人教版 (2019)第二节 分子晶体与共价晶体当堂检测题

第一~二节综合拔高练

五年高考练

考点1　晶胞中微粒数目的计算

1.(2021湖南,18节选,)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。

已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4,图中Z表示　　　原子(填元素符号),该化合物的化学式为　　　　　。 

考点2　分子晶体与共价晶体

2.(高考组编,)按要求填空:

(1)(2021全国甲,35节选)单晶硅的晶体类型为　　　　　　。 

(2)(2021湖南,18节选)晶体硅和碳化硅熔点较高的是　　　(填化学式)。 

(3)(2021浙江6月浙江选考,26节选)已知3种共价晶体的熔点数据如下表:

金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是　　　　　　　　　　　                                　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

3.(2018课标Ⅱ,35节选,)下图为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

4.(2020山东,17节选,)Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体,其固体的晶体类型为　　　　　　　。 

5.(2019课标Ⅲ,35节选,)苯胺()的晶体类型是　　　　　　　。苯胺与甲苯()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　　　　　　　。 

6.(2020课标Ⅲ,35节选,)(4)研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm,α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。

氨硼烷晶体的密度ρ=　　　　g·cm-3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。 

7.(2017课标Ⅱ,35节选,)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:

(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。

①从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为　　　　,不同之处为

　　　　(填标号)。 

A.中心原子的杂化轨道类型　　　　　B.中心原子的价层电子对数

C.立体结构　　　　　　            D.共价键类型

②R中阴离子中的σ键总数为　　　　个。分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则中的大π键应表示为　　　　。 

③图中虚线代表氢键,其表示式为(N)N—H…Cl、　　　　　　　　、　　　　　　　　。 

(4)R的晶体密度为d g·cm-3,其立方晶胞参数为a nm,晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为　　　　　　。 

8.(2017课标Ⅲ,35节选,)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2 CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:

(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为　　　　和　　　　。 

(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为　　　　　　　　　　,原因是　　　　　　　　                                                                                    　　　　　　　　　　。 

(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在　　　　　　　　。 

三年模拟练

1.(2021江苏宿迁高二检测,)钻石的魅力在于它经过大自然千百万年的孕育,再经打磨,能放射出闪烁的光芒,钻石就是经过打磨的金刚石。已知金刚石的结构如图所示,由此可看出在含有共价键形成的碳原子环中,其中形成最小的环所需碳原子数及任意两个C—C键间的夹角是              (　　)

A.6个　120°　　　　　　　　   B.5个　108°

C.4个　109°28'　　　　　　　　D.6个　109°28'

2.(2021江苏宿迁高二检测,)已知HgCl2有如下性质:①HgCl2晶体熔点较低;②HgCl2熔融状态下不导电;③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述正确的是              (　　)

A.HgCl2晶体属于分子晶体

B.HgCl2属于离子化合物

C.HgCl2属于电解质,且属于强电解质

D.HgCl2属于非电解质

3.(2021湖北武汉高二统考,)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。如图为其晶体结构中最小的重复单元,其中每个原子最外层均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是              (　　)

A.磷化硼的化学式为BP,属于分子晶体

B.磷化硼晶体的熔点高,且熔融状态下能导电

C.磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键

D.磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力

4.(2021河北石家庄一中高二期末,)国外有人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N2,此时碳氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称,这种化合物可能比金刚石更坚硬,其原因可能是              (　　)

A.碳、氮原子构成网状结构的晶体

B.碳氮键比金刚石中的碳碳键更长

C.氮原子最外层电子数比碳原子最外层电子数多

D.碳、氮的单质化学性质均不活泼

5.(2021安徽合肥高二测试,)20世纪,科学家发现并证明碳有新的单质C60分子(晶体的晶胞结构如图所示)存在,后来科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子。下列说法错误的是              (　　)

A.C60晶体中每个C60分子周围与它距离最近且相等的C60分子有8个

B.熔点比较:C60晶体<金刚石

C.金刚石、C60、管状碳和洋葱状碳互为同素异形体

D.12 g金刚石中含有共价键的数目为2×6.02×1023

6.(2021福建福州高二期中,)氮氧化铝(AlON)是一种透明、高硬度的防弹材料,硬度为石英玻璃的4倍,可耐1 200摄氏度的高温。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NaCl的化学键类型不同

D.AlON和NaCl晶体类型相同

7.(2021安徽淮南高二月考,)制造光导纤维的材料是一种很纯的硅氧化物,它是具有立体网状结构的晶体,如图是简化了的平面示意图,关于这种制造光导纤维的材料,下列说法正确的是              (　　)

A.它的晶体中硅原子与氧原子数目之比是1∶4

B.它的晶体中硅原子与氧原子数目之比是1∶6

C.这种氧化物是共价晶体

D.这种氧化物是分子晶体

8.(2021山东济南高二月考,)由厦门大学郑兰荪院士合成的富勒烯足球状分子(C70Cl10)结构如图所示,它是由C70与Cl2反应得到的。在C70分子中每个碳原子均与周围相邻的其他3个碳原子相连,70个碳原子组成若干个正六边形和正五边形,碳元素均为+4价,则下列有关说法中不正确的是              (　　)

A.C70的熔点比石墨的熔点低

B.C70分子中碳原子的杂化方式与碳酸中碳原子的相同

C.1个C70分子中含有70个σ键、35个π键

D.1个C70Cl10分子中共用电子对的数目为145

答案全解全析

五年高考练

1.答案　O　Mg2GeO4

解析　由题图可知,一个晶胞中X原子数目为8×+4×+6×+3=8,Y原子数目为4,Z原子数目为16,Ge和O的原子个数比为1∶4,则Z表示O原子,Y表示Ge原子,X表示Mg原子,该化合物的化学式为Mg2GeO4。

2.答案　(1)共价晶体

(2)SiC

(3)原子半径C<Si(或键长C—C<Si—Si),键能C—C>Si—Si

解析　(1)单晶硅是由原子构成的,且以共价键形成空间网状结构,为共价晶体。

(2)C原子半径比Si原子小,所以C—Si键键长比Si—Si键短,C—Si键键能较大,则碳化硅熔点较高。

(3)共价晶体中,原子半径越小,共价键键长越短,则共价键键能越大,共价晶体的熔点就越高。

3.答案　S8相对分子质量大,分子间范德华力强

解析　S8和SO2均为分子晶体,S8的相对分子质量比SO2的相对分子质量大很多,范德华力更强,所以S8的熔点和沸点要比SO2的高很多。

4.答案　分子晶体

解析　常温常压下SnCl4为无色液体,说明其沸点很低,可推知其为分子晶体。

5.答案　分子晶体　苯胺分子之间存在氢键

解析　中只含有共价键,根据其熔、沸点数据可知,苯胺的晶体类型为分子晶体。苯胺分子间存在氢键,导致其熔、沸点高于甲苯。

6.答案　(4)

解析　(4)根据氨硼烷的2×2×2超晶胞结构图可知,每个晶胞含有16个NH3BH3分子,则1个晶胞的质量为 g,1个晶胞的体积为2a×10-10×2b×10-10×2c×10-10 cm3=8abc×10-30 cm3,故晶体密度ρ== g·cm-3。

7.答案　(3)①ABD　C　②5　　

③(H3O+)O—H…N()　(N)N—H…N()

(4)(或×10-21)

解析　(3)①H3O+中σ键数为3,中心原子孤电子对数为×(6-1-3×1)=1,价层电子对数为4,杂化轨道类型为sp3,立体结构为三角锥形;N中σ键数为4,中心原子孤电子对数为×(5-1-4×1)=0,价层电子对数为4,杂化轨道类型为sp3,立体结构为正四面体形;H3O+和N中均含极性共价键和配位键,故两种阳离子的相同之处为A、B、D,不同之处为C。②由图中的结构可知中的σ键数为5;中的5个原子参与形成大π键,每个原子中参与形成大π键的电子数为1(孤电子对不参与),故参与形成大π键的电子数为5+1=6,中大π键应表示为。(4)晶体的密度为d g· cm-3,晶胞的体积为(a×10-7)3cm3,晶胞的质量为×y,则×y=d×(a×10-7)3,y==×10-21。

8.答案　(2)sp　sp3

(3)H2O>CH3OH>CO2>H2　H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大

(4)离子键和π键(键)

解析　(2)CO2分子中C原子采取sp杂化,CH3OH分子中C原子采取sp3杂化。(4)Mn(NO3)2属于离子化合物,含有离子键,N中既有σ键又有π键。

三年模拟练

1.D　根据金刚石的晶体结构特点可知,最小环上碳原子数为6个,每个碳原子与相连的4个碳原子形成正四面体结构,因而任意两个C—C键的夹角为109°28'。

2.A　由信息①可知HgCl2晶体属于分子晶体,A正确;由信息②③可知HgCl2属于共价化合物,且为弱电解质,B、C、D错误。

3.C　由磷化硼的晶胞结构可知,P位于顶点和面心,数目为8×+6×=4,B位于晶胞内,数目为4,故磷化硼的化学式为BP,磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,所以磷化硼晶体属于共价晶体,A错误;磷化硼属于共价化合物,熔融状态下不能导电,B错误;由磷化硼晶胞结构可知,磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键,C正确;磷化硼晶体为共价晶体,熔化时需克服共价键,D错误。

4.A　由晶体的性质可知该晶体是共价晶体,C—N键的键长比金刚石中的C—C键的键长要短,且形成网状结构,所以这种化合物比金刚石更坚硬,A正确,B错误;氮原子最外层电子数比碳原子最外层电子数多,不是比金刚石更坚硬的原因,C错误;碳、氮单质的化学性质均不活泼,与最外层电子数有关,不是比金刚石更坚硬的原因,D错误。

5.A　以晶胞顶角上的C60为例,与之距离最近且相等的分子在该点所在面的面心上,所以这样的分子共有3×8÷2=12个,A错误;金刚石属于共价晶体,C60属于分子晶体,因此金刚石的熔点比C60晶体的高,B正确;金刚石、C60、管状碳和洋葱状碳,都是由碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,C正确;金刚石中每个碳原子参与形成4个共价键,但每个共价键为2个碳原子所共有,所以12 g金刚石中含有共价键的数目为2×6.02×1023,D正确。

6.D　根据题给信息可分析出氮氧化铝为共价晶体。AlON和石英均属于共价晶体,均只含有共价键,故A、B正确;AlON属于共价晶体,只含有共价键,而NaCl不属于共价晶体,是离子化合物,含有离子键,故C正确,D错误。

7.C　由硅氧化物的平面示意图可知,每个硅原子周围连有4个氧原子,每个氧原子周围连有2个硅原子,Si、O原子个数比为1∶2,故A、B错误;该晶体具有立体网状结构,是共价晶体,故C正确,D错误。

8.C　C70的熔点比石墨的熔点低,故A正确;C70分子中每个碳原子均与周围相邻的其他3个碳原子相连,所以碳原子是sp2杂化,碳酸中的碳原子是与3个氧原子形成3个σ键和1个π键,也是sp2杂化,故B正确;C70分子中1个碳原子占有个σ键和个π键,所以1个C70分子中σ键数为70×=105,π键数为70×=35,故C错误;C70→C70Cl10相当于5个π键断裂发生加成反应,一个π键断裂多一对共用电子对,所以1个C70Cl10分子中共用电子对数目为105+35+5=145,故D正确。