第2課時(shí)　過渡晶體與混合型晶體課后訓(xùn)練鞏固提升一、基礎(chǔ)鞏固1.下列數(shù)據(jù)對應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn),據(jù)此作出的下列判斷中錯(cuò)誤的是(　　)。物質(zhì)Na2ONaClAlF3AlCl3熔點(diǎn)/℃9208011292190物質(zhì)BCl3Al2O3CO2SiO2熔點(diǎn)/℃-1072073-571723 A.Al2O3晶體可能屬于共價(jià)晶體B.表中只有AlCl3和BCl3可能是分子晶體C.同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D.AlF3晶體可能屬于離子晶體答案:B解析:由表中數(shù)據(jù)可知:AlCl3、BCl3、CO2是共價(jià)化合物且可能均是分子晶體;SiO2是共價(jià)晶體;Al2O3的熔點(diǎn)較高,可能屬于共價(jià)晶體;AlF3的熔點(diǎn)在離子晶體的范疇,可能屬于離子晶體。2.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)(如圖)。以下有關(guān)石墨晶體的說法正確的一組是(　　)。①石墨中存在兩種作用力;②石墨是混合型晶體;③石墨中的C為sp2雜化;④石墨中碳原子數(shù)和C—C數(shù)目之比為1∶2;⑤石墨和金剛石的硬度相同;⑥石墨層內(nèi)導(dǎo)電性和層間導(dǎo)電性不同A.①②③④⑤⑥ B.①②③⑤C.②③⑥ D.①②③④答案:C解析:①不正確,石墨中存在三種作用力,分別是范德華力、共價(jià)鍵、類似金屬鍵的作用力;②③正確;④不正確,石墨中碳原子數(shù)和C—C數(shù)目之比為2∶3;⑤不正確,石墨質(zhì)軟,金剛石的硬度大;⑥正確。3.氧化鋁是一種高硬度的化合物,熔點(diǎn)為2 054 ℃,沸點(diǎn)為2 980 ℃,常用于制造耐火材料。氧化鋁中化學(xué)鍵的離子鍵百分?jǐn)?shù)為41%。下列有關(guān)氧化鋁的說法錯(cuò)誤的是????????????? (　　)。A.氧化鋁是介于離子晶體與共價(jià)晶體間的過渡晶體B.氧化鋁在高溫下可電解制取金屬鋁,說明氧化鋁具有離子晶體的性質(zhì)C.氧化鋁中的化學(xué)鍵更偏向共價(jià)鍵,氧化鋁晶體可當(dāng)作共價(jià)晶體處理D.氧化鋁也可作為分子晶體存在答案:D解析:氧化鋁熔點(diǎn)高、硬度大,沒有小分子存在,不能作為分子晶體。4.石墨烯是從石墨材料中剝離出來的由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。其結(jié)構(gòu)如圖:下列有關(guān)說法正確的是(　　)。A.石墨烯中碳原子的雜化方式為sp3雜化B.石墨烯中平均每個(gè)六元碳環(huán)含有3個(gè)碳原子C.從石墨中剝離石墨烯需要破壞化學(xué)鍵D.石墨烯具有導(dǎo)電性答案:D解析:石墨烯是平面結(jié)構(gòu),碳原子的雜化方式為sp2雜化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;石墨烯中平均每個(gè)六元碳環(huán)含有2個(gè)碳原子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;從石墨中剝離石墨烯需要破壞范德華力,不破壞化學(xué)鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;石墨烯具有導(dǎo)電性,D項(xiàng)正確。5.下列各組物質(zhì)的晶體類型相同的是(　　)。A.SO2、晶態(tài)SiO2、P2O5B.PCl3、CO2、H2SO4C.SiC、H2O、NH3D.HF、CO2、Si答案:B解析:晶態(tài)SiO2、SiC、Si均為共價(jià)晶體,其他均為分子晶體。6.在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子與3個(gè)羥基相連,其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是(　　)。A.sp,范德華力B.sp2,范德華力C.sp2,氫鍵D.sp3,氫鍵答案:C解析:石墨晶體中C原子為sp2雜化,層與層之間以范德華力結(jié)合,硼酸[B(OH)3]分子中,B原子也為sp2雜化,但由于B(OH)3中B原子與3個(gè)羥基相連,羥基間能形成氫鍵,故同層分子間的主要作用力為氫鍵。二、能力提升1.(雙選)共價(jià)鍵、離子鍵和范德華力是粒子之間的三種作用力。下列晶體中,含有上述兩種作用力的是(　　)。A.Na2O2 B.SiO2C.石墨 D.金剛石答案:AC解析:過氧化鈉中有離子鍵和共價(jià)鍵;石墨中存在共價(jià)鍵和范德華力;SiO2和金剛石中均只存在共價(jià)鍵。2.石墨能與熔融金屬鉀作用,形成石墨間隙化合物,鉀原子填充在石墨各層原子中。比較常見的石墨間隙化合物是青銅色的化合物,其化學(xué)式可寫為CxK,其平面圖形如圖所示。x的值為(　　)。A.8 B.12C.24 D.60答案:A解析:可選取題圖中6個(gè)鉀原子圍成的正六邊形為結(jié)構(gòu)單元,每個(gè)鉀原子被3個(gè)正六邊形共用,則該結(jié)構(gòu)單元中實(shí)際含有的鉀原子數(shù)為6×+1=3,該六邊形內(nèi)實(shí)際含有的碳原子數(shù)為24,故鉀原子數(shù)與碳原子數(shù)之比為1∶8。3.(雙選)CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖所示),但CaC2晶體中由于啞鈴形的存在,使晶胞沿一個(gè)方向拉長。則關(guān)于CaC2晶體的描述正確的是(　　)。A.CaC2晶體的熔點(diǎn)較高、硬度也較大B.與Ca2+距離最近的構(gòu)成的多面體是正六面體C.與Ca2+距離最近的有4個(gè)D.如圖的結(jié)構(gòu)中共含有6個(gè)Ca2+和6個(gè)答案:AC解析:CaC2晶體屬于離子晶體,有較高的熔點(diǎn)和較大的硬度,A項(xiàng)正確;因?yàn)榫О匾粋€(gè)方向拉長,故和Ca2+距離最近的只有4個(gè)(與拉長方向垂直的同一面上),構(gòu)成的是正方形,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;該晶胞中含有Ca2+的個(gè)數(shù)為12×+1=4,含有的個(gè)數(shù)為8×+6×=4,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.觀察下列模型并結(jié)合有關(guān)信息,判斷下列說法不正確的是 (　　)。物質(zhì)HCNS8SF6B12結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)模型示意圖備注—易溶于CS2—熔點(diǎn)1 873 K A.HCN的結(jié)構(gòu)式為H—C≡N,分子中含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵B.固態(tài)硫S8屬于共價(jià)晶體C.SF6是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子D.單質(zhì)硼屬于共價(jià)晶體,結(jié)構(gòu)單元中含有30個(gè)B—B答案:B解析:1個(gè)C≡N中含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,所以1個(gè)H—C≡N分子中含有2個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,A項(xiàng)正確;S8屬于分子晶體,B項(xiàng)錯(cuò)誤;SF6是正八面體對稱結(jié)構(gòu),是非極性分子,C項(xiàng)正確;硼晶體的結(jié)構(gòu)單元中有12個(gè)B原子,每個(gè)原子形成5個(gè)B—B,而每個(gè)B—B為2個(gè)原子所共用,所以B—B個(gè)數(shù)為12×=30,D項(xiàng)正確。5.(雙選)美國科學(xué)家用有機(jī)分子和球形籠狀分子C60,首次制成了“納米車”(如圖所示),每輛“納米車”是用一個(gè)有機(jī)分子和四個(gè)球形籠狀分子“組裝”而成。下列說法正確的是(　　)。A.我們可以直接用肉眼清晰地看到這種“納米車”的運(yùn)動(dòng)B.“納米車”的誕生,說明人類操縱分子的技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新階段C.“納米車”是一種分子晶體D.C60的熔點(diǎn)比金剛石的熔點(diǎn)低答案:BD解析:根據(jù)題意,“納米車”是肉眼不能看到的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;“納米車”只是幾個(gè)分子的“組裝”體,并非晶體,C項(xiàng)錯(cuò)誤;C60屬于分子晶體,其熔點(diǎn)要比金剛石的熔點(diǎn)低得多,D項(xiàng)正確。6.碳元素的單質(zhì)有多種形式,下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖:請回答下列問題:(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式,它們互為　　　　　　　　。 (2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為　　　、　　。 (3)C60屬于　　　　　　晶體,石墨屬于　　　晶體。 (4)C60的晶體結(jié)構(gòu)類似于干冰,則每個(gè)C60晶胞的質(zhì)量為　　　　　　g(用含NA的式子表示,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。 (5)金剛石晶胞中含有　　　　個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長為a,根據(jù)硬球接觸模型,則r=　　　　a,列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率　　　　　　　(不要求計(jì)算結(jié)果)。 (6)硅晶體的結(jié)構(gòu)與金剛石相似,1 mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目約是　　　　NA(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。 答案:(1)同素異形體　(2)sp3　sp2(3)分子　混合型　(4)(5)8　(6)2解析:(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素形成的單質(zhì),它們的組成相同,結(jié)構(gòu)不同、性質(zhì)不同,互為同素異形體。(2)金剛石中1個(gè)碳原子與4個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵(即C原子采取sp3雜化方式),構(gòu)成正四面體;石墨中的碳原子采取sp2雜化方式,形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)。(3)C60中構(gòu)成粒子是分子,所以屬于分子晶體;石墨晶體中含有共價(jià)鍵、類似金屬鍵的作用力和范德華力,所以石墨屬于混合型晶體。(4)C60晶體為面心立方結(jié)構(gòu),所以每個(gè)C60晶胞中有4個(gè)C60分子,所以一個(gè)C60晶胞質(zhì)量=g=g。(5)由金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞內(nèi)部有4個(gè)碳原子,面上有6個(gè)碳原子,頂點(diǎn)有8個(gè)碳原子,所以金剛石晶胞中碳原子數(shù)為4+6×+8×=8;若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長為a,根據(jù)硬球接觸模型,則正方體的體對角線長度的就是C—C的鍵長,a=2r,所以r=a,碳原子在晶胞中的空間占有率=。(6)由金剛石的結(jié)構(gòu)模型可知,每個(gè)碳原子都與相鄰的碳原子形成一個(gè)單鍵,故每個(gè)碳原子相當(dāng)于形成個(gè)單鍵,則1mol硅晶體中可形成2mol 硅硅單鍵。7.磷及其化合物在電池、催化等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。回答下列問題:(1)Li、C、P三種元素中,電負(fù)性最小的是　　　　　　　(用元素符號(hào)作答)。 (2)基態(tài)磷原子價(jià)電子排布式為　　　　　　　　　　　　　　。 (3)氫化物PH3、CH4、NH3的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)?/span>　　　　　　　　　　　　。 (4)金屬磷化物Rh2P(摩爾質(zhì)量為237 g·mol-1)可用作電解水的高效催化劑,其立方晶胞如圖所示。已知晶胞參數(shù)為a nm,晶體中與P距離最近的Rh的數(shù)目為　　　　,晶體的密度為　　　　　　(列出計(jì)算式,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值) g·cm-3。 答案:(1)Li　(2)3s23p3(3)NH3>PH3>CH4(4)8　解析:(1)非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大,三種元素中Li的非金屬性最弱,所以電負(fù)性最小。(2)P為15號(hào)元素,核外電子排布式為[Ne]3s23p3,價(jià)電子排布式為3s23p3。(3)NH3分子間存在氫鍵,沸點(diǎn)最高,相對分子質(zhì)量PH3大于CH4,所以PH3的沸點(diǎn)較高,沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)镹H3>PH3>CH4。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知一個(gè)晶胞中有8個(gè)黑球、4個(gè)白球,晶體化學(xué)式為Rh2P,所以黑球表示Rh原子,白球表示P原子。以頂面面心P原子為例,該晶胞中有4個(gè)Rh原子距離其最近,該晶胞上方晶胞中還有4個(gè),所以晶體中與P距離最近的Rh的數(shù)目為8;晶胞的體積為a3nm3=(a×10-7)3cm3,晶胞的質(zhì)量為g,所以晶體的密度為g·cm-3。

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第三節(jié) 金屬晶體與離子晶體

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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