第3章 第2节 课时2 共价晶体-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修2（人教版）

课时2共价晶体 白题基础过关 限时：15min 题型1共价晶体的结构特点 共价晶体 熔点/℃ 1.下列有关共价晶体的叙述错误的是 金刚石 大于3500 A.共价晶体中，只存在共价键 氨化硼 3000 B.共价晶体具有空间网状结构 碳化硅 2830 C.共价晶体中不存在独立的分子 石英 1710 D.共价晶体熔化时不破坏共价键 晶体硅 1412 2.(2024·江苏南通高三月考)BN是一种无机 晶体锗 1211 非金属材料，立方BN的硬度仅次于金刚石， 分析表中的数据，下列叙述正确的是( 其晶胞如下图所示。下列说法不正确的是 A.构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔 A.立方BN属于共价晶体 点越高 B.1个晶胞中含有4个B和4 B.硬度：晶体硅<SiC<金刚石 个N C.键能：C一C<Si-Si<Si一0 C.距离每个B最近的N有4个 D.石英的分子式：Si0, 重难聚焦 D.1mol立方BN中含有2mol共价键 题型2共价晶体的性质及判断 题型共价晶体与分子晶体的比较和判断 3,（2023·浙江湖州高二期末改编)共价晶体是 6.组成干冰和二氧化硅晶体的化合物均属于 指相邻原子间以共价键相结合形成的具有空 第VA族元素的最高价氧化物，但它们的 间立体网状结构的晶体，下列物质中属于共 熔、沸点差别很大，原因是 ( A.二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳 价晶体的是 的相对分子质量 A.SiC B.N2 B.C一0键键能比Si一O键键能小 C.K D.Na,O C.干冰为分子晶体，二氧化硅为共价晶体 4.(2023·吉林长春高二月考)根据下列性质 D.干冰易升华，二氧化硅不能 判断，属于共价晶体的是 ( 7.《科学》杂志曾报道：在超高压 A.熔点为2700℃，导电性好，延展性好 下，科学家用激光器将C02加 频讲解 B.无色晶体，熔点为3550℃，不导电，质硬， 热到1800K,成功制得了类似石英的C02 难溶于水和有机溶剂 共价晶体。下列关于C02晶体的叙述中 C.无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为 不正确的是 800℃，熔化时能导电 A.晶体中C、0原子个数比为1：2 D.熔点为-56.6℃，微溶于水，硬度小，固态 B.该晶体的熔点和沸点高、硬度大 或液态时不导电 C.晶体中C一0一C键角为180° 5.(2024·四川成都高二月考)下表是某些共价 D.晶体中C、0原子最外层都满足8电子结构 晶体的熔点。 第三章黑白题63 黑题应用提优 限时：35min 1.氨化硼是一种新合成的结构材料，它是超硬、 A.碳原子采取sp3杂化、氨原子采取sp2杂化 耐磨、耐高温的物质，下列各组物质熔化时所 B.氮化碳属于共价晶体 克服的粒子间的作用力与氮化硼熔化时所克 C.氨化碳的化学式为C3N。 服的粒子间作用力相同的是 D.氮化碳硬度超过金刚石晶体 A.C0和金刚石 B.晶体硅和水晶 6.(2023·福建宁德高二期中)最近我国科学家 C.冰和干冰 D.碘和SiC 预测并据此合成了新型碳材料：T-碳。可以 2.在下列三种晶体：①金刚石，②晶体硅，③碳 看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原 化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是 子构成的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)。下列说法正 A.①③② B.②③① 确的是 ) C.③①② D.②①③ 3.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(SiN4)固体，氮化硅是一种 金刚石 T-碳 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.T-碳晶胞中含16个碳原子 A.SiCl4、Si,N4的晶体类型相同 B.T-碳与石墨、金刚石互为同分异构体 B.Si,N4晶体是立体网状结构 C.T-碳晶体和金刚石晶体中含有的化学键不同 C.共价晶体C,N4的熔点比Si,N4的低 D.T-碳晶体与金刚石晶体类似，熔点高、硬度大 D.SiCL4晶体在熔化过程中化学键断裂 7.(2023·黑龙江大庆高二月考)功能陶瓷材料 4.(2024·山东淄博高二期中)设N4为阿伏加 氮化硼(BN)晶体有多种结构。立方相氮化 硼是超硬材料，其结构与金刚石相似。六方 德罗常数，下列说法正确的是 相氮化硼与石墨相似，具有层状结构，层间是 A.1molP4含有P一P键的个数为4NA 分子间作用力。它们的晶体结构如图。下列 B.1 mol SiC中含有C一Si键的个数为2W, 说法不正确的是 C.1 mol Si02中含Si一0键的个数为2WA D.含1 mol Si的晶体硅中含有Si一Si键的个 数为2W 5.(2023·广东江门高二期中)我国科学家用激 光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，再 六方相氨化硼 立方相氮化硼 用射频电火花喷射氮气，获得超硬新材料B- 0氮原子 ●硼原子 氮化碳薄膜，结构如图，下列有关B-氨化碳的 A.立方相氨化硼属于共价晶体 说法错误的是 B.六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软 C.1mol六方相氨化硼含4molB一N共价键 D.六方相氮化硼中B原子和N原子的杂化 轨道类型均为sp2杂化 选择性必修第二册·RJ黑白题64 8.(2024·吉林白山高二期末)金刚砂的晶胞结 构如图所示，下列说法正确的是 ( 已知：N为阿伏加德罗常数的值，晶胞的边长 为apmo 图 图2 (3)已知晶体硼的结构单元是由硼原子构成 oC 的正二十面体（如图2所示），该结构单元中 有20个正三角形的面和一定数目的顶点，每 (0.0.0) (1.0.0) 个顶点上各有一个硼原子。通过观察图形及 A.a原子的坐标参数为( 333 推算，得出此结构单元是由 个硼原 4?4’4 子构成的，其中B一B键的键角为 B.熔点：金刚砂>二氧化硅>石墨>金刚石 该结构单元共含有 个B一B键。 C.该晶体的密度为1.6 a N ×1032g·cm3 压轴挑战 D.金刚砂硬度大，在较大外力的锤击下，化学 10.根据所学知识回答下列问题： 键不发生断裂 (1)金刚砂(SiC)的硬度为 9.单质硼有无定形和结晶形两种，参考下表数 9.5,其晶胞结构如图甲所示， 则金刚砂晶体类型为 ;在SiC中， 据回答问题： 每个C原子周围最近的C原子数目 金刚石 晶体硅 晶体硼 为 ;若晶胞的边长为apm,则金 熔点/℃ >3550 1410 2573 刚砂的密度表达式为 沸点/℃ 5100 2628 2823 硬度 10 7.0 9.5 (1)晶体硼属于 晶体，理由是 (2)金刚石具有硬度大、熔点高等特点，大量用 于制造钻头、金属切割刀具等。其结构如图1 (2)硅的某种单质的晶胞如图乙所示。 所示，下列判断正确的是 (填字母)。 GaN晶体与该硅晶体相似。则GaN晶体 中，每个Ga原子与 个N原子相 A.金刚石中C一C键的键角均为10928'，所 连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的 以金刚石和CH,的晶体类型相同 空间结构为 。若该硅晶体的密度为 B.金刚石的熔点高与C一C键的键能无关 pg·cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶 C.金刚石中碳原子个数与C一C键键数之比 体中最近的两个硅原子之间的距离为 为1：2 cm(用代数式表示即可)。 D.金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需 要进行浇水冷却 进阶突破拔高练P12 第三章黑白题65含有的共价键数是)=2.5，故C分子共有正五边形的个数为 2.512。(2)该物质中碳原子和硅原子间形成共价键，因此它是化 30 合物，A正确，B错误；该品体是由分子构成的，属于分子品体，C正 确；该晶体属于分子晶体，熔、沸点较低，D错误。 压轴挑战 11.A解析：三种晶体均为分子晶体，A项正确：由于C、Si、N原子的价 电子不完全相同，因此C60、Si0、N0分子内共用电子对数目不相同 B项错误：物质分子内含有的化学键键能越小，原子结合的牢固性 就越差，物质的稳定性就越弱。由于N一N键键能小于N=N键， 故N0的稳定性弱于N2,C项错误；Si0与C的结构相似，Si0相对 分子质量比C0大，分子间作用力大，故熔、沸点比C0高，与分子内 化学键的键长或键能无关，D项错误。 课时2共价晶体 白题 基础过关 题号 1 2 3 5 6 7 答案DDABBC C 1.D 2.D解析：立方BN的硬度仅次于金刚石，属于共价晶体，A正确：根 据均摊法，该晶胞中位于顶点和面心的原子个数为8×8+6×2=4， 位于晶胞内部的原子个数为4，则1个晶胞中含有4个B和4个N B正确；根据晶胞结构可知，每个B最近的N有4个，每个N最近的 B有4个，C正确；立方BN中每个B形成4个B一N键，1mol立方 BN中含有4mol共价键，D错误。 3.A4.B 5.B解析：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，A错误：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一C>Si一C>Si一Si,硬度：金刚石>碳化硅>硅，B正确：构成共价晶体 的原子半径越小，其共价键的键能越大，则键能：C一C>Si一Si Si一0>Si一Si,C错误：石英是共价晶体，不属于分子晶体，不存在分 子式，其化学式为Si02,D错误。 四归纳总结 共价晶体熔点和硬度的比较 共价晶体熔，点和硬度的比较对结构相似的共价晶体来说，原 子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高，硬度越大。以金刚 石、硅、绪为例，同主族从碳元素到错元素，原子核外电子层数增 多，原子半径依次增大，C一C键、Si一Si键、Ge一Ge键的键长依次 变长，键能依次减小，故金刚石、硅、锗的熔点和硬度依次下降。 重难聚焦 6.C解析：组成干冰和二氧化硅晶体的化合物虽然均属于第VA族元 素的最高价氧化物，但干冰是分子晶体，二氧化硅为共价晶体，干冰 的熔、沸点取决于其分子间作用力的大小，而二氧化硅的熔、沸点由 硅氧共价键的强度决定。 7.C解析：C02共价晶体与Si02结构类似，每个碳原子与4个氧原子 分别通过1对共用电子连接，每个氧原子与2个碳原子分别通过1 对共用电子连接，A正确；该二氧化碳晶体结构和二氧化硅晶体结构 相似，都为共价晶体，共价晶体的熔、沸点较高，硬度较大，所以该二 氧化碳晶体的熔、沸点较高，硬度较大，B正确；二氧化碳晶体中每个 碳原子和4个氧原子形成正四面体结构，其键角是109°28'，C错误； 每个碳原子与4个氧原子分别通过1对共用电子连接，每个氧原子 与2个碳原子分别通过1对共用电子连接，所以该晶体中C、0原子 最外层电子都满足8电子结构，D正确。 黑题 应用提优 题号12345678 答案BABDADCC 1.B2.A3.B 4.D解析：P4为正四面体结构，则1molP4中含有的磷磷键数目为 1mol×6×Na mol-1=6NA,A错误；碳化硅中每个碳原子与4个硅原子 形成4个碳硅键，则1mol碳化硅中含有碳硅键数目为1mol× 4 KNa mol1=4WA,B错误；二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形 成4个硅氧键，则1mol二氧化硅中含有硅氧键数目为1mol× 正本参考答案 4×Na mol-1=4NA,C错误；晶体硅中每个硅原子与4个硅原子形成 硅硅键，每个硅硅键被2个硅原子所共有，则每个硅原子含有的硅硅 键为4×2 =2,则含1mol硅原子的晶体硅中含有硅硅键数目为 1mol×2 KNa mol-1=2NA,D正确。 5.A解析：由B-氨化碳的结构示意图可知，晶体中形成4个共价键的 饱和碳原子和形成3个共价键的饱和氨原子都为即杂化，A错误； 由B-氨化碳薄膜为超硬新材料可知，氨化碳属于硬度很高的共价晶 体，B正确；由B-氨化碳的结构示意图可知，虚线部分为晶体的最小 4+4 结构单元，位于正方形顶点和边上的碳原子个数为4× 23, 位于正方形内的氮原子个数为4，则氮化碳的化学式为C3N4,C正 确；氨原子的原子半径小于碳原子，则碳氨键的共价键强于碳碳键， 所以氮化碳硬度超过金刚石晶体，D正确。 6.D解析：金刚石晶胞中C原子个数=4+8×8+6×2=8，T-碳的结 构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子构成的正四 面体结构单元取代，每个T-碳晶胞中含C原子个数为8×4=32，A错 误；T-碳与石墨、金刚石均是由碳元素组成的性质不同的单质，故互 为同素异形体，而不是同分异构体，B错误：T-碳晶体和金刚石晶体 中均只含有C一C键，即含有的化学键相同，C错误；T-碳是碳的 种新型三维立体晶体结构，由C原子通过共价键构成的，与金刚石晶 体类似，同属于共价晶体，熔点高、硬度大，D正确。 7.C解析：根据立方相氮化硼是超硬材料，其结构与金刚石相似，则立 方相氨化硼属于共价晶体，故A正确；六方相氮化硼层间是分子间作 用力，其层间作用力小，所以质地软，故B正确；根据六方相氮化硼结 构知，一个正六边形有3个B原子、3个N原子、6个B一N键，每个 B一N对一个正六元环贡献率为50%，因此每个正六边形单独拥有 6X2=3个B-N键，则1mol六方相氮化硼含3m0lB-N共价键， 故C错误；六方相氮化硼中每个B原子或N原子与周围的三个N原 子或B原子形成平面三角形结构，所以每个B原子和N原子杂化轨 道类型均为$p2杂化，故D正确。 8.C解析：根据图像中坐标系的建立情况，a原子在x、y、z轴上的投影 313 分别为4,4’4 313 坐标参数为（子，4，），A错误；金刚砂、二氧 化硅、金刚石都是共价品体，键长：C一C<0一Si<C一Si,故熔点：金刚 石>二氧化硅>金刚砂；石墨是混合型晶体，石墨的层内共价键键长 比金刚石的键长短，作用力更大，所以熔点：石墨>金刚石，即熔点：石 墨>金刚石>二氧化硅>金刚砂，B错误；该品胞中含有4个SC,晶胞 的质量为4×40 NA ,晶胞的体积为a3×100cm3,该晶体的密度为p= 4×40 心8 号。x10c外9 -1.6x102g·cm3,C正确；金刚砂中只含有共 价键，硬度大，在较大外力的锤击下，共价键将发生断裂，D错误。 9.(1)共价晶体硼的熔、沸点高，硬度大(2)C（3)1260°30 解析：(3)从题图可得出，每个顶点上的硼原子均被5个正三角形所 共有，故B一B键的键角为60°，分摊到每个正三角形的硼原子为 个，每个正三角形含有了×3个硼原子，每个结构单元含硼原子数 5 为20×了×3=12，而每个B一-B键被2个正三角形所共有，故每个结 构单元含B一B键的个数为20×2 x3=30。 压轴挑战 4×(12+28)g·mol1 10.(1)共价晶体12（ax100m)X6.02x10mar(（2)4正四 面体形 3 3224 4ANp·NA 解析：(1)金刚砂(SC)的硬度为9.5，硬度大，属于共价晶体；每个 碳原子连接4个硅原子，每个硅原子又连接其他3个碳原子，所以 每个碳原子周围最近的碳原子数目为3×4=12；该晶胞中C原子个 数为8× 名+6x分4，s原子个数为4，晶胞边长为ax10”m,体 积V=(a×10-10cm)3,p= m 4×(12+28)g·mol-1 V(a×10-10cm)3x6.02x1023mol70 黑白题23 (2)根据物质的晶体结构可知，在GaN晶体中，每个Ga原子与4 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 为正四面体形。在晶体Si的晶胞中含有S1原子的数目是8× 8 28×8 6x分4=8，则根据晶胞的密度p=?可知，V=?- NA ppg·cm39 D:Nm,晶胞的边长a=派= 224 3「224 Np·N ·cm,在晶胞中两个最近 的原子之同的距离为品胞体对角线长的子，即 4 3224 Vp·NAcm。 第二节 阶段综合 黑题阶段强化 题号123456 答案C A CC B C 1.C2.A3.C 4.C解析：1个水分子中含有2个0一-H键，18g冰的物质的量为 1mol,含有0一H键数目为2W,故A项错误：28g品体硅中含有 1 mol Si原子，晶体硅中，每个硅原子与其他4个Si原子形成 4个Si一Si键，每个Si一Si键被2个硅原子所共用，则每个硅原子形 成的共价键数目为2×4=2，则1mml单质硅含有2m01S1一Si键，即 含有2Na个Si一Si键，故B项错误；1个晶胞结构单元含有4个二氧 化碳分子，44g干冰物质的量为1mol,含有0.25NA个晶胞结构单 元，故C项正确；在石墨烯中，每个碳原子周围有两个C一C键和一 个C=C键，所以每个碳原子实际占σ键1.5个，12g石墨烯即1mol 所含o键数目为1.5NA,故D项错误。 5.B解析：该晶体中，每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为 一种空间网状的无限伸展结构，则此晶体类型是共价晶体，A正确： 晶体中，每个碳原子与周围的4个氧原子以共价单键相连，则碳原子 数与C一0化学键数之比为1：4，B错误；该化合物中每个碳原子与 4个氧原子以共价单键相连，即每个碳原子形成4个σ键，则碳原子 的价层电子对数为4，采取即3杂化，C正确：该晶体中，每个碳原子 形成4个共价单键，每个氧原子形成2个共价单键，则碳原子和氧原 子的个数比为1：2，D正确。 6.C解析：C0是分子晶体，熔点低于混合型晶体石墨，A正确：C0分 子中每个碳原子均与周围相邻的其他3个碳原子相连，所以碳是即 杂化，而碳酸中的碳是与三个氧原子形成三个σ键和一个π键，故 也是甲杂化，B正确；Cn分子中一个碳形皮号个。键和个 3 键，所以σ键数目为70×2=105，π键数目为70×2=35，C错误； Co→CoCl1o相当5个π键断裂发生加成反应，一个π键断裂多一对 共用电子对，所以C0C110分子中共用电子对数目为105+35+5=145， D正确。 7.(1)分子晶体(2)非极性分子(3)分子堆积方式不同，冰中氢键 存在方向性，分子间有较大空隙，空间利用率低，且二氧化碳分子的 质量大于水分子 解析：(1)冰和干冰的晶体类型均为分子晶体。(2)干冰分子即二氧 化碳分子属于非极性分子。(3)干冰晶体密度大于冰的主要原因是 干冰晶体属于分子密堆积，分子间只有范德华力；而冰晶体属于分子 非密堆积，分子间的主要作用力是氢键，水分子的空间利用率不高， 留有相当大的空隙，所以干冰的密度比冰大。 8.(1)sp2(2)N的原子半径小于As,对应的Ga一N键的键长短于 G。一健的鞋长，经能更大故诡点更真（日）（任子，子）4 3o(M1+M2)×103 12(4) 4m·Na(r+r3) 解析：(1)石墨烯碳原子呈层状结构，碳原子采取p2杂化。(3)根 据A原子和B原子的坐标，C原子的坐标为(？，子，：)）：原 选择性必修第二册·RJ 子在顶点处和面心，个数为8X又+6x,三4，每个As原子周围等跑 离且最近的As原子有12个。(4)根据晶胞的结构，As原子在顶点 和面心，个数为8×g+6×2=4,Ga在体心，个数为4，所以密度为 4(M1+M2) NA 3o(M1+M2)×1030 0= 3m(r月+r)x(1010) 4+ 4m·Na(tr)8·cm3。 cm3 9.(1)Sg与S02均为分子晶体，而Sg相对分子质量大，分子间范德华 4/M √2 力强（2) Na(ax10-7)3 24 解析：(1)Sg、二氧化硫形成的品体均是分子晶体，由于Sg相对分子 质量大，分子间作用力强，所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和 沸点高很多。(2)根据晶胞结构可知含有F2+的个数是 12× 8+6x 4+1=4,S经个数是8× 2=4,晶胞边长为anm,FeS2相 对分子质量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,则其晶体密度的计算 4M 表达式为p又N,ax10)万名·cm3;晶胞中Fe2位于S号所形 成的正八面体的体心，该正八面体的边长是面对角线的一半，则为 √ 2anm。 第三节金属晶体与离子晶体 白题 基础过关 题号12 3 4 5 6 7 8 9 11 DDB 1.B2.A3.C4.B 5.C解析：Na0H是离子晶体，含有离子键和共价键，A错误；离子晶 体是由阴、阳离子构成的晶体，不含分子，B错误、C正确：固态时，晶 体中离子不能自由移动，所以不能导电，D错误。 6.C解析：CF,难溶于水，水溶液的导电性极弱，与其是否是离子晶 体没有关系，A不符合题意；CF2的熔点较高，硬度较大，但不能说 明是离子晶体，也可能是共价晶体，B不符合题意；离子晶体是由离 子构成的，熔化时克服的是离子键，产生自由移动的离子，能导电，而 分子晶体、共价晶体熔化时，不能产生自由移动的离子，不导电，所以 CaF2固体不导电，但在熔融状态下可导电能说明CaF2一定是离子 晶体，C符合题意；CaF2在有机溶剂（如苯）中的溶解度极小，不能说 明是离子晶体，有些分子晶体（例如水）也难溶于苯，D不符合题意。 7.D解析：NaCl和CsCl均为离子晶体，Na+半径小于Cs+半径，则氯化 钠内离子键较强，因此熔、沸点：NaCl>CsCl,A正确；根据NaCl的晶 胞结构可知，在NaCl晶胞中，距离Na最近且等距的CI为6个，则 Na配位数为6，B正确；在CsC1晶胞中，C位于顶点且被8个晶胞 共用，Cs为体心，则距离C1最近且等距的Cs数目为8，C正确；根据 2s的晶胞结构可知，22“与S2之间最近距离为体对角线的4，若 品胞边长为apm,则Z2+与S2之间最近距离为pm,D错误 8.D解析：电负性：CI>S>P,因此Na与Cl、S、P电负性差值逐渐减小， 离子键成分的百分数逐渐减小，A正确：第ⅢA~IA族元素，从上到 下，随原子序数增加，金属性增强，非金属性减弱，其单质中的化学键 由共价键向金属键过渡，B正确；第三周期元素，从左往右电负性逐 渐增大，与C1的电负性差值逐渐减小，形成的化学键由离子键向共 价键过渡，其中AICl3是共价化合物，C正确：分子晶体中，成键元素 的电负性差越大，分子的极性不一定越大，如C02是极性键构成的 非极性分子，D错误。 9.D解析：白磷转化成黑磷，有新物质生成，属于化学变化，A正确：白 磷与黑磷为同种元素形成的不同单质，互为同素异形体，B正确：黑 磷为混合晶体，层间作用为范德华力，C正确；黑磷为混合晶体、白磷 为分子晶体，黑磷熔化主要克服共价键、白磷熔化克服分子间作用 力，故黑磷熔点高于白磷，D错误。 10.(1)4(2)0.5NAbc(3)434%(4)20 解析：(1)由品胞结构可知，石墨品胞中处于顶点的8个碳原子被8 黑白题24