課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十）分子晶體與原子晶體1．下列物質(zhì)固態(tài)時(shí)一定是分子晶體的是()A．酸性氧化物 B．堿性氧化物C．含氧酸 D．非金屬單質(zhì)解析：選C利用舉特例法解題。A項(xiàng)，SiO2為酸性氧化物，屬于原子晶體；B項(xiàng)，Na2O、CaO等堿性氧化物屬于離子晶體；D項(xiàng)，金剛石、晶體硅等非金屬單質(zhì)屬于原子晶體。2．下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．干冰與二氧化硅晶體熔化時(shí)，所克服的微粒間相互作用不相同B．C2H5OH與C2H5Br相比，前者的相對(duì)分子質(zhì)量遠(yuǎn)小于后者，而沸點(diǎn)卻遠(yuǎn)高于后者，其原因是前者的分子間存在氫鍵C．非金屬單質(zhì)只能形成分子晶體D．金剛石熔化時(shí)斷裂共價(jià)鍵解析：選C干冰熔化時(shí)破壞范德華力，二氧化硅、金剛石等原子晶體熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵，A、D項(xiàng)正確；乙醇的分子間易形成氫鍵，故其沸點(diǎn)高于C2H5Br，B項(xiàng)正確；C、Si、O是非金屬元素，但金剛石、晶體硅、二氧化硅都是原子晶體，C項(xiàng)不正確。3．據(jù)報(bào)道，用激光可將置于鐵室中的石墨靶上的碳原子“炸松”，再用一個(gè)射頻電火花噴射出氮?dú)?，可使碳、氮原子結(jié)合成碳氮化合物的薄膜，該碳氮化合物的硬度比金剛石更堅(jiān)硬，則下列分析正確的是()A．該碳氮化合物呈片層狀結(jié)構(gòu)B．該碳氮化合物呈立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C．該碳氮化合物中C—N鍵長(zhǎng)比金剛石的C—C鍵長(zhǎng)長(zhǎng)D．相鄰主族非金屬元素形成的化合物的硬度比單質(zhì)小解析：選B由題意知，碳氮化合物的硬度比金剛石還大，說(shuō)明該碳氮化合物為原子晶體，因此是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與金剛石相比，C原子半徑大于N原子半徑，所以C—N鍵長(zhǎng)小于C—C鍵長(zhǎng)。4．如圖為冰的一種骨架形式，依此為單位向空間延伸，請(qǐng)問(wèn)該冰中的每個(gè)水分子有幾個(gè)氫鍵()A．2 B．4C．8 D．12解析：選A每個(gè)水分子與四個(gè)方向的其他4個(gè)水分子形成氫鍵，因此每個(gè)水分子具有的氫鍵個(gè)數(shù)為4×eq\f(1,2)＝2。5．下列說(shuō)法正確的是()A．冰熔化時(shí)，分子中H—O鍵發(fā)生斷裂B．原子晶體中，共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高C．分子晶體中，共價(jià)鍵鍵能越大，分子晶體的熔、沸點(diǎn)越高D．分子晶體中，分子間作用力越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定解析：選BA項(xiàng)，冰熔化時(shí)，破壞分子間作用力(主要是氫鍵)，分子內(nèi)的H—O鍵不發(fā)生斷裂；C項(xiàng)，分子晶體中，分子間作用力越強(qiáng)，分子晶體的熔、沸點(diǎn)越高，與分子內(nèi)共價(jià)鍵的鍵能大小無(wú)關(guān)；D項(xiàng)，分子晶體中，分子內(nèi)共價(jià)鍵的鍵能越大，該分子越穩(wěn)定。6．下列性質(zhì)符合分子晶體的是()A．熔點(diǎn)1070℃，易溶于水，水溶液能導(dǎo)電B．熔點(diǎn)10.31℃，液體不導(dǎo)電，水溶液能導(dǎo)電C．熔點(diǎn)97.81℃，質(zhì)軟，能導(dǎo)電，密度是0.97g·cm－3D．熔點(diǎn)63.65℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電，水溶液也能導(dǎo)電解析：選BA項(xiàng)中的熔點(diǎn)太高，C項(xiàng)中能導(dǎo)電的說(shuō)法不符合題意，D項(xiàng)中熔化時(shí)能導(dǎo)電的說(shuō)法也不符合題意。7．在下列三種晶體：①金剛石，②晶體硅，③碳化硅中，它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是()A．①③② B．②③①C．③①② D．②①③解析：選A由于碳的原子半徑小于硅的原子半徑，因此，共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)：C—C鍵＜C—Si鍵＜Si—Si鍵，而共價(jià)的鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，所以題中三種物質(zhì)的熔點(diǎn)從高到低的順序是金剛石＞碳化硅＞晶體硅。8．二氧化硅有晶體和無(wú)定形兩種形態(tài)，晶態(tài)二氧化硅主要存在于石英礦中。除石英外，SiO2還有磷石英和方英石等多種變體。方英石結(jié)構(gòu)和金剛石相似，其結(jié)構(gòu)單元如圖。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．方英石晶體中存在著SiO4結(jié)構(gòu)單元B．1molSi形成2molSi—O鍵C．圖示結(jié)構(gòu)單元中實(shí)際占有18個(gè)硅原子D．方英石晶體中，Si—O鍵之間的夾角為90°解析：選A由方英石結(jié)構(gòu)示意圖，知方英石晶體中存在著SiO4的結(jié)構(gòu)單元，A項(xiàng)正確；1molSi形成4molSi—O鍵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；題圖所示的結(jié)構(gòu)單元實(shí)際占有的硅原子數(shù)：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8個(gè)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；方英石晶體中存在著SiO4的結(jié)構(gòu)單元，說(shuō)明Si—O鍵之間的夾角為109°28′，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．(1)如圖為CO2分子晶體結(jié)構(gòu)的一部分，觀察圖形。每個(gè)CO2分子周圍有________個(gè)與之緊鄰且等距的CO2分子；該結(jié)構(gòu)單元平均占有________個(gè)CO2分子。(2)在40GPa高壓下，用激光器加熱到1800K時(shí)，人們成功制得原子晶體干冰，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與SiO2原子晶體相似，下列說(shuō)法正確的是________。A．原子晶體干冰易升華，可用作制冷劑B．原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)C．原子晶體干冰的硬度小，不能用作耐磨材料D．原子晶體干冰在一定條件下可與氫氧化鈉反應(yīng)E．每摩爾原子晶體干冰中含有4molC—O鍵解析：(1)題給CO2分子晶體的一部分，取任一頂點(diǎn)的CO2分子，則與之距離最近且等距的是共用該頂點(diǎn)的三個(gè)面心上的CO2分子，共3個(gè)；而該頂點(diǎn)被8個(gè)同樣晶胞共用，而面心上的分子被2個(gè)晶胞共用，這樣符合題意的CO2分子有：3×8/2＝12個(gè)；在此結(jié)構(gòu)中，8個(gè)CO2分子處于頂點(diǎn)，6個(gè)CO2分子處于面心。所以，該結(jié)構(gòu)單元平均占有的CO2分子數(shù)為：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；(2)該題應(yīng)從SiO2的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)來(lái)判斷。答案：(1)124(2)BDE10．碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：(1)在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接________個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有________個(gè)C原子。(2)在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接________個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有__________個(gè)C原子在同一平面。解析：(1)由石墨烯的結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有的C原子數(shù)為eq\f(1,3)×6＝2。(2)由金剛石的結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)C可參與形成4條C—C鍵，其中任意兩條邊(共價(jià)鍵)可以構(gòu)成2個(gè)六元環(huán)。根據(jù)組合知識(shí)可知四條邊(共價(jià)鍵)任選其中兩條有6組，6×2＝12。因此每個(gè)C原子連接12個(gè)六元環(huán)。六元環(huán)中C原子采取sp3雜化，為空間六邊形結(jié)構(gòu)，最多有4個(gè)C原子位于同一平面。答案：(1)32(2)1241．下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是()①SiO2和SO3②金剛石和白磷③CO2和SO2④晶體硅和金剛石⑤晶體氖和晶體氮⑥硫黃和單質(zhì)碘A．①②③ B．④⑤⑥C．③④⑥ D．①③⑤解析：選C屬于分子晶體的有SO3、CO2、SO2、白磷、晶體氖、晶體氮、硫黃和單質(zhì)碘，屬于原子晶體的有SiO2、晶體硅和金剛石。但晶體氖是由稀有氣體單原子分子組成，晶體中不存在化學(xué)鍵。2．下列晶體性質(zhì)的比較中，正確的是()A．熔點(diǎn)：?jiǎn)钨|(zhì)硫>磷>晶體硅B．沸點(diǎn)：NH3>H2O>HFC．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．熔點(diǎn)：SiI4>SiBr4>SiCl4解析：選D硫與磷是分子晶體，晶體硅是原子晶體，其中晶體硅的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于硫與磷的熔點(diǎn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氟化氫、冰、氨都是分子晶體，三種物質(zhì)之中都存在氫鍵，水在常溫下是液體，氟化氫、氨常溫下是氣體，則水的沸點(diǎn)最高，氨的最低，B項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅是原子晶體，硬度大，白磷和冰都是分子晶體，硬度較小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵化硅為分子晶體，它們的組成和結(jié)構(gòu)相似，分子間不存在氫鍵，故相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔點(diǎn)越高，D項(xiàng)正確。3．干冰和二氧化硅晶體同屬第ⅣA族元素的最高價(jià)氧化物，它們的熔、沸點(diǎn)差別很大的原因是()A．二氧化硅的相對(duì)分子質(zhì)量大于二氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量B．C=O鍵鍵能比Si—O鍵鍵能小C．干冰為分子晶體，二氧化硅為原子晶體D．干冰易升華，二氧化硅不能解析：選C干冰和二氧化硅晶體盡管同屬第ⅣA族元素的最高價(jià)氧化物，但干冰是分子晶體，二氧化硅為原子晶體。原子晶體微粒間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合，其熔、沸點(diǎn)較高，而分子晶體以較弱的分子間作用力結(jié)合，熔、沸點(diǎn)較低。4．SiCl4的分子結(jié)構(gòu)與CCl4相似，對(duì)其進(jìn)行下列推測(cè)，不正確的是()A．SiCl4晶體是分子晶體B．常溫、常壓下SiCl4是氣體C．SiCl4的分子是由極性鍵形成的非極性分子D．SiCl4的熔點(diǎn)高于CCl4解析：選B由于SiCl4具有分子結(jié)構(gòu)，所以一定屬于分子晶體。影響分子晶體熔、沸點(diǎn)的因素是分子間作用力的大小，在這兩種分子中都只有范德華力，SiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量大于CCl4的相對(duì)分子質(zhì)量，所以SiCl4的分子間作用力較大，熔、沸點(diǎn)應(yīng)該比CCl4高。CCl4的分子是正四面體結(jié)構(gòu)，SiCl4與它結(jié)構(gòu)相似，因此也應(yīng)該是正四面體結(jié)構(gòu)，是含極性鍵的非極性分子。5．下列敘述中，結(jié)論(事實(shí))和對(duì)應(yīng)的解釋(事實(shí))均不正確的是()A．金剛石的熔、沸點(diǎn)高于晶體硅，因?yàn)镃—C鍵的鍵能大于Si—Si鍵的鍵能B．二氧化硅晶體中不存在SiO2分子，因?yàn)樗泄柩跛拿骟w的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C．稀有氣體的晶體屬于原子晶體，因?yàn)槠浣M成微粒是原子，不存在分子間作用力D．立體構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu)的分子中，化學(xué)鍵的鍵角不一定是109°28′，有可能為60°解析：選C稀有氣體的晶體屬于分子晶體，存在分子間作用力，不存在共價(jià)鍵，C項(xiàng)符合題意。6．下面關(guān)于SiO2晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的敘述正確的是()A．存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O處于中心，Si處于4個(gè)頂點(diǎn)B．最小的環(huán)上，有3個(gè)Si原子和3個(gè)O原子C．最小的環(huán)上，Si和O原子數(shù)之比為1∶2D．最小的環(huán)上，有6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子解析：選D二氧化硅是原子晶體，為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，存在硅氧四面體結(jié)構(gòu)，硅處于中心，氧處于4個(gè)頂點(diǎn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在SiO2晶體中，每6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子形成一個(gè)12元環(huán)(最小環(huán))，D正確，B、C錯(cuò)誤。7．下列說(shuō)法中正確的是()①金剛石晶體中的最小碳原子環(huán)由6個(gè)碳原子構(gòu)成②金剛石晶體中的碳原子是sp3雜化的③1molSiO2晶體中含2molSi—O鍵④金剛石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會(huì)和O2反應(yīng)A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：選A在金剛石晶體中的最小環(huán)為六元環(huán)，為空間六邊形，由六個(gè)碳原子構(gòu)成，①正確；金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，是sp3雜化，②正確；在SiO2晶體中1個(gè)硅原子與四個(gè)氧原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，所以1molSiO2晶體中含4molSi—O鍵，③錯(cuò)誤；金剛石的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，但在高溫下可以和氧氣反應(yīng)生成CO2，④錯(cuò)誤。8．干冰晶體是一種面心立方結(jié)構(gòu)，如圖所示，即每8個(gè)CO2構(gòu)成立方體，且在6個(gè)面的中心又各有1個(gè)CO2分子，在每個(gè)CO2周圍距離為eq\f(\r(2),2)a(其中a為立方體棱長(zhǎng))的CO2有()A．4個(gè) B．8個(gè)C．12個(gè) D．6個(gè)解析：選C在每個(gè)CO2周圍距離為eq\f(\r(2),2)a的CO2即為每個(gè)面心上的CO2分子，共有8×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3×\f(1,2)))＝12個(gè)。9．硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，硅及其化合物的用途非常廣泛。根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答硅及其化合物的相關(guān)問(wèn)題。(1)基態(tài)硅原子的核外電子排布式為________________。(2)晶體硅的微觀結(jié)構(gòu)與金剛石相似，晶體硅中Si—Si鍵之間的夾角大小約為____________。(3)請(qǐng)?jiān)诳驁D中補(bǔ)充完成SiO2晶體的結(jié)構(gòu)示意圖(部分原子已畫出)，并進(jìn)行必要的標(biāo)注。(4)下表列有三種物質(zhì)(晶體)的熔點(diǎn)：物質(zhì)SiO2SiCl4SiF4熔點(diǎn)/℃1710－70.5－90.2簡(jiǎn)要解釋熔點(diǎn)產(chǎn)生差異的原因：①SiO2和SiCl4：________________________________________________________；②SiCl4和SiF4：_______________________________________________________。解析：(2)晶體硅以一個(gè)硅原子為中心，與另外4個(gè)硅原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，所以Si—Si鍵之間的夾角大小約為109°28′。(3)圖中給出的是硅晶體的結(jié)構(gòu)，SiO2晶體相當(dāng)于在硅晶體結(jié)構(gòu)中的每個(gè)Si—Si鍵中插入一個(gè)氧原子，所以只要在每?jī)蓚€(gè)硅原子之間畫一個(gè)半徑比硅原子小的原子，再用實(shí)線連起來(lái)即可。(4)晶體類型不同，其熔點(diǎn)具有很大的差別，一般原子晶體的熔點(diǎn)高，而分子晶體的熔點(diǎn)低。答案：(1)1s22s22p63s23p2(2)109°28′(3)如圖所示：(4)①SiO2是原子晶體，微粒間作用力為共價(jià)鍵。SiCl4是分子晶體，微粒間作用力為范德華力，故SiO2熔點(diǎn)高于SiCl4②SiCl4和SiF4均為分子晶體，微粒間作用力為范德華力，結(jié)構(gòu)相似時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，故SiCl4熔點(diǎn)高于SiF410．(1)BN是一種新型的無(wú)機(jī)材料，由于碳單質(zhì)與BN屬于等電子體，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有極大的相似性，故可推知，在BN的晶體中，一種是類似于__________的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，可用作耐磨材料。(2)單質(zhì)硼有無(wú)定形體和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)：金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)/K>355014102573沸點(diǎn)/K482726282823