第3章 第2节 分子晶体与共价晶体-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2同步课件（人教版2019）

化学 选择性必修2 物质结构与性质 RJ 1 2 第二节 分子晶体与共价晶体 2 1 课时1 分子晶体 刷基础 3 1.氦晶体的升华能是，而冰的升华能则为 。能解释这一事实的叙述 是( ) A ①氦原子间仅存在范德华力 ②冰中有氢键 ③氦原子内的化学键很弱 ④水分子内的共价键强 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 题型1 分子间作用力与分子晶体 4 解析 氦晶体为分子晶体，氦原子间仅存在范德华力，升华过程只需要破坏范德华力；冰也是分 子晶体，但是分子间除范德华力外还存在氢键，升华过程需要破坏的分子间作用力更强，导致其 升华需要较高的能量；两者的升华过程不涉及共价键的断裂；故选①②。 题型1 分子间作用力与分子晶体 5 2.下列有关分子晶体的说法正确的有( ) ①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征 ②分子晶体在水溶液中均能导电 ③分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高 ④分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的沸点一定越高 ⑤所有的非金属氢化物都是分子晶体 ⑥所有分子晶体中均既存在分子间作用力又存在化学键 B A.1项 B.2项 C.3项 D.4项 题型1 分子间作用力与分子晶体 6 解析 分子晶体的构成微粒是分子，只含有范德华力的分子晶体具有分子密堆积的特征，而含有 氢键的分子晶体不具有密堆积的特征，故①错误；部分分子晶体为电解质，在水溶液中能电离， 水溶液能导电，如硫酸，而部分分子晶体为非电解质，在水溶液中不能电离，水溶液不能导电， 如蔗糖，故②错误；分子晶体的熔点与分子间作用力的大小有关，通常分子间作用力越大，分子 晶体的熔点越高，故③正确；分子晶体熔化或汽化时，只破坏分子间作用力，不破坏分子内共价 键，分子晶体的熔、沸点高低与分子间作用力有关，与分子内共价键键能大小无关，故④错误； 所有的非金属氢化物都是由分子构成的分子晶体，故⑤正确；稀有气体分子是单原子分子，分子 中不存在化学键，故⑥错误。选B。 题型1 分子间作用力与分子晶体 7 3.根据下列性质判断所描述的物质可能属于分子晶体的是( ) B A.熔点为 ，易溶于水，水溶液能导电 B.熔点为 ，液态不导电，水溶液能导电 C.熔点为，沸点为 ，硬度很大 D.熔点为，质软，液态可导电，密度为 题型2 分子晶体及其判断 8 解析 分子晶体中分子间只存在分子间作用力，熔、沸点低，硬度小。熔点为 ，熔点高， 不符合分子晶体的特点，故A不合题意；熔点为 ，熔点低，符合分子晶体的特点，液态 不导电，说明组成微粒中不存在离子，水溶液能导电，说明溶于水后可以电离出自由移动的离子， 则该物质可能属于分子晶体，故B符合题意；熔点为，沸点为 ，熔、沸点高，硬 度很大，不符合分子晶体的特点，故C不合题意；液态可导电，不符合分子晶体的特点，故D不 合题意。 题型2 分子晶体及其判断 9 【方法技巧】分子晶体的判断 （1）从结构上判断：只由分子构成；（2）从性质上判断：熔、沸点低，硬度小，固态、液态均 不导电，在水溶液中有些能导电（能溶于水的电解质如、 等）。 题型2 分子晶体及其判断 10 4.[四川遂宁中学2023高二月考] 干冰、冰的结构模型如图所示，下列说法正确的是( ) B A.构成干冰的微粒是碳、氧原子 B.干冰中每个周围紧邻12个 C.冰的晶胞中每个水分子周围有2个紧邻的水分子 D.冰融化时，分子中 断裂 题型3 常见分子晶体的结构 11 解析 干冰是分子晶体，构成干冰的微粒是二氧化碳分子，A不正确；干冰中 采取分子密堆积 方式，每个周围紧邻12个 ，B正确；从题图中不可以看出冰的晶胞结构，不能判断冰的晶 胞中每个水分子周围有几个紧邻的水分子，C不正确；冰融化时，分子间氢键和范德华力被破 坏， 没有断裂，D不正确。 题型3 常见分子晶体的结构 12 5.碘的晶胞结构示意图如图，下列说法正确的是( ) B A.碘晶体熔化时需克服共价键 B.1个碘晶胞中含有4个碘分子 C.碘晶体中碘分子的排列有3种不同取向 D.碘晶体中每个周围等距且紧邻的 有6个 题型3 常见分子晶体的结构 13 解析 碘晶体为分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，故A错误；碘晶胞中碘分子位于8个顶角、 6个面心，则1个碘晶胞中含有的碘分子数为 ，故B正确；由题图可知，碘晶体中 碘分子的排列有2种不同取向，故C错误；碘晶体中采取分子密堆积方式，每个 周围等距且紧 邻的 有12个，故D错误。 题型3 常见分子晶体的结构 14 6.[天津田家炳中学2024高二期中] 甲烷晶体的晶胞结构如图，下列有关说法不正确的是( ) C A.甲烷在常温下呈气态，说明甲烷晶体属于分子晶体 B.晶体中1个甲烷分子有12个紧邻的甲烷分子 C.甲烷晶体熔化时需克服共价键 D.可燃冰 是在低温高压环境下形成的晶体 15 解析 甲烷在常温下呈气态，说明甲烷的沸点低，甲烷晶体属于分子晶体，故A正确；该甲烷晶 胞中，位于顶点的甲烷分子与该顶点所在3个面面心的甲烷分子紧邻，顶点 分子为8个晶胞共 用，面心分子为2个晶胞共用，因此与1个甲烷分子紧邻且等距的甲烷分子有 个， 故B正确；甲烷晶体是分子晶体，熔化时化学键不断裂，需克服范德华力，故C错误；可燃冰是甲 烷分子被包进水分子中，在海底低温与高压环境下结晶形成的，故D正确。 16 7.[江苏盐城五校2023高二联考] 下列有关微粒性质的排列顺序，正确的是( ) D A.键角： B.热稳定性： C.沸点： D.第一电离能： 17 解析 中B形成3个 键，无孤电子对，价层电子对数为3，空间结构为平面三角形，中 形成2个 键，有2个孤电子对，价层电子对数4，空间结构为形，中形成3个 键，有1个 孤电子对，价层电子对数为4，空间结构为三角锥形，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成 键电子对之间的斥力，即孤电子对数越多，斥力越大，键角越小，键角大小顺序是 ，故A错误；非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性： ，则热稳定性： ，故B错误；常温下水为液体，其余为气体，三种物 质，水的沸点最大，故C错误；同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族的 电子排布是半充满的，比较稳定，失去1个电子所需能量较高，即第一电离能：第ⅤA族 第 族，因此第一电离能大小顺序是 ，故D正确。 18 2 课时2 共价晶体 刷基础 19 1.[江苏淮安2024学业水平模拟] 碳化硅晶体结构与金刚石相似，俗称金刚砂。下列关于 的说法正确的是( ) B A.晶体中硅、碳元素的质量比为 B. 晶体的熔点较高 C.晶体的硬度较小 D. 属于分子晶体 题型1 共价键与共价晶体 20 解析 晶体中硅、碳原子的个数比为，硅、碳元素的质量比为，A项错误； 晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，共价晶体一般具有熔、沸点高，硬度大等特点，B项正 确，C、D项错误。 题型1 共价键与共价晶体 21 2.已知晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于 晶体的说法不正确的是( ) C A.该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固 B.该晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子 C.该晶体与金刚石相似，碳原子与碳氮单键数目之比为 D.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构 题型1 共价键与共价晶体 22 解析 晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合，则该晶体属于 共价晶体，原子半径小于C，则的键长小于，故 中化学键比金刚石中更牢固，A 正确；C原子最外层有4个电子，因此1个C原子连接4个原子， 原子最外层有5个电子，因此1 个原子连接3个C原子，B正确；根据B项分析可知该晶体中碳原子与碳氮单键数目之比为 ， C错误；由B项分析知， 晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构，D正确。 题型1 共价键与共价晶体 23 3.[河南四地2023高二期中] 如图是金刚石晶体结构模型，下列关于金刚石的说法正确的是( ) C A.金刚石晶体中碳碳键之间的夹角为 B.金刚石晶胞中六元环中的碳原子在同一平面内 C.每个碳原子与其他4个碳原子相连形成正四面体结构 D.金刚石晶体中碳原子与碳碳键数目之比为 题型2 常见共价晶体的结构 24 解析 金刚石晶体中每个碳原子和周围四个碳原子形成共价键，碳碳键之间的夹角为 ，即 金刚石中的碳原子采取 杂化，形成立体网状结构，A错误；金刚石晶胞中最小的环为六元环， 每个环中最多有4个碳原子在同一平面内，B错误；每个碳原子与其他4个碳原子相连，形成正四 面体结构，C正确；金刚石晶体中每个碳原子和周围4个碳形成碳碳键，碳与碳碳键数目之比为 ，D错误。 题型2 常见共价晶体的结构 25 4.二氧化硅晶体是三维骨架结构，其晶体模型如图所示。下列有关二 氧化硅晶体的说法正确的是( ) A A.二氧化硅晶体最小环上含有12个原子 B.每个硅原子为4个最小环所共有 C.从晶体结构可知，拥有 D. 晶体是由极性共价键与非极性共价键共同构成的 题型2 常见共价晶体的结构 26 解析 二氧化硅晶体最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，共12个原子，故A正确；二氧化硅晶 体和金刚石晶体的结构类似，每个硅原子为12个最小环共有，故B错误；1个可以与4个 形成 ，则拥有，故C错误； 晶体中只含极性共价键，不含非极性共价 键，故D错误。 题型2 常见共价晶体的结构 27 5.[湖北宜荆荆恩2023开学考试] 金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，硬度 为，熔点为 ，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是( ) B A.该晶体属于共价晶体，熔点比金刚石高 B.C位于 构成的正四面体空隙中 C.的键长为，则晶胞边长为 D.金刚砂中C原子周围最近且等距的C原子数为6 题型2 常见共价晶体的结构 28 解析 金刚砂晶体结构与金刚石相似，即属于共价晶体，熔点与共价键键能有关， 的键 长大于，键能小于， 熔点比金刚石低，故A错误；距离C原子最近且等距离的 原子个数是4，且4个原子构成正四面体结构，所以C位于 构成的正四面体空隙中，故B正 确；的键长为晶胞体对角线长度的，设晶胞边长为，则 ，所以 ，故C错误；以 晶胞顶角上的碳原子为研究对象，一个晶胞中C原子周围最近且等 距的C原子位于3个面心，由于顶角碳原子为8个晶胞共有，面心碳原子为2个晶胞共有，则C原子 周围最近且等距的C原子数为 ，故D错误。 题型2 常见共价晶体的结构 29 【方法技巧】共价晶体的熔、沸点与共价键强弱有关，成键原子的半径和越小，共价键键长越 短，键能越大，熔、沸点越高。 题型2 常见共价晶体的结构 30 6.[广西柳州铁一中2024高二开学考] 下列说法不正确的是( ) B A. 属于共价晶体，熔化时破坏共价键 B.、、 是含有极性键的非极性分子 C.晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点 D.冰中1个可通过氢键与4个相连，所以冰中分子与氢键的比值为 题型3 共价晶体和分子晶体的比较 31 解析 二氧化硅是含有共价键的共价晶体，熔化时需要破坏共价键，故A正确；水分子的空间结 构为 形，正、负电荷中心不重合，所以水分子是含有极性键的极性分子，故B错误；晶体具有固 定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点，故C正确；冰中1个可通过氢键与4个 相 连，每个氢键为2个所共有，所以冰中分子与氢键的比值为 ，故D正确。 题型3 共价晶体和分子晶体的比较 32 2 第二节综合训练 刷能力 33 1.[广东东莞2023高二期中] 下列各组晶体物质中，化学键类型、晶体类型均相同的是( ) A 和 金刚石和白磷 和 晶体硅和金刚石 ⑤晶体氖和晶体氮 硫黄和单质碘 A.③④⑥ B.④⑤⑥ C.①②③ D.①③⑤ 34 解析 二氧化硅为共价晶体，三氧化硫为分子晶体，故①不符合题意；金刚石为共价晶体，白磷 为分子晶体，故②不符合题意；和 均只含极性共价键，二者都属于分子晶体，故③符合题 意；晶体硅和金刚石均只含非极性共价键，二者都属于共价晶体，故④符合题意； 为单原子分 子，不含化学键， 中含非极性共价键，故⑤不符合题意；硫黄和单质碘都是分子晶体，二者都 只含非极性共价键，故⑥符合题意。A项正确。 35 2.下列有关晶体的叙述不正确的是( ) C A.金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体形结构 B.含的金刚石中数目是，晶体中数目是 C.水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂 D.晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子， 不是它的分子式 36 解析 金刚石中1个中心C原子连接4个C原子，二氧化硅中1个中心原子连接4个 原子，二者最 小结构单元均为正四面体形，故A正确；金刚石中，1个C原子与另外4个C原子形成4个 ，每 个为2个C原子所共用，所以原子形成的物质的量为 ，数目是 ，晶体中1个原子分别与4个原子形成4个，则晶体中 的物质的 量为，数目是 ，故B正确；干冰熔化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂，故C错 误；共价晶体的构成微粒是原子不是分子，所以晶体中不存在分子， 不是它的分子式， 故D正确。 37 3.某无机化合物的二聚分子结构如图，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有 原子最外层都达到8电子稳定结构。关于该化合物的说法不正确的是( ) D A.化学式是 B.不存在离子键和非极性共价键 C.在固态时所形成的晶体是分子晶体 D.在熔融状态下能导电 38 解析 该二聚分子的单分子化学式为，两种元素都处于第三周期，可能是或 ，而 中所有原子已达稳定结构，不可能形成二聚分子，所以只能是 ，该化合物的化学式是 ，A正确；该化合物是无机化合物形成的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，只 存在 ，也不存在非极性共价键，B正确；该化合物是无机化合物形成的二聚分子，属于共 价化合物，是分子晶体，C正确；该化合物是共价化合物，在熔融状态下不能导电，D错误。 39 4.[江西宜春宜丰中学2024高三开学考改编] 我国科学家合成了富集 的非 碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法错误的是( ) D A.原子周围等距且最近的B原子数为4 B.该晶胞中含有4个B原子，4个 原子 C.和 的化学性质无差异 D.该晶体具有良好的导电性 40 解析 原子位于4个B原子形成的正四面体中心，则 原子周围等距且最近的B原子数为4，A正确； 由题图可知，B原子位于晶胞的8个顶角和6个面心， 原子在体内，故1个该晶胞中含有4个B原子， 4个原子，B正确；和互为同位素，故和 是同一种物质，其化学性质无差异，C 正确；该晶体为共价晶体，不具有导电性，D错误。 41 5.[吉林田家炳中学2023高二期末] 下列现象与氢键有关的是( ) B 的熔、沸点比第 族其他元素氢化物的高 ②水分子高温下也很稳定 ③接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式 计算出来的相对分子质量大一些 ④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 A.①②③④ B.①③④ C.①②③ D.①②④ 42 解析 水分子之间能形成氢键，所以的熔、沸点比第 族其他元素氢化物的高，①正确；水 分子高温下的稳定性与氢氧键的键能有关，与氢键无关，②错误；接近水的沸点的水蒸气的相对 分子质量测定值比用化学式 计算出来的相对分子质量大一些，其主要原因是接近水的沸点的 水蒸气中水分子间因氢键而形成了“缔合分子”，③正确；邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，对 羟基苯甲酸能形成分子间氢键，则邻羟基苯甲酸的分子间作用力弱于对羟基苯甲酸，熔、沸点低 于羟基苯甲酸，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低与氢键有关，④正确；正确的 是①③④，故选B。 43 6.[河北唐山2023高二期中] 有关晶体的结构如图所示， 下列说法不正确的是( ) A A.晶体中，每个周围等距且紧邻的 有8个 B.晶体中，每个周围等距且紧邻的 有12个 C.钛酸钙的化学式为 D.在金刚石晶体中，每个碳原子参与形成12个六元碳环 44 解析 由晶胞结构可知位于围成的四面体空隙中，每个被4个包围，则每个 周围等距相邻的有4个，A错误；在晶胞中，顶点周围等距且紧邻的 位于面心， 有个，B正确；在钛酸钙晶胞中，位于顶点，每个晶胞中有个， 位于体 心，每个晶胞有1个，位于面心，每个晶胞有个，则钛酸钙的化学式为 ，C 正确；在金刚石晶体中，每个碳原子都和4个碳原子形成4个碳碳键，碳原子位于正四面体的体心， 体心碳原子在四面体的一个面方向上参与形成3个六元环，则共形成12个六元环，D正确。 45 7.（1）晶体的晶胞结构如图甲所示，该晶胞中含有___个分子； 的晶胞结构如图乙所示 （忽略离子直径大小），每个紧邻___个 。 4 6 解析 由题图甲可知，在晶胞中位于顶角和面心，1个晶胞中分子的个数为 ； 题图乙所示碘化钾晶胞中每个黑球的周围紧邻6个白球，每个白球的周围紧邻6个黑球，所以 晶 胞中每个钾离子与6个碘离子紧邻。 46 （2）黑磷晶胞结构如图丙所示，已知黑磷晶胞参 数： ， ， ，且一个晶胞中含有8个 原子，晶体密度为 ，则阿伏加德罗常数可以表示为________________________ （已知： ，列出计算式即可）。 47 解析 1个黑磷晶胞中含有8个原子，晶体密度为 ，则一个黑磷晶胞的质量为 ；已知黑磷晶胞参数为， ， ，则1个黑磷晶胞的体积为 ，则有 ，解得 。 48 （3）、、熔融状态均不导电，熔点如表所示。其中 晶胞如图丁所示，结构可看 作金刚石晶胞内部的碳原子被原子代替（如），顶角和面心的碳原子被原子代替（如 ）。 物质 熔点/ 1 700 1 480 1 238 ①试分析、、 熔点依次降低的原因：_________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ___________________________。 、、均属于共价晶体，、、的原子半径依次增大，、、的键长依次增大，共价键键能依次减小，导致、、熔点依次降低 49 解析 、、 熔融状态均不导电，它们的晶体结构与金刚石相似，说明它们均属于共 价晶体，、、的原子半径依次增大，、、 的键长依次增大，共价键的 键能依次减小，导致、、 熔点依次降低； 50 ②晶胞中与原子紧邻且等距的 原子有____个。 12 解析 原子处于顶角和面心位置，与原子紧邻且等距的 原子有12个。 51 8.[四川宜宾叙州二中2023高二期中] 常见晶体的结构分析。 （1）金刚石晶体 ①在金刚石晶体中每个碳原子以共价单键与相邻的__ 个碳原子相结合，形成__________结构。 4 正四面体 解析 在金刚石晶体中每个碳原子以共价单键与相邻的4个碳原子相结合，采取 杂化，无孤电 子对，形成正四面体结构。 52 ②晶体中 夹角为_________，碳原子采取了_____杂化。 解析 由①中分析知，在金刚石晶体里，夹角是 。 ③最小环上有___个碳原子。 6 解析 由题图甲分析知，金刚石晶体中，最小的环上有6个C原子。 ④晶体中碳原子个数与 键数之比为_____。 解析 每个C原子形成4个共价键，每个共价键被2个C原子所用，则金刚石晶体中C原子数与 键数之比为 。 53 ⑤在金刚石晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出 该晶胞中实际含有的碳原子数为___。 8 解析 碳原子位于晶胞的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”知，该晶胞中实际含有 的碳原子数为 。 54 （2）二氧化硅晶体 ①每个硅原子与相邻的四个氧原子以共价键相结合构成正四面体结构，硅原子 在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。晶体中原子与 原子 的个数比为_____。 解析 二氧化硅晶体中每个原子连接4个原子、每个原子连接2个 原子，所以二氧化硅晶体 中原子与原子的原子个数比为 。 55 ②每个原子与4个原子成键，每个原子与___个原子成键，晶体中含 键数目 为_____。 2 解析 每个原子和4个氧原子形成4个键，则晶体中含键数目为 。 56 $$