《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第二册人教版》

3.(双选)已知SiC的熔点为2700℃,其晶
胞结构如图所示。下列说法错误的是
(BC)。


A.SiC晶体中碳原子和硅原子均采用sp3 杂化
B.硅单质的熔点高于2700°℃
C.距离硅原子最近的硅原子数为4
D.若晶胞参数为apm,则该晶体的密度约为$\frac{160}{6.02×10−a²}$g.cm−3

答案： 3.BC 解析 SiC 晶体中碳原子周围有 4 个硅原子，而硅原子周围有 4 个碳原子，均采用 sp³ 杂化，A 项正确。共价晶体中共价键的键长越短，键能越大，则熔、沸点越高，C—Si 键长比 Si—Si 键长短，键能大，则熔、沸点高于硅，B 项错误。距离硅原子最近且距离相等的硅原子数为 12，C 项错误。若晶胞参数为 a pm，则该晶体的密度约为
$\frac{160 g}{N_A × a^3 × 10^{-30} cm^3} = \frac{160}{6.02 × 10^{-7} a^3} g·cm⁻³，$D 项正确。

4.(1)在我国南海海底深处沉积物中存在着
大量的“可燃冰”，其主要成分为甲烷水合物。在常温、常压下它会分解成水和甲烷，因而得名。甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是_______(填字母)。

A.甲烷晶胞中的球只代表一个C 原子
B.晶体中1个CH4分子中有12个紧
邻的CH分子
C.甲烷晶体熔化时需克服共价键
D.1个CH4晶胞中含有8个CH4
分子
E.CH是非极性分子
(2)水在不同的温度和压强条件下可以形
成多种不同结构的晶体，冰晶体结构
有多种。其中冰−VII的晶体结构如下图
所示。

①水分子的空间结构是_______形，
在酸性溶液中，水分子容易得到一个
H+,形成水合氢离子(HO+),应用价
层电子对互斥模型推测HO+的形状
为_______。
②实验测得冰中氢键的作用能为
18.5kJ.mol−1,而冰的融化热为
5.0kJ.mo1−1,这说明_______
_______。
(3)用x、y、N分别表示H2O、H2S、H2Se
的沸点(℃),则x、y、N的大小关系是
_______,其判断依据是_______
_______。

答案： 4.解析
(1)CH₄ 是分子晶体，熔化时克服范德华力。晶胞中的球代表的是一个甲烷分子，并不是一个 C 原子。以该甲烷晶胞分析，位于顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有 3 个，而这 3 个甲烷分子在面上，因此每个都被两个晶胞共用，故与 1 个甲烷分子紧邻的甲烷分子有$ 3×8×\frac{1}{2} = 12 $个。该晶胞中甲烷分子的个数为$ 8×\frac{1}{8} + 6×\frac{1}{2} = 4。$CH₄ 分子为正四面体结构，C 原子位于正四面体的中心，结构对称，CH₄ 是非极性分子。
(2)①水分子中 O 原子的价层电子对数为 4，孤电子对数为 2，所以水分子为 V 形。H₃O⁺ 的价层电子对数为 4，含有 1 对孤电子对，故 H₃O⁺ 为三角锥形。②冰中氢键的作用能为 18.5 kJ·mol⁻¹，而冰的融化热为 5.0 kJ·mol⁻¹，说明冰融化为液态水时只破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键。
(3)水分子间存在氢键，H₂Se 与 H₂S 分子间不存在氢键，但 H₂Se 的相对分子质量大于 H₂S 的相对分子质量，H₂Se 分子间的范德华力大于 H₂S 分子间的范德华力。
答案
(1)BE
(2)①V 三角锥形 ②冰融化为液态水时只破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键
(3)x＞z＞y 水分子间可以形成氢键，H₂Se 的相对分子质量大于 H₂S 的相对分子质量，故沸点：H₂O＞H₂Se＞H₂S