高中化学新教材同步选择性必修第二册 第3章 阶段重点突破练(三)
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一、分子晶体、共价晶体的微粒相互分析
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，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．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定
答案 B
解析 A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误；B项，共价晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，正确；分子晶体熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D项错误。
2．氮氧化铝(AlON)属共价晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是( )
A．AlON和石英的化学键类型相同
B．AlON和石英晶体类型相同
C．AlON和Al2O3的化学键类型不同
D．AlON和Al2O3晶体类型相同
答案 D
解析 AlON与石英(SiO2)均为共价晶体，所含化学键均为共价键，A、B项正确；Al2O3不是共价晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确、D项错误。
3．干冰和二氧化硅晶体同属ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是( )
A．二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量
B．C—O的键能比Si—O的键能小
C．干冰为分子晶体，二氧化硅为共价晶体
D．干冰易升华，二氧化硅不能
答案 C
解析 干冰和SiO2所属晶体类型不同，干冰为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力；SiO2为共价晶体，熔化时破坏共价键，所以SiO2的熔点较高。
二、分子晶体、共价晶体的结构分析及应用
4．下图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法中正确的是( )
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以4配位数交替配位形成层结构
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，是共价晶体
D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
答案 A
解析 在立方体的顶面上，有5个I2，4个方向相同，A项正确；每个晶胞中有4个碘分子，B项错误；碘晶体是分子晶体，C项错误；碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于分子与分子之间，D项错误。
5．最近科学家成功的制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种三维骨架的无限伸展结构，下列对该晶体的叙述错误的是( )
A．该物质的化学式为CO2
B．晶体的熔、沸点高，硬度大
C．晶体中碳原子数与C—O化学键数之比为1∶4
D．该物质的性质与二氧化碳相似
答案 D
解析 晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳氧原子个数之比为1∶2，化学式为CO2，A正确；该化合物晶体属于共价晶体，熔、沸点高，硬度大，B正确；该晶体中，每个碳原子含有4个C—O共价键，C原子与C—O化学键数目之比为1∶4，C正确；该化合物晶体属于共价晶体，二氧化碳为分子晶体，性质与二氧化碳不相似，D错误。
6．黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体，是一种比石墨烯更优秀的新型材料。白磷、红磷都是分子晶体，黑磷晶体具有与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是( )
A．黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp2杂化
B．黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力
C．黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上
D．P元素三种常见的单质中，白磷的熔、沸点最高
答案 B
解析 由结构可知黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp3杂化，故A错误；黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力，故B正确；石墨中碳原子为sp2杂化，每层原子均在同一平面内，但磷原子的杂化方式为sp3杂化，每一层的各原子不可能在同一平面内，故C错误；黑磷为共价晶体，而其他两种单质为分子晶体，则黑磷的熔、沸点最高，故D错误。
三、分子晶体、共价晶体的性质、结构分析及应用
7．锗、砷、硒、溴的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为－49.5 ℃，沸点为83.1 ℃，则其晶体类型为________，中心原子的杂化类型为________。
答案 Br>As>Se>Ge 分子晶体 sp3
8．(1)某短周期元素组成的分子的球棍模型如图所示。已知分子中所有原子的最外层均达到8电子稳定结构，原子间以单键相连。下列有关说法中错误的是________(填字母)。
A．X原子可能为ⅤA族元素
B．Y原子一定为ⅠA族元素
C．该分子中，既含极性键，又含非极性键
D．从圆球的大小分析，该分子可能为N2F4
(2)若上述模型中Y原子最外层达到2电子稳定结构且其相对分子质量与O2相同，则该物质的分子式为______，它与P2H4常温下均为气体，但比P2H4易液化，常用作火箭燃料，其主要原因是______________________________________________________________________。
答案 (1)B (2)N2H4 N2H4分子之间形成氢键，致使N2H4沸点升高，易液化
9．在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，晶体结构如图所示。晶体中每个氮原子与另外三个氮原子结合形成三维骨架结构。氮原子的杂化轨道类型为________。这种高聚氮N—N 的键能为160 kJ·mol－1，而N2的键能为942 kJ·mol－1，其可能潜在的应用是____________________
____________________________________________________。
答案 sp3 制炸药(或高能燃料)
10．白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞的边长为a cm，阿伏加德罗常数为NA mol－1，则该晶胞中含有的P原子的个数为________，该晶体的密度为________ g·cm－3(用含NA、a的式子表示)。
答案 16
解析 根据均摊法，P原子的个数为×4＝16；晶胞的摩尔质量是16×31 g·
mol－1＝496 g·mol－1，1个晶胞的体积是a3cm3，ρ＝＝ g·cm－3。
11．金刚石的晶胞如图，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体(金刚砂)。
(1)金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是________________(用化学式表示)。
(2)金刚石的晶胞参数为a pm(1 pm＝10－12 m)。 1 cm3晶体的平均质量为________________ g(只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
答案 (1)C>SiC>Si (2)
解析 根据均摊法，立方金刚石晶胞中共有8个碳原子。1 cm3晶体的平均质量为 g＝ g。
12．SiO2晶胞(如下图) 可理解成将金刚石晶胞(如下图) 中的C原子置换成Si原子，然后在Si—Si之间插入O原子而形成。
(1)SiO2晶胞中，含有Si原子______个和O原子________个。
(2)假设金刚石晶胞的边长为a pm，试计算该晶胞的密度________ g·cm－3 (写出表达式即可)。
答案 (1)8 16 (2)
解析 (1)每个SiO2晶胞含有Si原子的个数为8×＋6×＋4＝8，按Si、O原子个数比可知，O原子的个数是16。
(2)一个晶胞含有8个C原子，所以一个晶胞的质量为12×＝，晶胞边长为a pm，所以金刚石晶胞的密度ρ＝＝ g·cm－3。
13．氮化铬的熔点为1 770 ℃，它的一种晶体的晶胞结构如图所示，其密度为5.9 g·cm －3，氮化铬的晶胞边长为________nm(列出计算式)。
答案 ×107
解析 根据均摊法，晶胞中Cr原子的数目：×8＋×6 ＝ 4；N原子的数目：×12＋1 ＝4；所以晶胞的质量m＝ ，密度ρ＝，所以a＝ cm＝×107 nm。
