[同步梯度训练]苏教版化学选修三-第三单元 共价键 原子晶体第二课时 习题

1.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是( ) 。

A .常温、常压下氯气呈气态而溴单质呈液态

B .硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是不挥发性酸

C .稀有气体一般难于发生化学反应

D .空气中氮气的化学性质比氧气稳定

2.下列说法正确的是( ) 。

A .键能越大,表示该分子越容易受热分解

B .共价键都具有方向性

C .在分子中,两个成键的原子之间的距离叫键长

D .H —Cl 的键能为431.8 kJ·mol -1,H —Br 的键能为366 kJ·mol -1,这可以说明HCl 比HBr 分子稳定

3.共价键的断裂有均裂和异裂两种方式,即均裂:A ∶B ―→A·+B·,异裂:A ∶B ―→A ++∶B]-。下列化学反应中发生共价键均裂的是( ) 。

A .2K +2H 2O===2KOH+H 2↑

B .2Na +2C 2H 5OH ―→2C 2H 5ONa +H 2↑

C .Na 2CO 3+H 2O NaHCO 3+NaOH

CH 3COOC 2H 5+H 2O D .CH 3COOH +C 2H 5OH

4.关于原子晶体的说法中错误的是( ) 。

A .原子晶体中不存在独立的“分子”

B .原子晶体中所有原子之间以共价键结合成空间网状结构

C .金刚石是原子晶体,所以其化学性质稳定,即使在高温下也不与氧气发生反应

D .原子晶体中必然有共价键,可能存在分子间作用力

5.AB 型共价化合物晶体,若其原子最外层电子数之和为8,常是具有半导体性质的原子晶体。已知金刚石不导电而导热;锆石(ZrO2) 不导电、不导热,却硬似钻石;近期用制耐热器的碳化硅制成了假钻石,则识别它们的可行方法是( ) 。

A .能在玻璃上刻划出痕迹的为金刚石

B .很硬不导电而导热的是金刚石和碳化硅

C .既可导电又可导热的是碳化硅

D .不导电的为锆石

6.已知C 3N 4晶体具有比金刚石更大的硬度,且原子间均以单键结合。下列关于该晶体的说法正确的是( ) 。

A .C 3N 4晶体是分子晶体

B .C 3N 4晶体中,C —N 键的键长比金刚石中的C —C 键的键长要短

C .C 3N 4晶体中每个C 原子连接4个N 原子,而每个N 原子连接3个C 原子

D .C 3N 4晶体微粒间通过离子键相结合

7.据美国《科学》杂志报道:在40 GPa高压下,用激光器加热到1 800 K,制得具有高熔点、高硬度的二氧化碳晶体。下列关于该晶体的说法正确的是( ) 。

A .该晶体属于分子晶体

B .该晶体易气化,可用作制冷材料

C .一定条件下,该晶体可跟氢氧化钠反应

D .该晶体中C 、O 原子个数比为1∶2

8.已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O 键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol H—H 键断裂时吸收热量为( ) 。

A .920 kJ B .557 kJ

C .436 kJ D .188 kJ

9.下列说法正确的是________(填序号) 。

①化学键存在于原子之间,也存在于分子之间 ②两种非金属元素中的两原子不能形成离子键 ③金属元素和非金属元素相化合时一定形成离子键 ④不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键 ⑤离子键和极性键只存在于化合物中 ⑥熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物 ⑦非金属元素间不可能组成离子化合物 ⑧离子化合物中一定含有非金属元素 ⑨共价化合物只含共价键,离子化合物中可能含有共价键

10.金刚石晶体(如图所示) 的网状结构中含有共价键形成的碳原子环,其中最小的碳环中的碳原子数是________,每个最小碳环绝对占有的碳原子数是

________,1 mol金刚石约含有______个最小碳环,C —C 键之间的夹角是________。

11.单质硼有无定形和晶体两种,参考下列数据:

(1)。

(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图所示) ,其中有二十个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点各有一个硼原子。通过观察图形及推算得出此基本结构单元是由____________个硼原子构成。其中B —B 键的键角为______________。

12.A 、B 、C 、D 、E 代表单质或化合物,它们之间的转换关系如图所示。A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似。

回答下列问题:

(1)单质A 的原子的结构示意图为__________,它的最高化合价为________。

(2)B的化学式为________,B 的晶体类型为________,B 和碳反应生成A 和E 的化学方程式为__________________________________。

(3)若将A 与碳混合在高温下也可得到一化合物,该化合物具有较大的硬度和较高的熔点,则该晶体中所存在的化学键为__________(填“极性键”或“非极性键”) ,其结构为__________,属于__________晶体。

参考答案

1.

答案:D 解析:共价分子构成物质的状态取决于分子间作用力的大小,与分子内共价键的键能无关;物质的挥发性与分子内键能的大小无关;稀有气体是单原子分子,无化学键,难于发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构;氮气比氧气稳定是由于N 2分子中共价键的键能(946 kJ·mol -1) 比O 2分子中共价键的键能(498 kJ·mol -1) 大,在化学反应中更难断裂。

2.

答案:D 解析:键能越大,分子越稳定,A 项错,D 项正确。H —H 键没有方向性,B 项错。形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长,C 项错。

3.

答案:D 解析:A 、C 两项中H 2O 异裂成H +和OH -,B 项中C 2H 5OH 异裂成C 2H 5O -和H +,只有D 项中CH 3COOH 均裂为CH 3CO —和—OH ,C 2H 5OH 均裂为C 2H 5O —和—H 。即均裂产生电中性原子或原子团,异裂产生阴、阳离子。

4.

答案:CD 解析:原子晶体中原子之间以共价键结合形成空间网状结构,故原子晶体中不存在单独的“分子”;由原子晶体的定义可知,原子晶体中只有共价键,不存在分子间作用力。碳的单质化学性质不活泼,在一定条件下能与O 2、CO 2等反应。

5.

答案:B 解析:金刚石、SiC 、锆石均为原子晶体,但物理性质有差异。 6.

答案:BC 解析:先由性质推测晶体的类型应为原子晶体,原子间以共价键相结合,A 、D 项错。N 原子半径比C 原子半径小,所以C —N 键键长比C —C 键键长短,B 正确。根据最外层电子数C 为4个,N 为3个,分别能形成4个和3个共价键,可判断每个C 原子连接4个N 原子,每个N 原子连接3个C 原子,C 正确。

7.

答案:CD 解析:高熔点、高硬度是原子晶体的特点,故该二氧化碳晶体是原子晶体。

8.

答案:C 解析:本题考查化学反应的能量变化与化学键的能量变化。因为1 g

1氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,所以1 mol H2与mol O2完全燃烧生2

成1 mol 水蒸气时放出热量242 kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化,是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成,其中旧键的断裂需要吸收能量,而新键的形成需要放出能量。发生上述反应H 2(g)+

kJ· mol-1时,发生键的变化为断裂1 mol H—H 键和1O 2(g)===H2O(g) ΔH =-242 21mol O===O键,形成2 mol 2

1×496 kJ+x ,形成2O —H 键,因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为

O —H 键释放的能量为2×463 kJ=926 kJ,因反应为放热反应,所以有926 kJ-1×496 kJ-x =242 kJ,解得x =436 kJ。 2

9.

答案:②⑤⑥⑧⑨

解析:非金属元素间一般形成的是共价化合物,也可形成离子化合物。

10.

答案:6 1 1.204×1024 109°28′ 2

解析:金刚石晶体中每个C 原子处于其他4个C 原子构成的正四面体的中心,四面体向周围无限延伸形成空间立体网状结构,最小的环是立体六元环,每个C 原子周围有4个共价键,每2个键可以形成1个夹角,总共可以形成6个夹角,每个夹角形成2个六元环,所以每个C 原子可以被12个六元环分享,每个六元环上绝对占有的C 原子数为6⨯11=,1 mol金刚石约含有最小碳环的个数为122

16.02×1023=1.204×1024。 2

11.

答案:(1)原子 晶体硼的熔、沸点及硬度数据均比晶体硅高

(2)12 60°

解析:比较给出的金刚石、晶体硅及晶体硼的熔点数据,可得出晶体硼为原子晶体。三个硼原子相互结合形成了正三角形结构,所以B —B 键间的夹角为60°。由题中信息可以看出,每个顶点为五个正三角形所共用,每个三角形内有硼原子数

133为3⨯=,故该二十面体中实际顶点(硼原子) 数为20×=12,故此基本结构单555

元是由12个硼原子构成的(或直接数出来,看不见的里边还有3个硼原子) 。

12.

答案:(1)

(2)SiO2 原子晶体

SiO 2+2C +4 Si +2CO ↑

(3)极性键 空间网状结构 原子

解析:“地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似”是硅元素的特征之一。这是解题的突破口。由以上分析可知A 为Si ,B 为SiO 2,E 为CO ,C 为CaSiO 3,D 为Na 2SiO 3。

金刚石、晶体硅和碳化硅均为原子晶体。

1.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是( ) 。

A .常温、常压下氯气呈气态而溴单质呈液态

B .硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是不挥发性酸

C .稀有气体一般难于发生化学反应

D .空气中氮气的化学性质比氧气稳定

2.下列说法正确的是( ) 。

A .键能越大,表示该分子越容易受热分解

B .共价键都具有方向性

C .在分子中,两个成键的原子之间的距离叫键长

D .H —Cl 的键能为431.8 kJ·mol -1,H —Br 的键能为366 kJ·mol -1,这可以说明HCl 比HBr 分子稳定

3.共价键的断裂有均裂和异裂两种方式,即均裂:A ∶B ―→A·+B·,异裂:A ∶B ―→A ++∶B]-。下列化学反应中发生共价键均裂的是( ) 。

A .2K +2H 2O===2KOH+H 2↑

B .2Na +2C 2H 5OH ―→2C 2H 5ONa +H 2↑

C .Na 2CO 3+H 2O NaHCO 3+NaOH

CH 3COOC 2H 5+H 2O D .CH 3COOH +C 2H 5OH

4.关于原子晶体的说法中错误的是( ) 。

A .原子晶体中不存在独立的“分子”

B .原子晶体中所有原子之间以共价键结合成空间网状结构

C .金刚石是原子晶体,所以其化学性质稳定,即使在高温下也不与氧气发生反应

D .原子晶体中必然有共价键,可能存在分子间作用力

5.AB 型共价化合物晶体,若其原子最外层电子数之和为8,常是具有半导体性质的原子晶体。已知金刚石不导电而导热;锆石(ZrO2) 不导电、不导热,却硬似钻石;近期用制耐热器的碳化硅制成了假钻石,则识别它们的可行方法是( ) 。

A .能在玻璃上刻划出痕迹的为金刚石

B .很硬不导电而导热的是金刚石和碳化硅

C .既可导电又可导热的是碳化硅

D .不导电的为锆石

6.已知C 3N 4晶体具有比金刚石更大的硬度,且原子间均以单键结合。下列关于该晶体的说法正确的是( ) 。

A .C 3N 4晶体是分子晶体

B .C 3N 4晶体中,C —N 键的键长比金刚石中的C —C 键的键长要短

C .C 3N 4晶体中每个C 原子连接4个N 原子,而每个N 原子连接3个C 原子

D .C 3N 4晶体微粒间通过离子键相结合

7.据美国《科学》杂志报道:在40 GPa高压下,用激光器加热到1 800 K,制得具有高熔点、高硬度的二氧化碳晶体。下列关于该晶体的说法正确的是( ) 。

A .该晶体属于分子晶体

B .该晶体易气化,可用作制冷材料

C .一定条件下,该晶体可跟氢氧化钠反应

D .该晶体中C 、O 原子个数比为1∶2

8.已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O 键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol H—H 键断裂时吸收热量为( ) 。

A .920 kJ B .557 kJ

C .436 kJ D .188 kJ

9.下列说法正确的是________(填序号) 。

①化学键存在于原子之间,也存在于分子之间 ②两种非金属元素中的两原子不能形成离子键 ③金属元素和非金属元素相化合时一定形成离子键 ④不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键 ⑤离子键和极性键只存在于化合物中 ⑥熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物 ⑦非金属元素间不可能组成离子化合物 ⑧离子化合物中一定含有非金属元素 ⑨共价化合物只含共价键,离子化合物中可能含有共价键

10.金刚石晶体(如图所示) 的网状结构中含有共价键形成的碳原子环,其中最小的碳环中的碳原子数是________,每个最小碳环绝对占有的碳原子数是

________,1 mol金刚石约含有______个最小碳环,C —C 键之间的夹角是________。

11.单质硼有无定形和晶体两种,参考下列数据:

(1)。

(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图所示) ,其中有二十个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点各有一个硼原子。通过观察图形及推算得出此基本结构单元是由____________个硼原子构成。其中B —B 键的键角为______________。

12.A 、B 、C 、D 、E 代表单质或化合物,它们之间的转换关系如图所示。A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似。

回答下列问题:

(1)单质A 的原子的结构示意图为__________,它的最高化合价为________。

(2)B的化学式为________,B 的晶体类型为________,B 和碳反应生成A 和E 的化学方程式为__________________________________。

(3)若将A 与碳混合在高温下也可得到一化合物,该化合物具有较大的硬度和较高的熔点,则该晶体中所存在的化学键为__________(填“极性键”或“非极性键”) ,其结构为__________,属于__________晶体。

参考答案

1.

答案:D 解析:共价分子构成物质的状态取决于分子间作用力的大小,与分子内共价键的键能无关;物质的挥发性与分子内键能的大小无关;稀有气体是单原子分子,无化学键,难于发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构;氮气比氧气稳定是由于N 2分子中共价键的键能(946 kJ·mol -1) 比O 2分子中共价键的键能(498 kJ·mol -1) 大,在化学反应中更难断裂。

2.

答案:D 解析:键能越大,分子越稳定,A 项错,D 项正确。H —H 键没有方向性,B 项错。形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长,C 项错。

3.

答案:D 解析:A 、C 两项中H 2O 异裂成H +和OH -,B 项中C 2H 5OH 异裂成C 2H 5O -和H +,只有D 项中CH 3COOH 均裂为CH 3CO —和—OH ,C 2H 5OH 均裂为C 2H 5O —和—H 。即均裂产生电中性原子或原子团,异裂产生阴、阳离子。

4.

答案:CD 解析:原子晶体中原子之间以共价键结合形成空间网状结构,故原子晶体中不存在单独的“分子”;由原子晶体的定义可知,原子晶体中只有共价键,不存在分子间作用力。碳的单质化学性质不活泼,在一定条件下能与O 2、CO 2等反应。

5.

答案:B 解析:金刚石、SiC 、锆石均为原子晶体,但物理性质有差异。 6.

答案:BC 解析:先由性质推测晶体的类型应为原子晶体,原子间以共价键相结合,A 、D 项错。N 原子半径比C 原子半径小,所以C —N 键键长比C —C 键键长短,B 正确。根据最外层电子数C 为4个,N 为3个,分别能形成4个和3个共价键,可判断每个C 原子连接4个N 原子,每个N 原子连接3个C 原子,C 正确。

7.

答案:CD 解析:高熔点、高硬度是原子晶体的特点,故该二氧化碳晶体是原子晶体。

8.

答案:C 解析:本题考查化学反应的能量变化与化学键的能量变化。因为1 g

1氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,所以1 mol H2与mol O2完全燃烧生2

成1 mol 水蒸气时放出热量242 kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化,是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成,其中旧键的断裂需要吸收能量,而新键的形成需要放出能量。发生上述反应H 2(g)+

kJ· mol-1时,发生键的变化为断裂1 mol H—H 键和1O 2(g)===H2O(g) ΔH =-242 21mol O===O键,形成2 mol 2

1×496 kJ+x ,形成2O —H 键,因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为

O —H 键释放的能量为2×463 kJ=926 kJ,因反应为放热反应,所以有926 kJ-1×496 kJ-x =242 kJ,解得x =436 kJ。 2

9.

答案:②⑤⑥⑧⑨

解析:非金属元素间一般形成的是共价化合物,也可形成离子化合物。

10.

答案:6 1 1.204×1024 109°28′ 2

解析:金刚石晶体中每个C 原子处于其他4个C 原子构成的正四面体的中心,四面体向周围无限延伸形成空间立体网状结构,最小的环是立体六元环,每个C 原子周围有4个共价键,每2个键可以形成1个夹角,总共可以形成6个夹角,每个夹角形成2个六元环,所以每个C 原子可以被12个六元环分享,每个六元环上绝对占有的C 原子数为6⨯11=,1 mol金刚石约含有最小碳环的个数为122

16.02×1023=1.204×1024。 2

11.

答案:(1)原子 晶体硼的熔、沸点及硬度数据均比晶体硅高

(2)12 60°

解析:比较给出的金刚石、晶体硅及晶体硼的熔点数据,可得出晶体硼为原子晶体。三个硼原子相互结合形成了正三角形结构,所以B —B 键间的夹角为60°。由题中信息可以看出,每个顶点为五个正三角形所共用,每个三角形内有硼原子数

133为3⨯=,故该二十面体中实际顶点(硼原子) 数为20×=12,故此基本结构单555

元是由12个硼原子构成的(或直接数出来,看不见的里边还有3个硼原子) 。

12.

答案:(1)

(2)SiO2 原子晶体

SiO 2+2C +4 Si +2CO ↑

(3)极性键 空间网状结构 原子

解析:“地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似”是硅元素的特征之一。这是解题的突破口。由以上分析可知A 为Si ,B 为SiO 2,E 为CO ,C 为CaSiO 3,D 为Na 2SiO 3。

金刚石、晶体硅和碳化硅均为原子晶体。


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