专题07 分子晶体与共价晶体-2024-2025学年高二化学上学期期末复习一遍过 （人教版2019选择性必修2）

专题07 分子晶体与共价晶体 考点梳理 题型演练 考点01 分子晶体 【题型1分子晶体】 考点02 共价晶体 【题型2共价晶体】 考点03 典型分子、共价晶体模型结构分析 【题型3经典晶体模型分析】 考点梳理 考点01分子晶体 1．分子晶体的概念 只含 的晶体，或者分子间以 结合形成的晶体叫分子晶体。 2．分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用 3．常见的典型分子晶体 (1)所有 ：如H2O、H2S、NH3、CH4、HX(卤化氢)等。 (2)部分 ：如X2(卤素单质)、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体等。 (3)部分 ：如CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。 (4)几乎所有的 ：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。 (5)绝大多数有机物：如苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。 4．分子晶体的物理性质 (1)分子晶体熔、沸点 ，硬度 。 (2)分子晶体 导电。 (3)分子晶体的溶解性一般符合“ ”规律。 5.分子晶体的结构特征 分子非密堆积 分子密堆积 微粒间作用力 范德华力和氢键 范德华力 空间特点 每个分子周围紧邻的分子数小于12，空间利用率不高 通常每个分子周围有12个紧邻的分子 举例 HF、NH3、冰 C60、干冰、I2、O2 6.常见分子晶体的结构分析 (1)冰晶体 ①结构：冰晶体中，水分子间主要通过 形成晶体。由于氢键具有一定的 ，一个水分子与周围四个水分子结合，这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。这样，每个O原子周围都有 个H原子，其中两个H原子与O原子以共价键结合，另外两个H原子与O原子以氢键结合，使水分子间构成四面体骨架结构。其结构可用下图表示。 ②性质：由于氢键具有方向性，冰晶体中水分子未采取密堆积方式，这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化成液态水时，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4 ℃时，分子间距离加大，密度逐渐减小。 (2)干冰 ①结构：固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体。CO2分子内存在C==O共价键，分子间存在 ，CO2的晶胞呈面心立方体形，立方体的每个顶角有一个CO2分子，每个面上也有一个CO2分子。每个CO2分子与 个CO2分子等距离相邻(在三个互相垂直的平面上各4个或互相平行的三层上，每层上各4个)(如图所示)。 　 ②性质：干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，熔点却比冰低得多，在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂；由于干冰中的CO2之间只存在范德华力不存在氢键，密度比冰的高。 考点02共价晶体体 1．共价晶体的结构特点及物理性质 (1)概念 相邻原子间以共价键结合而形成的具有 结构的晶体。 (2)构成微粒及微粒间作用 (3)物理性质 ①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点 ，硬度 ， 溶于常见溶剂，一般 导电。 ②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长 ，键能越大，晶体的熔点越高。 2．常见共价晶体及物质类别 (1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。 (2)某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。 (3)极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)等。 3．常见共价晶体结构分析 (1)金刚石晶体 金刚石晶体中，每个碳原子均以4个 对称地与相邻的 个碳原子相结合，形成C—C—C夹角为 的 体结构(即金刚石中的碳采取 杂化轨道形成共价键)，整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。其中最小的环是 元环。 (2)二氧化硅晶体 ①SiO2是一种典型的共价晶体。它是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，其中一种具有空间网状结构，1个硅原子与 个氧原子相连，硅原子位于正四面体的中心，氧原子位于正四面体的顶角，同时每个氧原子被 个正四面体共用，正四面体内Si-O键的夹角为 。在晶体中，Si原子和O原子个数比为 ，因此二氧化硅的化学式为SiO2，但SiO2晶体中不存在SiO2分子。 ②在SiO2晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子与2个Si原子相结合。故SiO2晶体中Si原子和O原子按个数比为1:2构成立体网状结构。 ③最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的 元环。 ④1 mol SiO2中含 mol Si—O键。 ⑤最常见的SiO2晶体是低温石英(α-SiO2)，低温石英包括遍布海滩河岸的黄沙、带状的石英矿脉、花岗石里的白色晶体以及透明的水晶。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，而没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性，被广泛用作压电材料，如制作石英手表。 ⑥SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 考点03典型分子、共价晶体模型结构分析 1．常见分子晶体结构分析 (1)干冰：固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体 ①构成干冰晶体的结构微粒是CO2分子 ②干冰中的CO2分子间只存在 ，不存在 ③干冰晶胞的每个顶点有1个CO2分子，每个面的中心上也有1个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 ④在干冰晶体中，每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个 (在三个互相垂直的平面上个4个) ⑤密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (2)冰晶体：冰中水分子之间的相互作用除范德华力外还有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的 ①构成冰晶体的结构微粒是H2O分子，微粒间的相互作用力是范德华力、氢键，但主要是氢键 ②冰晶体中，每个水分子与周围4个水分子结合，4个水分子也按照这样的规律再与其他的水分子结合。尽管氢键比化学键弱很多，不属于化学键，却跟共价键一样也具有方向性，即氢键的存在迫使在正四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水的小。当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小 (3)干冰和冰的比较 晶体 分子间作用力 结构特点 外观 硬度 熔点 密度 干冰 范德华力 1个分子周围紧邻12个分子 相似 相似(小) 干冰比冰低 干冰比冰大 冰 范德华力、氢键 1个分子周围紧邻4个分子 【微点拨】 ①密堆积：指的是微粒间的作用力使粒子间尽可能地相互接近，使它们占有较小空间 ②若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，每个分子周围有12个紧邻的分子。在分子晶体中，原子先以共价键形成分子，分子再以分子间作用力形成晶体。由于分子间作用力没有方向性和饱和性，分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子 ③若分子间靠氢键形成的晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有 方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体 2．常见共价晶体结构分析 (1)金刚石 金刚石晶体结构、键角和晶胞示意图 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r 晶体结构模型 C—C—C夹角为109°28′ 金刚石的晶胞 金刚石的晶胞 ①每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 ②碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角为109°28′ ③金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，每个金刚石晶胞中含有 8×＋6×＋4＝8个碳原子 ④最小碳环由6个碳原子组成，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，但最小环上有4个碳原子在同一平面内 ⑤每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 ⑥C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 ⑦密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (2)晶体Si：由于Si与碳同主族，晶体Si的结构同金刚石的结构相同。将金刚石晶胞中的C原子全部换成Si原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞 ①每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个硅原子相结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ ②每个硅晶胞中含有8个硅原子，最小的碳环为6元环，硅原子为sp3杂化 ③每个硅原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个硅原子 ④硅原子数与Si—Si键数之比为1∶2，1mol Si中含有2 mol共价键 (3)二氧化硅晶体:SiO2晶体结构相当于在晶体硅结构中每2个Si原子中间插入一个O原子，参照金刚石晶胞模型，在SiO2晶胞中有8个Si原子位于立方晶胞的顶点，有6个Si原子位于立方晶胞的面心，还有4个Si原子与16个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体，均匀排列于晶胞内 SiO2的晶体结构模型 SiO2的晶胞 ①SiO2晶体中最小的环为12元环，最小的环有6个硅原子和6个氧原子 ②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子结合，Si在正四面体的中心，O在正四面体的顶点，每个O原子为两个正四面体共有，正四面体内O－Si－O夹角为109°28′，而正四面体之间Si－O－Si夹角为104°30′ ③每个硅原子都采取sp3杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原子个数比为1∶2，每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子 ④每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 ⑤Si与Si—O共价键之比为1：4，1mol Si O2晶体中有4mol共价键 ⑥密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (4)SiC晶体和BN晶体：SiC晶胞和BN晶胞与金刚石晶胞相似，每个SiC晶胞含有4个Si原子和4个C原子；每个BN晶胞含有4个B原子和4个N原子 SiC晶胞 ①碳、硅原子都采取sp3杂化，C—Si键角为109°28′ ②每个硅(碳)原子与周围紧邻的4个碳(硅)原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 ③最小碳环由6个原子组成且不在同一平面内，其中包括3个C原子和3个Si原子 ④每个SiC晶胞中含有4个C原子和4个Si原子 ⑤若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d ⑥密度：ρ(SiC)＝ 3．晶体密度及微粒间距离的计算 晶体密度的计算公式推导过程 若1个晶胞中含有x个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝＝mol 晶胞的质量为：m＝n·M＝g，则密度为：ρ＝ 右图为CsCl晶体的晶胞 假设相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用M g·mol－1表示，则CsCl晶体的密度为ρ＝g·cm－3 题型演练 【题型1分子晶体】 1．（23-24高二下·山西大同·期中）下列说法中，错误的是 A．稀有气体只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体 B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高 C．冰融化时，分子中发生断裂 D．分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低 2．（2024·广东深圳·二模）化学之美随处可见。下列叙述正确的是 A．环己烷(C6H12)呈现对称美，在水溶液中有较大的溶解度 B．五光十色的霓虹灯发光变色过程属于化学变化 C．密封在玻璃管内的碘单质受热产生紫色碘蒸气，破坏了非极性共价键 D．锌片在AgNO3溶液中生成“银树”，Zn的金属性大于Ag 3．（23-24高二下·北京·期中）比较下列各组物质的沸点，正确的是 A． B． C． D．丙烷>乙醇 4．（24-25高三上·湖北·阶段练习）物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是 选项 性质差异 结构因素 A 分子极性：大于 化学键的极性向量和 B 熔点：高于 晶体类型 C 第三电离能：Fe小于Mn 价层电子排布 D 电负性：N小于O 原子半径 A．A B．B C．C D．D 5．（23-24高二下·福建福州·期中）“可燃冰”是与形成的水合物，一定条件下，能与形成如图1所示的笼状结构(表面的小球是水分子，内部的大球是分子)。受此启发，科学家设想用结构相似的与合成一种类似工艺品“套球”(如图2示)的球型碳硅化合物，外层球壳原子与里层球壳原子通过共价键结合。下列说法错误的是 A．，外层球壳为，内层球壳为 B．形成的晶体是分子晶体 C．“可燃冰”中分子间存在的作用力是氢键和范德华力 D．“可燃冰”中最小的环中连接的原子总数是15 6.（24-25高三上·辽宁·期中）下列说法正确的是 A．比稳定原因：原子半径，键长，键能 B．、、HCHO分子中均一定既有键又有键 C．分子晶体中共价键键能越大，熔点和沸点越高 D．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 7．（23-24高二下·北京房山·阶段练习）国家速滑馆是全球首个采用跨临界制冷的冬奥大道速滑场馆。该技术是目前世界上最环保的制冰技术，碳排放值趋近于零，干冰()属于 A．共价晶体 B．分子晶体 C．金属晶体 D．离子晶体 8．（23-24高二下·四川乐山·阶段练习）下列关于晶体性质描述正确的是 A．、NaCl、干冰的熔沸点依次减小 B．自然界中的玻璃、炭黑、蜡状的白磷()等属于非晶体 C．、、等分子晶体一个分子周围有12个紧邻的分子，该特征称为分子密堆积 D．冰中1个水分子周围只有4个紧邻分子，因为水分子之间存在氢键，氢键具有饱和性 9．（23-24高二下·四川广安·阶段练习）下列说法中正确的是 A．、、晶胞中微粒均采取分子密堆积 B．与的立体构型相似，都是非极性分子 C．葡萄糖分子()中的手性碳原子数为4 D．，，都是含有极性键的非极性分子 10．（23-24高二下·山西大同·阶段练习）下列说法错误的是 A．稀有气体形成的晶体属于分子晶体 B．干冰升华时，干冰分子内共价键断裂 C．离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键 D．共价晶体中的共价键既可能是极性键也可能是非极性键 【题型2共价晶体】 1．（24-25高二上·山东聊城·阶段练习）下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是 A．在晶体中，每个硅原子和2个氧原子形成2个共价键 B．石墨中含有键的物质的量为 C．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF D．1 mol金刚石中的C—C键数是2 2．（23-24高二下·河南南阳·期中）下列有关物质的结构或性质说法正确的是 A．金刚石、SiC、NaF、NaCl、、的熔点依次降低 B．若将基态原子的核外电子排布式写成，则违背了泡利不相容原理 C．分子和离子中的键角都为109°28′ D．SO3和中的硫原子都采取sp3杂化 3．（23-24高二下·山东菏泽·期中）超硬陶瓷材料氮化硅可由反应制得。下列说法正确的是 A．NH3的VSEPR模型：三角锥形 B．SiH4为平面正方形结构 C．H2是一种极性分子 D．Si3N4属于共价晶体 4．（23-24高二下·浙江杭州·期中）设NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．0.5molSO2和SO3的混合物中，硫的价层电子对数为1.5NA B．12g金刚石中含有碳碳键的数目为2NA C．0.1mol/L(NH4)2SO4溶液中所含数目小于0.1NA D．标准状况下，11.2L甲烷和乙烯的混合气体中所含氢原子数目为2NA 5．（23-24高二下·湖北·期中）NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A．常温常压下，12 g金刚石含有4NA个共价键 B．pH=1的乙酸和盐酸混合溶液含0.1NA个H+ C．标准状态下，20 g ND3含有的质子数为10NA D．0.5mol异丁烯分子中，π键的数目为5.5NA 6．（23-24高二下·河北承德·阶段练习）AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是 A．晶体中所有原子的配位数均相同 B．晶体中所有化学键均为极性键 C．晶体中的外围电子排布式为 D．的熔点高于 7．（23-24高二下·河北承德·阶段练习）下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数) A．中含键的个数为2NA B．氯化钠固体中含有0.1NA个分子 C．金刚石中含有键的个数为2NA D．标准状况下，中含有的键的数目为0.4NA 8．（23-24高二下·辽宁·阶段练习）若阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法不正确的是 A．0.1mol 含有的共价键数为1.2 B．3.6g金刚石中含有的键数为0.45 C．28g乙烯和环己烷混合气中所含原子总数为6 D．标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2 9．（23-24高二下·四川广元·阶段练习）设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A．白磷(P4)含6NA个键，二氧化硅中含2NA个 B．常温常压下，乙烯和丙烯的混合气体共14g，含原子数为3NA C．标准状况下，4.48L苯含有的分子数为0.2NA D．1mol羟基所含电子数为10NA 10．（23-24高二下·四川成都·阶段练习）下表是某些共价晶体的熔点 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 晶体硅 晶体锗 熔点/℃ 大于3500 3000 2830 1710 1412 1211 分析表中的数据，下列叙述正确的是 A．构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 B．硬度：晶体硅金刚石 C．键能：C—C<Si—Si<Si—O D．石英的分子式： 11．（23-24高二下·山东淄博·期中）设为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 A．含有P-P键的个数为 B．中含有键的个数为 C．中含键的个数为 D．含为的晶体硅中含有键的个数为 12．（23-24高二下·安徽蚌埠·期中）金刚石具有硬度大、熔点高等特点，大量用于制造钻头、金属切割刀具等。其结构如图所示，下列判断正确的是 A．金刚石的熔点高与键的键能有关 B．金刚石中键的键角均为，所以金刚石和的晶体类型相同 C．金刚石中碳原子个数与键键数之比为 D．金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却 13．（23-24高二下·北京·阶段练习）下列说法正确的是 A．晶体中最小环是十二元环 B．石墨和金刚石中碳原子的杂化类型相同，属于同种晶体类型 C．金刚石和石墨都具有良好的导电性 D．12g金刚石中含有的数目为 14．（23-24高二下·广东佛山·期中）化学处处呈现美，下列说法不正确的是 A．在饱和NaCl溶液中，不规则NaCl晶体会变规则，体现晶体的自范性 B．蓝晶石晶体的硬度不同方向差别显著，体现晶体的各向异性 C．北方冬天，雨水在屋檐形成美丽冰挂的过程形成了共价键 D．天然金刚石晶莹剔透，属于共价晶体 【题型3经典晶体模型分析】 1．（23-24高二下·福建福州·期中）碳元素组成的晶体种类繁多，三种常见的单质结构如图所示。下列说法错误的是 A．金刚石中碳原子的配位数为 B．石墨质软是因为层与层之间是范德华力 C．晶体属于分子晶体 D．三者互为同分异构体 2．（23-24高二下·广东惠州·期中）甲烷晶体的晶胞结构如下图，下列有关说法不正确的是   A．甲烷在常温下呈气态，说明甲烷晶体属于分子晶体 B．CH4晶体中1个分子有12个紧邻的甲烷分子 C．CH4晶体熔化时需克服共价健 D．甲烷晶体分子采取密堆积的形式 3．（23-24高二下·广东江门·期末）如图为甲烷晶体的晶胞结构，下列有关说法不正确的是 A．晶体熔化时破坏了共价键 B．一个甲烷晶胞中含有4个甲烷分子 C．甲烷晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子 D．晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子 4．（23-24高二下·天津滨海新·期末）用铜的氧化物做催化剂，实现选择性还原，用于回收和利用工业排放的低浓度二氧化碳是实现“碳达峰“碳中和”战略的重要途径，的晶胞、铜的氧化物的晶胞如图。下列说法正确的是 A．干冰晶体熔化时需要克服范德华力和共价键 B．每个干冰晶胞中含有8个分子 C．铜的氧化物晶胞中距离氧离子最近且等距离的氧离子为6个 D．由铜的氧化物的晶胞可知其化学式为 5．（23-24高二下·天津南开·期末）干冰晶胞的结构示意图如下。干冰晶体中，每个周围等距且紧邻的的个数是 A．4 B．6 C．8 D．12 6．（23-24高二下·广东清远·期末）有关晶体的结构如图所示，下列说法正确的是 A．在晶体中，距最近的形成正八面体 B．和晶体中阳离子的配位数相同 C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为 D．石墨是分子晶体，层间是范德华力，层内每个碳原子与其他3个碳原子形成共价键 7．（23-24高二下·四川遂宁·期末）干冰的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 A．分子中含极性共价键，干冰属于共价晶体 B．干冰升华时破坏共价键 C．干冰晶体中每个分子与12个分子紧邻 D．平均每个干冰晶胞中有14个 8．（23-24高二下·河北保定·期末）固态俗称干冰（晶胞结构如图所示），干冰可用于人工降雨，下列说法正确的是 A．分子中存在共价键，则为共价晶体 B．的电子式为： C．每个分子周围，离该分子最近且距离相等的分子有4个 D．如图所示，固态的有规则形状，则有规则形状的固态物质均为晶体 9．（23-24高二下·重庆·期末）甲烷晶体熔点为-182.5℃，沸点为-161.5℃，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．分子的共价键是s-p 键 B．每个晶胞中含有4个分子 C．甲烷晶体熔化时破坏了化学键 D．甲烷晶体是共价晶体 10．（23-24高二下·广东广州·期中）甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 A．甲烷晶胞中的球代表碳原子 B．1个晶胞中含有8个分子 C．甲烷晶体熔化时需克服C—H D．晶体中1个分子周围有12个紧邻的分子 11．（23-24高二下·四川·期中）下列为碳元素形成的几种同素异形体，有关晶体结构说法正确的是 A．1个金刚石晶胞中含8个C原子，最小的六圆环最多有3个原子共面 B．石墨晶体，C原子与C-C键个数比为1：3，六圆环与C原子数之比为1：6 C．三种晶体中C原子均为sp2杂化，都属于共价晶体，熔点石墨>金刚石>C60 D．C60晶胞属于分子密堆积，每个晶胞中含240个C原子 12．（23-24高二下·北京丰台·期中）氮化碳晶体类型与金刚石类似，氮化碳晶体结构如图所示，下列有关氮化碳的说法不正确的是 A．氮化碳晶体属于共价晶体 B．氮化碳中碳显-4价，氮显+3价 C．氮化碳硬度比金刚石的硬度大 D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连 13．（23-24高二下·山西长治·期中）可以从金刚石的晶体结构建立金刚石晶胞结构。下列说法正确的是 A．晶体结构和晶胞结构是金刚石结构的两种呈现方式 B．晶体结构中，晶胞结构中 C．晶体结构中的最小环是6元环，晶胞结构中的最小环是12元环 D．晶体结构中所有的碳原子都参与成键，晶胞结构中部分碳原子没有成键 14．（23-24高二下·广东广州·期末）观察下列模型，判断下列说法错误的是 金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 C60 A．物质的量相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶1 B．SiO2晶体中Si和Si-O键个数比为1∶4 C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1 D．C60晶体堆积属于分子密堆积 故答案选A。 15.（23-24高二下·宁夏银川·阶段练习）观察下列模型，判断下列说法错误的是 金刚石 二氧化硅 石墨烯 A．晶体堆积属于分子密堆积 B．晶体中Si和键个数比为1∶4 C．石墨烯中碳原子和键个数比为2∶1 D．1mol金刚石晶体含有2个键 故答案为：C。 16．（23-24高二下·吉林白山·期末）金刚砂的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 已知：为阿伏加德罗常数的值，晶胞的边长为a pm。 A．a原子的坐标参数为() B．熔点：金刚砂>二氧化硅>石墨>金刚石 C．该晶体的密度为 D．金刚砂硬度大，在较大外力的锤击下，化学键不发生断裂 17．（23-24高二下·湖南长沙·期末）磷化硼的晶胞及某些原子的分数坐标如图所示，下列说法正确的是 A．磷化硼中P的价层电子对数为3 B．相同条件下的熔点：BN＞BP C．磷化硼不溶于水，但可能溶于苯 D．a原子的分数坐标为(0，，) 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 分子晶体与共价晶体 考点梳理 题型演练 考点01 分子晶体 【题型1分子晶体】 考点02 共价晶体 【题型2共价晶体】 考点03 典型分子、共价晶体模型结构分析 【题型3经典晶体模型分析】 考点梳理 考点01分子晶体 1．分子晶体的概念 只含分子的晶体，或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体叫分子晶体。 2．分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用 3．常见的典型分子晶体 (1)所有非金属氢化物：如H2O、H2S、NH3、CH4、HX(卤化氢)等。 (2)部分非金属单质：如X2(卤素单质)、O2、H2、S8、P4、C60、稀有气体等。 (3)部分非金属氧化物：如CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。 (4)几乎所有的酸：如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。 (5)绝大多数有机物：如苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。 4．分子晶体的物理性质 (1)分子晶体熔、沸点较低，硬度很小。 (2)分子晶体不导电。 (3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律。 5.分子晶体的结构特征 分子非密堆积 分子密堆积 微粒间作用力 范德华力和氢键 范德华力 空间特点 每个分子周围紧邻的分子数小于12，空间利用率不高 通常每个分子周围有12个紧邻的分子 举例 HF、NH3、冰 C60、干冰、I2、O2 6.常见分子晶体的结构分析 (1)冰晶体 ①结构：冰晶体中，水分子间主要通过氢键形成晶体。由于氢键具有一定的方向性，一个水分子与周围四个水分子结合，这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。这样，每个O原子周围都有四个H原子，其中两个H原子与O原子以共价键结合，另外两个H原子与O原子以氢键结合，使水分子间构成四面体骨架结构。其结构可用下图表示。 ②性质：由于氢键具有方向性，冰晶体中水分子未采取密堆积方式，这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化成液态水时，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4 ℃时，分子间距离加大，密度逐渐减小。 (2)干冰 ①结构：固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体。CO2分子内存在C==O共价键，分子间存在范德华力，CO2的晶胞呈面心立方体形，立方体的每个顶角有一个CO2分子，每个面上也有一个CO2分子。每个CO2分子与12个CO2分子等距离相邻(在三个互相垂直的平面上各4个或互相平行的三层上，每层上各4个)(如图所示)。 　 ②性质：干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，熔点却比冰低得多，在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂；由于干冰中的CO2之间只存在范德华力不存在氢键，密度比冰的高。 考点02共价晶体体 1．共价晶体的结构特点及物理性质 (1)概念 相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体。 (2)构成微粒及微粒间作用 (3)物理性质 ①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。 ②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。 2．常见共价晶体及物质类别 (1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。 (2)某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。 (3)极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)等。 3．常见共价晶体结构分析 (1)金刚石晶体 金刚石晶体中，每个碳原子均以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成C—C—C夹角为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键)，整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。其中最小的环是六元环。 (2)二氧化硅晶体 ①SiO2是一种典型的共价晶体。它是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，其中一种具有空间网状结构，1个硅原子与4个氧原子相连，硅原子位于正四面体的中心，氧原子位于正四面体的顶角，同时每个氧原子被2个正四面体共用，正四面体内Si-O键的夹角为109°28´。在晶体中，Si原子和O原子个数比为1:2，因此二氧化硅的化学式为SiO2，但SiO2晶体中不存在SiO2分子。 ②在SiO2晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个Si原子周围结合4个O原子；同时，每个O原子与2个Si原子相结合。故SiO2晶体中Si原子和O原子按个数比为1:2构成立体网状结构。 ③最小的环是由6个Si原子和6个O原子组成的12元环。 ④1 mol SiO2中含4 mol Si—O键。 ⑤最常见的SiO2晶体是低温石英(α-SiO2)，低温石英包括遍布海滩河岸的黄沙、带状的石英矿脉、花岗石里的白色晶体以及透明的水晶。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，而没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性，被广泛用作压电材料，如制作石英手表。 ⑥SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 考点03典型分子、共价晶体模型结构分析 1．常见分子晶体结构分析 (1)干冰：固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体 ①构成干冰晶体的结构微粒是CO2分子 ②干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键 ③干冰晶胞的每个顶点有1个CO2分子，每个面的中心上也有1个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 ④在干冰晶体中，每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个 (在三个互相垂直的平面上个4个) ⑤密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (2)冰晶体：冰中水分子之间的相互作用除范德华力外还有氢键，冰晶体主要是水分子依靠氢键而形成的 ①构成冰晶体的结构微粒是H2O分子，微粒间的相互作用力是范德华力、氢键，但主要是氢键 ②冰晶体中，每个水分子与周围4个水分子结合，4个水分子也按照这样的规律再与其他的水分子结合。尽管氢键比化学键弱很多，不属于化学键，却跟共价键一样也具有方向性，即氢键的存在迫使在正四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻的水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水的小。当冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小 (3)干冰和冰的比较 晶体 分子间作用力 结构特点 外观 硬度 熔点 密度 干冰 范德华力 1个分子周围紧邻12个分子 相似 相似(小) 干冰比冰低 干冰比冰大 冰 范德华力、氢键 1个分子周围紧邻4个分子 【微点拨】 ①密堆积：指的是微粒间的作用力使粒子间尽可能地相互接近，使它们占有较小空间 ②若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，每个分子周围有12个紧邻的分子。在分子晶体中，原子先以共价键形成分子，分子再以分子间作用力形成晶体。由于分子间作用力没有方向性和饱和性，分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子 ③若分子间靠氢键形成的晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有 方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体 2．常见共价晶体结构分析 (1)金刚石 金刚石晶体结构、键角和晶胞示意图 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r 晶体结构模型 C—C—C夹角为109°28′ 金刚石的晶胞 金刚石的晶胞 ①每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 ②碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角为109°28′ ③金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，每个金刚石晶胞中含有 8×＋6×＋4＝8个碳原子 ④最小碳环由6个碳原子组成，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，但最小环上有4个碳原子在同一平面内 ⑤每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 ⑥C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 ⑦密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (2)晶体Si：由于Si与碳同主族，晶体Si的结构同金刚石的结构相同。将金刚石晶胞中的C原子全部换成Si原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞 ①每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个硅原子相结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ ②每个硅晶胞中含有8个硅原子，最小的碳环为6元环，硅原子为sp3杂化 ③每个硅原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个硅原子 ④硅原子数与Si—Si键数之比为1∶2，1mol Si中含有2 mol共价键 (3)二氧化硅晶体:SiO2晶体结构相当于在晶体硅结构中每2个Si原子中间插入一个O原子，参照金刚石晶胞模型，在SiO2晶胞中有8个Si原子位于立方晶胞的顶点，有6个Si原子位于立方晶胞的面心，还有4个Si原子与16个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体，均匀排列于晶胞内 SiO2的晶体结构模型 SiO2的晶胞 ①SiO2晶体中最小的环为12元环，最小的环有6个硅原子和6个氧原子 ②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子结合，Si在正四面体的中心，O在正四面体的顶点，每个O原子为两个正四面体共有，正四面体内O－Si－O夹角为109°28′，而正四面体之间Si－O－Si夹角为104°30′ ③每个硅原子都采取sp3杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原子个数比为1∶2，每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子 ④每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 ⑤Si与Si—O共价键之比为1：4，1mol Si O2晶体中有4mol共价键 ⑥密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (4)SiC晶体和BN晶体：SiC晶胞和BN晶胞与金刚石晶胞相似，每个SiC晶胞含有4个Si原子和4个C原子；每个BN晶胞含有4个B原子和4个N原子 SiC晶胞 ①碳、硅原子都采取sp3杂化，C—Si键角为109°28′ ②每个硅(碳)原子与周围紧邻的4个碳(硅)原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 ③最小碳环由6个原子组成且不在同一平面内，其中包括3个C原子和3个Si原子 ④每个SiC晶胞中含有4个C原子和4个Si原子 ⑤若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d ⑥密度：ρ(SiC)＝ 3．晶体密度及微粒间距离的计算 晶体密度的计算公式推导过程 若1个晶胞中含有x个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝＝mol 晶胞的质量为：m＝n·M＝g，则密度为：ρ＝ 右图为CsCl晶体的晶胞 假设相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用M g·mol－1表示，则CsCl晶体的密度为ρ＝g·cm－3 题型演练 【题型1分子晶体】 1．（23-24高二下·山西大同·期中）下列说法中，错误的是 A．稀有气体只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体 B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高 C．冰融化时，分子中发生断裂 D．分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低 【答案】C 【详解】A．稀有气体只含原子，是单原子分子，原子互相之间只存在分子间作用力，因此形成晶体也是分子晶体，A正确； B．共价晶体是由原子间通过共价键结合形成的晶体，当共价晶体熔化时，需要破坏这些共价键，键能越大，熔点越高，B正确； C．冰属于分子晶体，冰晶体中分子间的主要作用力是氢键，所以冰融化时主要克服氢键作用，共价键不变，C错误； D．分子晶体融化破坏分子间作用力，共价晶体融化破坏共价键，分子间作用力的强度弱于共价键，则分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低，D正确； 故选C。 2．（2024·广东深圳·二模）化学之美随处可见。下列叙述正确的是 A．环己烷(C6H12)呈现对称美，在水溶液中有较大的溶解度 B．五光十色的霓虹灯发光变色过程属于化学变化 C．密封在玻璃管内的碘单质受热产生紫色碘蒸气，破坏了非极性共价键 D．锌片在AgNO3溶液中生成“银树”，Zn的金属性大于Ag 【答案】D 【详解】A．环己烷(C6H12)呈现对称美，属于非极性分子，而H2O为极性分子，根据相似相溶原理可知，其在水溶液中的溶解度很小，A错误； B．霓虹灯中充入惰性气体，在高压电场下电子被激发，然后在回到基态的过程中释放出能量，其中一部分能量被荧光粉吸收发出可见光，没有生成新物质，没有发生化学反应，B错误； C．碘单质为分子晶体，其密封在玻璃管内的碘单质受热产生紫色碘蒸气仅仅破坏了分子间作用力，，没有破坏了非极性共价键，C错误； D．锌片加入AgNO3溶液中发生的反应为Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag生成“银树”，反应中锌被氧化，则说明Zn的金属性大于Ag，D正确； 故答案为：D。 3．（23-24高二下·北京·期中）比较下列各组物质的沸点，正确的是 A． B． C． D．丙烷>乙醇 【答案】C 【详解】A．分子晶体中相对原子质量越大，沸点越高，相对分子质量HCl<HBr，所以沸点：HCl＜HBr，故A错误； B．共价晶体的沸点高于分子晶体，CO2为分子晶体，SiO2为共价晶体，所以沸点：CO2＜SiO2，故B错误； C．分子晶体中含有分子间氢键的分子熔沸点高于无分子间氢键的分子，H2O存在分子间氢键，故沸点：H2O＞H2S，故C正确； D．丙烷与乙醇相对分子质量接近，但乙醇分子间存在氢键，丙烷分子间存在范德华力，故沸点：乙醇＞丙烷，故D错误； 故本题选C。 4．（24-25高三上·湖北·阶段练习）物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是 选项 性质差异 结构因素 A 分子极性：大于 化学键的极性向量和 B 熔点：高于 晶体类型 C 第三电离能：Fe小于Mn 价层电子排布 D 电负性：N小于O 原子半径 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．分子极性取决于化学键的极性向量和，是极性分子，其分子结构为V形，中心氧原子与两端氧原子形成的化学键的极性向量和不为零；是由相同原子组成的非极性分子，所以分子极性大于与化学键的极性向量和有关，A正确； B．和都是分子晶体，熔点的差异主要是因为分子间作用力的大小不同，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点越高，而不是晶体类型不同，B错误； C．第三电离能Fe小于Mn与价层电子排布有关，Fe的价层电子排布为，失去两个电子后变为，再失去一个电子比较困难，但相对来说比Mn失去第三个电子要容易一些；Mn的价层电子排布为，失去两个电子后变为，半满结构比较稳定，失去第三个电子相对较难，C正确； D．电负性与原子半径有关，一般来说，原子半径越小，对电子的吸引力越大，电负性越大，N和O在同一周期，原子半径N小于O，所以电负性N小于O，D正确； 故选B。 5．（23-24高二下·福建福州·期中）“可燃冰”是与形成的水合物，一定条件下，能与形成如图1所示的笼状结构(表面的小球是水分子，内部的大球是分子)。受此启发，科学家设想用结构相似的与合成一种类似工艺品“套球”(如图2示)的球型碳硅化合物，外层球壳原子与里层球壳原子通过共价键结合。下列说法错误的是 A．，外层球壳为，内层球壳为 B．形成的晶体是分子晶体 C．“可燃冰”中分子间存在的作用力是氢键和范德华力 D．“可燃冰”中最小的环中连接的原子总数是15 【答案】D 【详解】A． 硅的原子半径比碳大，所以碳硅化合物Si60C60，外层球壳为Si60，内层球壳为C60，故A正确； B．外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合，说明该物质是由两种元素组成的分子，属于分子晶体，故B正确； C．“可燃冰”是与形成的水合物，分子之间存在范德华力，水分子间存在氢键，故C正确； D．“可燃冰”中最小的环为五元环，水分子间存在氢键，相当于一个小球(H2O)含有两个原子，则一个环中含有的原子总数为10，故D错误； 故选D。 6.（24-25高三上·辽宁·期中）下列说法正确的是 A．比稳定原因：原子半径，键长，键能 B．、、HCHO分子中均一定既有键又有键 C．分子晶体中共价键键能越大，熔点和沸点越高 D．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 【答案】A 【详解】A．同主族元素，从上到下原子半径依次增大、非金属性依次减弱、电负性依次减小，则最简单氢化物中键长，键能，则共价键，最简单氢化物分子中共价键越强，氢化物越稳定，所以甲烷比硅烷稳定，故A正确； B．三氯甲烷分子中碳原子为饱和碳原子，分子中只含有σ键，不含有π键，故B错误； C．分子晶体的构成微粒为分子，分子的分子间作用力越大，熔点和沸点越高，故C错误； D．三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3，原子的杂化方式为sp2杂化；三聚三氧化硫分子中硫原子形成4个键，杂化方式为sp3杂化，所以两种形式中硫原子的杂化轨道类型不同，故D错误； 故选A。 7．（23-24高二下·北京房山·阶段练习）国家速滑馆是全球首个采用跨临界制冷的冬奥大道速滑场馆。该技术是目前世界上最环保的制冰技术，碳排放值趋近于零，干冰()属于 A．共价晶体 B．分子晶体 C．金属晶体 D．离子晶体 【答案】B 【详解】干冰晶体是由二氧化碳分子通过分子间作用力形成的，属于分子晶体； 故选B。 8．（23-24高二下·四川乐山·阶段练习）下列关于晶体性质描述正确的是 A．、NaCl、干冰的熔沸点依次减小 B．自然界中的玻璃、炭黑、蜡状的白磷()等属于非晶体 C．、、等分子晶体一个分子周围有12个紧邻的分子，该特征称为分子密堆积 D．冰中1个水分子周围只有4个紧邻分子，因为水分子之间存在氢键，氢键具有饱和性 【答案】A 【详解】A．、NaCl、干冰分别为共价晶体、离子晶体、分子晶体，其熔沸点依次减小，A正确； B．白磷()属于分子晶体，B错误； C．分子晶体的结构特征不都是分子密堆积，如冰晶体中存在氢键，不是分子密堆积，微粒间作用力只有范德华力的分子晶体结构特征才是密堆积，C错误； D．冰中1个水分子周围只有4个紧邻分子，因为水分子之间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，D错误； 故选A。 9．（23-24高二下·四川广安·阶段练习）下列说法中正确的是 A．、、晶胞中微粒均采取分子密堆积 B．与的立体构型相似，都是非极性分子 C．葡萄糖分子()中的手性碳原子数为4 D．，，都是含有极性键的非极性分子 【答案】C 【详解】A．均采取分子密堆积，其中每个CO2分子周围紧密排列的等距离的CO2分子总数为12个，每个甲烷分子与其周围的分子之间的相互作用力主要是范德华力，为分子密堆积；‌在甲烷晶胞中，‌位于晶胞顶点的某一甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个，‌而这3个甲烷分子在晶胞的面上，‌面心上的粒子都被2个晶胞共用，‌对一个晶胞的贡献只有1/2，‌因此与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为为分子密堆积；但是中含有氢键，不是密堆积，A错误； B．空间构型为直线型，为非极性分子，的空间构型的三角锥形，是极性分子，B错误； C．醛基中的碳原子不是手性碳原子，葡萄糖分子()中的手性碳原子数为4，C正确； D．、含有极性键的非极性分子，含有非极性键和极性键的极性分子，D错误； 故选C。 10．（23-24高二下·山西大同·阶段练习）下列说法错误的是 A．稀有气体形成的晶体属于分子晶体 B．干冰升华时，干冰分子内共价键断裂 C．离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键 D．共价晶体中的共价键既可能是极性键也可能是非极性键 【答案】B 【详解】A．稀有气体形成的晶体属于分子晶体，A项正确； B．干冰升华时变化的是分子间的距离，分子内的共价键不会断裂，B项错误； C．氢氧化钠晶体中既含有离子键又含有共价键，C项正确； D．共价晶体中有只含有非极性共价键的物质，如金刚石，也有含极性键的物质，如等，D项正确； 故答案选B。 【题型2共价晶体】 1．（24-25高二上·山东聊城·阶段练习）下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是 A．在晶体中，每个硅原子和2个氧原子形成2个共价键 B．石墨中含有键的物质的量为 C．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF D．1 mol金刚石中的C—C键数是2 【答案】D 【详解】A．在晶体中，每个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，故A错误； B．由晶胞结构可知，1个碳原子与周围3个碳原子成键，则属于1个碳原子的共价键数为：，石墨晶体中含有键的物质的量为，故B错误； C．由于HF分子之间可以形成氢键，所以HF的沸点高于HI，故C错误； D．金刚石中每个碳原子周围有四个碳原子，每个碳碳键被两个碳原子共有，则每个C原子形成两条C-C键，故1mol金刚石中含有C-C键的数目为2NA，故D正确； 故答案选D。 2．（23-24高二下·河南南阳·期中）下列有关物质的结构或性质说法正确的是 A．金刚石、SiC、NaF、NaCl、、的熔点依次降低 B．若将基态原子的核外电子排布式写成，则违背了泡利不相容原理 C．分子和离子中的键角都为109°28′ D．SO3和中的硫原子都采取sp3杂化 【答案】A 【详解】A．金刚石、SiC形成共价晶体，NaF、NaCl形成离子晶体，、形成分子晶体，通常熔点：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，且原子半径越小，共价键能越大，共价晶体的熔点越高，离子晶体中，离子带电荷越高、离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，H2O分子间能形成氢键，其熔点高于H2S，所以它们的熔点依次降低，A正确； B．若将基态原子的核外电子排布式写成，则3px轨道排布了2个电子，而3pz轨道没有排布电子，违背了洪特规则，B不正确； C．分子和离子虽然都呈正四面体结构，但键角不相同，前者为60°，后者为109°28′，C不正确； D．SO3中的硫原子价层电子对数为3，发生sp2杂化，中的硫原子价层电子对数为4，采取sp3杂化，D不正确； 故选A。 3．（23-24高二下·山东菏泽·期中）超硬陶瓷材料氮化硅可由反应制得。下列说法正确的是 A．NH3的VSEPR模型：三角锥形 B．SiH4为平面正方形结构 C．H2是一种极性分子 D．Si3N4属于共价晶体 【答案】D 【详解】A．NH3中N原子的价层电子对数为：，VSEPR模型：正四面体，A错误； B．SiH4中Si原子的价层电子对数为：，为正四面体结构，B错误； C．H2是一种非极性分子，C错误； D．Si3N4是超硬陶瓷材料，属于共价晶体，D正确； 故选D。 4．（23-24高二下·浙江杭州·期中）设NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．0.5molSO2和SO3的混合物中，硫的价层电子对数为1.5NA B．12g金刚石中含有碳碳键的数目为2NA C．0.1mol/L(NH4)2SO4溶液中所含数目小于0.1NA D．标准状况下，11.2L甲烷和乙烯的混合气体中所含氢原子数目为2NA 【答案】C 【详解】A．二氧化硫和三氧化硫中硫原子价层电子对数都是3，0.5molSO2和SO3的混合物中，硫的价层电子对数为1.5NA，故A正确； B．12g金刚石物质的量为1mol，1个碳原子含有2个碳碳键，故1mol金刚石含有碳碳键的数目为2NA，故B正确； C．溶液体积未知，无法计算铵根离子个数，故C错误； D．标准状况下，11.2L甲烷和乙烯的混合气体中所含氢原子数目为，故D正确； 答案选C。 5．（23-24高二下·湖北·期中）NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A．常温常压下，12 g金刚石含有4NA个共价键 B．pH=1的乙酸和盐酸混合溶液含0.1NA个H+ C．标准状态下，20 g ND3含有的质子数为10NA D．0.5mol异丁烯分子中，π键的数目为5.5NA 【答案】C 【详解】A．12g金刚石中C原子的物质的量为1mol，1mol碳原子平均形成2molC-C键，故含有2NA个共价键，A错误； B．溶液体积未知，故无法计算氢离子个数，B错误； C．标准状态下，为气态，的物质的量为，含有的质子数为，C正确； D．异丁烯的键线式为，一个异丁烯中含有一个π键，因此0.5mol异丁烯分子中，π键的数目为0.5NA，D错误； 故选C。 6．（23-24高二下·河北承德·阶段练习）AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是 A．晶体中所有原子的配位数均相同 B．晶体中所有化学键均为极性键 C．晶体中的外围电子排布式为 D．的熔点高于 【答案】D 【分析】由题意可知，AlN、GaN都形成共价晶体，每个Al或Ga原子周围有4个N原子，每个N原子周围有4个Al或Ga原子。 【详解】A．AlN、GaN都形成共价晶体，晶体结构类似于金刚砂(SiC)，则晶体中所有原子的配位数均为4，A正确； B．晶体中所有化学键都由不同元素的原子形成，则均为极性键，B正确； C．Ga为第四周期元素，与Al同主族，则晶体中的外围电子排布式为，C正确； D．AlN、GaN都形成共价晶体，Ga原子半径大于Al原子半径，则的熔点低于，D错误； 故选D。 7．（23-24高二下·河北承德·阶段练习）下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数) A．中含键的个数为2NA B．氯化钠固体中含有0.1NA个分子 C．金刚石中含有键的个数为2NA D．标准状况下，中含有的键的数目为0.4NA 【答案】C 【详解】A．在SiO2晶体中，平均1个“SiO2”中含有4个Si-O键，则中含键的个数为4NA，A不正确； B．氯化钠为离子化合物，不含有氯化钠分子，B不正确； C．金刚石晶体中，平均每个C原子形成2个C-C共价键，则金刚石中含有键的个数为2NA，C正确； D．标准状况下，CCl4呈液态，无法计算中含有的键的数目，D不正确； 故选C。 8．（23-24高二下·辽宁·阶段练习）若阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法不正确的是 A．0.1mol 含有的共价键数为1.2 B．3.6g金刚石中含有的键数为0.45 C．28g乙烯和环己烷混合气中所含原子总数为6 D．标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2 【答案】B 【详解】A．已知H2O中含有2个O-H共价键，中每个H2O与Cu2+各形成1个配位键即共价键，故0.1mol 含有的共价键数为0.1mol×(4×2+4)×NAmol-1=1.2，A正确； B．已知金刚石中每个C周围平均形成2个σ键，故3.6g金刚石中含有的键数为=0.60，B错误； C．已知乙烯和环己烯的最简式均为CH2，故28g乙烯和环己烷混合气中所含原子总数为=6，C正确； D．已知每个CH4和C2H4分子中均含有4个H，标准状况下，11.2L即=0.5mol甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为0.5mol×4×NAmol-1=2，D正确； 故答案为：B。 9．（23-24高二下·四川广元·阶段练习）设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A．白磷(P4)含6NA个键，二氧化硅中含2NA个 B．常温常压下，乙烯和丙烯的混合气体共14g，含原子数为3NA C．标准状况下，4.48L苯含有的分子数为0.2NA D．1mol羟基所含电子数为10NA 【答案】B 【详解】A．白磷(P4)含6NA个键，二氧化硅中含4NA个，故A错误； B．乙烯和丙烯的最简式都是CH2，乙烯和丙烯的混合气体共14g，含原子数为 ，故B正确； C．标准状况下苯是液体，4.48L苯的物质的量不是0.2mol，故C错误； D．1个-OH中含有9个电子，1mol羟基所含电子数为9NA，故D错误； 选B。 10．（23-24高二下·四川成都·阶段练习）下表是某些共价晶体的熔点 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 晶体硅 晶体锗 熔点/℃ 大于3500 3000 2830 1710 1412 1211 分析表中的数据，下列叙述正确的是 A．构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 B．硬度：晶体硅金刚石 C．键能：C—C<Si—Si<Si—O D．石英的分子式： 【答案】B 【详解】A．共价晶体的熔点与构成晶体的原子种类无关，与原子间的共价键键能有关，键能越大熔点越高，故A错误； B．原子半径C<Si，构成共价晶体的原子半径越小，其共价键的键能越大硬度越大，键能：C—C＞Si—C＞Si—Si，硬度：金刚石>碳化硅>硅，故B正确； C．构成共价晶体的原子半径越小，其共价键的键能越大，则C—C＞Si—Si，Si—O＞Si—Si，故C错误； D．石英是共价晶体，不属于分子晶体、不存在分子，其化学式为，故D错误； 故选B。 11．（23-24高二下·山东淄博·期中）设为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 A．含有P-P键的个数为 B．中含有键的个数为 C．中含键的个数为 D．含为的晶体硅中含有键的个数为 【答案】D 【详解】A．白磷为正四面体结构，则1mol白磷分子中含有的磷磷键数目为1mol×6×NAmol—1=6NA，故A错误； B．碳化硅中每个碳原子与4个硅原子形成4个碳硅键，则1mol碳化硅中含有碳硅键数目为1mol×4×NAmol—1=4NA，故B错误； C．二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形成4个硅氧键，则1mol二氧化硅中含有硅氧键数目为1mol×4×NAmol—1=4NA，故C错误； D．晶体硅中每个硅原子与4个硅原子形成硅硅键，每个硅硅键被2个硅原子所共有，则每个硅原子含有的硅硅键为4×=2，则含硅原子1mol的晶体硅中含有硅硅键数目为1mol×2×NAmol—1=2NA，故D正确； 故选D。 12．（23-24高二下·安徽蚌埠·期中）金刚石具有硬度大、熔点高等特点，大量用于制造钻头、金属切割刀具等。其结构如图所示，下列判断正确的是 A．金刚石的熔点高与键的键能有关 B．金刚石中键的键角均为，所以金刚石和的晶体类型相同 C．金刚石中碳原子个数与键键数之比为 D．金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却 【答案】A 【详解】A．金刚石是共价晶体，共价晶体熔化时破坏C-C共价键，因为C-C键的键能大，断裂时需要的能量多，故金刚石的熔点很高，故A正确； B．金刚石中C-C键的键角为109°28′，甲烷中C-H键的键角也为109°28′，但是金刚石属于共价晶体，CH4属于分子晶体，二者晶体类型不相同，故B错误； C．金刚石中每个碳原子形成4个共价键，两个碳原子共用1个共价键，每个共价键对每个碳原子的贡献只有一半，则相当于一个碳原子形成两个C-C键，故金刚石中碳原子个数与C-C键键数之比为1：2，故C错误； D．金刚石的熔点高，在打孔过程中会产生很高的温度，如果不浇水冷却钻头，会导致钻头熔化，故D错误； 答案选A。 13．（23-24高二下·北京·阶段练习）下列说法正确的是 A．晶体中最小环是十二元环 B．石墨和金刚石中碳原子的杂化类型相同，属于同种晶体类型 C．金刚石和石墨都具有良好的导电性 D．12g金刚石中含有的数目为 【答案】A 【详解】A．在二氧化硅晶体中， 由Si与O构成的最小单元环是由12个原子组成的，每个最小单元环中含有6个硅原子和6个氧原子，A正确； B．石墨和金刚石中碳原子的杂化类型不相同，分别采用sp2、sp3杂化，分别属于混合型晶体、共价晶体，B错误； C．石墨具有良好的导电性，金刚石无导电性，C错误； D．金刚石中每个碳原子与4个其它碳原子相连，两个碳原子共用一条键，则12 g金刚石中含有的共价键数目为2NA，故D错误； 故选A。 14．（23-24高二下·广东佛山·期中）化学处处呈现美，下列说法不正确的是 A．在饱和NaCl溶液中，不规则NaCl晶体会变规则，体现晶体的自范性 B．蓝晶石晶体的硬度不同方向差别显著，体现晶体的各向异性 C．北方冬天，雨水在屋檐形成美丽冰挂的过程形成了共价键 D．天然金刚石晶莹剔透，属于共价晶体 【答案】C 【详解】A．晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质，在饱和NaCl溶液中，不规则NaCl晶体会变规则，体现晶体的自范性，A项正确； B．晶体的许多物理性质如强度、导热性、光学性质等常常表现出各向异性，蓝晶石晶体的硬度不同方向差别显著，体现晶体的各向异性，B项正确； C．雨水变成冰挂是水分子间氢键和分子间作用力共同作用的结果，该过程中没有形成共价键，C项错误； D．金刚石中碳采取sp3杂化轨道形成共价键三维立体网状结构，金刚石属于共价晶体，D项正确； 答案选C。 【题型3经典晶体模型分析】 1．（23-24高二下·福建福州·期中）碳元素组成的晶体种类繁多，三种常见的单质结构如图所示。下列说法错误的是 A．金刚石中碳原子的配位数为 B．石墨质软是因为层与层之间是范德华力 C．晶体属于分子晶体 D．三者互为同分异构体 【答案】D 【详解】A．由金刚石的结构可知，每个碳原子周围与4个碳原子相连，因此其配位数为4，A正确； B．石墨质软的原因是因为石墨内部的碳原子呈层状排列，层与层之间的作用力为范德华力，B正确； C．晶体属于分子晶体，C正确； D．金刚石、石墨、互为同素异形体，D错误。 答案为：D。 2．（23-24高二下·广东惠州·期中）甲烷晶体的晶胞结构如下图，下列有关说法不正确的是   A．甲烷在常温下呈气态，说明甲烷晶体属于分子晶体 B．CH4晶体中1个分子有12个紧邻的甲烷分子 C．CH4晶体熔化时需克服共价健 D．甲烷晶体分子采取密堆积的形式 【答案】C 【详解】A．甲烷在常温下呈气态，说明甲烷沸点低，熔沸点低是分子晶体的特点，推出甲烷晶体属于分子晶体，故A说法正确； B．以顶点甲烷为基准，与其紧邻的甲烷分子位于面心，依据晶胞无隙并置的特点，推出1个甲烷分子紧邻的甲烷分子有12个，故B说法正确； C．甲烷属于分子晶体，甲烷分子间作用力是范德华力，因此熔化时需克服范德华力，故C说法错误； D．甲烷分子间不存在氢键，采取密堆积的形式，故D说法正确； 答案为C。 3．（23-24高二下·广东江门·期末）如图为甲烷晶体的晶胞结构，下列有关说法不正确的是 A．晶体熔化时破坏了共价键 B．一个甲烷晶胞中含有4个甲烷分子 C．甲烷晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子 D．晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子 【答案】A 【详解】A．甲烷晶体是分子晶体，熔化时只需克服范德华力，不需要破坏共价键，故A错误； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的甲烷分子的个数为8×+6×=4，故B正确； C．由晶胞结构可知，晶胞中甲烷分子位于顶点和面心，所以晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子，故C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的甲烷分子与位于面心的甲烷分子的距离最近，所以晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子，故D正确； 故选A。 4．（23-24高二下·天津滨海新·期末）用铜的氧化物做催化剂，实现选择性还原，用于回收和利用工业排放的低浓度二氧化碳是实现“碳达峰“碳中和”战略的重要途径，的晶胞、铜的氧化物的晶胞如图。下列说法正确的是 A．干冰晶体熔化时需要克服范德华力和共价键 B．每个干冰晶胞中含有8个分子 C．铜的氧化物晶胞中距离氧离子最近且等距离的氧离子为6个 D．由铜的氧化物的晶胞可知其化学式为 【答案】D 【详解】A．干冰晶体属于分子晶体，干冰晶体熔化时需要克服范德华力，不需要克服共价键，A项错误； B．根据“均摊法”，每个干冰晶胞中含有8×+6×=4个CO2分子，B项错误； C．由铜的氧化物晶胞可知，氧离子位于晶胞的顶点和体心，距离氧离子最近且等距离的氧离子为8个，C项错误； D．根据“均摊法”，铜的氧化物晶胞中含O：8×+1=2个，含Cu：4个，则其化学式为Cu2O，D项正确； 答案选D。 5．（23-24高二下·天津南开·期末）干冰晶胞的结构示意图如下。干冰晶体中，每个周围等距且紧邻的的个数是 A．4 B．6 C．8 D．12 【答案】D 【详解】干冰晶体中，每个周围等距且紧邻的的个数是12个：以上面面心的为例：同层四个顶点有4个，上、下层四个面心共8个，共12个，故选D。 6．（23-24高二下·广东清远·期末）有关晶体的结构如图所示，下列说法正确的是 A．在晶体中，距最近的形成正八面体 B．和晶体中阳离子的配位数相同 C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为 D．石墨是分子晶体，层间是范德华力，层内每个碳原子与其他3个碳原子形成共价键 【答案】A 【详解】A．由图可知，1个NaCl晶胞中与最近的6个形成正八面体，故A正确； B．中Cs的配位数为8，中Na的配位数为6，故B错误； C．在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键属于2个碳原子共有，则平均每个碳原子形成2个碳碳键，即碳原子与碳碳键个数的比为1∶2，故C错误； D．石墨晶体为层状结构，为混合晶体，层内每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的3个碳原子以共价键相结合，形成无限的六边形网状结构，层与层之间以范德华力结合形成层状结构，故D错误； 故选：A。 7．（23-24高二下·四川遂宁·期末）干冰的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 A．分子中含极性共价键，干冰属于共价晶体 B．干冰升华时破坏共价键 C．干冰晶体中每个分子与12个分子紧邻 D．平均每个干冰晶胞中有14个 【答案】C 【详解】A．干冰熔沸点低，属分子晶体，不是共价晶体，A错误； B．干冰升华时破坏范德华力，B错误； C．在干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个；在晶体中截取一个最小的正方体，使正方体的四个顶点都落到CO2分子的中心，则在这个正方形的平面上有4个CO2分子。以右下角CO2分子为研究对象，与其紧邻的为面心上的3个CO2分子，而被选为研究对象的CO2分子被8个立方体所共有，所以是3×8=24 个，又考虑到面心上的被2个这样的立体共有，故24÷2=12个，C正确； D．根据均摊法，平均每个干冰晶胞中分子数为，共4个，D错误； 答案选C。 8．（23-24高二下·河北保定·期末）固态俗称干冰（晶胞结构如图所示），干冰可用于人工降雨，下列说法正确的是 A．分子中存在共价键，则为共价晶体 B．的电子式为： C．每个分子周围，离该分子最近且距离相等的分子有4个 D．如图所示，固态的有规则形状，则有规则形状的固态物质均为晶体 【答案】B 【详解】A．分子中存在共价键，存在共价键的不一定属于共价晶体，如、HCl均属于分子晶体，故A错误； B．中碳和氧均满足8电子稳定结构，其电子式为：，故B正确； C．以顶点的分子为对象，离该分子最近且距离相等的3个位于面心，顶点的分子被8个晶胞共有，面心的分子被两个晶胞共有，则每个分子周围，离该分子最近且距离相等的分子有个，故C错误； D．固态的有规则形状，但有规则形状的固态物质不一定是晶体，如玻璃，故D错误； 故选B。 9．（23-24高二下·重庆·期末）甲烷晶体熔点为-182.5℃，沸点为-161.5℃，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．分子的共价键是s-p 键 B．每个晶胞中含有4个分子 C．甲烷晶体熔化时破坏了化学键 D．甲烷晶体是共价晶体 【答案】B 【详解】A．CH4分子中呈正四面体结构，C 为sp3杂化，则分子内的共价键是s-sp3键，A错误； B．甲烷分子位于晶胞的顶点和面心，每个晶胞含有CH4分子个数为8×+6×=4，则每个晶胞中含有4个CH4分子，B正确； C．甲烷为分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，不会破坏化学键，C错误； D．甲烷晶体熔点为-182.5℃，沸点为-161.5℃，则甲烷晶体不是共价晶体，是分子晶体，D错误； 故答案选B。 10．（23-24高二下·广东广州·期中）甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 A．甲烷晶胞中的球代表碳原子 B．1个晶胞中含有8个分子 C．甲烷晶体熔化时需克服C—H D．晶体中1个分子周围有12个紧邻的分子 【答案】D 【详解】A．甲烷晶胞中的一个球代表一个甲烷分子，A错误； B．1个晶胞中含有个分子，B错误； C．甲烷晶体是分子晶体，熔化时需克服范德华力，C错误； D．由甲烷的一个晶胞分析可知，与位于晶胞顶点的甲烷分子距离最近且相等的甲烷分子有3个，而这3个甲烷分子在晶胞的面心上，因此被2个晶胞所共用，故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为，D正确； 故选D。 11．（23-24高二下·四川·期中）下列为碳元素形成的几种同素异形体，有关晶体结构说法正确的是 A．1个金刚石晶胞中含8个C原子，最小的六圆环最多有3个原子共面 B．石墨晶体，C原子与C-C键个数比为1：3，六圆环与C原子数之比为1：6 C．三种晶体中C原子均为sp2杂化，都属于共价晶体，熔点石墨>金刚石>C60 D．C60晶胞属于分子密堆积，每个晶胞中含240个C原子 【答案】D 【详解】A．金刚石晶胞中最小的六圆环最多有4个原子共面，故A错误； B．石墨晶体C原子与C-C键个数比为2：3，六圆环与C原子数之比为1：2，故B错误； C．石墨晶体为混合晶体C原子为sp2杂化，C60晶体为分子晶体C原子为sp2杂化，金刚石晶体为共价晶体C原子为sp3杂化，熔点石墨>金刚石>C60，故C错误； D．C60晶胞属于分子密堆积，每个晶胞中含有4个C60分子240个C原子，故D正确； 答案为D。 12．（23-24高二下·北京丰台·期中）氮化碳晶体类型与金刚石类似，氮化碳晶体结构如图所示，下列有关氮化碳的说法不正确的是 A．氮化碳晶体属于共价晶体 B．氮化碳中碳显-4价，氮显+3价 C．氮化碳硬度比金刚石的硬度大 D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连 【答案】B 【详解】A．根据氮化碳晶体类型与金刚石类似可知，氮化碳晶体属于共价晶体，故A正确； B．氮元素的电负性大于碳元素，所以在氮化碳中氮元素显-3价，碳元素显+4价，故B错误； C．因为C-N键的键长小于C-C键的键长，故氮化碳的键能更大，氮化碳硬度比金刚石的硬度大，故C正确； D．根据图示可知，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，故D正确； 故选：B。 13．（23-24高二下·山西长治·期中）可以从金刚石的晶体结构建立金刚石晶胞结构。下列说法正确的是 A．晶体结构和晶胞结构是金刚石结构的两种呈现方式 B．晶体结构中，晶胞结构中 C．晶体结构中的最小环是6元环，晶胞结构中的最小环是12元环 D．晶体结构中所有的碳原子都参与成键，晶胞结构中部分碳原子没有成键 【答案】A 【详解】A．晶胞和晶体结构相似的地方是都与晶体有关，不同之处在于，晶体结构是指晶体中所有原子排布方式，而晶胞则是表示晶体中最小重复单元结构，因此晶体结构和晶胞结构是两种不同的呈现方式，故A正确； B．无论是金刚石的晶体还是晶胞结构，均是4个碳原子围成正四面体结构，该结构中键角均为109°28′，故B错误； C．在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环为六元环，晶胞结构中的最小环也是六元环，故C错误； D．金刚石晶体中的碳原子以sp3杂化轨道与四个碳原子形成共价单键，晶体结构中所有的碳原子都参与成键；晶胞中部分碳原子没有成键的情况主要出现在石墨的结构中，其中每个碳原子通过共价键与相邻的三个碳原子相连，但金刚石晶胞中所有碳原子均成键，故D错误； 故答案选A。 14．（23-24高二下·广东广州·期末）观察下列模型，判断下列说法错误的是 金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 C60 A．物质的量相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶1 B．SiO2晶体中Si和Si-O键个数比为1∶4 C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1 D．C60晶体堆积属于分子密堆积 【答案】A 【详解】A．假设金刚石和碳化硅的物质的量均为1mol，金刚石中每个碳原子连接四根共价键，但每根共价键被两个环共用，因此每个碳原子实际连接根共价键，可知1mol金刚石中含有2molC-C键；1molSiC中有1mol碳原子和1mol硅原子，每个原子通过共价键连接到其他原子，形成Si-C键。由于每个共价键是两个原子共有的，因此每个原子独占的键数是总键数的一半，即2mol，由于碳原子和硅原子的数量相等，因此总共有4molSi-C键；可知物质的量相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶2，故A错误； B．晶体中1个硅原子形成4个共价键，Si和Si-O键个数比为1∶4，故B正确； C．石墨烯中1个六元环平均含有个碳，则碳原子和六元环个数比为2∶1，故C正确； D．晶体为分子晶体，其堆积属于分子密堆积，故D正确； 故答案选A。 15.（23-24高二下·宁夏银川·阶段练习）观察下列模型，判断下列说法错误的是 金刚石 二氧化硅 石墨烯 A．晶体堆积属于分子密堆积 B．晶体中Si和键个数比为1∶4 C．石墨烯中碳原子和键个数比为2∶1 D．1mol金刚石晶体含有2个键 【答案】C 【详解】A．C60分子之间只有范德华力，所以晶体是分子密堆积，A正确； B．在SiO2晶体中，每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si-O共价键，故Si原子与Si-O共价键个数比为1：4，B正确； C．在石墨烯中，每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键，每个C原子为相邻的3个六元环所共有，则在六元环中含有的C原子数为6×=2，每个C-C被3个六元环共有，则在六元环中含有的C-C数为6×=3，因此石墨烯中碳原子和C-C个数比为2：3，C错误； D．已知金刚石晶体中每个C原子与周围的4个C原子形成共价键，每个C-C共价键被2个C原子共有，故1mol金刚石晶体含有4××NAmol-1=2NA个C-C键，D正确； 故答案为：C。 16．（23-24高二下·吉林白山·期末）金刚砂的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 已知：为阿伏加德罗常数的值，晶胞的边长为a pm。 A．a原子的坐标参数为() B．熔点：金刚砂>二氧化硅>石墨>金刚石 C．该晶体的密度为 D．金刚砂硬度大，在较大外力的锤击下，化学键不发生断裂 【答案】C 【详解】A．根据图像中坐标系的建立情况，a原子在x、y、z轴上的投影分别为，坐标参数为()，故A错误； B．金刚砂、二氧化硅、金刚石都是共价晶体，键长C-C＜O-Si＜C-Si，故熔点金刚石>二氧化硅>金刚砂；石墨是混合型晶体，石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，作用力更大，所以熔点石墨＞金刚石，即熔点石墨＞金刚石>二氧化硅>金刚砂，故B错误； C．该晶胞中含有4个SiC，晶胞的质量为，晶胞的体积为，该晶体的密度为==，故C正确； D．金刚砂中只含有共价键，硬度大，在较大外力的锤击下，共价键将发生断裂，故D错误； 答案选C。 17．（23-24高二下·湖南长沙·期末）磷化硼的晶胞及某些原子的分数坐标如图所示，下列说法正确的是 A．磷化硼中P的价层电子对数为3 B．相同条件下的熔点：BN＞BP C．磷化硼不溶于水，但可能溶于苯 D．a原子的分数坐标为(0，，) 【答案】B 【详解】A．由晶胞图可知，磷化硼中P形成4个共价键，其价层电子对数为4，A错误； B．已知BN、BP均为共价晶体，其N的电负性比P的大，N的原子半径比P的大，则B-N的键能比B-P的大，故相同条件下的熔点：BN＞BP，B正确； C．已知BP为共价晶体，则磷化硼不溶于水，也不能溶于苯等常见溶剂中，C错误； D．由题干晶胞示意图可知，a原子位于后面面心上，故其的分数坐标为(0，，)，D错误； 故答案为：B。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$