3.3 共价键 共价晶体 课后练习 2024-2025学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

3.3 共价键 共价晶体 课后练习 2024-2025学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2 一、单选题 1．已知金刚石的晶胞如图所示，由此可看出在含有共价键形成的碳原子环中，其中一个碳原子共参与形成的六元环个数及任意两个C—C键间的夹角是 A．6个120° B．12个120° C．6个109°28' D．12个109°28' 2．根据陈述的知识，类推得出的结论正确的是 A．锂在空气中燃烧生成的氧化物是，则钠在空气中燃烧生成的氧化物是 B．链状烷烃的结构和性质都相似，则分子组成不同的链状烷烃一定互为同系物 C．晶体硅熔点高、硬度大，则可用于制作半导体材料 D．金刚石的硬度大，则的硬度也大 3．晶体硅在信息技术产业中有重要应用。下列关于晶体硅说法不正确的是 A．可制半导体芯片 B．可制光导纤维 C．属于无机非金属材料 D．属于共价晶体 4．在下列物质中，含有非极性共价键的是 A．CO2 B．CH4 C．Na2O2 D．MgCl2 5．元素周期表是学习化学的重要工具。已知A、B、C、D、E均为短周期元素，原子半径依次增大，下列叙述正确的是 具体数值及主要化合价如下表： 元素代号 A B C D E 原子半径/pm 74 75 102 143 186 主要化合价 -2 -3、+5 -2、+6 +3 +1 A．简单氢化物的沸点：A>B>C B．简单离子半径：A<C<D C．C、D两种元素形成的常见化合物是共价化合物 D．元素的金属性：D>E 6．水溶液呈碱性，且含有共价键的盐是 A．NaClO B．Mg3N2 C．NaHSO4 D．NaOH 7．碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子与硅原子的位置是交替的，在下列三种晶体中，它们的熔点从高到低的顺序是 ①金刚石   ②晶体硅   ③碳化硅 A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③ 8．北京大学和中国科学院的化学工作者合作已成功研制出碱金属与形成的球碳盐。实验测知该物质属于离子化合物，且有良好的超导性，下列关于的组成和结构的分析正确的是 A．中既有离子键，又有极性共价键 B．该物质在熔融状态下能导电 C．该物质的化学式可写成 D．1mol中阴、阳离子个数比为20：1 9．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： 下列关于这两种晶体的说法中正确的是 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．两种晶体中都既有极性键又有非极性键 D．两种晶体均为共价晶体 10．下列物质中，既存在离子键又存在共价键的是 A．氯化镁 B．氯化氢 C．氯化铵 D．氯气 11．下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数) A．124gP4含有P—P键的个数为4NA B．12g石墨中含有C—C键的个数为1.5NA C．1mol[Co(NH3)4Cl2]Cl含有σ键的数目为12NA D．60gSiO2中含Si—O键的个数为2NA 12．下列变化中破坏共价键的是 A．干冰升华 B．融化 C．溶于水 D．氯气被活性炭吸附 13．下列说法中正确的是 ①非金属元素不可能形成离子化合物    ②位于第四周期第VA族的元素为非金属元素 ③可用质谱法区分和    ④金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关 ⑤分子晶体中一定存在共价键    ⑥金刚石与石墨中的C―C―C夹角都为120° ⑦NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6 ⑧NaClO和NaCl均为离子化合物，它们所含的化学键类型完全相同 A．①③④⑥ B．②③④⑦ C．②③④⑤ D．②③④⑧ 14．在催化剂作用下， 与反应生成的历程如下(个别微粒未画出) 下列说法不正确的是 A．分子的空间结构是直线形 B．在催化剂作用下，中的化学键未完全断裂 C．生成的过程中有非极性键形成 D．吸附在催化剂表面的氧原子和一氧化碳分子发生了反应 15．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A．0.5mol·L-1的MgCl2溶液中含有Cl-数目为 B．34g 呋喃(Mr=68)中含有的极性键数目为 C．中含有的电子数和质子数均为 D．中含有的键数为 16．碳化硼陶瓷具有良好的力学性能，是尖端的防弹材料。下图为碳化硼晶胞，晶体密度为。下列说法错误的是    A．该晶体的熔点比氮化硼晶体的熔点更高 B．碳化硼的化学式为B4C C．晶胞中M原子的分数坐标为 D．晶胞参数为 17．我国科学家曾合成下图所示的离子化合物，该物质由两种阳离子和两种阴离孔子构成，其中有两种10电子离子和一种18电子离子。X、Y、Z、M均为短周期元素，且均不在同一族；X是半径最小的元素，Z是空气中含量最多的元素，Y的电负性大于Z。下列说法不正确的是 A．X与Y形成的化合物沸点高于Y同族元素与X形成化合物的沸点 B．Z的最高价氧化物对应水化物无强氧化性 C．元素第一电离能： D．在该盐中，存在极性共价键和非极性共价键 18．我国学者发明了低压高效电催化还原CO2的新方法，其总反应为NaCl+CO2CO+NaClO。下列说法正确的是 A．NaCl晶体中Na+的配位数是4 B．碳原子价电子排布为的状态为碳原子的一种激发态 C．NaClO中只含有离子键 D．CO2是只含有σ键的非极性分子 19．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素，分布在三个不同周期。X、Y、Z、W为这些元素形成的化合物，X为二元化合物且为强电解质，W的水溶液呈碱性，物质的转化关系如图所示。下列说法中正确的是 A．离子半径：C+＞D3+＞B2- B．C的单质的熔点低于D的单质的熔点 C．电解C、E形成的化合物的水溶液可生成C、E对应的单质 D．由A、B、E形成的化合物都含有共价键，溶液都呈强酸性 20．CdSe的一种晶体为闪锌矿型结构，晶胞结构如图所示，其中原子坐标参数A为，已知晶胞参数为anm。下列有关说法正确的是 A．原子坐标参数B为 B．晶胞中Se原子的配位数为8 C．Cd、Se之间的最短距离为nm D．Se原子填充在Cd原子形成的四面体空隙中，空隙利用率为25% 21．短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。W元素原子半径在所有元素中最小，Z原子半径在短周期中最大，X、Y两元素位于相邻主族且最外层电子数之和等于Z原子的质子数。下列说法中正确的是 （ ） A．简单离子半径大小顺序 Z＞ X＞ Y B．W、X组成的分子中只含有极性共价键 C．化合物ZW的水溶液呈中性 D．由W、X、Y三种元素组成的盐可用于实验室制备X的单质 22．维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用。该物质的结构简式如图所示(设NA为阿伏加德罗常数的值)，以下关于维生素B1的说法正确的是 A．只含σ键和π键 B．既有共价键又有离子键 C．只有极性键没有非极性键 D．1mol维生素B1分子中含有π键5NA，σ键28NA 23．下列关于C，Si及其化合物结构与性质的论述错误的是 A．自然界中的14C来自宇宙射线(中子)撞击14N，其过程可表示为 B．SiH4中Si的化合价为+4，CH4中C的化合价为-4，因此SiH4还原性小于CH4 C．高压下制得的CO2共价晶体结构与SiO2晶体相似，其硬度和熔沸点均高于SiO2晶体 D．Si原子问难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成p-pπ键 24．黑火药是中国古代四大发明之一。爆炸反应为。下列说法不正确的是 A．含离子键和共价键 B．与具有相同的电子层结构 C．的结构式为 D．干冰的晶体类型为分子晶体 25．设为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．中杂化的原子数为 B．中氙的价层电子对数为 C．中配体的个数为 D．完全水解生成氢氧化铝胶体粒子的数目小于 二、填空题 26．干冰是二氧化碳的分子晶体，但是已经有科学家在实验室将干冰制成了共价晶体。那么同是共价晶体的CO2和SiO2，哪一个硬度大 ？试说明理由 。 27．请回答下列问题。 (1)为什么两个H原子能结合成H2，而两个He原子不能结合成He2 ？ (2)H2和Cl2化合时，为什么只能生成HCl，而不能生成H2Cl或HCl2 ？ 28．Mn(NO3)2中的化学键是 、 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．D 【详解】由金刚石的晶胞结构可知，碳原子间以共价键相互结合，形成三维的空间网状结构。在金刚石晶体里，每个碳原子以四个共价键对称的与相邻的4个碳原子结合，碳原子采取sp3杂化方式形成共价键，所以碳原子与其周围的4个碳原子形成正四面体结构，一个碳原子共参与形成的六元环个数为12，C-C键的夹角都是 109°28′。 故选D。 2．B 【详解】A．锂在空气中燃烧生成的氧化物是，而钠在空气中燃烧生成的氧化物是，故A错误； B．结构相似、分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机化合物互为同系物，链状烷烃只有碳碳单键，即结构相似，所以分子组成不同的链状烷烃一定互为同系物，故B正确； C．硅的导电性是介于导体和绝缘体之间，可用于制作半导体材料，故C错误； D．金刚石是共价晶体，硬度大，而为分子晶体，硬度小，故D错误； 答案选B。 3．B 【详解】晶体硅是熔沸点高、硬度大的共价晶体，属于性能优良的无机非金属材料，可用于制半导体芯片，但不能用于制光导纤维，故选B。 4．C 【详解】A．CO2中C原子和O原子之间存在极性共价键，A错误； B．CH4中C原子和H原子之间存在极性共价键，B错误； C．Na2O2中钠离子和过氧根离子之间存在离子键，O与O之间存在非极性共价键，C正确； D．MgCl2中镁离子和氯离子之间存在离子键，D错误； 答案选C。 5．A 【分析】根据原子半径的递变结合元素周期表中同周期元素半径从左到右递减的规律进行初步判断元素，根据元素化合价和最外层电子数的关系，负2价的元素最外层电子数是6个，没有正价的则是氧，推出A是氧元素，C是硫元素；几种元素均为短周期元素，D的主要化合价为+3价，则D最外层有3个电子，由于半径远大于C，所以D应该是铝元素，同理E元素是钠元素。由于B元素的半径和A的相近且大于A所以B元素是氮元素。故A、B、C、D、E分别是O、N、S、Al、Na。 【详解】A．O的氢化物是H2O，N的氢化物是NH3，S的氢化物是H2S，常温下水为液体，氨气和硫化氢为气体，水沸点最高，氨气形成氢键，沸点高于硫化氢，故简单氢化物的沸点：H2O> NH3>H2S，A正确； B．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；简单离子半径：Al3+<O2-<S2-，B错误； C．C、D两种元素形成的常见化合物为硫化铝，是离子化合物，C错误； D．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的金属性：Na>Al，D错误； 故选A。 6．A 【详解】A．NaClO中钠离子和次氯酸根离子之间存在离子键、O原子和H原子之间存在共价键，而且属于盐强碱弱酸盐，水溶液呈碱性，故A符合题意； B．Mg3N2中只含有离子键，不存在共价键，故B不符合题意； C．NaHSO4在水中完全电离出氢离子，显强酸性，不显碱性，故C不符合题意； D．NaOH是碱，不是盐，故D不符合题意； 故选：A。 7．A 【详解】在共价晶体中，原子半径越小、键长越短、键能越大，熔、沸点越高，由题目中所给的信息知：①金刚石、②晶体硅和③碳化硅均为共价晶体，原子半径Si＞C，则Si－Si键的键长比Si－C键的键长长，Si－C键比C－C键的键长长，所以键能由高到低的顺序应该是：C－C键＞C－Si键＞Si－Si键，由此可推出熔点由高到低的顺序是：①③②。 故选A。 8．B 【详解】A．碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，C、C之间以非极性共价键结合，所以既有离子键，又有非极性共价键，A错误； B．实验测知该物质属于离子晶体，熔融状态能导电，B正确； C．该物质为离子晶体，C60形成的阴离子为一整体，则化学式为K3C60，C错误； D．1mol中含有阳离子为3mol，阴离子为1mol，则阴、阳离子数目比为1:3，D错误； 故选B。 9．B 【详解】A．立方相氮化硼结构中只含单键，只含有σ键，由于形成的是立体网状结构，所以硬度大，故A错误； B．六方相氮化硼层间以分子间作用力结合为层状，层间作用力小，会滑动，所以质地软，故B正确； C．由图可知两种晶体中均只含B-N极性键，故C错误； D．前者与石墨相似，是混合晶体，后者是共价晶体，故D错误； 故选B。 10．C 【详解】A．氯化镁中镁离子和氯离子之间只存在离子键，选项A不符合题意； B．氯化氢中氢离子和氯离子之间存在共价键，选项B不符合题意； C．氯化铵中铵根离子和氯离子间存在离子键，铵根中氮原子和氢原子间存在共价键，选项C符合题意； D．氯气分子中氯原子之间只存在共价键，选项D不符合题意； 答案选C。 11．B 【详解】A．124 g P4的物质的量是1 mol，1个P4中含有6个P-P键，则1 mol P4中含有P-P键的个数为6NA，A错误； B．12 g石墨中含有C原子的物质的量是1 mol，在石墨中每个C原子与相邻的3个C原子形成C-C共价键，每个共价键为2个C原子形成，则含有1 mol C原子的石墨中含有的C-C键的个数为1 mol××NA/mol=1.5NA，B正确； C．NH3、Cl-与Co3+形成的配位键均为σ键，每个NH3分子内还有3个σ键，所以1mol[Co(NH3)4Cl2]Cl含有σ键的数目为18NA，C错误； D．60 g SiO2中含有SiO2的物质的量是1 mol，每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si-O共价键，则1 mol SiO2中含有Si-O键的个数为4NA，D错误； 综上所述答案为B。 12．C 【详解】A．干冰升华破坏分子间作用力，故A错误； B．融化生成离子，破坏离子键，故B错误； C．溶于水生成氢离子和氯离子，破坏共价键，故C正确； D．氯气被活性炭吸附是物理变化，没有破坏分子间作用力和共价键，故D错误； 答案选C。 13．B 【详解】①氯化铵为离子晶体，①错误； ②位于第四周期第VA族的元素为砷，砷为非金属元素，②正确； ③和的质量数不同，可用质谱法区分和，③正确； ④给金属晶体加电压时，晶体中的自由电子定向移动形成电流，自由电子的移动能传递热量，金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关，④正确； ⑤分子晶体不一定都含有化学键，如稀有气体为分子晶体，但是不含化学键，⑤错误； ⑥金刚石中碳为sp3杂化，为正四面体形，键角小于120°，⑥错误； ⑦在NaCl晶体中，每个氯离子周围紧邻6个钠离子，每个钠离子周围紧邻6个氯离子，⑦正确； ⑧NaClO中含有离子键，次氯酸根离子中含有氯氧共价键；NaCl中只含有离子键，⑧错误； 正确的为②③④⑦； 故选B。 14．C 【详解】A．分子的空间结构是直线形，故A正确； B．根据图示，在催化剂作用下，中的化学键未完全断裂，故B正确； C．生成的过程中有C=O键形成，没有形成非极性键，故C错误； D．根据图示，吸附在催化剂表面的氧原子和一氧化碳分子发生反应生成二氧化碳，故D正确； 选C。 15．D 【详解】A．溶液体积未知，无法计算0.5mol·L-1的MgCl2溶液中含有Cl-数目，A错误； B．1个分子中含有6个极性键，则34g 呋喃(Mr=68)中含有的极性键数目为0.5×6=，B错误； C．每个中含有的电子数为10，质子数为9，中含有的电子数为，质子数为，C错误； D．为乙醇或二甲醚，每个分子中含有的键数为8，则(即0.1mol)中含有的键数为，D正确； 故选D。 16．A 【详解】A．两种晶体均为共价晶体，C-B键键长长于N-B键长，故碳化硼的键能低于氮化硼，故碳化硼晶体熔点比氮化硼晶体的熔点更低，A错误； B．由原子半径B＞C，可知晶胞中更大的原子为B，更小的为C，可知晶胞中B的个数为，C的个数为，故其化学式为B4C，B正确； C．晶胞中M原子的分数坐标为，C正确； D．晶体密度为由此可知a=，D正确。 故选A。 17．B 【分析】该物质由两种阳离子和两种阴离子构成，其中有两种10电子离子和一种18电子离子，且X、Y、Z、M均为短周期元素，且均不在同一族，根据图示可知，X为H，Y为O，Z为N元素，M为C1元素，含有的离子为、、、Cl-，据此解答。 【详解】A． H2O分子之间存在氢键，其沸点明显高于O族其它元素的氢化物，如H2S等，故A正确； B． N的最高价氧化物对应水化物为HNO3，具有强氧化性，故B错误； C． 由于N元素的2p能级为半充满的稳定状态，故元素第一电离能：，故C正确； D． 该盐含有的离子为、、、Cl-，、中存在极性共价键，中存在非极性共价键，故D正确； 故选B。 18．B 【详解】A．NaCl晶体中Na+的配位数是6，A错误； B．碳原子价电子排布为的状态为碳原子的一种激发态，2s的一个电子激发到2p能级上，B正确； C．NaClO中含有钠离子与次氯酸根离子间形成的离子键、氯与氧原子间形成的共价键，C错误； D．碳与氧之间以双键结合，CO2的结构式为：O=C=O，含有一个σ键和一个π键，D错误； 故选B。 19．B 【分析】根据A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素，分布在三个不同周期。X、Y、Z、W为这些元素形成的化合物，X为二元化合物且为强电解质，W的水溶液呈碱性结合图表可知：D为Al，X溶液为HCl，Y溶液为NaOH溶液，Z溶液为AlCl3，W溶液为NaAlO2。所以元素A、B、C、D、E分别为：H、O、Na、Al、Cl，结合元素的相关性质进行判断。 【详解】A．B、C、D对应的元素为O、Na、Al，其简单离子半径：O2->Na+>Al3+,故A错误； B．D、C分别为Al、Na，Na的熔点低于Al，故B正确； C．C为Na，E为Cl，C、E形成的化合为NaCl，电解物其水溶液，可生成H2，Cl2，故C错误； D．A、B、E分别为H、O、Cl，由A、B、E形成的化合物有多种，都含有共价键，如：HClO为弱酸，所以D错误； 所以本题答案：B。 20．C 【详解】A．将CdSe晶胞分为8个小立方体，Se处于互不相邻的4个小立方体的体心，原子坐标参数A为，根据0点定位，故B的原子坐标参数分别为，A错误； B．根据均摊法，该晶胞中含有Cd为，即4个Cd、4个Se，Cd在顶点，与Se构成的立体结构为正四面体，与其距离最近的Se原子的个数为4，故B错误； C．Se原子在晶体内的位置为体对角线的处，故Cd、Se之间的最短距离为nm，故C正确； D．据图可知Se原子填充在Cd原子形成的四面体空隙中，空隙数为8，占据了4个，空隙利用率为50%，故D错误； 故选C。 21．D 【分析】元素原子半径在所有元素中最小的是H，原子半径在短周期中最大的是Na，所以W为H，Z为Na。主族元素的族序数即为最外层电子数，且位于相邻主族的X、Y两元素最外层电子数之和等于Na的质子数11，所以X、Y分别为N和O。 【详解】A．根据序小径大的规律，简单离子半径大小为N3->O2->Na+，A错误； B．H与N组成的分子N2H4中既有极性共价键又有非极性共价键，B错误； C．化合物NaH与水反应生成氢气和氢氧化钠，其水溶液显碱性，C错误； D．NH4NO2受热分解可制少量的氮气，D 错误。 答案选D。 22．B 【详解】A．由结构简式可知，分子中有单键和双键，所以存在σ键和π键，同时分子中还含有阴、阳离子，存在离子键，故A错误； B．根据A项分析，该物质既含有共价键又含有离子键，故B正确； C．由同种元素的原子形成的共价键为非极性键，由不同种元素的原子形成的共价键为极性键，该有机物中碳原子之间形成的为非极性键，故C错误； D．1mol维生素B1有36NA个σ键，故D错误； 故选B。 23．B 【详解】A．来自宇宙射线的中子轰击14N原子产生着14C，根据质量守恒可得，，A正确； B．SiH4中Si的化合价为+4，CH4中C的化合价为-4，Si与C为同主族元素，同族元素从上到下，非金属元素的电负性减小，原子半径增大，原子失电子的能力递增，氢化物的还原性增强，且SiH4中H为-1价，-1价H具有很强的还原性，因此SiH4还原性大于CH4，B错误； C．CO2晶体和SiO2晶体都为共价晶体，原子半径：C＞Si，键长：C-O＞Si-O，键长越短，键能越大，硬度和熔沸点均高于SiO2晶体，C正确； D．Si的原子半径较大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道重叠程度很小，难于形成π键，所以Si原子间难形成双键而C原子间可以，D正确； 故答案为：B。 24．C 【详解】A．KNO3中钾离子与硝酸根离子存在离子键，硝酸根中氮原子与氧原子通过共价键结合，所以KNO3含有离子键和共价键，故A正确； B．S2-、K+核外均为18个电子，具有相同的电子层结构，故B正确； C．N2的结构式：N≡N，故C错误； D．干冰为CO2分子，晶体类型为分子晶体，故D正确， 故选C。 25．A 【详解】A．中C和O均为sp3杂化，物质的量为0.5mol，中杂化的原子数为，故A错误； B．XeF4中Xe原子的价层电子对数=4+=6，则0.5molXeF4中氙的价层电子对数=6×0.5mol×NA/mol=3NA，故B正确； C．中配体为H2O，则中配体的个数为，故C正确； D．氢氧化铝胶体粒子是许多Al(OH)3的集合体，所以1molAl3+完全水解生成氢氧化铝胶体粒子的数目小于NA，故D正确； 故选：A。 26． 二氧化碳共价晶体 碳原子半径小于硅原子，则二氧化碳中化学键键长小于二氧化硅中键长，故二氧化碳共价晶体的硬度更大 【详解】共价晶体中共价键键长越短，则晶体熔沸点越高、硬度越大；碳原子半径小于硅原子，则二氧化碳中化学键键长小于二氧化硅中键长，故二氧化碳共价晶体的硬度更大。 27．(1)氢原子核外只有1个电子，需形成1对共用电子对达到稳定结构即形成H2，而氦原子最外层上已经达到2个电子的稳定结构，无需形成共用电子对即形成单原子分子即可，不能形成He2 (2)氢原子核外只有1个电子，Cl原子核外有7个电子，根据共价键具有饱和性，二者均只能形成一对共用电子对 【详解】（1）由于H原子核外只有1个电子，故需通过两个H原子间形成1对共用电子对而达到2个电子的稳定结构，而He原子核外有2个电子，已经达到稳定结构，不需要形成共用电子对，故答案为：氢原子核外只有1个电子，需形成1对共用电子对达到稳定结构即形成H2，而氦原子最外层上已经达到2个电子的稳定结构，无需形成共用电子对即形成单原子分子即可，不能形成He2； （2）由于氢原子核外只有1个电子，Cl原子核外有7个电子，根据共价键具有饱和性，二者均只能形成一对共用电子对，故只能形成HCl，而不能形成H2Cl和HCl2，答案为：氢原子核外只有1个电子，Cl原子核外有7个电子，根据共价键具有饱和性，二者均只能形成一对共用电子对。 28． 共价键 离子键 【详解】硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N原子与氧原子形成共价键； 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$