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必考点分子晶体共价晶体・08经典必考题题型一分子晶体的判断、结构和性质例
1.(
2022.高二课时练习)在海洋深处的沉积物中含有大量可燃冰,其主要成分是甲烷水合物甲烷水合物的结构可以看成是甲烷分子装在由水分子形成的“笼子”里下列说法正确的是甲烷分子和水分子的模型都是正四面体形A.VSEPR甲烷分子通过氢键与构成“笼子”的水分子相结合B.可燃冰属于分子晶体C.水分子的键角大于甲烷分子的键角D.【答案】C【解析】甲烷分子中碳原子的价层电子对数为模型为正四面体形,水分子中氧原A.4,VSEPR子的价层电子对数为模型是四面体形,故错误;4,VSEPR A甲烷分子不能与水分子形成分子间氢键,故错误;B.B可燃冰是由分子形成的分子晶体,故正确;C.C甲烷分子中碳原子和水分子中氧原子的价层电子对数都为但甲烷分子中碳原子的孤对电子D.4,对数为水分子中氧原子的孤对电子对数为孤对电子对成键电子对的斥力大于成键电子对对0,2,成键电子对的斥力,所以水分子的键角小于甲烷分子的键角,故错误;故选D C例
2.(
2022.高二课时练习)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冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构A.冰晶体具有空间网状结构,是共价晶体B.水分子间通过键形成冰晶体C.H-O冰融化后,水分子之间的空隙增大D.无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点为熔化时能导电C.800C,熔点一微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电D.
56.6℃,【答案】B【解析】原子晶体的熔点高,但不能导电,因此熔点导电性好,延展性强应该是金属A.2700C,晶体,故错误;A无色晶体,熔点不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂,符合原子晶体的性质特点,故B.3500C,B正确;无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点熔化时能导电,符合离子晶体的性质,属于离子C.800C,晶体,故错误;C熔点微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电,符合分子晶体的性质,属于分子晶体,D.-
56.6C,故错误D故选B【点睛】离子间通过离子键形成的晶体是离子晶体,分子间通过分子间作用力形成的晶体是分子晶体,原子间通过共价键形成的空间网状结构的晶体是原子晶体,由金属阳离子和自由电子构成的晶体是金属晶体由于范德华力和氢键,作用力小,所以分子晶体的熔沸点比较低,硬度小原子晶体的熔沸点高,不导电,一般不溶于其它溶剂,离子晶体的熔沸点也较高,水溶液或在熔融状态下可以导电,金属晶体的一般具有良好的导电和导热性,具有延展性
3.(2023春・湖北武汉,高二校考期中)下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中,正确的是A.金刚石为共价键三维骨架结构,晶体中的最小环上有个碳原子6分子晶体中一定存在共价键B.的相对分子质量大于所以的沸点高于C.HI HF,HI HF在晶体中,个硅原子和个氧原子形成个共价键D.SiCh122【答案】A【解析】金刚石属于共价晶体,其中的碳采取杂化轨道与周围的个碳原子形成正四面A.sp34体结构,以共价键形成空间网状结构,晶体中最小环上有个碳原子,项正确;分子晶体中6A B.不一定存在共价键,如稀有气体形成的晶体为分子晶体,稀有气体是单原子分子,原子间没有共价键,项错误;B分子间存在氢键,分子间不存在氢键,故的沸点低于项错误;C.HF HIHI HF,C属于共价晶体,在晶体中个原子和个原子形成个共价键,项错误;D.SiCh SiCh1Si4O4D答案选A
4.(2023春•高二单元测试)碳有多种同分异构体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示,下列说法不正确的是石墨烯晶体金刚石晶体A.在石墨烯晶体中,每个正六元环拥有的共价键和碳原子数之比为32石墨烯中含碳碳双键B.金刚石晶体中,碳原子采用杂化C.sp3金刚石晶体中最小的碳环上有个碳原子D.6【答案】B【解析】在石墨烯晶体中,最小的环为六元环,每个碳原子连接个化学键,每个六元A.3C-C环占有的碳原子数为个,个数比为正确;6xg=23:2,A石墨烯晶体中,单层上的碳原子除形成单键外,还形成大兀键,不存在碳碳双键,错误;B.B金刚石晶体中,每个碳原子形成个键,采用杂化,正确;C.4sp3C由金刚石晶体结构模型可知,最小的环为元环,正确;D.6D答案选B变式综合练
1.(2023秋,浙江衢州•高二校联考期末)冰的晶胞结构如图所示下列相关说法不正确的是•••硫化氢晶体结构和冰相似A.冰晶体中,相邻的水分子均以氢键结合B.晶胞中方向上的两个氧原子最短距离为则冰晶胞中的氢键键长为C.Z d,d冰晶体中分子间氢键存在方向性、饱和性,晶体有较大空隙,因此密度比液态水小D.【答案】A【解析】硫化氢分子间不存在氢键,冰中水分子间存在氢键,因此两者结构不相似,故A.说法错误;A在冰晶体中,每个水分子与四个水分子通过氢键相结合,故说法正确;B.B氢键键长可以表示为通过氢键相连的两个氧原子的核间距,方向上距离最近的两个原子所C.z0在的水分子通过氢键相连,故说法正确;C在冰的晶体中,由于氢键有方向性和饱和性,迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角D.方向的个相邻水分子相互吸引,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4的空隙,其密度比液态水小,故说法正确;答案为D A
2.(2023秋・湖北•高三校联考阶段练习)下列关于物质(分子)的性质正确的是熔点沸点A.KNa B.NHBiH33极性配位数干冰中》冰中C.CSCOS D.CO H2【答案】D【解析】同一主族的碱金属元素对应的单质随着原子序数的递增熔点减小,错误;A.A、也是同一主族元素的简单氢化物,虽然氨气有氢键使之沸点出现异常,但由于的B.N Bi Bi^相对分子质量比氨气的大很多,分子间作用力更强,用的沸点大于氨气,错误;BiB二硫化碳是非极性分子,极性弱于错误;C.COS,c干冰中二氧化碳的配位数为冰中水的配位数为正确;故选D.12,4,D D
3.(2023秋・吉林・高二吉化第一高级中学校校考期末)下列有关共价晶体的叙述不正确的是A.金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体B.含ImolC的金刚石中C-C键数目是2/,ImolSiO2晶体中Si-0键数目是4以水晶和干冰在熔化时,晶体中的共价键都会断裂C.?晶体是共价晶体,所以晶体中不存在分子,不是它的分子式D.Si Si【答案】c【解析】金刚石是个中心原子连接个原子,二氧化硅是个中心原子连接个A.1C4C1Si4O原子,均为正四面体,项正确;A金刚石中,个原子与另外个原子形成个键,这个原子对每个单键的贡献只B.1C4C4C-C C有;,所以原子形成的键为〈=而晶体中个原子ImolC C-C4moix2mol,SiO1Si分别与个原子形成个键,则晶体中键为项正确;4O4Si-O ImolSiOzSi-O4mol,B干冰熔化时只破坏分子间作用力,共价键不会断裂,项错误;C.C共价晶体的构成微粒是原子不是分子,项正确D.D故选Co
4.(2023・全国•高三专题练习)根据下表中给出的有关数据,判断下列说法中错误的是()晶体硼金刚石晶体硅AlCh SiCl4熔点/℃190—60230035501410沸点/℃18357255048272355是分子晶体A.SiCL晶体硼是原子晶体B.是分子晶体,加热能升华C.AlCh金刚石中的键比晶体硅中的键弱D.C—C Si—Si【答案】D【解析】由表中数据可知,的熔沸点较低,属于分子晶体,故正确;A.SiCL A晶体硼的熔沸点很高,所以晶体硼是原子晶体,故正确;B.B由表中数据可知的沸点比熔点高,所以加热能升华,故正确;C.AlCh AlChC原子半径小于的原子半径,金刚石中的键长比晶体硅中的键长短,键能也D.C Si C—C Si—Si大,键比键强,故错误C—C Si—Si D故答案选Do
5.(2022春.云南文山.高二统考期末)为践行社会主义核心价值观,创建和谐社会,实现碳达峰和碳中和,我国科学家独创了一种二氧化碳转化新路径:通过电催化与生物合成相结合,以二氧化碳和水为原料成功合成了葡萄糖(C6Hl26)和脂肪酸,为人工和半人工合成“粮食”提供了新路径关于上述物质,下列说法正确的是和均为极性分子,故易溶于水A.CO HCO晶体属于分子晶体,晶体中一个分子周围紧邻的分子有个B.CO CO2CO212应分子中原子上有对孤电子对,故分子的模型为型C.02H2VSEPR V葡萄糖和脂肪酸都可以和饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体D.【答案】B【解析】是非极性分子,能溶于水是因为与水发生反应,在水中的溶解度不大,错误;A.CO A是分子晶体,分子间靠范德华力维系,分子采取密堆积,故一个分子周围紧邻的B.CO CO2CC)2分子有12个,B正确;仁心中原子价层电子对数衿=原子含有个孤电子对,则该分子模型为四0=2+4,02VSEPR面体形,错误;c葡萄糖不含竣基,不能和饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体,错误;D.D故选B
6.(2022春.广东珠海.高二校考阶段练习)下列属于分子晶体的化合物是石墨石英()金刚石A.CO B.C.SiCh D.2【答案】A【解析】属于分子晶体;A.CO2石墨属于混合晶体;B.石英属于原子晶体;C.金刚石属于原子晶体;D.故选Ao
7.(2022秋・广东东莞•高二校考期中)下列各组晶体物质中
①SiCh和SO3;
②晶体硼和HC1;
③CO2和SO2;
④晶体硅和金刚石;
⑤晶体就和晶体氮;
⑥硫黄和碘,化学键类型相同,晶体类型也相同的是A.
①②③B.
④⑤⑥C.
③④⑥D.
①③⑤【答案】C【解析】
①二氧化硅是含有共价键的共价晶体,三氧化硫是含有共价键的分子晶体,两者的晶体类型不同,故不符合题意;
②晶体硼是含有共价键的共价晶体,氯化氢是含有共价键的分子晶体,两者的晶体类型不同,故不符合题意;
③二氧化碳是含有共价键的分子晶体,二氧化硫是含有共价键的分子晶体,两者的化学键类型相同,晶体类型也相同,故符合题意;
④晶体硅是含有共价键的共价晶体,金刚石是含有共价键的共价晶体,两者的化学键类型相同,晶体类型也相同,故符合题意;
⑤晶体就是不含有共价键的分子晶体,晶体氮是含有共价键的分子晶体,两者的化学键类型不同,故不符合题意;
⑥硫黄是含有共价键的分子晶体,碘是含有共价键的分子晶体,两者的化学键类型相同,品体类型也相同,故符合题意;
③④⑥符合题意,故选C
8.(2022秋・湖北•高三校联考阶段练习)二茂铁是一种含铁的有机化合物,黄色针状晶体,熔点(在时开始升华),沸点可看作是与两个正五边形的环戊二烯负离子(1730c100C249Fe+QHj配体形成的夹心型分子(如图所示)下列关于二茂铁晶体的说法不正确的是Fe二茂铁的结构存在离子键、配位键、范德华力为分子晶体A.B.存在大兀键二茂铁易溶于有机溶剂C.D.【答案】A【解析】据题干信息可知二茂铁是有机化合物,熔沸点较低,则二茂铁晶体为分子晶体,故不存A.在离子键,错误;A二茂铁晶体为分子晶体,正确;B.B图示五元环中存在大键,正确;C.C有机物一般易溶于有机溶剂,正确;D.D故选Ao
9.(2022春.黑龙江双鸭山.高二校考阶段练习)用M表示阿伏伽德罗常数的是,下列叙述中不正确的是金刚石晶体中含有碳碳单键的数目是A.Imol2M石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为B.12g
0.5M二氧化硅晶体中含有硅氧单键的数目为C.1mol4M晶体中,键的数目为D.lmolP4P-P4M【答案】D【解析】在金刚石晶体中,每个原子与周围的个原子以单键相连,平均每个原子形A.C4C C成2个碳碳单键,则Imol金刚石晶体中含有碳碳单键的数目是2M,A正确;在石墨烯中,个原子形成个六元环,平均每个原子形成个六元环,则平均个六元B.6C1C31环含有个原子,石墨烯(单层石墨)的物质的量为则含有六元环的个数2C12g ImoL\niol为------xMmol/=
0.5NA,B正确;2在二氧化硅晶体中,每个原子与个原子相连,每个原子与个原子相连,C.Si42Si4则平均每个中含有硅氧键的数目为彳=所以二氧化硅晶体中含有硅氧单键的数目“SiCh”2+4,Imol为正确;4M,C个分子中含有个键,则晶体中,键的数目为不正确;故选D.1P46P-P lmolP4P-P6M,D D
10.(2022秋・湖北孝感.高三校联考阶段练习)科学研究发现蚊子能闻到CO2的气味,这种气味会刺激蚊子眼睛扫描特定的颜色,并朝其靠近,这项研究有助于人们设计出更好的驱蚊剂、诱捕器等下列有关的说法错误的是CO2是直线形分子A.CO2是由极性键形成的非极性分子B.CCh分子中各原子均满足电子稳定结构C.CO28形成的晶体为共价晶体D.CO2【答案】D【解析】二氧化硅中原子为杂化,为直线形分子,故正确;A.C spA形成于不同种元素间的共价键为极性键,二氧化碳中的碳氧双键为极性键,而二氧化碳是直线B.形分子,分子中正负电荷中心重合,故为非极性分子,故正确;B:::O C•0的电子式为“,各原子均满足电子稳定结构,故正确;C.CO28C二氧化碳晶体中分子间以分子间作用力结合形成分子晶体,故错误;D.D故选Do(春.新疆昌吉.高二校考期中)下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中,正确的是
11.2022A.HI的相对分子质量大于所以的沸点高于HF,HI HF晶体中分子间作用力越大,分子越稳定B.金刚石为网状结构,碳原子与周围个碳原子形成正四面体结构C.4在晶体中,个硅原子和个氧原子形成个共价键D.SiCh122【答案】c【解析】氟化氢分子间存在氢键,沸点更高,错误;A.A分子间作用力影响物质的物理性质,共价键越强,分子越稳定,错误;B.B金刚石为网状结构,碳原子以共价键与周围个碳原子相连形成正四面体结构,正确;C.4C在晶体中,个硅原子和个氧原子形成个共价键,错误;D.SiCh144D故选Co
12.(2022春・福建泉州•高二校考期中)某物质可溶于水、乙醇,熔点为
209.5C,其结构简式如图所示下列说法正确的是NH9N=C——N=C\NH2该物质为原子晶体A.B.该物质分子中键和兀键的个数比为31该物质分子中含有极性共价键和非极性共价键C.该物质分子中每个原子最外层均达到电子稳定结构D.8【答案】B【解析】该物质属于分子晶体,项错误;A.A共价单键为键,共价双键中一个键和一个是兀键,共价三键中一个键和两个是兀键,所B.以该物质分子中键和兀键的个数比为93,B项正确;一般,同种非金属元素形成非极性共价键,不同种元素形成极性共价键物质分子中含有极C.性共价键,项错误;c氢原子没有达到电子稳定结构,只需要电子稳定结构,项错误;D.82D
13.(2022春・河南郑州•高二校考阶段练习)科研人员制出了由18个碳原子构成的环碳分子(如图示)对该物质的说法正确的是与互为同素异形体硬度大、熔点高A.Cd B.与乙焕互为同系物是一种共价晶体C.D.【答案】A【解析】由结构简式可知,环碳分子与碳是由碳元素形成的不同种单质,互为同素异形体,A.60故正确;A由结构简式可知,环碳分子是由分子构成的硬度小、熔点低的分子晶体,故错误;B.B由结构简式可知,环碳分子是单质,与乙快结构不同,不可能互为同系物,故错误;C.C由结构简式可知,环碳分子是由分子构成的硬度小、熔点低的分子晶体,故错误;D.D故选Ao
14.2023・河南•辉县市第一高级中学高二阶段练习碳元素和硅元素在化学中占有极其重要的地位的晶体结构与晶体硅的相似,其中原子的杂化方式为,微粒间存在的作用力是和晶lSiC C,SiC体的熔点高低顺序是Si o、为同一主族的元素,和的化学式相似,但结构和性质有很大的不同中2C Si CO2SiCh CO2C与原子间形成键和兀键,中与原子间不能形成兀键从原子半径大小的角度分析,O SiO2Si0为何、原子间能形成兀键,而、原子间不能形成兀C Si键:属于晶体,属于o SiO2CO2晶体,所以熔点填或,CO2SiO2⑶金刚石、晶体硅、二氧化硅、四种晶体的构成微粒分别是CO2用“原子”或分子”回答,熔化时克服的微粒间的作用力分别是O【答案】共价键lsp3SiOSi的原子半径较大,、原子间距离较大,轨道“肩并肩”重叠程度较小,故不能形成稳2Si Si0p定的兀键共价分子<原子、原子、原子、分子共价键、共价键、共价键、分子间作用力3【解析】晶体硅中一个硅原子与周围个硅原子相连形成正四面体结构,所以硅原子的杂化14方式是因为的键长小于的键长,所以熔点高低是碳化硅〉晶体硅sp3;Si-C Si-Si为共价晶体,为分子晶体,所以熔点高低是〉2SiO2C02SiO2CO2金刚石、晶体硅、二氧化硅均为共价晶体,构成微粒为原子,熔化时破坏共价键;为分3C02子晶体,由分子构成,分子间以分子间作用力结合CCh能与金属形成化合物该化合物熔点为沸点为其固体属于晶
15.1CO FeFeCO5,253K,376K,体与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,如、常温下它们都是易挥发的液体2F2ClF3BrF3,的熔、沸点比的填“高”或“低”C1F BrF33⑶下图为分子晶体结构的一部分观察图示可知,每个分子周围有个与C02C02之紧邻的分子;该结构单元平均占有个分子C02C02一代表1个C02分子【答案】⑴分子⑵低⑶124【解析】由化合物熔点为沸点为可知,其熔、沸点较低,所以为分子晶体1253K,376K2组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高,所以的熔、C1F3沸点比的低BrF
3.水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间),彼此结合而形成16在冰中每个水分子被个水分子包围形成变形四面体,通过“氢键”相互连接成庞大的(H2O)2O4分子晶体()冰中有“氢键”11mol mol
(2)水蒸气中常含有部分(氏0)2,要确定(氏0)2的存在,可采用的方法是o标准状况下把水蒸气冷凝后与足量金属钠反应,测产生氢气的体积A.1L标准状况下把水蒸气通过浓硫酸后,测浓硫酸增重的质量B.1L该水蒸气冷凝后,测水的C.pH该水蒸气冷凝后,测氢氧原子个数比D.⑶水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子,其电离方程式为已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点,其可能原因是()在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力已知冰的升华热是451kJ-mol_1,则冰晶体中氢键的能量是kJ.mo「【答案】
(1)2()2AB
(3)H O+H O^^H O++OH-双氧水分子之间存在更强烈的氢键作用223()420【解析】
(1)1mol冰中含有氢键的物质的量为1x4mol2=2mol
(2)A项,该物质也能与金属钠反应产生氢气,水蒸气冷凝后与足量金属钠反应,若混有该物质,由于)也能生成1L322氢气,且一分子)生成分子氢气,所以产生氢气体积多,正确;项,该物质也能被浓3222B硫酸吸收,若1L水蒸气通过浓硫酸后,由于相对H2O而言,(氏0)2的相对分子质量大,所以分子数目相同时,浓硫酸增重的质量大,说明存在该物质,正确;项,该物质的也等于C pH7,无论该物质是否存在,pH都等于7,错误;D项,该物质的分子中氢氧原子个数比仍为21,无论是否存在,氢氧原子个数比不变,错误
(3)双氧水的相对分子质量比水的相对分子质量稍大,但题中强调双氧水的沸点明显高于水,因此可判断双氧水分子之间存在着更为强烈的氢键作用
(4)1mol冰吸收的总能量为51kJ,克服范德华力吸收的能量为11kJ,故克服氢键吸收的总能量为40kJ,而1mol冰中含有2moi氢键,故冰晶体中氢键的能量是20kJ・mo「工业制玻璃时,主要反应的化学方程式为
17.则一今Na2cCh+SiCh―Na SiO4-CO2T23完成下列填空【答案】A【解析】如图所示,每个水分子可以与另外四个水分子之间形成氢键,从而形成四面体结构,A.正确;A冰晶体属于分子晶体,错误;B.B冰晶体中的水分子主要是靠氢键结合在一起,氢键不是化学键,而是一种分子间作用力,错C.C误;冰晶体中形成的氢键具有方向性和饱和性,故水分子间由氢键连接后,分子间空隙变大,而冰D.融化成水后,体积减小,水分子之间空隙减小,错误;D故选Ao例
3.(2023•淄博高二检测)AB型化合物形成的晶体结构多种多样下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是()-O-O—o-O-A.
①③B.
②⑤C.
⑤⑥D.
③④⑤⑥【答案】B【解析】从各图中可以看出
②⑤都不能再以化学键与其他原子结合,所以最有可能是分子晶体例
4.(2023•烟台高二检测)下列说法正确的是()分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键A.水加热到很高的温度都难以分解与氢键有关B.晶体是分子晶体,可推测晶体也是分子晶体C.CO2Si
02、、、的熔沸点随着相对分子质量的增加依次升高D.HF HQHBr HI【答案】A【解析】分子晶体中一定存在分子间作用力,可能有共价键(如水分子),可能没有(如稀有气体分子),正确;水是一种非常稳定的化合物,属于化学性质的表现,其中含有氢键,会导致A沸点较高,和化学性质稳定无关,错误;晶体是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构B C02成的分子晶体,二氧化硅不属于分子晶体,错误;同一主族氢化物的相对分子质量越大其熔沸C点越高,但含有氢键的氢化物熔沸点最高,中含有氢键,其熔沸点最高,错误HF D例
4.(2022秋・湖北宜昌•高三当阳一中校考期中)二茂铁[(C H)Fe]是由一个二价铁离子和2552个环戊烯基负离子构成的熔点是(在时开始升华),不溶于水,易溶于苯173℃100⑴钠原子核外电子排布式为与电子排布式相比,轨道表示式增加了核外电子O运动状态中的描述上述反应中,反应物和生成物所形成晶体的晶体类型共有种,属于共价晶体2的是___________O⑶上述物质中的非金属元素原子半径由大到小的顺序为用元素符号表示碳的非金属性弱于氧,从原子结构角度解释原因向一定量的溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌随着盐酸的加入,溶液中各种离4Na2c03子数目变化如图所示,、分别代表、填离子符号b c室温下,同浓度的溶液和溶液中,对水电离程度的影响选填前者大或5NazSiCh Na2cCh后者大”,作出判断并说明理由O【答案】或电子云的伸展方向、电子的自旋、、Is22s22P63sl[Ar]3sl3Si0Si C2碳与氧原子电子层数相同,但碳的原子半径大于氧,对最外层电子吸引弱于氧,非金0属性弱CO;HCO前者大Si的非金属性比C弱,所以H2SiO3酸性弱,NazSiCh水解程度大【详解】⑴钠原子的核外电子数是11,其核外电子排布式为Is22s22P63sl[Ar]3s];轨道表示式是表示原子核外电子排布的图式之一,又称电子排布图,用一个方框、圆圈或两条短线表示一个给定量子数的轨道,用箭头“厂或“厂来自旋状态不同电子,因此与电子排布式相比,轨道表示式增加了核外电子运动状态中电子云的伸展方向、电子的自旋的描述;⑵上述反应中,碳酸钠和硅酸钠形成的是离子晶体,二氧化硅形成的是共价晶体,二氧化碳形成的是分子晶体,因此反应物和生成物所形成晶体的晶体类型共有3种,属于共价晶体的是SiO;2⑶同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则上述物质中的非金属元素原子半径由大到小的顺序为碳与氧原子电子层数相同,但碳的原子半径大于SiC0氧,对最外层电子吸引弱于氧,非金属性弱,所以碳的非金属性弱于氧;向一定量的溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌,发生的反应依次为4Na2cCh、随着盐酸的力口入,溶液中各Na2cO3+HCl=NaHCO3+NaCl NaHCO+HCl=NaCl+H O+CO2T32o种离子数目变化如图所示,因此表示钠离子的,代表碳酸根离子的,代表碳酸氢根离子的,a bc代表氯离子的;d由于的非金属性比弱,所以酸性弱,水解程度大,因此室温下,同浓5SiCHzSiCh NazSiCh度的溶液和溶液中,对水电离程度的影响前者大NazSiCh Na2c03碳及其化合物的用途广泛,碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物,而且还能形成多种无机
18.化合物,同时自身可以形成多种单质分子形成的晶体中,在晶胞的顶点和面心均含有一个分子,则一个晶胞的质量约为lC60C60C60O⑵干冰和冰是两种常见的分子晶体,下列关于这两种晶体的比较正确的是O晶体的密度:干冰,冰a.晶体的熔点:干冰,冰b.晶体的空间利用率:干冰,冰c.晶体中分子间相互作用力类型相同d.金刚石晶胞的结构如图所示,立方的结构与金刚石相似,在晶体中,原子周围最近的3BN BN B原子所构成的空间结构为,一个晶胞中原子数目为N BN N o碳与孔雀石共热可以得到金属铜,金属铜采用面心立方最密堆积,即在晶胞的顶点和面心均4含有一个原子,则晶体中与一个原子距离最近的铜原子数为已Cu CuCu o知晶体的密度为的相对原子质量为阿伏加德罗常数为贝的原子半径为Cu gcmHCuM,1J CuNA,cmo【答案】⑴g2ac正四面体34412Mp/NQ,/3cm【解析】形成的分子晶体,在晶胞的顶点和面心均含有一个分子,故每个晶胞中含有lC60C60个分子,故一个晶胞的质量为个碳原子的质量,即约为4C Co240go606干冰晶体中分子间只存在范德华力,其结构是分子密堆积;而冰晶体中存在氢键,由2C02于氢键具有方向性,冰中水分子不是密堆积,故密度:干冰,冰;熔点:冰〉干冰;空间利用率:干冰,冰在晶体中原子与原子交替出现,故每个原子周围有个原子,每个原子3BN BNB4NN周围也有个原子,形成正四面体结构;在金刚石晶胞中共有碳原子个数为4B8xl/8+6xl/2+4=8,故在晶胞中原子和原子各个BN BN4由于铜采用面心立方最密堆积,与一个铜原子距离最近的铜原子数为每个晶胞中含有个412;4铜原子,且面对角线上的个铜原子相切,设铜原子半径为八则有故厂32「3XQ=8M/7VA,Mp/Nx1/3cmo等非极性溶剂下列说法不正确的是二茂铁属于分子晶体A.B.CJi中一定含兀键已知环戊二烯的结构式为,则其中仅有个碳原子采取杂化C.1sp3在二茂铁结构中,工与之间形成的化学键类型是离子键D.C5Fe2+【答案】CD【解析】依据题意,二茂铁熔点是℃在℃时开始升华,沸点是不溶于水,A.173100249C,易溶于苯、乙醛等非极性溶剂,熔沸点较低的晶体一般为分子晶体,所以可推断二茂铁晶体为分子晶体,项正确;A环戊二烯的结构式可推知环戊烯基负离子中一定含兀键,正确;B.B已知环戊二烯的结构式为◎,个碳原子均为杂化形成平面结构,未参加杂化的轨道形C.5sp2p成大兀键,错误;C二茂铁是分子晶体,没有离子键,项错误;D.D故选CDo【解题技巧提炼】分子晶体的判断方法
1.依据物质的类别判断部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有1的酸、绝大多数有机物都是分子晶体依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断组成分子晶体的微粒是分子,粒子间的作用力是分2子间作用力⑶依据物质的性质判断分子晶体的硬度小,熔、沸点低,在熔融状态或固体时均不导电
2.分子晶体熔、沸点高低的判断⑴组成和结构相似,不含氢键的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越强,熔、沸点越高,如bBr2C12F2,HIHBrHClo组成和结构不相似的分子晶体相对分子质量接近,分子的极性越大,熔、沸点越高,如2CH3OHCH3cH3含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高,如3H2OH2TeH2SeH2S对于有机物中的同分异构体,支链越多,熔、沸点越低,如4CH3—CH2—CH2—CH2—CH3CH3CH—CH—CH—CH CH—C—CH32333CHCH330崎、卤代燃、醇、醛、瘗酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加,熔、沸点升高,如5C2H6CH4,C2H5OCH3CLCH COOHHCOOHO3典型的分子晶体的结构特征
3.分子密堆积分子非密堆积微粒间作用力范德华力范德华力和氢键通常每个分子周围有12个紧邻每个分子周围紧邻的分子数小于12空间特点个,空间利用率不高的分子举例、干冰、、、、冰C60122HF N%()冰晶体1
①结构冰晶体中,水分子间主要通过氢键形成晶体由于氢键具有一定的方向性,一个水分子与周围四个水分子结合,这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合这样,每个原子周围都有四个原子,其中两个原子与原子以共价键结合,另外两个原子与原子0H HH0以氢键结合,使水分子间构成四面体骨架结构其结构可用下图表示.¥H\:q MgH、、Oo
②性质由于氢键具有方向性,冰晶体中水分子未采取密堆积方式,这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙当冰刚刚融化成液态水时,水分子间的空隙减小,密度反而增大,超过时,分子间距离加大,密度逐渐减小4c()干冰2
①结构固态称为干冰,干冰也是分子晶体分子内存在共价键,分子间存在范德C02C02c=o华力,的晶胞呈面心立方体形,立方体的每个顶角有一个分子,每个面上也有一个C02C02C02分子每个分子与个分子等距离相邻(在三个互相垂直的平面上各个或互相平行C0212C024的三层上,每层上各个)(如图所示)4干冰的晶胞模型(面心晶胞)近的CO分子共有12个
②性质干冰的外观很像冰,硬度也跟冰相似,熔点却比冰低得多,在常压下极易升华,在工业上广泛用作制冷剂;由于干冰中的之间只存在范德华力不存在氢键,密度比冰的高C02题型
二、共价晶体(原子晶体)的判断、结构和性质例
1.(2023•云南・马关县第一中学校高二阶段练习)下列有关原子晶体(共价晶体)的叙述错误的是原子晶体中,只存在共价键A.原子晶体具有空间网状结构B.原子晶体中不存在独立的分子C.原子晶体熔化时不破坏共价键D.【答案】D【详解】原子晶体中原子之间通过共价键相连,在原子晶体中只存在共价键,故正确;A.A B.原子晶体是相邻原子之间通过共价键结合而形成的空间网状结构的晶体,故正确;原子晶B C.体是由原子以共价键相结合而形成的,不存在独立的分子,故正确;原子晶体是原子间通C D.过共价键结合而形成的,熔化时需要破坏共价键,故错误;故答案选D D例
2.(2023・全国,高二课时练习)下列事实能说明刚玉(AI2O3)是共价晶体的是
①AI2O3是两性氧化物;
②硬度很大;
③它的熔点为2045C;
④自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石A.
①②B.
②③C.
①④D.
③④【答案】B【详解】是两性氧化物,属于物质的分类,与晶体类型无关,
①错误;硬度很大、熔点ALO3为(很高),都是共价晶体的物理性质,
②③正确;红宝石、蓝宝石是刚玉在自然界中的2045c存在形式,与晶体类型无关,
④错误,正确的组合是
②③;故选B例
3.(
2022.高二课时练习)X是核外电子数最少的元素,Y是地壳中含量最丰富的元素,Z在地壳中的含量仅次于可以形成自然界中硬度最大的共价晶体下列叙述错误的是晶体Y,W A.XY的熔点高于晶体的熔点WX,固态是分子晶体B.X2Y2是共价晶体,其硬度比晶体的大C.ZW Z、是同一主族的元素,、与元素形成的晶体都是共价晶体D.Z WZ WY【答案】D【分析】氢原子的核外只有一个电子,为元素;地壳中含量前两位的元素是氧、硅,故X HY和分别是和金刚石是自然界中硬度最大的物质,为元素Z Si,W C【解析】晶体是冰,含氢键,熔点高于「正确;A.XY CHA固态是构成微粒为分子,属于分子晶体,正确;B.X2Y2H2O2,B的结构与金刚石相似,为共价晶体,碳的原子半径小于硅,的硬度比晶体硅的大,C.SiC SiC C正确;是分子晶体,则、与元素形成的晶体不一定是共价晶体,错误;D.CO COSiCD
2.故选D例
4.(2023・宁夏・石嘴山市第三中学高二期中)二氧化硅晶体是空间立体网状结构,如图所示,下列说法中,正确的是A.硅原子的物质的量比氧原子的物质的量比硅氧键=124和是等电子体,晶体类型相同
8.CO2SiO2晶体中原子杂化方式为原子杂化方式为C.Si sp3,sp晶体中最小环上的原子数为D.6【答案】A【详解】根据图知,该晶体中每个原子连接个原子、每个原子连接个原子,A.Si4O O2Si则Si、原子个数之比为24=12,每个Si原子含有4个硅氧键,则硅原子的物质的量比氧原子的物质的量比硅氧键=124,A正确;晶体是由分子构成的,晶体是由原子构成的,则前者为分子晶体、后者为共价晶体,B.CCh SiCh晶体类型不同,错误;B该晶体中每个原子形成个共价键,每个原子形成个共价键且每个原子还含有个C Si422孤电子对,则、原子的价层电子对数都是则、原子都采用杂化,错误;Si4,Si sp3C由二氧化硅晶体结构图可知,晶体中最小环上含有个硅原子和个氧原子,所以最小环上D.66的原子数为错误;12,D故选Ao【解题技巧提炼】共价晶体(原子晶体)的结构特点及物理性质
1.⑴概念相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架结构的晶体⑵构成微粒及微粒间作用构成微粒原子共价晶体微粒间作用力共价键⑶物理性质
①共价晶体中,由于各原子均以强的共价键相结合,因此一般熔点很高,硬度很大,难溶于常见溶剂,一般不导电
②结构相似的共价晶体,原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔点越高常见共价晶体及物质类别
2.某些单质:如硼、硅、楮、金刚石等1B SiGe⑵某些非金属化合物如碳化硅、二氧化硅、氮化硼、氮化硅等SiC SiO2BN Si3N4极少数金属氧化物,如刚玉等3a-AbCh常见共价晶体结构分析
3.⑴金刚石晶体金刚石的晶体结构模型金刚石晶体中,每个碳原子均以个共价单键对称地与相邻的个碳原子相结合,形成44C—C—C夹角为的正四面体结构即金刚石中的碳采取杂化轨道形成共价键,整块金刚石10928,sp3晶体就是以共价键相连的三维骨架结构其中最小的环是六元环二氧化硅晶体2二氧化硅的晶体结构模型⑴二氧化硅晶体中,每个硅原子均以个共价键对称地与相邻的个氧原子相结合,每个氧原44子与个硅原子相结合,向空间扩展,形成三维骨架结构晶体结构中最小的环上有个硅原26子和6个氧原子,硅、氧原子个数比为12⑵低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链,而没有封闭的环状结构这一结构决定了它具有手性对点变式练题型一分子晶体的判断、结构和性质
1.2023秋・吉林・高二吉林松花江中学校考期末下列有关分子晶体的叙述正确的是分子内均存在共价键A.分子晶体的熔点较高B.分子晶体中一定存在氢键C.分子晶体熔化时一定破坏了范德华力D.【答案】D【解析】稀有气体分子内无化学键,项错误;A.A分子晶体有低熔点的特性,项错误;B.B分子晶体中不一定存在氢键,如晶体,项错误;C.CO C分子晶体中分子间一定存在范德华力,可能存在氢键,所以分子晶体熔化时一定破坏了范德D.华力,项正确D故选D
2.(2023秋・吉林・高二吉林松花江中学校考期末)下列说法中,错误的是只含分子的晶体一定是分子晶体A.碘晶体升华时破坏了共价键B.几乎所有的酸都属于分子晶体C.稀有气体中只含原子,但稀有气体的晶体属于分子晶体D.【答案】B【解析】分子晶体是分子通过相邻分子间的作用力形成的,只含分子的晶体一定是分子晶A.体,故正确;A碘晶体属于分子晶体,升华时破坏了分子间作用力,故错误;B.B几乎所有的酸都是由分子构成的,故几乎所有的酸都属于分子晶体,故正确;C.C稀有气体是由原子直接构成的,只含原子,故稀有气体的晶体属于分子晶体,故正确故D.D选B
3.(2023秋・四川雅安,高二雅安中学校考阶段练习)下列说法正确的是比沸点高,因为其相对分子质量较大A.02F2分子中键长越短,键能越大,熔沸点越高B.用纯碱溶液洗涤油脂,符合相似相溶原理C.水加热到很高的温度都难分解,因为水分子间存在氢键D.【答案】A【解析】比相对分子质量较大,范德华力较强,则沸点更高,所以比沸点高,A.2F2C12F2故正确;A影响分子晶体熔沸点的是分子间作用力,和键能、键长无关,故错误;B.B油脂属于酯类,在纯碱溶液中能水解为易溶于水的甘油和高级脂肪酸钠,与“相似相溶”原C.理无关,故错误;C水分子的热稳定性由键的键能大小决定,与氢键无关,故错误;D.H-0D故选Ao
4.(2023秋・吉林长春•高二校考期末)下列叙述与范德华力无关的是加压时形成干冰通常状况下氯化氢为气体A.CO2B.氟、氯、澳、碘单质的熔、沸点依次升高氯化钾的熔点较高C.D.【答案】D【分析】范德华力主要影响物质的熔点、沸点等物理性质【解析】降低气体的温度时,气体分子的平均动能逐渐减小,随着温度降低,当分子靠自A.身的动能不足以克服范德华力时,分子就会聚集在一起形成液体甚至固体,故不符合题意;A氯化氢为分子晶体,分子间范德华力较小,常温下为气体,故不符合题意;B.B一般来说,分子组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增强,物C.质的熔、沸点逐渐升高,故不符合题意;C氯化钾中存在的作用力是很强的离子键,所以熔点较高,与范德华力无关,故符合题忌;D.D故选D题型
二、共价晶体(原子晶体)的判断、结构和性质
1.(2023秋・吉林通化・高二梅河口市第五中学校考期末)下列关于SiCh和金刚石的叙述正确的是的晶体结构中,每个原子与个原子直接相连A.SiCh Si2O通常状况下,晶体中含有的分子数为表示阿伏加德罗常数的值)B.ImolSiCh NA(NA金刚石的网状结构中,由共价键形成的最小环上有个碳原子C.6金刚石中含有个键表示阿伏加德罗常数的值)D.Imol4NA C-C(NA【答案】C【解析】的晶体结构中,每个原子与个原子直接相连,错误;A.SiCh Si4A属于共价晶体,不存在分子,错误;B.SiCh SiChB金刚石的网状结构中,每个碳原子与周围的个成键碳原子共同组成正四面体结构,每个碳C.4原子都是SP3杂化,键角10928,,由共价键形成的最小环上有6个碳原子,C正确;D.金刚石中每个原子与另外四个原子形成个键,每个键为两个原子共享,因此属C C4C-C C-CC于每个原子的成键数目是金刚石中含有个原子,故含有个键,C4xJ=2,Imol CC-C DNA2NA错误;故选C
2.(2023秋・河北唐山・高二开滦第一中学校考期末)根据下列性质判断,属于原子晶体的物质是熔点导电性好,延展性强A.2700C,无色晶体,熔点不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂B.3550℃,。
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