3.2 分子晶体与共价晶体（分层作业）-【生动课堂】2025-2026学年高二化学同步教学系列（人教版2019选择性必修2）

第3章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 分层作业 1．（2025·安徽·模拟预测）2025年4月10日，自然资源部发布公告：高纯石英矿正式成为我国第174号新矿种。高纯石英矿具有耐高温、耐腐蚀、低热膨胀性、高绝缘性和透光性等特点，在河南东秦岭、新疆阿勒泰等地区发现多处高纯石英矿。下列叙述错误的是 A．高纯石英的主要成分是 B．高纯石英耐高温特性与其晶体类型有关 C．高纯石英中的杂质可通过碱浸法除去 D．用高纯石英制备的高纯硅，可用于制造电子元件和太阳能电池 【答案】C 【详解】A．石英的主要成分是二氧化硅（），A正确； B．高纯石英的主要成分是，属于共价晶体，共价晶体具有很高的熔点和沸点，因此耐高温特性与其晶体类型有关，B正确； C．是两性氧化物，能与强碱反应生成可溶性盐，而是酸性氧化物，也能与强碱反应，若用碱浸法除去杂质，会同时溶解，无法达到除杂目的，C错误； D．工业上用焦炭在高温下还原制得粗硅，粗硅经提纯得到高纯硅，高纯硅具有良好的半导体性能，可用于制造电子元件和太阳能电池，D正确； 故答案选C。 2．（25-26高二上·海南·阶段练习）中国“人造钻石”突破20克拉成新宠，还是军工和航天核心材料。高温高压条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量。下列结论正确的是 A．金刚石比石墨稳定 B．金刚石和石墨都是共价晶体 C．金刚石和石墨晶体中都含有π键 D．金刚石和石墨是同素异形体 【答案】D 【详解】A．吸热反应中产物能量高于反应物。石墨→金刚石吸热，说明金刚石能量更高，稳定性更差，故A错误； B．金刚石为共价晶体，但石墨层以共价键结合，层间为范德华力，属于混合型晶体，故B错误； C．金刚石中碳原子以杂化形成σ键，无π键；石墨中杂化碳原子形成层内离域π键，但金刚石不含π键，故C错误； D．同素异形体为同元素形成的具有不同结构的单质，金刚石与石墨符合定义，故D正确； 故选D。 3．（2022·天津·高考真题）一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是 A．金刚石比石墨稳定 B．两物质的碳碳键的键角相同 C．等质量的石墨和金刚石中，碳碳键数目之比为4∶3 D．可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨 【答案】D 【详解】A．石墨转化为金刚石吸收能量，则石墨能量低，根据能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，故A错误； B．金刚石是空间网状正四面体形，键角为109°28′，石墨是层内正六边形，键角为120°，因此碳碳键的键角不相同，故B错误； C．金刚石是空间网状正四面体形，石墨是层内正六边形，层与层之间通过范德华力连接，1mol金刚石有2mol碳碳键，1mol石墨有1.5mol碳碳键，因此等质量的石墨和金刚石中，碳碳键数目之比为3∶4，故C错误； D．金刚石和石墨是两种不同的晶体类型，因此可用X射线衍射仪鉴别，故D正确。 综上所述，答案为D。 4．（2024·天津·高考真题）我国学者在碳化硅()表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是 A．是离子化合物 B．晶体的熔点高、硬度大 C．核素的质子数为8 D．石墨烯属于烯烃 【答案】B 【详解】A．SiC由非金属元素Si和C通过共价键结合，属于共价化合物而非离子化合物，A错误； B．SiC晶体结构与金刚石类似，属于共价晶体，因此熔点高、硬度大，B正确； C．核素是碳的同位素，碳的质子数为6，与中子数无关，C错误； D．石墨烯是碳的单质，属于无机物，而烯烃是含碳碳双键的有机物，D错误； 故选B。 5．（2024·天津·高考真题）白磷()在高温下可分解为，即。已知中的键能为，中的键能为。下列说法错误的是 A．晶体为分子晶体 B．分子中含有键和键 C．与互为同素异形体 D．根据键能估算上述反应的 【答案】D 【详解】A．白磷由白磷分子构成，则P4晶体为分子晶体，A正确； B．P中含有键，三键中含有1个键和2个键，B正确； C．与是磷元素的两种单质，二者互为同素异形体，C正确； D．反应的ΔH=反应物总键能－生成物总键能= 209kJ/mol× 6 - 523kJ/mol ×2 = +208kJ/mol，D错误； 故选D。 6．（2025高二上·全国·专题练习）下列晶体性质的比较中，正确的是 A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．沸点：NH3>H2O>HF C．硬度：白磷>冰>二氧化硅 D．熔点：SiI4<SiBr4<SiCl4 【答案】A 【详解】A．金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体，因原子半径：C<Si，则键长：C—C<C—Si<Si—Si，键长越短，键能越大，共价晶体的熔点越高，所以熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅，A正确； B．NH3、H2O、HF都是分子晶体，其沸点高低与分子间作用力大小有关，且三种物质都存在分子间氢键，H2O分子间氢键作用最强，常温下为液体，沸点最高；HF氢键强度次之，NH3最弱，则沸点：H2O>HF>NH3，B错误； C．二氧化硅为共价晶体，其硬度远大于分子晶体，白磷是分子晶体，分子间作用力弱，硬度很小；冰也是分子晶体，但存在分子间氢键，硬度较小，则硬度：二氧化硅>冰>白磷，C错误； D．SiCl4、SiBr4、SiI4均为分子晶体，且组成和结构相似，分子间不存在氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越强，其熔点越高，则熔点：SiCl4<SiBr4<SiI4，D错误； 故选A。 7．（25-26高三上·重庆·期中）一定条件下，、都能与形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，与形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。下列说法正确的是 A．、空间结构呈形 B．、、的晶体类型为分子晶体 C．可燃冰的笼状结构中甲烷分子与水分子形成共价键 D．、、分子中各原子最外层均形成8电子稳定结构 【答案】B 【详解】A．根据价电子对互斥理论分子中的价电子对由2个键和2对孤电子对构成，分子呈V形，分子中的价电子对由2个键构成，分子呈直线形，A错误； B．、、均是由分子组成的，形成的晶体是分子晶体，B正确； C．可燃冰的笼状结构中甲烷分子与水分子形成的是范德华力，共价键是物质内部形成的键，C错误； D．、、分子中除H原子外各原子最外层均形成8电子稳定结构，D错误； 故选B。 8．（25-26高三上·黑龙江·期中）碳化硅主要应用于功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。工业上利用甲烷(晶胞结构如图1所示)可制得碳化硅(晶胞结构如图2所示，晶胞参数为a nm)。下列说法错误的是 A．甲烷晶胞中，一个甲烷等距离且最近的甲烷分子数目为12 B．碳化硅晶胞中，两个碳原子的最短距离为0.5anm C．一个甲烷晶胞中含有4个甲烷分子 D．碳化硅晶体的密度为 【答案】B 【详解】A．以晶胞顶点的分子为例，与其等距离且最近的分子在面心，个数为，故A正确； B．由图可知，碳化硅晶胞中相邻两个碳原子之间的距离为面对角线的一半，晶胞边长为，则该距离为，故B错误； C．由晶胞结构可知，一个甲烷晶胞中8个位于顶点，6个位于面心，含有甲烷分子数目为，故C正确； D．硅原子位于立方体的顶点和面心，1个晶胞中含有硅原子个数为，个碳原子位于立方体的内部，晶胞质量为，晶胞体积为，碳化硅晶体密度，故D正确； 故选B。 9．（25-26高二上·浙江嘉兴·阶段练习）工业上生产高纯硅的原理如下(已知硅、氢的电负性分别为1.8、2.1)： 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．①中产生气体时，断裂的数目为 B．②中生成时，同时生成的数目为 C．③中生成时转移电子的数目为 D．熔点：（金刚石） 【答案】B 【分析】二氧化硅与碳在高温下反应生成粗硅和一氧化碳，粗硅与氯化氢在300℃下反应生成SiHCl3和氢气，SiHCl3和氢气在1100℃下生成高纯硅和氯化氢。 【详解】A．反应①生成的气体为CO，未说明“标准状况”，2.24 L CO的物质的量无法确定，无法计算断裂键的数目，A错误； B．反应②：，生成0.1 mol 时应生成0.1 mol ，分子数为0.1，B正确； C．反应③：，5.6 g Si的物质的量为，由电负性可知，氢的电负性大于硅，所以 中Si的化合价为+4价，则转移电子的物质的量为：，转移电子数目为0.8，C错误； D．为共价晶体，C（金刚石）为共价晶体，共价晶体熔点很高，的键长小于的键长，则C-C键的键能大于Si-O键的键能，所以金刚石的熔点高于二氧化硅， 为分子晶体，分子晶体熔点较低，所以熔点顺序应为C>> ，D错误； 故答案选：B。 10．（25-26高三上·山西·期中）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。 11．（24-25高二下·甘肃酒泉·期中）晶胞是晶体的基本结构单元，不同类型的晶体有不同的晶胞结构。 (1)碳化硅的晶胞结构如图a所示，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原子周围等距且紧邻的C原子数目为 。 ③碳化硅的硬度 （填“大于”“小于”或“等于”）氮化硅的硬度，其原因是 。 (2)三氧化铼的晶胞如图b所示，其中O原子的配位数为 。 (3)一种铜锌合金的晶胞结构如图c所示，晶胞参数为。则该铜锌合金晶体的密度为 （设为阿伏加德罗常数的值）。 (4)一种锑钾（）合金的晶胞结构如图d，图e表示晶胞的一部分，设为阿伏加德罗常数的值，1号原子的分数坐标为号原子的分数坐标为。 ①锑钾合金的化学式为 。 ②3号原子的分数坐标为 。 【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，则碳硅键的键能小，所以碳化硅的硬度小 (2)2 (3) (4) 【详解】（1）①非金属性：碳硅，所以氢化物的稳定性：； ②碳化硅晶体中硅原子周围等距且最近的碳原子的数目为4； ③碳化硅和氮化硅均为共价晶体，碳硅键比氮硅键长，则碳硅键的键能小，所以碳化硅的硬度小。 （2）利用均摊法，黑球均位于棱上，个数为，白球位于顶点，个数为，所以Re为白球，O为黑球，所以原子的配位数为2。 （3）该晶胞中Cu原子个数、原子个数，晶胞质量为，晶胞体积，铜锌合金晶体的密度。 （4）①利用均摊法，可计算出该晶胞中K的个数为的个数为，则该锑钾合金的化学式为； ②1号原子的分数坐标为号原子的分数坐标为，则3号原子的分数坐标为。 12．（24-25高二下·上海·期末）完成下列问题。 (1)、、、金刚石中属于共价晶体的有 和金刚石，共价晶体熔点由高到低的顺序为 。 (2)以下不属于共价晶体的性质的是___________。 A．硬度大 B．熔点高 C．性质稳定 D．熔融态可导电 (3)下列有关晶体和非晶体的说法中，正确的是___________。 A．晶体的熔化温度一定比非晶体高 B．凡有规则外形的固体一定是晶体 C．非晶体无自范性而且非晶体中微粒的排列无序 D．晶体中不同方向上的物理性质都相同 Ⅱ．（24-25高二下·甘肃庆阳·期中）第ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题： (1)碳的一种单质的结构如图a所示。该单质的晶体类型为 ，依据原子轨道的重叠方式，原子间存在的共价键类型有 ，碳原子的杂化轨道类型为 。 (2)比熔点高的原因是 。 (3)四卤化硅的沸点和二卤化铅的熔点如图b所示。 ①的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是 。 ②结合的沸点和的熔点变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，晶体中离子键百分数 ，共价键百分数 (填“增大”“不变”或“减小”)。 【答案】Ⅰ．(1) SiC、Si 金刚石＞SiC＞Si (2)D (3)C Ⅱ.(1) 混合型晶体 键、键 (2)为共价晶体，而为分子晶体 (3) 均为分子晶体，范德华力随相对分子质量增大而增大 减小 增大 【详解】Ⅰ．（1）共价晶体是由原子通过共价键构成的空间网状结构的晶体，、、、金刚石中属于共价晶体的有SiC、Si和金刚石，二氧化硫是分子晶体，共价键越牢固共价晶体的熔点越高，硅的原子半径比碳大，则键长Si-Si＞Si-C＞C-C，键能Si-Si＜Si-C＜C-C，共价晶体熔点由高到低的顺序为：金刚石＞SiC＞Si。 （2）共价晶体是由原子通过共价键构成的空间网状结构的晶体，硬度大，熔点高，性质稳定，熔化时有共价键被破坏，无带电微粒生成故不能导电，故选D； （3）A．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，且并不是所有晶体的熔点都高，而非晶体在一定温度范围内熔化时温度未必就低，例如玻璃熔化温度很高，故A错误； B．晶体有自范性，内部粒子有序排列导致晶体有规则的几何外形，但有规则外形的固体不一定是晶体，例如玻璃、石蜡等非晶体被切割成有规则的几何外形，但内部微粒的排列整体是无序的，故B错误； C．晶体有自范性，内部粒子有序排列，非晶体无自范性而且排列无序，故C正确； D．晶体具有各向异性，则晶体中不同方向上的物理性质会有差异，故D错误； 故选：C。 Ⅱ.（1）该单质为石墨，层内是共价键，层间存在范德华力，石墨属于混合型晶体，层内碳原子之间形成键和键；石墨中碳原子有3个键，无孤电子对，因此杂化类型为； （2）为共价晶体，而为分子晶体，共价晶体熔沸点高于分子晶体； （3）①属于分子晶体，不含分子间氢键，范德华力越大，熔沸点越高，范德华力随着相对分子质量的增大而增大，即熔沸点增高； ②同主族从上到下非金属性减弱，电负性减小，形成化合物两种元素电负性差值越大，离子键成分越大，因此晶体中离子键百分数减少，共价键百分数增大。 1．（25-26高三上·辽宁大连·期中）下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是 A．熔点： B．密度：干冰＜冰 C．在水中溶解度：＞乙醇 D．键的极性： 【答案】A 【详解】A．C2H5NH3NO3为有机铵盐（阳离子体积大，阴阳离子间作用力弱），NH4NO3为无机铵盐（阳离子体积较小，阴阳离子间作用力较强），则无机盐的晶格能更高，熔点更高，因此C2H5NH3NO3的熔点低于NH4NO3，A正确； B．干冰分子间以范德华力结合，排列紧密；冰中水分子的氢键导致晶体结构疏松，单位体积内分子数较少干冰，二氧化碳的相对分子质量比水大得多，则（固态CO2）的密度约为1.6g/cm3，冰的密度约为0.92g/cm3，干冰密度＞冰，B错误； C．乙醇可与水分子间可形成氢键，而二者以任意比例互溶，而CO2在水中溶解度较低（常温下约1体积水溶解1体积CO2），因此CO2的溶解度＜乙醇，C错误； D．键的极性由电负性差决定。Si-Cl电负性差（3.16-1.90=1.26）＞P-Cl（3.16-2.19=0.97），因此SiCl4的键极性＞PCl3，D错误； 故选A。 2．（25-26高三上·重庆·月考）如图为在不同条件下的存在形式，有关说法不正确的是 A．Ⅰ结构中的杂化类型为 B．熔点：Ⅱ＜Ⅲ C．与原子之间的键长： D．键角： 【答案】D 【详解】A．Ⅰ结构中S原子与3个O原子直接相连，形成3个σ键，S的价电子数为6，与3个O形成σ键时共用了3对电子，因此孤电子对数为0，价层电子对数为3，其中S的杂化类型为sp2，A正确； B．Ⅱ、Ⅲ均为SO3的聚合结构，分子晶体的熔点随相对分子质量增大而升高，Ⅲ的链状结构相对分子质量更大，因此熔点Ⅱ＜Ⅲ，B正确； C．键长与键的类型相关：双键（或含双键成分）的键长短于单键，a对应的是普通单键，b对应含双键成分的键，因此键长b＜ a，C正确; D．Ⅱ中S和Ⅲ中∠2的O都采取sp3杂化，Ⅱ中S上没有孤电子对，Ⅲ中∠2的O上有孤电子对，孤电子对具有较大的斥力，则键角∠2＜∠1，D错误； 故选D。 3．（25-26高三上·北京朝阳·期中）我国科学家首次用石墨成功合成了毫米级、结构有序、高纯度的六方金刚石。下列说法不正确的是 A．两者的碳原子杂化方式不同 B．两者的晶体类型相同 C．合成过程破坏了石墨的大π键 D．合成过程属于化学变化 【答案】B 【详解】A．石墨中碳原子的价层电子对个数是3、金刚石中碳原子的价层电子对个数是4，碳原子杂化类型：前者为sp2、后者为sp3，故A正确； B．石墨为混合型晶体、六方金刚石为共价晶体，二者的晶体类型不同，故B错误； C．石墨中含有大π键，六方金刚石中只含共价键，所以合成过程中破坏了石墨的大π键，故C正确； D．石墨转化为六方金刚石时有新物质生成，所以该变化为化学变化，故D正确； 故选B。 4．（25-26高二上·山东青岛·月考）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。 5．（25-26高二上·北京·期中）某国家实验室成功在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构(如下图所示)的晶体，下列关于CO2的共价晶体的说法正确的是 A．CO2共价晶体和分子晶体互为同素异形体 B．一定条件下，CO2共价晶体转化为分子晶体是物理变化 C．CO2共价晶体中，每个C原子周围结合2个O原子，每个O原子与4个碳原子结合 D．CO2共价晶体和分子晶体中若碳原子数目相同时，共价键的总数也相同 【答案】D 【详解】A．同素异形体为单质，二氧化碳是共价化合物，故A错误； B．CO2共价晶体转化为CO2分子晶体，结构已发生改变，且二者的性质也有较大差异，故二者是不同的物质，所以二者的转变是化学变化，故B错误； C．CO2共价晶体与SiO2结构类似，每个碳原子与4个氧原子通过1对共用电子对连接，每个氧原子与2个碳原子通过1对共用电子对连接，故C错误； D．在CO2分子晶体中，每个CO2分子独立存在，分子内部的碳原子与氧原子通过共价键连接（结构为O=C=O，包含2个σ键和2个π键），但晶体中分子间仅通过较弱的分子间作用力结合，不形成额外的共价键，当碳原子数目为n时，共价键总数主要来自分子内部，每个碳原子对应2个共价键（C=O双键），故总共价键数约为2n；在CO2的共价晶体中，碳原子与氧原子通过共价键形成三维网状结构，类似于SiO2晶体，每个碳原子与4个氧原子形成共价键，每个氧原子连接两个碳原子，当碳原子数目为n时，每个碳原子贡献4个共价键，但每个键被两个原子共享，故总共价键数为，故D正确； 故答案为D。 6．（2024·安徽六安·模拟预测）最近我国科学家预测并据此合成了新型碳材料：T-碳。可以看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成一个正四面体结构单元替代(如图所示，所有小球都代表碳原子)，已知：T-碳的密度为a g/cm3。下列说法正确的是 A．以A为坐标原点，则金刚石晶胞中M位置的碳原子的分数坐标为 B．金刚石属于共价晶体，T-碳属于分子晶体 C．T-碳晶体和金刚石晶体中碳原子的杂化类型均为sp3杂化 D．T-碳晶胞的晶胞参数为pm 【答案】C 【详解】A．金刚石晶胞中体内M原子的分数坐标为，A错误； B．T-碳与金刚石晶体类似，熔点高、硬度大，属于共价晶体，B错误。 C．金刚石中每个碳原子与4个相邻碳原子形成共价键，杂化类型为sp3。T-碳中，正四面体结构单元的碳原子与周围碳原子形成4个共价键（正四面体内部及原有结构连接），价层电子对数为4，杂化类型也为sp3，C正确。 D．根据晶胞图，1个T碳晶胞中含有个由四个碳原子构成的正四面体结构单元，则1个T碳晶胞的质量为，参数为xpm，则体积为cm3，根据公式得T碳的密度为a=g/cm3，x=，D错误； 故选C。 7．（2023·辽宁阜新·模拟预测）砷化镓是一种立方晶系如图甲所示，将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示，砷化镓的晶体密度为ρ g·cm-3。下列说法错误的是 A．1 mol砷化镓中配位键的数目是NA B．掺入Mn的晶体中Mn、Ga、As的原子个数比为 C．沿体对角线a→b方向投影图如丙，若c在11处，则As的位置为7、9、11、13 D．该晶体中距离最近的两个镓原子之间的距离为 【答案】B 【详解】由图甲知，砷化镓的化学式为GaAs，砷化镓中砷提供孤电子对，镓提供空轨道形成配位键，则1 mol砷化镓中配位键的数目是NA，A正确； B．掺入Mn的晶体中Ga有7个位于顶点，5个位于面心，个数为：；As有4个位于体内，Mn有1个位于顶点，1个位于面心，个数为：；Mn、Ga、As的原子个数比为，B错误； C．由砷化镓晶胞结构可知，c位于侧面的面心，沿体对角线a→b方向投影图如丙，则As的位置为7、9、11、13，C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中含4个Ga和4个As，晶胞中含4个GaAs，，则，距离最近的两个镓原子之间的距离为面对角线的一半，即=，D正确； 故选B。 8．（2024·天津·高考真题）锗()、锡()和铅()是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。 (1)三种元素中，第一电离能最大的是 。 (2)基态原子的价层电子排布式为 。晶体与金刚石具有类似的晶体结构，其晶胞如图。在该晶胞中，原子的数目为 。 (3)粗锡常由还原制得。将炭与混合，隔绝空气加热到，无明显反应：但通入空气，使炭不完全燃烧，时即可迅速转化为，推断还原的物质是 。 (4)含铁、铅杂质的粗锡进行电解精炼时，纯锡接电源的 极，粗锡上发生反应的电极反应式为 。 (5)和均为不易溶于水的强电解质。已知一定温度下，的饱和溶液中，的。反应在该温度下的平衡常数为 。 【答案】(1)(或锗) (2) 8 (3)(或一氧化碳) (4) 负 ， (5) 【详解】（1）同主族元素，从上至下，元素的第一电离能逐渐减小，锗()、锡()和铅()是第ⅣA族元素，三种元素中，第一电离能最大的是锗()； （2）Ge的原子序数为32，基态Ge原子的价层电子排布式为；由图可知，Ge原子位于顶点和面心，其数目为； （3）粗锡常由还原制得，将炭与混合，隔绝空气加热到1000℃，无明显反应，说明C不能还原，但通入空气，使炭不完全燃烧，生成CO，840℃时即可迅速转化为Sn，由此推断还原的物质是CO； （4）含铁、铅杂质的粗锡进行电解精炼时，与铜的电解精炼类似，纯锡接电源的负极，粗锡上发生反应的电极反应式为、； （5）已知一定温度下，的饱和溶液中，则，该反应的平衡常数K=。 1．（2025·天津·高考真题）下列比较结果，错误的是 A．熔点：石英>苯酚 B．热稳定性： C．离子半径： D．分散系中分散质粒子的直径：胶体溶液 【答案】B 【详解】A．石英（）为共价晶体，苯酚为分子晶体，共价晶体熔点高于分子晶体，A正确； B．非金属性：F＞I，简单氢化物的热稳定性HF＞HI，B错误； C．和为同周期阳离子，电子层排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，离子半径：，C正确； D．胶体分散质粒子直径（1-100 nm）大于溶液中溶质粒子（＜1 nm），D正确； 故选B。 2．（2025·广东·高考真题）声波封印，材料是音乐存储技术的基础。下列说法错误的是 A．制作黑胶唱片使用的聚氯乙烯，其单体是 B．磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成，具有磁性 C．光碟擦写过程中材料在晶态和非晶态间的可逆转换，涉及物理变化 D．固态硬盘芯片常使用单晶硅作为基础材料，单晶硅是一种共价晶体 【答案】A 【详解】A．聚氯乙烯的单体应为氯乙烯（CH2=CHCl），而选项中的CH3CH2Cl是氯乙烷，单体错误，A错误； B．四氧化三铁（Fe3O4）具有磁性，常用于磁带制作，B正确； C．光碟擦写时晶态与非晶态转换属于物理变化(无新物质生成)，C正确； D．单晶硅为共价晶体(原子晶体)，固态硬盘芯片使用单晶硅，D正确； 故选A。 3．（2024·吉林·高考真题）下列化学用语或表述正确的是 A．中子数为1的氦核素： B．的晶体类型：分子晶体 C．的共价键类型：键 D．的空间结构：平面三角形 【答案】C 【详解】A．中子数为1的He核素其质量数为1+2=3，故其表示应为He，A错误； B．SiO2晶体中只含有共价键，为共价晶体，B错误； C．两个F原子的2p轨道单电子相互重叠形成p-p σ键，C正确； D．PCl3的中心原子存在1对孤电子对，其VSEPR模型为四面体型，PCl3的空间结构为三角锥型，D错误； 故答案选C。 4．（2024·贵州·高考真题）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是 A．富勒烯C60是分子晶体 B．图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内 C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体 D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 【答案】C 【详解】A．富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A正确； B．由题图可知，中心K+周围有12个Au形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有5、10、5个面)，B正确； C．全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯C60不能互为同素异形体，C错误； D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则根据元素位置与原子结构关系可知：其基态原子价层电子排布式是5s25p3，D正确； 故合理选项是C。 5．（2025·云南·高考真题）Be及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是 A．是两性氢氧化物 B．和的晶体类型相同 C．中Be原子的杂化方式为 D．与反应： 【答案】B 【详解】A．由图中转化信息可知，既能与盐酸反应生成盐和水，又能与氢氧化钠反应生成盐，因此其是两性氢氧化物，A正确； B．由题中信息可知，的熔点远远高于的，因此不可能是分子晶体，而的熔点和沸点均较低，其为分子晶体，因此两者的晶体类型不相同，B错误； C．中 Be 原子与4个羟基形成4个σ键，没有孤电子对，只有4个成键电子对，因此，其杂化方式为 sp3，C正确； D．中的Be化合价为+2，C的化合价为-4，因此其与反应生成和，该反应的化学方程式为，D正确； 综上所述，本题选B。 6．（2025·湖北·一模）2023年诺贝尔化学奖授予了3位研究量子点的科学家。砷化镓是一种典型的量子点材料，其立方晶胞如图所示，距离晶胞原点最近的原子坐标为，晶胞参数，关于的下列说法错误的是 A．在坐标处存在原子 B．在晶体中，每个周围距离最近且相等的原子个数为12 C．晶体的密度为 D．最小核间距： 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，距离晶胞原点最近的As原子坐标为，则其余三个As原子坐标分别为，、，A正确； B．以一个位于顶点的Ga原子观察，一个晶胞中与该Ga原子等距离且最近的Ga原子位于面心，共有3个Ga原子，因此每个As原子周围等距离且最近的As原子有个，B正确； C．晶胞中Ga的个数为：，As在 内部，个数为：4，晶胞中有4个GaAs，则晶胞密度为：，C错误； D．Ga-As最小核间距为体对角线的，即，Ga-Ga最小核间距为，故最小核间距：Ga-Ga>Ga-As，D正确； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与共价晶体 分层作业 1．（2025·安徽·模拟预测）2025年4月10日，自然资源部发布公告：高纯石英矿正式成为我国第174号新矿种。高纯石英矿具有耐高温、耐腐蚀、低热膨胀性、高绝缘性和透光性等特点，在河南东秦岭、新疆阿勒泰等地区发现多处高纯石英矿。下列叙述错误的是 A．高纯石英的主要成分是 B．高纯石英耐高温特性与其晶体类型有关 C．高纯石英中的杂质可通过碱浸法除去 D．用高纯石英制备的高纯硅，可用于制造电子元件和太阳能电池 2．（25-26高二上·海南·阶段练习）中国“人造钻石”突破20克拉成新宠，还是军工和航天核心材料。高温高压条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量。下列结论正确的是 A．金刚石比石墨稳定 B．金刚石和石墨都是共价晶体 C．金刚石和石墨晶体中都含有π键 D．金刚石和石墨是同素异形体 3．（2022·天津·高考真题）一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是 A．金刚石比石墨稳定 B．两物质的碳碳键的键角相同 C．等质量的石墨和金刚石中，碳碳键数目之比为4∶3 D．可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨 4．（2024·天津·高考真题）我国学者在碳化硅()表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是 A．是离子化合物 B．晶体的熔点高、硬度大 C．核素的质子数为8 D．石墨烯属于烯烃 5．（2024·天津·高考真题）白磷()在高温下可分解为，即。已知中的键能为，中的键能为。下列说法错误的是 A．晶体为分子晶体 B．分子中含有键和键 C．与互为同素异形体 D．根据键能估算上述反应的 6．（2025高二上·全国·专题练习）下列晶体性质的比较中，正确的是 A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．沸点：NH3>H2O>HF C．硬度：白磷>冰>二氧化硅 D．熔点：SiI4<SiBr4<SiCl4 7．（25-26高三上·重庆·期中）一定条件下，、都能与形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，与形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。下列说法正确的是 A．、空间结构呈形 B．、、的晶体类型为分子晶体 C．可燃冰的笼状结构中甲烷分子与水分子形成共价键 D．、、分子中各原子最外层均形成8电子稳定结构 8．（25-26高三上·黑龙江·期中）碳化硅主要应用于功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。工业上利用甲烷(晶胞结构如图1所示)可制得碳化硅(晶胞结构如图2所示，晶胞参数为a nm)。下列说法错误的是 A．甲烷晶胞中，一个甲烷等距离且最近的甲烷分子数目为12 B．碳化硅晶胞中，两个碳原子的最短距离为0.5anm C．一个甲烷晶胞中含有4个甲烷分子 D．碳化硅晶体的密度为 9．（25-26高二上·浙江嘉兴·阶段练习）工业上生产高纯硅的原理如下(已知硅、氢的电负性分别为1.8、2.1)： 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．①中产生气体时，断裂的数目为 B．②中生成时，同时生成的数目为 C．③中生成时转移电子的数目为 D．熔点：（金刚石） 10．（25-26高三上·山西·期中）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 11．（24-25高二下·甘肃酒泉·期中）晶胞是晶体的基本结构单元，不同类型的晶体有不同的晶胞结构。 (1)碳化硅的晶胞结构如图a所示，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原子周围等距且紧邻的C原子数目为 。 ③碳化硅的硬度 （填“大于”“小于”或“等于”）氮化硅的硬度，其原因是 。 (2)三氧化铼的晶胞如图b所示，其中O原子的配位数为 。 (3)一种铜锌合金的晶胞结构如图c所示，晶胞参数为。则该铜锌合金晶体的密度为 （设为阿伏加德罗常数的值）。 (4)一种锑钾（）合金的晶胞结构如图d，图e表示晶胞的一部分，设为阿伏加德罗常数的值，1号原子的分数坐标为号原子的分数坐标为。 ①锑钾合金的化学式为 。 ②3号原子的分数坐标为 。 12．（24-25高二下·上海·期末）完成下列问题。 (1)、、、金刚石中属于共价晶体的有 和金刚石，共价晶体熔点由高到低的顺序为 。 (2)以下不属于共价晶体的性质的是___________。 A．硬度大 B．熔点高 C．性质稳定 D．熔融态可导电 (3)下列有关晶体和非晶体的说法中，正确的是___________。 A．晶体的熔化温度一定比非晶体高 B．凡有规则外形的固体一定是晶体 C．非晶体无自范性而且非晶体中微粒的排列无序 D．晶体中不同方向上的物理性质都相同 Ⅱ．（24-25高二下·甘肃庆阳·期中）第ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题： (1)碳的一种单质的结构如图a所示。该单质的晶体类型为 ，依据原子轨道的重叠方式，原子间存在的共价键类型有 ，碳原子的杂化轨道类型为 。 (2)比熔点高的原因是 。 (3)四卤化硅的沸点和二卤化铅的熔点如图b所示。 ①的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是 。 ②结合的沸点和的熔点变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，晶体中离子键百分数 ，共价键百分数 (填“增大”“不变”或“减小”)。 1．（25-26高三上·辽宁大连·期中）下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是 A．熔点： B．密度：干冰＜冰 C．在水中溶解度：＞乙醇 D．键的极性： 2．（25-26高三上·重庆·月考）如图为在不同条件下的存在形式，有关说法不正确的是 A．Ⅰ结构中的杂化类型为 B．熔点：Ⅱ＜Ⅲ C．与原子之间的键长： D．键角： 3．（25-26高三上·北京朝阳·期中）我国科学家首次用石墨成功合成了毫米级、结构有序、高纯度的六方金刚石。下列说法不正确的是 A．两者的碳原子杂化方式不同 B．两者的晶体类型相同 C．合成过程破坏了石墨的大π键 D．合成过程属于化学变化 4．（25-26高二上·山东青岛·月考）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 5．（25-26高二上·北京·期中）某国家实验室成功在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构(如下图所示)的晶体，下列关于CO2的共价晶体的说法正确的是 A．CO2共价晶体和分子晶体互为同素异形体 B．一定条件下，CO2共价晶体转化为分子晶体是物理变化 C．CO2共价晶体中，每个C原子周围结合2个O原子，每个O原子与4个碳原子结合 D．CO2共价晶体和分子晶体中若碳原子数目相同时，共价键的总数也相同 6．（2024·安徽六安·模拟预测）最近我国科学家预测并据此合成了新型碳材料：T-碳。可以看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成一个正四面体结构单元替代(如图所示，所有小球都代表碳原子)，已知：T-碳的密度为a g/cm3。下列说法正确的是 A．以A为坐标原点，则金刚石晶胞中M位置的碳原子的分数坐标为 B．金刚石属于共价晶体，T-碳属于分子晶体 C．T-碳晶体和金刚石晶体中碳原子的杂化类型均为sp3杂化 D．T-碳晶胞的晶胞参数为pm 7．（2023·辽宁阜新·模拟预测）砷化镓是一种立方晶系如图甲所示，将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示，砷化镓的晶体密度为ρ g·cm-3。下列说法错误的是 A．1 mol砷化镓中配位键的数目是NA B．掺入Mn的晶体中Mn、Ga、As的原子个数比为 C．沿体对角线a→b方向投影图如丙，若c在11处，则As的位置为7、9、11、13 D．该晶体中距离最近的两个镓原子之间的距离为 8．（2024·天津·高考真题）锗()、锡()和铅()是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。 (1)三种元素中，第一电离能最大的是 。 (2)基态原子的价层电子排布式为 。晶体与金刚石具有类似的晶体结构，其晶胞如图。在该晶胞中，原子的数目为 。 (3)粗锡常由还原制得。将炭与混合，隔绝空气加热到，无明显反应：但通入空气，使炭不完全燃烧，时即可迅速转化为，推断还原的物质是 。 (4)含铁、铅杂质的粗锡进行电解精炼时，纯锡接电源的 极，粗锡上发生反应的电极反应式为 。 (5)和均为不易溶于水的强电解质。已知一定温度下，的饱和溶液中，的。反应在该温度下的平衡常数为 。 1．（2025·天津·高考真题）下列比较结果，错误的是 A．熔点：石英>苯酚 B．热稳定性： C．离子半径： D．分散系中分散质粒子的直径：胶体溶液 2．（2025·广东·高考真题）声波封印，材料是音乐存储技术的基础。下列说法错误的是 A．制作黑胶唱片使用的聚氯乙烯，其单体是 B．磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成，具有磁性 C．光碟擦写过程中材料在晶态和非晶态间的可逆转换，涉及物理变化 D．固态硬盘芯片常使用单晶硅作为基础材料，单晶硅是一种共价晶体 3．（2024·吉林·高考真题）下列化学用语或表述正确的是 A．中子数为1的氦核素： B．的晶体类型：分子晶体 C．的共价键类型：键 D．的空间结构：平面三角形 4．（2024·贵州·高考真题）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是 A．富勒烯C60是分子晶体 B．图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内 C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体 D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 5．（2025·云南·高考真题）Be及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是 A．是两性氢氧化物 B．和的晶体类型相同 C．中Be原子的杂化方式为 D．与反应： 6．（2025·湖北·一模）2023年诺贝尔化学奖授予了3位研究量子点的科学家。砷化镓是一种典型的量子点材料，其立方晶胞如图所示，距离晶胞原点最近的原子坐标为，晶胞参数，关于的下列说法错误的是 A．在坐标处存在原子 B．在晶体中，每个周围距离最近且相等的原子个数为12 C．晶体的密度为 D．最小核间距： / 学科网（北京）股份有限公司 $