2020高中化学课时跟踪训练14原子晶体含解析 人教版选修3

2020高中化学课时跟踪训练14原子晶体含解析 人教版选修3

课时跟踪训练(十四)‎ ‎[基础巩固]‎ ‎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 ‎[解析]　干冰是固体CO2，属于分子晶体，A正确；金刚砂属于原子晶体，B不符合题意；金刚石属于原子晶体，C不符合题意；水晶属于原子晶体，D不符合题意。‎ ‎[答案]　A ‎2．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法中错误的是(　　)‎ AlCl3‎ SiCl4‎ 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃‎ ‎190‎ ‎－68‎ ‎2300‎ ‎>3550‎ ‎1410‎ 沸点/℃‎ ‎178‎ ‎57‎ ‎2550‎ ‎4827‎ ‎2355‎ A. 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C－C键比晶体硅中的Si－Si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；单质硼的熔沸点高，所以晶体硼是原子晶体，B正确；C原子的半径比Si原子的半径小，金刚石中的C－C键键长比晶体硅中的Si－Si键键长短，金刚石中的C－C键比晶体硅中的Si－Si键强，D错误。‎ ‎[答案]　D ‎3．美国《科学》杂志曾报道：在40 GPa的高压下，用激光加热到1800 K，人们成功制得了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是(　　)‎ A．该原子晶体中含有极性共价键 B．该原子晶体易汽化，可用作制冷材料 C．该原子晶体有很高的熔、沸点 D．该原子晶体硬度大，可用作耐磨材料 ‎[解析]　CO2由固态时形成的分子晶体变为原子晶体，其成键情况也发生了变化，由原来的碳氧双键变为碳氧单键，但化学键依然为极性共价键，故A项正确。由于晶体类型及分子结构发生变化，物质的熔、沸点等性质也发生了变化。CO2原子晶体具有高硬度，高熔、沸点等特点，故C、D项正确，B项错误。‎ ‎[答案]　B 10‎ ‎4．某原子晶体A，其空间结构中的一部分如下图所示。A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A－A键中插入一个B原子，则C的化学式为(　　)‎ A．AB B．A5B4‎ C．AB2 D．A2B5‎ ‎[解析]　由于处于中心的A原子实际结合的B原子为×4＝2，故C的化学式为AB2。‎ ‎(如图：)。‎ ‎[答案]　C ‎5．下列说法错误的是(　　)‎ A．只含分子的晶体一定是分子晶体 B．原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性 C．几乎所有的酸都属于分子晶体 D．互为同素异形体的单质的晶体类型一定相同 ‎[解析]　金刚石、石墨、C60是碳元素的同素异形体，分别属于原子晶体、混合晶体、分子晶体，D项错误。‎ ‎[答案]　D ‎6．(双选)观察下列模型并结合有关信息进行判断，下列说法错误的是(　　)‎ HCN S8‎ SF6‎ B12结构 单元 10‎ 结构模 型示 意图 备注 ‎－‎ 易溶于CS2‎ ‎－‎ 熔点1873 K A.HCN的结构式为HCN，分子中含有1个σ键和2个π键 B．固态硫S8属于原子晶体 C．SF6是由极性键构成的非极性分子 D．单质硼属原子晶体，结构单元中含有30个B－B键 ‎[解析]　“C≡N”键中含有1个σ键和2个π键，A项不正确；S8属于分子晶体，B项错；SF6是正八面体对称结构，是非极性分子，C项正确；硼晶体的结构单元中有12个B原子，每个原子形成5个B－B键，而每个B－B键为2个原子所共有，所以B－B键数为12×5/2＝30个，D项正确。‎ ‎[答案]　AB ‎7．在x mol石英晶体中，含有Si－O键数是(　　)‎ A．x mol B．2x mol C．3x mol D．4x mol ‎[解析]　由石英的晶体结构可以看出一个硅原子周围有四个氧原子，即一个硅原子形成4个Si－O键，所以在x mol石英晶体中含有Si－O键数是4x mol。‎ ‎[答案]　D ‎8．现在已能在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体，下列关于CO2原子晶体的说法中正确的是(　　)‎ A．CO2的原子晶体中存在范德华力，每1 mol CO2原子晶体中含有2NA个π键 B．在一定条件下，CO2原子晶体转化为CO2分子晶体是物理变化 C．熔点：金刚石>原子晶体CO2‎ 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原子与两个C原子相结合 ‎[解析]　原子晶体中不存在分子间作用力，A不正确；两者的晶体类型不同，CO2原子晶体转化为CO2分子晶体时存在化学键的断裂和生成，属于化学变化，B不正确；由于氧原子的半径小于碳原子的半径，所以熔点应该是原子晶体CO2>金刚石，C不正确；由题意知CO2原子晶体与SiO2结构相似，所以D正确。‎ ‎[答案]　D ‎9．下列说法正确的是(　　)‎ A．金刚石晶体中的最小碳原子环由6个碳原子构成 B．熔点很高的晶体一定属于原子晶体 10‎ C．1 mol SiO2晶体中含2 mol Si－O键 D．金刚石化学性质稳定，与任何物质都不反应 ‎[解析]　据金刚石结构模型可知，金刚石中的最小碳环为六元环，在高温下可断开C－C键与O2反应，故A项正确，D项错误；钨的熔点很高，但属于金属晶体，B项错误；1 mol SiO2晶体中含4 mol Si－O键，C项错误。‎ ‎[答案]　A ‎10．(双选)下列关于原子晶体的说法中错误的是(　　)‎ A．原子晶体中不存在独立的“分子”‎ B．原子晶体中所有原子之间以共价键结合成空间网状结构 C．金刚石是原子晶体，所以其化学性质稳定，即使在高温下也不与氧气发生反应 D．原子晶体中必须有共价键，可能存在分子间作用力 ‎[解析]　原子晶体中原子之间以共价键结合形成空间网状结构，故原子晶体中不存在单独的“分子”；由原子晶体的定义可知，原子晶体中只有共价键，不存在分子间作用力。碳的化学性质不活泼，但在一定条件下能与O2、CO2等发生反应。故选CD。‎ ‎[答案]　CD ‎11．下列说法正确的是(　　)‎ A．在含4 mol Si－O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4NA B．金刚石晶体中，碳原子数与C－C键数之比为1∶2‎ C．30 g二氧化硅晶体中含有0.5 NA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Si－O键，故含有4 mol Si－O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C－C键，故1 mol 金刚石中共有2 mol C－C键，因此碳原子与C－C键数目之比为1∶2，B项正确；二氧化硅晶体中不存在分子这种微粒，C项错误；氖晶体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]　B ‎12．二氧化硅晶体是立体的网状结构，其晶体结构模型如图所示，请认真观察该模型后回答下列问题：‎ 10‎ ‎(1)二氧化硅晶体中最小环上有________个原子，晶体结构中存在以________原子为中心、________原子为顶点的正四面体结构。‎ ‎(2)晶体中每个最小环上有________个硅原子，________个氧原子。‎ ‎(3)晶体中存在的作用力有________。‎ A．共价键　　 B．离子键　　C．配位键 D．范德华力　　　E．氢键 ‎[解析]　二氧化硅晶体中，最小环上有6个硅原子和6个氧原子，并形成以硅原子为中心、氧原子(或硅原子)为顶点的正四面体结构。原子晶体中只存在共价键，且Si－O键为极性键，不是配位键。‎ ‎[答案]　(1)12　Si　O(或Si)　(2)6　6　(3)A ‎13．有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数E＜Q＜T＜X＜Z。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且I1(E)金刚石>晶体硅 B．熔点从高到低的顺序：金刚石>晶体硅>碳化硅 C．三种晶体中的单元都是正四面体结构 D．三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体 ‎[解析]　依题意，金刚石、碳化硅和晶体硅都是原子晶体，且都有类似于金刚石的正四面体结构单元，因为原子半径：r(C)C－Si>Si－Si，键能越大，原子晶体的熔点越高，故熔点从高到低的顺序：金刚石>碳化硅>晶体硅，三种晶体中晶体硅具有特殊性，是半导体。‎ ‎[答案]　C ‎17．硅是一种重要的非金属单质，硅及其化合物的用途非常广泛。根据所学知识回答硅及其化合物的相关问题。 ‎ ‎(1)基态硅原子的核外电子排布式为____________________。 ‎ ‎(2)晶体硅的微观结构与金刚石相似，晶体硅中Si－Si键之间的夹角大小约为________。 ‎ ‎(3)请在下框图中补充完成SiO2晶体的结构示意图(部分原子已画出)，并进行必要的标注。‎ ‎(4)下表列有三种物质(晶体)的熔点： ‎ 物质 SiO2‎ SiCl4‎ SiF4‎ 熔点/℃‎ ‎1710‎ ‎－70.4‎ ‎－90.2‎ 简要解释熔点产生差异的原因：‎ ‎①SiO2和SiCl4：_____________________________________; ‎ ‎②SiCl4和SiF4：______________________________________。‎ ‎[解析]　(2)晶体硅以一个硅原子为中心，与另外4个硅原子形成正四面体结构，所以Si－Si键之间的夹角大小约为109°28′。(3)图中给出的是硅晶体的结构，SiO2晶体相当于在硅晶体结构中的每个Si－Si键中“插入”一个氧原子，所以只要在上述每两个硅原子之间“画”一个半径比硅原子小的原子，再用实线连起来即可。(4)晶体类型不同，其熔点具有很大的差别，一般原子晶体的熔点高，而分子晶体的熔点低。‎ ‎[答案]　(1)1s22s22p63s23p2‎ ‎(2)109°28′‎ 10‎ ‎(3)如图所示 ‎(4)①SiO2是原子晶体，微粒间作用力为共价键。SiCl4是分子晶体，微粒间作用力为范德华力，故SiO2熔点高于SiCl4的　②SiCl4和SiF4均为分子晶体，微粒间作用力均为范德华力，结构相似时相对分子质量越大，范德华力越大，故SiCl4的熔点高于SiF4的 10‎