高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第四单元 分子间作用力 分子晶体达标测试

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第四单元 分子间作用力 分子晶体达标测试，共10页。

[基础过关练]
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．NH3、HD、C8H10B．PCl3、CO2、H2SO4
C．SO2、SO3、C60D．CCl4、Na2S、H2O2
B [HD是单质，不是化合物，A错误；三种物质都是分子晶体，B正确；C60是单质，不是化合物，C错误；Na2S是离子晶体，不是分子晶体，D错误。]
2．加热装有硫粉的试管，硫粉很快熔化为液体，继而有淡黄色气体产生。将光亮细铜丝伸入气体中，铜丝发光发热且有黑色物质生成。由上述现象得不出的结论是( )
A．硫的熔沸点较低
B．硫晶体属于分子晶体
C．铜丝能在硫蒸气中燃烧
D．黑色固体是Cu2S
D [加热装有硫粉的试管，硫粉很快熔化为液体，说明硫的熔沸点较低，A正确；硫的熔沸点较低，因此硫晶体属于分子晶体，B正确；将光亮细铜丝伸入气体中，铜丝发光发热且有黑色物质生成，说明发生了化学反应，则铜丝能在硫蒸气中燃烧，C正确；根据实验现象不能得出黑色固体是Cu2S，因为CuS也是黑色的，D错误。]
3．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
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，①错误；②冰融化克服氢键，属于物理变化，水分子中H—O键没有断裂，②错误；③分子晶体在干燥或熔融时，均不能导电，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，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，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，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，⑦错误。]
4．已知下表中几种物质的熔、沸点：
据此判断，下列说法错误的是( )
A．AlCl3晶体加热易升华
B．SiCl4是分子晶体
C．单质X可能是共价晶体
D．AlCl3是共价晶体
D [AlCl3沸点低于熔点，加热时还未液化就已经气化了，易升华，A正确；SiCl4的熔、沸点较低，符合分子晶体的特点，是分子晶体，B正确；单质X的熔、沸点很高，符合共价晶体的特点，可能是共价晶体，C正确；AlCl3的熔、沸点较低，是分子晶体，D错误。]
5．二氯化二硫(S2Cl2)可用作橡胶工业的硫化剂，常温下它是橙黄色有恶臭的液体，它的分子结构与H2O2相似，熔点为193K，沸点为411K，遇水反应，既产生能使品红褪色气体又产生淡黄色沉淀，S2Cl2可由干燥的氯气通入熔融的硫中制得。下列有关说法错误的是( )
A．S2Cl2晶体中不存在离子键
B．S2Cl2分子中各原子均达到8电子稳定结构
C．S2Cl2在液态下不能导电
D．S2Cl2与水反应后生成的气体通入石蕊试液中，现象是溶液先变红后褪色
D [S2Cl2晶体熔、沸点较低，应为分子晶体，S与S，S与Cl之间以共价键结合，则一定不存在离子键，A正确；S2Cl2的电子式为，分子中各原子均达到8电子稳定结构，B正确；S2Cl2为分子晶体，在液态下不能电离出自由移动的离子，不能导电，C正确；与水发生的化学反应式为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，二氧化硫不能漂白指示剂，因此气体通入石蕊试液中，溶液变红不褪色，D错误。]
6．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：C60B．已知C(石墨)===C(金刚石) ΔH>0，则石墨比金刚石稳定
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10个
D．金刚石、C60、C70、管状碳和洋葱状碳一定条件下都能燃烧
C [分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点就越高，故熔点比较：C60＜C70＜C90，A正确；石墨转变为金刚石吸收能量，则石墨能量低，所以石墨比金刚石稳定，B正确；以晶胞顶点上的C60为例，与之距离最近的分子在经过该点的面的面心上，这样的面有12个，所以这样的分子也有12个，C错误；C60、C70、管状碳和洋葱状碳都是碳的单质，都能与O2发生反应，生成碳的氧化物，D正确。]
7．(1)已知：
TiC的熔、沸点明显高于TiCl4的原因是_____________________________
________________________________________________________________。
(2)六方氮化硼晶体结构(如图)与石墨相似，都是混合型晶体。但六方氮化硼晶体不导电，原因是________。
[解析] (1)TiC的熔、沸点明显高于TiCl4的原因是TiC是共价晶体，TiCl4是分子晶体，共价键比分子间作用力强；(2)六方氮化硼晶体结构与石墨相似，都是混合型晶体。但六方氮化硼晶体不导电，原因是氮化硼晶体的层状结构中没有自由移动的电子。
[答案] (1)TiC是共价晶体，TiCl4是分子晶体，共价键比分子间作用力强 (2) 氮化硼晶体的层状结构中没有自由移动的电子
[拓展培优练]
8.意大利罗马大学的Fulvi Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4气体分子。N4分子结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．N4分子中只含有共价键
B．由N4分子形成的晶体可能属于离子晶体
C．1 ml N4分子所含共价键数为4NA
D．N4沸点比P4(白磷)高
A [同种非金属元素原子间形成的化学键为共价键，A正确；N4分子中只含有共价键，不可能是离子晶体，B错误；由N4分子结构可知，一个分子中含有6个共价键，所以1 ml N4分子所含共价键数为6NA，C错误；N4和P4都是分子晶体，并且结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，所以白磷的沸点高，D错误。]
9.已知：氢铝化合物Al2H6的球棍模型如图所示，它的熔点为150 ℃，燃烧热极高。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σ键与π键数目之比为3∶1
D [Al2H6的熔点为150 ℃，熔点低，可以判断该物质在固体时是分子晶体，故A正确；根据元素守恒，可以推断出Al2H6在空气中完全燃烧时，Al元素变成Al2O3，H元素变成H2O，故B正确；氢铝化合物组成元素为Al和H，Al和H2都是很好的燃料，但氢气在储存运输中极不方便，将其转化为氢铝化合物后，就解决这一矛盾，同时氢铝化合物的燃烧热极高，因此可以作为未来的储氢材料和火箭燃料。故C正确；氢铝化合物中只有σ键，没有π键，故D错误。]
10．关于下列晶胞说法错误的是( )
A．离子晶体NaCl的晶胞结构如图甲所示，晶体中Cl－周围距离最近的Cl－个数为6
B．分子晶体CO2的晶胞结构如图乙所示，该晶胞中含有4个CO2
C．共价晶体金刚石的晶胞结构如图丙所示，该晶胞中含有8个C
D．金属晶体钠的晶胞结构如图丁所示，晶体中Na的配位数为8
A [图甲为常见的离子晶体NaCl晶胞结构，晶体中Cl－周围距离最近的Cl－个数为12，A错误；图乙为分子晶体CO2的晶胞结构，根据晶胞基本知识可计算出，该晶胞中含有4个CO2，B正确；图丙为金刚石的晶胞结构，根据晶胞基本知识可计算出，该晶胞中含有8个C，C正确；图丁为金属晶体钠的晶胞结构，根据配位数的定义，可计算该晶胞中Na的配位数为8，D正确。]
11．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．124 g P4中共价键数目为4NA
B．32 g S8中的共价键数目为NA
C．18 g冰中含4NA氢键
D．60 g SiO2中的共价键数目为2NA
B [白磷分子中含有6个共价键， 124 g P4为1 ml，所以共价键数目为6 NA，A错误；一个S8分子中含有8个共价键，所以32 g S8中的共价键数目为NA，B正确；平均一个水分子形成2个氢键，所以18 g冰中含2 NA氢键，C错误；一个硅原子形成4个硅氧键，所以60 g SiO2中的共价键数目为4NA，D错误。]
12.已知氯化铝的熔点为190 ℃(2.02×105 Pa)，但它在180 ℃和常压下即开始升华。
(1)氯化铝是________晶体(填“离子”或“分子”)。
(2)在500 ℃，1.01×105 Pa时，氯化铝的蒸气密度(换算成标准状况)为11.92 g·L－1，且已知它的结构中还含有配位键，氯化铝的结构式为________。
(3)设计一个更可靠的实验，证明氯化铝是离子晶体还是分子晶体，你的实验是________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)分子晶体的熔点较低，AlCl3的熔点也仅有190 ℃，而且它还能升华，这就充分说明AlCl3是分子晶体。
(2)AlCl3蒸气的相对分子质量＝11.92×22.4≈267，则1个氯化铝蒸气分子是由2个AlCl3构成的，所以氯化铝的结构式为。
(3)熔融状态下离子晶体能导电而分子晶体不能，因此在加压条件下加热至熔融，测其导电性，若导电，则是离子晶体；若不导电，则为分子晶体。
[答案] (1)分子 (2) (3)在加压条件下加热至熔融，测其导电性，若导电，则是离子晶体；若不导电，则为分子晶体
13．如图所示C60、金刚石、石墨、二氧化碳和氯化铯的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)：
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为__________。
A．同分异构体B．同素异形体
C．同系物D．同位素
(2)固态时，C60属于________(填“原子”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键的数目是________。
(3)晶体硅的结构跟金刚石相似，1 ml晶体硅中含有硅硅单键的数目约是________NA。
(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________。
(5)观察CO2分子晶体结构的一部分，试说明每个CO2分子周围有________个与之紧邻且等距的CO2分子；该结构单元平均占有________个CO2分子。
(6)观察图形推测，CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为________，每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为_______________________________________________________________。
[解析] (1)所给三种物质均为只由碳元素组成的单质，故它们互为同素异形体。
(2)C60中只含碳元素，且不具有向空间无限伸展的网状结构，所以为分子晶体；C60分子中共有60×4＝240个成键电子，可以形成120个共价键，在C60分子中一个碳原子与三个碳原子相连，若全是单键，则有60×eq \f(3,2)＝90个键，但实际是120个，所以有30个双键。
(3)由金刚石的结构模型可知，每个碳原子都与相邻的4个碳原子形成一个单键，每个碳碳键被2个碳原子所共有，故每个碳原子相当于形成eq \f(1,2)×4＝2个单键，则1 ml硅中可形成2 ml硅硅单键。
(4)石墨层状结构中每个碳原子为三个正六边形共有，即对每个六边形贡献eq \f(1,3)个碳原子，所以每个正六边形占有eq \f(1,3)×6＝2个碳原子。
(5)题给出CO2分子晶体的一部分。如果把CO2分子看做是一个球，则CO2分子构成了面心立方最密堆积，面心立方最密堆积的配位数为12，所以每个CO2分子周围有12个与之紧邻且等距的CO2分子；在此结构中，8个CO2分子处于顶点，为8个同样结构共用，6个CO2分子处于面心，为2个同样结构共用。所以，该结构单元平均占有的CO2分子个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4。
(6)以图中大立方体中心的Cs＋为基准，与其最近的Cs＋分别位于其上、下、前、后、左、右的六个方位；与其次近的Cs＋分别位于通过中心Cs＋的三个切面的大正方形的顶点，个数为4×3＝12；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为8。
[答案] (1)B (2)分子 30 (3)2 (4) 2
(5)12 4 (6) 12 8
14．现有几组物质的熔点(℃)数据：
据此回答下列问题：
(1)A组属于________晶体。
(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)A组熔点很高，为共价晶体，构成微粒是原子，共价晶体是由原子通过共价键形成的，熔化时克服的是共价键。
(2)B组为金属晶体，根据金属晶体的特征可知，B组金属晶体具有①②③④四条共性。
(3)HF的分子之间除存在范德华力外，分子之间还含有分子间氢键，增加了分子之间的吸引力，使物质熔化、气化需消耗更高的能量，因此其熔点反常。
(4)D组属于离子晶体，离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，离子之间通过离子键结合，离子键是一种比较强的相互作用，具有一定的硬度；一般能够溶于水，在水分子作用下电离产生自由移动的离子，因而能够导电；在固体时离子之间通过离子键结合，不能自由移动，因此固态时不能导电；在熔融状态时断裂离子键，产生自由移动的离子，因此在熔融状态下也可以导电，故②④两个性质符合。
(5)D组属于离子晶体，其熔点与离子键键能有关。离子半径越小，离子之间作用力越强，离子键的键能越大，晶格能越大，物质的熔沸点就越高。由于离子半径：
r(Na＋)[答案] (1)共价 (2) ①②③④ (3) HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多 (4)②④ (5) D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)KBr
AlCl3
单质X
SiCl4
熔点/ ℃
801
730
190
2 300
－70
沸点/ ℃
1 413
1 380
180
2 500
53
物质
性质
TiC
质硬，熔点：3 200 ℃，沸点：4 820 ℃
TiCl4
具有挥发性，熔点：－25 ℃，沸点：136.4 ℃
A组
B组
C组
D组
金刚石：3 550 ℃
Li：181 ℃
HF：－83 ℃
NaCl：801 ℃
硅晶体：1 410 ℃
Na：98 ℃
HCl：－115 ℃
KCl：776 ℃
硼晶体：2 300 ℃
K：64 ℃
HBr：－89 ℃
RbCl：718 ℃
二氧化硅：1 723 ℃
Rb：39 ℃
HI：－51 ℃
CsCl：645 ℃