课时梯级训练(15) 共价晶体(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版2019 单选）

课时梯级训练(15)　共价晶体 1．下列关于共价晶体和分子晶体的说法不正确的是 (　　) A．金刚石、水晶和干冰都属于共价晶体 B．共价晶体中存在共价键，分子晶体中可能存在共价键 C．共价晶体的硬度通常比分子晶体的大 D．有的分子晶体的水溶液能导电 A　解析：金刚石和水晶是共价晶体，干冰是分子晶体，A错误；共价晶体中存在共价键，故金刚石中存在共价键，分子晶体中可能存在共价键，如水中存在共价键，也可能不存在共价键，如稀有气体中不存在共价键，B正确；共价晶体中共价键的强度强于分子间作用力，故共价晶体的硬度通常比分子晶体的大，C正确；HCl为分子晶体，溶于水后的溶液盐酸可以导电，D正确。 2．下列有关晶体的说法不正确的是 (　　) A．石英和金刚石都是共价晶体，最小环上都有6个原子 B．金刚石、金刚砂、冰、干冰晶体的熔点依次降低 C．在二氧化硅晶体中，原子未排列成紧密堆积结构与共价键具有方向性有关 D．Al2O3晶体中离子键成分百分数较小，因此可以当作共价晶体 A　解析：石英是二氧化硅，最小环是由6个Si和6个氧原子构成的十二元环，其最小环上有12个原子，A错误；金刚砂为SiC，金刚石、金刚砂均为共价晶体，原子半径越小，键长越短，化学键越强，熔点越高；冰中水分子间存在氢键，使得熔点升高，冰的熔点高于干冰晶体的熔点，故金刚石、金刚砂、冰、干冰晶体的熔点依次降低，B正确；二氧化硅是共价晶体，由于共价键具有饱和性和方向性，导致原子未排列成紧密堆积结构，C正确；Al2O3晶体中离子键成分百分数较小，故可以当作共价晶体，D正确。 3．下列各组物质中所包含的化学键类型和所形成的晶体类型均相同，且各原子的最外层电子数均满足8电子稳定结构的是 (　　) A．PCl3和COCl2 B．SiC和CCl4 C．SO2和SiO2 D．冰醋酸和SF6 A　解析：PCl3和COCl2都是分子晶体，只含共价键，各原子最外层电子数均满足8电子稳定结构，A正确；SiC是共价晶体，CCl4是分子晶体，B错误；SO2是分子晶体，SiO2是共价晶体，C错误；冰醋酸和SF6都是分子晶体，都含共价键，冰醋酸中氢原子最外层只有2个电子，D错误。 4．根据量子力学计算，氮化碳结构有五种，其中一种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，已知该氮化碳的二维晶体结构如图所示。下列有关氮化碳的说法错误的是 (　　) A．β­氮化碳晶体属于共价晶体 B．氮化碳的分子式为C3N4 C．该晶体中的碳、氮原子核外都满足8电子稳定结构 D．每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子和3个碳原子相连 B　解析：β­氮化碳硬度超过金刚石晶体，则β­氮化碳晶体属于共价晶体，A正确；氮化碳是共价晶体，不存在分子，其化学式为C3N4，B错误；根据图中结构可知，每个碳原子周围有四个共价键，每个氮原子周围有三个共价键，碳原子最外层有4个电子，形成四个共价键后为8电子稳定结构，氮原子最外层有5个电子，形成三个共价键后，也是8电子稳定结构，C、D正确。 5．在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是 (　　) A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点逐渐降低 C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D．水的分解温度比水的沸点高 C　解析：F、Cl、Br、I的原子半径逐渐增大，H—F、H—Cl、H—Br、H—I的键长逐渐增大，键能则逐渐减小，故HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，A正确；键长大小为C—C<Si—C<Si—Si，则键能大小为C—C>Si—C>Si—Si，故熔点大小为金刚石>碳化硅>晶体硅，B正确；F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大，则F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高，与键能无关，C错误；水分解需要破坏分子内部的极性键，而汽化只需破坏分子间作用力，极性键远比分子间作用力强，与键能有关，D正确。 6．(2025·金华检测)X、Y、Z、M、W为短周期主族元素，原子序数依次增大，X与Y位于不同周期，W与Y位于同一主族，基态Y、Z原子核外s能级上的电子总数分别与其p能级上的电子总数相等，M在地壳中含量仅次于Y。下列说法正确的是 (　　) A．原子半径：W>Z>Y B．MW2遇水可转化为MY2和X2W C．晶体熔点：MY2<WY2 D．X2Y与X3Y＋中Y的杂化方式不同 B　解析：基态Y、Z原子核外s能级上的电子总数分别与其p能级上的电子总数相等，则Y为O，Z为Mg，W与Y位于同一主族，W为S，X与Y位于不同周期，且X序数小于Y，X为H，M在地壳中含量仅次于O，M为Si。W为S，Z为Mg，Y为O，根据同周期从左到右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，原子半径：Mg>S>O，A错误；MW2为SiS2，遇水发生水解，可转化为SiO2和H2S：SiS2＋2H2O===SiO2＋2H2S↑，B正确；MY2为SiO2，WY2为SO2，SiO2为共价晶体，熔点较高，SO2为分子晶体，熔点较低，晶体的熔点：MY2>WY2，C错误；X2Y为H2O，O价层电子对数为2＋＝4，采取sp3杂化，X3Y＋为H3O＋，O的价层电子对数为3＋＝4，也采取sp3杂化，则二者Y的杂化方式相同，D错误。 7．氮氧化铝(AlON)是新型透明高硬度防弹铝材料，属于共价晶体，主要用于装甲车辆防弹窗户、战场光学设备的透镜、望远镜穹顶以及覆盖于导弹传感器顶部的透明圆窗等。下列描述错误的是 (　　) A．基态铝原子的价层电子排布式为3s23p1 B．制备AlON的原料N2中氮原子采取sp2杂化 C．AlON和水晶的化学键类型相同 D．AlON的熔点比AlCl3的熔点高 B　解析：基态铝原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，其价层电子排布式为3s23p1，A正确；氮气的结构式为N≡N，则氮原子不杂化，B错误；氮氧化铝(AlON)属于共价晶体，水晶(SiO2)属于共价晶体，化学键都是共价键，C正确；氮氧化铝(AlON)属于共价晶体，氯化铝为共价化合物，但属于分子晶体，故AlON的熔点比AlCl3的熔点高，D正确。 8．下列有关共价晶体的叙述不正确的是 (　　) A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体 B．含1 mol C的金刚石中C—C数目是2NA，1 mol SiO2晶体中Si—O数目是4NA C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂 D．SiO2晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2不是它的分子式 C　解析：金刚石是1个中心碳原子连接4个碳原子，二氧化硅是1个中心硅原子连接4个氧原子，均为正四面体，A正确；金刚石中，1个碳原子与另外4个碳原子形成4个C—C，这个碳原子对每个单键的贡献只有，所以1 mol 碳原子形成的C—C为4 mol×＝2 mol，而SiO2晶体中1个硅原子分别与4个氧原子形成4个Si—O，则1 mol SiO2晶体中Si—O为4 mol，B正确；干冰熔化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂，C错误；共价晶体的构成粒子是原子不是分子，D正确。 9．金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，硬度为9．5，熔点为2 700 ℃，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 (　　) A．该晶体属于共价晶体，熔点比金刚石高 B．C位于Si构成的正四面体空隙中 C．C—Si的键长为a pm，则晶胞边长为2a pm D．金刚砂中碳原子周围等距且最近的碳原子数为6 B　解析：金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，SiC属于共价晶体，C—Si键长大于C—C，故熔点比金刚石低，A错误；距离碳原子最近且等距离的硅原子个数是4，且四个Si原子构成正四面体结构，故C位于Si构成的四面体空隙中，B正确；C—Si的长度为晶胞体对角线长度的，设晶胞棱长为x，则有×x＝a pm，解得x＝＝ pm，C错误；以SiC晶胞顶角上的碳原子为研究对象，每个碳原子周围最近且等距的碳原子位于面心，由于顶角碳原子为8个晶胞共有，则碳原子周围等距且最近的碳原子数为12，D错误。 10．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，如图所示为其晶胞结构，其中的每个原子均满足8电子稳定结构。下列说法不正确的是 (　　) A．磷化硼晶体的熔点很高 B．磷化硼晶体的化学式为BP，属于共价晶体 C．磷化硼晶体中每个原子均形成4条共价键 D．磷化硼晶体结构中粒子的空间堆积方式与干冰相同 D　解析：磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，说明磷化硼是共价晶体，其熔点很高，A正确；由磷化硼晶胞结构可知，每个晶胞含有4个硼原子和4个磷原子，硼、磷原子个数之比为1∶1，故磷化硼的化学式为BP，属于共价晶体，B正确；磷化硼中每个原子均满足8电子稳定结构，结合晶胞结构可知，每个原子均形成4条共价键，C正确；干冰晶体是面心立方结构，8个CO2分子构成立方体晶胞，6个CO2分子位于晶胞的6个面心，与磷化硼晶胞结构不同，D错误。 11．碳元素和硅元素为同一主族元素，但它们的氧化物性质差异很大，冰晶胞中水分子的排列方式和金刚石的晶胞类似，下列这四种晶胞的说法正确的是 (　　) A．一个干冰晶胞中有4个CO2分子，一个SiO2晶胞中有8个SiO2分子 B．干冰中一个CO2分子周围有6个CO2分子紧邻 C．冰和金刚石熔、沸点都很高，熔化时均破坏共价键 D．冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似 D　解析：CO2分子位于晶胞的面心和顶角上，所以一个干冰晶胞中有8×＋6×＝4个CO2分子，SiO2晶胞是共价晶体，不存在分子，A错误；干冰属于面心立方晶胞，所以一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻，B错误；冰是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力和氢键，金刚石是共价晶体，熔化时破坏共价键，C错误；冰中水分子之间由于氢键的存在，使其结构与金刚石相似，D正确。 12．Ga和As均位于元素周期表第四周期，砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等，其晶胞结构如图所示，其中原子1的坐标为(0，0，0)，原子2的坐标为(1，1，1)。下列说法错误的是 (　　) A．原子3的坐标为 B．根据元素周期律，原子半径：Ga>As C．GaAs的熔点为1 238 ℃，硬度大，故晶体类型为共价晶体 D．若晶胞边长为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则GaAs晶体的密度为 g/cm3 A　解析：由图可知，原子3在x、y、z轴上的投影分别为、、，坐标为，A错误；原子电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，故原子半径：Ga>As，B正确；GaAs的熔点为1 238 ℃，硬度大、熔点高，故晶体类型为共价晶体，C正确；根据均摊法，晶胞中含8×＋6×＝4个As、4个Ga，1个晶胞中含有4个GaAs，则晶体密度ρ＝＝×1030 g/cm3＝ g/cm3，D正确。 13．在800 ℃下，B12与As4单质可发生化学反应制备具有超高热导率半导体材料——BAs晶体。下列说法错误的是 (　　) A．图(a)表示As4结构，As4分子中σ键电子对数与孤电子对数之比为3∶2 B．图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单元，该基本单元为正二十面体 C．图(b)所示单质硼晶体的熔点为2 180 ℃，它属于共价晶体 D．图(c)表示BAs的晶胞结构，若晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则BAs晶体密度为 g/cm3 D　解析：As4分子中每个砷原子含有1个孤电子对，故该分子中含有6个σ键电子对和4个孤电子对，其比值为3∶2，A正确；每个硼原子被5个正三角形分摊，则一个正三角形含有0．6个B原子，12个B原子可形成正三角形个数为＝20个，即该基本单元为正二十面体，B正确；共价晶体熔点较高，单质硼形成晶体的熔点为2 180 ℃，且原子间存在共价键，则单质硼为共价晶体，C正确；晶胞中大球数目为4，小球数目为8×＋6×＝4，故晶胞质量为4× g，故BAs晶体的密度为＝g/cm3，D错误。 14．科研人员在高温高压条件下合成了类金刚石结构的硼碳氮化合物，其晶胞结构如图所示，立方晶胞参数为a pm。NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　) A．该化合物为共价晶体，硬度大 B．晶体中与B距离最近且相等的B原子数为4 C．晶胞中C—C与C—N的数目比为2∶1 D．晶体的密度＝ g/cm3 C　解析：根据“均摊法”，N数目为8×＋2×＝2，B数目为2，C数目为4×＋2＝4，则N、B、C数目之比为1∶1∶2，化学式为BC2N。该晶体具有类金刚石结构，金刚石是由碳原子通过共价键形成的共价晶体，具有硬度大、熔、沸点高等性质，则该化合物为共价晶体，硬度大，A正确；如图所示：将晶胞平移，以b点的B为坐标原点：，则与B距离最近且相等的1个B原子a位于面心，其余两个面心为C，根据晶胞结构可知，若面心上全部都是B，与B距离最近且相等的B原子数为3×8×＝12，但面心上的B只占了，因此与B距离最近且相等的B原子数为4，B正确；如图所示：以m点的C为研究对象，其形成2条C—C、两条C—N，则二者数目比为1∶1，C错误；晶胞的密度＝晶体的密度＝＝ g/cm3，D正确。 15．立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料，晶胞结构与金刚石相似，如图所示。 (1)立方氮化硼的晶体类型是________，粒子间存在的作用力是________。 (2)与氮原子直接相连的硼原子构成的几何形状为________；硼原子和氮原子所连接的最小环为______元环。 (3)晶胞有两个基本要素： ①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图所示，其中X原子的原子坐标参数为(0，0，0)，Y原子的坐标参数为，则Z原子的坐标参数为____________。 ②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知立方氮化硼晶体的密度为d g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞参数a＝__________nm(列出计算式即可)。 答案：(1)共价晶体　共价键 (2)正四面体形　六 (3)①(，，)　②×107 解析：(1)立方氮化硼晶胞结构与金刚石相似，是特殊的耐磨和切削材料，说明立方氮化硼的硬度很高，具有空间网状结构，故属于共价晶体，原子间通过共价键相结合。 (2)由氮化硼晶胞结构可知，每个氮原子与周围的4个硼原子形成共价键，故与氮原子直接相连的硼原子构成的几何形状为正四面体形。硼原子和氮原子所连接的最小环为六元环，由3个硼原子和3个氮原子构成。 (3)②每一个晶胞中有4个BN，则一个晶胞的物质的量为n＝ mol，一个晶胞的质量为m＝ mol×25 g/mol＝ g，故结合密度公式即可得晶胞棱长即晶胞参数a＝×107 nm。 16．原子序数小于等于36的Q、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，其中Q是原子半径最小的元素，W和Y的基态原子2p能级所含成单电子数均为2，Z的基态原子核外含有13种不同运动状态的电子。回答下列问题(涉及元素时用对应的元素符号表示)。 (1)X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序是______________________。 (2)1 mol QWX与1 mol WQ2Y所含σ键的比值为________。 (3)一种由X和Z两种元素形成化合物的晶胞如图所示，该晶胞的化学式为________。 (4)实验室合成一种由W和X两种元素形成的化合物，该化合物具有空间网状结构，其中每个W原子与4个X原子形成共价键，每个X原子与3个W原子形成共价键。 ①该化合物的化学式为____________。 ②预测该化合物熔点应________(填“高于”或“低于”)金刚石。 答案：(1)N、O、Al　(2)2∶3　(3)AlN　(4)①C3N4 ②高于 解析：原子序数小于等于36的Q、W、X、Y、Z五种元素，W和Y的基态原子2p能级所含成单电子数均为2，为2p2或2p4，W、Y分别为C、O中的一种，其中Q是原子半径最小的元素，则Q为H，Z的基态原子核外含有13种不同运动状态的电子，则Z为Al，W和Y的基态原子2p能级所含成单电子数均为2，则W为C，Y为O，结合五种元素原子序数依次增大，则X为N。 (1)同周期元素从左往右，第一电离能呈增大趋势，则O的第一电离能大于B，N的2p轨道为半充满稳定结构，其第一电离能大于O，同主族元素从上到下，第一电离能呈减小趋势，则B的第一电离能大于Al，则X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序是N、O、Al。 (2)HCN含有1个单键、1个三键，其含有2个σ键，HCHO含有2个单键和1个双键，其含有3个σ键，则1 mol HCN与1 mol CH2O所含σ键的比值为2∶3。 (3)N位于棱上和体内，个数为4×＋1＝2，Al位于顶角和体内，个数为8×＋1＝2，则该晶胞的化学式为AlN。 (4)①每个W原子与4个X原子形成共价键，每个X原子与3个W原子形成共价键，C、N的原子个数比为3∶4，则该化合物的化学式为C3N4。②该化合物所属晶体类型为共价晶体，且C—N的键长比C—C短，则其熔点应高于金刚石。 学科网（北京）股份有限公司 $$