2025人教版高中化学选择性必修2
第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
第1课时 分子晶体
基础过关练
题组一 分子晶体及其判断
1.(2024浙江杭州期末)下列物质在常温常压下密度比水大,能溶于水,形成的晶体属于分子晶体的是( )
A.CH3CH2OH B.CCl4
C.O2 D.CO(NH2)2
2.(教材习题改编)下列说法正确的是( )
A.干冰升华时,分子中CO键发生断裂
B.所有非金属氢化物都属于分子晶体
C.分子晶体中,分子间作用力越大,对应的物质越稳定
D.所有分子晶体中都存在化学键
3.(易错题)(2024上海浦东新区期中)下列各组晶体都属于化合物组成的分子晶体的是( )
A.H2O、O3、CCl4
B.CCl4、HD、H2O2
C.SO2、NaCl、CS2
D.P2O5、CO2、H3PO4
题组二 常见分子晶体的结构
4.(2024天津滨海新区期中)甲烷晶体的晶胞结构如下图,下列有关说法不正确的是( )
A.甲烷晶体属于分子晶体
B.晶体中1个CH4分子有12个紧邻的CH4分子
C.CH4晶体熔化时需克服共价键
D.可燃冰(CH4·8H2O)是在低温、高压下形成的晶体
5.(2024福建泉州泉港第一中学月考)黄砷(As4)是砷元素的一种单质,其分子结构与白磷(P4)相似。下列关于黄砷和白磷的叙述不正确的是( )
A.黄砷分子中共价键键角为60°
B.黄砷分子比白磷分子更稳定
C.黄砷和白磷形成的晶体都为分子晶体
D.黄砷的熔点高于白磷
6.(2023安徽合肥八中调研)富勒烯(C60)具有许多优异性能,如超导性、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等。C60的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.晶胞中C60分子沿体对角线紧密排列
B.晶体中每个C60分子等距且最近的C60分子有12个
C.该晶体熔、沸点高,硬度大
D.每个C60晶胞中含有14个C60分子
7.(2024福建莆田二十五中质检)干冰(固态CO2)在-78℃时可直接升华,其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A.CO2中有CO键,中心原子C是sp2杂化
B.每个晶胞中含有4个CO2分子
C.每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子
D.干冰升华时需克服分子间作用力
8.(2024天津滨海新区田家炳中学月考)下图为冰晶体的结构模型,大球代表O,小球代表H。下列有关说法正确的是( )
A.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
B.冰晶体和干冰晶体之间的作用力一样
C.水分子间通过H—O键形成冰晶体
D.冰融化后,水分子之间的空隙增大
9.(1)德国和美国科学家制出了由20个碳原子构成的空心笼状分子C20,该笼状结构是由许多正五边形构成的(如图所示)。1个C20分子共有 个正五边形,共有 个共价键;C20晶体属于 晶体。
(2)白磷的分子结构及其晶胞结构如图所示,晶胞参数为anm。
①P4中磷原子的杂化方式为 。
②白磷晶体中,距离一个P4最近的P4的个数为 。
③该晶体的密度= g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
题组三 分子晶体的性质
10.(2024山东德州月考)氦、冰晶体均为分子晶体,氦晶体的升华能是0.105kJ·mol-1,而冰的升华能则为46.9kJ·mol-1,能解释这一事实的是( )
①氦分子间仅存在范德华力 ②冰中有氢键 ③氦原子之间的化学键很弱 ④水分子之间的共价键强
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
11.(2024江苏扬州期末)我国科学家通过电化学与生物技术将CO2转化为乙酸(CH3COOH),再转化成葡萄糖(C6H12O6)等有机物,实现了CO2的资源化利用。下列说法错误的是( )
A.该研究有利于我国实现“碳中和”
B.乙酸溶于水能电离出H+,但乙酸属于分子晶体
C.葡萄糖是分子晶体
D.乙酸晶体中共价键的键能大,故熔点和沸点高
12.(2024山东省实验中学月考)SiH4的分子结构与CH4类似,对SiH4作出如下推测,其中不正确的是( )
A.SiH4晶体是分子晶体
B.SiH4的热稳定性比CH4弱
C.SiH4是由极性键形成的非极性分子
D.SiH4的沸点低于CH4
13.(2024河南开封五县联考)医院在进行外科手术时,常用HgCl2稀溶液作为手术刀的消毒剂,已知HgCl2有如下性质:①HgCl2晶体熔点较低;②HgCl2熔融状态下不导电;③HgCl2在水溶液中可发生微弱电离。下列关于HgCl2的叙述中正确的是( )
A.HgCl2晶体属于分子晶体
B.HgCl2属于离子化合物
C.HgCl2属于电解质,且属于强电解质
D.HgCl2属于非电解质
能力提升练
题组一 分子晶体的结构与性质P169定点1
1.(2024山东聊城月考)干冰、冰的结构模型如图所示,下列说法正确的是( )
干冰的结构模型(晶胞) 冰的结构模型
A.构成干冰的微粒是碳、氧原子
B.每个干冰晶胞中含4个CO2分子
C.冰晶体中每个水分子周围有2个紧邻的水分子
D.冰融化时,H2O分子中H—O键断裂
2.(2024河南漯河期末)乙醚(CH3CH2—O—CH2CH3)做溶剂时,可以改变某些物质的氧化性或还原性,比如:SO3和H2S在乙醚中可以共存,现将SO3和H2S按照物质的量1∶1通入乙醚中,出现无色晶体A,该晶体由C、H、O、S四种元素组成,反应前后C—H键、C—O键没有被破坏,且晶体中的C—H键数是SO3分子个数的20倍。则下列说法正确的是 ( )
A.H2S形成的晶体,有较高的熔点
B.SO3晶体中只含σ键
C.分子晶体中都存在化学键
D.该晶体的化学式为H2S2O3·2(C2H5)2O
3.(2024山东菏泽东明月考)三聚氰胺是一种有机合成剂。下列说法错误的是( )
A.晶体类型为分子晶体
B.1mol该分子中存在15molσ键
C.三聚氰胺晶体中含氢键,硬度大、熔点高
D.分子中所有化学键均为极性键
题组二 分子晶体的相关计算
4.(2024河南周口五校联考)自从合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来,人们又相继发现了Xe的一系列化合物,如XeF2、XeF4等。图甲为XeF4的结构示意图,图乙为XeF2晶体的晶胞结构图。下列有关说法错误的是( )
图甲 图乙
A.XeF4是由极性键构成的非极性分子
B.XeF2晶体属于分子晶体
C.一个XeF2晶胞中平均含有4个XeF2分子
D.XeF2晶体中距离最近的两个XeF2之间的距离为(a为晶胞边长)
5.(2023辽宁省实验中学月考)在C60的晶体空隙中插入金属离子可获得超导体。一种超导体的面心立方晶胞如图1所示,已知:晶胞参数为apm,各点的原子分数坐标分别为A(0,0,0),B(0,)。下列说法错误的是( )
图1 图2
A.沿图1虚线切割后得到的截面如图2所示
B.相邻两个K+的最短距离为apm
C.晶胞中C点原子分数坐标为()
D.该晶体的密度表达式为g·cm-3
答案与分层梯度式解析
第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
第1课时 分子晶体
基础过关练
1.D CH3CH2OH的密度小于水,CCl4不溶于水,O2不易溶于水,A、B、C错误;CO(NH2)2是尿素,密度比水大,能溶于水,是分子晶体,D正确。
2.B 干冰升华时,分子间作用力被破坏,分子中CO键不发生断裂,A错误;所有非金属氢化物都是分子晶体,B正确;分子晶体的稳定性与分子间作用力的大小无关,C错误;稀有气体如He等单原子分子形成的分子晶体中不存在化学键,D错误。
3.D O3、HD是单质,不是化合物,A、B错误;NaCl中不存在分子,不是分子晶体,C错误;P2O5、CO2、H3PO4都是共价化合物,它们的晶体均是分子晶体,D正确。
易错分析
对化合物的概念和HD的组成理解不透彻而错选B项,实际上HD是由氢元素的两种原子(H、D)构成的单质,属于分子晶体。
4.C CH4属于分子晶体,熔化时需克服分子间作用力,A项正确、C项错误;由晶胞图可知,与每个CH4分子距离相等且最近的CH4分子有12个,B项正确;可燃冰是甲烷分子被包进水分子形成的笼状结构中,在海底低温、高压下形成的,D项正确。
5.B 黄砷分子结构与白磷(P4)相似,键角均为60°,A正确;原子半径:As>P,键长:As—As>P—P,键能:As—As
7.A CO2中有CO键,中心原子C是sp杂化,A错误;干冰在-78℃时可直接升华,干冰是分子晶体,升华时需克服分子间作用力,每个晶胞中含有8×=4个CO2分子,B、D正确;每个CO2分子周围有×(3×8)=12个紧邻的CO2分子,C正确。
8.A 干冰晶体主要是靠范德华力结合在一起,冰晶体中的水分子间主要是靠氢键结合在一起,B、C错误;冰晶体中每个水分子可以与4个水分子形成氢键,从而形成四面体结构,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,因此冰融化后,水分子之间空隙减小,A正确、D错误。
9.答案 (1)12 30 分子
(2)①sp3 ②12 ③
解析 (1)根据题给信息可判断C20晶体属于分子晶体。根据其结构可知每个碳原子形成3个碳碳键,每个碳碳键被2个碳原子共用,所以1个C20分子含有的共价键数是=30。因为每个共价键被2个正五边形共用,所以平均每个正五边形含有的共价键数是2.5,故1个C20分子共有=12个正五边形。
(2)①白磷分子为正四面体结构,分子中磷原子的价层电子对数为4,原子的杂化方式为sp3。②白磷晶体中,距离一个P4最近的P4的个数为12。③晶胞中白磷分子的个数为8×=4,晶体的密度为g·cm-3。
10.A 氦分子间仅存在范德华力,冰中存在氢键,冰升华需要的能量高,两者的升华过程不涉及共价键,故选A。
11.D 通过电化学与生物技术将CO2转化为乙酸,该研究有利于我国实现“碳中和”,A正确;葡萄糖、乙酸都是由分子构成的分子晶体,共价键的键能大小与晶体的熔点和沸点高低无关,B、C正确,D错误。
12.D SiH4是分子晶体,A正确;C、Si位于同一主族,非金属性:C>Si,热稳定性:SiH4
13.A 由HgCl2的性质可知,HgCl2晶体属于分子晶体,属于共价化合物,是弱电解质。
能力提升练
1.B 干冰是分子晶体,构成干冰的微粒是二氧化碳分子,A不正确;从晶胞图中可以看出,每个干冰晶胞中含CO2分子的个数为8×=4,B正确;从题图中可以看出,冰晶体中每个水分子周围有4个紧邻的水分子,C不正确;冰融化时,H2O分子中H—O键没有被破坏,D不正确。
2.D H2S形成分子晶体,熔点较低,A错误;SO3晶体中既含σ键又含π键,B错误;稀有气体形成的晶体中,不存在任何化学键,C错误;反应前后,C—H键、C—O键没有被破坏说明A物质中存在乙醚分子,由于A中的C—H键数是SO3分子个数的20倍,1mol乙醚分子中含10molC—H键,则SO3与乙醚的物质的量之比为1∶2,A的分子式为H2S2O3·2(C2H5)2O,D正确。
3.C 三聚氰胺晶体是由分子构成的分子晶体,硬度小、熔点较低,A正确、C错误;1个三聚氰胺分子中含6个N—Hσ键、9个碳氮σ键,1mol该分子中存在15molσ键,B正确;该分子中化学键均为极性键,D正确。
4.C Xe和F之间形成的是极性键,根据XeF4的结构示意图可知,该分子为平面正方形结构,正电中心和负电中心重合,该分子是由极性键构成的非极性分子,A正确;XeF2晶体是由XeF2分子通过范德华力构成的分子晶体,B正确;一个XeF2晶胞中平均含有XeF2分子的个数为8×+1=2,C错误;立方体体心的XeF2与每个顶点的XeF2之间的距离相等且最近,该距离为晶胞体对角线长的一半,即,D正确。
5.D C60位于顶点和面心,K+位于棱上、体心、体对角线,所以沿图1虚线切割后得到的截面如图2所示,故A正确;根据图示,相邻两个K+的最短距离为体对角线长的,即apm,故B正确;A点原子分数坐标为(0,0,0),A点是坐标原点,根据坐标系,晶胞中C点原子分数坐标为(),故C正确;根据均摊法,该晶胞中C60数目为8×=4、K+数目为12×+9=12,该晶体的密度表达式为g·cm-3,故D错误。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
()
