3.4 课时2分子晶体 同步练 （含答案） 2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修2

课时2　分子晶体
　
1 氮氧化铝(AlON)是新型透明高硬度防弹铝材料，硬度是石英玻璃的4倍。一种制备AlON的反应为CO2＋AlCl3＋NH3AlON＋CO＋3HCl。下列说法正确的是(　　)
A. CO2分子中σ键与π键个数之比为1∶1
B. AlON为分子晶体
C. NH3极易溶于水，是因为氨气分子之间存在氢键
D. HCl的电子式为
2 分子由原子构成。在通常的温度和压强等条件下，只有极少数物质的分子是由单个原子构成的，如稀有气体属于单原子分子。绝大多数物质的分子是由多个原子相互结合构成的，如氧气、水、氨、甲烷等。下列说法错误的是(　　)
A. 只含分子的晶体一定是分子晶体
B. 碘晶体升华时破坏了共价键
C. 几乎所有的酸都属于分子晶体
D. 稀有气体中只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体
3 下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是(　　)
A. CH4>SiH4>GeH4>SnH4
B. KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C. Rb>K>Na>Li
D. 金刚石>Si>钠
4 某研究所合成了一种球形分子，其分子式为C60Si60，结构中含有C60和Si60(C—12，Si—28)。下列对该分子的叙述正确的是(　　)
A. 形成的晶体属于分子晶体
B. 分子中Si60被包裹在C60里面
C. 其摩尔质量为2 400
D. 该分子熔点高、硬度大
5 已知C3N4晶体具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法正确的是(　　)
A. C3N4晶体中，每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3个C原子
B. C3N4晶体中C—N的键长比金刚石中的C—C要长
C. C3N4晶体中微粒间可能存在氢键
D. C3N4晶体是分子晶体
6 图甲为XeF4的结构示意图，图乙为XeF2晶体的晶胞结构图。下列有关说法错误的是(　　)
甲 乙
A. XeF2晶体属于分子晶体
B. XeF4中含有非极性键
C. XeF2晶胞中实际拥有2个XeF2
D. XeF2晶体中，距离最近的2个XeF2之间的距离为（a为晶胞棱长）
7 下列各组物质中，熔化时所克服的粒子间作用力类型分别与干冰和氢氧化钠相同的是(　　)
A. NaCl和CCl4
B. Na2O和SiO2
C. 金刚石和金属铝
D. 碘和过氧化钠
8 F2和Xe可在一定条件下反应生成X，若Xe过量则生成Y，X和Y的晶胞示意图如图所示，晶胞体积之比为V(X)∶V(Y)＝17∶13(F—19，Xe—131)。下列关于X和Y的说法正确的是(　　)
　　
A. 两种分子中的共价键都是极性键
B. 分子中Xe的孤电子对数：X>Y
C. 两种晶体都属于共价晶体
D. 晶体密度：X>Y
9 下列叙述正确的是(　　)
A. 熔、沸点：AsH3>PH3>NH3
B. 熔、沸点：硅>金刚石>NaCl>I2
C. 某物质熔点为1 067 ℃，易溶于水，其水溶液和熔融态均能导电，其晶体一定为离子晶体
D. 硫黄与金刚石晶体熔化时，所克服的微粒间相互作用力相同
10 某化学兴趣小组在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如表所示。
氯化物 NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2
熔点/℃ 801 712 190 －68 782
沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600
根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是(　　)
A. NaCl、MgCl2、CaCl2
B. AlCl3、SiCl4
C. NaCl、CaCl2
D. 全部
11 碳、硅为同主族元素，但它们的氧化物性质差异很大，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的晶胞类似。下列关于这四种晶胞的说法正确的是(　　)
干冰晶胞 SiO2晶胞 冰晶胞 金刚石晶胞
A. 一个干冰晶胞中有4个CO2分子，一个SiO2晶胞中有8个SiO2分子
B. 干冰中一个CO2分子周围有6个CO2分子紧邻
C. 冰和金刚石的熔、沸点都很高，熔化时均破坏共价键
D. 冰中水分子之间由于氢键的存在，使其晶胞结构与金刚石的相似
12 Ⅰ. 碳是形成化合物最多的元素。
(1) 由碳元素参与形成的物质多为分子晶体，也有少数共价晶体。下列关于分子晶体和共价晶体的说法正确的是　　　　（填字母，下同）。
A. 完全由非金属元素形成的物质一定是分子晶体或共价晶体
B. 分子晶体中分子之间一定存在范德华力
C. SiC具有极高的熔点和较大的硬度，SiC分子中除存在共价键外，还存在分子间作用力
D. 金刚石是由碳元素形成的共价晶体，性质稳定，不与任何物质反应
(2) 下图所示的几种碳单质中，属于共价晶体的是　　　　，与碳纳米管互为同素异形体的分子晶体是　　　　。其中12 g石墨中含　　　　个碳碳单键（设NA为阿伏加德罗常数的值）。
石墨 金刚石 C60
(3) 意大利罗马大学的FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的C4分子，C4分子的结构如图所示。下列说法正确的是　　　　。
A. C4属于一种新型的化合物
B. C4与P4（白磷）的晶体都属于分子晶体
C. C4气体分子内含有极性共价键
D. C4与C60互为同素异形体
Ⅱ. 自然界中，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体之间的过渡晶体。以下列出了第三周期几种氧化物晶体中离子键的百分数。
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键百分数 62% 50% 41% 33%
提示：离子键的百分数是通过电负性的差值计算出来的，电负性的差值越大，离子键的百分数越大。
(1) 从原子结构角度解释，为什么一般认为MgO属于离子晶体，而SiO2属于共价晶体：___________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) 硅位于元素周期表的　　　　区。基态硅原子的价层电子排布式为　　　　。
(3) 一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于六方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影如图所示，已知该晶体中晶胞各边长度分别为a pm、a pm和c pm，两条底边夹角为120°，距离最近的两个B原子之间距离为a pm。该物质化学式为　　　　；距离每个B原子最近的Mg原子有　　　　个。
　
13 下图为几种晶体或晶胞的结构示意图。
冰晶体 金刚石晶体 Cu晶胞 MgO晶胞 CaCl2晶胞 干冰晶体
请回答下列问题。
(1) 这些晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是　　　　　　。
(2) 冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_____
______________________________________________。
(3) NaCl晶胞与MgO晶胞结构相同，NaCl晶体的硬度　　　　 （填“大于”或“小于”）MgO晶体的硬度，原因是_____________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4) 每个Cu晶胞中实际占有　　　　个Cu原子，CaCl2晶胞中每个Ca2+周围距离最近且相等的Cl－有　　　　个。
课时2　分子晶体
1. A　CO2的结构式为O===C===O，每个双键中有1个σ键与1个π键，则CO2分子中σ键与π键个数之比为1∶1，A正确；氮氧化铝(AlON)高硬度，硬度是石英玻璃的4倍，则AlON为共价晶体，B错误；NH3极易溶于水，是因为NH3与H2O均为极性分子，相似相溶，且氨气分子与水分子之间存在氢键，C错误； HCl为共价化合物，电子式为，D错误。
2. B　碘晶体升华变为碘蒸气，I—I共价键未断裂，破坏了分子间作用力，B错误。
3. D　分子结构相似，相对分子质量越大，分子之间作用力越大，熔点越高，则CH4＜SiH4＜GeH44. A　球形分子的分子式为C60Si60，其结构中含有C60和Si60，该物质的晶体是由C60分子和Si60分子构成的，属于分子晶体，A正确；Si原子的半径大于C原子，故Si—Si的键长比C—C长，分子中Si60包裹着C60，B错误；摩尔质量的单位为g/mol，C错误；C60Si60属于分子晶体，熔点低、硬度小，D错误。
5. A　共价键具有饱和性，故C3N4晶体中每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3个C原子，A正确；原子半径C>N，故C3N4晶体中，C—N的键长比金刚石中的C—C的键长短，B错误；C3N4晶体中不含氢元素，故微粒间不存在氢键，C错误；C3N4晶体具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合，故C3N4晶体是共价晶体，D错误。
6. B　由图乙知，XeF2晶体由XeF2分子构成，故XeF2晶体属于分子晶体，A正确；Xe、F的电负性不同，故XeF4分子中的Xe—F为极性键，B错误；由均摊法知，XeF2晶胞中实际拥有2个XeF2，C正确；距离最近的2个XeF2之间的距离为体对角线的，即为(a为晶胞棱长)，D正确。
7. D　干冰和氢氧化钠分别为分子晶体和离子晶体，熔化时分别克服分子间作用力、离子键。碘为分子晶体，熔化需要克服分子间作用力，过氧化钠为离子晶体，熔化需要克服离子键，D正确。
8. A　Xe、F的电负性不同，故XeF4、XeF2分子中的Xe—F为极性键，A正确；XeF4分子中Xe的孤电子对数＝＝2，XeF2分子中Xe的孤电子对数＝＝3，分子中Xe的孤电子对数XeF49. C　NH3分子间有氢键，且AsH3的相对分子质量大于PH3，则熔、沸点NH3>AsH3>PH3，A错误；熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体，共价晶体中共价键的键长越短，键能越大，熔、沸点越高，熔、沸点：金刚石>硅>NaCl>I2，B错误；熔融态能导电，则可能是离子晶体或金属晶体，该物质熔点为1 067 ℃，易溶于水，其水溶液能导电，则不可能为金属晶体，故其晶体一定为离子晶体，C正确；硫黄属于分子晶体，金刚石属于共价晶体，故晶体熔化时，前者克服的是分子间作用力，后者克服的是共价键，D错误。
10. B　由分子构成的晶体，分子与分子之间靠分子间作用力聚集在一起，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔、沸点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸点很高，不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4熔、沸点较低，应为分子晶体，B正确，A、C、D错误。
11. D　SiO2是共价晶体，由Si、O原子构成，不存在分子，A错误；干冰属于面心立方晶胞，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻，B错误；冰是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力和氢键，金刚石是共价晶体，熔化时破坏共价键，C错误；冰中水分子之间由于氢键的存在，使其晶胞结构与金刚石的相似，D正确。
12. Ⅰ. (1) B　(2) 金刚石　C60　1.5NA　(3) BD
Ⅱ. (1) Mg与Si都处于第3周期，核外电子层数相同，核电荷数Si>Mg，原子半径SiMg，电负性Si>Mg。二者电负性都小于O，电负性差值O—SiSiO2
(2) p　3s23p2
(3) MgB2　6
13. (1) 金刚石晶体
(2) 金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰
(3) 小于　在MgO、NaCl晶体中，离子半径r(Mg2+)(4) 4　8