3.2 分子晶体与共价晶体 第2课时（分层作业）化学人教版选择性必修2

第二节 分子晶体与共价晶体 第2课时 共价晶体 分层作业 1．下列有关共价晶体的叙述错误的是 A．共价晶体中只存在共价键 B．共价晶体具有三维骨架结构 C．共价晶体中不存在独立的分子 D．共价晶体熔化时不破坏共价键 【答案】D 【解析】A．共价晶体(如金刚石、二氧化硅)中，原子间通过共价键结合，不存在离子键或金属键等，A正确； B．共价晶体具有连续的三维网络结构(如金刚石中碳原子形成四面体骨架)，无明确分子边界，B正确； C．共价晶体是原子直接键合的整体(如SiO2晶体中无独立“SiO2分子”)，整个晶体可视为一个整体，C正确； D．共价晶体熔化时需破坏共价键(因其高熔点源于强共价键)，否则无法实现固态到液态的转变。例如，金刚石熔化时碳碳共价键断裂，D错误； 故选D。 2．下列表述不正确的是 A．熔点：金刚石 >金刚砂 >晶体硅 B．键能：C≡C > C=C > C- C C．沸点：H2Se > H2S > H2O D．水中溶解性：NH3 > CO2 >CO 【答案】C 【解析】A．金刚石、金刚砂和晶体硅都属于共价晶体，C的原子半径小于Si，键长C-C<C-Si<Si-Si，键能C-C>C-Si>Si-Si，熔点：金刚石 >金刚砂 >晶体硅，A正确； B．共用电子对越多，键长越短，键能越大，键能：C≡C > C=C > C- C，B正确； C．同族简单氢化物沸点随着相对分子质量增大而增大，但H2O分子间有氢键，分子间作用力大，沸点反常高，沸点： H2O> H2Se > H2S，C错误； D．NH3分子与水分子间易形成氢键，氨气在水中溶解度大，CO2与水可以反应生成H2CO3，CO难溶于水，水中溶解性：NH3 > CO2 >CO，D正确； 答案选C。 3．下列排序不正确的是 A．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．熔点：SiC>SiO2>Si>Ge C．沸点：HF>HBr>HCl D．硬度：白磷>冰>二氧化硅 【答案】D 【解析】A．金刚石、碳化硅、晶体硅都是共价晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，则晶体中键长的大小顺序为C—C<C—Si<Si—Si，键长越大，共价键越弱，则共价键的强弱顺序为C—C>C—Si>Si—Si，共价键越强，共价晶体的硬度越大，则硬度大小顺序为金刚石>碳化硅>晶体硅，故A正确； B．碳化硅、二氧化硅、单晶硅、锗晶体都属于共价晶体，二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形成共价键，每个氧原子与2个硅原子形成共价键，硅氧键的键能小于碳硅键，大于硅硅键，所以二氧化硅的熔点小于碳化硅，高于单晶硅；硅原子的原子半径小于锗，硅硅键的键长小于锗锗键，共价键强于锗锗键，则单晶硅的熔点高于锗晶体，所以熔点大小顺序为SiC>SiO2>Si>Ge，故B正确； C．氟化氢、氯化氢、溴化氢都是分子晶体，氟化氢能形成分子间氢键，而氯化氢、溴化氢不能形成分子间氢键，所以氟化氢的分子间作用力最大，沸点最高；溴化氢的相对分子质量大于氯化氢，分子间作用力大于氯化氢，沸点高于氯化氢，所以沸点大小顺序为HF>HBr>HCl，故C正确； D．二氧化硅是硬度很大的共价晶体，白磷和冰都是硬度小的分子晶体，所以二氧化硅的硬度最大，故D错误； 故选D。 4．以下说法正确的是 A．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，而熔沸点逐渐升高 B．Si、Ge都属于共价晶体，Ge的熔点更高 C．含有N、O、F的分子一定能形成氢键 D．键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得 【答案】D 【解析】A．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，但HF因存在分子间氢键，则沸点最高，A项错误； B．Si和Ge均为共价晶体，但Si原子半径更小，Si—Si键键能更大，Si的熔点更高，B项错误； C．含N、O、F的分子需有H直接相连且存在另一N、O、F才能形成氢键，C项错误； D．X射线衍射实验可测定晶体结构，获得键长和键角数据，D项正确； 答案选D。 5．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】A．三种晶体均为原子晶体，结构相似，晶体内部的结合力是呈现空间网状的共价键，共价键键长：C-C＜C-Si＜Si-Si，共价键键长越短，键能越大，原子晶体的熔点越高，所以三者熔点从高到低的顺序是：金刚石>碳化硅>晶体硅，故A错误； B．根据A项分析可知，三者熔点从高到低的顺序是：金刚石>碳化硅>晶体硅，故B错误； C．碳、硅原子均能够形成4个共价键，则三种晶体中的结构单元都是正四面体结构，故C正确； D．三种晶体都是原子晶体，但晶体硅为半导体，故D错误； 故答案为C。 6．吉林大学刘冰冰教授团队发现高温高压下由石墨形成六方金刚石的全新路径，并首次合成了高质量的六方金刚石块体材料，其硬度高出立方金刚石，并具有良好的热稳定性。下列说法正确的是 A．六方金刚石与石墨互为同分异构体 B．立方金刚石中碳原子间均以杂化轨道成键 C．六方金刚石的极高硬度源于其特殊的层状结构 D．六方金刚石良好的热稳定性是因为其分子间作用力强 【答案】B 【解析】A．六方金刚石与石墨是碳的单质，属于同素异形体，A错误； B．立方金刚石中每个碳原子均通过sp3杂化形成四个共价键，构成三维网状结构，B正确； C．层状结构通常导致材料较软（如石墨），六方金刚石的高硬度应源于其三维共价结构，C错误； D．热稳定性由原子间共价键强度决定，而非分子间作用力，D错误； 故选B。 7．下列叙述中正确的是 A．乙醇是一种稳定的化合物，这是由于乙醇分子间存在氢键 B．分子晶体中一定都存在分子间作用力和共价键 C．只要有共价键就是共价晶体 D．含4.8g碳元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为 【答案】D 【解析】A．乙醇的稳定性由其分子内的化学键决定，氢键属于分子间作用力，影响物理性质而非化学稳定性，A错误； B．稀有气体的分子晶体中不存在共价键（如氖为单原子分子），B错误； C．共价键可存在于分子晶体（如CO2）等其他类型晶体中，并非共价晶体的专属特征，C错误； D．4.8g碳的物质的量为0.4mol，金刚石中每个碳原子形成4个共价键，但每个键被两个原子共享，总键数为0.4mol×4/2=0.8mol，D正确； 故选D。 8．物质的结构决定性质。下列性质差异与结构因素不匹配的是 选项 性质差异 结构因素 A 熔点： 晶体类型 B 在中的溶解度： 分子极性 C 沸点：对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸 氢键类型 D 电离常数 范德华力 【答案】D 【解析】A．SiO2是共价晶体，熔化时需要破坏共价键，所以熔点高，SiH4是分子晶体，熔化时需要克服分子间作用力，熔点较低，所以一般熔点大小：共价晶体＞分子晶体，A项不符合题意； B．I2、CCl4是非极性分子，HI是极性分子，根据“相似相溶”原理，I2在CCl4中的溶解度大于HI，这是由分子极性决定的，B项不符合题意； C．对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，前者沸点高于后者是有氢键类型不同决定的，C项不符合题意； D．由于F原子电负性大，使得CF3COOH中的O-H键极性增强，更易电离出氢离子，酸性更强，其电离常数更大，与范德华力无关，D项符合题意； 故答案选D。 9．下表列出的是某些晶体的熔点和硬度。 晶体 金刚石 石英 碳化硅 硅 石墨 熔点/℃ 3550 1710 x 1412 3850 硬度 10 7 9.5 6.5 1 由表中数据判断，下列说法正确的是 A．构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 B．构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大 C．碳化硅的熔点介于1412℃与3550℃之间 D．表中晶体微粒间作用力均为共价键 【答案】C 【解析】A．金刚石（原子）熔点高于石英（和原子），但原子种类更少，说明原子种类多不一定熔点高，A错误； B．原子半径越大，键长增加，键能减弱，硬度应降低。如（半径大）硬度低于（金刚石），B错误； C．碳化硅（）的键强介于和之间，熔点应高于硅（1412℃）而低于金刚石（3550℃），C正确； D．石墨层间为范德华力，并非全为共价键，D错误； 综上，答案是C。 10．下表是某些共价晶体的熔点 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 晶体硅 晶体锗 熔点/℃ 大于3500 3000 2830 1710 1412 1211 分析表中的数据，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．硬度：晶体硅金刚石 C．键能：C—C<Si—Si<Si—O D．石英的分子式： 【答案】B 【解析】A．共价晶体的熔点与构成晶体的原子种类无关，与原子间的共价键键能有关，键能越大熔点越高，故A错误； B．原子半径C<Si，构成共价晶体的原子半径越小，其共价键的键能越大硬度越大，键能：C—C＞Si—C＞Si—Si，硬度：金刚石>碳化硅>硅，故B正确； C．构成共价晶体的原子半径越小，其共价键的键能越大，则C—C＞Si—Si，Si—O＞Si—Si，故C错误； D．石英是共价晶体，不属于分子晶体、不存在分子，其化学式为，故D错误； 故选B。 11．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晶体是空间网状结构 C．Si3N4中一个Si周围有3个氮，1个氮周围有4个硅 D．SiCl4晶体在熔化过程中化学键断裂 【答案】B 【解析】A．是由分子构成的，属于分子晶体。是一种新型耐高温、耐磨材料，具有原子晶体的特性，属于原子晶体。分子晶体和原子晶体的晶体类型不同，故A错误； B．是原子晶体，原子晶体的结构特点就是空间网状结构，像金刚石、二氧化硅等原子晶体都具有这样的结构，故B正确； C．中原子最外层有4个电子，要形成4个共价键达到8电子稳定结构；N原子最外层有5个电子，要形成3个共价键达到8电子稳定结构。所以一个周围有4个N，一个N周围有3个，故C错误； D．为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力而非化学键，分子内的化学键不会断裂，故D错误； 故选B。 12．由键能数据大小，不能解释下列事实的是 化学键 键能/ 411 318 799 358 452 346 222 A．熔点： B．键长： C．稳定性： D．硬度：金刚石>晶体硅 【答案】A 【解析】A．二氧化碳是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，二氧化硅是共价晶体，所以熔点：，不能用键能解释熔点，A符合题意； B．键能越大，键长越短，C=O键能大于C-O，所以键长：，B不符合题意； C．键能越大越稳定，C-H键能大于Si-H，所以稳定性，C不符合题意； D．金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大，C-C的键能大于Si-Si，所以硬度：金刚石>晶体硅，D不符合题意； 故选A。 13．下列说法正确的是 A．金刚石晶体中的最小环由6个碳原子构成 B．晶体属于共价晶体 C．晶体中含键 D．晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体 【答案】A 【解析】A．金刚石是共价晶体，原子间以共价键相结合，形成三维的空间网状结构，最小的环上有6个碳原子，A正确； B．熔、沸点较低，其晶体属于分子晶体，B错误； C．1个硅原子与周围4个氧原子形成4个键，而1个氧原子能形成2个键，晶体有硅原子和氧原子，含有键的物质的量为，C错误； D．晶体氖是由原子构成的分子晶体，D错误； 答案选A。 14．关于SiO2晶体的叙述正确的是 A．通常情况下，60gSiO2晶体中含有的分子数为NA个 B．60gSiO2晶体中，含有2NA个Si—O键 C．SiO2晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点 D．SiO2晶体中，与每个硅原子相邻且距离最近的氧原子数为2 【答案】C 【解析】A．SiO2晶体是共价晶体，不存在分子，故A错误； B．1mol SiO2晶体存在4mol Si-O键，所以60g SiO2晶体即1mol SiO2晶体含有4mol Si-O键键，故B错误； C．晶体中一个硅原子和四个氧原子，形成四面体结构，四个氧原子处于同一四面体的四个顶点，故C正确； D．根据晶体的结构可知，与每个硅原子相邻且距离最近的氧原子数为4，故D错误； 故答案选C。 15．超硬陶瓷材料氮化硅可由反应制得。下列说法正确的是 A．NH3的VSEPR模型：三角锥形 B．SiH4为平面正方形结构 C．H2是一种极性分子 D．Si3N4属于共价晶体 【答案】D 【解析】A．NH3中N原子的价层电子对数为：，VSEPR模型：正四面体，A错误； B．SiH4中Si原子的价层电子对数为：，为正四面体结构，B错误； C．H2是一种非极性分子，C错误； D．Si3N4是超硬陶瓷材料，属于共价晶体，D正确； 故选D。 16．比较下列各组物质的沸点，正确的是 A． B． C． D．丙烷>乙醇 【答案】C 【解析】A．分子晶体中相对原子质量越大，沸点越高，相对分子质量HCl<HBr，所以沸点：HCl＜HBr，故A错误； B．共价晶体的沸点高于分子晶体，CO2为分子晶体，SiO2为共价晶体，所以沸点：CO2＜SiO2，故B错误； C．分子晶体中含有分子间氢键的分子熔沸点高于无分子间氢键的分子，H2O存在分子间氢键，故沸点：H2O＞H2S，故C正确； D．丙烷与乙醇相对分子质量接近，但乙醇分子间存在氢键，丙烷分子间存在范德华力，故沸点：乙醇＞丙烷，故D错误； 故本题选C。 17．参照如图的晶体结构模型分析晶体的结构，并回答下列问题。 （1）在二氧化硅晶体中有若干环状结构，最小的环状结构由 个和 个原子构成。 （2）在二氧化硅晶体中，硅原子的价电子层原子轨道发生了杂化，杂化方式是 ，Si-O-Si的键角是 。 （3）二氧化硅属于重要的无机非金属材料，请列举两项二氧化硅的主要用途： 。 （4）下列说法中正确的是 (填序号)。 ①凡是共价晶体都含有共价键 ②凡是共价晶体都有正四面体结构 ③凡是共价晶体都具有三维骨架结构 ④凡是共价晶体都具有很高的熔点 【答案】（1）6 6 （2） （3）制造石英玻璃   制造石英表中的压电材料(或制造光导纤维等) （4）①③④ 【解析】（1）二氧化硅结构跟金刚石结构相似，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子，则Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6，硅原子6个； （2）在二氧化硅晶体中每个Si原子连接4个O原子，则Si原子价层电子对个数是4，Si原子采用sp3杂化，Si原子和4个O原子形成的结构和甲烷结构相似，形成正四面体结构，其键角为； （3）二氧化硅的主要用途有：制造石英玻璃   制造石英表中的压电材料(或制造光导纤维等)； （4）①共价晶体是原子间通过共价键结合的晶体，所以共价晶体中都含有共价键，故①正确； ②共价晶体具有空间网状结构，并不都是正四面体结构，故②错误； ③共价晶体是原子间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体，凡是共价晶体都具有三维骨架结构，故③正确； ④共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必需破坏共价键，需要很高的温度，所以共价晶体具有很高的熔点，故④正确； 答案为①③④。 18．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 【答案】（1）SiC、Si 金刚石＞SiC＞Si （2）D （3）C 【解析】（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。 19．磷化硼晶体是一种超硬耐磨的涂层材料，其合成途径之一为、。下列有关说法正确的是 A．晶体为分子晶体 B．基态S原子的核外电子填充在5个轨道中 C．中心原子采取的杂化方式为杂化，空间构型为平面三角形结构，键角为 D．第一电离能： 【答案】C 【解析】A．磷化硼晶体具有超硬耐磨的性质，属于共价晶体而非分子晶体，故A错误； B．基态S原子的电子排布式为，电子填充在9个轨道中，故B错误； C．的中心B原子价层电子对数为3（无孤对电子），采取杂化，形成平面三角形结构，键角为，故C正确； D．第一电离能顺序应为（因P的3p轨道半充满更稳定），故D错误； 故答案为：C。 20．下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是 A．金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体 B．金刚石晶胞中含有6个碳原子 C．晶体中所含共价键数目为(是阿伏加德罗常数的值) D．金刚石晶体熔化时破坏共价键，二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力 【答案】A 【解析】A．依据晶胞结构可知，金刚石晶体和二氧化硅晶体都是由原子通过共价键结合而成的空间网状结构，都是共价晶体，故A正确； B．根据均摊法可计算出晶胞中碳原子数为，故B错误； C．晶体的物质的量为，原子与原子形成硅氧键，所含共价键数目为，故C错误； D．金刚石和二氧化硅都是共价晶体，熔化时都破坏共价键，故D错误； 答案选A。 21．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，称作原子的分数坐标。砷化铝是一种半导体材料，其晶体结构与晶体硅相似，砷化铝的晶胞如图所示，图中铝的原子分数坐标为、、。下列说法错误的是 A．砷化铝晶胞沿z轴的投影图为 B．距离a处最近的砷原子的分数坐标为 C．若的键长为，则晶胞参数为 D．原子填充在由原子构成的正四面体空隙中 【答案】C 【解析】 A．根据晶胞结构可知，砷化铝晶胞沿Z轴的投影图为，A正确； B．距离a处最近的砷原子在x、y、z轴上投影的截距都是，分数坐标为，B正确； C．此种类型的晶胞：的键长=晶胞的体对角线的长度，设晶胞边长(即晶胞参数)为，则根据上述关系可知，解得，C错误； D．由晶胞结构可知，原子填充在由原子构成的正四面体空隙中，D正确； 答案选C。 22．AlN 具有耐高温、抗冲击等优良品质，广泛应用于电子工业、陶瓷工业，其晶胞结构如下图所示。下列说法错误的是 A．AlN 晶体中 N 原子的杂化类型为 sp3 B．AlN 晶体属于共价晶体 C．AlN 晶体中含有配位键 D．每个Al原子周围距离最近的N 原子个数为2 【答案】D 【解析】A．AlN晶体中N原子形成4个单键，杂化类型为sp3，A正确；   B．AlN晶体是通过共价键形成的，AlN熔点高、耐高温，属于共价晶体，B正确； C．N原子形成4个单键，其中有1个为N原子提供孤电子对、Al原子提供空轨道形成的配位键，C正确； D．据图示，Al原子的配位数为4，Al原子位于N原子形成的四面体空隙，D错误； 故选D。 23．硅材料在工业生产中具有重要的应用，下列说法正确的是 A．熔沸点比较：金刚石<SiC B．SiC中Si距离最近的Si有12个 C．Si12与单晶硅互为同分异构体 D．1molSiO2中含有2molSi-O键 【答案】B 【解析】A．据图可知金刚石和SiC均为共价晶体，其熔沸点与共价键强弱有关，C原子半径比Si原子半径小，所以金刚石中共价键键能较大，熔沸点更高，故A错误； B．根据晶胞结构可知，Si与C的位置可以交换，Si为面心立方最密堆积，所以SiC中Si距离最近的Si有12个，故B正确； C．Si12与单晶硅为硅元素的不同单质，属于同素异形体，故C错误； D．根据SiO2晶体结构可知，每个硅原子与4个氧原子相连，形成4个Si-O键，所以1molSiO2中含有4molSi-O键，故D错误； 故选B。 24．氮化碳晶体类型与金刚石类似，氮化碳晶体结构如图所示，下列有关氮化碳的说法不正确的是 A．氮化碳晶体属于共价晶体 B．氮化碳中碳显-4价，氮显+3价 C．氮化碳硬度比金刚石的硬度大 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 【答案】B 【解析】A．根据氮化碳晶体类型与金刚石类似可知，氮化碳晶体属于共价晶体，故A正确； B．氮元素的电负性大于碳元素，所以在氮化碳中氮元素显-3价，碳元素显+4价，故B错误； C．因为C-N键的键长小于C-C键的键长，故氮化碳的键能更大，氮化碳硬度比金刚石的硬度大，故C正确； D．根据图示可知，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，故D正确； 故选：B。 25．以表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．18g冰(图甲)中含氢键数目为 B．12g金刚石(图乙)中含有键数目为 C．44g干冰(图丙)中含有个晶胞结构单元 D．12g石墨(图丁)中含六元环的数目为 【答案】C 【解析】A．由图可知，冰中1个水分子与周围4个水分子形成氢键，每个氢键为2个水分子所共有，则每个水分子形成的氢键数目为4×=2个，则18g冰含有氢键数目为×2×NAmol-1=2NA，故A正确； B．由图可知，金刚石中1个碳原子与周围4个碳原子形成4个σ键，每个σ键为2个碳原子所共有，则每个碳原子形成的σ数目为4×=2个，则12g金刚石中含有σ键数目为×2×NAmol-1=2NA，故B正确； C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的二氧化碳个数为8×+6×=4，则44g干冰中含有晶胞结构单元为××NAmol-1=NA，故C错误； D．由图可知，石墨中1个碳原子被3个六元环共有，所以每个六元环含有的碳原子数目为6×=2个，12g石墨中含有碳原子的物质的量为1mol，所以含有的六元环的物质的量为mol=0.5mol，即六元环的数目为0.5NA，故D正确； 故选C。 26．如图所示是某共价晶体A的空间结构片段，A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A中插入一个B原子，则C物质的化学式可能为 A．AB B．A5B4 C．AB2 D．A2B5 【答案】C 【解析】每个A原子形成4个键，每个A—A键中插入一个B原子，每个B原子形成2个键，故C物质中每个A原子形成4个A—B键，每个B原子形成2个B—A键，则A、B原子个数比为1∶2，所以其化学式可能是； 故本题选C。 27．硅烷可用于制造高纯硅。采用硅化镁法制备的化学方程式如下： （1）硅在元素周期表中的位置是 ，基态硅原子占据的最高能级的符号是 。 （2）和结合形成，其中N采用 杂化。 （3）①的电子式是 。 ②的沸点比的 (填“高”或“低”)，原因是 。 （4）可由Mg和反应制得。晶体属于 晶体(填晶体类型)．一种晶体的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链(如下图)。其中Si原子的杂化轨道类型是 。1mol晶体中含有 mol的键。 【答案】（1）第三周期第ⅣA族 3p （2）sp3 （3） 高 SiH4和CH4为结构相似的分子，相对分子质量SiH4＞CH4，分子间范德华力SiH4＞CH4 （4）共价 sp3 4 【解析】（1）硅在元素周期表中位于第三周期第ⅣA族；基态硅原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，占据的最高能级为3p能级； （2）中心N原子的价层电子对数为，N采取sp3杂化； （3） ①是共价化合物，电子式为； ②结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间的分子间作用力越大，沸点越高，SiH4、CH4都为分子晶体，SiH4和CH4的结构相似，相对分子质量SiH4＞CH4，分子间范德华力SiH4＞CH4，故SiH4的沸点比CH4的高； （4）二氧化硅是由硅原子和氧原子形成的共价晶体，晶体中每个硅原子与4个氧原子相连形成四面体结构，则硅原子的杂化轨道类型是sp3杂化，1mol晶体中含有4molSi-O键。 28．氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼与石墨结构相似，立方相氮化硼与金刚石结构相似，它们的晶体结构如下图所示。下列说法正确的是 A．两种物质中均存在配位键 B．六方相氮化硼没有导电性 C．两种物质中B原子均采用sp3杂化 D．两种物质均属于共价晶体 【答案】B 【解析】A．B原子只有3个电子，最多只能形成3个B-N σ键，立方相氮化硼中1个N原子形成4个B-N键，因此包含1个B原子提供空轨道、N原子提供孤对电子所形成的配位键，而六方相氮化硼中1个N原子形成3个B-N键，不包含配位键，故A不符合题意； B．虽然六方相氮化硼与石墨结构相似，但石墨中的碳原子通过共价键连接，每个碳原子贡献一个电子形成离域的π电子云，这些自由移动的电子赋予了石墨良好的导电性。相比之下，六方相氮化硼晶体中的氮原子和硼原子虽然也通过共价键连接，但它们的电子结构并不支持形成类似的离域电子云，因此缺乏自由移动的电子来传递电流，故B符合题意； C．六方相氮化硼每一层为平面结构，B原子和N原子采用sp2杂化，故C不符合题意； D．立方相氮化硼是超硬材料，其结构与金刚石相似，所以立方相氮化硼属于共价晶体，六方相氮化硼结构与石墨相似，属于混合晶体，故D不符合题意； 故答案为B。 29．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。 【解析】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。 30．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其结构与金刚石类似，磷化硼的晶体结构如图所示。 已知：①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，称作原子的分数坐标；②设该晶胞的参数为d nm。 下列说法不正确的是 A．磷化硼晶胞中B原子的配位数为4 B．c原子的分数坐标为 C．该晶胞中P与B原子的最近距离为d nm D．磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为 【答案】D 【解析】A．磷化硼中B原子与周围4个P原子形成共价键，配位数为4，A正确； B．由a和b原子的分数坐标可知，c原子的分数坐标为（），B正确； C．P与B原子的最近距离为晶胞体对角线的，体对角线长度为d nm，故该晶胞中P与B原子的最近距离为 nm，C正确； D．沿z轴投影时，P原子（面心立方）投影在顶点、面心和边中点，B原子（内部4个）投影在（，）、（）、（）、（），而非中心位置，D错误； 故答案选D。 31．原子序数依次增大的五种元素A、B、C、D、E位于周期表的前四周期，A基态原子的2p轨道上有2个未成对电子，C的最外层电子数是次外层电子数的3倍，C与D 同主族相邻，E位于周期表的 ds区，最外层只有一对成对电子。请回答下列问题： （1）写出各元素符号：A ，B ，C ，D ，E 。 （2）D元素在元素周期表中的位置是 ，基态E原子的电子占有 种能量不同的原子轨道，E2+电子排布式为 。 （3）A元素可形成多种单质，其中分子晶体的分子式为 ；原子晶体的名称是 ，其每个晶胞实际含有 个A 原子；A有一种单质为层状结构的晶体，晶体中存在的作用力有 ，晶体中每个最小环含有 个原子。 （4）写出B的单质的电子式 ，化合物AC2的结构式 。 【答案】（1）C N O S Zn （2）第三周期第VIA族 7 1s22s22p63s23p63d10 （3）C60 金刚石 8 共价键、范德华力 2 （4） O=C=O 【分析】原子序数依次增大的五种元素A、B、C、D、E位于周期表的前四周期，C的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则C为O元素；A基态原子的2p轨道上有2个未成对电子， 则A只能是C元素、B为N元素；C与D 同主族相邻，则D为S元素；E位于周期表的 ds区，最外层只有一对成对电子，则E为Zn元素。 【解析】（1）由分析可知，A为C元素、B为N元素、C为O元素、D为S元素、E为Zn元素，故答案为：C；N；O；S；Zn； （2）硫元素的原子序数为16，位于元素周期表第三周期第VIA族；锌元素的原子序数为30，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，则核外电子占有7种能量不同的原子轨道，基态锌离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，故答案为：第三周期第VIA族；7；1s22s22p63s23p63d10； （3） 碳60、金刚石、石墨是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，分子式为C60的碳60是熔沸点低的分子晶体；金刚石为熔沸点很高的原子晶体，晶胞示意图为，由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心和体内的碳原子个数为8×+6×+4=8；石墨属于混合型晶体，层内的碳原子之间以共价键相结合，层与层之间以范德华力相结合，晶体中最小的环为6个碳原子形成的环，每个C原子形成3个共价键，每个C原子为3个环共用，则晶体中每个最小环含有碳原子个数为6×=2，故答案为：C60；金刚石；8；共价键、范德华力；2； （4） 氮气是含有非极性键的双原子分子，电子式为；二氧化碳的空间构型为直线形，结构式为O=C=O，故答案为：；O=C=O。 32．磷是人体含量较多的元素之一，磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题： （1）基态磷原子的价电子轨道表示式为 。 （2）P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图甲所示。 ①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为 。 ②每个P4S3分子中孤电子对的数目为 。 （3）某种磁性氮化铁的晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为 。 （4）磷化铝的熔点为2000℃，它与晶体硅的结构类似，磷化铝的晶胞结构如图所示。 ①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为 。 ②图中A点和B点的原子坐标参数如图所示，则C点的原子坐标参数为 。 ③磷化铝晶体的密度为，用表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为 cm。 【答案】（1） （2）sp3 10 （3）Fe3N （4）共价键 (，，) × 【解析】（1） 磷元素的原子序数为15，最外层5个电子，价电子轨道表示式为； （2）①S原子最外层6个电子，根据分子结构图可知，每个S原子形成2个键，达8电子稳定结构，则每个S原子有2个孤电子对，价层电子对数为4 ，杂化方式为； ②每个P原子形成3个共价键，达8电子稳定结构，则每个P原子有1个孤电子对，每个S原子有2个孤电子对，分子中有个孤电子对； （3）根据晶胞结构，用均摊法计算晶胞中的Fe有，N有2，故晶胞化学式为； （4）①根据磷化铝的熔点为2000℃，它与晶体硅的结构类似，可知磷化铝为共价晶体，磷与铝之间作用力为共价键； ②C点位于A点所在的体对角线的处，故其坐标参数为(，，)； ③根据，晶胞中Al有，P有4，晶胞参数，晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为晶胞参数的，即。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 9 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 分子晶体与共价晶体 第2课时 共价晶体 分层作业 1．下列有关共价晶体的叙述错误的是 A．共价晶体中只存在共价键 B．共价晶体具有三维骨架结构 C．共价晶体中不存在独立的分子 D．共价晶体熔化时不破坏共价键 2．下列表述不正确的是 A．熔点：金刚石 >金刚砂 >晶体硅 B．键能：C≡C > C=C > C- C C．沸点：H2Se > H2S > H2O D．水中溶解性：NH3 > CO2 >CO 3．下列排序不正确的是 A．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．熔点：SiC>SiO2>Si>Ge C．沸点：HF>HBr>HCl D．硬度：白磷>冰>二氧化硅 4．以下说法正确的是 A．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，而熔沸点逐渐升高 B．Si、Ge都属于共价晶体，Ge的熔点更高 C．含有N、O、F的分子一定能形成氢键 D．键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得 5．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 6．吉林大学刘冰冰教授团队发现高温高压下由石墨形成六方金刚石的全新路径，并首次合成了高质量的六方金刚石块体材料，其硬度高出立方金刚石，并具有良好的热稳定性。下列说法正确的是 A．六方金刚石与石墨互为同分异构体 B．立方金刚石中碳原子间均以杂化轨道成键 C．六方金刚石的极高硬度源于其特殊的层状结构 D．六方金刚石良好的热稳定性是因为其分子间作用力强 7．下列叙述中正确的是 A．乙醇是一种稳定的化合物，这是由于乙醇分子间存在氢键 B．分子晶体中一定都存在分子间作用力和共价键 C．只要有共价键就是共价晶体 D．含4.8g碳元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为 8．物质的结构决定性质。下列性质差异与结构因素不匹配的是 选项 性质差异 结构因素 A 熔点： 晶体类型 B 在中的溶解度： 分子极性 C 沸点：对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸 氢键类型 D 电离常数 范德华力 9．下表列出的是某些晶体的熔点和硬度。 晶体 金刚石 石英 碳化硅 硅 石墨 熔点/℃ 3550 1710 x 1412 3850 硬度 10 7 9.5 6.5 1 由表中数据判断，下列说法正确的是 A．构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 B．构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大 C．碳化硅的熔点介于1412℃与3550℃之间 D．表中晶体微粒间作用力均为共价键 10．下表是某些共价晶体的熔点 共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 晶体硅 晶体锗 熔点/℃ 大于3500 3000 2830 1710 1412 1211 分析表中的数据，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．硬度：晶体硅金刚石 C．键能：C—C<Si—Si<Si—O D．石英的分子式： 11．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晶体是空间网状结构 C．Si3N4中一个Si周围有3个氮，1个氮周围有4个硅 D．SiCl4晶体在熔化过程中化学键断裂 12．由键能数据大小，不能解释下列事实的是 化学键 键能/ 411 318 799 358 452 346 222 A．熔点： B．键长： C．稳定性： D．硬度：金刚石>晶体硅 13．下列说法正确的是 A．金刚石晶体中的最小环由6个碳原子构成 B．晶体属于共价晶体 C．晶体中含键 D．晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体 14．关于SiO2晶体的叙述正确的是 A．通常情况下，60gSiO2晶体中含有的分子数为NA个 B．60gSiO2晶体中，含有2NA个Si—O键 C．SiO2晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点 D．SiO2晶体中，与每个硅原子相邻且距离最近的氧原子数为2 15．超硬陶瓷材料氮化硅可由反应制得。下列说法正确的是 A．NH3的VSEPR模型：三角锥形 B．SiH4为平面正方形结构 C．H2是一种极性分子 D．Si3N4属于共价晶体 16．比较下列各组物质的沸点，正确的是 A． B． C． D．丙烷>乙醇 17．参照如图的晶体结构模型分析晶体的结构，并回答下列问题。 （1）在二氧化硅晶体中有若干环状结构，最小的环状结构由 个和 个原子构成。 （2）在二氧化硅晶体中，硅原子的价电子层原子轨道发生了杂化，杂化方式是 ，Si-O-Si的键角是 。 （3）二氧化硅属于重要的无机非金属材料，请列举两项二氧化硅的主要用途： 。 （4）下列说法中正确的是 (填序号)。 ①凡是共价晶体都含有共价键 ②凡是共价晶体都有正四面体结构 ③凡是共价晶体都具有三维骨架结构 ④凡是共价晶体都具有很高的熔点 18．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 19．磷化硼晶体是一种超硬耐磨的涂层材料，其合成途径之一为、。下列有关说法正确的是 A．晶体为分子晶体 B．基态S原子的核外电子填充在5个轨道中 C．中心原子采取的杂化方式为杂化，空间构型为平面三角形结构，键角为 D．第一电离能： 20．下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是 A．金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体 B．金刚石晶胞中含有6个碳原子 C．晶体中所含共价键数目为(是阿伏加德罗常数的值) D．金刚石晶体熔化时破坏共价键，二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力 21．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，称作原子的分数坐标。砷化铝是一种半导体材料，其晶体结构与晶体硅相似，砷化铝的晶胞如图所示，图中铝的原子分数坐标为、、。下列说法错误的是 A．砷化铝晶胞沿z轴的投影图为 B．距离a处最近的砷原子的分数坐标为 C．若的键长为，则晶胞参数为 D．原子填充在由原子构成的正四面体空隙中 22．AlN 具有耐高温、抗冲击等优良品质，广泛应用于电子工业、陶瓷工业，其晶胞结构如下图所示。下列说法错误的是 A．AlN 晶体中 N 原子的杂化类型为 sp3 B．AlN 晶体属于共价晶体 C．AlN 晶体中含有配位键 D．每个Al原子周围距离最近的N 原子个数为2 23．硅材料在工业生产中具有重要的应用，下列说法正确的是 A．熔沸点比较：金刚石<SiC B．SiC中Si距离最近的Si有12个 C．Si12与单晶硅互为同分异构体 D．1molSiO2中含有2molSi-O键 24．氮化碳晶体类型与金刚石类似，氮化碳晶体结构如图所示，下列有关氮化碳的说法不正确的是 A．氮化碳晶体属于共价晶体 B．氮化碳中碳显-4价，氮显+3价 C．氮化碳硬度比金刚石的硬度大 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 25．以表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．18g冰(图甲)中含氢键数目为 B．12g金刚石(图乙)中含有键数目为 C．44g干冰(图丙)中含有个晶胞结构单元 D．12g石墨(图丁)中含六元环的数目为 26．如图所示是某共价晶体A的空间结构片段，A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A中插入一个B原子，则C物质的化学式可能为 A．AB B．A5B4 C．AB2 D．A2B5 27．硅烷可用于制造高纯硅。采用硅化镁法制备的化学方程式如下： （1）硅在元素周期表中的位置是 ，基态硅原子占据的最高能级的符号是 。 （2）和结合形成，其中N采用 杂化。 （3）①的电子式是 。 ②的沸点比的 (填“高”或“低”)，原因是 。 （4）可由Mg和反应制得。晶体属于 晶体(填晶体类型)．一种晶体的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链(如下图)。其中Si原子的杂化轨道类型是 。1mol晶体中含有 mol的键。 28．氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼与石墨结构相似，立方相氮化硼与金刚石结构相似，它们的晶体结构如下图所示。下列说法正确的是 A．两种物质中均存在配位键 B．六方相氮化硼没有导电性 C．两种物质中B原子均采用sp3杂化 D．两种物质均属于共价晶体 29．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） 30．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其结构与金刚石类似，磷化硼的晶体结构如图所示。 已知：①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，称作原子的分数坐标；②设该晶胞的参数为d nm。 下列说法不正确的是 A．磷化硼晶胞中B原子的配位数为4 B．c原子的分数坐标为 C．该晶胞中P与B原子的最近距离为d nm D．磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为 31．原子序数依次增大的五种元素A、B、C、D、E位于周期表的前四周期，A基态原子的2p轨道上有2个未成对电子，C的最外层电子数是次外层电子数的3倍，C与D 同主族相邻，E位于周期表的 ds区，最外层只有一对成对电子。请回答下列问题： （1）写出各元素符号：A ，B ，C ，D ，E 。 （2）D元素在元素周期表中的位置是 ，基态E原子的电子占有 种能量不同的原子轨道，E2+电子排布式为 。 （3）A元素可形成多种单质，其中分子晶体的分子式为 ；原子晶体的名称是 ，其每个晶胞实际含有 个A 原子；A有一种单质为层状结构的晶体，晶体中存在的作用力有 ，晶体中每个最小环含有 个原子。 （4）写出B的单质的电子式 ，化合物AC2的结构式 。 32．磷是人体含量较多的元素之一，磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题： （1）基态磷原子的价电子轨道表示式为 。 （2）P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图甲所示。 ①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为 。 ②每个P4S3分子中孤电子对的数目为 。 （3）某种磁性氮化铁的晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为 。 （4）磷化铝的熔点为2000℃，它与晶体硅的结构类似，磷化铝的晶胞结构如图所示。 ①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为 。 ②图中A点和B点的原子坐标参数如图所示，则C点的原子坐标参数为 。 ③磷化铝晶体的密度为，用表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为 cm。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 9 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $