第5周·周末作业 共价键 共价晶体-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（苏教版）

第5周·周末作业　共价键　共价晶体 (选择题请在答题栏中作答) 一、选择题 1.下列说法正确的是 (　　) A.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的饱和性 B.H3O+离子的存在,说明共价键不应有饱和性 C.所有共价键都有方向性 D.两个原子轨道发生重叠后,两核间的电子仅存在于两核之间 2.化合物X是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图,下列说法中正确的是 (　　) A.X分子中只有极性键没有非极性键 B.X分子中的共用电子对数为11 C.1 mol X分子中所含的σ键数目为10NA D.X是共价化合物 3.甲醛是家庭装修常见的污染物。一种催化氧化甲醛的反应为HCHO+O2H2O+CO2。下列有关叙述正确的是 (　　) A.CO2和O2分子中均同时存在p⁃p σ键和p⁃p π键 B.HCHO分子中σ键和π键的数目之比为2∶1 C.O2分子形成时2p轨道的其中一种重叠方式是 D.CO2分子中σ键和π键的电子云的对称性相同 4.石灰氮(CaCN2)是一种氮肥,与土壤中的H2O反应生成氰胺(H2N—C≡N),氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是 (　　) A.H2O的电子式为H+[︰︰]2-H+ B.1个H2N—C≡N分子中含3个σ键 C.H2N—C≡N分子中σ键与π键的个数之比为2∶1 D.已知CO(NH2)2中含有C==O键,1个CO(NH2)2分子中含有2个π键 5.能够用键能的大小解释的是 (　　) A.常温常压下,氯气呈气态而溴单质呈液态 B.硝酸是挥发性酸,硫酸是难挥发性的酸 C.稀有气体一般难发生化学反应 D.氮气在常温下很稳定,化学性质不活泼 6.键长是描述共价键的物理量之一,下列各项中的距离属于键长的是 (　　) A.水分子中两个氢原子核之间的距离 B.氯气分子中两个氯原子核之间的距离 C.氩气中两个相邻氩原子核间的距离 D.CO2分子中两个氧原子核之间的距离 7.氮化铝属于类金刚石氮化物、六方晶系,最高可稳定到2 200 ℃,硬度大,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料,氮化铝晶胞结构如图所示。 下列有关描述正确的是 (　　) A.AlN是离子晶体 B.Al的配位数为8 C.AlN属于离子化合物 D.与每个铝原子距离最近且相等的铝原子共有12个 8.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晶体是立体网状结构 C.共价晶体C3N4的熔点比Si3N4的低 D.SiCl4晶体在熔化过程中化学键断裂 9.根据量子力学计算,氮化碳有五种结构,其中一种β⁃氮化碳硬度超过金刚石晶体,成为首屈一指的超硬新材料,已知该氮化碳的二维晶体结构如图所示。下列有关该氮化碳的说法不正确的是 (　　) A.该晶体中的碳、氮原子核外最外层都满足8电子稳定结构 B.氮化碳中碳元素显+4价,氮元素显-3价 C.每个碳原子与四个氮原子相连,每个氮原子和三个碳原子相连 D.氮化碳的分子式为C3N4 10.在N2F2分子中,所有原子均符合8电子稳定结构,则该分子中两个氮原子之间的键型构成是 (　　) A.仅有一个σ键　　　　B.仅有一个π键 C.一个σ键,一个π键 D.一个σ键,两个π键 11.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。如图为其晶体结构中最小的重复单元,其中每个原子最外层均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是 (　　) A.磷化硼的化学式为BP,其晶体属于分子晶体 B.磷化硼晶体的熔点高,且熔融状态下能导电 C.磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键 D.磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力 12.白磷燃烧的能量变化(图甲)和白磷及产物的结构(图乙)如图所示,下列有关说法不正确的是 (　　) A.白磷的燃烧热ΔH=E1-E2 B.1个白磷分子中含6个P—P键 C.1 mol P4O10中σ键的数目为16NA D.假设P—P、P—O、O==O键的键能分别为a、b、c,则PO键的键能为 二、非选择题 13.(8分)据报道,科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60,已知N60分子中每个氮原子均与三个N原子结合形成三个N—N键,最外层达到8电子稳定结构。已知N—N键的键能为159 kJ·mol-1,试回答下列问题: (1)根据上述信息推测N60的结构特点: 　。  (2)1 mol N60分解生成N2时　　　　　(填“吸收”或“放出”)的热量是　　　　　kJ。(已知N≡N键的键能为946 kJ·mol-1)  (3)根据(2)列举N60的用途: 　。 14.(10分)请回答下列问题。 (1)31Ga基态原子的核外电子排布式是　　　　　　　　　　　　　　。某种半导体材料由Ga和As两种元素组成,该半导体材料的化学式是　　　　　　,其晶体结构类型为　　　　　　。  (2)C、N元素形成的新材料具有如图a所示结构,该晶体的化学式为　　　　。该晶体硬度超过金刚石,其原因是 　。  (3)Al2O3在一定条件下可制得AlN,其晶体结构如图b所示,该晶体属于　　　　晶体。   (4)图c是氮化镓的晶胞结构:氮化镓中镓原子的杂化方式为　　　　,氮原子的配位数为　　　　。  (5)立方相氮化硼结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为a cm,立方相氮化硼晶胞中含有　　　　个氮原子、　　　　个硼原子。   15.(10分)某科研小组受民间中医启发,发现As2O3对白血病有明显的治疗作用。氮(N)、磷(P)、砷(As)为ⅤA族元素,该族元素的化合物在研究和生产中有着许多重要用途。 (1)氮原子的价电子排布为　　　　　　,N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为 　。  (2)立方氮化硼晶体(BN)是一种超硬材料,有优异的耐磨性,其晶胞如图所示。 ①立方氮化硼是　　　　　　晶体,晶体中氮原子的杂化轨道类型为　　　　,硼原子的配位数为　　　　。  ②立方氮化硼晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为　　　　。  (3)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5 pm。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　　　　　　　　　　　　　　g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏加德罗常数的值为NA)。  第5周·周末作业 1.选A　S原子的最外层有6个电子,故其只能形成两个共用电子对,若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的饱和性,A正确;H3O+离子中含有配位键,是水分子与H+通过配位键形成的,与共价键的饱和性并不矛盾,B不正确;氢原子的电子云是球形的,氢气分子中的共价键没有方向性,C不正确;两个原子轨道发生重叠后,两核间的电子不仅可以在两核之间运动,也可以在其中任何一个原子核周围运动,D不正确。 2.选D　根据结构式可知,该物质含N—H极性键,N—C极性键,C==O双键,N—N非极性键,故A错误;该物质中含6个N—H极性键,2个N—C极性键,2个N—N非极性键,1个C==O双键,共有共用电子对为12个,故B错误;单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,结合B分析可知,1 mol X分子中所含的σ键数目为11NA,故C错误;该物质均是非金属元素间互相形成共价键,属于共价化合物,故D正确。 3.选A　C原子和O原子均以2p轨道成键,且CO2和O2分子中均存在双键,因此同时存在p⁃p σ键和p⁃p π键,A项正确;1个HCHO分子中含两个C—H键和一个C==O键,单键全是σ键,双键含一个σ键和一个π键,所以HCHO分子中σ键和π键的数目之比应为3∶1,B项错误;O2分子中含O==O键,包含一个p⁃p σ键和p⁃p π键,重叠方式分别为“头碰头”和“肩并肩”,没有互相垂直的重叠方式,C项错误;σ键的电子云呈轴对称,π键的电子云呈镜面对称,D项错误。 4.选C　H2O是共价化合物,电子式为H,A错误;单键都是σ键,三键中含有1个σ键,则1个H2N—C≡N分子中含4个σ键,B错误;1个H2N—C≡N分子中含4个σ键,2个π键,故σ键与π键的个数之比为2∶1,C正确;1个CO(NH2)2分子中只有1个双键,其余为单键,故1个CO(NH2)2分子中含有1个π键,D错误。 5.选D　氯气的相对分子质量比溴单质小,所以氯气的沸点比溴单质低,在常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态,与键能无关,故A不符合题意;硝酸的分子间作用力小,沸点低,是挥发性酸,硫酸的分子间作用力大,沸点高,是难挥发性酸,挥发性属于物理性质,与键能的大小无关,故B不符合题意;稀有气体为单原子分子,原子都形成稳定结构,稀有气体一般难发生化学反应,与键能无关,故C不符合题意;氮气分子中N≡N的键能高,故在常温下很稳定,化学性质不活泼,故D符合题意。 6.选B　键长是成键原子间的核间距,水分子中两个氢原子间不成键,A错误;氯气分子中两个氯原子间形成共价键,两个氯原子核之间的距离属于键长,B正确;氩气中两个相邻氩原子间不成键,C错误;CO2分子中两个氧原子间不成键,D错误。 7.选D　氮化铝属于类金刚石氮化物,所以AlN是共价晶体,A项错误、C项错误;每个黑球周围有4个白球,每个白球周围有4个黑球,故Al、N的配位数都为4,B项错误;以顶角的铝原子为研究对象,与之距离最近的铝原子位于面心上,每个顶角上的铝原子为8个晶胞共用,每个面上的铝原子为2个晶胞共用,故与每个铝原子距离最近且相等的铝原子共有=12个,D项正确。 8.选B　SiCl4是分子晶体,在熔化过程中克服的是分子间作用力,化学键不断裂。Si3N4是共价晶体,其晶体为立体网状结构。根据C、Si的原子半径推知C—N键的键能比Si—N键的键能大,故C3N4的熔点比Si3N4的高。 9.选D　根据题图结构可知,每个碳原子周围有四个共价键,每个氮原子周围有三个共价键,碳原子最外层有4个电子,形成四个共价键后成8电子稳定结构,氮原子最外层有5个电子,形成三个共价键后也是8电子稳定结构,A正确;由于元素的非金属性N>C,所以形成共价键时,共用电子对偏向N,偏离C,所以氮化碳中碳元素显+4价,氮元素显-3价,B正确;根据晶体结构可知每个碳原子与四个氮原子相连,每个氮原子和三个碳原子相连,C正确;由于氮化碳是共价晶体,不存在分子,因此没有分子式,D错误。 10.选C　在N2F2分子中,所有原子均符合8电子稳定结构,所以结构简式为F—N==N—F,σ键只能形成单键,而双键或三键中既有σ键又有π键,所以两个氮原子之间有一个σ键,一个π键。 11.选C　根据均摊原则,晶胞中B原子数是4、P原子数是8×+6×=4,所以磷化硼的化学式为BP,磷化硼超硬耐磨,其晶体属于共价晶体,故A错误;磷化硼超硬耐磨,其晶体属于共价晶体,晶体的熔点高,熔融状态下不能导电,故B错误;根据图示,磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键,故C正确;磷化硼超硬耐磨,其晶体属于共价晶体,磷化硼晶体在熔化时需克服共价键,故D错误。 12.选D　反应热等于正反应活化能减逆反应活化能,A正确;白磷分子形成正四面体形结构,故1个白磷分子中含6个P—P键,B正确;由图乙可知,P4O10中每个磷原子与4个氧原子形成4个σ键,4个磷原子共形成16个σ键,故1 mol P4O10中σ键的数目为16NA,C正确;白磷燃烧的化学方程式为P4+5O2P4O10,1 mol白磷完全燃烧需断开6 mol P—P键和5 mol O==O键,形成12 mol P—O键和4 mol P==O键,反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,即E1-E2=6a+5c-4E(P==O)-12b,得E(P==O)=,D错误。 13.解析:(1)N60分子中化学键全部为N—N键,1个N60分子中有60×=90个N—N键,即由90个N—N键构成一个N60分子;(2)断键吸收的热量为90 mol×159 kJ·mol-1=14 310 kJ,成键放出的热量为30 mol×946 kJ·mol-1=28 380 kJ,则放出的热量大于吸收的热量,则放出的热量为283 80 kJ-14 310 kJ=14 070 kJ;(3)由于N60分解生成N2时放出大量的热,故可制作炸药。 答案:(1)分子中全部为N—N键,由90个N—N键构成一个N60分子 (2)放出　14 070　(3)N60可制作炸药 14.解析:(1)Ga与Al同主族,位于第4周期ⅢA族,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。由于Ga和As组成的物质是半导体材料,不是离子化合物,Ga最外层有3个电子,As最外层有5个电子,两者以共价键形成GaAs,属于共价晶体。(2)该晶胞中含C原子数=8×+4×=3,N原子数为4,故该晶体化学式为C3N4。由于C—N键的键长比C—C键的键长短,键能大,所以金刚石硬度比C3N4硬度小。(4)每个Ga原子与4个N原子形成共价键,这4个N原子构成正四面体结构;每个N原子与4个Ga原子形成共价键,这4个Ga原子构成正四面体结构,所以氮化镓中镓原子的杂化方式为sp3杂化,氮原子的配位数为4。 (5)金刚石晶胞是立方体结构,其中每个顶点各有1个碳原子,每个面心各有1个碳原子,立方体内部还有4个碳原子,如图所示。所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×+6×+4=8,因此一个立方相氮化硼晶胞中应该含有4个N原子和4个B原子。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或 [Ar]3d104s24p1)　GaAs　共价晶体　(2)C3N4　C3N4与金刚石都是共价晶体,C—N键的键长比C—C键的键长短,键能大　(3)共价　(4)sp3　4　(5)4　4 15.解析:(1)氮原子的原子序数为7,价电子排布为2s22p3;N、P、As位于同一主族,随着原子序数逐渐增大,原子半径逐渐增大,原子失去电子的能力逐渐增强,原子的第一电离能逐渐减小,所以N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N>P>As。(2)①立方氮化硼晶体超硬,具有优异的耐磨性,推测立方氮化硼晶体为共价晶体;立方氮化硼中氮原子与周围的4个硼原子形成四面体结构,硼原子与周围的4个氮原子形成四面体结构,因此晶体中氮原子的杂化轨道类型为sp3;硼原子的配位数为4。②硼原子最外层有3个电子,形成4个共价键,所以含有1个配位键,故硼原子与氮原子之间共价键与配位键的数目之比为3∶1。(3)金刚石晶胞中有8个碳原子,则BN晶胞中也有8个原子,硼原子、氮原子各4个。BN的摩尔质量为25 g·mol-1,一个晶胞的质量为×25 g,除以一个晶胞的体积(361.5×10-10)3 cm3,即为晶体的密度。 答案:(1)2s22p3　N>P>As (2)①共价　sp3杂化　4　②3∶1 (3)4　4　 学科网（北京）股份有限公司 $