鲁科版高中化学选择性必修2能力课时落实4四类典型晶体的熔沸点比较及应用含答案 试卷

能力课时落实(四)　四类典型晶体的熔沸点比较及应用

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1．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

B　[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。]

2．要使金属晶体熔化必须破坏其中的金属键。金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是(　　)

A．金属镁的硬度大于金属铝

B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的

C．金属镁的熔点大于金属钠

D．金属镁的硬度小于金属钙

C　[钠、镁、铝所对应的阳离子半径依次减小，且Na＋、Mg2＋、Al3＋的电荷数依次增加，所以熔、沸点和硬度Na<Mg<Al，故A项错误，C项正确。从Li到Cs，对应金属离子的半径逐渐增大，金属离子所带电荷相同，金属键逐渐减弱，熔、沸点逐渐降低，故B项错误。Mg2＋和Ca2＋电荷数相同，半径Mg2＋<Ca2＋，所以金属镁的硬度大于金属钙，D项错误。]

3．下列说法正确的是(　　)

A．硝酸钾和冰的熔化需克服相同类型的作用力

B．氢化物HA的沸点比HB高，是因为1 mol HA分子中的H—A键断裂时吸收的能量比1 mol HB分子中的H—B键断裂时吸收的能量多

C．离子晶体在熔融状态下能导电是因为晶体受热时离子键被削弱，形成了自由移动的离子

D．非金属元素间只能形成共价化合物，金属和非金属元素间一定形成离子化合物

C　[硝酸钾和冰的熔化需克服的作用力分别是离子键和分子间作用力，A错误；氢化物的沸点与分子间作用力有关，与共价键关系不大，B错误；离子晶体在熔融状态下能导电是因为晶体受热时离子键被削弱，形成了自由移动的离子，C正确；非金属元素间不一定形成共价化合物，例如氯化铵是离子化合物，金属和非金属元素间也不一定形成离子化合物，例如氯化铝是共价化合物，D错误。]

4．根据下表提供的数据，判断可以形成合金的是(　　)

A．铝与硅　　B．铝与硫　　C．钠与硫　　D．钠与硅

A　[形成合金必须满足的条件是：熔融时不反应，且低熔点物质的沸点一定高于高熔点物质的熔点。]

5．(2021·湖北武汉高二月考)下列四种性质的叙述，可能属于金属晶体的是(　　)

A．由分子间作用力结合而成，熔点低

B．固态时或熔融后易导电，熔点在1 000℃左右

C．以共价键结合成网状结构，熔点高

D．固态时不导电，但溶于水或熔融后能导电

B　[由分子间作用力结合而成，熔点低，不属于金属晶体的特点，A错误；固态或熔融后能导电，熔点在1 000 ℃左右，可能为金属晶体，B正确；以共价键结合成网状结构，熔点高，不属于金属晶体的特点，C错误；固态时不导电，不符合金属晶体的特征，D错误。]

6．下表给出几种氯化物的熔点和沸点：

有关表中所列三种氯化物的性质，以下叙述正确的是(　　)

①氯化铝在加热时能升华

②四氯化硅在晶态时属于分子晶体

③氯化钠晶体中粒子之间以范德华力结合

④氯化铝晶体属于离子晶体

A．②③   B．③④  C．①②  D．①②③④

C　[由表中的数据可知，AlCl3的沸点低于熔点，加热时能升华，故①正确；SiCl4的熔、沸点较低，在晶态时属于分子晶体，故②正确；NaCl的熔、沸点较高，属于离子晶体，粒子之间以离子键结合，故③错误；AlCl3的熔、沸点都较低，属于分子晶体，故④错误。]

7．下列各组物质中，熔点由低到高排列正确的是(　　)

A．O2、I2、Hg       B．Na、H2O、NaOH

C．CO2、KCl、SiO2   D．Si、NaCl、SO2

C　[O2为分子晶体，常温下为气体，熔点最低，I2常温下为固体，Hg常温下为液体，所以熔点由低到高的顺序为O2、Hg、I2，故A错误；钠是金属晶体，水是分子晶体，氢氧化钠是离子晶体，则熔点由低到高的顺序为H2O、Na、NaOH，故B错误；CO2是分子晶体，KCl是离子晶体，SiO2是共价晶体，则熔点由低到高的顺序为CO2、KCl、SiO2，故C正确；Si是共价晶体、NaCl是离子晶体、SO2是分子晶体，则熔点由低到高的顺序为SO2、NaCl、Si，故D错误。]

8．下列说法不正确的是(　　)

A．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱

B．Si、SiC、金刚石的熔点依次降低

C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高

D．HCl的熔、沸点低于HF的熔、沸点

B　[因Si、SiC、金刚石都是共价晶体，共价键强弱顺序为C—C键>Si—C键>Si—Si键，所以Si、SiC、金刚石的熔点依次升高。]

9．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(　　)

A．熔点：NaF>MgF2>AlF3

B．晶格能：NaF>NaCl>NaBr

C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2

D．硬度：MgO>CaO>BaO

A　[由于Na＋、Mg2＋、Al3＋的半径依次减小，所带电荷数依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大，熔点依次升高，A项错误；F－、Cl－、Br－的半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小，B项正确；CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4，C项正确；Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋的半径依次增大，MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小，硬度依次减小，D项正确。]

10．(2021·辽宁六校协作体高二开学考试)下列物质的熔点均按由高到低的顺序排列，其原因是键能由大到小排列的是(　　)

A．铝、钠、干冰

B．金刚石、碳化硅、晶体硅

C．碘化氢、溴化氢、氯化氢

D．二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳

B　[碘化氢、溴化氢、氯化氢、二氧化碳以及一氧化碳形成的晶体都是分子晶体，其熔点高低与分子间作用力大小有关，所以A、C、D都不符合；B项中的物质都是共价晶体，其熔点高低与共价键的强弱有关，故B符合题意。]

11．(2021·北京广渠门中学高二检测)已知金属钠能与两种卤族元素形成化合物Q、P，它们的晶格能分别为923 kJ·mol－1、786 kJ·mol－1，下列有关说法中不正确的是(　　)

①Q的熔点比P的高　②若P是NaCl，则Q一定是NaF　③Q中成键离子核间距较大　④若P是NaCl，则Q可能是NaBr

A．①②  B．③④  C．①④  D．②③

B　[Q的晶格能大于P的晶格能，故Q的熔点比P高，①正确；因F－的半径比Cl－的小(其他卤素离子的半径比Cl－的大)，故NaF的晶格能大于NaCl的，故②正确，④错误；因Q、P中成键离子均为一价离子，离子所带电荷数相同，故二者晶格能的差异是由成键离子核间距决定的，晶格能越大，表明离子核间距越小，③错误。]

12．(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)。C20晶体属于________晶体，C20分子共有________个共价键，共有________个正五边形。

(2)目前科学家拟合成一种“二重结构”的球形分子，即把足球形C60分子容纳在足球形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________(填序号)。

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、沸点   

[解析]　(1)根据“由20个碳原子构成的空心笼状分子”可判断该物质一定是分子晶体。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C20分子共有正五边形的个数为＝12。(2)该物质中碳原子和硅原子间形成共价键，因此它是化合物，故A项正确、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，沸点较低，故D项错误。

[答案]　(1)分子　30　12　(2)BD

13．(高考组合)(1)(2019·全国Ⅲ)苯胺(NH2)的晶体类型是________。苯胺与甲苯(CH3)的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是__________________________

___________________________________________________________________。

(2)(新课标全国Ⅰ高考)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：

①碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是___________________

__________________________________________________________________。

②CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于________晶体。

[解析]　(1)苯胺为有机物，结合题给信息中苯胺的熔、沸点可知苯胺为分子晶体。苯胺中有—NH2，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提升分子晶体的熔、沸点。(2)①碳原子有4个价电子，且碳原子半径小，很难通过得、失电子达到稳定电子结构，所以碳在形成化合物时，其键型以共价键为主。②Fe(CO)5的熔、沸点较低，符合分子晶体的特点，故其固体为分子晶体。

[答案]　(1)分子晶体　苯胺分子之间存在氢键

(2)①C有4个价电子且半径小，难以通过得、失电子达到稳定电子结构　②分子

14．过渡金属钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。

(1)钛铁合金具有放氢温度低、价格适中等优点，是钛系储氢合金的代表。

①基态Ti原子价电子排布式为________。

②Fe元素在元素周期表中的位置是________。

(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7＋3CCl4===2KCl＋2CrO2Cl2＋3COCl2↑。

①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。

②COCl2分子中所有原子均满足8电子稳定结构，COCl2分子中π键和σ键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。

(3)NiO、FeO的晶体结构均与NaCl的晶体结构相似，其中Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为6.9×10－2 nm和7.8×10－2 nm。则熔点：FeO________(填“>”“<”或“＝”)NiO。

(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在我国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。

①该晶体的化学式为________。

②已知该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，密度为d g·cm－3。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积为________cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知：a＝511 pm，c＝397 pm；标准状况下氢气的密度为8.98×10－5 g·cm－3；储氢能力＝。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为________(结果保留整数)。

[解析]　(1)①Ti是22号元素，位于元素周期表中第4周期第ⅣB族，故基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2。②Fe是26号元素，位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族。

(2)①化学方程式中涉及的非金属元素有三种：O、C、Cl，CCl4中C元素表现正化合价、Cl元素表现负化合价，Cl2O中Cl元素显＋1价，O元素显－2价，元素电负性越大，对应原子在形成化学键时吸引电子的能力越强，相互化合时该元素表现负价，故电负性：C<Cl<O。②1个COCl2分子中有1个C===O键和2个C—Cl键，所以1个COCl2分子中π键的数目为1，σ键的数目为3，个数比为1∶3，中心C原子价电子对数为3＋＝3，故中心C原子杂化方式为sp2。

(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与晶格能的大小有关，离子所带电荷数越多、离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，由于Ni2＋的半径小于Fe2＋的半径，则熔点：FeO<NiO。

(4)①根据该合金的晶胞图可知，晶胞中心有1个镍原子，其他8个镍原子位于晶胞面上，镧原子位于晶胞顶点，所以晶胞中含有的镍原子数为1＋8×＝5，晶胞中含有的镧原子数为8×＝1，晶体的化学式为LaNi5。②一个晶胞的质量m＝ g，根据m＝ρ×V，可得V＝ cm3。③LaNi5合金储氢后氢的密度ρ＝＝ g·cm－3≈0.111 g·cm－3，由定义式可知储氢能力＝≈1 236。

[答案]　(1)①3d24s2　②第4周期第Ⅷ族  (2)①C<Cl<O　②1∶3　sp2　(3)<  (4)①LaNi5　②　③1 236