第二节 分子晶体与共价晶体（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

第二节 分子晶体与共价晶体 题型01 分子晶体 题型02 分子晶体的物理性质 题型03 常见分子晶体的结构 题型04 共价晶体 题型05 共价晶体的物理性质 题型06 常见共价晶体的结构 题型01 分子晶体 分子晶体的概念 只含_____的晶体称为分子晶体。 【典例1】（24-25高二下·广东湛江·期末）F2和Xe可在一定条件下反应生成X，若Xe过量则生成Y，X和Y的晶胞示意图如图所示，晶胞体积之比为V(X)：V(Y)=17∶13.下列关于X和Y的说法错误的是 A．两种晶体都属于分子晶体 B．XeF4的配位数为8 C．晶体密度：X>Y D．两种分子都属于非极性分子 【变式1-1】（24-25高二下·广东茂名·期中）我国力争于2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一，下列关于和说法正确的是 A．固态属于共价晶体 B．键角大于键角 C．干冰升华时，的受到破坏 D．干冰中每个分子周围紧邻6个分子 【变式1-2】（24-25高二下·广东茂名·期中）甲烷晶体的晶胞结构如下图，下列有关说法不正确的是 A．晶体熔化时需克服共价键 B．晶体中1个分子有12个紧邻的甲烷分子 C．甲烷在常温下呈气态，说明甲烷晶体属于分子晶体 D．甲烷晶体分子采取密堆积的形式 【变式1-3】（24-25高二下·广东深圳·阶段练习）下列有关分子晶体的说法正确的有 ①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征 ②冰融化时，分子中 H-O 键发生断裂 ③分子晶体在水溶液中均能导电 ④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高 ⑤分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔点一定越高 ⑥非金属氢化物晶体一般是分子晶体 ⑦所有分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键 A．①② B．④⑥ C．③④ D．⑤⑦ 题型02 分子晶体的物理性质 1.分子晶体的物理性质 通常分子晶体熔、沸点较_____，硬度较小。 2.分子晶体中的粒子间的相互作用 【典例2】（24-25高二下·广东清远·期末）物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是 选项 性质差异 结构因素 A 稳定性： 半径： B 酸性： 羟基极性 C 溶解度： 为非极性分子，为极性分子 D 沸点： 晶体类型 【变式2-1】类比是化学中的常用方法，下列说法不正确的是 A．H2、O2为非极性分子，所以N2是非极性分子 B．CO2为分子晶体，所以SiO2是分子晶体 C．沸点：Cl2<Br2，所以沸点：H2<O2 D．酸性：CH3COOH<CH2ClCOOH，所以酸性：CHCl2COOH<CCl3COOH 【变式2-2】一种控制分子是否发光的“分子开关”工作原理如图所示。分子P光照下不发光，在Na和H+的共同作用下形成的超分子Q光照下可以产生荧光。 下列说法不正确的是 A．分子P转化为超分子Q时，N与H+形成配位键 B．增大溶液 pH 并除去 Na+，可使超分子Q转变为分子P C．K+和H+的共同作用也可以打开该“分子开关” D．推测分子P可以增大 NaCl在有机溶剂中的溶解度 【变式2-3】下列说法正确的是 ①在水中氢、氧原子间均以离子键相结合 ②分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定 ③干冰受热变为气体和碘升华所克服的粒子间作用力属于同种类型 ④和都是极性分子，所以易溶于 A．③ B．② C．②③ D．①④ 题型03 常见分子晶体的结构 1.常见的分子晶体 物质种类 实例 所有_____氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属_____ CO2、P4O10、SO2、SO3等 稀有气体 He、Ne、Ar等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 2.分子晶体的堆积方式 项目 分子密堆积 分子非密堆积 作用力 只有__________，无_____ 有分子间氢键，它具有_____ 空间特点 每个分子周围一般有___个紧邻的分子 空间利用率不高，留有相当大的空隙 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 3.两种典型分子晶体 物质 结构分析 冰 （1）水分子之间的主要作用力是_____，也存在_____。 （2）_____有方向性，它的存在迫使在__________的每个水分子与_____方向的4个相邻水分子相互吸引 干冰 （1）干冰中的CO2分子间只存在__________，不存在_____。 （2）每个晶胞有_____个CO2分子，_____个原子。 每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为_____个 【典例3】（24-25·广东清远·阶段测试）下列有关物质结构和性质的说法，正确的是 A．与的中心原子杂化轨道类型均为杂化 B．和都是单质，在中溶解度几乎一样 C．可燃冰()中甲烷分子与水分子之间并没有氢键 D．分子晶体都存在分子间作用力和共价键 【变式3-1】（23-24高二下·广东江门·期末）如图为甲烷晶体的晶胞结构，下列有关说法不正确的是 A．晶体熔化时破坏了共价键 B．一个甲烷晶胞中含有4个甲烷分子 C．甲烷晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子 D．晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子 【变式3-2】下列叙述中正确的是 A．处于最低能量状态原子叫基态原子，程中形成的是发射光谱 B．干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂 C．、、三种物质由于存在分子内氢键，所以沸点比同主族的其它所有氢化物都高 D．第二周期元素中，氟的第一电离能最大 【变式3-3】冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，金刚石晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．冰为共价晶体 B．每个冰晶胞平均含有4个水分子 C．冰晶体内水分子间采取最紧密堆积 D．每个水分子周围等距且最近的水分子有4个 题型04 共价晶体 （1）共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在； （2）共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1∶2。 （3）由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。 （4）构成共价晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键； 【典例4】（24-25高二下·广东广州·期中）科技创新是推动社会进步和经济发展的关键因素。下列说法正确的是 A．“深地一号”制造钻头用的金刚石为共价晶体 B．神舟十六号载人飞船使用的Si3N4隔热层材料属于硅酸盐 C．量子通信技术中作为传输介质的光导纤维，其主要成分为晶体硅 D．“华龙一号”核电项目中，所用铀棒中含有的和互为同素异形体 【变式4-1】（24-25高二下·广东江门·期中）下列说法中，正确的是 A．和的分子结构中，每个原子最外层都具有8电子稳定结构 B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高 C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高 【变式4-2】（24-25高二下·广东广州·期中）文物记载体现中华文明灿烂成就，科技发展体现国家繁荣强盛，下列说法错误的是 A．宋蕉叶形水晶杯，水晶属于晶体 B．天和核心舱的主要材料SiC是共价晶体 C．“奋斗者”潜水艇的46Ti与47Ti互为同素异形体 D．北斗卫星太阳能电池使用了砷化镓器件，砷是p区元素 【变式4-3】）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 题型05 共价晶体的物理性质 1.共价晶体的熔、沸点 （1）特点：共价晶体具有很高的熔点。原因是共价晶体熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度。 （2）影响因素：结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔沸点越高。 2.共价晶体的其他物理性质 硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。 【典例5】（24-25高二下·广东广州·期中）氮化镓是第三代半导体材料的研究热点，其熔点约为1500℃，其晶胞结构如图所示，该晶体密度为，晶胞参数为apm，又知m、n原子坐标参数依次为（0，0，0）、。下列说法不正确的是 A．氮化镓是共价晶体 B．氮化镓中存在配位键 C．p处原子分数坐标为 D．阿伏加德罗常数 【变式5-1】下列表述正确的是 A．Na2O2的电子式： B．CH4为正四面体形的非极性分子 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强，熔沸点逐渐升高 D．Si、Ge都属于共价晶体，Ge的熔点更高 【变式5-2】物质结构决定物质性质，下列物质性质描述与结构因素都正确的是 选项 物质性质 结构因素 A 酸性： 甲基推电子效应 B 沸点： 相对分子质量 C 硬度： 晶体类型 D 溶解度：在中溶解度高于水中 分子的极性 【变式5-3】物质的组成和结构决定性质和变化，关于下列事实的解释中错误的是 选项 事实 解释 A 金刚石的硬度大 金刚石为空间网状结构 B 水的热稳定性强于氨 水分子间形成的氢键数目与强度均大于氨 C 碱金属中的熔点最高 碱金属中锂离子的半径最小，形成的金属键最强 D 在水中的溶解度比的大 和均为极性分子，为非极性分子 题型06 常见共价晶体的结构 1.两种典型的共价晶体 （1）金刚石 ①碳原子采取_____杂化，C—C—C夹角为_____。 ②每个碳原子与周围紧邻的_____个碳原子以共价键结合，形成共价键三维骨架结构。 ③金刚石里的C—C共价键的键长_____，键能_____，这一结构使金刚石的熔点_____，硬度_____。 （2）二氧化硅晶体 ①SiO2是自然界含量最高的固态二元氧化物，熔点_____。 ②SiO2有多种结构，最常见结构是低温石英，其结构中，顶角相连的__________形成螺旋上升的长链(如图1)，这一结构决定了它具有手性(如图2)，被广泛用作压电材料，如制作_____手表。 ③二氧化硅的用途：二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和_____的原料。 2.常见的共价晶体 物质种类 实例 某些_____ 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些__________ 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等 3.共价晶体的结构 【典例6】（24-25高二下·广东广州·期末）观察下列模型，判断下列说法错误的是 金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 C60 A．物质的量相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶1 B．SiO2晶体中Si和Si-O键个数比为1∶4 C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1 D．C60晶体堆积属于分子密堆积 【变式6-1】下列化学用语或图示表达正确的是 A．的电子式： B．的VSEPR模型： C．金刚石的晶体结构： D．邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图： 【变式6-2】天宫空间站采用柔性砷化镓太阳能电池，图甲为砷化镓的立方晶胞结构，晶胞边长为dpm，a、b原子的分数坐标分别为，，下列说法错误的是 A．砷化镓的化学式为GaAs B．图乙为该晶胞沿z轴投影图 C．c点原子的分数坐标为 D．As原子间最短距离是 【变式6-3】在一定条件下，可得到一种共价晶体(如图所示)，下列对该物质的推断一定不正确的是 A．该晶体中含有极性键 B．该晶体易汽化，可用作制冷材料 C．该晶体有很高的熔、沸点 D．该晶体硬度大，可用作耐磨材料 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 分子晶体与共价晶体 题型01 分子晶体 题型02 分子晶体的物理性质 题型03 常见分子晶体的结构 题型04 共价晶体 题型05 共价晶体的物理性质 题型06 常见共价晶体的结构 题型01 分子晶体 分子晶体的概念 只含分子的晶体称为分子晶体。 【典例1】（24-25高二下·广东湛江·期末）F2和Xe可在一定条件下反应生成X，若Xe过量则生成Y，X和Y的晶胞示意图如图所示，晶胞体积之比为V(X)：V(Y)=17∶13.下列关于X和Y的说法错误的是 A．两种晶体都属于分子晶体 B．XeF4的配位数为8 C．晶体密度：X>Y D．两种分子都属于非极性分子 【答案】C 【解析】A．由晶胞结构可知，XeF4和XeF2形成的晶体的构成微粒都是分子，都属于分子晶体，A正确； B．在的晶胞中，1个分子位于体心，8个分子位于8个顶点，则的配位数为8，B正确； C．由晶胞结构可知，XeF4晶胞中位于顶点和体心的XeF4个数为8×+1=2，XeF2晶胞中位于顶点和体心的XeF2个数为8×+1=2，设XeF4和XeF2晶体的密度分别为d1g/cm3、d2g/cm3，晶胞体积之比为V(X):V(Y)=17:13，由晶胞的质量公式可得：，即XeF4晶体的密度小于XeF2晶体的密度，C错误； D．由图可知，X为XeF4，空间结构为平面四边形，Y为XeF2，空间结构为直线形，则XeF4分子和XeF2分子都是结构对称的非极性分子， D正确； 故答案为：C。 【变式1-1】（24-25高二下·广东茂名·期中）我国力争于2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一，下列关于和说法正确的是 A．固态属于共价晶体 B．键角大于键角 C．干冰升华时，的受到破坏 D．干冰中每个分子周围紧邻6个分子 【答案】B 【解析】A．固态属于分子晶体，故A错误； B．是正四面体结构，键角为109°28′，是直线形结构，键角为180°，故B正确； C．干冰升华时为物质状态的变化，破坏的是分子间作用力，不是C=O受到破坏，故C错误； D．以右下角CO2分子为研究对象，与其紧邻的为面心上的3个CO2分子，而被选为研究对象的CO2分子被8个立方体所共有，所以是3×8=24 个，又考虑到面心上的被2个这样的立体共有，故=12个，故D错误； 故答案选B。 【变式1-2】（24-25高二下·广东茂名·期中）甲烷晶体的晶胞结构如下图，下列有关说法不正确的是 A．晶体熔化时需克服共价键 B．晶体中1个分子有12个紧邻的甲烷分子 C．甲烷在常温下呈气态，说明甲烷晶体属于分子晶体 D．甲烷晶体分子采取密堆积的形式 【答案】A 【解析】A．甲烷属于分子晶体，甲烷分子间作用力是范德华力，因此熔化时需克服范德华力，故A错误； B．以顶点甲烷为基准，与其紧邻的甲烷分子位于面心，依据晶胞无隙并置的特点，推出1个甲烷分子紧邻的甲烷分子有12个，故B正确； C．甲烷在常温下呈气态，说明甲烷沸点低，熔沸点低是分子晶体的特点，推出甲烷晶体属于分子晶体，故C正确； D．甲烷分子间不存在氢键，采取密堆积的形式，故D正确。 故选A。 【变式1-3】（24-25高二下·广东深圳·阶段练习）下列有关分子晶体的说法正确的有 ①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征 ②冰融化时，分子中 H-O 键发生断裂 ③分子晶体在水溶液中均能导电 ④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高 ⑤分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔点一定越高 ⑥非金属氢化物晶体一般是分子晶体 ⑦所有分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键 A．①② B．④⑥ C．③④ D．⑤⑦ 【答案】B 【解析】①分子晶体的构成微粒是分子，但并非所有分子晶体都密堆积。例如，冰中因氢键作用形成疏松结构，而非密堆积，①错误； ②冰融化时，是分子间作用力被破坏，不是H—O键断键，②错误； ③很多分子构成的物质都能形成分子晶体，但这些物质中有很多是非电解质，甚至既不是电解质也不是非电解质，其水溶液不能导电，例如葡萄糖、乙醇等，③错误； ④分子晶体在物态变化时，破坏的是分子间作用力，所以分子间作用力越大，分子晶体熔沸点越高，④正确； ⑤同④的分析，分子晶体熔沸点高低主要是分子间作用力大小决定，构成分子共价键键能越大，说明其越稳定，⑤错误； ⑥其它非金属元素与H元素形成的非金属氢化物其构成微粒均是分子，所以在固态时一般均是分子晶体，⑥正确； ⑦稀有气体中的各种单质构成的晶体也是分子晶体，但这些晶体中不存在化学键，⑦错误； 综上，④⑥正确，故选B。 题型02 分子晶体的物理性质 1.分子晶体的物理性质 通常分子晶体熔、沸点较低，硬度较小。 2.分子晶体中的粒子间的相互作用 【典例2】（24-25高二下·广东清远·期末）物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是 选项 性质差异 结构因素 A 稳定性： 半径： B 酸性： 羟基极性 C 溶解度： 为非极性分子，为极性分子 D 沸点： 晶体类型 【答案】D 【解析】A．因为半径O＜S，所以键长H-O＜H-S，H2O中H-O的键能大于H2S中H-S的键能，所以稳定性：H2O>H2S，A正确； B．因为F的电负性大于H的电负性，所以CH2FCOOH中的羟基极性强于乙酸，使得CH2FCOOH酸性强于乙酸，B正确； C．Br2、CCl4非极性分子，H2O为极性分子，根据相似相溶，溶解度：CCl4>H2O，C正确； D．CH3CH3与CH3CH2Br都是分子晶体，CH3CH2Br相对分子质量更大，熔沸点更高，D错误； 故选D。 【变式2-1】类比是化学中的常用方法，下列说法不正确的是 A．H2、O2为非极性分子，所以N2是非极性分子 B．CO2为分子晶体，所以SiO2是分子晶体 C．沸点：Cl2<Br2，所以沸点：H2<O2 D．酸性：CH3COOH<CH2ClCOOH，所以酸性：CHCl2COOH<CCl3COOH 【答案】B 【解析】A． H2、O2只含非极性键为非极性分子，N2也只含非极性键是非极性分子，故A正确； B． CO2为分子晶体，但二氧化硅是由原子构成的，所以二氧化硅中不存在分子，二氧化硅是空间网状结构，SiO2是共价晶体，故B错误； C． 结构相似，相对分子质量前者小于后者，则Cl2的沸点高于Br2，沸点：Cl2<Br2，类比推出沸点：H2<O2，故C正确； D． 氯的电负性强于氢，使羧基上O-H键的极性增强，酸性：CH3COOH<CH2ClCOOH，同理得出酸性：CHCl2COOH<CCl3COOH，故D正确； 故选B。 【变式2-2】一种控制分子是否发光的“分子开关”工作原理如图所示。分子P光照下不发光，在Na和H+的共同作用下形成的超分子Q光照下可以产生荧光。 下列说法不正确的是 A．分子P转化为超分子Q时，N与H+形成配位键 B．增大溶液 pH 并除去 Na+，可使超分子Q转变为分子P C．K+和H+的共同作用也可以打开该“分子开关” D．推测分子P可以增大 NaCl在有机溶剂中的溶解度 【答案】C 【解析】A．N上有孤电子对，H+有空轨道，故分子P转化为超分子Q时，N与H+形成配位键，A项正确； B．增大溶液pH并除去Na+，相当于减小反应物的浓度，平衡逆向移动的程度增大，可使超分子Q转变为分子P，B项正确； C．K+半径大于Na+，钾离子半径与超分子不匹配，无法识别K+，不可以打开该“分子开关”，C项错误； D．分子P为有机物、易溶于有机溶剂，分子P能与Na+形成超分子，可以增大NaCl在有机溶剂中的溶解度，D项正确； 答案选C。 【变式2-3】下列说法正确的是 ①在水中氢、氧原子间均以离子键相结合 ②分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定 ③干冰受热变为气体和碘升华所克服的粒子间作用力属于同种类型 ④和都是极性分子，所以易溶于 A．③ B．② C．②③ D．①④ 【答案】A 【解析】①在水中，H2O分子中H、O原子以共价键相结合，H2O分子间形成分子间氢键，①错误； ②分子中键能越大、键长越短、分子越稳定，②错误； ③干冰和碘都属于分子晶体，干冰受热变为气体和碘升华所克服的粒子间作用力都为范德华力，③正确； ④CS2分子的空间结构为直线形，分子中正负电的中心重合，CS2是非极性分子，④错误； 正确的为③，答案选A。 题型03 常见分子晶体的结构 1.常见的分子晶体 物质种类 实例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 稀有气体 He、Ne、Ar等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 2.分子晶体的堆积方式 项目 分子密堆积 分子非密堆积 作用力 只有分子间作用力，无氢键 有分子间氢键，它具有方向性 空间特点 每个分子周围一般有12个紧邻的分子 空间利用率不高，留有相当大的空隙 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 3.两种典型分子晶体 物质 结构分析 冰 （1）水分子之间的主要作用力是范德华力，也存在氢键。 （2）氢键有方向性，它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引 干冰 （1）干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。 （2）每个晶胞有4个CO2分子，12个原子。 每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个 【典例3】（24-25·广东清远·阶段测试）下列有关物质结构和性质的说法，正确的是 A．与的中心原子杂化轨道类型均为杂化 B．和都是单质，在中溶解度几乎一样 C．可燃冰()中甲烷分子与水分子之间并没有氢键 D．分子晶体都存在分子间作用力和共价键 【答案】C 【解析】A．中N原子的价层电子对数为，N为sp2杂化，的中心原子S原子的价层电子对数为，为sp3杂化，A错误； B．氧气为非极性分子，臭氧分子具有弱极性，水为极性分子，根据相似相溶，在中溶解度臭氧大于氧气，B错误； C．因C元素的电负性不大，非金属性较弱，原子半径较大，不能形成氢键，则可燃冰中甲烷分子与水分子之间不能形成氢键，C正确； D．分子晶体存在分子间作用力，但不一定存在共价键，例如稀有气体形成的分子晶体中不存在共价键，D错误； 故选C。 【变式3-1】（23-24高二下·广东江门·期末）如图为甲烷晶体的晶胞结构，下列有关说法不正确的是 A．晶体熔化时破坏了共价键 B．一个甲烷晶胞中含有4个甲烷分子 C．甲烷晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子 D．晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子 【答案】A 【解析】A．甲烷晶体是分子晶体，熔化时只需克服范德华力，不需要破坏共价键，故A错误； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的甲烷分子的个数为8×+6×=4，故B正确； C．由晶胞结构可知，晶胞中甲烷分子位于顶点和面心，所以晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子，故C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的甲烷分子与位于面心的甲烷分子的距离最近，所以晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子，故D正确； 故选A。 【变式3-2】下列叙述中正确的是 A．处于最低能量状态原子叫基态原子，程中形成的是发射光谱 B．干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂 C．、、三种物质由于存在分子内氢键，所以沸点比同主族的其它所有氢化物都高 D．第二周期元素中，氟的第一电离能最大 【答案】B 【解析】A．处于最低能量状态原子叫基态原子，但2px和2py轨道能量相同，该过程没有能量释放，不会形成发射光谱，故A错误； B．干冰升华时，只会破坏范德华力，分子内共价键不会发生断裂，故B正确； C．形成的均是分子晶体，而这三种物质由于存在分子间氢键，所以沸点比同主族的所有氢化物高，但NH3的沸点并不是本主族中氢化物最高的，故C错误； D．同一周期主族元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，第二周期主族元素中，氟的第一电离能最大，但第二周期中Ne元素的第一电离能最大，故D错误； 故答案选B。 【变式3-3】冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，金刚石晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．冰为共价晶体 B．每个冰晶胞平均含有4个水分子 C．冰晶体内水分子间采取最紧密堆积 D．每个水分子周围等距且最近的水分子有4个 【答案】D 【解析】A． 冰为分子晶体，故A错误；     B． 每个冰晶胞平均含有个水分子，故B错误； C． 因为氢键具有方向性，冰晶体内水分子间采取非密堆积，故C错误； D． 由晶胞结构图可知，每个水分子周围等距且最近的水分子有4个，故D正确； 故选D。 题型04 共价晶体 （1）共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在； （2）共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1∶2。 （3）由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。 （4）构成共价晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键； 【典例4】（24-25高二下·广东广州·期中）科技创新是推动社会进步和经济发展的关键因素。下列说法正确的是 A．“深地一号”制造钻头用的金刚石为共价晶体 B．神舟十六号载人飞船使用的Si3N4隔热层材料属于硅酸盐 C．量子通信技术中作为传输介质的光导纤维，其主要成分为晶体硅 D．“华龙一号”核电项目中，所用铀棒中含有的和互为同素异形体 【答案】A 【解析】A．金刚石是熔点高、硬度大的共价晶体，A正确； B．氮化硅是由硅元素和氮元素形成的氮化物，不属于硅酸盐，B错误； C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是晶体硅，C错误； D．和的质子数相同、中子数不同，互为同位素，D错误； 故选A。 【变式4-1】（24-25高二下·广东江门·期中）下列说法中，正确的是 A．和的分子结构中，每个原子最外层都具有8电子稳定结构 B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高 C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高 【答案】B 【解析】A．六氟化硫分子中硫原子的最外层电子数为12，不具有8电子稳定结构，故A错误； B．共价晶体的成键微粒为原子，原子间的共价键越强，微粒间的作用力越强，晶体的熔点越高，故B正确； C．组成和结构相似的分子晶体中，分子间作用力（包括范德华力和分子间氢键）越大，晶体的熔沸点越高，稳定性取决共价键键能的大小，故C错误； D．组成和结构相似的分子晶体中，分子间作用力（包括范德华力和分子间氢键）越大，晶体的熔、沸点越高，与分子晶体中共价键的键能无关，故D错误； 故选B。 【变式4-2】（24-25高二下·广东广州·期中）文物记载体现中华文明灿烂成就，科技发展体现国家繁荣强盛，下列说法错误的是 A．宋蕉叶形水晶杯，水晶属于晶体 B．天和核心舱的主要材料SiC是共价晶体 C．“奋斗者”潜水艇的46Ti与47Ti互为同素异形体 D．北斗卫星太阳能电池使用了砷化镓器件，砷是p区元素 【答案】C 【解析】A．水晶的主要成分是二氧化硅，二氧化硅是共价晶体，A正确； B．SiC俗称金刚砂，是共价晶体，B正确； C．46Ti与47Ti质子数相同、中子数不同，互为同位素，C错误； D．砷位于第ⅤA族，基态价层电子为4s24p3，为p区元素，D正确； 答案选C。 【变式4-3】）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。 题型05 共价晶体的物理性质 1.共价晶体的熔、沸点 （1）特点：共价晶体具有很高的熔点。原因是共价晶体熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度。 （2）影响因素：结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔沸点越高。 2.共价晶体的其他物理性质 硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。 【典例5】（24-25高二下·广东广州·期中）氮化镓是第三代半导体材料的研究热点，其熔点约为1500℃，其晶胞结构如图所示，该晶体密度为，晶胞参数为apm，又知m、n原子坐标参数依次为（0，0，0）、。下列说法不正确的是 A．氮化镓是共价晶体 B．氮化镓中存在配位键 C．p处原子分数坐标为 D．阿伏加德罗常数 【答案】C 【解析】A．氮化镓熔点约1500℃高，且为半导体材料，符合共价晶体特征，A正确； B．镓、氮的基态原子分别有3个、5个价层电子，但镓、氮原子间形成了4个共价键，故其中有一个配位键，B正确； C．p处原子位于上部前方，分数坐标为，C错误； D．由均摊原理及晶胞图知，一个晶胞中含有4个GaN，晶胞质量为，晶胞体积为，，，D正确； 故选C。 【变式5-1】下列表述正确的是 A．Na2O2的电子式： B．CH4为正四面体形的非极性分子 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强，熔沸点逐渐升高 D．Si、Ge都属于共价晶体，Ge的熔点更高 【答案】B 【解析】 A．Na2O2为离子化合物，其电子式为，故A错误； B．CH4的中心原子C原子的价层电子对数为4，无孤电子对，为正四面体形的非极性分子，故B正确； C．F、Cl、Br、I元素非金属性递减，HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，HF分子之间存在氢键，熔沸点在四种中最高，HCl、HBr、HI相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔沸点逐渐升高，故C 错误； D．Si、Ge都属于共价晶体，共价晶体熔化时需要破坏共价键，键长Si-Si＜Ge-Ge，键能Si-Si＞Ge-Ge，所以Si的熔点更高，故D错误； 故答案为：B。 【变式5-2】物质结构决定物质性质，下列物质性质描述与结构因素都正确的是 选项 物质性质 结构因素 A 酸性： 甲基推电子效应 B 沸点： 相对分子质量 C 硬度： 晶体类型 D 溶解度：在中溶解度高于水中 分子的极性 【答案】D 【解析】A．甲基(-CH3)的推电子效应使得羟基O-H键极性减弱，-OH 中H更难电离，故HCOOH的酸性强于CH3COOH的酸性，故A错误； B．H2O能形成分子间氢键而甲烷不能，故沸点：，故B错误； C．都是共价晶体，键能，故硬度：，故C错误； D．是非极性分子，是非极性溶剂，水是极性溶剂，根据相似相溶原理，在中溶解度高于水中，故D正确； 答案选D。 【变式5-3】物质的组成和结构决定性质和变化，关于下列事实的解释中错误的是 选项 事实 解释 A 金刚石的硬度大 金刚石为空间网状结构 B 水的热稳定性强于氨 水分子间形成的氢键数目与强度均大于氨 C 碱金属中的熔点最高 碱金属中锂离子的半径最小，形成的金属键最强 D 在水中的溶解度比的大 和均为极性分子，为非极性分子 【答案】B 【解析】A．金刚石是共价晶体，碳原子通过共价键形成空间网状结构，导致其硬度大，A正确； B．水的热稳定性高于氨是因为水的氢氧键键能强于氮氢键，与形成分子间氢键无关，B错误； C．碱金属中锂离子的半径最小，形成的金属键最强，导致碱金属中的熔点最高，C正确； D．水是结构不对称的极性分子，臭氧具有微弱的极性，而氧气为非极性分子，由相似相溶原理可知，在水中的溶解度比的大，D正确； 故选B。 题型06 常见共价晶体的结构 1.两种典型的共价晶体 （1）金刚石 ①碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角为109°28′。 ②每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合，形成共价键三维骨架结构。 ③金刚石里的C—C共价键的键长短，键能大，这一结构使金刚石的熔点高，硬度大。 （2）二氧化硅晶体 ①SiO2是自然界含量最高的固态二元氧化物，熔点高。 ②SiO2有多种结构，最常见结构是低温石英，其结构中，顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链(如图1)，这一结构决定了它具有手性(如图2)，被广泛用作压电材料，如制作石英手表。 ③二氧化硅的用途：二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 2.常见的共价晶体 物质种类 实例 某些单质 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些非金属化合物 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等 3.共价晶体的结构 【典例6】（24-25高二下·广东广州·期末）观察下列模型，判断下列说法错误的是 金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 C60 A．物质的量相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶1 B．SiO2晶体中Si和Si-O键个数比为1∶4 C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1 D．C60晶体堆积属于分子密堆积 【答案】A 【解析】A．假设金刚石和碳化硅的物质的量均为1mol，金刚石中每个碳原子连接四根共价键，但每根共价键被两个环共用，因此每个碳原子实际连接根共价键，可知1mol金刚石中含有2molC-C键；1molSiC中有1mol碳原子和1mol硅原子，每个原子通过共价键连接到其他原子，形成Si-C键。由于每个共价键是两个原子共有的，因此每个原子独占的键数是总键数的一半，即2mol，由于碳原子和硅原子的数量相等，因此总共有4molSi-C键；可知物质的量相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶2，故A错误； B．晶体中1个硅原子形成4个共价键，Si和Si-O键个数比为1∶4，故B正确； C．石墨烯中1个六元环平均含有个碳，则碳原子和六元环个数比为2∶1，故C正确； D．晶体为分子晶体，其堆积属于分子密堆积，故D正确； 故答案选A。 【变式6-1】下列化学用语或图示表达正确的是 A．的电子式： B．的VSEPR模型： C．金刚石的晶体结构： D．邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图： 【答案】C 【解析】 A．中碳原子上的孤电子对数为，则电子式为，A错误； B．中硫原子的价层电子对数为，不含孤对电子，因此VSEPR模型为，B错误； C．金刚石为共价晶体，晶体中每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子结合，形成共价键的三维骨架结构，因此晶体结构为，C正确； D．邻羟基苯甲醛的分子内氢键应由羟基中的氢与醛基上的氧形成，氢键示意图为，D错误； 答案选C。 【变式6-2】天宫空间站采用柔性砷化镓太阳能电池，图甲为砷化镓的立方晶胞结构，晶胞边长为dpm，a、b原子的分数坐标分别为，，下列说法错误的是 A．砷化镓的化学式为GaAs B．图乙为该晶胞沿z轴投影图 C．c点原子的分数坐标为 D．As原子间最短距离是 【答案】D 【解析】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的砷原子个数为4，位于顶点和面心的镓原子个数为8×+6×=4，则砷化镓的化学式为GaAs，故A正确； B．由晶胞结构可知，为该晶胞沿z轴投影图，故B正确； C．由位于顶点的原子a、b原子的分数坐标分别为，可知，晶胞的边长为1，则位于体对角线的c原子的分数坐标为，故C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中砷原子的最短距离为面对角线的，晶胞边长为dpm，则最短距离为，故D错误； 故选D。 【变式6-3】在一定条件下，可得到一种共价晶体(如图所示)，下列对该物质的推断一定不正确的是 A．该晶体中含有极性键 B．该晶体易汽化，可用作制冷材料 C．该晶体有很高的熔、沸点 D．该晶体硬度大，可用作耐磨材料 【答案】B 【解析】A．由图可知，二氧化碳共价晶体中含有碳氧极性键，故A正确； B．共价晶体具有很高的熔、沸点，所以二氧化碳共价晶体不易汽化，不能用作制冷材料，故B错误； C．共价晶体具有很高的熔、沸点，所以二氧化碳共价晶体具有很高的熔、沸点，故C正确； D．共价晶体具有很高的硬度，所以二氧化碳共价晶体的硬度大，可用作耐磨材料，故D正确； 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $