3.4 分子间作用力 分子晶体 同步练习 2022-2023学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．下列各组物质中，按沸点由低到高的顺序排列正确的是
A．H2O、H2S、H2Se、H2Te
B．CH4、CCl4、CBr4、CI4
C．金刚石、P4、O2
D．碳化硅、二氧化硅、晶体硅
2．下列化合物的常见晶体，属于共价晶体的是
A． B． C． D．
3．碳拥有较为特殊的电子排布，从而可形成许多独特的物质，其中的单质：金刚石，石墨等，拥有独特的性质，下列说法正确的是
A．石墨和和都为分子晶体 B．由石墨变成碳纳米管为物理变化
C．中的碳原子为杂化 D．金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质
4．德、俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到一种低熔点物质——高聚氮，这种高聚氮的氮氮键比N2分子中的氮氮三键要弱得多。下列有关高聚氮的说法不正确的是
A．高聚氮晶体属于分子晶体 B．高聚氮是一种单质
C．高聚氮的沸点高于氮气 D．高聚氮转变成氮气是氧化还原反应
5．下列说法中正确的是
A．冰融化时，分子中键发生断裂
B．共价晶体中，共价键越强，共价晶体的熔点越高
C．共价晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
D．稀有气体形成的晶体属于共价晶体
6．下列关于晶体的说法不正确的是
A．共价晶体硬度通常比分子晶体大
B．离子晶体一般熔、沸点较高，熔融时能导电
C．分子晶体大多不溶于水，熔融时不能导电
D．金属晶体一般具有良好的导电性、导热性和延展性
7．下列晶体分类中正确的一组是
离子晶体 共价晶体 分子晶体
A Ar SO2
B H2SO4 石墨 S
C
D 金刚石 玻璃
A．A B．B C．C D．D
8．磷有多种同素异形体，其中白磷和黑磷(每一个层由曲折的磷原子链组成)的结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A．3.1g中含有的中子数为
B．31g黑磷中含有的P-P键数目为
C．12.4g白磷与0.6mol在密闭容器中充分反应，生成的分子数等于
D．白磷与黑磷为同素异形体
9．北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列叙述错误的是
A．胆矾晶体不导电，胆矾属于电解质
B．胆矾晶体中存在离子键、极性键、氢键等化学键
C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程
D．铜所在周期第一电离能最小和电负性最小的元素都是钾
10．下列判断中错误的是
A．铝的化合物的晶体不一定是分子晶体 B．熔融态能够导电的一定是离子晶体
C．同族元素氧化物可形成不同类型晶体 D．不同族元素氧化物可形成同类晶体
11．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是
A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道
C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，存在类似金属键的作用力
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
12．下列说法中正确的是
①含有离子的晶体一定是离子晶体；②离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用；③金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关；④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低；⑤共价晶体中含有共价键；⑥分子晶体的熔点一定比金属晶体低；⑦NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6；⑧硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅
A．①③④⑧ B．②④⑤ C．③⑤⑦⑧ D．③④⑥⑦
13．设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．标准状况下，22.4LPH3中原子数目为4
B．28g晶体硅中含有Si-Si键数目为4
C．18g重水(D2O)中含有质子数为10
D．88g干冰中含有0.25个晶胞结构单元
14．下列说法中正确的有
①金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关
②若晶体中有阳离子，必然有阴离子
③分子晶体的熔点一定比金属晶体低
④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低
⑤共价晶体中一定含有共价键
⑥含有离子的晶体一定是离子晶体
⑦硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅
⑧NaCl和CsCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数均为8
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
二、填空题
15．(1)判断下列晶体类型.
①SiI4：熔点为120.5℃，沸点为271.5℃，易水解，为_____________.
②硼：熔点为2300℃，沸点为2550℃，硬度大，为_____________.
③硒：熔点为217℃，沸点为685℃，溶于氯仿，为_____________.
④锑：熔点为630.74℃，沸点为1750℃，可导电，为_____________.
(2)三氯化铁常温下为固体，熔点为282℃，沸点为315℃，在300℃以上易升华.易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂.据此判断三氯化铁晶体为_____________(填晶体类型).
16．C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中一层结构)
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为____。
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___晶体。
(3)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是___个。
(4)BN晶体有多种结构，其中立方氮化硼具有金刚石型结构(如图)。
①该晶体的最小环中含有___个B原子；N原子的配位数为___。
②已知立方氮化硼晶体内存在配位键，则其晶体中配位键与普通共价键数目之比为___。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中a处B的原子坐标参数为(0，0，0)，则距离该B原子最近的N原子坐标参数为____。
三、计算题
17．两种含硅化合物的晶胞结构如图所示。
(1)这两种含硅化合物的化学式分别为___________和___________。
(2)I的晶胞参数为a pm，则I的密度为___________g·cm-3。
(3)II的晶胞参数为b pm，Si和P的原子半径分别为r1 pm和r2 pm，则II的空间占有率为___________。
18．研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。
氨硼烷晶体的密度ρ=___________g·cm 3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。
四、实验题
19．某同学设计了如图所示的装置，可比较HNO3、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，进而比较氮、碳、硅元素非金属性强弱。供选择的试剂：稀硝酸、稀硫酸、碳酸钙固体、碳酸钠固体、硅酸钠溶液、澄清石灰水、饱和碳酸氢钠溶液
(1)仪器a的名称：___________。
(2)锥形瓶中装有某可溶性正盐，a中所盛试剂为___________。
(3)装置B所盛试剂是___________，其作用是___________。
(4)装置C所盛试剂是___________，C中反应的离子方程式是___________。
(5)通过实验证明碳、氮、硅的非金属性由强到弱的顺序是___________。
(6)写出碳、氮、硅三元素的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是(写化学式)___________。
(7)写出碳、氮、硅三元素的简单气态氢化物的沸点由高到低的顺序是(写化学式)___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．H2O、H2S、H2Se、H2Te均是分子晶体，但分子间存在氢键，其沸点反常，A错误；
B．CH4、CCl4、CBr4、CI4均是分子晶体，且分子组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，可知沸点，B正确；
C．一般地，共价晶体的沸点高于分子晶体的沸点，在常温常压下，为固体，为气体，所以沸点金刚石，C错误；
D．三者均为原子晶体，键长，键能，故碳化硅的沸点应比晶体硅的高，D错误；
故选B。
2．C
【详解】A．属于分子晶体，A不符合题意；
B．属于离子晶体，B不符合题意；
C．属于共价晶体，C符合题意；
D．由于四氯化硅的结构与四氯化碳类似，所以四氯化硅也是正四面体型结构，属于分子晶体，D不符合题意；
答案选C。
3．D
【详解】A．石墨是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体，故A错误；
B．石墨与碳纳米管是不同的物质，不同物质之间的转化属于化学变化，故B错误；
C．碳60上的每一个C与周围的三个C形成单键，剩下的一个电子在P轨道上，与周围的C的P轨道上的电子，形成大π键，所以是SP2杂化，故C错误；
D．“金刚石”，俗称“金刚钻”，它是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，故D正确；
答案选D。
4．D
【详解】A．由题中信息，高聚氮中的氮氮键要比N≡N键弱得多，且高聚氮的熔点较低，说明高聚氮晶体是分子晶体，A项正确；
B．高聚氮只含氮元素，属于单质，B项正确；
C．高聚氮是氮气发生聚合得到的，相对分子质量高于氮气，因而沸点高于氮气，C项正确；
D．高聚氮和氮气均为氮的单质，高聚氮转变为N2的过程中化合价不变，故不属于氧化还原反应，D项错误；
故选D。
5．B
【详解】A．冰属于分子晶体，构成冰晶体的微粒间存在分子间作用力，所以冰融化时克服的是分子间作用力，共价键不变，A错误；
B．共价晶体中共价键的强弱决定其熔点的高低，所以共价晶体中共价键越强，共价晶体的熔点越高，B正确；
C．晶体中、O原子间形成极性键，C错误；
D．稀有气体分子是单原子分子，形成的晶体为分子晶体，D错误；
故选B。
6．C
【详解】A．共价晶体硬度通常比分子晶体大，故A不符合题意；
B．离子晶体一般熔、沸点较高，熔融时能导电，故B不符合题意；
C．分子晶体有些难溶于水(如大多数有机物)，有些能溶于水(如CO2、 SO2、SO3，C2H5OH、CH3COOH、葡萄糖等)，故C符合题意；
D．金属晶体一般具有良好的导电性、导热性和延展性，故D不符合题意；
故选C。
7．C
【详解】A．是离子晶体，Ar是稀有气体，分子间以范德华力相互结合，为分子晶体，A错误；
B．纯中无，是分子晶体，石墨是混合型晶体，B错误；
C．是离子晶体，是典型的共价晶体，是分子晶体，C正确；
D．是离子晶体，金刚石是典型的共价晶体，玻璃没有固定的熔点，为非晶体，D错误；
故选：C。
8．C
【详解】A．1个原子中含有31-15=16个中子，则3.1g中含有的中子数为×16NA=1.6NA，A正确；
B．黑磷分子中，每个P原子平均形成1.5个P-P键，则31g黑磷中含有的P-P键数目均为×1.5NA=1.5NA，B正确；
C．12.4g白磷物质的量为=0.1mol，与0.6molH2在密闭容器中发生反应P4+6H24PH3，则充分反应生成的PH3分子数小于0.4NA，C不正确；
D．白磷与黑磷均为磷元素形成的不同单质，故互为同素异形体，D正确；
故选C。
9．B
【详解】A． 胆矾晶体中离子不能自由移动，不导电，但溶于水能导电，胆矾为纯净物属于电解质，故A正确；
B． 胆矾晶体中存在离子键、极性键、氢键等作用力，氢键不属于化学键，故B错误；
C． “熬之则成胆矾”是浓缩结晶，析出晶体的过程，故C正确；
D． 钾原子半径最大，核对最外层电子的作用力小，易失去最外层的电子，铜所在周期第一电离能最小和电负性最小的元素都是钾，故D正确；
故选B。
10．B
【详解】A． 铝的化合物的晶体不一定是分子晶体，例如氟化铝晶体属于离子晶体、氯化铝晶体属于分子晶体，A正确；
B． 熔融态能够导电的化合物一定是离子晶体，如果是金属，液态时也能导电，B错误；
C． 同族元素氧化物可形成不同类型晶体，例如二氧化硅晶体属于原子晶体(或共价晶体)、二氧化碳晶体属于分子晶体，C正确；
D． 不同族元素氧化物可形成同类晶体，例如钠、镁、铝处于不同主族，而氧化钠、氧化镁、氧化铝均属于离子晶体，例如，氢和碳处于不同主族，而它们的氧化物晶体：二氧化碳晶体、冰均属于分子晶体，D正确；
答案选B。
11．C
【解析】石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，层内存在共价键，每个C原子形成3个键，且每个C原子为3个环共有，以此解答该题。
【详解】A．石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，A错误；
B．石墨中的碳原子采取杂化与其他的三个碳原子相连，每个杂化轨道含s轨道与p轨道，B错误；
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间通过共价键结合；石墨层内的每个碳原子存在一个单电子，这些单电子可以在层内自由移动，与层内碳原子之间存在类似金属键的作用力，C正确；
D．每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为，D错误；
故选：C。
12．C
【详解】①含有离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体，故错误；②离子键是阴、阳离子间的相互静电作用，是引力和斥力的平衡，故错误；③金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关，通过自由电子的运动来导热、导电，故正确；④分子间作用力决定分子晶体熔、沸点的高低，共价键的强弱决定分子的稳定性，故错误；⑤共价晶体中原子间通过共价键相连，故正确；⑥分子晶体的熔点不一定比金属晶体低，如碘和汞，故错误；⑦NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6，分别氯离子的上下、左右、前后，故正确；⑧共价晶体，键长越短，硬度越大，硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅，故正确；所以③⑤⑦⑧正确，故选C。
13．A
【详解】A．磷化氢标准状况下为气体，标准状况下，22.4LPH3物质的量为1mol，1molPH3中含有原子物质的量为4mol，其数目为4NA，故A正确；
B．1mol晶体硅中含有2molSi-Si键，28g晶体硅中含有Si-Si键物质的量为=2mol，即含有Si-Si键数目为2NA，故B错误；
C．D2O为2H2O，其相对分子质量为20，18g重水中含有质子的物质的量为=9mol，即所含质子数为9NA，故C错误；
D．干冰的晶胞模型为 ，二氧化碳位于顶点和面心，该晶胞中含有二氧化碳的个数为=4，88g干冰中含有CO2个数为2NA，因此88g干冰中含有0.5NA个晶胞结构单元，故D错误；
答案为A。
14．B
【详解】①当有外加电压时，自由电子便定向移动，形成电流，故金属具有导电性；当金属一端受热时，由于自由电子的运动，可将热量迅速的由一端传递到另一端，故金属有良好的导热性，金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关，正确；
②金属晶体就是由阳离子和电子组成的，没有阴离子，错误；
③分子晶体熔点可能比金属晶体熔点高，有的金属晶体熔点较低，如汞常温下为液态，错误；
④共价键强弱决定分子的稳定性，与熔沸点无关，错误；
⑤共价晶体是原子通过共价键结合而成，所以共价晶体含有共价键，正确；
⑥金属晶体由金属阳离子和电子构成，所以含有离子的晶体不一定是离子晶体，可能是金属晶体，错误；
⑦金刚石、碳化硅、晶体硅均为原子晶体，键能越大，硬度越大，原子半径：C>Si，键长：C-C>C-Si>Si-Si，键能：C-C>C-Si>Si-Si，故硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅，正确；
⑧NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6，错误；
正确的是①⑤⑦，故选B。
15． 分子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体 分子晶体
【详解】(1)为低熔点化合物，易水解，为分子晶体；故答案为：分子晶体；
②晶体硼熔点高，硬度大，是典型的共价晶体；故答案为：共价晶体；
③硒熔、沸点低，易溶于，为分子晶体；故答案为：分子晶体；
④锑可导电，为金属晶体。 故答案为：金属晶体；
(2)熔、沸点低，易溶于水及有机溶剂应为分子晶体。故答案为：分子晶体。
16． B 分子 2 3 4 1∶3 (，，)
【详解】(1)同种元素的不同单质互称同素异形体，C60、金刚石和石墨是碳元素的不同单质，属于同素异形体，答案选B；
(2)C60构成微粒是分子，一个分子中含有60个碳原子，所以属于分子晶体；
(3)石墨层状结构中，每个碳原子被三个正六边形共用，所以平均每个正六边形占有的碳原子数=6×=2；
(4)①该晶体的最小环中含有3个B原子，3个N原子，N原子周围距离最近的B原子有4个，N原子的配位数为4个；
②立方氮化硼的结构与金刚石相似，硬度大，属于原子晶体，硼原子的价电子数为3，形成4个共价键，有1个配位键，3个普通共价键，配位键与普通共价键数目之比为1∶3；
a处B的原子坐标参数为(0，0，0)，距离该B原子最近的N原子连线处于晶胞对角线上，且二者距离为体对角线的，则该N原子到各坐标平面距离均等于晶胞棱长的，距离该B原子最近的N原子坐标参数为(，，)。
17．(1) SiB6 SiP
(2)×1030
(3)×100%
【解析】(1)
I中8个Si原子位于顶点、6个B原子均在体内，则晶胞中Si原子数为8×=1；B原子数为6，则化学式为SiB6；
II中8个Si原子位于顶点、6个Si原子位于面心，4个P原子均在体内，则晶胞中Si原子数为8×+6×=4，P原子数为4，则该晶体化学式为SiP；
(2)
由(1)可知：I的晶胞质量为，晶胞体积V=a3×10-30 cm3，则I的密度ρ=；
(3)
晶胞II中8个Si原子位于顶点、6个Si原子位于面心，4个P原子均在体内，则Si原子数为晶胞中Si原子数为8×+6×=4，P原子数为4，Si、P原子的总体积V1=，晶胞的体积V=b3 pm3，则晶胞II中原子的空间占有率为。
18．
【详解】在氨硼烷的2×2×2的超晶胞结构中，共有16个氨硼烷分子，晶胞的长、宽、高分别为2a pm、2b pm. 2c pm，若将其平均分为8份可以得到8个小长方体，则平均每个小长方体中占有2个氨硼烷分子，小长方体的长、宽、高分别为a pm、b pm、c pm ，则小长方体的质量为，小长方体的体积为abc×10-30 cm-3，因此，氨硼烷晶体的密度ρ= 。
19．(1)分液漏斗
(2)稀硝酸
(3) 饱和碳酸氢钠溶液 吸收气体中硝酸
(4) 硅酸钠溶液 SiO＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋CO
(5)N＞C＞Si
(6)NH3＞CH4＞SiH4
(7)NH3＞SiH4＞CH4
【分析】a中装有硝酸，装置A中装有碳酸钠溶液，硝酸与碳酸钠发生强酸制取弱酸的反应生成二氧化碳，装置B中为饱和碳酸氢钠溶液，可以除去挥发的硝酸，装置C中装有硅酸钠溶液，二氧化碳与硅酸钠发生强酸制取弱酸的反应生成硅酸沉淀，由此比较出酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3。
(1)
由图可知，仪器a为分液漏斗；
(2)
由分析可知，a中所盛试剂为稀硝酸；
(3)
由分析可知，装置B所盛试剂是饱和碳酸氢钠溶液，可以除去二氧化碳中的硝酸；
(4)
由分析可知，装置C中装有硅酸钠溶液，二氧化碳与硅酸钠溶液发生反应生成硅酸沉淀，离子方程式为SiO＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋CO；
(5)
元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，则非金属性：N＞C＞Si；
(6)
元素的非金属性越强，对其氢化物的稳定性越强，则碳、氮、硅三元素的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为NH3＞CH4＞SiH4；
(7)
NH3中含有氢键，其沸点较高，CH4和SiH4都是分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，则沸点：NH3＞SiH4＞CH4。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
