1、3.23.2 分子晶体与原子晶体分子晶体与原子晶体 练基础落实 知识点 1分子晶体及其结构、性质特征 1分子晶体具有某些特征的本质原因是() A组成晶体的基本粒子是分子 B熔融时不导电 C晶体内微粒间以分子间作用力相结合 D熔点一般比原子晶体低 2下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是() A固态氢B固态氖 C磷D三氧化硫 3下列说法正确的是() A原子晶体中只存在非极性共价键 B因为 HCl 的相对分子质量大于 HF，所以 HCl 的熔点高于 HF C干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂 D金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物 知识点 2原子晶体及其结构性质特点 4干冰和二氧
2、化硅晶体同属第A 族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是() A二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量 BC=O 键键能比 SiO 键键能小 C干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体 D干冰易升华，二氧化硅不易升华 5在xmol 石英晶体中，含有 SiO 键数是() AxmolB2xmol C3xmolD4xmol 6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() ACO2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 CCO2的原子晶体和分子晶体具有
3、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 7据报道：用激光可将置于铁室中的石墨靶上的碳原子“炸松”，再用一个射频电火花喷射出氮气， 可使碳、氮原子结合成碳氮化合物(C3N4)的薄膜，该碳氮化合物比金刚石还坚硬，则下列说法正确的是 () A该碳氮化合物呈片层状结构 B该碳氮化合物呈立体网状结构 C该碳氮化合物中 CN 键键长大于金刚石中 CC 键键长 D相邻主族非金属元素形成的化合物的硬度比单质小 练方法技巧 分子晶体熔、沸点高低的比较方法 8下列分子晶体，关于熔、沸点高低的叙述中，正确的是() ACl2I2 BCCl4SiCl
4、4 CNH3PH3 DC(CH3)4CH3CH2CH2CH2CH3 9水的沸点是 100 ，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是60.7 ，引起这种差 异的主要原因是() A范德华力B共价键 C氢键D相对分子质量 原子晶体硬度大小、熔点高低的比较方法 10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() 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
5、性质均不活泼 练高考真题 11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 M2具有相同的 电子层结构；离子半径：Z 2W；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() AX、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 12.碳族元素包括 C、Si、Ge、Sn、Pb。 (1)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原
6、子通过_杂 化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠_结合在一起。 (2)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb 4处于立方晶胞顶点，Ba2处于晶胞中心，O2处于晶 胞棱边中心。该化合物化学式为_，每个 Ba 2与_个 O2配位。 练综合拓展 13C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)： (1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为_。 A同分异构体B同素异形体 C同系物D同位素 (2)固态时，C60属于_(填“离子”、“原子”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键的数目是 _。 (3)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol 硅晶体中含有硅硅单键的数目约是_
7、NA个。 (4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是_。 14. (1)右图为干冰的晶胞结构，观察图形，确定在干冰中每个 CO2分子周围有_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_ _， 反应的化学方程式是_。 (2)下列三种晶体CO2CS2SiO2的熔点由高到低的顺序是 _(用序号填空)，其原因是_ _ _。 15四种短周期元素的性质或结构信息如下表，请根据信息回答下列问题。 元ABCD 素 性 质 或 结 构 信 息 单质常温下为 固体，难溶于水， 易溶于 CS2。 能形成 两种二元含氧酸 原子的 M 层有
8、1 个未成对的 p 电 子。核外 p 电子总 数大于 7 单质曾被称为 “银色的金子”。 与锂形成的合金常 用于航天飞行器。 单质能溶于强酸和 强碱 原子核外电子 层上 s 电子总数比 p 电子总数少 2 个。 单质和氧化物均为 空间网状晶体，具 有很高的熔、沸点 (1)A 原子的最外层电子排布式为_， D 原子共有_种不同运动状态的电子。 (2)写出 C 单质与强碱反应的离子方程式_ _， B 与 C 形成的化合物溶于水后，溶液的 pH_7(填“大于”、“等于”或“小于”)。 (3)A、B 两元素的氢化物分子中键能较小的是_；分子较稳定的是_。(填分子式) (4)E、D 同主族，位于短周期。
9、它们的最高价氧化物中熔点较低的是_， 原因是 _ _。 参考答案参考答案 1C分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，其本质原因是其基本构成微粒间 的相互作用范德华力及氢键相对于化学键来说是比较弱的。 2B 3C原子晶体中可能存在非极性共价键，也可能存在极性共价键，如 SiO2、SiC 等，A 不正确；HF 晶体中存在氢键，熔点高于 HCl 晶体，B 不正确；干冰升华是物理变化，分子间作用力被破坏，但分子内 共价键不断裂，C 正确；金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物，也可能是共价化合物， 如 AlCl3等，D 不正确。 4C5.D 6D同素异形体的研究对象是单质；C
10、O2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。 7B由题意知，碳氮化合物的硬度比金刚石还大，说明该碳氮化合物为原子晶体，因此是立体网 状结构；因为碳原子半径大于氮原子半径，所以 CN 键的键长小于 CC 键的键长。故 B 正确。 8CA、B 项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量 大的熔、沸点高；C 选项属于 分子结构相似的情况，存在氢键的熔、沸点高；D 项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的情况，支 链多的熔、沸点低。
11、9C 10B由“这种化合物可能比金刚石更坚硬”可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，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。 11DX 与 M2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 2W，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
12、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。 12(1)sp 2 分子间作用力(或范德华力) (2)BaPbO312 解析(1)石墨晶体是混合型晶体，同一层内碳原子之间以共价键结合成正六边形结构，层与层之间 通过范德华力结合，故碳纳米管中碳原子的杂化方式
13、为 sp 2杂化，层与层之间靠范德华力结合。 (2)1 个晶胞中有 1 个 Ba 2，Pb4的个数为 81 81，O 2的个数为 121 43，故化学式为 BaPbO 3。每个 Ba 2与 12 个 O2配位。 13(1)B(2)分子30(3)2(4)2 解析(1)所给三种物质都只由碳元素组成，故它们互为同素异形体。 (2)C60中只含碳元素，且不具有向空间无限伸展的网状结构，所以为分子晶体；C60的分子中总的价电 子数为：604240，由图示可知已成键的价电子数为 603，所以可形成的双键数为：604603 2 30。 (3)由金刚石的结构模型可知，每个碳原子都与相邻的碳原子形成一个单键，故
14、每个碳原子相当于形 成(1 24)个单键，则 1 mol 硅中可形成 2 mol 硅硅单键。 (4)石墨层状结构中每个碳原子为三个正六边形共有，即对每个六边形贡献1 3个碳原子，所以每个正六 边形占有1 362(个)碳原子。 14(1)12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2MgCO2= 点燃 2MgOC (2)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 CO2 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
15、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键，而分子晶 体熔化时只需克服分子间作用力，分子间作用力比共价键弱得多。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。 15(1)3s 23p4 14 (2)2Al2OH 2H 2O=2AlO 23H2 小于 (3)H2SHCl (4)CO2CO2属于分子晶体，SiO2属于原子晶体 解析常温下为固体，难溶于水，易溶于 CS2，能形成两种二元含氧酸的元素是硫。M 层有 1 个未成对 的 p 电子， 核外 p 电子总数大于 7， 电子排布式应是 1s 22s22p63s23p5， 是氯。 单质能溶于强酸和强碱的是铝。 原子核外电子层上 s 电子总数比 p 电子总数少 2 个，结合其单质和氧化物的特点，电子排布式应是 1s 22s22p63s23p2，是硅。
