第二節分子晶體與原子晶體

課時練習13分子晶體與原子晶體

時間：45分鐘滿分：100分

一、選擇題（每小題4分，共44分）

1.下列有關晶體結構的敘述中，不正確的是（D）

A.冰晶體中，每個水分子與周圍最近的4個水分子通過氫鍵相

吸引，并形成四面體

B.干冰晶體中，每個晶胞平均含有8個氧原子

C.金剛石晶體中，碳原子與C—C鍵之比為12

D.二氧化硅晶體中，最小環是由6個硅原子組成的六元環

解析：二氧化硅晶體中，最小環是由6個硅原子和6個氧原子組

成的十二元環。

2.下列晶體性質的比較中，正確的是（D）

A.熔點：單質硫>磷>晶體硅

B.沸點：NH3>H2O>HF

C.硬度：白磷>冰>二氧化硅

D.熔點：Sil4>SiBr4>SiCl4

解析：硫與磷是分子晶體，晶體硅是原子晶體，其中晶體硅的熔

點遠高于硫與磷的熔點，A項錯誤；氟化氫、水、氨都是分子晶體，

其沸點高低與分子間作用力大小有關，因為這三種物質之中都存在氫

鍵，且水分子間氫鍵最強，氨分子間氫鍵最弱，故水的沸點最高，氨

的最低，B項錯誤；二氧化硅是原子晶體，硬度大，白磷和冰都是分

子晶體，硬度較小，C項錯誤；鹵化硅為分子晶體，它們的組成和結

構相似，分子間不存在氫鍵，故相對分子質量越大，熔點越高，D項

正確。

3.下表是某些原子晶體的熔點和硬度。

原子晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅錯

熔點/℃390030002700171014101211

硬度109.59.576.56.0

分析表中的數據，判斷下列敘述正確的是（B)

A.構成原子晶體的原子種類越多，晶體的熔點越高

B.構成原子晶體的原子間的共價鍵鍵能越大，晶體的熔點越高

C.構成原子晶體的原子的半徑越大，晶體的硬度越大

D.構成原子晶體的原子的相對原子質量越大，晶體的硬度越大

解析:原子晶體的熔點和硬度與構成原子晶體的原子間的共價鍵

鍵能有關，而原子間的共價鍵鍵能與原子半徑的大小有關。

4.干冰和二氧化硅晶體同屬WA族元素的最高價氧化物，它們

的熔、沸點差別很大的原因是（C）

A.二氧化硅分子量大于二氧化碳分子量

B.C—O鍵鍵能比Si—O鍵鍵能小

C.干冰為分子晶體，二氧化硅為原子晶體

D.干冰易升華，二氧化硅不能

解析：干冰和SiO2所屬晶體類型不同，干冰為分子晶體，熔化

時破壞分子間作用力；SiO2為原子晶體，熔化時破壞化學鍵，所以

熔點較高。

5.氮化硼是一種新合成的無機材料，它是一種超硬耐磨、耐高

溫、抗腐蝕的物質。下列各組物質熔化時所克服的粒子間的作用力與

氮化硼熔化所克服的粒子間的作用力類型相同的是（C）

A.氯化鈉和金剛石B.冰和干冰

C.晶體硅和水晶D.硼和苯

解析：氮化硼超硬耐磨、耐高溫，它必是一種原子晶體，熔化時

破壞共價鍵。A中的氯化鈉是離子化合物，不含共價鍵；C中的兩種

物質均為原子晶體，熔化時均破壞共價鍵；B中的兩種物質都是分子

晶體，熔化時都破壞分子間作用力；D中硼是原子晶體，苯是分子晶

體。

6.下列有關物質的結構和性質的敘述錯誤的是（A）

A.水是一種非常穩定的化合物，這是由于水中存在氫鍵

B.由極性鍵形成的分子可能是非極性分子

C.水和冰中都含有氫鍵

D.分子晶體中一定存在范德華力，可能有共價鍵

解析：A項H2O中，O具有很強的得電子能力，因此與H形成

的共價鍵很穩定，不容易被破壞，這與水中存在氫鍵無關，氫鍵影響

的是物質的物理性質，則A錯；大多數分子晶體中存在共價鍵，但

稀有氣體中就無共價鍵的存在，故D正確。

7.據報道：用激光可將置于鐵室中的石墨靶上的碳原子“炸

松”，再用一個射頻電火花噴射出氮氣，可使碳、氮原子結合成碳氮

化合物的薄膜，該碳氮化合物比金剛石更堅硬，則下列分析正確的是

(B)

A.該碳氮化合物呈片層狀結構

B.該碳氮化合物呈立體網狀結構

C.該碳氮化合物C-N鍵鍵長比金剛石中C-C鍵鍵長長

D.該碳氮化合物中存在分子間作用力

解析：因碳氮化合物硬度比金剛石還大，說明該碳氮化合物為原

子晶體，故是立體網狀結構。與金剛石相比，C原子半徑大于N原

子半徑，所以C—N鍵鍵長小于C—C鍵鍵長。

8.有X、Y、Z、W、M五種短周期元素，其中X、Y、Z、W

同周期，Z、M同主族；X+與M2一具有相同的電子層結構；離子半

徑Z2一〉W；Y的單質晶體熔點高、硬度大，是一種重要的半導體材

料。下列說法中，正確的是(D)

A.X、M兩種元素只能形成XzM型化合物

B.由于W、Z、M元素的氫化物相對分子質量依次減小，所以

其沸點依次降低

C.元素Y、Z、W的單質晶體屬于同種類型的晶體

D.元素W和M的某些單質可作為水處理中的消毒劑

解析：x+與M2一具有相同的電子層結構且均屬于短周期元素，

可推知X為鈉元素，M為氧元素，由此可知Z為硫元素；X、Y、Z、

W屬于同周期元素，由離子半徑：Z2->W-,可推知W為氯元素；Y

的單質晶體熔點高、硬度大，是一種重要的半導體材料，不難判斷，

Y為硅元素。Na與O兩種元素可形成NaiO和NazCh兩種化合物，

故A項錯誤；雖然HC1、H2S>H2O的相對分子質量依次減小，但因

出0分子間存在氫鍵，沸點高于HC1和HzS,故B項錯誤；單質Si

屬于原子晶體，單質S和CL屬于分子晶體，故C項錯誤；Ch和Cb

都具有強氧化性，可作為水處理中的消毒劑，故D項正確。

9.某化學興趣小組，在學習了分子晶體后，查閱了幾種氯化物

的熔、沸點，記錄如下：

氯化物

NaClMgChAlChSiCl4CaCh

熔點/℃801712190-68782

沸點/℃14651418178571600

根據表中數據分析，屬于分子晶體的是（B）

A.NaCkMgCL、CaChB.AICI3、SiCl4

C.NaCkCaChD.全部

解析：分子晶體中，分子與分子之間以分子間作用力相結合，而

分子間作用力較弱，克服分子間作用力所需能量較低，故分子晶體的

熔、沸點較低。表中NaCkMgCL、CaCL的爆、沸點很高，不屬于

分子晶體，AIC13>SiCL的熔、沸點較低，應為分子晶體，所以B項

正確，A、C、D項錯誤。

10.下列事實能說明剛玉（AbCh）是一種原子晶體的是（B）

①AI2O3是兩性氧化物②硬度很大③它的熔點為2045℃

④幾乎不溶于水⑤自然界中的剛玉有紅寶石和藍寶石

A.①②③B.②③④

C.④⑤D.②⑤

解析：①指的是ALO3的分類，⑤指的是剛玉的種類，這兩項都

無法說明AI2O3是一種原子晶體。

11.已知C3N4晶體很可能具有比金剛石更大的硬度，且原子間

均以單鍵結合。下列關于C3N4晶體的說法正確的是（C）

A.C3N4是分子晶體

B.C3N4晶體中，C—N鍵的鍵長比金剛石中的C—C鍵的鍵長

長

C.C3N4晶體中每個碳原子連接4個氮原子，而每個氮原子連接

3個碳原子

D.C3N4晶體中微粒間通過分子間作用力結合

解析：根據C3N4的性質可知其為原子晶體；C—N鍵為極性共

價鍵，由于原子半徑：r(N)<r(C),故C—N鍵的鍵長比C—C鍵的鍵

長短；由碳、氮原子間以單鍵相結合，且根據化學式可知，一個碳原

子可連接4個氮原子，同時一個氮原子可連接3個碳原子，故C項

正確。

二、填空題(共56分)

12.(12分)(1)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物的

熔點為253K,沸點為376K,其固體屬于分子晶體。

(2)下列關于CH4和CO2的說法正確的是也(填序號)。

a.固態CO2屬于分子晶體

b.CH4分子中含有極性共價鍵，是極性分子

c.因為碳氫鍵鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點低于CO2

d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是Sp3和Sp

(3)某種半導體材料由Ga和As兩種元素組成，該半導體材料的

化學式是G必，其晶體結構類型可能為原子晶體。

解析：(l)Fe(CO)5的熔、沸點都較低，應為分子晶體。(2)固態

CO2常溫下是氣體，是由分子間作用力形成的分子晶體，a正確；CH4

分子中含極性共價鍵，但空間結構是正四面體分子，屬于非極性分子，

b錯誤；CH4>CO2均屬于分子晶體，分子晶體熔點高低由分子間作

用力的大小決定，與化學鍵強弱無關，c錯誤；CH4分子中碳原子形

成了4個。鍵，屬于sp3雜化，CO2分子中碳原子與2個氧原子形成

了2個°鍵且無孤電子對，屬于sp雜化，d正確。(3)Ga是第IDA族

的金屬元素、Ga的最高正價為+3價，As是第VA族的非金屬元素，

最低負價為一3價，根據化合物中正、負化合價代數和為0,可知二

者組成的化合物化學式為GaAs,對應晶體屬于原子晶體。

13.（16分）回答下列各題：

（1）①H2?H2、②H2O?氏0、③CH30H?H2O、④CCk?HzO,

上述各對分子之間只存在范德華力的有①④,存在氫鍵的有②③。（填

序號）

\z/~0H

（2）在物質①苯、②N%、③C3H8、④、⑤對羥基苯

甲醛、⑥CH3cH20H中，能形成分子間氫鍵的有②⑤⑥,能形成分

子內氫鍵的有④，不能形成氫鍵的有①③。（填序號）

（3）在晶體①NaCl、②干冰、③金剛石、④金屬鈉中，其構成微

粒之間的作用力分別是離壬鍵、范德華力、共價鍵、金屬鍵。其中熔

點最高的是③，最低的是②（填序號）。

（4）冰融化時，要克服H2O分子間的范德華力和氫鍵。硫粉溶于

CS2時依靠它們之間的范德華力作用。

⑸在NCb、PC13、ASC13、SbCh中沸點最低的是NCb:在KF、

KCkKBr、KI中，熔點最高的是區￡。

解析：（1）根據氫鍵形成的條件，X—H-Y,X、Y必須為電負

性大的非金屬，如N、O、F;且Y上應有孤電子對，由此可以判斷

②③可以形成氫鍵。（2）與（1）解法相似。（3）各晶體依次為離子晶體、

分子晶體、原子晶體、金屬晶體，然后判斷微粒間作用力強弱。根據

各晶體性質，熔點最高的一般為原子晶體；最低的一般為分子晶體。

（4）H2O中存在氫鍵，故冰融化需克服范德華力和氫鍵；S溶于CS2

依靠范德華力。（5）結構和組成相似的分子在不存在氫鍵時，相對分

子質量越大，沸點越高，故NCb沸點最低。離子晶體中，晶格能（第

四節會學到）越大，沸點越高，因半徑與K+結合時，

K/與F-之間晶格能最大，故KF熔點最高。

14.（12分）四種短周期元素的性質或結構信息如表所示，請回答

下列問題。

有ABCD

原子核外電

單質曾被稱

原子的M子層上s電

單質在常溫為“銀色的

層有1個子總數比p

性質下為固體，難金子”，與鋰

未成對的電子總數少

或結溶于水，易溶形成的合金

P電子，20單質和氧

構信于cs20能常用于制造

核外p電化物均為空

息形成兩種二航天飛行器C

子總數大間網狀結構.

元含氧酸單質能溶于

于7具有很高的

強酸和強堿

熔、沸點

(DA原子的最外層電子排布式為3s23PtD原子核外共有1￡個

電子。

(2)寫出C的單質與強堿反應的離子方程式：2A1+2OH+

2H2O=2AlOr+3H2to

(3)A、B兩元素的氫化物分子中鍵能較小的是旦過(填分子式)；

分子較穩定的是皿(填分子式)。

(4)E、D同主族，均為短周期元素。它們的最高價氧化物晶體中

熔點較高的是SiO2(填分子式),原因是CO2形成的晶體屬于分子晶

體，SiO2屬于原子晶體。

解析：單質在常溫下為固體，難溶于水，易溶于CS2,能形成兩

種二元含氧酸的元素是硫。原子的M層有1個未成對的p電子，核

外p電子總數大于7,電子排布式應是Is22522P63s23P5,則B是氯元

素。單質能溶于強酸和強堿的是鋁。原子核外電子層上s電子總數比

p電子總數少2,再結合D的其他信息，可知其電子排布式是

Is22s22P63s23P2,為硅。

15.(16分)有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數

E<Q<T<X<Z0E、Q、T三種元素的基態原子具有相同的能層和能

級，且L(E)</i(T)</i(Q),其中基態Q原子的2P軌道處于半充滿狀

態，且QT1與ET2互為等電子體。X為周期表前四周期中電負性最

小的元素，Z的原子序數為28。請回答下列問題(答題時如需表示具

體元素，請用相應的元素符號)