化学人教版 (2019)第二节 分子晶体与共价晶体第1课时同步达标检测题

分 子 晶 体

一、选择题(本题包括8小题)

1．(2021·南宁高二检测)下列有关分子晶体的说法一定正确的是(　　)

A．分子内均存在共价键

B．分子间一定存在范德华力

C．分子间一定存在氢键

D．分子晶体一定采取分子密堆积方式

2．(2021·长沙高二检测)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

3．(2021·武汉高二检测)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

4．分子晶体具有某些特征的本质原因是(　　)

A．组成晶体的基本微粒是分子

B．熔融时不导电

C．晶体内微粒间以分子间作用力相结合

D．熔点一般比较低

5．(2021·潍坊高二检测)下列关于共价键的说法正确的是(　　)

A．丙炔分子中含有5个σ键和2个π键

B．乙醇分子中O—H键的极性强于C—H键的极性

C．乙烷分子中只含有极性键不含有非极性键

D．分子晶体中共价键键长越短，该分子晶体的熔点和沸点一定也越高

6．下列均是分子晶体构成的一组化合物是(　　)

A．H2、CH4、HCl　　　　　 B．CO2、SiO2、H2SO4

C．CaO、CO、NO       D．苯和酒精

7．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．2    B．4  C．8    D．12

8．(2021·银川高二检测)下列关于CH4和CO2的说法正确的是(　　)

A．固态CO2属于分子晶体

B．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

C．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

D．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp2

二、非选择题(本题包括3小题)

9．(10分)(2021·成都高二检测)(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；

(2)已知AlCl3为分子晶体。设计实验判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物：________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

10．(10分)水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间)，彼此结合而形成(H2O)2。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。

(1)1 mol冰中有________mol“氢键”。

(2)水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2的存在，可采用的方法是_____。

A．标准状况下把1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积

B．标准状况下把1 L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量

C．该水蒸气冷凝后，测水的pH

D．该水蒸气冷凝后，测氢氧原子个数比

(3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为__________________________。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是_________________________________________________

__________________________________________________________________。

(4)在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJ·mol－1)。已知冰的升华热是

51 kJ·mol－1，则冰晶体中氢键的能量是________kJ·mol－1。

11．(10分)如图为干冰的晶体结构示意图。

(1)通过观察分析，每个CO2分子周围紧邻且等距离的CO2分子有________个，有________种取向不同的CO2分子。将CO2分子视作质点，设晶胞棱长为a pm，则紧邻的两个CO2分子的距离为________pm。

(2)在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是____________，由于该主要作用力与共价键一样具有___________性，故1个水分子周围只有________个紧邻的水分子，这些水分子位于________的顶点。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率________(填“较高”或“较低”)，故冰的密度比水的密度要________(填“大”或“小”)。

能力达标

一、选择题(本题包括4小题)

12．(2021·郑州高二检测)相比于其他晶体，分子晶体熔沸点较低，硬度较小的本质原因是(　　)

A．组成晶体的基本微粒是分子

B．熔融时不导电

C．基本构成微粒间以分子间作用力相结合

D．分子间存在氢键

13．现代无机化学对硫－氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最著名的硫－氮化合物的分子结构。下列说法正确的是(　　)

A．该物质的分子式为SN

B．该物质的分子中既有极性键又有非极性键

C．该物质具有很高的熔、沸点

D．该物质与化合物S2N2互为同素异形体

14．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，有与石墨相似的层状结构。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 mol H3BO3晶体中含有2 mol氢键

15．(2021·郑州高二检测)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，记录如下：

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

二、非选择题(本题包括1小题)

16．(2021·福州高二检测)请回答下列问题：

(1)据报道，科研人员应用电子计算机模拟出来类似C60的物质N60，试推测下列有关N60的说法正确的是________。

a．N60易溶于水

b．N60是一种分子晶体，有较高的熔点和硬度

c．N60的熔点高于N2

d．N60的稳定性比N2的强

(2)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________。

一、选择题(本题包括8小题)

1．(2021·南宁高二检测)下列有关分子晶体的说法一定正确的是(　　)

A．分子内均存在共价键

B．分子间一定存在范德华力

C．分子间一定存在氢键

D．分子晶体一定采取分子密堆积方式

【解析】选B。构成微粒如为单原子分子，则不含共价键，如稀有气体，故A错误；分子晶体中分子之间的作用力为范德华力，故B正确；如不是N、O、F的氢化物，则不含有氢键，故C错误；分子晶体不一定采用分子密堆积，有些分子例如冰，由于氢键的作用，每个水分子周围只有四个紧邻的水分子而形成非密堆积，故D错误。

2．(2021·长沙高二检测)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

【解析】选D。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。

3．(2021·武汉高二检测)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

【解析】选B。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。

4．分子晶体具有某些特征的本质原因是(　　)

A．组成晶体的基本微粒是分子

B．熔融时不导电

C．晶体内微粒间以分子间作用力相结合

D．熔点一般比较低

【解析】选C。分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质原因是其基本构成微粒间的相互作用——范德华力及氢键相对于化学键来说比较弱。

5．(2021·潍坊高二检测)下列关于共价键的说法正确的是(　　)

A．丙炔分子中含有5个σ键和2个π键

B．乙醇分子中O—H键的极性强于C—H键的极性

C．乙烷分子中只含有极性键不含有非极性键

D．分子晶体中共价键键长越短，该分子晶体的熔点和沸点一定也越高

【解析】选B。丙炔分子中含有4个C—H键，两个C—C键，两个π键，即丙炔分子中有6个σ键，2个π键，故A错误；氧的电负性强于碳，则O—H键的极性强于C—H键的极性，故B正确；乙烷分子中含有极性C—H和非极性C—C键，即乙烷分子中既含极性键又含有非极性键，故C错误；分子晶体的熔点和沸点与分子之间的作用力有关，与分子内的共价键的键长无关，故D错误。

6．下列均是分子晶体构成的一组化合物是(　　)

A．H2、CH4、HCl　　　　　 B．CO2、SiO2、H2SO4

C．CaO、CO、NO       D．苯和酒精

【解析】选D。H2是分子晶体构成的单质，CH4、HCl都属于分子晶体构成的化合物，A错误；SiO2为共价晶体构成的化合物；CO2、H2SO4都属于分子晶体构成的化合物，B错误；CaO为离子晶体构成的化合物，CO、NO都属于分子晶体构成的化合物，C错误；苯和酒精都属于分子晶体构成的化合物，D正确。

7．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．2    B．4  C．8    D．12

【解析】选A。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。

8．(2021·银川高二检测)下列关于CH4和CO2的说法正确的是(　　)

A．固态CO2属于分子晶体

B．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

C．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

D．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp2

【解析】选A。固态CO2是分子晶体，A项正确；CH4分子是正四面体对称结构，其为含有极性键的非极性分子，B选项错误；CH4和CO2都是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高，与键能无关，C选项错误；CH4为正四面体结构，碳原子的杂化类型是sp3杂化，CO2为直线形分子，碳原子的杂化类型是sp杂化，D选项错误。

二、非选择题(本题包括3小题)

9．(10分)(2021·成都高二检测)(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；

(2)已知AlCl3为分子晶体。设计实验判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物：________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

【解析】(1)①CO2和SO2相对分子质量后者大，且CO2为非极性分子，SO2为极性分子，以范德华力而论，CO2小于SO2，所以熔、沸点CO2<SO2；②尽管NH3的相对分子质量小于PH3，但NH3分子间存在氢键，所以熔、沸点NH3>PH3；③O3为极性分子，O2为非极性分子，且相对分子质量O3大于O2，所以范德华力O3>O2，因此熔、沸点O3>O2；④Ne、Ar均为稀有气体、单原子分子，范德华力随相对分子质量的增大而递增，所以Ar的熔、沸点高于Ne；⑤组成和结构相似的分子，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，分子晶体的熔、沸点越高，故熔、沸点：CH3CH2OH>CH3OH。(2)要验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物，可在熔融状态下检验AlCl3是否导电，若不导电，则AlCl3是共价化合物。

答案：(1)①<　②>　③>　④<　⑤>

(2)在熔融状态下，验证其是否导电，若不导电则是共价化合物

10．(10分)水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间)，彼此结合而形成(H2O)2。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。

(1)1 mol冰中有________mol“氢键”。

(2)水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2的存在，可采用的方法是_____。

A．标准状况下把1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积

B．标准状况下把1 L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量

C．该水蒸气冷凝后，测水的pH

D．该水蒸气冷凝后，测氢氧原子个数比

(3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为__________________________。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是_________________________________________________

__________________________________________________________________。

(4)在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJ·mol－1)。已知冰的升华热是

51 kJ·mol－1，则冰晶体中氢键的能量是________kJ·mol－1。

【解析】(1)1 mol冰中含有氢键的物质的量为1×4 mol÷2＝2 mol。(2)A项，该物质也能与金属钠反应产生氢气，1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，若混有该物质，由于(H2O)2也能生成氢气，且一分子(H2O)2生成2分子氢气，所以产生氢气体积多，正确；B项，该物质也能被浓硫酸吸收，若1 L水蒸气通过浓硫酸后，由于相对H2O而言，(H2O)2的相对分子质量大，所以分子数目相同时，浓硫酸增重的质量大，说明存在该物质，正确；C项，该物质的pH也等于7，无论该物质是否存在，pH都等于7，错误；D项，该物质的分子中氢氧原子个数比仍为2∶1，无论是否存在，氢氧原子个数比不变，错误。(3)双氧水的相对分子质量比水的相对分子质量稍大，但题中强调双氧水的沸点明显高于水，因此可判断双氧水分子之间存在着更为强烈的氢键作用。(4)1 mol冰吸收的总能量为51 kJ，克服范德华力吸收的能量为11 kJ，故克服氢键吸收的总能量为40 kJ，而1 mol 冰中含有2 mol氢键，故冰晶体中氢键的能量是20 kJ·mol－1。

答案：(1)2　(2)AB　(3)H2O＋H2OH3O＋＋OH－　双氧水分子之间存在更强烈的氢键作用

(4)20

11．(10分)如图为干冰的晶体结构示意图。

(1)通过观察分析，每个CO2分子周围紧邻且等距离的CO2分子有________个，有________种取向不同的CO2分子。将CO2分子视作质点，设晶胞棱长为a pm，则紧邻的两个CO2分子的距离为________pm。

(2)在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是____________，由于该主要作用力与共价键一样具有___________性，故1个水分子周围只有________个紧邻的水分子，这些水分子位于________的顶点。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率________(填“较高”或“较低”)，故冰的密度比水的密度要________(填“大”或“小”)。

【解析】(1)观察并分析干冰的晶体结构，可知在干冰晶体中，位于顶点的CO2分子为一种取向，位于三对平行面的CO2分子分别为三种不同取向。离顶点的CO2分子最近的是面心的分子，两者的距离为面对角线的一半，即a pm。故每个CO2分子周围紧邻且等距离的CO2分子共有12个。(2)在冰晶体中，水分子间的主要作用力是氢键，氢键具有方向性，1个水分子周围只有4个紧邻的水分子，使冰晶体中水分子的间距较大，结构中有许多空隙，分子的空间利用率较低，造成冰的密度小于水的密度。

答案：(1)12　4　a　(2)氢键　方向　4　四面体　较低　小

能力达标

一、选择题(本题包括4小题)

12．(2021·郑州高二检测)相比于其他晶体，分子晶体熔沸点较低，硬度较小的本质原因是(　　)

A．组成晶体的基本微粒是分子

B．熔融时不导电

C．基本构成微粒间以分子间作用力相结合

D．分子间存在氢键

【解析】选C。分子晶体的熔沸点较低，硬度较小，导致这些性质特征的本质原因是晶体微粒间的相互作用，因为范德华力和氢键相对于化学键来说是极其微弱的，故分子晶体具有的本质特征是晶体内微粒间以分子间作用力相结合。

13．现代无机化学对硫－氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最著名的硫－氮化合物的分子结构。下列说法正确的是(　　)

A．该物质的分子式为SN

B．该物质的分子中既有极性键又有非极性键

C．该物质具有很高的熔、沸点

D．该物质与化合物S2N2互为同素异形体

【解析】选B。题中图示表示的是一种分子(不是晶胞)，故该化合物为分子晶体，分子式为S4N4，A不正确；从分子结构图上可知，分子中存在N—S极性键和S—S非极性键，B正确；该物质形成的是分子晶体，具有较低的熔、沸点，C不正确；该物质与S2N2都不是单质，它们之间并非同素异形体，D不正确。

14．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，有与石墨相似的层状结构。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 mol H3BO3晶体中含有2 mol氢键

【解析】选A。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1 mol  H3BO3的晶体中含有3 mol氢键，D错误。

15．(2021·郑州高二检测)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，记录如下：

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

【解析】选B。由于由分子构成的晶体，分子与分子之间以分子间作用力相互作用，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，很明显不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4熔、沸点较低，应为分子晶体，所以B项正确，A、C、D三项错误。

二、非选择题(本题包括1小题)

16．(2021·福州高二检测)请回答下列问题：

(1)据报道，科研人员应用电子计算机模拟出来类似C60的物质N60，试推测下列有关N60的说法正确的是________。

a．N60易溶于水

b．N60是一种分子晶体，有较高的熔点和硬度

c．N60的熔点高于N2

d．N60的稳定性比N2的强

(2)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________。

【解析】(1)C60是一种单质，属于分子晶体，而N60类似于C60，所以N60也是单质，属于分子晶体，即具有分子晶体的一些性质，如硬度较小和熔沸点较低；分子晶体的相对分子质量越大熔、沸点越高；单质一般是非极性分子，难溶于水等极性溶剂，因此a、b错误，c正确。N2分子以N≡N键结合，N60分子中只存在N—N键，而N≡N键比N—N键牢固得多，d错误。(2)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a3 cm3，质量为g，则碘单质的密度为 g·cm－3。

答案：(1)c　(2)①分子　②分子间作用力  ③ g·cm－3