专题02 共价晶体的结构特征与特性解释（重难点训练）化学沪科版选择性必修2

专题13共价晶体的结构特征与特性解释 建议时间：15分钟 突破一 常见共价晶体的结构辨析 1．下列有关共价晶体的叙述，错误的是_______。 A．共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则 B．共价晶体中不存在独立的分子 C．共价晶体的熔点和硬度较高 D．共价晶体熔化时不破坏化学键 【答案】D 【解析】共价晶体中原子之间通过共价键相连，而共价键具有方向性和饱和性，所以共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则。共价晶体在熔化时破坏共价键。 2．下列物质中，属于共价晶体的化合物是_______。 A．水晶 B．晶体硅 C．金刚石 D．干冰 【答案】A 【解析】晶体硅、金刚石属于单质，干冰属于分子晶体。 3．共价晶体一定具有的性质是_______。 A．熔点高 B．易导热 C．能导电 D．良好的延展性 【答案】A 【解析】高硬度、高熔点是共价晶体的特性，共价晶体不能导电、导热，延展性差，故选A。 4．科学家借助晶体硅提高了阿伏加德罗常数的精确度。有关晶体硅描述错误的是_______。 A．由原子构成 B．含非极性键 C．含非极性分子 D．熔点高 【答案】C 【解析】晶体硅是共价晶体，由原子构成，A正确;硅原子与硅原子间以非极性共价键连接，B正确;晶体硅是共价晶体，不含分子，C错误;共价晶体熔点高，D正确。 5．将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅(Si3N4)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。下列推断可能正确的是_______。 A．SiCl4、Si3N4的晶体类型相同 B．Si3N4晶体是立体网状结构 C．共价晶体C3N4的熔点比Si3N4的低 D．SiCl4晶体在熔化过程中化学键断裂 【答案】B 【解析】SiCl4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。Si3N4是共价晶体，为立体网状结构。根据C、Si的原子半径推知C—N键的键能比Si—N键的键能大，故C3N4的熔点比Si3N4的高。 6．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1)，简化的平面示意图如图2所示。下列关于该硅氧化物的说法正确的是_______。 图1 图2 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 【解析】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。 7．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 【解析】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。 突破二 共价晶体的性质 8．下列三种晶体：①金刚石，②晶体硅，③碳化硅。熔点从高到低的顺序是_______。 A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③ 【答案】A 【解析】题中所列的三种晶体均属于共价晶体，结构相似，晶体内的原子间通过共价键相连，其熔点取决于共价键的键长和键能，共价键键长越短，键能越大，其熔点越高。碳原子半径小于硅原子半径，它们所含共价键的键长是C—C键<Si—C键<Si—Si键，则熔点由高到低的顺序为①③②。 9．下列有关比较中，顺序排列错误的是_______。 A．微粒的半径：Al3+＜Cl- B．物质的热稳定性：HCl<HF C．共价晶体的硬度：晶体硅>金刚石 D．离子晶体的熔点：NaF>NaCl 【答案】C 【解析】A．电子层层数越多，离子半径越大，则微粒的半径：Al3+＜Cl-，A项正确；B．非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性：F＞Cl，则热稳定性：HCl<HF，B项正确；C．原子半径越小，键长越短，键能越大，共价晶体的硬度越大，原子半径：C＜Si，故硬度：晶体硅＜金刚石，C项错误；D．离子半径：Cl-＞F-，半径越小，离子晶体熔点越高，则离子晶体的熔点：NaF>NaCl，D项正确；答案选C。 10．碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是_______。 A．熔点从高到低的顺序是碳化硅>金刚石>晶体硅 B．熔点从高到低的顺序是金刚石>晶体硅>碳化硅 C．三种晶体中的单元都是四面体结构 D．三种晶体都是原子晶体且均为绝缘体 【答案】C 【解析】由已知碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，可知碳化硅也为原子晶体，且应有类似金刚石的正四面体结构单元。又因为影响共价键强弱的因素是原子半径，碳原子半径小于硅原子半径，所以键长长短顺序为C—C＜C—Si＜Si—Si，故熔点顺序是金刚石>碳化硅>晶体硅；晶体硅是半导体。 11．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 -70 2 300 沸点/℃ 182.7 57.6 2 500 注：AlCl3熔点在2.02×105 Pa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 【解析】由表中数据可知，SiCl4的熔、沸点较低，属于分子晶体，A正确；单质B的熔、沸点很高，所以单质B是共价晶体，B正确；由表中数据可知AlCl3的沸点比熔点低，所以AlCl3加热能升华，C正确；单质B是共价晶体，AlCl3属于分子晶体，两者晶体类型不同，D错误。 建议时间：15分钟 1．化学起源于生活，同时促进社会的发展，下列叙述中，错误的是_______。 A．神舟系列飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料，Si3N4属于共价晶体 B．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水的处理 C．绿色化学的核心思想是凡污染必治理 D．“纳米酶”的提出，模糊了无机材料与有机生物界限，促进了纳米科学与医学的交融 【答案】C 【解析】A．氮化硅熔点为1900℃、具有高强度、高韧性、耐高温的性质，由性质可知氮化硅为共价晶体，故A正确；B．高铁酸钠(Na2FeO4)具有强氧化性，能使蛋白质变性，产物可转化为氢氧化铁胶体，能吸附水中悬浮物形成沉淀，可用于饮用水的处理，故B正确；C．绿色化学的核心思想是利用化学原理和技术手段，从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，不是污染后再治理，故C错误；D．“纳米酶”具有纳米材料的特性，又有生物酶所特有的性质，所以“纳米酶”的提出，模糊了无机材料与有机生物界限，但促进了纳米科学与医学的交融，故D正确；故选C。 2．分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于共价晶体的是_______。 A．碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融态不导电 B．溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电 C．五氧化二钒，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中 D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电 【答案】A 【解析】A项中熔点很高且熔融态不导电，为共价晶体；D项中熔融时或溶于水中都能导电，为离子晶体；B、C项为分子晶体。 3．下表是某些共价晶体的熔点和硬度。 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/ 3900 3000 2600 1710 1415 1211 硬度 10 9.5 9.5 7.0 6.5 6.0 分析表中的数据，判断下列叙述正确的是_______。 A．构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 B．一般构成共价晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越高 C．构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大 D．构成共价晶体的原子的相对原子质量越大，晶体的硬度越大 【答案】B 【解析】A项，共价晶体的熔点与晶体中原子间的共价键强弱有关，与构成晶体的原子种类无关，故A错误；B项，共价晶体的熔点与晶体中原子间的共价键强弱有关，原子间的键能越大，共价键越强，晶体的熔点越高，故B正确；C项，共价晶体的硬度与晶体中原子间的共价键强弱有关，构成共价晶体的原子的半径越小，共价键越强，晶体的硬度越大，故C错误；D项，共价晶体的硬度与晶体中原子间的共价键强弱有关，与构构成共价晶体的原子的相对原子质量无关，故D错误；故选B。 4．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4s24p1 D．的熔点高于AlN 【答案】D 【解析】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。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Ga的外围电子排布式为4s24p1，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GaN的熔点低于AlN，D错误；故选D。 5．我们可以将SiO2的晶体结构想象为：在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。根据SiO2晶体结构图，下列说法不正确的是( ) A．石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用 B．每个O原子也通过Si—O极性键与2个Si原子作用 C．石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，可用“SiO2”来表示石英的组成 D．在晶体中存在石英分子，故能叫分子式 【答案】D 【解析】晶体硅的结构是五个硅原子形成正四面体结构，其中有一个位于正四面体的中心，另外四个位于四面体的顶点，故SiO2的结构为每个硅原子周围有四个氧原子，而每个氧原子周围有两个硅原子，在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，“SiO2”仅表示石英的组成，故没有单个的SiO2分子。 6．最近科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对该晶体的叙述错误的是( ) A．该晶体是共价晶体 B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2 C．该晶体中碳原子数与C—O键数之比为1∶2 D．该晶体中最小的环由12个原子构成 【答案】C 【解析】该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构，则该化合物晶体中不存在分子，属于共价晶体，A项正确；晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳、氧原子个数比为1∶2，B项正确；该晶体中每个碳原子形成4个C—O共价键，所以C原子与C—O数目之比为1∶4，C项错误；该晶体中最小的环由6个碳原子和6个氧原子构成，D项正确。 7．国产科幻电影《流浪地球》火遍全网，电影中涉及很多有趣的知识。下列说法错误的是_______。 A．影片幻想了太阳氦闪，地球将被摧毁。氦气属于稀有气体、是空气的成分之一 B．电影中由硅、碳、氧、硫等元素经过一系列变化能变成铁，该过程属于化学变化 C．固定太空电梯的缆绳材料最有可能是碳纳米管(如图)，碳纳米管与互为同素异形体 D．建造行星发动机需要耐高温材料，这种材料很可能是一种共价晶体 【答案】B 【解析】A．氦气属于稀有气体、是空气的成分之一，故A正确；B．电影中由硅、碳、氧、硫等元素经过一系列变化能变成铁，该过程元素种类发生变化，不属于化学变化，故B错误；C．碳纳米管与是C元素形成的不同单质，互为同素异形体，故C正确；D．共价晶体熔点高、耐高温，建造行星发动机需要耐高温材料，这种材料很可能是一种共价晶体，故D正确；故选B。 8．我国科学家预言的碳已被合成。碳的晶体结构可看作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，金刚石和碳的晶胞如图所示。下列说法正确的是_______。 A．金刚石中每个碳原子被12个最小环共用 B．碳中最小环由24个碳原子组成 C．碳属于分子晶体 D．碳中键角是 【答案】A 【解析】A．在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环为六元环，每个C原子连接4个碳原子，连接的4个C原子中每个C原子形成3个六元环，所以金刚石晶体中每个C原子能形成12个六元环，A正确；B．由晶胞结构可知，在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正四面体结构单元有8个位于顶点，6个位于面心，4个位于体内，个数为：，则碳原子个数为32，B错误；C．由晶胞结构可知T-碳也是以四面体为结构单元的空间网状结构，为共价晶体，C错误；D．T-碳中4个碳原子围成正四面体结构，该结构中键角为60°，D错误；故选A。 9．GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电，据此判断它们是________(填“共价”或“离子”)化合物。它们的晶体结构与金刚石相似，其熔点如下表所示，试分析GaN、GaP、GaAs的熔点依次降低的原因：_____________________________________________________________。 物质 GaN GaP GaAs 熔点/℃ 1 700 1 480 1 238 【答案】共价 它们均为原子晶体，由于N、P、As的原子半径依次增大，故Ga—N、Ga—P、Ga—As的键长依次增大，共价键越长，键能越小，熔点越低 10．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/(kJ·mol−1) 356 413 336 226 318 452 (1) SiO2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) SiH4的空间结构为 ，键角为 。 (4) SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因为 。 (5)将少量CO2通入Na2SiO3溶液中，发生反应的离子方程式为 。 (6) SiC是硬度很大的物质，却很容易经锤击而破碎，原因为 。 【答案】(1)共价晶体 (2) > 金刚砂和晶体硅都是共价晶体，金刚砂中的碳硅键键能大于硅晶体中的硅单键的键能，熔点更高 (3)正四面体 109°28' (4)键能越大，含有该键的物质越稳定，该物质越易形成，硅氧键键能比碳氧键大，更易生成二氧化硅，同时碳氢键键能比硅单键键能大，甲烷更稳定 (5) CO2+ SiO32-+H2O= H2SiO3↓+CO32- (6)碳化硅的结晶形态与制造过程都会导致显微裂纹的存在，这些裂纹可能在锤击中扩展，并最终导致碳化硅的破碎 【解析】(1)SiO2熔点高，硬度大，为共价晶体；(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)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109°28′；(4)键能越大，含有该键的物质越稳定，该物质越易形成，由表格知硅氧键键能比碳氧键大，更易生成二氧化硅，同时碳氢键键能比硅单键键能大，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，故发生的反应离子方程式为CO2+ SiO32-+H2O= H2SiO3↓+CO32-；(6)SiC是硬度很大的物质，却很容易经锤击而破碎，原因为碳化硅的结晶形态与制造过程都会导致显微裂纹的存在，这些裂纹可能在锤击中扩展，并最终导致碳化硅的破碎。 11．共价晶体是由原子直接通过共价键形成的空间网状结构的晶体，因其具有高熔、沸点，硬度大，耐磨等优良特性而具有广泛的用途。设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)晶体硅是良好的半导体材料，被广泛用于信息技术和能源科学等领域。晶体硅是与金刚石结构类似的晶体(其晶胞如图甲所示)，晶体硅的1个晶胞中含_______个Si原子，在晶体硅的空间网状结构中最小环为_______元环，每个最小环独立含有_______个Si原子，含1molSi原子的晶体硅中键的数目为_______。 (2)金刚砂()也与金刚石具有相似的晶体结构(如图乙所示)，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答下列问题： ①金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是_______(均用化学式表示)。 ②在金刚砂的结构中，一个硅原子结合了_______个碳原子，其中的键角是_______。 ③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环，其中一个最小的环上独立含有_______个键。 ④金刚砂的晶胞结构如图丙所示，在中，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为_______；若金刚砂的密度为，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为_______pm(用代数式表示即可)。 【答案】(1)8 6 2NA (2)Si＜SiC＜C 4 109°28′ 1 12 【解析】(1)晶体硅是与金刚石结构类似的晶体，晶体硅的1个晶胞中含Si原子的数目为，根据结构分析，可知在晶体硅的空间网状结构中最小环为6元环，每个硅原子被12个环共用，因此每个最小环独立含有Si原子的数目为，每个Si原子与周围4个Si原子形成4个共价键，每2个Si原子共用1个Si-Si键，即含1molSi原子的晶体硅中Si-Si键的数目为2NA；(2)①共价晶体中，共价键键长越短，键能越大，熔、沸点越高，因此金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是Si＜SiC＜C。②根据金刚砂的结构可知一个硅原子结合了4个碳原子，形成正四面体结构，其键角是109°28′。③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环，一个最小环里共有6个C-Si键，1个C-Si键被6个环共用，因此一个最小的环上独立含有C-Si键的个数为。④以SiC晶胞顶角上的碳原子为研究对象，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为12；1个金刚砂晶胞中含有4个碳原子、4个硅原子，若金刚砂的密度为，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为晶胞体对角线长的四分之一，1个晶胞的体积为，因此最近的碳、硅原子之间的距离为。 建议时间：1分钟 1．(2021·浙江6月卷)已知3种共价晶体的熔点数据如下表： 金刚石 碳化硅 晶体硅 熔点/℃ >3 550 2 600 1 415 金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是_________________________________。 【答案】共价晶体中，原子半径越小，共价键键能越大，熔点越高，原子半径：C＜Si(或键长：C—C＜Si—Si)，键能：C—C＞Si—Si 10 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题13共价晶体的结构特征与特性解释 建议时间：15分钟 突破一 常见共价晶体的结构辨析 1．下列有关共价晶体的叙述，错误的是_______。 A．共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则 B．共价晶体中不存在独立的分子 C．共价晶体的熔点和硬度较高 D．共价晶体熔化时不破坏化学键 2．下列物质中，属于共价晶体的化合物是_______。 A．水晶 B．晶体硅 C．金刚石 D．干冰 3．共价晶体一定具有的性质是_______。 A．熔点高 B．易导热 C．能导电 D．良好的延展性 4．科学家借助晶体硅提高了阿伏加德罗常数的精确度。有关晶体硅描述错误的是_______。 A．由原子构成 B．含非极性键 C．含非极性分子 D．熔点高 5．将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅(Si3N4)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。下列推断可能正确的是_______。 A．SiCl4、Si3N4的晶体类型相同 B．Si3N4晶体是立体网状结构 C．共价晶体C3N4的熔点比Si3N4的低 D．SiCl4晶体在熔化过程中化学键断裂 6．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1)，简化的平面示意图如图2所示。下列关于该硅氧化物的说法正确的是_______。 图1 图2 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 7．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 突破二 共价晶体的性质 8．下列三种晶体：①金刚石，②晶体硅，③碳化硅。熔点从高到低的顺序是_______。 A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③ 9．下列有关比较中，顺序排列错误的是_______。 A．微粒的半径：Al3+＜Cl- B．物质的热稳定性：HCl<HF C．共价晶体的硬度：晶体硅>金刚石 D．离子晶体的熔点：NaF>NaCl 10．碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是_______。 A．熔点从高到低的顺序是碳化硅>金刚石>晶体硅 B．熔点从高到低的顺序是金刚石>晶体硅>碳化硅 C．三种晶体中的单元都是四面体结构 D．三种晶体都是原子晶体且均为绝缘体 11．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 -70 2 300 沸点/℃ 182.7 57.6 2 500 注：AlCl3熔点在2.02×105 Pa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 建议时间：15分钟 1．化学起源于生活，同时促进社会的发展，下列叙述中，错误的是_______。 A．神舟系列飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料，Si3N4属于共价晶体 B．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水的处理 C．绿色化学的核心思想是凡污染必治理 D．“纳米酶”的提出，模糊了无机材料与有机生物界限，促进了纳米科学与医学的交融 2．分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于共价晶体的是_______。 A．碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融态不导电 B．溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电 C．五氧化二钒，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中 D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电 3．下表是某些共价晶体的熔点和硬度。 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/ 3900 3000 2600 1710 1415 1211 硬度 10 9.5 9.5 7.0 6.5 6.0 分析表中的数据，判断下列叙述正确的是_______。 A．构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 B．一般构成共价晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越高 C．构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大 D．构成共价晶体的原子的相对原子质量越大，晶体的硬度越大 4．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4s24p1 D．的熔点高于AlN 5．我们可以将SiO2的晶体结构想象为：在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。根据SiO2晶体结构图，下列说法不正确的是( ) A．石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用 B．每个O原子也通过Si—O极性键与2个Si原子作用 C．石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，可用“SiO2”来表示石英的组成 D．在晶体中存在石英分子，故能叫分子式 6．最近科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对该晶体的叙述错误的是( ) A．该晶体是共价晶体 B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2 C．该晶体中碳原子数与C—O键数之比为1∶2 D．该晶体中最小的环由12个原子构成 7．国产科幻电影《流浪地球》火遍全网，电影中涉及很多有趣的知识。下列说法错误的是_______。 A．影片幻想了太阳氦闪，地球将被摧毁。氦气属于稀有气体、是空气的成分之一 B．电影中由硅、碳、氧、硫等元素经过一系列变化能变成铁，该过程属于化学变化 C．固定太空电梯的缆绳材料最有可能是碳纳米管(如图)，碳纳米管与互为同素异形体 D．建造行星发动机需要耐高温材料，这种材料很可能是一种共价晶体 8．我国科学家预言的碳已被合成。碳的晶体结构可看作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，金刚石和碳的晶胞如图所示。下列说法正确的是_______。 A．金刚石中每个碳原子被12个最小环共用 B．碳中最小环由24个碳原子组成 C．碳属于分子晶体 D．碳中键角是 9．GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电，据此判断它们是________(填“共价”或“离子”)化合物。它们的晶体结构与金刚石相似，其熔点如下表所示，试分析GaN、GaP、GaAs的熔点依次降低的原因：_____________________________________________________________。 物质 GaN GaP GaAs 熔点/℃ 1 700 1 480 1 238 10．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/(kJ·mol−1) 356 413 336 226 318 452 (1) SiO2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) SiH4的空间结构为 ，键角为 。 (4) SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因为 。 (5)将少量CO2通入Na2SiO3溶液中，发生反应的离子方程式为 。 (6) SiC是硬度很大的物质，却很容易经锤击而破碎，原因为 。 11．共价晶体是由原子直接通过共价键形成的空间网状结构的晶体，因其具有高熔、沸点，硬度大，耐磨等优良特性而具有广泛的用途。设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)晶体硅是良好的半导体材料，被广泛用于信息技术和能源科学等领域。晶体硅是与金刚石结构类似的晶体(其晶胞如图甲所示)，晶体硅的1个晶胞中含_______个Si原子，在晶体硅的空间网状结构中最小环为_______元环，每个最小环独立含有_______个Si原子，含1molSi原子的晶体硅中键的数目为_______。 (2)金刚砂()也与金刚石具有相似的晶体结构(如图乙所示)，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答下列问题： ①金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是_______(均用化学式表示)。 ②在金刚砂的结构中，一个硅原子结合了_______个碳原子，其中的键角是_______。 ③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环，其中一个最小的环上独立含有_______个键。 ④金刚砂的晶胞结构如图丙所示，在中，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为_______；若金刚砂的密度为，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为_______pm(用代数式表示即可)。 建议时间：1分钟 1．(2021·浙江6月卷)已知3种共价晶体的熔点数据如下表： 金刚石 碳化硅 晶体硅 熔点/℃ >3 550 2 600 1 415 金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是_________________________________。 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $