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1、1 第三章第二节分子晶体与原子晶体 基 础 巩 固 一、选择题 1下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是( C ) 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12 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 解析： 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
2、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11，故 A、B两项错误， C项正确。 2( 双选 ) 下列晶体性质的比较中，正确的是( AD ) A熔点：金刚石碳化硅 晶体硅 B沸点： NH3H2OHF C硬度：白磷冰二氧化硅 D熔点： SiI4SiBr4SiCl4 解析： 由 CC、CSi 、Si Si 键的键能和键长可判断A项正确； 由 SiI4、SiBr4、SiCl4 的相对分子质量可判断D项正确；沸点H2OHFNH3，二氧化硅是原子晶体，硬
3、度大，白磷和 冰都是分子晶体，硬度小，B、C项错误。 3根据下列性质判断，属于原子晶体的物质是( B ) A熔点 2700，导电性好，延展性强 B无色晶体，熔点3550，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂 C无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800，熔化时能导电 D熔点 56.6，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电 解析：本题考查的是各类晶体的物理性质特征。A项中延展性好， 不是原子晶体的特征， 因为原子晶体中原子与原子之间以共价键结合，而共价键有一定的方向性，使原子晶体质硬 而脆， A项不正确， B项符合原子晶体的特征，C项应该是离子晶体，D项符合分子晶体的特 征，所以应该选择B项。 4碘
4、的熔、沸点低，其原因是( C ) A碘的非金属性较弱 BI I 键的键能较小 2 C碘晶体属于分子晶体 DI I 共价键的键长较长 解析： 分子晶体的熔、沸点低，是因为分子晶体内部的分子间作用力小。 5我国的激光技术在世界上处于领先地位，据报道，有科学家用激光将置于铁室中石 墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射氮气，此时碳、 氮原子结合成碳氮化合 物薄膜。据称，这种化合物可能比金刚石更坚硬。其原因可能是( B ) A碳、氮原子构成平面结构的晶体 B碳氮键比金刚石中的碳碳键更短 C氮原子电子数比碳原子电子数多 D碳、氮的单质的化学性质均不活泼 解析：由“这种化合物可能比金刚石更坚硬”可
5、知该晶体应该是一种原子晶体，原子晶 体是一种空间网状结构而不是平面结构，所以 A选项是错误的。 由于氮原子的半径比碳原子 的半径要小， 所以二者所形成的共价键的键长要比碳碳键的键长短，所以该晶体的熔、沸点 和硬度应该比金刚石更高，因此 B选项是正确的。 而原子的电子数和单质的活泼性一般不会 影响到所形成的晶体的硬度等，所以C、D选项也是错误的。 6(2018浙江考前特训学考) 下列说法正确的是( B ) A二氧化硅与二氧化碳都是共价化合物，且晶体类型相同 B氧气生成臭氧的过程中有化学键的断裂和生成 C因为氮气的键能比氧气的键能大，所以氮气的沸点比氧气的高 D硫与氖晶体均是由单原子构成的分子晶体
6、 解析： A、SiO2中 Si 与 O形成共价键，CO2中 C 与 O形成共价键，所以二者都是共价化 合物，但是SiO2形成的是原子晶体，CO2形成分子晶体，A错误。 B、所有化学反应过程都是 反应物中化学键断裂后，重新组合生成产物，B 正确。 C、N2与 O2的晶体都是分子晶体，二 者沸点的高低取决于分子间作用力的相对大小，与分子中共价键的键能无关，C 错误。 D、 硫原子最外层没有达到稳定结构，所以晶体中必然是通过某种形式构成稳定的分子，再通过 分子间作用力形成晶体，D错误。正确答案B。 7下列性质适合于分子晶体的是( C ) 熔点 1 070，易溶于水，水溶液导电 熔点 10.31，液态
7、不导电，水溶液导电 能溶于 CS2，熔点 112.8，沸点444. 6 熔点 97.81，质软、导电，密度为0.97 g cm 3 AB CD 解析： 分子晶体熔点较低，中物质熔点高，不是分子晶体，是金属钠的性质。 8美国科学杂志曾报道：在40 GPa 的高压下，用激光加热到1800 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( B ) 3 A该原子晶体中含有极性键 B该原子晶体易气化，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 解析： 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，但化学 键依然为极性共价键，故A
8、正确。 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。 9下列各组物质发生状态变化时，所克服的微粒间的相互作用，属于同种类型的是 ( C ) A金刚石和硫的熔化B食盐和石蜡的熔化 C碘和干冰的升华D二氧化硅和氧化钠的熔化 解析： 金刚石是原子晶体，熔化时克服共价键，硫是分子晶体，熔化时克服范德华力； 食盐是离子化合物，熔化时克服离子键，石蜡是非晶体， 没有固定的熔沸点，熔化时克服范 德华力；碘和干冰均为分子晶体，升华时克服的都是范德华力；二氧化硅是原子晶体，熔化 时克服共价键，氧化钠是离子化合物，熔化时克服离子键。 二、非选择题 10(1) 如图为干冰的晶胞结构，观察
9、图形， 确定在干冰中每个CO2分子周围有 _12_ 个与之紧邻且等距离的CO2分子。 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_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_，反应的化学方程式是_2Mg CO2= 点燃 2MgO C_。 (2)下 列 三 种 晶 体 CO2， CS2， SiO2的 熔 点 由 高 到 低 的 顺 序 是 _ _( 用序号填空 ) ，其原因是 _SiO2是原子晶体，CO2、 CS2是分子 晶体，所以SiO2熔点最高； CO2和 CS2组成和结构相似，且CS2的相对分子质量大于CO2的相 对分子质量，所以CS2的熔点高于CO
10、2_。 解析： (1) 以晶胞中的任意一个顶点为坐标原点，以通过该顶点的三条棱边为坐标轴建 立起一个三维直角坐标系，在坐标原点的周围可以无隙并置8 个晶胞， 这样在每一个坐标轴 上都可以看到有两个与坐标原点上的CO2分子等距离的CO2分子，但是这些CO2分子与坐标原 点上的 CO2分子的距离并不是最近的。与坐标原点上的CO2分子最近的CO2分子应该是每一个 晶胞的面心上的，其距离应是前者的 2 2 ，每个 CO2分子周围共有12 个这样的CO2分子。 (2) 一般来说，原子晶体的熔点高于分子晶体的熔点，因为原子晶体熔化时要破坏共价 4 键，而分子晶体熔化时只是克服分子间作用力，分子间作用力比共
11、价键弱得多。如果同为分 子晶体，当分子的组成和结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越 高。 11(2018黑龙江哈尔滨高三模拟) . 下列有关晶体结构或性质的描述中正确的是 _AD_。 AC60分子间只有范德华力，该晶体的晶胞为面心立方结构，属于分子密堆积 B因金属性KNa ，故金属钾的熔点高于金属钠 C金刚石与石墨晶体中，碳原子和CC键的比值相同 D要使离子晶体由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键 . 硼及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1) 基态 B原子的价电子轨道表达式为_，其第一电离能位于同周期 元素的第 _7_位( 按照由大到小顺序)。 (
12、2) 常温常压下硼酸(H3BO3) 晶体结构为层状，其二维平面结构如图a。 图 a 中原子的杂化方式有_sp 2、sp3_。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小 而加热时溶解度增大：_硼酸分子间通过氢键缔合，加热时部分氢键被破坏_。 (3) 立方氮化硼 (BN)是特殊的耐磨和切削材料，其晶胞结构与金刚石相似，如图 b 所示。 1 mol BN 晶体中，共价键的个数为_4NA46.0210 23_。硼原子和氮原予所连 接的最小环为 _六 _元环。 晶胞有两个基本要素：原子坐标参数， 表示晶胞内部各原子的相对位置。如图 b 所示， 其中原子坐标参数X为(0,0,0)，Y原子的坐标参数为(1/2,
13、0,1/2)，则 Z 原子的坐标参数为 _( 3 4， 3 4， 3 4)_ 。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。己知最近的两个 B原子的距离anm ， 阿伏加德罗常数值为NA，则立方氮化硼的密度d_ 425 NA 2a 210 7 _gcm 3 。( 列出 5 计算式即可 ) 解析： .A、 C60分子间只有范德华力，该晶体的晶胞为面心立方结构，属于分子密堆 积，故 A 正确； B因金属性KNa ，故金属钾的熔点低于金属钠，故B 错误； C金刚石中 每个碳原子形成四个C C键，每个碳碳键由两个碳原子共用；对于1 单位碳原子， C C数 1*4/2=2, 所以金钢石晶体中碳原子个数与CC键数之比
14、1：2；石墨中，石墨是平面六边 结构，每个碳与其他三个碳形成三个共价键，每个键被两个碳原子共用，一个碳原子占有 1/2 键，( 碳原子与其他三个碳原子形成三个共价键)1/2*3=3/2，所以碳原子与碳- 碳键比 1： 3/2=2 ：3，金刚石与石墨晶体中，碳原子和CC键的比值不相同，故C错误； D.要使离子 晶体由固态变成液态或气态，需要较多的能量破坏这些较强的离子键，故D正确；故选AD 。 .(1)基态 B原子的价电子轨道表达式为，其第一电离能位于同周期元素的 第 7 位，比 Be 小； (2) 图 a 中原子的杂化方式有B是 sp 2，O是 sp3，从氢键的角度解释硼酸 在冷水中的溶解度小
15、而加热时溶解度增大：硼酸分子间通过氢键缔合，加热时部分氢键被破 坏；(3) 1 mol BN晶体中，共价键的个数为4NA46.0210 23，硼原子和氮原子所连接 的 最 小 环 为 六 元 环 。 Z 原 子 的 坐 标 参 数 为 ： ( 3 4 ， 3 4 ， 3 4 ) ； 立 方 氮 化 硼 的 密 度d 425 NA 2a 2 10 7 。 能 力 提 升 一、选择题 1支持固态氨是分子晶体的事实是( C ) A氮原子不能形成阳离子 B铵离子不能单独存在 C常温下，氨是气态物质 D氨极易溶于水 2目前，科学界拟合成一种“二重构造”的球形分子，即把“足球形”的C60熔进“足 球形”的
16、Si60分子中， 外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合。下列关于这种分子的说 法中不正确的是( C ) A是一种新型化合物 B晶体属于分子晶体 C是两种单质组成的混合物 D相对分子质量为2400 解析：根据题意可知硅原子与碳原子之间形成了Si C键，因此形成的是一种新的化合 物而不是混合物，故A正确， C错误。因为题意中明确提到“二重构造”的球形分子，说明 所形成的为分子晶体，且分子式为Si60C60，所以相对分子质量为2400。故 B、D皆正确。 3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。其中如图是已经合成 6 的最著名的硫氮化合物的分子结构。下列说法正确的是( B ) 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： 题中图示表示是一种分子( 不是晶胞 ) ，故该化合物为分子晶
