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练习

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练习，共6页。试卷主要包含了分子晶体的组成，干冰熔点很低是由于，4×6，比较下列化合物熔、沸点的高低等内容，欢迎下载使用。

题组1.分子晶体的组成
1.下列说法正确的是( )
A.分子晶体中一定同时存在共价键和范德华力
B.由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
C.共价晶体和分子晶体一定均含有共价键,离子晶体也可能含有共价键
D.两个非金属元素原子间不可能形成离子键
2.干冰熔点很低是由于( )
A.CO2是非极性分子
B.CO的键能很小
C.CO2化学性质不活泼
D.CO2分子间的作用力较弱
3.如图为冰的一种骨架形式,以此为单位向空间延伸,请问该冰中的每个水分子形成几个氢键( )
A.2B.4
C.8D.12
题组2.分子晶体的判断
4.下列物质在室温下均是分子晶体的是( )
A.H2O、CH4、HF
B.红磷、硫、碘
C.CO2、SO2、NO2
D.H2SO4、CH3CH2OH、HCHO
5.某研究所合成了一种球形分子,它的分子式为C60Si60,其结构中包含有C60和Si60。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.熔点高、硬度大
6.下列能说明固态氨是分子晶体的事实是( )
A.氮原子不能形成阳离子
B.铵根离子不能单独存在
C.常温常压下,氨是气态物质
D.氨极易溶于水
题组3.分子晶体的性质
7.水的沸点为100 ℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7 ℃,引起这种差异的主要原因是( )
A.范德华力B.共价键
C.氢键D.相对分子质量
8.我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:HCHO+O2CO2+H2O。下列有关说法正确的是( )
A.干冰晶体中,一个CO2分子周围紧邻的CO2分子有6个
B.沸点:干冰<冰;密度:干冰<冰
C.每转移0.4×6.02×1023个电子,消耗2.24 L O2
D.HCHO和H2O形成分子间氢键是HCHO易溶于水的重要原因
9.(1)比较下列化合物熔、沸点的高低(填“>”或“<”)。
①CO2 SO2
②NH3 PH3
③O3 O2
④Ne Ar
⑤CH3CH2OH CH3OH
⑥CO N2
(2)已知AlCl3的熔点为190 ℃(2.02×105 Pa),但它在180 ℃时开始升华。请回答:
①AlCl3固体是 晶体。
②设计一个可靠的实验,判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是 。
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10.水分子间可通过一种叫“氢键”的作用(作用力介于化学键与范德华力大小之间)彼此结合而形成(H2O)n,在冰中n值为5。即每个水分子被其他4个水分子包围形成变形四面体,如图所示为(H2O)5单元,由无限个这样的四面体通过氢键构成一个庞大的分子晶体,即冰。下列叙述正确的是( )
A.1 ml冰中含有4 ml氢键
B.1 ml冰中含有4×5 ml氢键
C.平均每个水分子只含有2个氢键
D.平均每个水分子只含有个氢键
11.下列叙述正确的是( )
①冰中存在极性共价键和氢键两种化学键的作用
②C60晶体采用密堆积方式
③As是第ⅤA族的一种主族元素,其外围电子排布式为4s24p3,属于p区元素
④277 ℃时HgCl2熔化,此状态不能导电,HgCl2的稀溶液有弱的导电能力且可作手术刀的消毒液,从不同角度分类HgCl2是一种共价化合物、电解质、盐、分子晶体
A.①②B.②③④
C.①③D.①②③④
12.正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体。层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是( )
A.正硼酸晶体属于分子晶体
B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C.分子中硼原子杂化轨道的类型为sp3
D.1 ml H3BO3晶体中含有2 ml氢键
13.如图是甲烷晶体的晶胞结构,图中每个小球代表一个甲烷分子(甲烷分子分别位于立方体的顶角和面心),下列有关该晶体的说法正确的是( )
A.该晶体与HI的晶体类型不同
B.该晶体熔化时只需要破坏共价键
C.SiH4分子的稳定性强于甲烷
D.每个顶角上的甲烷分子与之距离最近且等距的甲烷分子有12个
14.已知碘晶胞结构如图所示,请回答下列问题:
(1)碘晶体属于 晶体。
(2)碘晶体熔化过程中克服的作用力为 。
(3)假设碘晶胞中立方体的棱长为a cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则碘单质的密度为 。
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15.干冰广泛用于舞台、剧场、影视、晚会等制作云海效果,全国及全世界用干冰制作特效的经典剧目不计其数。如图为干冰的晶胞结构示意图。
(1)一个晶胞中有 个二氧化碳分子;通过观察分析,有 种取向不同的CO2分子。
(2)在干冰中撒入镁粉,用红热的铁棒引燃后,再盖上另一块干冰,出现的现象为 ,反应的化学方程式是 。
(3)干冰的熔点低,常压下极易 ,在工业上的一个重要用途是 。
(4)将CO2分子视作质点,设晶胞边长为a pm,则紧邻的两个CO2分子的距离为 pm。
(5)其密度ρ为 (1 pm=10-12 m)。
答案：
1.D 解析 稀有气体为单原子分子,不存在化学键,故A错误;由非金属元素组成的化合物不一定为共价化合物,如氯化铵为离子化合物,故B错误;稀有气体为单原子分子形成的分子晶体,不存在化学键,故C错误;两个非金属元素原子间只能形成共价键,不能形成离子键,故D正确。
2.D 解析 干冰是分子晶体,分子晶体的相对分子质量越小,分子间的作用力越弱,熔、沸点越低,所以干冰熔点很低是由于CO2分子间的作用力较弱,与键能、化学性质等无关。
3.A 解析 由图可知,每个水分子与四个方向的其他4个水分子形成氢键,每个氢键为两个水分子共有,因此每个水分子形成的氢键个数为4×=2。
4.B 解析 题目的核心是“室温”,在该条件下H2O、H2SO4、CH3CH2OH均为液体,而CH4、HF、CO2、NO2、SO2、HCHO均为气体,故B项正确。
5.A 解析 球形分子的分子式为C60Si60,其结构中包含有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,所以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·ml-1,C错误;C60Si60属于分子晶体,熔点低、硬度小,D错误。
6.C 解析 分子晶体的熔、沸点较低,故常温常压下氨呈气态,说明固态氨属于分子晶体。
7.C 解析 水和H2S的结构相似,二者形成的晶体也都是分子晶体。但由于水分子间存在氢键,所以导致水的沸点高于H2S的沸点。
8.D 解析 干冰晶体中,以顶点上的CO2分子为例,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻,故A错误;冰分子间含有氢键,干冰分子之间只存在范德华力,氢键比范德华力强,故晶体的沸点:冰>干冰,水分子间存在氢键,且氢键有方向性,导致水分子形成冰时存在较大的空隙,密度比水小,干冰分子之间只存在范德华力,形成的分子晶体是密堆积,密度比水大,所以密度:干冰>冰,故B错误;未指明标准状况,无法计算气体体积,故C错误;氧元素电负性很强,甲醛中氧元素与水可以形成氢键,所以HCHO易溶于水,故D正确。
9.答案 (1)①< ②> ③> ④< ⑤> ⑥>
(2)①分子 ②在熔融状态下,检测其是否导电,若不导电则是共价化合物,若导电则是离子化合物
解析 (1)各组物质均为分子晶体,根据分子晶体熔、沸点的判断规律,分子间作用力越大,相对分子质量越大,分子极性越大,则晶体的熔、沸点越高,较容易比较六组物质熔、沸点的高低。
(2)由AlCl3的熔点低以及在180℃时开始升华判断AlCl3晶体为分子晶体。若验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物,可测其熔融状态下是否导电,若不导电则是共价化合物,导电则是离子化合物。
10.C 解析 由图可知,每个水分子(处于四面体的中心)与4个水分子(处于四面体的四个顶点)形成四个氢键,因为每个氢键都是由2个水分子共同形成的,所以每个水分子形成的氢键数为4×=2。
11.B 解析 ①氢键不是化学键,错误;②C60晶体属于分子晶体,无氢键,采用密堆积方式,正确;③As是第ⅤA族的一种主族元素,其外围电子排布式为4s24p3,属于p区元素,正确;④由导电性可知HgCl2属于电解质、共价化合物,HgCl2的熔点较低,属于分子晶体,正确;故选B。
12.A 解析 正硼酸晶体中存在H3BO3分子,且该晶体中存在氢键,说明硼酸由分子构成,是分子晶体,A正确;分子的稳定性与分子内的B—O、H—O共价键有关,与氢键无关,B错误;B只形成了3个单键,没有孤电子对,所以采取sp2杂化,C错误;根据图示,1个硼酸分子形成了6个氢键,但每个氢键是2个硼酸分子共用的,所以平均一个硼酸分子含3个氢键,则1mlH3BO3晶体中含有3ml氢键,D错误。
13.D 解析 甲烷、HI晶体均属于分子晶体,A项错误;甲烷晶体属于分子晶体,熔化时只需要破坏分子间作用力,不需要破坏共价键,B项错误;C的非金属性比Si强,所以SiH4分子的稳定性弱于甲烷,C项错误;根据晶胞的结构可知,以晶胞中顶角上的甲烷分子为研究对象,与它距离最近且等距的甲烷分子分布在立方体的3个面心上,每个顶角上的甲烷分子被8个立方体共用,每个面心上的甲烷分子被2个立方体共用,所以每个甲烷分子周围与它距离最近且等距的甲烷分子有=12个,D项正确。
14.答案 (1)分子 (2)分子间作用力(范德华力) (3) g·cm-3
解析 I2分子之间以分子间作用力结合,所以I2晶体属于分子晶体。观察碘的晶胞结构发现,一个晶胞中含有I2分子的数目为8×+6×=4。一个晶胞的体积为a3cm3,质量为g,则碘单质的密度为g·cm-3。
15.答案 (1)4 4
(2)镁粉在干冰中继续燃烧,发出耀眼的白光,并有黑色物质生成 2Mg+CO22MgO+C
(3)升华 作制冷剂
(4)a
(5) g·cm-3
解析 (1)CO2位于顶点和面心,1个干冰晶胞中CO2分子数:8×+6×=4;顶角1种取向,3对平行面分别为3种取向,所以共有4种取向。(2)镁粉在干冰中继续燃烧,发出耀眼的白光,并有黑色物质生成。(4)两个紧邻CO2分子的距离为面对角线的一半。面对角线的长度为a。(5)ρ=g·cm-3。