第3章 第2节 第2课时 共价晶体(Word练习)（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版）

第2课时　共价晶体 1.B　干冰是固体CO2，属于分子晶体；石英是固体SiO2，属于共价晶体，且为酸性氧化物；氧化钠为碱性氧化物；金刚石为碳单质。 2.B　B4C由非金属元素组成，可用于制作切削工具和高温热交换器，说明其熔点高，应为共价晶体，不存在单个分子，构成微粒为原子，碳、硼原子之间以共价键结合。 3.B　共价晶体的熔、沸点和硬度等物理性质取决于晶体内的共价键，构成共价晶体的原子半径越小，键长越短，键能越大，对应共价晶体的熔、沸点越高，硬度越大。 4.B　根据氮化硼的物理性质可知，其为共价晶体，熔化时所克服的微粒间作用力为共价键。C60和金刚石熔化时分别克服的是分子间作用力和共价键，A错误；冰和干冰熔化时均克服的是分子间作用力，C错误；碘和金刚砂熔化时分别克服的是分子间作用力和共价键，D错误。 5.C　A项中三种物质都是共价晶体，因原子半径：r（C）＜r（Si），所以键长：C—C＜C—Si＜Si—Si，故键能：C—C＞C—Si＞Si—Si，键能越大，共价晶体的熔点越高，A正确；因为NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点大于PH3的沸点，B正确；二氧化硅是共价晶体，硬度很大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C错误；四卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高，D正确。 6.C　根据“C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度”可知，C3N4晶体原子间通过共价键形成共价晶体，A、D错误；氮原子的半径比碳原子的半径小，所以C—N的键长比C—C的键长短，B错误，C正确。 7.C　单质硅是一种三维骨架结构的共价晶体，A正确；晶体中每个硅原子与4个硅原子相连，B正确；根据单质硅的晶体结构可判断，晶体中最小环上的原子数目为6，C错误，D正确。 8.D　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，A、B正确；在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，“SiO2”仅表示石英中Si、O原子个数比，没有单个的SiO2分子，C正确，D错误。 9.A　与小立方体顶角的四个碳原子直接相邻的碳原子分别位于大立方体的12条棱的中点，共12个。如图所示： 10.D　在二氧化硅晶体中，由Si、O构成的最小单元环是12元环，每个最小环中含有6个硅原子和6个氧原子，A错误；1个P4分子中含6个P—P，124 g白磷（P4）晶体中含P—P共价键的个数为×6NA mol－1＝6NA，B错误；C—C键能大于Si—Si，所以金刚石的熔、沸点高于晶体硅，C错误；金刚石晶体中，1个碳原子形成4个共价键，每个共价键连有两个C原子，所以碳原子数与C—C数之比为1∶2，D正确。 11.C　晶体中每个C与4个N相连而一个N被3个碳原子共用，则每个碳原子均摊的氮原子个数为×4＝，则化学式为C3N4，rN＜rC，C—N键长短，C—N键能大于C—C，该晶体的熔点高于金刚石，C错误。 12.D　在金刚石的晶体结构中，最小的环为6元环，每个单键为6个环共有，则每个C原子连接4×3＝12个六元环，平均每个六元环有个C，6×＝1个C—C，A正确；由γ-氮化碳的分子结构可知，γ-氮化碳的分子式为C6N8，具有分子式，不属于共价晶体，B正确；甲醛中存在碳氧双键，C为sp2杂化，C正确；C60的结构是由20个六元环和12个五元环构成的，D错误。 13.（1）①小于　C原子半径小于Si原子半径，故C—N的键能大于N—Si，键能越大，共价晶体的硬度越大　②Si3N4 （2）4　正四面体形　共价 解析：（1）①因为原子半径：C＜Si，故键能：C—N＞N—Si，键能越大，共价晶体的硬度就越大。②根据共价键饱和性原则，1个Si连接4个N，1个N连接3个Si，故化学式为Si3N4。（2）根据题给信息“晶体结构与晶体硅相似”，故1个Ga原子与4个N原子相连，与同一个Ga原子相连的4个N原子构成的空间结构为正四面体形，GaN晶体属于共价晶体。 14.（1）8　6　　2NA　（2）①Si＜SiC＜C ②4　109°28'　③1　④12　××1010 解析：（1）根据金刚石的结构，晶体硅的1个晶胞中含Si原子数目为4＋8×＋6×＝8，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6×＝，含1 mol Si原子的晶体硅中Si—Si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，1个C—Si被6个环共用，因此一个最小的环上独立含有C—Si的个数为6×＝1。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ρ g·cm－3，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 cm3，因此最近的碳、硅原子之间的距离为××1010 pm。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　共价晶体 题组一　共价晶体及其性质 1.（教材改编题）下列物质属于共价晶体且为酸性氧化物的是（　　） A.干冰 B.石英 C.氧化钠 D.金刚石 2.一种新型材料B4C，它可用于制作切削工具和高温热交换器。关于B4C的推断正确的是（　　） A.B4C分子是由4个硼原子和1个碳原子构成的 B.B4C是一种共价晶体 C.B4C是一种分子晶体 D.B4C晶体中存在离子键 3.（教材改编题）下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是（　　） 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗 熔点/℃ ＞3 500 3 000 2 700 1 710 1 410 1 211 莫氏硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6.0 A.构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 B.构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高 C.构成共价晶体的原子半径越大，晶体的硬度越大 D.构成共价晶体的共价键键长越长，晶体的硬度越大 4.（2025·泉州高二期中）氮化硼是一种新合成的结构材料，它是超硬、耐磨、耐高温的物质，下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用力与氮化硼熔化时所克服的粒子间作用力相同的是（　　） A.C60和金刚石 B.晶体硅和水晶 C.冰和干冰 D.碘和金刚砂 5.（2025·通化高二检测）下列晶体性质的比较中错误的是（　　） A.熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 B.沸点：NH3＞PH3 C.硬度：白磷＞冰＞二氧化硅 D.熔点：SiI4＞SiBr4＞SiCl4 题组二　共价晶体的结构 6.（鲁科版习题）已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合。对于C3N4晶体的说法中，正确的是（　　） A.C3N4晶体是分子晶体 B.C3N4晶体中，C—N的键长比金刚石中的C—C的键长要长 C.C3N4晶体中，C—N的键长比金刚石中的C—C的键长要短 D.C3N4晶体中微粒间通过离子键结合 7.单质硅的晶体结构如图所示。下列关于单质硅晶体的说法错误的是（　　） A.是一种三维骨架结构的晶体 B.晶体中每个硅原子与4个硅原子相连 C.晶体中最小环上的原子数目为8 D.晶体中最小环上的原子数目为6 8.（2025·华东师大附中开学考）某石英结构如图，我们可以将此晶体结构想象为在晶体硅的Si—Si之间插入O原子。根据晶体结构图，下列说法错误的是（　　） 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原子通过Si—O极性键与2个Si原子作用 C.在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，可用“SiO2”表示石英的组成 D.在晶体中存在石英分子，故能叫分子式 9.金刚石是由碳原子所形成的正四面体结构向空间无限延伸而得到的具有三维骨架结构的共价晶体。在立方体中，若一碳原子位于立方体体心，则与它直接相邻的四个碳原子位于该立方体互不相邻的四个顶角上（如图中的小立方体）。请问，图中与小立方体顶角的四个碳原子直接相邻的碳原子数为多少，它们分别位于大立方体的什么位置（　　） A.12，大立方体的12条棱的中点 B.8，大立方体的8个顶角 C.6，大立方体的6个面的中心 D.14，大立方体的8个顶角和6个面的中心 10.（2025·沧州高二月考）有关晶体的叙述中正确的是（　　） A.在SiO2晶体中，最小的单元环是由6个硅原子组成的六元环 B.在124 g白磷（P4）晶体中，含P—P共价键个数为4NA C.金刚石的熔、沸点高于晶体硅，是因为C—C的键能小于Si—Si D.12 g金刚石中含C原子与C—C数之比为1∶2 11.根据量子力学计算，氮化碳结构有五种，其中一种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.氮化碳属于共价晶体 B.氮化碳的化学式为C3N4 C.该晶体的熔点比金刚石的熔点低 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 12.（2025·南昌高二月考改编）碳有金刚石（晶体模型如图a）、C60（分子结构如图b，每个分子内有32个面，均为正五边形或正六边形）等单质，碳能形成甲醛、γ-氮化碳（分子结构如图c，分子内N和C均达到8e－稳定结构）等化合物。下列说法错误的是（　　） A.金刚石结构中最小环是六元环，平均每个六元环有个C，1个C—C B.γ-氮化碳的分子式为C6N8，不属于共价晶体 C.甲醛中C为sp2杂化 D.C60分子中有16个五元环和16个六元环 13.请按要求填空： （1）氮化碳和氮化硅晶体结构相似，是新型的非金属高温陶瓷材料，它们的硬度大、熔点高、化学性质稳定。 ①氮化硅的硬度　　　　（填“大于”或“小于”）氮化碳的硬度，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且氮原子与氮原子不直接相连、硅原子与硅原子不直接相连，同时每个原子都满足最外层8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式：　　　　　　　　　　　　　　。 （2）第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与晶体硅相似。在GaN晶体中，每个Ga原子与　　　　个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，GaN属于　　　　晶体。 14.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1 mol Si原子的晶体硅中Si—Si的数目为　　　　。 （2）金刚砂（SiC）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C—Si。 ④金刚砂的晶胞结构如图丙所示，在SiC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ρ g·cm－3，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）。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $