2019-2020学年高中化学 第三章 物质的聚集状态与物质性质 第3节 原子晶体与分子晶体练习(含解析)鲁科版选
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第3章物质的聚集状态与物质性质章末专题复习【专题突破】一、晶体类型及其结构与性质晶体的类型直接决定着晶体的物理性质,如熔点、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。
而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定的,通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。
1.四类晶体的结构和性质比较A.分子晶体中的每个分子内一定含有共价键B.原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键C.离子晶体中可能含有共价键D.金属晶体的熔点和沸点都很高2.晶体类型与化学键的关系(1)离子晶体与化学键的关系①离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键。
注意,可以再细化:离子晶体中一定含有离子键,可能含有极性共价键、非极性共价键、配位键。
②含有离子键的化合物一定是离子化合物。
③离子晶体一定是由阴、阳离子构成的,但晶体中可以含有分子。
如:结晶水合物。
④离子晶体中一定含有阳离子,但含有阳离子的晶体不一定是离子晶体。
⑤非金属元素也可以形成离子化合物。
如NH4Cl、NH4NO3等都是离子化合物。
(2)分子晶体与化学键(力)的关系①分子晶体中一定含有分子间作用力。
②稀有气体形成的晶体是分子晶体,而稀有气体是单原子分子,其晶体中只含有分子间作用力。
③除稀有气体外的其他分子晶体均含有分子间作用力和分子内共价键。
④分子晶体中的分子间作用力决定物质的物理性质(如熔、沸点、硬度、溶解性等),而共价键决定分子的化学性质。
(3)原子晶体与化学键的关系①原子晶体中一定有共价键,且只有共价键,无分子间作用力。
②原子晶体一定是由原子构成的,可以是同种元素的原子,也可以是不同种元素的原子。
③共价化合物形成的晶体可能是原子晶体,也可能是分子晶体。
④含有共价键的化合物不一定是共价化合物。
⑤原子晶体可以由极性键构成,也可以由非极性键构成。
(4)金属晶体与化学键的关系①金属晶体中一定有金属键,但有时也有不同程度的其他键。
如:合金中可能含有共价键。
②金属键不一定就比分子间作用力强。
2019年高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质 3.4 几类其它聚集状态的物质规范训练鲁科版选修3考查点一几类其他聚集状态的物质1.用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面,熔化了的石蜡呈椭圆形,这是因为 ( )。
A.云母是热的不良导体,传热不均匀B.石蜡是热的不良导体,传热不均匀C.石蜡具有各向异性,不同方向导热性能不同D.云母具有各向异性,不同方向导热性能不同解析由“熔化的石蜡呈椭圆形”可知云母不同方向的导热性能不同,具有各向异性。
答案 D2.下列物质属于非晶体的是( )。
①松香②冰③石英④沥青⑤铜⑥纯碱A.①②③④⑤⑥B.①④C.①③D.⑤⑥解析松香在温度升高后会变软,沥青铺成的路面在高温的夏天将变软,因此二者均无固定熔点,所以它们属于非晶体。
答案 B3.物质的非晶体能自动转变为晶体,而晶体却不能自动地转变为非晶体,这说明( )。
A.非晶体是不稳定的,处于晶体时能量小B.晶体是稳定的,处于晶体时能量大C.非晶体是不稳定的,处于晶体时能量小D.晶体是不稳定的,处于晶体时能量小解析根据能量最低状态最稳定原理,说明非晶体能量高,晶体比非晶体稳定。
答案 A4.下列关于物质的聚集状态的叙述中,错误的是 ( )。
A.物质只有气、液、固三种聚集状态B.气态是高度无序的体系存在状态C.固态中的原子或者分子间结合较紧凑,相对运动较弱D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间,表现出明显的流动性解析物质的聚集状态,除了气、液、固三态外,还有非晶体、液晶、纳米材料和等离子体等聚集状态,所以A错;物质处于气态时,分子间距离大,分子运动速度快,体系处于高度无序状态,B正确;据物质固态时微粒间距离较小可判断,C正确;对液态物质而言,分子相距比较近,分子间作用力也较强,表现出明显的流动性,D正确。
答案 A5.水的状态除了气、液、固态外还有玻璃态。
它是由液态水急速冷却到165 K时形成的,玻璃态的水无固定形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水的密度相同,有关玻璃态水的叙述正确的是 ( )。
2018-2019版高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第3节原子晶体与分子晶体第2课时学案鲁科版选修3编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018-2019版高中化学第3章物质的聚集状态与物质性质第3节原子晶体与分子晶体第2课时学案鲁科版选修3)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第2课时分子晶体[学习目标定位] 1.了解分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。
2.能够从范德华力、氢键的特征,分析理解分子晶体的物理特性。
3。
会比较判断晶体类型.一、分子晶体及其结构特点1.概念及微粒间的作用(1)概念:分子间通过分子间作用力相结合形成的晶体叫分子晶体。
(2)微粒间的作用:分子晶体中相邻分子之间以分子间作用力相互吸引.2.分子晶体的结构特点(1)碘晶体的晶胞是一个长方体,在它的每个顶点上有1个碘分子,每个面上有1个碘分子,每个晶胞从碘晶体中分享到4个碘分子。
氯单质、溴单质的晶体结构与碘晶体的结构非常相似,只是晶胞的大小不同而已。
(2)干冰晶体是一种面心立方结构,在它的每个顶点和面心上各有1个CO2分子,每个晶胞中有4个CO2分子.干冰晶体每个CO2分子周围,离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个。
(3)在冰晶体中,由于水分子之间存在具有方向性的氢键,迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这样的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,比较松散。
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二、讲授新课:板书]二、分子晶体板书]1。
分子晶体的概念讨论](1)干冰的宏观性质和应用有哪些?(2)分子晶体中分子的排列是否采取紧密堆积的方式?为什么? (3)分子晶体的结构特点有哪些?思考]CO2中C原子和O原子之间以共价键相结合,故CO2形成的晶体为原子晶体。
你认为正确吗?为什么? (教师对学生的讨论结果做出评价并用多媒体展示)迁移·应用]下列物质形成的晶体中属于分子晶体的化合物是( )。
A.NH3、H2、C10H8B.H2S、CO2、H2SO4C。
SO2、SiO2、P2O5 D。
CH4、Na2S、H2O板书]2.冰晶体的结构与性质阅读思考](1)冰晶体中微粒间的作用力有哪几种?(2)冰晶体的结构特点如何?冰中水分子的排列是否采取紧密堆积的方式?为什么?(3)由水变为冰,水的密度如何变化?为什么? (指导学生思考问题) 迁移·应用]冰晶体中,在每个水分子周围结合的水分子的个数为。
呢?请各小组相互讨论,并根据自己的想象制作金刚石的结构模型。
3.在金刚石晶体中碳原子个数与C-C共价键个数之比是多少?【板书】一.原子晶体1。
液晶、纳米材料与超分子(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题5分,共40分)1.(双选)下列有关液晶的叙述中不正确的是()A.具有液体的流动性、晶体的各向异性B。
是一种液态晶体,主要用来制造液晶显示器C.不是物质的一种聚集状态D.液晶分子聚集在一起时,其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响【解析】选B、C。
由液晶的定义可知液晶是物质的一种聚集状态,但不是晶体,B、C错误;这种在一定温度范围内存在的液体既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,这种液体称为液态晶体,简称液晶,这是液晶的定义,所以A正确;液晶分子聚集在一起时,其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响,这是液晶的性质,也可以用来解释为什么可以用液晶来做液晶显示器,所以D正确。
2。
(2020·潍坊高二检测)纳米是长度单位,1 nm=1×10—9m,物质的颗粒达到纳米级时,具有特殊的性质。
例如:将单质铜制成“纳米铜”时,具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧。
下列对“纳米铜”的有关叙述中正确的是()A。
常温下,“纳米铜”比铜片的金属性强B.常温下,“纳米铜”比铜片更易失去电子C。
常温下,“纳米铜”与铜片的还原性相同D。
常温下,“纳米铜”比铜片的氧化性强【解析】选C.“纳米铜"因其表面积大,所以化学反应速率快,但基本化学性质没有变。
3.(2020·东营高二检测)纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大,这是它具有许多特殊性质的原因。
假设某纳米颗粒的大小和形状恰好与某晶体晶胞的大小和形状(如图)相同,则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为()A。
87.5 % B.88。
9 %C。
96.3 %D。
100 %【解析】选 B.表面粒子数占总粒子数的百分数为×100%=88.9%。
4。
(2020·潍坊高二检测)电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图像和文字.有关其显示原理的叙述中,正确的是()A。
原子晶体与分子晶体一、选择题1.下列有关原子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 .1 mol 金刚石中的C —C 键数是2N A,1 mol SiO 2晶体中的Si —O 键数是4N A C .水晶和干冰在熔化时,晶体中的共价键都会断裂D .SiO 2晶体是原子晶体,所以晶体中不存在分子,SiO 2不是它的分子式解析:金刚石和二氧化硅晶体的基本结构单元都是正四面体,A 正确;金刚石中,1个C 原子与另外4个C 原子形成C —C 单键,这个C 原子对每个单键的贡献只有12,所以1 mol C 原子形成的C —C 键为4×12=2 (mol),而二氧化硅晶体中1个Si 原子分别与4个O 原子形成4个Si —O 单键,则1 mol SiO 2晶体中Si —O 键为4 mol ,B 正确;水晶是原子晶体,在熔化时,共价键断裂形成自由移动的Si 、O 原子,而分子晶体干冰熔化时,分子间作用力被破坏形成自由移动的CO 2分子而C===O 键不会断裂,所以C 错;根据原子晶体的结构特点可知D 正确。
答案:C2.分子晶体具有的本质特征是( ) A .组成晶体的基本构成微粒是分子 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解析:分子晶体的熔、沸点较低,硬度较小,导致这些性质特征的本质原因是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极其微弱的。
答案:C3.下列晶体中,它们的熔点由低到高的顺序排列正确的是( ) ①金刚石 ②氯化钠 ③干冰 ④汞 A .④②③① B .③①②④ C .④②①③D .③④②①解析:金刚石为原子晶体,氯化钠为离子晶体,二者通常状况下均为固体,熔点:金刚石>氯化钠;干冰为分子晶体,汞为金属晶体,通常状况下CO 2为气体,汞为液体,故熔点:汞>干冰。
答案:D4.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的薄膜,该碳氮化合物的硬度比金刚石还大,则下列分析正确的是( )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C—N键键长比金刚石的C—C键键长长D.相邻主族非金属元素形成的化合物的硬度比单质小解析:由题意知,该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;与金刚石相比,C原子半径大于N原子半径,所以C—N键键长小于C—C键键长。
答案:B5.已知C3N4晶体的硬度比金刚石大,且构成该晶体的微粒间只以单键结合。
下列关于C3N4晶体的说法错误的是( )A.该晶体属于原子晶体,其化学键比金刚石中的化学键更牢固B.该晶体中每个碳原子与4个氮原子相连,每个氮原子与3个碳原子相连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,都是相邻原子间以非极性共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体解析:由题意知C3N4晶体属于原子晶体,依据C、N在元素周期表中的位置及性质递变规律,可得C—N键比C—C键的键长短,键能大,A项正确。
碳原子最外层有4个电子,可形成4个共价键,氮原子最外层有5个电子,可形成3个共价键,故C3N4晶体中每个碳原子与4个氮原子相连,每个氮原子与3个碳原子相连,B项正确。
在C3N4晶体中,每个原子的最外层都满足8电子结构,C项正确。
C3N4晶体是碳氮原子间以极性共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体,D项错误。
答案:D6.干冰和二氧化硅晶体同属ⅣA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B.C===O键键能比Si—O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,二氧化硅不能解析:干冰和二氧化硅晶体尽管同属ⅣA族元素的最高价氧化物,但干冰是分子晶体,二氧化硅为原子晶体。
干冰的熔、沸点取决于其分子间作用力的大小,而不是共价键键能的强弱;而二氧化硅的熔、沸点则由Si—O键键能的强弱所决定。
答案:C7.干冰晶体是一种面心立方结构,如图所示,即每8个CO2构成立方体,且在6个面的中心又各有1个CO 2分子,在每个CO 2周围距离为22a (其中a 为立方体棱长)的CO 2有( )A .4个B .8个C .12个D .6个解析:在每个CO 2周围距离为22a 的CO 2即为每个面心上的CO 2分子,共有8×⎝ ⎛⎭⎪⎫3×12=12个。
答案:C8.图为甲烷晶体的晶胞结构,下列有关说法正确的是( ) A .甲烷晶胞中的球体只代表一个碳原子 B .晶体中1个CH 4分子有12个紧邻的甲烷分子 C .CH 4晶体熔化时需克服其价键 D .一个甲烷晶胞中含有8个CH 4分子解析:甲烷晶体是分子晶体,熔化时需克服范德华力。
晶胞中的球体代表的是一个甲烷分子,并不是一个碳原子。
以该甲烷晶胞为单元,位于顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个,而这3个甲烷分子在面上,因此每个都被共用2次,故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子有3×8×12=12(个)。
甲烷晶胞属于面心立方晶胞,该晶胞含有甲烷的分子个数为8×18+6×12=4(个)。
综上所述,只有B 项正确。
答案:B9.美国Lawrence Liremore 国家实验室(LLNL)的科学家成功地在高压下将CO 2转化为具有类似SiO 2结构的原子晶体,下列关于CO 2的原子晶体说法正确的是( )A .CO 2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体B .在一定条件下CO 2原子晶体转化为分子晶体是物理变化C .CO 2的原子晶体和分子晶体具有相同的物理性质D .在CO 2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:同素异形体的研究对象是单质;CO 2的晶体类型发生转变,生成了新物质,为化学变化;CO 2的不同晶体具有不同的物理性质,CO 2原子晶体类似于SiO 2晶体,每个C 原子结合4个O 原子,每个O 原子结合2个C 原子。
答案:D二、非选择题10.下列物质:①水晶②冰醋酸③氧化钙④白磷⑤晶体氩⑥氢氧化钠⑦铝⑧金刚石⑨过氧化钠⑩碳化钙⑪碳化硅⑫干冰⑬过氧化氢(1)属于原子晶体的化合物________。
(2)直接由原子构成的晶体________。
(3)直接由原子构成的分子晶体________。
(4)由极性分子构成的晶体是________,含有非极性键的离子晶体是________,属于分子晶体的单质是________。
(5)在一定条件下能导电而不发生破坏化学键的是________________,受热熔化后化学键不发生变化的是________,受热熔化时需克服共价键的是________。
解析:属于原子晶体的是:金刚石(单质)、碳化硅和水晶;属于分子晶体的有:氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子);属于离子晶体的有:CaO(离子键)、NaOH(既存在离子键又存在极性键)、Na2O2和CaC2(既存在离子键又存在非极性共价键);铝属于金属晶体。
金属导电过程不发生化学变化。
晶体熔化时,分子晶体只需克服分子间作用力,不破坏化学键,而原子晶体、离子晶体、金属晶体熔化需破坏化学键。
答案:(1)①⑪(2)①⑤⑧⑪(3)⑤(4)②⑬⑨⑩④⑤(5)⑦②④⑤⑫⑬①⑧⑪11.已知有关物质的熔、沸点数据如下表:(1)工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。
为什么不用电解MgO的方法生产镁;也不用电解AlCl3的方法生产铝?___________________________________________________。
(2)设计可靠的实验证明MgCl2、AlCl3所属的晶体类型,其实验方法是___________________________________________________________。
答案:(1)MgO的熔点比MgCl2高,AlCl3的熔点低,易升华,属于分子晶体,熔融时不导电(2)将两种晶体加热到熔化状态,MgCl2能导电而AlCl3不导电,故可证明MgCl2为离子晶体12.四种短周期元素的性质或结构信息如下表所示,请回答下列问题。
(2)写出C的单质与强碱反应的离子方程式:________________。
(3)A、B两元素的氢化物分子中键能较小的是______(填分子式);分子较稳定的是________(填分子式)。
(4)E、D同主族,均为短周期元素。
它们的最高价氧化物晶体中熔点较高的是________________(填分子式)。
(5)已知D的单质的晶体结构与SiC的晶体结构相似,其中C原子的杂化方式为____________,微粒间的作用力为________。
SiC与D的单质的晶体的熔、沸点高低顺序是________________________(填化学式)。
解析:单质在常温下为固体,难溶于水,易溶于CS2,能形成两种二元含氧酸的元素是硫。
原子的M层有1个未成对的p电子,核外p电子总数大于7,其电子排布式应是1s22s22p63s23p5,则B是氯元素。
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,再结合D的其他信息,可知其电子排布式是1s22s22p63s23p2,D为硅元素。
晶体硅中1个硅原子与4个硅原子相连,呈正四面体结构,所以其杂化方式是sp3,SiC的晶体结构与晶体硅相似,故C原子的杂化方式也是sp3杂化;因为Si—C键的键长小于Si—Si键,所以熔、沸点:碳化硅>晶体硅。
答案:(1)3s23p414 (2)2Al+2OH-+ 6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑(3)H2S HCl (4)SiO2 (5)sp3杂化共价键SiC>Si。