3.2分子晶体与共价晶体-2024-2025学年高二化学同步练习——题型突破（人教版2019选择性必修2）

3.2《分子晶体与共价晶体》题型突破 题型导引 题型一 分子晶体类型的判断 题型二 分子晶体的堆积方式与其结构和性质的辨识 题型三 粒子间的相互作用与物质性质之间的关系 题型四 分子晶体的性质比较方法 题型五 分子晶体的性质和晶胞结构的辨识 题型六 分子晶体晶胞的有关计算 题型七 共价晶体类型的判断 题型八 常见共价晶体的结构辨析 题型九 晶体的结构与粒子数的关系 题型十 共价晶体的晶胞结构及其性质的辨识 题型十一 共价晶体的物理性质比较方法 题型十二 共价晶体晶胞的有关计算 题型十三 关于分子晶体与共价晶体的几个问题 题型一 分子晶体类型的判断 方法提示： 1.依据物质的类别判断：部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物都是分子晶体。 2.依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断：组成分子晶体的微粒是分子，粒子间的作用力是分子间作用力(包括范德华力和氢键)。 3.依据物质的性质判断：分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。 1．下列各组物质各自形成的晶体，均属于分子晶体的化合物是 A．CS2、P4、H2O2 B．NH3，SO3、H2SO4 C．SO2、Si3N4、P2O5 D．NH4Cl，Na2S、C6H14 2．下列各组物质中，化学键类型和晶体类型都相同的是 A．Ar和K B．NaCl和HCl C．CO2和H2O D．CO2和SiO2 3．某化学兴趣小组,在学完分子晶体后,查阅了几种氯化物的熔、沸点,记录如下: NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔点/℃ 801 712 190 -68 782 沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600 根据这些数据分析,他们认为属于分子晶体的是 A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4 C．NaCl、CaCl2 D．NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、CaCl2 题型二 分子晶体的堆积方式与其结构和性质的辨识 方法提示： 1.分子晶体的密堆积：微粒间作用力为范德华力，晶胞为面心立方，空间特点通常是每个分子周围有12个紧邻的分子，如C60、干冰、I2、O2。 2.分子晶体的非密堆积：微粒间作用力为范德华力和氢键，空间特点通常是每个分子周围紧邻的分子数小于12个，空间利用率不高，如HF、NH3、冰。 1．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 2．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，金刚石晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．冰为共价晶体 B．每个冰晶胞平均含有4个水分子 C．冰晶体内水分子间采取最紧密堆积 D．每个水分子周围等距且最近的水分子有4个 3．根据图中“冰的结构模型”，判断下列说法正确的是 A．冰晶体具有空间网状结构，属于共价晶体 B．在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子 C．水分子仅以范德华力形成晶体，采取密堆积 D．当冰刚刚融化为液态水时，分子间空隙变大 题型三 粒子间的相互作用与物质性质之间的关系 方法提示： 1.分子晶体的构成粒子为分子，分子间的相互作用为分子间作用力包括范德华力和氢键，主要影响物质的物理性质；氢键能使物质的熔沸点反常的升高。 2.分子内各原子间的相互作用为共价键，主要影响物质的化学性质。 1．下列物质晶体类型相同，且发生所述变化时，所克服的微粒间作用力相同的是 A．SiO2和CaO的熔化 B．NaBr和HI分别在水中电离 C．干冰和碘的升华 D．NH3和CO2分别溶于水中 2.下列关于晶体的说法中，正确的是 A．冰融化时，分子中H-O键发生断裂 B．共价晶体中，共价键的键能越大，熔点越高 C．分子晶体中，共价键键能越大，该晶体的熔沸点一定越高 D．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 3．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列说法不正确的是 A．水分子间存在O―H···O作用力 B．冰中1个水分子通过氢键与4个水分子相连，冰中水分子与氢键的数目之比为1：4 C．冰融化要破坏范德华力和氢键 D．液态水结成冰时的体积变大与氢键具有方向性有关 题型四 分子晶体的性质比较方法 方法提示： 1.分子间作用力大小主要影响分子晶体的物理性质，分子的组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔沸点越高；氢键能使熔沸点反常的升高。 2.共价键的强弱主要影响分子晶体的化学性质，共价键键能越大，物质越稳定。 1．下列选项中，所列出的物质性质差异主要受范德华力大小影响的是 A．H2O的沸点比H2S的高 B．SiC晶体的熔点高于晶体硅 C．CH4的分解温度比SiH4的高 D．常温下Br2为液体而Cl2为气体 2．下列两组命题中，Ⅱ组中命题正确，且能用Ⅰ组中的命题加以解释的是 选项 Ⅰ组 Ⅱ组 A 相对分子质量： 沸点：高于 B 键能： 沸点：高于 C 分子间作用力： 稳定性：强于 D 相对分子质量： 沸点：HI高于HCl A．A B．B C．C D．D 3．下列比较大小不正确的是 A．热稳定性：CH4<NH3<H2O<HF B．熔点：CI4>CBr4>CCl4>CF4 C．沸点：正丁烷<异戊烷 D．沸点：HF<HCl<HBr<HI 题型五 分子晶体的性质和晶胞结构的辨识 方法提示： 1.常考晶体类型为密堆积的面心立方，立方体的每个顶角有一个分子，每个面上也有一个分子，每个分子与12个分子等距离相邻；非密堆积为四面体形，具有四面体的结构特点。 2. 分子晶体的分子间存在分子间作用力(范德华力和氢键)，分子内存在共价键。 1．碘的晶胞结构示意图如图，下列说法正确的是 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．晶体中碘分子的排列有3种不同取向 D．碘晶体中每个I2周围等距且紧邻的I2有6个 2．如图为甲烷晶体的晶胞结构，下列有关说法不正确的是 A．CH4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 3．冰的晶胞结构如图所示。下列相关说法不正确的是 A．硫化氢晶体结构和冰相似 B．冰晶体中，相邻的水分子均以氢键结合 C．晶胞中Z方向上的两个氧原子最短距离为d，则冰晶胞中的氢键键长为d D．冰晶体中分子间氢键存在方向性、饱和性，晶体有较大空隙，因此密度比液态水小 题型六 分子晶体晶胞的有关计算 方法提示： 1.分子晶体的堆积类型：密堆积(如CO2的面心立方)和非密堆积 (如H2O的四面体结构)。CO2晶胞的每个CO2分子与12个CO2分子等距离相邻；冰晶体中的水分子间主要通过氢键形成晶体。一个水分子与周围四个水分子结合。 2. 分子晶体的晶胞：分子晶体的晶胞是通过分子间作用力堆积而成；晶胞类型为面心立方，晶胞密度用公式ρ=NM/(NA·a3)计算；晶胞中的分子数用均摊法计算 1．Ni(CO)4(四羰合镍，沸点43℃，其结构如图所示)是有机化合物羰基化反应的催化剂，也可用于制备高纯镍(镍的晶胞结构类型与铜的相同，为面心立方晶胞，其体积为a3)。下列说法错误的是 A．图中Ni(CO)4中含有σ键的数目为8 B． Ni(CO)4晶体的类型为分子晶体 C．镍的晶胞中镍原子配位数为8 D．镍的晶胞中镍原子半径为 2．干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华，其立方晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．干冰升华破坏了共价键 B．晶体中与1个CO2最近的CO2有12个 C．每个晶胞中含有12个CO2 D．若晶胞参数为anm，则晶体密度为 3．配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，设晶胞边长为apm，NA为阿伏加德罗常数的值，MA2L2的相对分子质量为M，下列说法错误的是 A．该晶体属于分子晶体 B．中心原子的价层电子对数为4 C．该晶体的熔点高于NaCl D．晶胞密度为g·cm-3 题型七 共价晶体类型的判断 方法提示： 1.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。 2. 共价晶体的结构特点：相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架网状结构的晶体。具有熔、沸点高，硬度大，耐磨性好，一般不导电等特点。 1．下列各物质的晶体中，属于共价晶体的是 A．NaCl B．CO2 C．SiO2 D．Cu 2．2024年1月，我国自主研制的AG60E电动飞机成功首飞。AG60E采用了SiC电控系统，SiC晶体属于 A．分子晶体 B．金属晶体 C．离子晶体 D．共价晶体 3．下列我国科研成果所涉及材料中，是共价晶体的是 A．4.03米大口径碳化硅反射镜 B．2022年冬奥会聚氨酯速滑服 C．能屏蔽电磁波的银纳米线 D．“玉兔二号”钛合金筛网轮 题型八 常见共价晶体的结构辨析 方法提示： 1.金刚石晶体：在常见的晶体金刚石中，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′的正四面体的空间网状结构，其中最小的环是六元环。 2.二氧化硅晶体：在常见的晶体二氧化硅中，每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与 2个硅原子相结合，向空间扩展，形成三维骨架的空间网状结构。低温石英的结构没有封闭的环状结构。这一结构决定了它具有手性。 1．制造光导纤维的材料是一种很纯的硅氧化物，它是具有立体网状结构的晶体，如图是简化了的平面示意图。下列关于该硅氧化物的说法正确的是 A．该晶体中硅原子与氧原子的数目之比是1︰4 B．这种氧化物形成的晶体是共价晶体 C．该晶体中存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角 D．该晶体中最小的环上有3个硅原子和3个氧原子 2．下图中I、Ⅱ为，Ⅲ为晶胞。下列叙述错误的是 A．用X射线衍射仪区别I和Ⅱ B．I中每个环由6个O和6个Si原子构成 C．碳化硅晶体熔化时需破坏范德华力 D．碳化硅晶体中与碳原子紧邻等距的硅原子数目为4 3．科学家在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，制得新型CO2晶体，其结构和性质与SiO2相似，下列关于该晶体的说法正确的是 A．该晶体微粒间的作用力为范德华力 B．1mol该晶体中含有2NA个C－O键 C．新型CO2晶体的熔点高于SiO2晶体 D．该晶体为面心立方密堆积，每个晶胞中含有4个CO2分子 题型九 晶体的结构与粒子数的关系 方法提示： 1.分子晶体：根据晶胞结构(可分为密堆积和非密堆积)或物质的质量计算分子的物质的量，再转换为所求的物理量。 2.共价晶体：根据晶胞结构(面心立方和正四面体)或物质的质量以及组成结构计算特定原子组合或原子的物质的量，再转换为所求的物理量。 1．表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．18g冰(图甲)中含O－H键数目为2NA B．28g晶体硅(图乙)中含有Si－Si键数目为NA C．干冰(图丙)的晶胞中含有4个CO2分子 D．石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料，12g石墨烯中含C－C键数目为1.5NA 2．观察下列模型，判断下列说法正确的是 金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 A．原子数相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1︰2 B．SiO2晶体中Si和Si－O键个数比为1︰2 C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为1︰2 D．C60晶体堆积属于分子密堆积 3．BN是一种无机非金属材料，立方BN的硬度仅次于金刚石，其晶胞如下图所示．下列说法不正确的是 A．立方BN属于共价晶体 B．1个晶胞中含有4个B和4个N C．距离每个B最近的N有4个 D．1mol立方BN中含有2mol共价键 题型十 共价晶体的晶胞结构及其性质的辨识 方法提示： 1. 常见的共价晶体的晶胞(如金刚石、碳化硅等)是一个面心(四中心)立方结构，其中包含8个顶点原子和6个面心原子。每个原子与周围的4个原子形成正四面体结构。 2.共价晶体中，共价键既影响物质的化学性质，也影响物质的物理性质，共价晶体一般都是熔、沸点高，硬度大，耐磨性好，共价晶体不具有导电性。 1．碳化钛在航空航天、机械加工等领域应用广泛。其晶胞结构如图所示。当TiC中的C原子被N原子取代时，则产生，其性能与x的值有关。下列说法正确的是 A．x值会影响碳氮化钛的晶胞边长，x越大，则晶胞边长越长 B．C原子位于Ti形成的四面体空隙中 C．离Ti原子最近的且距离相等的C原子的数目为8 D．碳化钛具有高熔点、高硬度的特点 2．砷(As)、镓(Ga)等形成的化合物在现代工业中有广泛的用途，其中砷化镓是一种重要的半导体材料，晶胞结构如图所示，其熔点为1238℃，以下说法正确的是 A．一个晶胞中As原子的个数为2 B．砷化镓晶体中每个原子均形成4个共价键 C．As的配位数是2 D．As原子周围与它距离最近且相等的As原子有8个 3．我国科学家合成了富集的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图所示，下列说法不正确的是 A．氮化硼晶体有较高的熔、沸点 B．该晶体具有良好的导电性 C．该晶胞中含有4个B原子，4个N原子 D．B原子周围等距且最近的B原子数为12 题型十一 共价晶体的物理性质比较方法 方法提示： 1.共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此共价晶体的熔点很高，硬度很大，耐磨性好，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，硬度越大。 1．下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是 A．金刚石(C) B．单晶硅() C．金刚砂() D．氮化硼(，立方相) 2．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 3．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＜SiC＜金刚石 C．键能：C－C＜Si－Si＜Si－O D．石英的分子式： 题型十二 共价晶体晶胞的有关计算 方法提示： 1.均摊法确定晶胞中粒子的个数；晶体的化学式就是晶体(也可以说是每个晶胞)中各类原子数目的最简整数比；观察法确定配位数，常见的配位数有4、6、8和12。 2.晶胞密度用ρ=NM/(NA·a3)计算；常见的共价晶体的晶胞为面心立方(四中心)型，微粒间距离为体对角线长度的四分之一。 3.晶胞参数为a、b、c 方向的三维坐标系，三维坐标轴满足右手系； 1．砷化镓是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示。已知NA为阿伏加德罗常数的值，立方晶胞的棱长为anm，下列说法错误的是 A．与为同周期主族元素 B．与原子的配位数均为4 C．与之间的最短距离为 D．晶体的密度为 2．磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示，设晶胞参数为apm，下列说法不正确的是 A．基态磷原子的核外电子运动状态有 15种 B．P与B原子的最近距离为 C．与P原子最近的等距离的P原子有 12个 D．该晶体的密度为 3．半导体材料硒化锌的晶胞如图所示。通过晶体衍射测得晶胞中，面心上硒与顶点硒之间距离为anm，代表阿伏加德罗常数的值。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，在ZnSe晶胞坐标系中，A点硒原子坐标为，B点锌原子坐标为。下列说法错误的是 A．晶胞中与Se等距离且距离最近的Se原子有12个 B．C的原子坐标参数为 C．Se与Zn原子之间的最近距离为 D．硒化锌晶体密度为 4．下图是氮化镓的一种晶体结构，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．每个原子周围距离最近的原子数目为4 B．氮化镓分子式为 C．a、b原子坐标参数依次为、、则c原子坐标参数为 D．已知该晶体密度为，则镓氮原子间最短距离为 题型十三 关于分子晶体与共价晶体的几个问题 方法提示： 1.分子晶体：分子间以分子间作用力相结合形成的晶体；分子晶体可分为密堆积和非密堆积；一般熔沸点低，硬度小，不导电。结构相似的分子晶体相对质量大，分子间作用力大，熔沸点高 2.共价晶体：相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架网状结构的晶体。共价晶体一般为面心立方(四中心)晶胞；一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。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。 1．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点及面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。有关冰晶胞的说法合理的是 A．水汽化和水分解两个变化过程中都破坏了共价键 B．晶体冰与金刚石晶体硬度相差不大 C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键 D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似 2．根据下列几种物质的熔点和沸点数据判断，下列有关说法错误的是 物质 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 190 2300 沸点/℃ 182.7 57.6 2500 注：熔点在条件下测定。 A．SiCl4是分子晶体 B．单质B是共价晶体 C．AlCl3加热能升华 D．单质B和AlCl3晶体类型相同 3．半导体芯片的发明促进了人类信息技术的发展，单晶硅、砷化镓(GaAs)，碳化硅等是制作半导体芯片的关键材料，也是我国优先发展的新材料。回答下列问题： (1)β-SiC的晶胞结构如图所示。 已知：i．晶体密度为ρg·cm-3； ii．设NA为阿伏加德罗常数的值。 ①属于 (填“离子晶体”“分子晶体”或“共价晶体”)。 ②、两原子的核间距为 cm(用含ρ的代数式表示) ③沸点： (填“>”或“<”)，判断的理由为 。 (2)的晶胞结构如图甲。将掺杂到的晶体中得到稀磁性半导体材料(图乙)。 ①晶胞中距离原子最近的原子的个数为 。 ②掺杂之后，晶体中、、的原子个数比为 (化为最简整数比) 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.2《分子晶体与共价晶体》题型突破 题型导引 题型一 分子晶体类型的判断 题型二 分子晶体的堆积方式与其结构和性质的辨识 题型三 粒子间的相互作用与物质性质之间的关系 题型四 分子晶体的性质比较方法 题型五 分子晶体的性质和晶胞结构的辨识 题型六 分子晶体晶胞的有关计算 题型七 共价晶体类型的判断 题型八 常见共价晶体的结构辨析 题型九 晶体的结构与粒子数的关系 题型十 共价晶体的晶胞结构及其性质的辨识 题型十一 共价晶体的物理性质比较方法 题型十二 共价晶体晶胞的有关计算 题型十三 关于分子晶体与共价晶体的几个问题 题型一 分子晶体类型的判断 方法提示： 1.依据物质的类别判断：部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物都是分子晶体。 2.依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断：组成分子晶体的微粒是分子，粒子间的作用力是分子间作用力(包括范德华力和氢键)。 3.依据物质的性质判断：分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。 1．下列各组物质各自形成的晶体，均属于分子晶体的化合物是 A．CS2、P4、H2O2 B．NH3，SO3、H2SO4 C．SO2、Si3N4、P2O5 D．NH4Cl，Na2S、C6H14 【答案】B 【详解】A．P4不是化合物，A错误； B．NH3、SO3、H2SO4均为化合物且都是分子晶体，B正确； C．Si3N4是共价晶体，C错误； D．NH4Cl、Na2S是离子晶体，D错误 答案选B。 2．下列各组物质中，化学键类型和晶体类型都相同的是 A．Ar和K B．NaCl和HCl C．CO2和H2O D．CO2和SiO2 【答案】C 【详解】A．Ar为只含分子间作用力的分子晶体，K为含有金属键的金属晶体，A选项错误； B．NaCl为只含离子键的离子晶体，HCl是含有共价键的分子晶体，B选项错误； C．CO2和H2O均是含有共价键和分子间作用力的分子晶体，C选项正确； D．CO2是含有共价键、分子间作用力的分子晶体，SiO2是只含共价键的原子晶体，D选项错误； 答案选C。 3．某化学兴趣小组,在学完分子晶体后,查阅了几种氯化物的熔、沸点,记录如下: NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔点/℃ 801 712 190 -68 782 沸点/℃ 1 465 1 418 230 57 1 600 根据这些数据分析,他们认为属于分子晶体的是 A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4 C．NaCl、CaCl2 D．NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、CaCl2 【答案】B 【解析】由表中氯化物熔、沸点可知，一般情况下，熔、沸点较低的是分子晶体，熔沸点较高的是离子晶体。 有分析可知，SiCl4、AlCl3的熔沸点都很低，因此形成的晶体是分子晶体。NaCl、MgCl2、CaCl2的熔沸点很高，所以形成的晶体应该是离子晶体，通过离子键结合，故B正确； 答案选B。 题型二 分子晶体的堆积方式与其结构和性质的辨识 方法提示： 1.分子晶体的密堆积：微粒间作用力为范德华力，晶胞为面心立方，空间特点通常是每个分子周围有12个紧邻的分子，如C60、干冰、I2、O2。 2.分子晶体的非密堆积：微粒间作用力为范德华力和氢键，空间特点通常是每个分子周围紧邻的分子数小于12个，空间利用率不高，如HF、NH3、冰。 1．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。 2．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，金刚石晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．冰为共价晶体 B．每个冰晶胞平均含有4个水分子 C．冰晶体内水分子间采取最紧密堆积 D．每个水分子周围等距且最近的水分子有4个 【答案】D 【详解】A． 冰为分子晶体，故A错误；     B． 每个冰晶胞平均含有个水分子，故B错误； C． 因为氢键具有方向性，冰晶体内水分子间采取非密堆积，故C错误； D． 由晶胞结构图可知，每个水分子周围等距且最近的水分子有4个，故D正确； 故选D。 3．根据图中“冰的结构模型”，判断下列说法正确的是 A．冰晶体具有空间网状结构，属于共价晶体 B．在冰的晶体中，每个水分子周围只有4个紧邻的水分子 C．水分子仅以范德华力形成晶体，采取密堆积 D．当冰刚刚融化为液态水时，分子间空隙变大 【答案】B 【详解】A．水分子间通过氢键形成冰晶体，冰晶体所以分子晶体，故A错误； B．由图可知，冰晶体中每个水分子可以与4个水分子形成分子间氢键，所以每个水分子与另外4个紧邻的水分子形成四面体，故B正确； C．水分子间通过氢键形成冰晶体，采取非密堆积，故C错误； D．由于氢键有方向性，分子之间的空隙较大，当晶体熔化时，氢键被部分破坏，水分子之间的空隙减小，故D错误： 故选B。 题型三 粒子间的相互作用与物质性质之间的关系 方法提示： 1.分子晶体的构成粒子为分子，分子间的相互作用为分子间作用力包括范德华力和氢键，主要影响物质的物理性质；氢键能使物质的熔沸点反常的升高。 2.分子内各原子间的相互作用为共价键，主要影响物质的化学性质。 1．下列物质晶体类型相同，且发生所述变化时，所克服的微粒间作用力相同的是 A．SiO2和CaO的熔化 B．NaBr和HI分别在水中电离 C．干冰和碘的升华 D．NH3和CO2分别溶于水中 【答案】C 【详解】A．SiO2是共价晶体，熔化是要断开共价键，CaO属于离子晶体，熔化时断开离子键，故A错误； B．NaBr是离子晶体，在水中电离时断开离子键，HI是分子晶体，在水中电离断开共价键，故B错误； C．干冰和碘都属于分子晶体，升华需要克服范德华力，故C正确； D．NH3和CO2都属于分子晶体，NH3溶于水中克服了氨气分子间氢键，CO2克服了范德华力，故D错误； 故答案为C。 2.下列关于晶体的说法中，正确的是 A．冰融化时，分子中H-O键发生断裂 B．共价晶体中，共价键的键能越大，熔点越高 C．分子晶体中，共价键键能越大，该晶体的熔沸点一定越高 D．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 【答案】B 【解析】A．冰融化时，水分子没有改变，改变的是分子间的距离，所以分子中H-O键没有发生断裂，A不正确； B．共价晶体中，共价键的键能越大，破坏共价键所需的能量越大，该晶体的熔点越高，B正确； C．分子晶体熔化或沸腾时，只改变分子间的距离，不需要破坏分子内的共价键，所以该晶体的熔沸点高低与键能无关，C不正确； D．分子晶体中，物质的稳定性与分子内原子间的共价键有关，与分子间作用力无关，D不正确； 故选B。 3．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列说法不正确的是 A．水分子间存在O―H···O作用力 B．冰中1个水分子通过氢键与4个水分子相连，冰中水分子与氢键的数目之比为1：4 C．冰融化要破坏范德华力和氢键 D．液态水结成冰时的体积变大与氢键具有方向性有关 【答案】B 【详解】A．由冰晶体的结构模型可知，每个水分子与周围邻近四个水分子间通过氢键形成冰晶体，即水分子间存在O―H···O作用力，故A正确； B．由冰晶体的结构模型可知，每个水分子与周围邻近四个水分子间通过氢键形成冰晶体，每个氢键被两个水分子所共有，则1mol冰晶体中最多含有氢键的物质的量为=2mol，故B错误； C．由冰晶体的结构模型可知，每个水分子与周围邻近四个水分子形成四面体型的空间网状结构，则水分子间的作用力为氢键和分子间作用力，冰属于分子晶体，冰融化要破坏范德华力和氢键，故C正确； D．氢键具有方向性也有方向性，氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的四个相邻水分子相互吸引，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，即液态水结成冰时的体积变大与氢键具有方向性有关，故D正确； 故选B。 题型四 分子晶体的性质比较方法 方法提示： 1.分子间作用力大小主要影响分子晶体的物理性质，分子的组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔沸点越高；氢键能使熔沸点反常的升高。 2.共价键的强弱主要影响分子晶体的化学性质，共价键键能越大，物质越稳定。 1．下列选项中，所列出的物质性质差异主要受范德华力大小影响的是 A．H2O的沸点比H2S的高 B．SiC晶体的熔点高于晶体硅 C．CH4的分解温度比SiH4的高 D．常温下Br2为液体而Cl2为气体 【答案】D 【详解】A．水的沸点高于硫化氢是因为水分子能形成分子间氢键，硫化氢不能形成分子间氢键有关，与范德华力大小无关，故A错误； B．碳化硅晶体的熔点高于晶体硅是因为碳化硅和晶体硅都是共价晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，碳化硅晶体中碳硅键强于硅晶体的硅硅键，与范德华力大小无关，故B错误； C．甲烷的分解温度比硅化氢的高是因为碳元素的非金属性强于硅元素，与范德华力大小无关，故C错误； D．单质溴与氯气都是分子晶体，溴的相对分子质量大于氯气，分子间范德华力大于氯气，所以沸点高于氯气，故D正确； 故选D。 2．下列两组命题中，Ⅱ组中命题正确，且能用Ⅰ组中的命题加以解释的是 选项 Ⅰ组 Ⅱ组 A 相对分子质量： 沸点：高于 B 键能： 沸点：高于 C 分子间作用力： 稳定性：强于 D 相对分子质量： 沸点：HI高于HCl A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．由于相对分子质量：HCl>HF，所以范德华力：HCl>HF，但HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键，所以沸点：HCl低于HF，故A错误； B．由于原子半径：O<S，键长：H−O<H−S，所以键能：H−O>H−S，但沸点与共价键的键能无关，H2O分子间存在氢键，所以沸点：H2O高于H2S，I组命题不能解释Ⅱ组命题，故B错误； C．由于相对分子质量：H2S>H2O，所以范德华力：H2S>H2O，但H2O分子间存在氢键，所以分子间作用力：H2O>H2S，由于键能H−O>H−S，所以稳定性：H2O强于H2S，分子的稳定性与分子间作用力无关，I组命题不能解释Ⅱ组命题，故C错误； D．由于相对分子质量：HI>HCl，所以范德华力：HI>HCl，所以沸点：HI>HCl，故D正确； 故选D。 3．下列比较大小不正确的是 A．热稳定性：CH4<NH3<H2O<HF B．熔点：CI4>CBr4>CCl4>CF4 C．沸点：正丁烷<异戊烷 D．沸点：HF<HCl<HBr<HI 【答案】D 【详解】A．已知非金属的非金属性与其简单气态氢化物的热稳定性一致，非金属性F＞O＞N＞C，则热稳定性：CH4<NH3<H2O<HF，A正确；     B．四卤化碳组成和结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力就越大，熔沸点就越高，熔点CI4>CBr4>CCl4>CF4，B正确； C．烷烃的沸点随相对分子质量的增加而有规律升高，则沸点：正丁烷<异戊烷，C正确；     D．卤素的氢化物均形成分子晶体，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增强，沸点升高，但由于HF中存在分子间氢键，导致沸点异常升高，则沸点：HCl<HBr<HI<HF，D错误； 故答案为：D。 题型五 分子晶体的性质和晶胞结构的辨识 方法提示： 1.常考晶体类型为密堆积的面心立方，立方体的每个顶角有一个分子，每个面上也有一个分子，每个分子与12个分子等距离相邻；非密堆积为四面体形，具有四面体的结构特点。 2. 分子晶体的分子间存在分子间作用力(范德华力和氢键)，分子内存在共价键。 1．碘的晶胞结构示意图如图，下列说法正确的是 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．晶体中碘分子的排列有3种不同取向 D．碘晶体中每个I2周围等距且紧邻的I2有6个 【答案】B 【详解】A． 碘晶体为分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，故A错误； B． 1个碘晶胞中8个碘分子位于顶点，6个位于面心，则含有8×+6×=4个碘分子，故B正确； C．由图可知， 晶体中碘分子的排列有2种不同取向，故C错误； D． 碘晶体中每个I2周围等距且紧邻的I2位于面心，有12个，故D错误； 故选B。 2．如图为甲烷晶体的晶胞结构，下列有关说法不正确的是 A．CH4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。 3．冰的晶胞结构如图所示。下列相关说法不正确的是 A．硫化氢晶体结构和冰相似 B．冰晶体中，相邻的水分子均以氢键结合 C．晶胞中Z方向上的两个氧原子最短距离为d，则冰晶胞中的氢键键长为d D．冰晶体中分子间氢键存在方向性、饱和性，晶体有较大空隙，因此密度比液态水小 【答案】A 【解析】A．硫化氢分子间不存在氢键，冰中水分子间存在氢键，因此两者结构不相似，故A说法错误； B．在冰晶体中，每个水分子与四个水分子通过氢键相结合，故B说法正确； C．氢键键长可以表示为通过氢键相连的两个氧原子的核间距，z方向上距离最近的两个O原子所在的水分子通过氢键相连，故C说法正确； D．在冰的晶体中，由于氢键有方向性和饱和性，迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，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，其密度比液态水小，故D说法正确； 答案为A。 题型六 分子晶体晶胞的有关计算 方法提示： 1.分子晶体的堆积类型：密堆积(如CO2的面心立方)和非密堆积 (如H2O的四面体结构)。CO2晶胞的每个CO2分子与12个CO2分子等距离相邻；冰晶体中的水分子间主要通过氢键形成晶体。一个水分子与周围四个水分子结合。 2. 分子晶体的晶胞：分子晶体的晶胞是通过分子间作用力堆积而成；晶胞类型为面心立方，晶胞密度用公式ρ=NM/(NA·a3)计算；晶胞中的分子数用均摊法计算 1．Ni(CO)4(四羰合镍，沸点43℃，其结构如图所示)是有机化合物羰基化反应的催化剂，也可用于制备高纯镍(镍的晶胞结构类型与铜的相同，为面心立方晶胞，其体积为a3)。下列说法错误的是 A．图中Ni(CO)4中含有σ键的数目为8 B． Ni(CO)4晶体的类型为分子晶体 C．镍的晶胞中镍原子配位数为8 D．镍的晶胞中镍原子半径为 【答案】C 【详解】A．已知单键为σ键，三键有1个σ键和2个π键，由题干图中Ni(CO)4的结构示意图可知，Ni(CO)4中含有σ键的数目为8，A正确； B．由题干信息可知，Ni(CO)4四羰合镍的沸点43℃，沸点较低，故Ni(CO)4晶体的类型为分子晶体，B正确； C．由题干信息可知，镍的晶胞结构类型与铜的相同，为面心立方晶胞，故镍的晶胞中镍原子配位数为=12，C错误； D．由题干信息可知，镍的晶胞结构类型与铜的相同，为面心立方晶胞，其体积为a3，则晶胞的边长为a，则面对角线为镍原子半径的4倍，故镍的晶胞中镍原子半径为，D正确； 故答案为：C。 2．干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华，其立方晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．干冰升华破坏了共价键 B．晶体中与1个CO2最近的CO2有12个 C．每个晶胞中含有12个CO2 D．若晶胞参数为anm，则晶体密度为 【答案】B 【详解】 A．干冰升华破坏的是分子间作用力，A错误； B．干冰是分子密堆积，晶体中与1个CO2最近的CO2有12个，B正确； C．根据均摊法计算，每个晶胞中含有=4个CO2，C错误； D．若晶胞参数为anm，则晶体密度为，D错误； 故选B。 3．配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，设晶胞边长为apm，NA为阿伏加德罗常数的值，MA2L2的相对分子质量为M，下列说法错误的是 A．该晶体属于分子晶体 B．中心原子的价层电子对数为4 C．该晶体的熔点高于NaCl D．晶胞密度为g·cm-3 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，该晶体由[MA2L2]分子通过分子间作用力结合而成，属于分子晶体，故A正确； B．由分子结构可知，M原子与周围四个原子形成共价键，价层电子对数为4，故B正确； C．该晶体为分子晶体，NaCl为离子晶体，故其熔点低于NaCl，故C错误； D．由晶胞结构可知，分子位于顶点和面心，个数为，晶胞质量为g，，晶胞密度为g·cm-3，故D正确； 故选：C。 题型七 共价晶体类型的判断 方法提示： 1.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。 2. 共价晶体的结构特点：相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架网状结构的晶体。具有熔、沸点高，硬度大，耐磨性好，一般不导电等特点。 1．下列各物质的晶体中，属于共价晶体的是 A．NaCl B．CO2 C．SiO2 D．Cu 【答案】C 【详解】A．NaCl是离子晶体，NaCl中只含离子键，故A不符合题意； B．固体CO2是分子晶体，故B不符合题意； C．二氧化硅是共价晶体，故C符合题意； D．Cu是金属晶体，化学型类型为金属键，故D不符合题意； 故答案选C。 2．2024年1月，我国自主研制的AG60E电动飞机成功首飞。AG60E采用了SiC电控系统，SiC晶体属于 A．分子晶体 B．金属晶体 C．离子晶体 D．共价晶体 【答案】D 【详解】SiC中的Si和C以共价键结合形成空间网状结构，和金刚石结构相似，SiC属于共价晶体，故选D。 3．下列我国科研成果所涉及材料中，是共价晶体的是 A．4.03米大口径碳化硅反射镜 B．2022年冬奥会聚氨酯速滑服 C．能屏蔽电磁波的银纳米线 D．“玉兔二号”钛合金筛网轮 【答案】A 【详解】A．碳化硅是由碳原子和硅原子形成的共价晶体，故A项正确； B．聚氨酯是有机合成高分子材料，不是共价晶体，故B项错误； C．屏蔽电磁波的银纳米线是碳包覆银纳米线，碳有多种同素异形体，其中石墨是混合晶体，无定形碳不是晶体，银属于金属晶体，不是共价晶体，故C项错误； D．钛合金属于金属晶体，不是共价晶体，故D项错误； 故本题选A。 题型八 常见共价晶体的结构辨析 方法提示： 1.金刚石晶体：在常见的晶体金刚石中，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′的正四面体的空间网状结构，其中最小的环是六元环。 2.二氧化硅晶体：在常见的晶体二氧化硅中，每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与 2个硅原子相结合，向空间扩展，形成三维骨架的空间网状结构。低温石英的结构没有封闭的环状结构。这一结构决定了它具有手性。 1．制造光导纤维的材料是一种很纯的硅氧化物，它是具有立体网状结构的晶体，如图是简化了的平面示意图。下列关于该硅氧化物的说法正确的是 A．该晶体中硅原子与氧原子的数目之比是1︰4 B．这种氧化物形成的晶体是共价晶体 C．该晶体中存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角 D．该晶体中最小的环上有3个硅原子和3个氧原子 【答案】B 【详解】A．由题意可知，该晶体具有立体网状结构，存在硅氧共价四面体结构，硅原子处于中心，氧原子处于4个顶角，属于共价晶体，1个Si原子与4个O原子形成4个Si－O键，1个O原子与2个Si原子形成2个Si－O键，则硅原子与氧原子的数目之比是1︰2，A错误； B．由题意可知，该晶体具有立体网状结构，存在硅氧共价四面体结构，硅原子处于中心，氧原子处于4个顶角，属于共价晶体，B正确； C．由题意可知，该晶体具有立体网状结构，存在硅氧共价四面体结构，硅原子处于中心，氧原子处于4个顶角，C错误； D．在SiO2晶体中，每6个硅原子和6个氧原子形成一个十二元环(最小环)，D错误； 故选B。 2．下图中I、Ⅱ为，Ⅲ为晶胞。下列叙述错误的是 A．用X射线衍射仪区别I和Ⅱ B．I中每个环由6个O和6个Si原子构成 C．碳化硅晶体熔化时需破坏范德华力 D．碳化硅晶体中与碳原子紧邻等距的硅原子数目为4 【答案】C 【详解】 A．Ⅰ为晶态SiO2、Ⅱ为非晶态SiO2，用X射线衍射实验可以区别，故A正确； B．观察二氧化硅晶体，最小环为12元环，由6个硅原子、6个氧原子构成，故B正确； C．碳化硅为共价晶体，熔化时需要破坏共价键，故C错误； D．由图Ⅲ得，在碳化硅的晶体结构中，与碳原子紧邻等距的硅原子数目为4，故D正确； 故选C。 3．科学家在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，制得新型CO2晶体，其结构和性质与SiO2相似，下列关于该晶体的说法正确的是 A．该晶体微粒间的作用力为范德华力 B．1mol该晶体中含有2NA个C－O键 C．新型CO2晶体的熔点高于SiO2晶体 D．该晶体为面心立方密堆积，每个晶胞中含有4个CO2分子 【答案】C 【详解】A．由新型二氧化碳晶体的结构和二氧化硅晶体的性质相似可知，新型二氧化碳晶体是微粒间作用力为共价键的共价晶体，微粒间的作用力不是范德华力，故A错误； B．由新型二氧化碳晶体的结构和二氧化硅晶体的性质相似可知，新型二氧化碳晶体中每个碳原子与4个氧原子形成碳氧共价键，则1mol该晶体中含有4NA个碳氧键，故B错误； C．碳原子的原子半径小于硅原子，则二氧化碳晶体中碳氧键的键长小于硅氧键，共价键强于硅氧键，所以新型二氧化碳晶体的熔点高于二氧化硅晶体，故C正确； D．由新型二氧化碳晶体的结构和二氧化硅晶体的性质相似可知，新型二氧化碳晶体中只含有碳原子和氧原子，不存在二氧化碳分子，故D错误； 故选C。 题型九 晶体的结构与粒子数的关系 方法提示： 1.分子晶体：根据晶胞结构(可分为密堆积和非密堆积)或物质的质量计算分子的物质的量，再转换为所求的物理量。 2.共价晶体：根据晶胞结构(面心立方和正四面体)或物质的质量以及组成结构计算特定原子组合或原子的物质的量，再转换为所求的物理量。 1．表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．18g冰(图甲)中含O－H键数目为2NA B．28g晶体硅(图乙)中含有Si－Si键数目为NA C．干冰(图丙)的晶胞中含有4个CO2分子 D．石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料，12g石墨烯中含C－C键数目为1.5NA 【答案】B 【详解】A．一个水分子中有2个O－H，则18g冰，即1mol冰中含O－H键数目为2NA，故A项正确； B．28g晶体硅含有1mol硅原子，晶体硅中每个硅原子形成的共价键平均为×4=2，则1mol晶体硅中含有Si－Si键数目为2NA，故B项错误； C．干冰晶胞中，有8个CO2分子位于顶点，6个位于面心，运用均摊法，含有CO2分子的个数为：，故C项正确； D．石墨烯中，每个碳原子周围有两个碳碳单键和一个碳碳双键，所以每个碳原子实际拥有C—C键为1.5个，则12g石墨烯，即1mol石墨烯中，含C—C键数目为1.5NA，故D项正确； 故本题选B。 2．观察下列模型，判断下列说法正确的是 金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 A．原子数相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1︰2 B．SiO2晶体中Si和Si－O键个数比为1︰2 C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为1︰2 D．C60晶体堆积属于分子密堆积 【答案】D 【详解】 A．把中Si原子换为C原子就得到金刚石晶胞结构，所以金刚石和碳化硅结构相似，则原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1︰1，A错误； 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错误； 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，因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2︰1，C错误； D．C60分子之间只有范德华力，所以晶体是分子密堆积，D正确； 故答案为：D。 3．BN是一种无机非金属材料，立方BN的硬度仅次于金刚石，其晶胞如下图所示．下列说法不正确的是 A．立方BN属于共价晶体 B．1个晶胞中含有4个B和4个N C．距离每个B最近的N有4个 D．1mol立方BN中含有2mol共价键 【答案】D 【详解】A．立方BN的硬度仅次于金刚石，属于共价晶体，A正确； B．根据均摊法，该晶胞中位于顶点和面心的原子个数为，位于晶胞内部的原子个数为4，则1个晶胞中含有4个B和4个N，B正确； C．根据晶胞结构可知，每个B最近的N有4个，每个N最近的B有4个，C正确； D．立方BN中每个B形成4个B－N键，1mol立方BN中含有4mol共价键，D错误； 故选D。 题型十 共价晶体的晶胞结构及其性质的辨识 方法提示： 1. 常见的共价晶体的晶胞(如金刚石、碳化硅等)是一个面心(四中心)立方结构，其中包含8个顶点原子和6个面心原子。每个原子与周围的4个原子形成正四面体结构。 2.共价晶体中，共价键既影响物质的化学性质，也影响物质的物理性质，共价晶体一般都是熔、沸点高，硬度大，耐磨性好，共价晶体不具有导电性。 1．碳化钛在航空航天、机械加工等领域应用广泛。其晶胞结构如图所示。当TiC中的C原子被N原子取代时，则产生，其性能与x的值有关。下列说法正确的是 A．x值会影响碳氮化钛的晶胞边长，x越大，则晶胞边长越长 B．C原子位于Ti形成的四面体空隙中 C．离Ti原子最近的且距离相等的C原子的数目为8 D．碳化钛具有高熔点、高硬度的特点 【答案】D 【详解】A．由于N原子半径小于C原子，故x值会影响碳氮化钛的晶胞边长，x越大，则晶胞边长越小，A错误； B．由晶胞知，C原子位于Ti形成的八面体空隙中，B错误； C．由晶胞知，Ti原子位于C形成的八面体空隙中，离Ti原子最近的且距离相等的C原子的数目为6，C错误； D．碳化钛是共价晶体，具有高熔点、高硬度的特点，D正确； 本题选D。 2．砷(As)、镓(Ga)等形成的化合物在现代工业中有广泛的用途，其中砷化镓是一种重要的半导体材料，晶胞结构如图所示，其熔点为1238℃，以下说法正确的是 A．一个晶胞中As原子的个数为2 B．砷化镓晶体中每个原子均形成4个共价键 C．As的配位数是2 D．As原子周围与它距离最近且相等的As原子有8个 【答案】B 【详解】A．晶胞中As原子为面心立方堆积，As原子位于顶点和面心位置，顶点位置As原子为8个晶胞共有,面心位置As原子为2个晶胞共有，因此一个晶胞中As原子的个数为个，选项A错误； B．根据砷化镓的晶胞结构图可知，晶胞中每个原子均形成4个共价键，选项B正确； C．以晶胞右侧面As分析，左边有两个Ga相连，同理右边两个Ga相连，因此As的配位数是4，选项C错误； D．以位于晶胞顶点的As原子分析,周围与它最近且相等的As原子为位于与其相邻三个面面心位置的3个As原子，顶点的As原子为8个晶胞共有,且每个面心的As为两个晶胞共有，故周围与它距离最近且相等的As原子有个，选项D错误； 故答案选B。 3．我国科学家合成了富集的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图所示，下列说法不正确的是 A．氮化硼晶体有较高的熔、沸点 B．该晶体具有良好的导电性 C．该晶胞中含有4个B原子，4个N原子 D．B原子周围等距且最近的B原子数为12 【答案】B 【详解】A．立方氮化硼晶体结构与金刚石类似，属于共价晶体，其具有较高的熔、沸点，A正确； B．共价晶体一般不导电，B错误； C．该晶胞中，B原子位于项角（记=1个）和面心（记=3个）一共4个，N原子位于晶胞内部，共4个，C正确； D．B原子位置结构为面心立方堆积，故B原子周围等距且最近的B原子数为12个，D正确； 故选B。 题型十一 共价晶体的物理性质比较方法 方法提示： 1.共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此共价晶体的熔点很高，硬度很大，耐磨性好，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，硬度越大。 1．下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是 A．金刚石(C) B．单晶硅() C．金刚砂() D．氮化硼(，立方相) 【答案】B 【详解】金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种共价晶体中，键长Si－Si＞Si－C＞B－N＞C－C，所以熔点最低的为单晶硅。 故选B。 2．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 【答案】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。 3．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＜SiC＜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SiO2，故D错误； 故选B。 题型十二 共价晶体晶胞的有关计算 方法提示： 1.均摊法确定晶胞中粒子的个数；晶体的化学式就是晶体(也可以说是每个晶胞)中各类原子数目的最简整数比；观察法确定配位数，常见的配位数有4、6、8和12。 2.晶胞密度用ρ=NM/(NA·a3)计算；常见的共价晶体的晶胞为面心立方(四中心)型，微粒间距离为体对角线长度的四分之一。 3.晶胞参数为a、b、c 方向的三维坐标系，三维坐标轴满足右手系； 1．砷化镓是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示。已知NA为阿伏加德罗常数的值，立方晶胞的棱长为anm，下列说法错误的是 A．与为同周期主族元素 B．与原子的配位数均为4 C．与之间的最短距离为 D．晶体的密度为 【答案】C 【详解】A．Ga为第四周期Ⅲ族元素，为第四周期ⅤA族元素，故A说法正确； B．据晶胞结构示意图可知，Ga连有4个As，As连有4个Ga，Ga与As原子的配位数均为4，故B说法正确； C．Ga与As间的最短距离为体对角线的，即，故C说法错误； D．一个晶胞由4个Ga与4个As构成，所以晶体的密度为，故D说法正确； 答案为C。 2．磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示，设晶胞参数为apm，下列说法不正确的是 A．基态磷原子的核外电子运动状态有 15种 B．P与B原子的最近距离为 C．与P原子最近的等距离的P原子有 12个 D．该晶体的密度为 【答案】D 【详解】A．磷元素的原子序数为15，由泡利不相容原理可知，基态磷原子的核外电子运动状态有15种，故A正确； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的磷原子与位于体对角线处的硼原子的距离最近，则磷原子与硼原子的最近距离为a pm，故B正确； C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的磷原子与位于面心的磷原子的距离最近，则与磷原子最近的等距离的磷原子有12个，故C正确； D．由晶胞结构可知，位于顶点和面心的磷原子个数为，位于体内的硼原子个数为4，由晶胞的密度公式可得：，故D错误； 故答案选D。 3．半导体材料硒化锌的晶胞如图所示。通过晶体衍射测得晶胞中，面心上硒与顶点硒之间距离为anm，代表阿伏加德罗常数的值。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，在ZnSe晶胞坐标系中，A点硒原子坐标为，B点锌原子坐标为。下列说法错误的是 A．晶胞中与Se等距离且距离最近的Se原子有12个 B．C的原子坐标参数为 C．Se与Zn原子之间的最近距离为 D．硒化锌晶体密度为 【答案】B 【详解】A．晶胞中与Se等距离且距离最近的Se即顶点的Se与面心Se原子一共有12个，A正确； B．由于B点锌原子坐标为，C的原子坐标参数为， B错误； C．Se与Zn原子之间的最近距离为体对角线的1/4，由于面心上硒与顶点硒之间距离为anm，则体对角线的1/4为，C正确； D．硒化锌晶体密度为，D正确； 故选B。 4．下图是氮化镓的一种晶体结构，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．每个原子周围距离最近的原子数目为4 B．氮化镓分子式为 C．a、b原子坐标参数依次为、、则c原子坐标参数为 D．已知该晶体密度为，则镓氮原子间最短距离为 【答案】C 【详解】A．每个原子周围距离最近的原子数目为12，A项错误； B．氮化镓为共价晶体，没有分子，每个晶胞中Ga的个数为，N的个数为4，则其化学式为，B项错误； C．根据a、b原子坐标参数依次为、，判断c原子坐标参数为，C项正确； D．由B项分析知，每个晶胞中含有4个，则晶胞的边长为，则镓氮原子间最短距离为体对角线的，为，D项错误； 故选C。 题型十三 关于分子晶体与共价晶体的几个问题 方法提示： 1.分子晶体：分子间以分子间作用力相结合形成的晶体；分子晶体可分为密堆积和非密堆积；一般熔沸点低，硬度小，不导电。结构相似的分子晶体相对质量大，分子间作用力大，熔沸点高 2.共价晶体：相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架网状结构的晶体。共价晶体一般为面心立方(四中心)晶胞；一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。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。 1．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点及面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。有关冰晶胞的说法合理的是 A．水汽化和水分解两个变化过程中都破坏了共价键 B．晶体冰与金刚石晶体硬度相差不大 C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键 D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似 【答案】D 【详解】A．水汽化克服分子间作用力，水分解克服氢氧共价键，A不合理； B．晶体冰是分子晶体，硬度受分子间作用力决定，硬度较小，金刚石晶体是共价晶体，硬度受共价键决定，很大，B不合理； C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，氢键不是化学键，不是一种σ键，C不合理； D．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，一个冰分子可形成四个氢键，构成正四面体，与金刚石晶胞微粒的排列方式类似，D合理； 故选D。 2．根据下列几种物质的熔点和沸点数据判断，下列有关说法错误的是 物质 AlCl3 SiCl4 单质B 熔点/℃ 190 2300 沸点/℃ 182.7 57.6 2500 注：熔点在条件下测定。 A．SiCl4是分子晶体 B．单质B是共价晶体 C．AlCl3加热能升华 D．单质B和AlCl3晶体类型相同 【答案】D 【详解】A．由表中数据可知，四氯化硅是熔、沸点较低的分子晶体，故A正确； B．由表中数据可知，单质B是熔、沸点很高的共价晶体，故B正确； C．由表中数据可知，氯化铝的沸点比熔点低，所以氯化铝加热能发生升华，故C正确； D．由表中数据可知，单质B是熔、沸点很高的共价晶体，氯化铝是熔、沸点较低的分子晶体，两者晶体类型不同，故D错误； 故选D。 3．半导体芯片的发明促进了人类信息技术的发展，单晶硅、砷化镓(GaAs)，碳化硅等是制作半导体芯片的关键材料，也是我国优先发展的新材料。回答下列问题： (1)β-SiC的晶胞结构如图所示。 已知：i．晶体密度为ρg·cm-3； ii．设NA为阿伏加德罗常数的值。 ①属于 (填“离子晶体”“分子晶体”或“共价晶体”)。 ②、两原子的核间距为 cm(用含ρ的代数式表示) ③沸点： (填“>”或“<”)，判断的理由为 。 (2)的晶胞结构如图甲。将掺杂到的晶体中得到稀磁性半导体材料(图乙)。 ①晶胞中距离原子最近的原子的个数为 。 ②掺杂之后，晶体中、、的原子个数比为 (化为最简整数比) 【答案】 (1) ①共价晶体 ② ③＞ SiH4和CH4都属于分子晶体，两者组成和结构相似，SiH4的相对分子质量比CH4的大，SiH4的分子间作用力大于CH4的，SiH4的沸点比CH4的高 (2) ①4 ②5∶27∶32 【详解】 （1）①SiC属于共价晶体； ②根据均摊法，1个晶胞中含C：4个，含Si：8×+6×＝4个，1个晶胞的质量为g＝g，晶胞的体积为g÷ρg/cm3＝cm3，晶胞的边长为cm，由晶胞结构知，A、B两原子的核间距为面对角线的，A、B两原子的核间距为×cm； ③SiH4、CH4都属于分子晶体，两者组成和结构相似，SiH4的相对分子质量比CH4的大，SiH4的分子间作用力大于CH4的，故SiH4的沸点比CH4的高。 （2）①GaAs晶胞中距离As原子最近的Ga原子为4个，结合化学式，距离Ga原子最近的As原子的个数为4； ②根据均摊法，掺杂Mn之后，As的个数为4，Ga的个数为7×+5×＝，Mn的个数为1×+1×＝，晶体中Mn、Ga、As的原子个数比为∶∶4＝5∶27∶32。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$