分子晶体习题及解析

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答案 (1)V形(或角形) 孤电子对
(2)8 碳原子与氧原子都为sp3杂化，且氢键和共价键都具有方向性和饱和性(每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键)
(3)冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，也说明液态水中仍存在氢键
C．NaCl、CaCl2
D．全部
答案 B
解析 由于由分子构成的晶体，分子与分子之间以分子间作用力相互作用，而分子间作用力较小，克服分子间作用力所需能量较低，故分子晶体的熔、沸点较低，表中的MgCl2、NaCl、CaCl2熔、沸点很高，很明显不属于分子晶体，AlCl3、SiCl4熔、沸点较低，应为分子晶体，B项正确，A、C、D三项错误。
分子晶体习题
1．(2019·江苏启东月考)如图所示是某无机化合物的二聚分子，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子的最外层电子都达到8电子稳定结构。下列说法不正确的是( )
A．该化合物的分子式可能是Al2Cl6
B．该化合物是离子化合物，在熔融状态下能导电
C．该化合物在固态时所形成的晶体是分子晶体
A．碳原子采用sp2杂化
B．每个碳原子形成3个σ键
C．碳原子数与σ键键数之比为2∶3
D．片层之间的碳形成共价键
答案 D
解析 每个碳原子形成3个σ键，采取sp2杂化，故A、B正确；每个碳原子平均含有 ×3＝ 个σ键，所以碳原子数与σ键键数之比为2∶3，故C正确；石墨片层之间的碳以范德华力结合而不是共价键，故D错误。
D．该化合物中不存在离子键，也不含有非极性共价键
答案 B
解析 将二聚分子变成单分子，得BA3，根据两种元素都处于第三周期，可知BA3可能是PCl3或AlCl3，而在PCl3中所有原子已达稳定结构，不可能形成二聚分子，故只可能是AlCl3，则该化合物的分子式是Al2Cl6，故A正确；该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，只有极性共价键，在熔融状态下不能导电，固态时形成的晶体是分子晶体，故B错误，C、D正确。
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③NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼钠米管的原料之一。1molNH4BF4含有________mol配位键。
答案 (1)ABEF (2)sp2范德华力 (3)①bc ②平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子 ③2
SiCl4
SiBr4
SiI4
SiCl4
GeCl4
SnCl4
PbCl4
熔点/℃
－90.4
－70.4
5.2
120
－70.4
－49.5
－36.2
－15
(1)钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与卤离子及碱金属离子的________有关，随着________的增大，熔点依次降低。
(2)硅的卤化物熔点及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与________有关，随着________的增大，________增大，故熔、沸点依次升高。
A．化学键
B．硫与氧的原子个数之比
C．分子构型
D．分子间作用力
答案 D
6．下列说法正确的是( )
A．分子晶体都具有分子密堆积的特征
B．分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，分子的熔、沸点越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定
答案 B
解析 含有氢键的分子晶体不具有分子密堆积的特征，如冰，A错误；分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力的大小有关，与化学键的强弱无关，B正确，C错误；分子的稳定性与化学键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关，D错误。
解析 稀有气体分子都属于单原子分子，因此稀有气体形成的晶体属于分子晶体且由原子直接构成。其他分子晶体一般由分子构成，如干冰、冰等。
13．参考下表中物质的熔点，回答有关问题：
物质
NaF
NaCl
Nawk.baidu.comr
NaI
NaCl
KCl
RbCl
CsCl
熔点/℃
995
801
750
622
801
776
715
646
物质
SiF4
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(3)实验测得冰中氢键的作用能为18.5kJ·mol－1，而冰的熔化热为5.0kJ·mol－1，这说明________________________________________________________________________
A．晶体的构成微粒是分子
B．干燥或熔融时均能导电
C．分子间以分子间作用力相结合
D．熔、沸点一般比较低
答案 B
解析 A项，分子晶体是由分子构成的；B项，干燥或熔融时，分子晶体既不电离也没有自由移动的电子，均不能导电；C项，分子间以分子间作用力相结合；D项，分子晶体的熔、沸点一般比较低。
9．石墨晶体为层状结构，每一层均为碳原子与周围其他3个碳原子相结合而成的平面片层，同层相邻碳原子间距为142pm、相邻片层间距为335pm。如图是其晶体结构片层俯视图。下列说法不正确的是( )
(3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与________有关，因为一般________比__________熔点高。
答案 (1)半径 半径 (2)相对分子质量 相对分子质量 分子间作用力 (3)晶体类型 离子晶体 分子晶体
14．决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题：
(1)上图是石墨的结构，其晶体中存在的作用力有______(填字母)。
10．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
－60
2300
3550
1410
沸点/℃
183
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
7．水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7℃，引起这种差异的主要原因是( )
A．范德华力B．共价键
C．氢键D．相对分子质量
答案 C
解析 水分子之间存在氢键，氢键是一种较强的分子间作用力，氢键的存在使水的沸点比硫化氢的高。
8．下列关于分子晶体的说法不正确的是( )
3．某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下：
NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
CaCl2
熔点/℃
801
712
190
－68
782
沸点/℃
1465
1418
230
57
1600
根据这些数据分析，属于分子晶体的是( )
A．NaCl、MgCl2、CaCl2
B．AlCl3、SiCl4
解析 (1)石墨晶体是介于原子晶体、金属晶体、分子晶体之间的一种特殊晶体，含有金属键，层与层之间存在范德华力，层内存在共价键。在石墨晶体中同层的每一个碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合；每个碳原子有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面，形成了大π键，因此石墨晶体中既存在σ键又存在π键。(3)①立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有σ键和π键无关，与晶体的结构有关，即立方相氮化硼晶体为原子晶体，硬度较大，a错误；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，根据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的，故其作用力小，质地较软，b正确；B和N都是非金属元素，两种晶体中的B—N键都是共价键，c正确；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，属于混合键型晶体，立方相氮化硼晶体为原子晶体，d错误。②六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，同一层上的原子在同一平面内，根据六方相氮化硼晶体的晶胞结构可知，1个B原子与3个N原子相连，故为平面三角形结构；由于B最外层有3个电子都参与了成键，层与层之间没有自由移动的电子，故不导电。③NH 中有1个配位键，BF 中有1个配位键，故1molNH4BF4含有2mol配位键。
2.中学教材上介绍的干冰晶体是一种立方面心结构，如图所示，即每8个CO2构成立方体，且在6个面的中心又各占据1个CO2分子，在每个CO2周围距离 a(其中a为立方体棱长)的CO2有( )
A．4个B．8个C．12个D．6个
答案 C
解析 如图在每个CO2周围距离 a的CO2即为每个面心上的CO2分子，共有8×(3× )＝12个。
4．(2019·合肥六中月考)AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是( )
A．①③B．②⑤
C．⑤⑥D．③④⑤⑥
答案 B
解析 从各图中可以看出②⑤都不能再以化学键与其他原子结合，所以最有可能是分子晶体。
5．(2018·广东肇庆高二上学期期末)当SO3晶体熔化时，下述各项中发生变化的是( )
11．下列各组物质均属于分子晶体的是( )
A．SO2，SiO2，P2O5B．PCl3，CO2，H2SO4
C．SiC，H2O，NH3D．HF，CO2，Si
答案 B
解析 SiO2、SiC、Si均为原子晶体。
12．下列晶体由原子直接构成，且属于分子晶体的是( )
A．固态氢B．固态氖
C．磷D．三氧化硫
答案 B
答案 D
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项正确；晶体硼的熔、沸点高，所以晶体硼是原子晶体，B项正确；碳原子的半径比硅的原子半径小，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键键能比晶体硅中的Si—Si键键能大，金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键强，D项错误。
A．σ键 B．π键 C．氢键 D．配位键 E．范德华力 F．金属键 G．离子键
(2)碳钠米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过________杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠________结合在一起。
(3)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
15．(1)水分子的空间结构是____________，水分子能与很多金属离子形成配合物，其原因是在氧原子上有____________。
(2)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。每个冰晶胞平均占有_________个水分子。冰晶胞与金刚石晶胞中微粒排列方式相同的原因是______________________
①关于这两种晶体的说法正确的是________(填字母)。
a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c．两种晶体中的B—N键均为共价键
d．两种晶体均为分子晶体
②六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________________________，其结构与石墨相似却不导电，原因是_________________