5．下列有关共价晶体的叙述不正确的是( )
A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体
B．含1mlC的金刚石中C-C键数目是2NA，1 ml SiO2晶体中Si-O键数目是4 NA
C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂
D．SiO2晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2不是它的分子式
【答案】C
【解析】A项，金刚石是1个中心C原子连接4个C原子，二氧化硅是1个中心Si原子连接4个O原子，均为正四面体，A项正确；B项，金刚石中，1个C原子与另外4个C原子形成4个C-C键，这个C原子对每个单键的贡献只有，所以1 mlC原子形成的C-C键为，而SiO2晶体中1个Si原子分别与4个O原子形成4个Si-O键，则1 ml SiO2晶体中Si-O键为4 ml，B项正确；C项，干冰熔化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂，C项错误；D项，共价晶体的构成微粒是原子不是分子，D项正确。故选C。
6．下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是( )
A．SiO2的晶体结构中，每个原子与2个O原子直接相连
B．通常状况下，60g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小环上有6个碳原子
D．1ml金刚石中含有4NA个C-C键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
【解析】A项，二氧化硅的晶体结构为，每个Si原子形成4个共价键，所以每个Si原子与4个O原子直接相连，A项错误；B项，二氧化硅是由Si原子和O原子构成的共价晶体，所以二氧化硅晶体中不含分子，B项错误；C项，金刚石的结构为，则由共价键形成的最小环上有6个碳原子，C 项正确；D项，金刚石中每个C原子形成4个C-C键，而每个C-C键连有2个C原子，所以1ml金刚石中含有2NA个C-C键，D项错误；故选C。
7．现在已能在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体，下列关于CO2原子晶体的说法中正确的是( )
A．CO2的原子晶体中存在范德华力，每1 ml CO2原子晶体中含有2NAπ键
B．在一定条件下，CO2原子晶体转化为CO2分子晶体是物理变化
C．熔点：金刚石>原子晶体CO2
D．在CO2的原子晶体中，每个C原子周围结合4个O原子，每个O原子与两个C原子相结合
【答案】D
【解析】A项，原子晶体中不存在分子间作用力，只存在共价键，CO2晶体转化为原子晶体后不存在π键，只存在σ键，A项错误；B项，两者的晶体类型不同，CO2原子晶体转化为CO2分子晶体时存在化学键的断裂和生成，属于化学变化，B项错误；C项，由于氧原子的半径小于碳原子的半径，故C—O键键长小于C—C键键长，故键能C—O强于C—C，故共价键强弱：C—O＞C—C，所以熔点应该是原子晶体CO2＞金刚石，C项错误；D项，由题意知CO2原子晶体与SiO2结构相似，每个C周围结合4个O，每个O周围结合2个C，D项正确。故选D。
8．下列说法中正确的是( )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．共价晶体中，共价键越强，共价晶体的熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高
D．稀有气体形成的晶体属于共价晶体
【答案】B
【解析】冰属于分子晶体，冰晶体中存在分子间作用力，所以冰融化时克服分子间作用力，共价键不变，A错误；共价晶体中共价键的强弱决定其熔点的高低，所以共价晶体中共价键越强，共价晶体的熔点越高，B正确；分子晶体的熔点和沸点与分子间作用力有关，与分子内的共价键的键能强弱无太大关系，C错误；稀有气体分子是单原子分子，形成的晶体为分子晶体，D错误。
9．下列分子晶体，关于熔点、沸点高低的叙述中，正确的是( )
A．Cl2>I2 B．SiCl4PH3 D．C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3
【答案】C
【解析】A、B项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔点、沸点高；C选项属于分子结构相似的情况，但存在氢键的熔点、沸点高；D项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的情况，支链多的熔点、沸点低。
10．根据下表中的有关数据分析，下列说法错误的是( )
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
【答案】D
【解析】A项，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项正确；B项，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项正确；C项，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项正确；D项，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项错误；故选D。
1．德、俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到一种低熔点物质——高聚氮，这种高聚氮的氮氮键比N2分子中的氮氮三键要弱得多。下列有关高聚氮的说法不正确的是( )
A．高聚氮晶体属于分子晶体 B．高聚氮是一种单质
C．高聚氮的沸点高于氮气 D．高聚氮转变成氮气是氧化还原反应
【答案】D
【解析】由题中信息，N—N键要比N≡N键弱得多，且高聚氮的熔点较低，说明高聚氮是分子晶体，A项正确；高聚氮只含氮元素，属于单质，转变为N2的过程中化合价不变，故不属于氧化还原反应，B项正确、D项错误；高聚氮是氮气发生聚合得到的，相对分子质量高于氮气，因而沸点高于氮气，C项正确。故选D。
2．下列有关冰和干冰的叙述不正确的是( )
A．干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体
B．冰晶体中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子
C．干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华
D．干冰中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻的分子
【答案】A
【解析】干冰晶体中CO2分子间作用力只是范德华力，分子采取密堆积，一个分子周围有12个紧邻的分子；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和饱和性，故每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，采取非密堆积的方式，空间利用率小，因而密度小。干冰熔化只需克服范德华力，冰融化需要克服范德华力和氢键，由于氢键作用力比范德华力大，所以干冰比冰的熔点低得多，而且常压下易升华。
3．在20世纪90年代末期，科学家发现并证明碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关说法错误的是( )
A．熔点比较：C60＜C70＜C90
B．C60、C70、管状碳和洋葱状碳之间的转化属于化学变化
C．C60晶体结构如图所示，每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个
D．C60、C70、管状碳和洋葱状碳都不能与O2发生反应
【答案】D
【解析】C60、C70、C90都属于分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，A项正确；C60、C70、管状碳和洋葱状碳属于不同物质，它们之间的转化属于化学变化，B项正确；在每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子与之相距eq \f(\r(2),2)a(其中a为立方体棱长)，就是每个面心上的C60分子，在X、Y、Z三个方向各有4个，所以为12个，C项正确；C60、C70、管状碳和洋葱状碳属于碳单质，在点燃条件下都能在O2中燃烧，D项错误。故选D。
4．某分子晶体晶胞结构模型如图，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8
C．分子晶体的晶胞均可用此模型表示 D．该晶体熔沸点高、硬度大
【答案】A
【解析】A项，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个紧密的分子的特征称为分子密堆积，故A项正确；B项，二氧化碳晶体配位数为12，故B项错误；C项，分子晶体晶胞类型很多，还有简单立方堆积等，故C项错误；D项，分子晶体的沸点低、硬度小，故D项错误；故选A。
5．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4个水分子
C．水分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是键的一种
D．冰变成水，氢键部分被破坏
【答案】D
【解析】A项，冰晶胞内水分子间以氢键结合，氢键不是化学键，故A项错误；B项，由冰晶胞的结构可知，根据均摊法计算，每个冰晶胞平均含有4+8×+6×=8个水分子，故B项错误；C项，水分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不是化学键，故C项错误；D项，冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍在氢键，故D项正确。故选D。
6．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8个CH4分子
【答案】B
【解析】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；由甲烷晶胞可知，位于晶胞顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个，而这3个甲烷分子在晶胞的面上，因此每个都被2个晶胞共用，故与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，熔化时克服范德华力，C错误；甲烷晶胞中甲烷分子的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，D错误。
7．氮氧化铝(AlON)是新型透明高硬度防弹铝材料，属于原子晶体，主要用于装甲车辆防弹窗户、战场光学设备的透镜、望远镜穹顶以及覆盖于导弹传感器顶部的透明圆窗等。下列描述错误的是( )
A．基态铝原子的价电子排布式为3s23p1
B．制备AlON的原料NH3中N原子采取sp2杂化
C．AlON和水晶的化学键类型相同
D．AlON和水晶的晶体类型相同
【答案】B
【解析】A项， 根据元素周期表位置可知，基态铝原子的价电子排布式为3s23p1，A项正确；B项，N2分子中N原子没有杂化，2p能级的3个电子，其中一个是头碰头式，形成σ键，其余2个2p电子以肩并肩式成键，形成2个π键，B项错误；C项，二者均属于原子晶体，均只含有共价键，C项正确； D项，二者均属于原子晶体，D项正确。故选B。
8．下列关于SiO2晶体空间立体网状结构的叙述正确的是( )
A．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶点
B．最小的环为3个Si原子和3个O原子组成的六元环
C．最小的环上实际占有的Si原子和O原子个数之比为1：1
D．最小的环为6个Si原子和6个O原子组成的十二元环
【答案】D
【解析】A项，SiO2晶体中存在四面体结构单元，每个Si原子能形成4个共价键，每个O原子能形成2个共价键，Si处于中心，O处于4个顶点，故A项错误；B项，最小的环为6个Si原子和6个O原子组成的十二元环，故B项错误；C项，每个环实际占有的Si原子数为，O原子数为，故最小的环上实际占有的Si原子和O原子个数之比为1:2，故C项错误；D项，最小的环为6个Si原子和6个O原子组成的十二元环，故D项正确；故选D。
9．已知金刚石的晶胞如图所示，由此可看出在含有共价键形成的碳原子环中，其中一个碳原子共参与形成的六元环个数及任意两个C—C键间的夹角是( )
A．6个120°B．12个120°
C．6个109°28'D．12个109°28'
【答案】D
【解析】由金刚石的晶胞结构可知，碳原子间以共价键相互结合，形成三维的空间网状结构。在金刚石晶体里，每个碳原子以四个共价键对称的与相邻的4个碳原子结合，碳原子采取sp3杂化方式形成共价键，所以碳原子与其周围的4个碳原子形成正四面体结构，一个碳原子共参与形成的六元环个数为12，C-C键的夹角都是 109°28′。故选D。
10．已知SiC的熔点为2700℃，其晶胞结构如图所示。已知Si-28、C-12，下列说法错误的是( )
A．晶体中碳原子和硅原子均采用sp3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12
D．若晶胞参数为，则该晶体的密度为
【答案】B
【解析】A项，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项正确；B项，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项错误；C项，根据晶胞结构可知，距离硅原子最近其距离相等的硅原子数为12，C项正确；D项，碳原子位于晶胞的顶点和面心，个数为4，硅原子位于体内，个数为4，若晶胞参数为apm，则该晶体的密度为=g·cm-3，D项正确；故选B。
11．氮化碳部分结构如图所示，其中氮化碳的硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法错误的是( )
A．氮化碳属于共价晶体，其化学键比金刚石的更稳定
B．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构
C．氮化碳的化学式为C3N4其中氮显-3价，碳显+4价
D．该晶体与金刚石结构相似，都是原子间以非极性键结合形成的空间网状结构
【答案】D
【解析】A项，N原子半径小于C原子，键长：C-N键