化学人教版 (新课标)第三单元 化学与材料的发展课题3 高分子化合物与材料课后测评

3.2 分子晶体与原子晶体 第2课时 原子晶体

练基础落实

知识点1　原子晶体及其结构特点

1．有关原子晶体的叙述，错误的是(　　)

A．原子晶体中，原子不遵循紧密堆积原则

B．原子晶体中不存在独立的分子

C．原子晶体的熔点和硬度较高

D．原子晶体熔化时不破坏化学键

2．氮化硼(BN)是一种新型结构材料，具有超硬、耐磨、耐高温等优良特性，下列各组物质熔化时，所克服的微粒间作用与氮化硼熔化时克服的微粒间作用都相同的是(　　)

A．硝酸钠和金刚石                    B．晶体硅和水晶

C．冰和干冰                          D．苯和萘

知识点2　原子晶体的性质特点

3．美国《科学》杂志曾报道：在40 GPa的高压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是(　　)

A．该原子晶体中含有极性键

B．该原子晶体易汽化，可用作制冷材料

C．该原子晶体有很高的熔点

D．该原子晶体硬度大，可用作耐磨材料

4．氮化碳结构如图，其中β­氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是(　　)

A．氮化碳属于原子晶体

B．氮化碳中碳显－4价，氮显＋3价

C．氮化碳的化学式为C3N4

D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连

练方法技巧

原子晶体性质的判断与比较技巧

5．碳化硅(SiC)的晶体有类似金刚石的结构。其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是(　　)

A．熔点从高到低的顺序是：碳化硅>金刚石>晶体硅

B．熔点从高到低的顺序是：金刚石>晶体硅>碳化硅

C．三种晶体中的单元都是正四面体结构

D．三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体

原子晶体、分子晶体性质变化规律的比较方法

6．下列晶体性质的比较中正确的是(　　)

A．熔点：晶体硅>碳化硅>金刚石

B．沸点：HF>H2O>NH3

C．硬度：白磷>冰>二氧化硅

D．熔点：SiI4>SiBr4>SiCl4

练高考真题

7．下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是(　　)

A．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子

B．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2

C．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子

D．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角

8．下列说法中错误的是(　　)

A．SO2、SO3都是极性分子

B．在NH和[Cu(NH3)4]2＋中都存在配位键

C．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强

D．原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性

练综合拓展

9．下列物质：①白磷　②金刚石　③石墨　④二氧化硅

⑤甲烷　⑥四氯化碳　⑦铵根离子，其分子结构或晶体结构单元中存在正四面体的是(　　)

A．①②④⑤⑥⑦              B．①②⑤⑥

C．②⑦                      D．③④⑦

10.Al和Si、Ge和As在元素周期表的金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。请回答下列问题：

(1)As的价层电子构型为__________。

(2)AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6 ℃，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是____________。

(3)超高导热绝缘耐高温纳米材料氮化铝(AlN)在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似。在四大晶体类型中，AlN属于____________晶体。

(4)SiCl4常用作烟雾剂，因为Si存在3d空轨道，能同H2O发生反应而剧烈水解，在潮湿的空气中发烟，试用化学方程式表示其反应原理_______________________________

________________________________________________________________________。

参考答案

1．D　[原子晶体中原子之间通过共价键相连，而共价键具有方向性和饱和性，所以原子晶体中，原子不遵循紧密堆积原则。]

2．B　[因为BN为原子晶体，熔化时克服的微粒间的相互作用是共价键。A中硝酸钠为离子晶体；C、D中物质均为分子晶体，只有B中物质均为原子晶体。]

3．B　[CO2由固态时形成的分子晶体变为原子晶体，其成键情况也发生了变化，由原来的C===O双键变为C—O单键，但化学键依然为极性共价键，故A正确。由于晶体类型及分子结构发生变化，物质的熔、沸点等性质也发生了变化。CO2原子晶体具有高硬度、高熔点等特点，故C、D选项正确，B项错误。]

4．B　[根据β­氮化碳硬度超过金刚石晶体判断，氮化碳属于原子晶体，A项正确；氮的非金属性大于碳的非金属性，氮化碳中碳显＋4价，氮显－3价，B项错误；氮化碳的化学式为C3N4，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，C项和D项正确。故答案为B项。]

5．C　[晶体硅为半导体。]

6．D　[A项中三种物质都是原子晶体，因原子半径r(C)<r(Si)，所以键长：C—C<C—Si<Si—Si，故键能：C—C>C—Si>Si—Si，键能越大，原子晶体的熔点越高，A项错误；氟化氢、水、氨都是分子晶体，其沸点高低与分子间作用力大小有关，因为这三种物质分子之间都存在氢键，且H2O分子之间氢键最强，NH3分子之间氢键最弱，故水的沸点最高，氨的最低，B项错误；二氧化硅是原子晶体，硬度大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C项错误；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。]

7．C　[联想教材中SiO2的晶体空间结构模型，每个硅原子与4个氧原子结合形成4个共价键，每个氧原子与2个硅原子结合形成2个共价键，其空间网状结构中存在四面体结构单元，硅原子位于四面体的中心，氧原子位于四面体的4个顶角，故D项错误；金刚石的最小环上有6个碳原子，SiO2的晶体结构可将金刚石晶体结构中的碳原子用硅原子代替，每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，所以其最小环上有6个硅原子和6个氧原子，Si、O原子个数比为1∶1，故A、B两项错误，C项正确。]

8．A　[A选项中，SO3分子是平面三角形结构，为非极性分子，明显错误。]

9．A

10．(1)4s24p3　(2)共价键(或σ键)　(3)原子

(4)SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl

解析　砷在第四周期第ⅤA族，价层电子构型为4s24p3；氯化铝熔点低，是分子晶体；氮化铝与金刚石类似，是原子晶体；四氯化硅在潮湿的空气中发烟是由于生成了固态小颗粒的硅酸。