3.3 共价键 共价晶体 第2课时（分层作业）化学苏教版选择性必修2

第三单元 第2课时 共价键键能 共价晶体 分层作业 1．下列晶体熔化时，需要破坏共价键的是 A．Cu B．SiO2 C．NaHSO4 D．干冰 【答案】B 【详解】A．Cu属于金属晶体，熔化时破坏金属键，A不合题意； B．SiO2属于共价晶体，熔化时破坏共价键，B符合题意； C．NaHSO4属于离子晶体，熔化时破坏离子键，C不合题意； D．干冰属于分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，D不合题意； 故答案为：B。 2．下列物质性质的解释合理的是 选项 性质 解释 A 键角大小：NH3>H2O 电负性：N<O B 酸性：HCl>H2CO3 非金属性：Cl>C C 熔点：NH4Cl>NH2Cl NH4Cl为离子晶体，而NH2Cl为分子晶体 D 硬度：碳化硅>晶体硅 键长：C-Si>Si-Si A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．键角大小NH3＞H2O的主要原因是NH3的孤对电子数目（1对）少于H2O（2对），孤对电子排斥力更大导致键角更小。虽然电负性：N<O会影响成键电子分布，但题目中仅用电负性解释键角差异，未提及孤对电子的核心作用，A错误； B．酸性HCl＞H2CO3不能通过非金属性Cl＞C直接解释，因为HCl并非Cl的最高价氧化物对应酸（最高价为HClO4），而H2CO3是C的最高价酸。非金属性比较应基于最高价态的含氧酸酸性比较，B错误； C．NH4Cl为离子晶体（NH4+和Cl-通过离子键结合），熔点较高；NH2Cl为分子晶体（分子间通过范德华力结合），熔点较低，C正确； D．碳化硅（SiC）硬度高于晶体硅（Si）的原因是C-Si键键长比Si-Si键更短（C原子半径更小），键能更大。选项D错误地将键长解释为更长，与事实相反，D错误； 故答案选C。 3．元素C、Si、Ge位于周期表中第IVA族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．第一电离能：I1(C)<I1(Si)<I1(Ge) C．键、键、键能依次减小 D．可在周期表中金属、非金属交界处寻找半导体材料 【答案】D 【详解】A．原子半径在同一主族中随原子序数增大而增大，因此应为，A错误； B．同一主族中原子第一电离能随原子半径增大而减小，实际顺序为，B错误； C．碳原子半径小于硅原子半径，原子半径越小，则键能越高，故键能顺序为，C错误； D．周期表中金属与非金属交界处的元素常具有半导体性质，可在周期表中金属、非金属交界处寻找半导体材料，D正确； 故选D。 4．2025年9月3日阅兵尽显我国国防科技硬核实力。雷达系统使用了单晶硅，反应可用于纯硅的制备。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．单晶硅为分子晶体，熔点高、硬度大 B．单晶硅中含有个键 C．中含有键的数目为 D．每生成时转移电子的数目为 【答案】D 【详解】A．单晶硅是共价晶体，硅原子间通过共价键形成空间网状结构，因此熔点高、硬度大。分子晶体（如干冰）熔点低，A错误； B．1 mol单晶硅中，每个Si原子形成4个Si-Si键，但每个键被2个原子共享，总键数为，B错误； C．H2分子含1个σ键（H-H键），1 mol H2含NA个σ键，C错误； D．反应中氢元素化合价升高，硅元素化合价降低，SiCl4→Si，Si的化合价从+4→0，每生成1 mol Si转移4 mol电子，即4 NA个电子，D正确； 选D。 5．下列说法中正确的是 ①晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 ②共价晶体中共价键越强，熔点越高 ③6g二氧化硅晶体中含有的键数为 ④在和晶体中，阴、阳离子数之比相等 ⑤正四面体构型的分子，键角都是，其晶体类型可能是共价晶体或分子晶体 ⑥分子晶体中都含有化学键 ⑦含碳元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为 A．①②③④⑤ B．②③④⑦ C．②④⑥⑦ D．③④⑤⑥⑦ 【答案】B 【详解】①分子稳定性由分子内共价键决定，与分子间作用力无关，错误； ②共价晶体中共价键越强，键能越大，熔点就越高，正确； ③6 g SiO2为=0.1 mol，每个Si形成4个Si-O键，总键数0.4 NA，正确； ④在 Na2O 和 Na2O2 晶体中，阴、阳离子数之比都是1：2，正确； ⑤正四面体构型的分子，键角可以是60°，如白磷分子，错误； ⑥稀有气体均为分子晶体，晶体中没有化学键，错误； ⑦含4.8 g碳元素的金刚石晶体中，碳原子的物质的量为0.4 mol，一个碳原子周围有4个共价键，每个共价键又被两个碳原子共有，故其中共价键的物质的量为0.8 mol，正确； 综上，②③④⑦正确； 故选B。 6．下列关于二氧化硅晶体的说法中不正确的是(　　) A．1 mol SiO2晶体中含2 mol Si—O键 B．晶体中Si、O原子个数比为1：2 C．晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子稳定结构 D．晶体中最小环上的原子数为12 【答案】A 【详解】A．SiO2晶体中1个硅原子与周围4个氧原子形成4个Si—O键，故1 molSiO2晶体含有Si—O键4mol，A错误； B．每个硅原子周围连有4个氧原子，每个氧原子周围连有2个硅原子，硅原子与氧原子个数比为1:2，B正确； C．在SiO2晶体中，硅原子和氧原子最外层都达到8电子稳定结构，C正确； D．SiO2晶体中，晶体中最小的环为6个硅原子和6个氧原子形成的12元环，D正确； 故选A。 7．短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，且X、Y、Q位于不同周期，W、Q同主族，五种元素基态原子中Z未成对电子数最多。这些元素组成的环状物质a和b结构如图所示(图中未区别标出单、双键)。下列说法正确的是 A．电负性：Z>W>Y B．b分子中键长：①＜② C．Y和Z的常见氧化物均为大气污染物 D．W和Q的简单氢化物稳定性：W＜Q 【答案】B 【分析】X、Y、Z、W、Q为原子序数逐渐增大的短周期元素，X、Y、Q处于不同周期，X为H元素，Y为第二周期元素，Q为第三周期的元素，由图a可知，Z周围形成三个共价键，Z的基态原子中未成对电子数最多，则Z为N元素，Y和Z形成的环状结构中，存在大π键，则Y为C元素，图a为NH2CN的三聚体；图b可知，W形成2个键，W与Q同主族，W为O元素，Q为S元素，b是SO3的三聚体。 【详解】A．同周期主族元素，原子序数越大，电负性越大，故电负性O>N>C，A错误； B．b分子中①为S=O键，②为S-O键，双键键长小于单键键长，b分子中键长：①＜②，B正确； C．C的氧化物CO2不是大气污染物，N的氧化物（NO、NO2等）是大气污染物，C错误； D．同主族元素，从上往下非金属性依次减弱，元素非金属性越强，简单氢化物越稳定，则非金属性：O>S，简单氢化物稳定性：H2O>H2S，D错误； 故选B。 8．Ni可活化放出，其反应历程如图所示。下列关于活化历程的说法正确的是 A．该反应的总焓变为负值，数值为 B．反应过程中，Ni的成键数目在所有中间体中均保持不变 C．反应过程涉及非极性键的断裂和生成，且包含极性键的形成 D．决速步骤为中间体1转化为中间体2，因该步活化能最大 【答案】A 【详解】A．只与始态和终态有关，根据历程图像可知，该反应为放热反应，总反应为  ，故A正确； bbB．中间体1中Ni的成键数目为4，中间体2、3中Ni的成键数目为2，在此反应过程中Ni的成键数目发生变化，故B错误； C．该反应过程涉及C—C断裂和C—H形成，没有非极性键的形成，故C错误； D．活化能越大，化学反应速率越慢，是决速步骤，根据历程图可知，中间体2→中间体3活化能最大，是决速步骤，故D错误； 选A。 9．如图表示的SiO2的晶胞结构，试回答下列问题。 (1)1个SiO2晶胞中含有 个Si-O键。 (2)若SiO2正立方体形状晶体的密度为ρ g/cm3，SiO2晶体中最近的两个硅原子之间的距离表达式为 cm。(NA表示阿伏加德罗常数) 【答案】(1)32 (2) 【详解】（1）据图示可知：根据均摊法，该晶胞中含有Si原子数目为个。在SiO₂晶体中，每个Si原子与4个O原子形成共价键，故1个晶胞中含有的Si-O键数目为个； （2）在该晶胞中含有的Si-O共价键数目是32个，由于每个O原子形成2个Si-O共价键，则其中含有的O原子数目是16个，根据化学式可知其中含有Si原子数目是8个，其中含有8个“SiO2”，晶胞质量m=，晶体体积V=，晶胞边长L=；在该晶胞中两个距离相等且最近的Si原子处于位置为A、E点之间的距离，长度是晶体体对角线的，则该晶胞中两个距离相等且最近的Si原子之间的距离为。 10．氮氧化铝(AlON)是新型透明高硬度防弹铝材料，可耐1200℃的高温。下列说法不正确的是 A．基态铝原子的价电子轨道表示式为 B．AlON和水晶所含的化学键类型不同 C．AlON中三种元素都位于周期表p区 D．AlON属于共价晶体 【答案】B 【详解】A．基态铝原子核外电子数为13，电子排布式为1s22s22p63s23p1，价电子排布式为3s23p1，价电子轨道表示式为 ，故A正确； B．AlON属共价晶体，水晶(SiO2)属于共价晶体，化学键都是共价键，故B错误； C．p区包含第ⅢA族～0族的元素，Al为第ⅢA族元素，O为VIA族，N为VA族元素，均位于p区，故C正确； D．AlON硬度大、熔点高，属共价晶体，故D正确； 故选：B。 11．T-碳是碳的一种同素异形体，其晶体结构可以看成是金刚石晶体（如图甲）中每个碳原子被一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元（）所取代（如图乙）。已知T-碳的密度为金刚石的一半。下列说法错误的是 A．T-碳中碳与碳的最小夹角为60° B．T-碳属于共价晶体 C．金刚石晶胞的边长和T-碳晶胞的边长之比为2：1 D．T-碳晶胞的俯视图如图丙 【答案】C 【详解】A．根据可知T-碳中碳与碳的最小夹角为60°，A正确； B．T-碳中碳原子以共价键相连成空间网状结构，属于共价晶体，B正确； C．根据均摊原则，一个金刚石晶胞中含有碳原子数为，T-碳晶体结构可以看成是金刚石晶体中每个碳原子被一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元所取代，则一个T-碳晶胞中含有32个碳原子，设金刚石晶胞的边长为acm，金刚石的密度为g·cm-3，T-碳的晶胞边长为bcm，密度为g·cm-3，T-碳的密度为金刚石的一半，则，解得，金刚石晶胞的边长和T-碳晶胞的边长之比为1：2，C错误； D．T-碳晶胞的俯视图正确，突出了四面体结构，及四面体之间碳与碳的共价键，D正确； 故选C。 12．氮化硼（BN）晶体有多种结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，质地软，可作润滑剂。立方相氮化硼与金刚石相似，是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构及晶胞如图所示。下列说法不正确的是 A．六方相氮化硼为混合晶体 B．立方相氮化硼晶体中与氮原子紧邻且最近的氮原子数为12 C．六方相氮化硼导电能力强于石墨 D．立方相氮化硼熔点高于单晶硅 【答案】C 【详解】A．六方相氮化硼与石墨相似，具有层状结构，属于混合晶体（层内共价键，层间分子间作用力），A正确； B．立方相氮化硼晶体中，N原子构成面心立方堆积，每个N原子周围距离最近且等距的N原子有12个，B正确； C．石墨中存在自由移动的电子从而导电，而六方相氮化硼的层内结构中，由于 B 和 N 的电负性差异大，B-N 键具有部分离子键特性（与石墨中纯共价键不同）。离子键导致电子被束缚在原子附近，难以形成离域电子云，抑制了导电性，C错误； D．立方相氮化硼与金刚石均为共价晶体，共价晶体的熔点与共价键键能有关，B-N键的键长比Si-Si键短，键能更大，因此立方相氮化硼熔点高于单晶硅，D正确； 故答案选C。 13．研究发现水微滴表面有强电场，能引发反应。三唑水溶液微滴表面接触发生反应，可能的反应机理如图所示。根据上述反应机理，下列叙述不正确的是 A．三唑为该反应的催化剂 B．换成，可生成 C．该循环中存在极性键和非极性键的断裂和形成 D．总反应为 【答案】B 【详解】A．三唑参加了该反应，改变了反应路径，但反应前后三唑的结构和含量均没有变化，符合催化剂定义，因此三唑为该反应催化剂，A正确； B．的结构是，结合图像可知其在反应过程中转化为，B错误； C．由图像可知，循环中涉及σ(O-H)、π(C=O) 、σ(N-H)、π(N=N)的断裂和σ(O-O)、σ(N-C)、σ(N-H)、σ(C-H)、π(N=N)的生成，存在极性键和非极性键的断裂和生成，C正确； D．由图像可知，循环中最终转化为HCOOH，最终转化为，总反应表达式为，配平写出总反应方程式，D正确； 故答案选B。 14．磷化硼（）是一种半导体材料，熔点，其结构与氮化硼相似，已知磷化硼晶胞参数为，以晶胞参数建立分数坐标系，立方晶胞结构如图，1号原子的坐标为，2号原子的坐标为，下列说法正确的是 A．熔点： B．晶体中，与原子距离最近且相等的原子有12个 C．晶体中相邻两个原子之间最近的距离为 D．3号原子的坐标为 【答案】B 【详解】A．磷化硼（）结构与氮化硼相似，均为共价晶体，原子半径小，键键长短，键能大，故熔点高，A错误； B．据图可以看出晶体中原子周围距离最近且相等的原子有12个，B正确； C．相邻两个原子之间最近的距离为面对角线的一半，即为，C错误； D．1号P原子的坐标为，2号P原子的坐标为，将晶胞均分为8个小立方体，则3号B原子在前左下角小立方体体心的位置，故3号原子的坐标为，D错误； 故答案选B。 15．如图a、b和c依次为金属铜(Cu)、二氧化碳(CO2)和金刚石(C)晶胞的示意图，下列说法正确的是    A．1个铜晶胞中平均含有14个铜原子 B．二氧化碳晶胞中1个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子 C．金刚石晶胞平均分为8份，其也是金刚石的晶胞 D．二氧化碳(CO2)和金刚石(C)晶体中，形成晶体的作用力类型相同 【答案】B 【详解】A．1个铜晶胞中平均含有铜原子的个数为=4，A错误； B．二氧化碳晶胞中1个CO2分子周围有=12个紧邻的CO2分子，B正确； C．晶胞应该是晶体中最小重复单元，据此判断图c的不是金刚石的晶胞，C错误； D．形成二氧化碳(CO2)晶体的作用力为范德华力，形成金刚石(C)晶体的作用力为共价键，其作用力类型不同，D错误； 故选B。 16．碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示： (1)在石墨烯晶体中，每个C原子连接     个六元环，每个六元环占有     个C原子。 (2)在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接     个六元环。六元环中最多有     个C原子在同一平面。 (3)金刚石晶胞含有     个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的棱长为a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率     （不要求计算结果）。 【答案】(1) 3 2 (2) 12 4 (3) 8 ×100% 【详解】（1）在石墨烯晶体中，每个C原子连接3个六元环，每个六元环占有C原子数为6×=2； （2） 在金刚石晶体中，每个C原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键，最小的环为六元环，每个单键为三个环共有，则每个C原子连接4×3=12个六元环，晶胞中共平面的原子如图，共4个。 （3）金刚石的晶胞结构是碳原子位于立方体的所有顶点及面心处，将立方体切割成8个小立方体，在其中4个互不相邻的立方体体心各有一个碳原子，也就是说金刚石晶胞是面心立方堆积完之后还在四个四面体里有原子，在金刚石晶胞的体对角线上连排了四个原子，并且相切，所以体对角线长度就是碳原子半径的8倍，则碳原子数为；，，晶胞的体积为a3，碳原子的体积为8×πr3，空间占有率为。 17．共价晶体是由原子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。设为阿伏加德罗常数的值，回答下列问题： (1)晶体硅是良好的半导体材料，被广泛应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(其晶胞结构如图所示)，晶体硅的1个晶胞中含有 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1mol Si原子的晶体硅中含有键的数目为 。 (2)砷化镓是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，如图所示，该立方晶胞参数为a nm。 ①砷化镓的化学式为 。 ②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，如A点、D点原子的分数坐标分别为、，则C点原子的分数坐标为 ；砷化镓晶体的密度为 (列出计算式)。 【答案】(1) 8 6 (2) GaAs 或 【详解】（1）晶体硅是与金刚石结构类似的晶体，图中Si处于8个顶点、6个面心和体内(有4个)，根据均摊法，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个键，所以含1mol Si原子的晶体硅中含有键的数目为。 （2）①图中As处于8个顶点、6个面心，Ga在体内(有4个)，根据“均摊法”，一个晶胞中含个As、4个Ga，则砷化镓的化学式为GaAs。 ②A点、D点原子的分数坐标分别为、，根据几何知识，C点原子在x、y、z轴上的坐标投影分别为、、，则C点分数坐标为；砷化镓晶胞的质量为，则晶体的密度为。 18．我们常用的元素周期表称为维尔纳长式周期表，下图是该表的一部分，其中的编号代表对应的元素。 (1)元素①与⑥均处于元素周期表的 区。 A．s    B．p    C．d    D．f 用电子式表示两者形成的化合物 。 (2)元素②基态原子核外能量最高的电子原子轨道呈 形。 (3)元素③的单质中，不存在的共价键类型有___________。 A．非极性键 B．极性键 C．σ键 D．π键 (4)元素⑧基态原子简化的核外电子排布式为 。 (5)元素⑨核外未成对电子数为___________。 A．4 B．5 C．6 D．7 (6)元素⑩在元素周期表中的位置是___________。 A．第4周期 B．第5周期 C．第ⅤB族 D．第15族 (7)元素⑤⑥⑦⑧对应的四种简单离子，半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。 (8)比较元素③与④对应的气态氢化物热稳定性并从物质结构的角度进行解释。 。 (9)元素①和③可以形成一种分子，其中元素①和③的原子个数比为2:1，且均达到稳定结构，该分子的结构式为 。 (10)图A、B、C分别表示元素②③④⑤的前三级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。 第一电离能的变化图是图 。判断的根据是 。 【答案】(1) A (2)哑铃 (3)B (4)[Ne] 3s23p5 (5)C (6)B (7)Cl-＞F-＞Mg2+＞Al3+ (8)同周期元素，从左到右原子半径依次减小，原子核对核外电子的吸引力依次增强，非金属性依次增强，气态氢化物热稳定性依次增强，则NH3的热稳定性弱于H2O (9) (10) A 同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，N原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O＞C 【分析】由元素在元素周期表中的相对位置可知，元素①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩分别为H元素、C元素、N元素、O元素、F元素、Mg元素、Al元素、Cl元素、Cr元素、Sb元素。 【详解】（1）氢元素、镁元素的原子序数分别为1、12，基态原子的价电子排布式分别为1s1、2s2，处于元素周期表s区，故选A；氢化镁是只含有离子键的离子化合物，电子式为； （2）碳元素的原子序数为6，基态原子的价电子排布式为2s22p2，核外能量最高的电子原子轨道是呈哑铃形的2p轨道； （3）氮气分子的结构式为N≡N，分子中含有非极性键、σ键和π键，不含有极性键，故选B； （4）氯元素的原子序数为17，基态原子简化的核外电子排布式为[Ne] 3s23p5； （5）铬元素的原子序数为24，基态原子的价电子排布式为3d54s1，核外未成对电子数为6，故选C； （6）锑元素的原子序数为51，位于元素周期表第五周期ⅤA族，故选B； （7）同主族元素，从上到下离子半径依次增大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则四种离子的离子半径大小顺序为Cl-＞F-＞Mg2+＞Al3+； （8）同周期元素，从左到右原子半径依次减小，原子核对核外电子的吸引力依次增强，非金属性依次增强，气态氢化物热稳定性依次增强，则NH3的热稳定性弱于H2O； （9） 由题意可知，元素①（H）和③（N）按原子个数比为2:1形成的分子为，结构式为； （10）元素②③④⑤分别为C、N、O、F，同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，N原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O＞C，故选图A。 19．用NA表示阿伏加德罗常数的是，下列叙述中不正确的是 A．1mol金刚石晶体中含有碳碳单键的数目是2NA B．12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5 NA C．1mol二氧化硅晶体中含有硅氧单键的数目为4NA D．1molP4晶体中，P-P键的数目为4NA 【答案】D 【详解】A．在金刚石晶体中，每个C原子与周围的4个C原子以单键相连，平均每个C原子形成2个碳碳单键，则1mol金刚石晶体中含有碳碳单键的数目是2NA，A正确； B．在石墨烯中，6个C原子形成1个六元环，平均每个C原子形成3个六元环，则平均1个六元环含有2个C原子，12g石墨烯(单层石墨)的物质的量为1mol，则含有六元环的个数为×NAmol-1=0.5 NA，B正确； C．在二氧化硅晶体中，每个Si原子与4个O原子相连，每个O原子与2个Si原子相连，则平均每个“SiO2”中含有硅氧键的数目为2+=4，所以1mol二氧化硅晶体中含有硅氧单键的数目为4NA，C正确； D．1个P4分子中含有6个P-P键，则1molP4晶体中，P-P键的数目为6NA，D不正确； 故选D。 20．以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作用力 B．在晶体硅中，硅原子与Si-Si键个数的比为1：4 C．干冰晶体中，每个CO2周围距离相等且最近的CO2有12个 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3NA 【答案】C 【详解】A．冰晶体中存在H2O分子内的H-O共价键、分子间存在范德华力和氢键，共3种作用力，A错误； B．在晶体硅中每个Si原子与周围的4个Si原子形成4个Si-Si键，每个Si-Si被两个Si原子共用，故硅原子与Si-Si键个数的比为1：4×=1:2，B错误； C．由题干图示可知，干冰晶体中，每个CO2周围距离相等且最近的CO2有12个，C正确； D．由题干图示信息可知，石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料，石墨晶体中层内每个C周围形成3个C-C键，每个C-C键被2个C原子共用，故12g石墨烯中含C-C键数目为=1.5NA，D错误； 故答案为：C。 21．回答下列问题： (1)基态钙原子的价层电子的轨道表示式为 。 (2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。那么的自旋磁量子数之和为 。 (3)S元素在过渡元素的鉴定中起着重要的作用。S的氧化物形式多样，如图是一种S的氧化物的示意图(无限长链)，其化学式是 ，其中S的杂化方式为 。 (4)比较二者熔点大小：金刚石 (填“>”、“<”、或“=”)，并从结构角度分析原因 。 (5)甲胺铅碘和甲脒铅碘均可用作太阳能电池的功能材料。两种材料具有相同的晶胞类型，如图所示。 ①“”代表或，则“”代表 (填“”或“”) ②与“”距离最近且相等的“”有 个。 ③研究发现，用少量有机二元胺的阳离子(如下)代替晶体表面部分，可提升电池的防潮性能，且效果：a<b．a、b效果不同的可能原因是 。 a．    b． 【答案】(1) (2)+2或-2 (3) sp3 (4) > 金刚石是共价晶体，是分子晶体，共价键强度大于分子间作用力 (5) 12 b的链端有甲基，不利于与形成氢键，所以a的防潮效果不如b 【详解】（1）基态钙原子的价层电子排布式为4s2，价层电子的轨道表示式为； （2）的原子序数为27，的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，有4个未成对电子，那么的自旋磁量子数之和为+2或-2； （3）该结构中，每个硫原子连接4个氧原子，4个氧原子中有两个氧原子连接两个硫原子，每个最小重复单元含1个S，2+=3个O，化学式是；其中S原子有4个σ键，没有孤电子对，杂化方式为sp3； （4）金刚石是共价晶体，是分子晶体，共价键强度大于分子间作用力，故熔点大小：金刚石>； （5）①“”代表或，个数为，1个位于体心，灰球位于面心，个数为，根据甲胺铅碘和甲脒铅碘可知，“”代表； ②1个晶胞内与“”距离最近且相等的“”有3个，“”位于立方体顶点且同时为8个晶胞共用，灰球“”又位于面心，所以与“”距离最近且相等的“”有个； ③氨基能与水分子形成氢键，从而影响材料的吸湿性和防潮性能，b的链端有甲基，不利于与形成氢键，所以a的防潮效果不如b。 22．在地球上生物氮循环涉及多种含氮物质。回答下列问题： (1)氮化铬（CrN）是一种高性能材料，耐磨耐腐蚀。基态铬原子的价层电子排布式为 ，铬元素位于元素周期表的 区。 (2)尿素是常见的氮肥之一，可用CO（NH2）2表示，其中基态氮原子的成对电子数与未成对电子数之比为 ，1个CO（NH2）2分子中含有的σ键数目为 。 (3)常用的火箭燃料之一肼（N2H4）又称联氨，为无色油状液体，有类似氨的刺鼻气味，肼的沸点高达113.5℃，原因是 。N2O4是神舟二十号载人飞船所用主发动机推进剂之一，为平面形分子，N原子以 杂化轨道成键。 (4)氮化硼（BN）晶体有多种结构，其中立方相氮化硼与金刚石的结构相似，是超硬材料，有优异的耐磨性。立方相氮化硼的熔点为3000℃，其晶体类型是 ；立方相氮化硼的晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm，用表示阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 （用含a、的代数式表示）。 【答案】(1) 3d54s1 d (2) 4:3 7 (3) 肼分子间可形成氢键（合理即可） sp2 (4) 共价晶体 【详解】（1）①铬的原子序数为24，价层电子排布式：； ②铬位于元素周期表的d区。 （2）①基态氮原子核外电子排布式为，成对电子数与未成对电子数之比为； ②尿素的结构为，1个分子中含7个键。 （3）①肼分子间可形成氢键，微粒间的作用力增强，熔沸点高； ②四氧化二氮为平面形分子，原子以杂化轨道成键； （4）①立方相氮化硼晶体为共价晶体，根据均摊法可知，氮原子个数为：； ②原子个数为4，该晶胞中有4个，每个晶胞的质量为，密度为：。 23．氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到和BN，如图所示： 请回答下列问题： (1)由制备、BN的化学方程式依次是 、 。 (2)基态B原子的电子排布式为 ；B和N相比，电负性较大的是 ，BN中B元素的化合价为 。 (3)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键类型为 。 (4)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石(晶胞如图)相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm。立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子，立方氮化硼的密度是 (只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗常数为)。 【答案】(1) (2) N (3)共价键(或极性共价键) (4) 4 4 【分析】天然硼砂(四硼酸钠)和硫酸反应可生成H3BO3，H3BO3受热易分解生成水和B2O3，B2O3和氟化钙及硫酸反应可得到BF3；B2O3和氨气在高温下反应可生成BN。 【详解】（1）由图可知，B2O3与CaF2、H2SO4反应即生成BF3，反应前后元素化合价不发生变化，根据原子守恒知，产物还有硫酸钙和水，所以由制备的反应方程式为；B2O3与氨气在高温下反应可生成BN，根据原子守恒，反应的方程式为。 （2）B为5号元素，基态B原子的电子排布式为；B和N同属于第二周期，同周期从左到右，主族元素的电负性依次增大，则电负性较大的是N，所以BN中B显正价而N显负价，B元素的化合价为+3。 （3）石墨结构中，层内的碳原子间形成共价键，则在六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键类型为共价键(或极性共价键)。 （4）由题图可知，C原子处于8个顶点、6个面心、体内(4个)，根据均摊法，则每个晶胞中含C原子数++4=8个，由此可推出与之相似的BN晶胞中，应含有4个N原子、4个B原子；立方氮化硼晶胞的质量为，晶胞的体积为，则密度为 。 24．碳族元素及其化合物在生活、化工生产中都有重要的应用。请回答： (1)关于碳族元素原子结构与性质的描述，下列说法不正确的是___________。 A．基态碳原子的电子排布式为 B．第一电离能：， C．微粒半径： D．中铅元素存在、价 (2)晶体硅、金刚石、金刚砂()按熔点由高到低的排列顺序为 ，从结构角度说明理由 。 (3)某含铅化合物A的晶胞如图所示。 ①写出化合物A的化学式 。 ②化合物A生产成本低，光电转化效率高，但用在太阳能电池上，化合物A的“怕热怕湿”仍需技术攻关。写出化合物A与足量溶液发生非氧化还原反应的化学方程式 (已知：25℃时，，)。 (4)以黄铜矿(主要成分为，含少量)为原料，相关转化关系如下。 已知：反应Ⅰ中铁的化合价不变，固体A和气体B均为单一的化合物；具有类似铁锈的疏松结构。 ①固体A的化学式为 ，中心原子的价层电子对数为 。 ②下列说法不正确的是 。 A．已知难溶于水，预测其能溶于稀硝酸 B．在该环境下锈蚀后，铜锈层可隔绝空气，减缓生锈速度 C．气体B具有还原性，故能使品红溶液褪色 D．与混合共热可制得无水 【答案】(1)AB (2) 金刚石>金刚砂>晶体硅 三者都为共价晶体，原子半径(或键长)，键能，所以熔点金刚石>金刚砂>晶体硅 (3) CH3NH3PbI3 (4) 4 BC 【分析】根据流程可知气体B中含S元素，B为SO2，固体A中含Fe和Si，黄铜矿反应的化学方程式为：，故B为SO2，A为；粗铜与HCl和氧气反应得到CuCl，CuCl与O2和水反应得到Cu2(OH)3Cl，反应方程式为：；SO2与等物质的量的氯气反应得C：SO2Cl2，SO2Cl2与SCl2反应得到SOCl2。 【详解】（1）A．碳是6号元素，则基态碳原子的电子排布式为，A错误； B．同主族越靠上，第一电离能越大，则第一电离能：，，B错误； C．原子核内质子数相同时，核外电子数越多，微粒半径越大，则微粒半径：，C正确； D．Pb是第ⅣA族元素，则中铅元素存在、价，D正确； 故选AB； （2）晶体硅、金刚石、金刚砂(SiC)均为共价晶体，原子半径，导致键长Si-Si＞Si-C＞C-C、键能，因此熔点由高到低排序为金刚石>金刚砂>晶体硅； （3）①由均摊法可知I-：、Pb2+：、：1，则该晶胞的分子式为CH3NH3PbI3， ②根据原子守恒，可得化合物A与足量NaOH溶液发生非氧化还原反应的化学方程式为：； （4）①根据分析，固体A的组成为亚铁离子的硅酸盐，化学式为或表示为氧化物形式；中S原子的价层电子对数为； ②A．不溶于水，但能与稀硝酸发生氧化还原反应，故能溶于稀硝酸，A正确； B．在该环境生锈后，铜锈为多孔结构，不能隔绝空气，故不能减缓生锈速度，B错误； C．气体B为二氧化硫，具有漂白性，能使品红溶液褪色，C错误； D．与混合共热可制得无水、HCl和SO2，其中HCl抑制镁离子水解，故可以制得无水氯化镁，D正确； 故选BC。 25．氮化硅（）陶瓷凭借其耐高温、低密度、耐磨损、高强度和优异的抗热冲击性能，已成为涡轮叶片、热防护系统和航空航天结构件的理想材料。回答下列问题： (1)由和某些金属氧化物高温烧结得到的高温结构陶瓷属于 （填字母）。 A．传统硅酸盐材料    B．新型陶瓷    C．合金 (2)依据的性质可推测氮化硅属于______（填字母）。 A．离子晶体 B．分子晶体 C．共价晶体 D．金属晶体 (3)将制成气凝胶，其隔热性能显著提升，可用于超音速飞行器天线罩。工业制备气凝胶需要纳米级高纯石墨、高纯石英砂在氛围下高温反应制取，写出相应的化学方程式： 。 (4)硅含量是品质高低的重要指标，实验室用溶液浸出，得到溶液，再加入溶液并加硫酸酸化，得到沉淀，得到的沉淀经除酸洗净后加中性沸水使水解，析出的用标准溶液滴定。 ①滴定过程中锥形瓶的材质为 （填“石英”“普通玻璃”或“有机玻璃”），滴定过程中使用的指示剂为 。判断达到滴定终点的现象是 。 ②写出生成沉淀的离子方程式： 。 ③已知水解的方程式为，取氮化硅样品经上述处理，滴定最终消耗标准溶液，则氮化硅样品中硅元素的质量分数为 %（用含、的式子表示）。 【答案】(1)B (2)C (3) (4) 有机玻璃 酚酞 滴入最后半滴标准溶液，溶液变为粉红色，且半分钟内不褪色 【详解】（1）氮化硅（Si3N4）高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，即新型陶瓷，传统硅酸盐产品有陶瓷、水泥、玻璃，故选B； （2）氮化硅（）具有耐高温、耐磨损、高强度和优异的抗热冲击性能，这些是共价晶体的典型性质； （3）工业制备Si3N4气凝胶需要纳米级高纯石墨、高纯石英砂在N2氛围下高温反应制取，高温下石墨的氧化产物一般为，则反应的化学方程式为； （4）会腐蚀玻璃（），石英、普通玻璃含，故应选有机玻璃；滴定，应用酚酞作指示剂，强碱滴定弱酸，突跃在碱性范围；酚酞遇碱性溶液变红色，滴定终点为：当滴入最后半滴标准溶液，溶液变为粉红色，且半分钟内不褪色； Na2SiO3和KF、H2SO4反应生成K2SiF6沉淀、Na2SO4 、Na2SO4和H2O，反应方程式为：，离子方程式为； 、，所以消耗，则氮化硅样品中硅元素的质量分数为。 26．周期表中同主族元素性质具有相似性，递变性，回答下列问题： (1)有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如Na+KClK↑+NaCl  下列关于该反应能实现的理由的说法正确的_______。 A．钠的金属性强于钾 B．钠的熔沸点高于钾 C．钠的密度大于钾 D．运用化学平衡移动原理，K气化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行 (2)镓(Ga)和铝位于同一主族，在铝的下一周期，下列有关推测正确的是_______(填序号)。 A．Ga的失电子能力比Al弱 B．Ga的简易电子排布式为[Ar]4s24p1 C．一定条件下，Ga2O3可与氢氧化钠溶液反应生成盐 D．常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气 (3)金刚砂(SiC)的硬度与金刚石相近，其晶胞结构如图所示，则金刚砂晶体类型为 ；在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为 个。 (4)图表示氧族元素中的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢发生分解反应的热化学方程式： 。硫和硒的最高价含氧酸的酸性 更强(用化学用语填空)。 (5)PH3和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是_______(填序号)。 A．能与NaOH反应 B．水溶液显碱性 C．具有较强的还原性 D．电子式 【答案】(1)BD (2)C (3) 共价晶体 12 (4) H2Se(g)=Se(s)+H2(g)ΔH=-81 kJ∙mol-1 H2SO4 (5)AC 【详解】（1）A．金属性强弱通常通过在溶液中的置换反应等判断，此反应并非在溶液中进行，不能依据该反应判断Na的金属性强于K，实际上钾的金属性强于钠，A错误； B．在时，钾的沸点比钠低，钾变成钾蒸气从体系中逸出，从而使反应能够进行，说明钠的沸点高于钾，B正确； C．该反应不能说明钠的密度大于钾，只能说明二者的沸点高低，C错误； D．钾的沸点低于该温度，以蒸气形式逸出，使生成物钾的浓度减小，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，从而使反应得以向正反应方向进行，D正确； 故选BD。 （2）A． 镓和铝位于同一主族，从上往下，失电子能力增强，所以Ga的失电子能力比Al强，A错误； B．Ga位于第四周期第ⅢA族，简易电子排布式为，B错误； C． 镓和铝位于同一主族，三氧化二铝可以和氢氧化钠反应生成盐；所以一定条件下，可与氢氧化钠溶液反应生成盐，C正确； D．常温下，Ga与水不反应，加热条件下可以反应放出氢气，D错误； 答案选C。 （3）金刚砂的硬度与金刚石相近，则金刚砂晶体类型为共价晶体，在中，以顶点C为中心，面心距离最近，每个C原子周围最近的C原子数目为12个。 （4）氧气和氢气反应生成水为放热反应，预测从上往下，焓变数据逐渐增大，所以焓变数据a、b、c、d分别对应碲、硒、硫、氧元素，生成硒化氢为吸热反应，反之发生分解反应为放热反应，硒化氢发生分解的热化学方程式为： kJ/mol。因为氧化性，则其最高价氧化物对应水化物的酸性是硫酸更强。 （5）类比氨气与卤化氢反应，则反应生成。 A．根据类比法，卤化铵可以和氢氧化钠反应，则也可以和氢氧化钠反应，A正确； B．卤化铵水解显酸性，故水解也显酸性，B错误； C．具有较强的还原性，所以具有较强的还原性，C正确； D．与卤化铵均是离子化合物，故其电子式为：，C错误； 故选AC。 27.2025年9月3日，我国举行了盛大的阅兵仪式纪念抗战胜利80周年。仪式上，“东风-61”洲际导弹亮相，向世界展现了大国风采。导弹的制作需要用到强氧化剂高氯酸铵，可通过高纯氨与高纯高氯酸反应制得。 Ⅰ.工业合成氨 (1) 已知：298K时合成氨反应的，该反应的 0（填“＜”或“＞”），在 （填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”）下能够自发进行。 (2) 合成氨原料中的由分离液态空气得到，来源于水煤气，反应如下： ①   ②      （请填空）。 (3) 合成氨反应的催化机理示意图如下所示，氮气在催化剂上的吸附活化是总反应中的控速步骤，下列说法中正确的是______。 A．反应过程中存在极性键的断裂和非极性键的形成 B．氮气在催化剂表面吸附活化过程的活化能最高 C．可以用降温的方法将脱附后的氢气、氮气液化，使其生成的氨气分离 D．相比于氮气，适当增大氢气的浓度，更有利于提高整个反应的反应速率 Ⅱ.高氯酸铵的合成 通过电解次氯酸水溶液可获得不含金属离子的最强无机酸之一的高氯酸。高氯酸浓度较大或发生反应时易发生爆炸，因此高氯酸浓度达到50%左右时电解即停止。 (4) 写出由次氯酸反应制得高氯酸的电极反应式 。 研究小组采用太阳能电池来给电解装置充电，太阳能板的主要材料是半导体硅。向半导体硅中掺入硼、氮、磷可形成P型半导体（有带正电的电子空穴）或N型半导体（有富余的自由电子）在P区和N区的交界处，N区的电子会扩散到P区，形成PN结，增强导电性。光照后，经过光生伏特效应可发电。 (5) 向晶体硅中掺入硼原子，形成的是 。 A．P型半导体                                B．N型半导体 (6) 与结合形成的半导体相比于与形成的半导体导电性更强。结合元素周期律解释原因 。 【答案】(1) 较低温度 (2) (3)BD (4) (5)C (6)同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，原子半径逐渐减小。N、P位于同一主族，P的原子半径大于N，Si-P键的键长比Si-N键长，键能Si-N键＞Si-P键，Si-P键更容易断裂产生自由移动的电子；B、N位于同一周期，N的非金属性比B强，Si-N键的极性比Si-B键强，更有利于电子的转移，所以Si-B与Si-P结合形成的半导体相比于Si-B与Si-N形成的半导体导电性更强。 【解析】(1)合成氨方程式为：，该反应的气体体积减小，；根据属于自发反应，结合，在较低温度下可以自发进行。 (2)由盖斯定律可知，=反应①+反应②，则。 (3)A．在合成氨反应中，N2和H2中的非极性键断裂，生成NH3时形成极性键，不存在极性键的断裂和非极性键的形成，A错误； B．氮气在催化剂上的吸附活化是总反应中的控速步骤，所以活化能越高，反应速率越慢，B正确； C．氨气的沸点相对较高，而氮气和氢气的沸点很低，应该用降温的方法将氨气液化，使其与氮气和氢气分离，促进反应正向移动，C错误； D．由于氮气在催化剂上的吸附活化是总反应中的控速步骤，适当增大氢气的浓度，单位体积的活化分子数增多，整个反应的反应速率会更快，D正确； 故选BD。 (4)次氯酸反应制得高氯酸，Cl元素化合价从+1价升高到+7价，失去电子发生氧化反应。在电解池中阳极发生氧化反应，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，电极反应式为：。 (5)硅是四价元素，硼是三价元素，在晶体硅中掺入硼原子后，硼原子与周围硅原子形成共价键时会产生空穴，这类半导体主要靠空穴导电，属于空穴型半导体，所以向晶体硅中掺入硼原子，形成的是P型半导体，答案选A。 (6)同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，原子半径逐渐减小。N、P位于同一主族，P的原子半径大于N，Si-P键的键长比Si-N键长，键能Si-N键＞Si-P键，Si-P键更容易断裂产生自由移动的电子；B、N位于同一周期，N的非金属性比B强，Si-N键的极性比Si-B键强，更有利于电子的转移，所以Si-B与Si-P结合形成的半导体相比于Si-B与Si-N形成的半导体导电性更强。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元 第2课时 共价键键能 共价晶体 分层作业 1．下列晶体熔化时，需要破坏共价键的是 A．Cu B．SiO2 C．NaHSO4 D．干冰 2．下列物质性质的解释合理的是 选项 性质 解释 A 键角大小：NH3>H2O 电负性：N<O B 酸性：HCl>H2CO3 非金属性：Cl>C C 熔点：NH4Cl>NH2Cl NH4Cl为离子晶体，而NH2Cl为分子晶体 D 硬度：碳化硅>晶体硅 键长：C-Si>Si-Si A．A B．B C．C D．D 3．元素C、Si、Ge位于周期表中第IVA族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．第一电离能：I1(C)<I1(Si)<I1(Ge) C．键、键、键能依次减小 D．可在周期表中金属、非金属交界处寻找半导体材料 4．2025年9月3日阅兵尽显我国国防科技硬核实力。雷达系统使用了单晶硅，反应可用于纯硅的制备。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．单晶硅为分子晶体，熔点高、硬度大 B．单晶硅中含有个键 C．中含有键的数目为 D．每生成时转移电子的数目为 5．下列说法中正确的是 ①晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 ②共价晶体中共价键越强，熔点越高 ③6g二氧化硅晶体中含有的键数为 ④在和晶体中，阴、阳离子数之比相等 ⑤正四面体构型的分子，键角都是，其晶体类型可能是共价晶体或分子晶体 ⑥分子晶体中都含有化学键 ⑦含碳元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为 A．①②③④⑤ B．②③④⑦ C．②④⑥⑦ D．③④⑤⑥⑦ 6．下列关于二氧化硅晶体的说法中不正确的是(　　) A．1 mol SiO2晶体中含2 mol Si—O键 B．晶体中Si、O原子个数比为1：2 C．晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子稳定结构 D．晶体中最小环上的原子数为12 7．短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，且X、Y、Q位于不同周期，W、Q同主族，五种元素基态原子中Z未成对电子数最多。这些元素组成的环状物质a和b结构如图所示(图中未区别标出单、双键)。下列说法正确的是 A．电负性：Z>W>Y B．b分子中键长：①＜② C．Y和Z的常见氧化物均为大气污染物 D．W和Q的简单氢化物稳定性：W＜Q 8．Ni可活化放出，其反应历程如图所示。下列关于活化历程的说法正确的是 A．该反应的总焓变为负值，数值为 B．反应过程中，Ni的成键数目在所有中间体中均保持不变 C．反应过程涉及非极性键的断裂和生成，且包含极性键的形成 D．决速步骤为中间体1转化为中间体2，因该步活化能最大 9．如图表示的SiO2的晶胞结构，试回答下列问题。 (1)1个SiO2晶胞中含有 个Si-O键。 (2)若SiO2正立方体形状晶体的密度为ρ g/cm3，SiO2晶体中最近的两个硅原子之间的距离表达式为 cm。(NA表示阿伏加德罗常数) 10．氮氧化铝(AlON)是新型透明高硬度防弹铝材料，可耐1200℃的高温。下列说法不正确的是 A．基态铝原子的价电子轨道表示式为 B．AlON和水晶所含的化学键类型不同 C．AlON中三种元素都位于周期表p区 D．AlON属于共价晶体 11．T-碳是碳的一种同素异形体，其晶体结构可以看成是金刚石晶体（如图甲）中每个碳原子被一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元（）所取代（如图乙）。已知T-碳的密度为金刚石的一半。下列说法错误的是 A．T-碳中碳与碳的最小夹角为60° B．T-碳属于共价晶体 C．金刚石晶胞的边长和T-碳晶胞的边长之比为2：1 D．T-碳晶胞的俯视图如图丙 12．氮化硼（BN）晶体有多种结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，质地软，可作润滑剂。立方相氮化硼与金刚石相似，是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构及晶胞如图所示。下列说法不正确的是 A．六方相氮化硼为混合晶体 B．立方相氮化硼晶体中与氮原子紧邻且最近的氮原子数为12 C．六方相氮化硼导电能力强于石墨 D．立方相氮化硼熔点高于单晶硅 13．研究发现水微滴表面有强电场，能引发反应。三唑水溶液微滴表面接触发生反应，可能的反应机理如图所示。根据上述反应机理，下列叙述不正确的是 A．三唑为该反应的催化剂 B．换成，可生成 C．该循环中存在极性键和非极性键的断裂和形成 D．总反应为 14．磷化硼（）是一种半导体材料，熔点，其结构与氮化硼相似，已知磷化硼晶胞参数为，以晶胞参数建立分数坐标系，立方晶胞结构如图，1号原子的坐标为，2号原子的坐标为，下列说法正确的是 A．熔点： B．晶体中，与原子距离最近且相等的原子有12个 C．晶体中相邻两个原子之间最近的距离为 D．3号原子的坐标为 15．如图a、b和c依次为金属铜(Cu)、二氧化碳(CO2)和金刚石(C)晶胞的示意图，下列说法正确的是    A．1个铜晶胞中平均含有14个铜原子 B．二氧化碳晶胞中1个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子 C．金刚石晶胞平均分为8份，其也是金刚石的晶胞 D．二氧化碳(CO2)和金刚石(C)晶体中，形成晶体的作用力类型相同 16．碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示： (1)在石墨烯晶体中，每个C原子连接     个六元环，每个六元环占有     个C原子。 (2)在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接     个六元环。六元环中最多有     个C原子在同一平面。 (3)金刚石晶胞含有     个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的棱长为a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率     （不要求计算结果）。 17．共价晶体是由原子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。设为阿伏加德罗常数的值，回答下列问题： (1)晶体硅是良好的半导体材料，被广泛应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(其晶胞结构如图所示)，晶体硅的1个晶胞中含有 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1mol Si原子的晶体硅中含有键的数目为 。 (2)砷化镓是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，如图所示，该立方晶胞参数为a nm。 ①砷化镓的化学式为 。 ②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，如A点、D点原子的分数坐标分别为、，则C点原子的分数坐标为 ；砷化镓晶体的密度为 (列出计算式)。 18．我们常用的元素周期表称为维尔纳长式周期表，下图是该表的一部分，其中的编号代表对应的元素。 (1)元素①与⑥均处于元素周期表的 区。 A．s    B．p    C．d    D．f 用电子式表示两者形成的化合物 。 (2)元素②基态原子核外能量最高的电子原子轨道呈 形。 (3)元素③的单质中，不存在的共价键类型有___________。 A．非极性键 B．极性键 C．σ键 D．π键 (4)元素⑧基态原子简化的核外电子排布式为 。 (5)元素⑨核外未成对电子数为___________。 A．4 B．5 C．6 D．7 (6)元素⑩在元素周期表中的位置是___________。 A．第4周期 B．第5周期 C．第ⅤB族 D．第15族 (7)元素⑤⑥⑦⑧对应的四种简单离子，半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。 (8)比较元素③与④对应的气态氢化物热稳定性并从物质结构的角度进行解释。 。 (9)元素①和③可以形成一种分子，其中元素①和③的原子个数比为2:1，且均达到稳定结构，该分子的结构式为 。 (10)图A、B、C分别表示元素②③④⑤的前三级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。 第一电离能的变化图是图 。判断的根据是 。 19．用NA表示阿伏加德罗常数的是，下列叙述中不正确的是 A．1mol金刚石晶体中含有碳碳单键的数目是2NA B．12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5 NA C．1mol二氧化硅晶体中含有硅氧单键的数目为4NA D．1molP4晶体中，P-P键的数目为4NA 20．以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作用力 B．在晶体硅中，硅原子与Si-Si键个数的比为1：4 C．干冰晶体中，每个CO2周围距离相等且最近的CO2有12个 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3NA 21．回答下列问题： (1)基态钙原子的价层电子的轨道表示式为 。 (2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。那么的自旋磁量子数之和为 。 (3)S元素在过渡元素的鉴定中起着重要的作用。S的氧化物形式多样，如图是一种S的氧化物的示意图(无限长链)，其化学式是 ，其中S的杂化方式为 。 (4)比较二者熔点大小：金刚石 (填“>”、“<”、或“=”)，并从结构角度分析原因 。 (5)甲胺铅碘和甲脒铅碘均可用作太阳能电池的功能材料。两种材料具有相同的晶胞类型，如图所示。 ①“”代表或，则“”代表 (填“”或“”) ②与“”距离最近且相等的“”有 个。 ③研究发现，用少量有机二元胺的阳离子(如下)代替晶体表面部分，可提升电池的防潮性能，且效果：a<b．a、b效果不同的可能原因是 。 a．    b． 22．在地球上生物氮循环涉及多种含氮物质。回答下列问题： (1)氮化铬（CrN）是一种高性能材料，耐磨耐腐蚀。基态铬原子的价层电子排布式为 ，铬元素位于元素周期表的 区。 (2)尿素是常见的氮肥之一，可用CO（NH2）2表示，其中基态氮原子的成对电子数与未成对电子数之比为 ，1个CO（NH2）2分子中含有的σ键数目为 。 (3)常用的火箭燃料之一肼（N2H4）又称联氨，为无色油状液体，有类似氨的刺鼻气味，肼的沸点高达113.5℃，原因是 。N2O4是神舟二十号载人飞船所用主发动机推进剂之一，为平面形分子，N原子以 杂化轨道成键。 (4)氮化硼（BN）晶体有多种结构，其中立方相氮化硼与金刚石的结构相似，是超硬材料，有优异的耐磨性。立方相氮化硼的熔点为3000℃，其晶体类型是 ；立方相氮化硼的晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm，用表示阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 （用含a、的代数式表示）。 23．氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到和BN，如图所示： 请回答下列问题： (1)由制备、BN的化学方程式依次是 、 。 (2)基态B原子的电子排布式为 ；B和N相比，电负性较大的是 ，BN中B元素的化合价为 。 (3)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键类型为 。 (4)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石(晶胞如图)相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm。立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子，立方氮化硼的密度是 (只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗常数为)。 24．碳族元素及其化合物在生活、化工生产中都有重要的应用。请回答： (1)关于碳族元素原子结构与性质的描述，下列说法不正确的是___________。 A．基态碳原子的电子排布式为 B．第一电离能：， C．微粒半径： D．中铅元素存在、价 (2)晶体硅、金刚石、金刚砂()按熔点由高到低的排列顺序为 ，从结构角度说明理由 。 (3)某含铅化合物A的晶胞如图所示。 ①写出化合物A的化学式 。 ②化合物A生产成本低，光电转化效率高，但用在太阳能电池上，化合物A的“怕热怕湿”仍需技术攻关。写出化合物A与足量溶液发生非氧化还原反应的化学方程式 (已知：25℃时，，)。 (4)以黄铜矿(主要成分为，含少量)为原料，相关转化关系如下。 已知：反应Ⅰ中铁的化合价不变，固体A和气体B均为单一的化合物；具有类似铁锈的疏松结构。 ①固体A的化学式为 ，中心原子的价层电子对数为 。 ②下列说法不正确的是 。 A．已知难溶于水，预测其能溶于稀硝酸 B．在该环境下锈蚀后，铜锈层可隔绝空气，减缓生锈速度 C．气体B具有还原性，故能使品红溶液褪色 D．与混合共热可制得无水 25．氮化硅（）陶瓷凭借其耐高温、低密度、耐磨损、高强度和优异的抗热冲击性能，已成为涡轮叶片、热防护系统和航空航天结构件的理想材料。回答下列问题： (1)由和某些金属氧化物高温烧结得到的高温结构陶瓷属于 （填字母）。 A．传统硅酸盐材料    B．新型陶瓷    C．合金 (2)依据的性质可推测氮化硅属于______（填字母）。 A．离子晶体 B．分子晶体 C．共价晶体 D．金属晶体 (3)将制成气凝胶，其隔热性能显著提升，可用于超音速飞行器天线罩。工业制备气凝胶需要纳米级高纯石墨、高纯石英砂在氛围下高温反应制取，写出相应的化学方程式： 。 (4)硅含量是品质高低的重要指标，实验室用溶液浸出，得到溶液，再加入溶液并加硫酸酸化，得到沉淀，得到的沉淀经除酸洗净后加中性沸水使水解，析出的用标准溶液滴定。 ①滴定过程中锥形瓶的材质为 （填“石英”“普通玻璃”或“有机玻璃”），滴定过程中使用的指示剂为 。判断达到滴定终点的现象是 。 ②写出生成沉淀的离子方程式： 。 ③已知水解的方程式为，取氮化硅样品经上述处理，滴定最终消耗标准溶液，则氮化硅样品中硅元素的质量分数为 %（用含、的式子表示）。 26．周期表中同主族元素性质具有相似性，递变性，回答下列问题： (1)有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如Na+KClK↑+NaCl  下列关于该反应能实现的理由的说法正确的_______。 A．钠的金属性强于钾 B．钠的熔沸点高于钾 C．钠的密度大于钾 D．运用化学平衡移动原理，K气化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行 (2)镓(Ga)和铝位于同一主族，在铝的下一周期，下列有关推测正确的是_______(填序号)。 A．Ga的失电子能力比Al弱 B．Ga的简易电子排布式为[Ar]4s24p1 C．一定条件下，Ga2O3可与氢氧化钠溶液反应生成盐 D．常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气 (3)金刚砂(SiC)的硬度与金刚石相近，其晶胞结构如图所示，则金刚砂晶体类型为 ；在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为 个。 (4)图表示氧族元素中的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢发生分解反应的热化学方程式： 。硫和硒的最高价含氧酸的酸性 更强(用化学用语填空)。 (5)PH3和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是_______(填序号)。 A．能与NaOH反应 B．水溶液显碱性 C．具有较强的还原性 D．电子式 27.2025年9月3日，我国举行了盛大的阅兵仪式纪念抗战胜利80周年。仪式上，“东风-61”洲际导弹亮相，向世界展现了大国风采。导弹的制作需要用到强氧化剂高氯酸铵，可通过高纯氨与高纯高氯酸反应制得。 Ⅰ.工业合成氨 (1) 已知：298K时合成氨反应的，该反应的 0（填“＜”或“＞”），在 （填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”）下能够自发进行。 (2) 合成氨原料中的由分离液态空气得到，来源于水煤气，反应如下： ①   ②      （请填空）。 (3) 合成氨反应的催化机理示意图如下所示，氮气在催化剂上的吸附活化是总反应中的控速步骤，下列说法中正确的是______。 A．反应过程中存在极性键的断裂和非极性键的形成 B．氮气在催化剂表面吸附活化过程的活化能最高 C．可以用降温的方法将脱附后的氢气、氮气液化，使其生成的氨气分离 D．相比于氮气，适当增大氢气的浓度，更有利于提高整个反应的反应速率 Ⅱ.高氯酸铵的合成 通过电解次氯酸水溶液可获得不含金属离子的最强无机酸之一的高氯酸。高氯酸浓度较大或发生反应时易发生爆炸，因此高氯酸浓度达到50%左右时电解即停止。 (4) 写出由次氯酸反应制得高氯酸的电极反应式 。 研究小组采用太阳能电池来给电解装置充电，太阳能板的主要材料是半导体硅。向半导体硅中掺入硼、氮、磷可形成P型半导体（有带正电的电子空穴）或N型半导体（有富余的自由电子）在P区和N区的交界处，N区的电子会扩散到P区，形成PN结，增强导电性。光照后，经过光生伏特效应可发电。 (5) 向晶体硅中掺入硼原子，形成的是 。 A．P型半导体                                B．N型半导体 (6) 与结合形成的半导体相比于与形成的半导体导电性更强。结合元素周期律解释原因 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $