3.2.2 共价晶体（检测）-【基于真实情景的同步教学】2024-2025学年高二化学同步课件与检测（人教版2019选择性必修2）

基于真实情境的大单元教学系列测试 3.2.2《共价晶体》检测 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 K-39 Mn-55 Fe-56 1． 选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有1个选项符合题目要求。 1．已知氮化碳晶体是新发现的高硬度材料，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于该晶体的说法错误的是 A．氮化碳属于共价晶体，比金刚石的硬度更大 B．该晶体中每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连，氮化碳的化学式为C3N4 C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构 D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构 2．为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．固体中含有离子总数为 B．金刚石中碳碳键数目为 C．标准状况下，含有的原子数为 D．的溶液中含离子数目为 3．下列物质的化学表述正确的是 A．俗名金刚砂的物质化学式是，其具有类似石墨的结构 B．是一种碳的化合物 C．石英晶体具有手性 D．乙酸晶胞的分子式为： 4．砷化镓（）的晶胞结构如图甲所示，将掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示，下列说法错误的是 A．、均属于区元素 B．图甲中，原子位于原子构成的正四面体空隙中 C．图甲中，若的键长为，则晶胞边长为 D．稀磁性半导体材料中，、的原子个数比为 5．将与过量的液氨反应可生成化合物。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅固体，氮化硅是一种新型耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。下列推断正确的是 A．、的晶体类型相同 B．晶体是共价键三维骨架结构 C．共价晶体的熔点比的低 D．晶体在熔化过程中化学键断裂 6．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 7．化学材料在人类社会发展中起着重要作用。下列关于几种含碳材料的说法不正确的是 A．①属于共价晶体 B．②中碳原子是杂化 C．③碳纳米管属于胶体 D．④间的作用力是范德华力 8．我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确的是 A．T-碳与金刚石互为同素异形体 B．T-碳与金刚石均属于共价晶体 C．T-碳与金刚石均不能导电 D．T-碳的密度是金刚石的4倍 9．以表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．18g冰(图甲)中含氢键数目为 B．12g金刚石(图乙)中含有键数目为 C．44g干冰(图丙)中含有个晶胞结构单元 D．12g石墨(图丁)中含六元环的数目为 10．磷化硼(BP)晶体的晶胞如图所示，晶胞的棱长为a pm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．基态B原子价电子轨道表示式 B．晶胞中P原子的配位数是8 C．晶胞中有4个B原子和4个P原子 D．晶体的密度 二、多选题 11．二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示。 下列关于二氧化硅晶体的说法中正确的是 A．1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O键 B．二氧化硅晶体的分子式是SiO2 C．晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子结构 D．晶体中最小环上的原子数为8 12．下列说法错误的是 A．第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，该元素为Mg B．周期表ⅣA~ⅦA中元素氢化物的沸点变化如图2所示，a点代表HCl C．第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图3所示，序号7对应的元素为Mg D．AB2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图4所示，该晶体属于共价晶体 13．碳化硅俗称金刚砂，与金刚石结构相似，其晶胞如图所示。下列说法正确的是 A．碳化硅的熔点比金刚石高 B．该晶体熔化时需破坏范德华力 C．C位于Si构成的正四面体空隙中 D．该晶体中由共价键形成的最小环上有6个原子 14．氮化钛(TiN)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。TiN晶体的晶胞结构如图所示(白球代表N，黑球代表Ti)。下列说法错误的是 A．Ti的第一电离能大于Mn B．该晶胞中含有6个Ti原子和4个N原子 C．Ti均位于N构成的八面体空隙中 D．Ti元素位于元素周期表d区，是过渡元素 15．半导体材料砷化硼(BAs)的晶胞结构如下图所示，可看作是金刚石晶胞内部的C原子被As原子代替、顶点和面心的C原子被B原子代替。下列说法正确的是 A．基态As原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p3 B．砷化硼(BAs)晶体属于分子晶体 C．1molBAs晶体中含有4molB-As键 D．与同一个B原子相连的As原子构成的立体构型为正四面体形 三、填空题 16．碳和硅的有关化学键键能如表所示，回答下列问题： 化学键 键能/ 356 413 336 226 318 452 (1)为 (填“分子晶体”或“共价晶体”)。 (2)熔点：金刚砂 (填“”或“”)晶体硅，原因为 。 (3)的空间结构为 ，键角为 。 (4)稳定性： (填“”或“”)。 (5)将少量通入溶液中，发生反应的离子方程式为 ，中心原子的杂化方式为 。 17．、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中一层结构)。 (1)、金刚石和石墨三者的关系互为___________(填字母)。 A．同分异构体 B．同素异形体 C．同系物 D．同位素 (2)固态时，属于 晶体。 (3)在石墨的层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是 个。 (4)晶体有多种结构，其中立方氮化硼具有金刚石型结构，如图所示。 该晶体的最小环中含有 个硼原子，氮原子的配位数为 。 18．回答下列问题 (1)利用与反应可制得碳化硅晶体，其晶胞结构如图，硅原子位于立方体的顶点和面心，碳原子位于立方体的内部。 ①热稳定性： （填“大于”“小于”或“等于”）。 ②碳化硅晶体中每个Si原子周围距离最近的C原子数目为 。 ③碳化硅的晶胞参数为a pm，晶胞密度为，则阿伏加德罗常数 （用含a和ρ的计算式表示） ④碳化硅的硬度 （填“大于”“小于”或“等于”）氮化硅的硬度，原因是 。 (2)氮化碳比氮化硅的硬度更大，其中β—氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料，已知氮化碳的二维晶体结构如图，图中线框内表示晶胞结构。 ①β—氮化碳属于 晶体。 ②氮化碳的化学式为 。 (3)三氧化铼晶胞如图所示，其中O原子的配位数为 ，已知该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则Re与O的最近距离为 cm。 19．I．碳元素的单质有多种形式，下图依次是、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题： (1)C60属于 晶体，石墨属于 晶体。 (2)在金刚石晶体中，碳原子数与化学键数之比为 。 (3)石墨晶体中，层内C—C键的键长为，而金刚石中C—C键的键长为。推测金刚石的熔点 填“”“”或“”石墨的熔点。 Ⅱ．回答下列问题 (4)如图甲所示的是金红石的晶胞，则每个晶胞拥有 个、 个。 (5)如图乙所示的是硫化锌的晶胞，则、的数目之比是 。 (6)如图丙所示的是钙钛矿的晶胞，则其化学式是 。 20．碳元素的单质有多种形式，回答下列问题： (1)石墨晶体的二维平面网状结构如图所示。 ①基态碳原子的价层电子轨道表示式为 。 ②石墨有类似于金属晶体的导电性，原因为 。 ③ng碳原子可构成 (用含n的代数式表示)个正六边形。 (2)金刚石是一种空间网状结构的晶体，其晶胞结构如图所示。 ①金刚石和石墨互为 (填“同位素”或“同素异形体”)。 ②金刚石晶体中碳原子个数与C―C键数目之比为 。 ③该晶体中，C和C原子间以 键结合。 (3)金刚石的硬度大于石墨的硬度，其原因为 。 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 $$ 基于真实情境的大单元教学系列测试 3.2.2《共价晶体》检测 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 K-39 Mn-55 Fe-56 1． 选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有1个选项符合题目要求。 1．已知氮化碳晶体是新发现的高硬度材料，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于该晶体的说法错误的是 A．氮化碳属于共价晶体，比金刚石的硬度更大 B．该晶体中每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连，氮化碳的化学式为C3N4 C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构 D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构 【答案】D 【详解】A．氮化碳为高硬度材料且是由非金属元素组成的，因此该晶体为共价晶体，又因为C—C的键长大于C—N的键长，故C—N的键能大于C—C的键能，硬度更大的是氮化碳，故A正确； B．N的非金属性大于C的非金属性，氮化碳中C显＋4价，N显-3价，所以氮化碳的化学式为C3N4，故B正确； C．每个C原子与4个N原子形成共价单键，每个N原子与3个C原子形成共价单键，C原子和N原子的最外层都达到8电子稳定结构， 故C正确； D．氮化碳晶体原子间以N—C极性键形成空间网状结构，故D错误； 选D。 2．为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．固体中含有离子总数为 B．金刚石中碳碳键数目为 C．标准状况下，含有的原子数为 D．的溶液中含离子数目为 【答案】B 【详解】A．由和离子构成，固体中含有离子总数为，A错误； B．金刚石中C原子形成四面体结构，一个C原子与另外4个C原子形成碳碳键，1mol金刚石中碳碳键数目为，B正确； C．标准状况下，为液态，不能通过气体摩尔体积求算物质的量，C错误； D．只给出溶液浓度，未给出溶液体积，无法求算物质的量，D错误； 故选B。 3．下列物质的化学表述正确的是 A．俗名金刚砂的物质化学式是，其具有类似石墨的结构 B．是一种碳的化合物 C．石英晶体具有手性 D．乙酸晶胞的分子式为： 【答案】C 【详解】A．俗名金刚砂，具有类似金刚石的结构，A错误； B．是一种碳的单质，B错误； C．石英晶体低温的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋向上的长链，而没有封闭的环状结构，这一结构决定它具有手性，C正确； D．乙酸晶胞的分子式为：，D错误； 故答案为：C。 4．砷化镓（）的晶胞结构如图甲所示，将掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示，下列说法错误的是 A．、均属于区元素 B．图甲中，原子位于原子构成的正四面体空隙中 C．图甲中，若的键长为，则晶胞边长为 D．稀磁性半导体材料中，、的原子个数比为 【答案】D 【详解】A．镓元素、砷元素的原子序数分别为4s23p2、4s23p3，均处于元素周期表p区，故A正确； B．由晶胞结构可知，砷化镓晶胞中距离Ga原子最近且等距离的As原子数是4个，且4个As原子构成正四面体结构，所以Ga位于As原子构成的正四面体空隙中，故B正确； C．由晶胞结构可知，砷化镓晶胞中Ga-As的键长为晶胞体对角线长度的，则晶胞边长为，故C正确； D．由晶胞结构可知，稀磁性半导体材料中位于顶点和面心的锰原子个数为1×+1×=，位于体内的砷原子个数为4，则锰、砷的原子个数比为5：32，故D错误； 故选D。 5．将与过量的液氨反应可生成化合物。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅固体，氮化硅是一种新型耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。下列推断正确的是 A．、的晶体类型相同 B．晶体是共价键三维骨架结构 C．共价晶体的熔点比的低 D．晶体在熔化过程中化学键断裂 【答案】B 【详解】A．是分子晶体，熔点高、硬度大，是共价晶体，故A错误； B．是共价晶体，每个Si与4个N，每个N与3个Si通过共价键形成空间网状三维结构，故B正确； C．二者均为共价晶体，半径：C＜Si，键长：C-N＜Si-N，故键能：C-N＞Si-N，故的熔点比的高，故C错误； D．是分子晶体，在熔化过程中克服的是分子间作用力，化学键不断裂，故D错误； 故选B。 6．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。 7．化学材料在人类社会发展中起着重要作用。下列关于几种含碳材料的说法不正确的是 A．①属于共价晶体 B．②中碳原子是杂化 C．③碳纳米管属于胶体 D．④间的作用力是范德华力 【答案】C 【详解】A．金刚石中碳原子间均以共价键相结合，属于共价晶体，A正确； B．石墨中的碳原子形成平面结构，采取杂化，每个杂化轨道含s轨道与p轨道，B正确； C．碳纳米管属于单质，不属于胶体分散系，C错误； D．之间的相互作用力是范德华力，属于分子晶体，D正确； 答案选C。 8．我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确的是 A．T-碳与金刚石互为同素异形体 B．T-碳与金刚石均属于共价晶体 C．T-碳与金刚石均不能导电 D．T-碳的密度是金刚石的4倍 【答案】D 【详解】A．由题意知，T-碳由碳原子组成的单质，且结构与金刚石不同，互为同素异形体，A正确； B．T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，与金刚石结构相似，都为共价晶体，B正确； C．T-碳与金刚石的结构相似，碳原子均采用sp3杂化，没有自由移动的电子，故均不能导电，C正确； D．根据均摊法可知，T-碳的晶体结构中正四面体结构单元个数为8×+6×+4=8，则碳原子个数为8×4=32，而金刚石晶胞中含有碳原子数为：8×+6×+4=8，则有一个晶胞的质量T-碳是金刚石的4倍，但二者晶胞边长不相等，故密度T-碳不是金刚石的4倍，D错误； 故答案为：D。 9．以表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．18g冰(图甲)中含氢键数目为 B．12g金刚石(图乙)中含有键数目为 C．44g干冰(图丙)中含有个晶胞结构单元 D．12g石墨(图丁)中含六元环的数目为 【答案】C 【详解】A．由图可知，冰中1个水分子与周围4个水分子形成氢键，每个氢键为2个水分子所共有，则每个水分子形成的氢键数目为4×=2个，则18g冰含有氢键数目为×2×NAmol—1=2NA，故A正确； B．由图可知，金刚石中1个碳原子与周围4个碳原子形成4个σ键，每个σ键为2个碳原子所共有，则每个碳原子形成的σ数目为4×=2个，则12g金刚石中含有σ键数目为×2×NAmol—1=2NA，故B正确； C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的二氧化碳个数为8×+6×=4，则44g干冰中含有晶胞结构单元为××NAmol—1=NA，故C错误； D．由图可知，石墨中1个碳原子与3个碳原子形成3个碳碳键，每个六元环含有的碳碳键数目为3×=1.5个，则12g石墨中含有碳碳共价键数目为×1.5×NAmol—1=1.5NA，故D错误； 故选C。 10．磷化硼(BP)晶体的晶胞如图所示，晶胞的棱长为a pm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．基态B原子价电子轨道表示式 B．晶胞中P原子的配位数是8 C．晶胞中有4个B原子和4个P原子 D．晶体的密度 【答案】B 【详解】 A．硼元素的原子序数为5，价电子排布式为2s22p3，轨道表示式为，故A正确； B．磷原子的电子层数大于硼原子，原子半径大于硼原子，则晶胞中黑球代表磷原子、白球代表硼原子，由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的硼原子与4个磷原子距离最近，则硼原子的配位数为4，由化学式可知，磷原子的配位数也为4，故B错误； C．磷原子的电子层数大于硼原子，原子半径大于硼原子，则晶胞中黑球代表磷原子、白球代表硼原子，由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的磷原子个数为8×+6×=4，位于体内的硼原子个数为4，故C正确； D．磷原子的电子层数大于硼原子，原子半径大于硼原子，则晶胞中黑球代表磷原子、白球代表硼原子，由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的磷原子个数为8×+6×=4，位于体内的硼原子个数为4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(10—10 a)3d，解得d=，故D正确； 故选B。 二、多选题 11．二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示。 下列关于二氧化硅晶体的说法中正确的是 A．1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O键 B．二氧化硅晶体的分子式是SiO2 C．晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子结构 D．晶体中最小环上的原子数为8 【答案】AC 【详解】A．SiO2晶体中，1个硅原子与周围4个氧原子形成Si—O键，所以1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O键，故A正确； B．晶体中1个硅原子与周围4个氧原子形成共价键，1个氧原子与周围2个硅原子形成共价键，SiO2表示晶体中Si、O原子个数比为1∶2，并不是分子式，故B错误； C．1个硅原子分别与4个氧原子形成4对共用电子对，1个氧原子分别与2个硅原子形成2对共用电子对，所以Si、O原子最外电子层都满足8电子结构，故C正确； D．SiO2晶体中最小环上的原子数为12，其中6个为硅原子，6个为氧原子，故D错误； 故答案为AC。 12．下列说法错误的是 A．第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，该元素为Mg B．周期表ⅣA~ⅦA中元素氢化物的沸点变化如图2所示，a点代表HCl C．第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图3所示，序号7对应的元素为Mg D．AB2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图4所示，该晶体属于共价晶体 【答案】BC 【详解】A．由该元素的第一至第五电离能数据可知，该元素第一二电离能较小，说明容易失去2个电子，即最外层有两个电子，已知该元素为第三周期的某主族元素，则该元素为Mg，A正确； B．a点所在曲线第二周期的氢化物沸点为100℃，即H2O，则a点代表H2S，B错误； C．一般情况，熔点：原子晶体>金属晶体>分子晶体，第三周期八种元素中，形成的单质只有硅为原子晶体，Si熔点最高，Na、Mg、Al为金属晶体，熔点：Na<Mg<Al，所以熔点第二高的为Al，即7代表的是Al元素，C错误； D．AB2通过共价键形成空间立体网状结构，故该晶体属于共价晶体，D正确； 故选：BC。 13．碳化硅俗称金刚砂，与金刚石结构相似，其晶胞如图所示。下列说法正确的是 A．碳化硅的熔点比金刚石高 B．该晶体熔化时需破坏范德华力 C．C位于Si构成的正四面体空隙中 D．该晶体中由共价键形成的最小环上有6个原子 【答案】CD 【详解】A．碳化硅和金刚石都是共价晶体，结构相似，由于Si-C键键长比C-C大，因此碳化硅键能较小，熔点较低，故A错误； B．该晶体为共价晶体，熔化时需破坏共价键，故B错误； C．距离C原子最近且等距离的Si原子个数是4，且四个Si原子构成正四面体结构，所以C位于Si构成的四面体空隙中，故C正确； D．碳化硅的晶体结构中，最小的环是由6个原子组成的，其中3个是碳原子，3个是硅原子，故D正确； 故选CD。 14．氮化钛(TiN)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。TiN晶体的晶胞结构如图所示(白球代表N，黑球代表Ti)。下列说法错误的是 A．Ti的第一电离能大于Mn B．该晶胞中含有6个Ti原子和4个N原子 C．Ti均位于N构成的八面体空隙中 D．Ti元素位于元素周期表d区，是过渡元素 【答案】AB 【详解】A．同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，则Ti的第一电离能小于Mn，A项错误； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于棱上和体心的Ti原子个数为12×+1=4，位于顶点和面心的N原子个数为8×+6×=4，B项错误； C．由晶胞结构可知，钛原子位于氮原子构成的八面体空隙中，C项正确； D．钛元素的原子序数为22，价电子排布式为3d24s2，是位于元素周期表d区的过渡元素，D项正确； 答案选AB。 15．半导体材料砷化硼(BAs)的晶胞结构如下图所示，可看作是金刚石晶胞内部的C原子被As原子代替、顶点和面心的C原子被B原子代替。下列说法正确的是 A．基态As原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p3 B．砷化硼(BAs)晶体属于分子晶体 C．1molBAs晶体中含有4molB-As键 D．与同一个B原子相连的As原子构成的立体构型为正四面体形 【答案】CD 【详解】A．As原子核外电子排布式应为[Ar]3d104s24p3，故A错误； B．由题目信息可知砷化硼(BAs)的晶胞可看作金刚石晶胞内部C原被As原子代替、顶点和面心的C原子被B原子代替，金刚石是原子晶体，故砷化硼(BAs)晶体也属于原子晶体，故B错误； C．看中间一个黑球As原子，与周围白球B有4个键，其它黑球As不共用这个化学键，故每1molBAs晶体中含有4molB-As键，故C正确； D．砷化硼结构与金刚石相似，与同一个B原子相连的As原子构成正四面体形，故D正确； 选CD。 三、填空题 16．碳和硅的有关化学键键能如表所示，回答下列问题： 化学键 键能/ 356 413 336 226 318 452 (1)为 (填“分子晶体”或“共价晶体”)。 (2)熔点：金刚砂 (填“”或“”)晶体硅，原因为 。 (3)的空间结构为 ，键角为 。 (4)稳定性： (填“”或“”)。 (5)将少量通入溶液中，发生反应的离子方程式为 ，中心原子的杂化方式为 。 【答案】(1)共价晶体 (2) 金刚砂和晶体硅都是共价晶体，共价晶体熔化需要克服共价键，原子半径越小，对应共价键键长越短，键能越大，共价晶体的熔点越高，根据表中数据，可以推得金刚砂中的碳硅键键能大于硅晶体中的硅单键键能，故熔点：金刚砂>晶体硅； (3) 正四面体形 (4) (5) 【详解】（1）SiO2熔点高，硬度大，为共价晶体； （2）晶体硅和金刚砂均属于共价晶体，由于键的键能大于键的键能，故金刚砂的熔点高于晶体硅； （3）SiH4的中心原子硅原子为sp3杂化，分子的空间结构为正四面体形，键角为； （4）键能越大，含有该键的物质越稳定。由表格知硅氢键键能比碳氢键键能小，故甲烷更稳定； （5）将少量CO2通入Na2SiO3溶液中，由于碳酸酸性强于硅酸，会生成硅酸沉淀和正盐碳酸根，故发生的反应离子方程式为；中心原子硅的价层电子对数为，故其杂化方式为sp2。 17．、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中一层结构)。 (1)、金刚石和石墨三者的关系互为___________(填字母)。 A．同分异构体 B．同素异形体 C．同系物 D．同位素 (2)固态时，属于 晶体。 (3)在石墨的层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是 个。 (4)晶体有多种结构，其中立方氮化硼具有金刚石型结构，如图所示。 该晶体的最小环中含有 个硼原子，氮原子的配位数为 。 【答案】(1)B (2)分子 (3)2 (4) 3 4 【详解】（1）、金刚石和石墨为C元素的不同单质，则三者的关系互为同素异形体，故选B。 （2）固态时，属于分子晶体。 （3）在石墨的层状结构中，每个C原子被3各六元环共用，则平均每个正六边形占有的碳原子数是个。 （4）立方氮化硼具有金刚石型结构，金刚石中最小环有6个碳原子，则该晶体的最小环中含有3 个硼原子和3个氮原子，氮原子的配位数为4。 18．回答下列问题 (1)利用与反应可制得碳化硅晶体，其晶胞结构如图，硅原子位于立方体的顶点和面心，碳原子位于立方体的内部。 ①热稳定性： （填“大于”“小于”或“等于”）。 ②碳化硅晶体中每个Si原子周围距离最近的C原子数目为 。 ③碳化硅的晶胞参数为a pm，晶胞密度为，则阿伏加德罗常数 （用含a和ρ的计算式表示） ④碳化硅的硬度 （填“大于”“小于”或“等于”）氮化硅的硬度，原因是 。 (2)氮化碳比氮化硅的硬度更大，其中β—氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料，已知氮化碳的二维晶体结构如图，图中线框内表示晶胞结构。 ①β—氮化碳属于 晶体。 ②氮化碳的化学式为 。 (3)三氧化铼晶胞如图所示，其中O原子的配位数为 ，已知该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则Re与O的最近距离为 cm。 【答案】(1) 小于 4 小于 碳化硅和氮化硅均为共价晶体，碳硅键比氮硅键长，碳硅键的键能小，所以碳化硅硬度小 (2) 共价 (3) 2 【详解】（1）①非金属性：碳>硅，所以氢化物稳定性。 ②碳化硅晶体中硅原子周围与它最近的碳原子的数目为4，立方晶胞参数为，晶胞密度为，则，则。 ③碳化硅和氮化硅均为共价晶体，碳硅键比氨硅键长，碳硅键的键能小，所以碳化硅硬度小。 （2）①氮化碳硬度超过金刚石晶体，为共价晶体。 ②图中线框内N的个数为4，C的个数为，化学式为。 （3）利用均摊法，黑球均在棱上，个数为，白球在顶点处，个数为，所以为白球，O为黑球，所以O原子的配位数为2； 与O的最近距离为晶胞边长的一半，设边长为a，则有，因此，Re与O的最近距离。 19．I．碳元素的单质有多种形式，下图依次是、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题： (1)C60属于 晶体，石墨属于 晶体。 (2)在金刚石晶体中，碳原子数与化学键数之比为 。 (3)石墨晶体中，层内C—C键的键长为，而金刚石中C—C键的键长为。推测金刚石的熔点 填“”“”或“”石墨的熔点。 Ⅱ．回答下列问题 (4)如图甲所示的是金红石的晶胞，则每个晶胞拥有 个、 个。 (5)如图乙所示的是硫化锌的晶胞，则、的数目之比是 。 (6)如图丙所示的是钙钛矿的晶胞，则其化学式是 。 【答案】(1) 分子 混合型 (2)1：2 (3)＜ (4) 2 4 (5)1：1 (6)CaTiO3 【详解】（1）C60的构成微粒是分子，所以属于分子晶体；石墨晶体中含有共价键、范德华力，且沿石墨平面的方向具有导电性，所以石墨属于混合型晶体。 （2）金刚石晶体中每个碳原子平均拥有的化学键数为，则碳原子数与化学键数之比为1：2。 （3）石墨中的C—C键比金刚石中的C—C键键长短，键能大，故石墨的熔点高于金刚石。 （4）由金红石的晶胞结构图可知，则每个晶胞拥有个，个。 （5）由硫化锌的晶胞结构图可知，一个晶胞中含有个，个，则、的数目之比是1：1。 （6）由钙钛矿的晶胞结构图可知，一个晶胞中含有个，个，1个，则其化学式是CaTiO3。 20．碳元素的单质有多种形式，回答下列问题： (1)石墨晶体的二维平面网状结构如图所示。 ①基态碳原子的价层电子轨道表示式为 。 ②石墨有类似于金属晶体的导电性，原因为 。 ③ng碳原子可构成 (用含n的代数式表示)个正六边形。 (2)金刚石是一种空间网状结构的晶体，其晶胞结构如图所示。 ①金刚石和石墨互为 (填“同位素”或“同素异形体”)。 ②金刚石晶体中碳原子个数与C―C键数目之比为 。 ③该晶体中，C和C原子间以 键结合。 (3)金刚石的硬度大于石墨的硬度，其原因为 。 【答案】(1) 石墨晶体中，形成大π键的电子可以在整个原子平面上活动，比较自由，相当于金属晶体中的自由电子 (2) 同素异形体 1∶2 共价 (3)碳原子的排列方式不同 【详解】（1） ①碳元素原子序数为6，基态原子核外电子排布为1s22s22p2，故价层电子轨道表示式为，占据的最高能级为2p，电子云轮廓为哑铃形； ②在石墨晶体中，形成大π键的电子可以在整个原子平面上活动，比较自由，相当于金属晶体中的自由电子，故石墨有类似于金属晶体的导电性； ③由均摊法可知，每个碳原子被3个六边形占有，故1个六边形中含有的碳原子数目为，ng碳原子数目为，则正六边形数目为。 （2）①金刚石和石墨都是碳元素的单质，互为同素异形体； ②金刚石晶体中，每个碳原子都以4根单键与另外4个碳原子相连，每个单键被两个碳原子共用，故相当于每个碳原子形成的共价键数目为个，即金刚石晶体中碳原子个数与C−C键数目之比为1:2； ③碳是非金属元素，该晶体中，C和C原子间以共价键结合。 （3）金刚石中每个碳原子都与四个其他的碳原子形成非常牢固的共价键，构成了非常坚硬的三维晶格结构，而在石墨中，每个碳原子仅与三个其他的碳原子形成共价键，形成了类似于层状的二维结构，这种二维的结构使得石墨的晶体相对较松散，缺乏金刚石这样紧密的结构；因此，金刚石的硬度要比石墨高得多，是碳原子的排列方式不同。 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 $$