2018-2019学年高中化学 第三章 晶体结构与性质 第2节 分子晶体与原子晶体课时作业 新人教版选修3 下载本文

给哥哥发发发飒飒计算式即可)

解析:Ⅰ.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K>Na,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C—C键数之比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C—C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。Ⅱ.(1)基态B原子的价电子轨道表达式为

2

,其第一电离能位于同周期元素的

3

第7位,比Be小;(2)图a中原子的杂化方式有B是sp,O是sp,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)①1 mol BN晶体中,共价键的个数为4NA=4×6.02×10,硼原子和氮原子所连接333

的最小环为六元环。Z原子的坐标参数为:(,,);立方氮化硼的密度d=

444

4×25

2a-7

×102

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

5

23

NA

给哥哥发发发飒飒的最著名的硫-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体,分子式为S4N4。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。

4.目前,世界上已合成了几百种有机超导体,TCNQ就是其中之一。TCNQ的分子结构如下图所示。下列关于TCNQ的说法中错误的是( B )

A.分子中所有的氮原子在同一平面内 B.属于原子晶体 C.化学式为C12H4N4 D.该物质难溶于水

解析:在C===C键中,C原子的杂化轨道为sp杂化轨道,在C≡N键中C原子的杂化轨道为sp杂化轨道,sp杂化轨道为平面三角形,sp杂化轨道为直线形,故TCNQ分子中所有的原子都在同一平面内,当然分子中所有的氮原子都在同一平面内,A正确;题干中讲TCNQ是分子,所以它所形成的晶体为分子晶体,B不正确;由分子结构知其化学式为C12H4N4,C正确;TCNQ分子的对称性很好,是非极性分子,难溶于极性溶剂水中,D正确。

5.最近,美国科学家成功地在高压下将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( D )

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的原子晶体转化为分子晶体是物理变化 C.CO2的原子晶体和分子晶体具有相同的物理性质

D.在CO2的原子晶体中,每个碳原子周围结合4个氧原子,每个氧原子与2个碳原子相结合

解析:同素异形体的研究对象是单质;CO2的不同晶体类型之间的转变过程中,化学键发生了改变,故为化学变化;CO2的不同晶体具有不同的物理性质;CO2的原子晶体结构类似于SiO2,故每个碳原子结合4个氧原子,每个氧原子结合2个碳原子。

6.已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度,且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下

6

2

2

给哥哥发发发飒飒列关于C3N4晶体的说法错误的是( D )

A.该晶体属于原子晶体,其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固 B.该晶体中每个碳原子连接4个氮原子,每个氮原子连接3个碳原子 C.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构

D.该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构

解析:C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度是因为N—C键比C—C键的键能大,C3N4晶体原子间以N—C极性键形成空间网状结构,故D项说法错误。

7.有X、Y、Z、W、M五种短周期元素,其中X、Y、Z、W同周期,Z、M同主族;X与M具有相同的电子层结构;离子半径:Z>W;Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。下列说法中,正确的是( D )

A.X、M两种元素只能形成X2M型化合物

B.由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小,所以其沸点依次降低 C.元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体 D.元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂

解析:X与M具有相同的电子层结构且均属于短周期元素,可推知X为钠元素,M为氧元素,由此可知Z为硫元素;X、Y、Z、W属于同周期元素,由离子半径:Z>W,可推知W为氯元素;Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料,不难判断,Y为硅元素。Na与O两种元素可形成Na2O和Na2O2两种化合物,故A项错误;虽然HCl、H2S、H2O的相对分子质量依次减小,但因H2O分子间存在氢键,沸点高于HCl和H2S,故B项错误;单质Si属于原子晶体,单质S和Cl2属于分子晶体,故C项错误;O3和Cl2都具有强氧化性,可作为水处理的消毒剂,故D项正确。

二、非选择题

8.(2018·吉林实验中学一模)(1)GaF3的熔点高于1 000 ℃,GaCl3的熔点为77.9 ℃,其原因是__GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体____。

2-

2-

2-

2-

(2)GaAs的熔点为1 238 ℃,密度为ρ g·cm,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为__原子晶体____,Ga与As以__共价____键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol

1

-1

-30

3

3

-3

和MAs g·mol,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞

ρNArGa+rAsMGA+MAs

×100%____。

4π×10中原子的体积占晶胞体积的百分率为__解析:(1)GaF3的熔点高于1 000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是GaF3为离子晶体,

7

给哥哥发发发飒飒GaCl3为分子晶体,离子晶体的熔点高;

(2)GaAs的熔点为1 238℃,熔点较高,以共价键结合形成属于原子晶体,密度为ρ g·cm

-3

11

,根据均摊法计算,As:8×+6×=4,Ga:4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积V1

82

433-30

=4×π(rGa+rAs)×10,晶胞的体积V2=

3MGa+MAs

,故GaAs晶胞中原子的体积占晶

ρNA

44×π3

3

r3Ga+rAs

胞体积的百分率为将V1、V2带入计算得百分率=

×100%=

4π×10-30ρN33

ArGa+rAs

MG。

a+MAs×100%

MGa+MAsρNA

8