高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子晶体与共价晶体一课一练

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子晶体与共价晶体一课一练，共6页。试卷主要包含了下列推论正确的是，下列晶体性质的比较中不正确的是，下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。



1.(2019吉林扶余一中高二下第一次月考,)在20世纪90年代末期,科学家发现并证明碳有新的单质C60存在。后来人们又相继发现了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庭。下列有关说法错误的是( )
A.金刚石、C60、C70、管状碳和洋葱状碳都不能与H2发生加成反应
B.已知C(石墨,s) C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.C60晶胞结构如图所示,每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个
D.熔点:C602.(2019四川成都七中高一月考,)意大利罗马大学的科学家获得了极具理论研究意义的N4分子,N4分子结构如图所示。下列有关N4的说法正确的是( )
A.N4的沸点比N2低
B.N4分子中只含有非极性键,且键角为109°28'
C.N4分子中每个氮原子最外层都满足8电子稳定结构
D.1 ml N4中含有9 ml共价键
3.()高压下氮气聚合生成高聚氮,其晶体中每个氮原子都通过三个单键与三个氮原子结合并向空间伸展构成立体网状结构。已知晶体中N—N键的键能为160 kJ/ml,而键的键能为942 kJ/ml。则下列说法不正确的是( )
A.键能越大说明化学键越牢固,所构成的物质越稳定
B.高聚氮晶体属于共价晶体
C.该晶体中氮原子数目与氮氮键数目之比为2∶3
D.由高聚氮生成1 ml N2会放出702 kJ能量
4.(双选)(2019四川乐山高二上期末,)下列推论正确的是( )
A.NH4+为正四面体结构,可推测PH4+也为正四面体结构
B.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体也是分子晶体
C.SO2能使品红溶液褪色,CO2也能使品红溶液褪色
D.晶体中有阴离子必有阳离子
5.(2019河北邢台高二月考,)下列晶体性质的比较中不正确的是( )
A.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
B.沸点:NH3>PH3
C.硬度:白磷>冰>二氧化硅
D.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4
6.(2020云南陇川一中高二期末,)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,共价键的键长越短,通常熔点就越高
C.分子晶体中,共价键键能越大,该分子的熔、沸点就越高
D.分子晶体中,分子间作用力越大,则分子越稳定
7.(2020四川邻水实验学校高二阶段检测,)共价晶体是由原子直接通过共价键形成的空间网状结构的晶体,因其具有高熔、沸点,硬度大,耐磨等优良特性而具有广泛的用途。
(1)晶体硅是良好的半导体材料,被广泛用于信息技术和能源科学等领域。晶体硅是与金刚石结构类似的晶体(其晶胞如图甲所示),硅晶体的1个晶胞中含 个Si原子,在晶体硅的空间网状结构中最小环为 元环,每个最小环独立含有 个Si原子,含1 ml Si原子的晶体硅中Si—Si键的数目为 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(2)金刚砂(SiC)也与金刚石具有相似的晶体结构(如图乙所示),在金刚砂的空间网状结构中,碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答下列问题:
①金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是 (均用化学式表示)。
②在金刚砂的结构中,一个硅原子结合了 个碳原子,其中的键角是 。
③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环,其中一个最小的环上独立含有 个C—Si键。
④金刚砂的晶胞结构如图丙所示,在SiC中,每个C原子周围最近且等距的C原子数目为 ;若金刚砂的密度为ρ g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为 pm(用代数式表示即可)。
答案全解全析
1.A C60的结构中存在碳碳双键,可与H2发生加成反应,A错误;石墨转化为金刚石为吸热反应,则石墨能量低,金刚石能量高,能量越高,越不稳定,所以石墨比金刚石稳定,B正确;以晶胞顶点上的C60分子为例,与之距离最近的C60分子有12个,C正确;C60、C70、C90为分子晶体,分子晶体的相对分子质量越大,熔点越高,金刚石为共价晶体,在这四种物质中熔点最高,所以熔点:C602.C N4和N2都是分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,N4的沸点比N2高,A错误;N4是正四面体结构,键角是60°,B错误;氮原子最外层有5个电子,每个氮原子和三个氮原子形成三个共用电子对,所以每个氮原子的最外层都达到8电子稳定结构,C正确;由题中N4分子结构可知,一个分子中含有6个共价键,所以1 ml N4中含有6 ml共价键,D错误。
3.D 键能越大说明化学键越牢固,所构成的物质越稳定,A正确;高聚氮晶体中每个氮原子都通过三个单键与三个氮原子结合并向空间伸展构成立体网状结构,属于共价晶体,B正确;因为晶体中每个氮原子都通过三个单键与三个氮原子结合,每两个氮原子形成一个氮氮键,则每个氮原子平均形成1.5个氮氮键,氮原子数目与氮氮键数目之比为2∶3,C正确;由高聚氮生成1 ml N2的过程中断开了3 ml N—N键,同时生成了1 ml 键,则放出的能量为1 ml×942 kJ/ml-3 ml×160 kJ/ml=462 kJ,D错误。
4.AD N、P是同主族元素,所以NH4+和PH4+结构类似,都是正四面体结构,A正确;CO2是分子晶体,而SiO2是共价晶体,B错误;SO2能使品红溶液褪色,CO2不能使品红溶液褪色,C错误;晶体中有阴离子必有阳离子,D正确。
5.C A项中三种物质都是共价晶体,因原子半径r(C)C—Si>Si—Si,共价键键能越大,共价晶体的熔点越高,A项正确;因为NH3分子间存在氢键,所以NH3的沸点高于PH3的沸点,B项正确;二氧化硅是共价晶体,硬度很大,白磷和冰都是分子晶体,硬度较小,C项错误;四卤化硅为分子晶体,它们的组成和结构相似,分子间不存在氢键,故相对分子质量越大,熔点越高,D项正确。
6.B 冰融化克服的作用力主要是氢键,属于物理变化,H—O键没有断裂,故A错误;影响共价晶体熔、沸点高低的因素是键能的大小,共价键的键长越短,键能越大,熔点就越高,故B正确;影响分子晶体熔、沸点高低的因素是分子间作用力的大小,与共价键的键能无关,故C错误;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,故D错误。
7.答案 (1)8 6 12 2NA
(2)①Si解析 (1)晶体硅是与金刚石结构类似的晶体,硅晶体的1个晶胞中含Si原子的数目为4+8×18+6×12=8,根据结构分析,可知在晶体硅的空间网状结构中最小环为6元环,每个硅原子被12个环共用,因此每个最小环独立含有Si原子的数目为6×112=12,每个Si原子与周围4个Si原子形成4个共价键,每2个Si原子共用1个Si—Si键,即含1 ml Si原子的晶体硅中Si—Si键的数目为2NA。
(2)①共价晶体中,共价键键长越短,键能越大,熔、沸点越高,因此金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是Si②根据金刚砂的结构可知一个硅原子结合了4个碳原子,形成正四面体结构,其键角是109°28'。
③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环,一个最小环里共有6个C—Si键,1个C—Si键被6个环共用,因此一个最小的环上独立含有C—Si键的个数为6×16=1。
④以SiC晶胞顶角上的碳原子为研究对象,每个C原子周围最近且等距的C原子数目为12;1个金刚砂晶胞中含有4个碳原子、4个硅原子,若金刚砂的密度为ρ g·cm-3,则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为晶胞体对角线长的四分之一,1个晶胞的体积为40NA×4ρ cm3,因此最近的碳、硅原子之间的距离为34×34×40NA·ρ×1010 pm。
1.A
2.C
3.D
4.AD
5.C
6.B