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1、第2课时原子晶体课时训练14原子晶体基础夯实一、常见的晶体1.下列晶体中SiO2CO2P4晶体硅H2SO4P2O5SO3SiC冰醋酸金刚石,属于原子晶体的一组是()A.B.C.D.解析:十种物质中属于分子晶体的有:CO2、P4、H2SO4、P2O5、SO3、冰醋酸,其余的4种物质均为原子晶体。答案:B2.在二氧化硅晶体中,一个硅原子连接的氧原子个数为()A.2B.4C.6D.8解析:二氧化硅属于原子晶体,在SiO2晶体中,一个硅原子连着4个氧原子,一个氧原子连着2个硅原子。答案:B3.下列物质中不含共价键的是()A.晶体硅B.氯化氢C.水D.铜解析:晶体硅属于原子晶体,为空间网状结构,每一个硅
2、原子连着4个硅原子,硅原子与硅原子之间形成共价键;氯化氢、水属于共价化合物,分子内含共价键;铜属于金属单质,不含共价键。答案:D4.金刚石是典型的原子晶体,下列关于金刚石的说法中错误的是()A.晶体中不存在独立的“分子”B.碳原子间以共价键相结合C.硬度很大D.化学性质稳定,即使在高温下也不会与氧气发生反应解析:在金刚石中,碳原子以共价键结合成空间网状结构,不存在分子。由于碳的原子半径比较小,碳与碳之间的共价键的键能大,所以金刚石的硬度很大,因此A、B、C选项是正确的;金刚石是碳的单质,可以在空气或氧气中燃烧生成CO2,故D选项的说法是错误的。答案:D5.我们可以将SiO2的晶体结构想象为在晶
3、体硅的SiSi键之间插入O原子。根据SiO2晶体结构图,下列说法不正确的是()(导学号52700114)A.石英晶体中每个Si原子通过SiO极性键与4个O原子作用B.每个O原子也通过SiO极性键与2个Si原子作用C.石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为12,可用“SiO2”来表示石英的组成D.在晶体中存在石英分子,故能叫分子式解析:晶体硅的结构是五个硅原子形成正四面体结构,其中有一个位于正四面体的中心,另外四个位于四面体的顶点,故SiO2的结构为每个硅原子周围有四个氧原子,而每个氧原子周围有两个硅原子,在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为12,“SiO2”仅表示石英的组成,故没有单个的S
4、iO2分子。答案:D二、晶体的结构和性质6.最近,美国LawreceLiremore国家实验室成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体,下列关于CO2的原子晶体说法正确的是()A.CO2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体B.在一定条件下,CO2原子晶体转化为分子晶体是物理变化C.CO2的原子晶体和CO2的分子晶体具有相同的物理性质D.在CO2的原子晶体中,每个C原子周围结合4个O原子,每个O原子与2个C原子相结合解析:同素异形体的研究对象是单质;CO2的晶体类型的转变已生成了新物质,故CO2原子晶体转化为分子晶体为化学变化;CO2的不同晶体具有不同的物理性质;在CO2的原子晶
5、体中,每个C原子结合4个O原子,每个O原子结合2个C原子。答案:D7.下列各组物质中,按熔点由高到低排列的是()A.H2O、H2S、H2SeB.GeH4、SiH4、CH4C.CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3D.晶体硅、碳化硅、金刚石解析:A项中的H2O分子之间能形成氢键,H2O的熔点比另外两种物质高;H2S、H2Se中H2Se的相对分子质量更大,分子间作用力大,H2Se的熔点比H2S的高,A项错误。B项中三种物质是组成和结构相似的分子晶体,GeH4、SiH4、CH4相对分子质量依次减小,分子间作用力依次减小,熔点依次降低,B项正确。C项也是组成和结构相似的分子晶体,但相对分子质量依次增
6、大,因此熔点依次升高,C项错误。D项是结构相似的原子晶体,键长:SiSiSiCCC,键能:SiSiSiC3 5501 410沸点/178572 5504 8272 355A.SiCl4是分子晶体B.晶体硼是原子晶体C.AlCl3是分子晶体,加热能升华D.金刚石中的CC键比晶体硅中的SiSi键弱解析:SiCl4、AlCl3的熔、沸点低,都是分子晶体,AlCl3的沸点低于其熔点,即在未熔化的温度下它就能汽化,故AlCl3加热能升华,A、C正确;晶体硼的熔、沸点高,所以晶体硼是原子晶体,B正确;C原子的半径比Si原子的小,金刚石中的CC键的键长比晶体硅中的SiSi键的键长短,金刚石中的CC键的键能比
7、晶体硅中的SiSi键的键能大,金刚石中的CC键比晶体硅中的SiSi 键强。答案:D9.有下列几种晶体:A.水晶B.冰醋酸C.白磷D.金刚石E.晶体氩F.干冰。(1)属于分子晶体的是,直接由原子构成的分子晶体是。(2)属于原子晶体的化合物是。(3)直接由原子构成的晶体是。(4)受热熔化时,需克服共价键的是。解析:根据构成晶体的微粒不同,分子晶体仅由分子构成,原子晶体中无分子。分子晶体有B、C、E、F,注意晶体氩是单原子分子晶体;原子晶体和单原子分子晶体都是由原子直接构成的,原子晶体有A、D,但属于化合物的只有A;分子晶体熔化时,一般不破坏化学键;原子晶体熔化时,破坏共价键。答案:(1)B、C、E
8、、FE(2)A(3)A、D、E(4)A、D10.X、Y、Z、Q为短周期非金属元素,R是长周期元素。X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍;Y的基态原子有7种不同运动状态的电子;Z元素在地壳中含量最多;Q是电负性最大的元素;R+只有三个电子层且完全充满电子。(导学号52700116)请回答下列问题:(答题时,X、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示)(1)R的基态原子的电子排布式为。(2)X、Y、Z三种元素第一电离能从大到小顺序为。(3)已知Y2Q2分子存在如下所示的两种结构(球棍模型,短线不一定代表单键):该分子中两个Y原子之间的键型组合正确的是。A.仅1个键B.1个
9、键和2个键C.1个键和1个键D.仅2个键该分子中Y原子的杂化方式是。(4)X与Y元素可以形成一种超硬新材料,其晶体部分结构如下图所示,有关该晶体的说法正确的是。A.该晶体属于分子晶体B.此晶体的硬度比金刚石还大C.晶体的化学式是X3Y4D.晶体熔化时共价键被破坏,没有克服范德华力和氢键解析:由题意可知X为碳元素,Y为氮元素,Z为氧元素,Q为氟元素,R为铜元素。(1)Cu为29号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为NOC。(3)由N2F2的两种结构可知,其结构式为和两个N原子以双键形式成键,存在1
10、个键和1个键,C项正确;N原子采取sp2杂化。(4)观察图形可发现与C原子相连的有4个N原子,与N原子相连的有3个C原子,形成了空间立体网状结构。可知该晶体为原子晶体,化学式为C3N4,晶体熔化时,化学键被破坏,故A项错误,C、D两项正确。对原子晶体而言,键长越短,其硬度越大,由于CC键的键长大于CN键的键长,故该晶体的硬度比金刚石还大,B项正确。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)(2)NOC(3)Csp2(4)B、C、D能力提升1.下列晶体中不属于原子晶体的是()A.干冰B.金刚砂C.金刚石D.水晶答案:A2.下列各组晶体中,化学键类型相同,晶体
11、类型也相同的是()SiO2和SO3晶体硼和HClCO2和SO2晶体硅和金刚石晶体氖和晶体氮硫黄和碘A.B.C.D.解析:SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石都是原子晶体,SO3、HCl、CO2、SO2、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘都是分子晶体。晶体氖中没有化学键,其余物质中都有共价键。答案:C3.下列关于原子晶体和分子晶体的说法中不正确的是()A.原子晶体的硬度通常比分子晶体的大B.原子晶体的熔、沸点较高C.分子晶体中有的水溶液能导电D.金刚石、水晶和干冰都属于原子晶体解析:由于原子晶体中粒子间以共价键结合,而分子晶体中分子间以分子间作用力结合,故原子晶体比分子晶体的熔、沸点高,硬度大。有些分子晶体溶
12、于水后能电离出自由移动的离子而导电,如H2SO4、HCl。D选项中的干冰(CO2)是分子晶体,D错。答案:D4.下表是某些原子晶体的熔点和硬度,分析表中的数据,判断下列叙述正确的是()原子晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/3 9003 0002 7001 7101 4101 211硬度109.59.576.56.0构成原子晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高构成原子晶体的原子间的共价键的键能越大,晶体的熔点越高构成原子晶体的原子半径越大,晶体的硬度越大构成原子晶体的原子半径越小,晶体的硬度越大A.B.C.D.解析:原子晶体的熔、沸点,硬度等物理性质取决于晶体内的共价键,构成原子晶体的原子半径越
13、小,键长越短,键能越大,对应原子晶体的熔、沸点越高,硬度越大。答案:D5.下列说法正确的是()A.在含4 mol SiO键的二氧化硅晶体中,氧原子的数目为4NAB.金刚石晶体中,碳原子数与CC键数之比为12C.30 g二氧化硅晶体中含有0.5NA个二氧化硅分子D.晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的原子晶体解析:在二氧化硅晶体中,每个硅原子形成4个SiO键,故含有4 mol SiO键的二氧化硅晶体的物质的量为1 mol,即含有2NA个氧原子,A项错误;金刚石中每个碳原子均与另外4个碳原子形成共价键,且每两个碳原子形成一个CC键,故1 mol碳原子构成的金刚石中共有2 mol CC键,因此金刚
14、石晶体中碳原子数与CC键数之比为12,B项正确;二氧化硅晶体中不存在分子,C项错误;晶体氖是由单原子分子靠分子间作用力结合在一起形成的,属于分子晶体,D项错误。答案:B6.如图所示的是某原子晶体A空间结构中的一个单元。A与某物质B反应生成C,其实质是每个AA键中插入一个B原子,则C物质的化学式为()(导学号52700117)A.ABB.A5B4C.AB2D.A2B5解析:据题意,中心A原子与周围4个A原子相连形成4个AA键,而每两个A原子共用一个键,故A原子与AA键的个数比为12,又因为B原子与AA键的个数相等,所以BA=21。答案:C7.已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度,且原子间均以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法中正确的是()A.C3N4晶体是分子晶体B.C3N4晶体中CN键的
