第7周·周末作业 分子晶体与共价晶体-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（人教版 多选版）

第7周·周末作业　分子晶体与共价晶体 一、选择题 1.下列各组物质各自形成晶体,均属于分子晶体的化合物是 (　　) A.NH3、HD、C10H8　　　B.PCl3、CO2、H2SO4 C.SO2、SiO2、P2O5 D.CCl4、Na2S、H2O2 2.某分子晶体晶胞结构模型如图,下列说法正确的是 (　　) A.该晶胞模型为分子密堆积 B.该晶胞中分子的配位数为8 C.分子晶体的晶胞均可用此模型表示 D.该晶体熔沸点高、硬度大 3.下列性质可能符合分子晶体特点的是 (　　) ①熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电 ②熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电 ③能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃ ④熔点97.81 ℃,质软,固态能导电,密度为0.97 g·cm-3 A.①④　　B.②③　　C.①②　　D.②④ 4.科学家合成了一系列具有独特化学特性的氢铝化合物(AlH3)n。已知,最简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6,它的熔点为150 ℃,燃烧热极高。Al2H6球棍模型如图。下列有关说法肯定错误的是 (　　) A.Al2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体 B.氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料 C.Al2H6在空气中完全燃烧,产物为氧化铝和水 D.Al2H6中含有离子键和极性共价键 5.根据下列性质判断,属于共价晶体的物质是 (　　) A.熔点为2 700 ℃,导电性好,延展性强 B.无色晶体,熔点大于3 500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂 C.无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点为801 ℃,熔化时能导电 D.沸点为-78 ℃,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电 6.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 7.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 8.下列晶体性质的比较中错误的是 (　　) A.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅 B.沸点:NH3>PH3 C.硬度:白磷>冰>二氧化硅 D.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4 9.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 二、非选择题 10.(10分)(1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图甲所示,则金刚砂晶体类型为　　　　　　　　;在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为　　　　　;若晶胞的边长为a pm,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1,则金刚砂的密度表达式为　　　　　　　　。  (2)硅的某种单质的晶胞如图乙所示。GaN晶体与该硅晶体结构相似,则GaN晶体中,每个Ga原子与　　　　　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　　　　　　。若该硅晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中最近的两个硅原子之间的距离为　　　　　　 cm(用代数式表示即可)。  11.(12分)有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素,原子序数:E<Q<T<X<Z。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,且第一电离能I1(E)<I1(T)<I1(Q),其中基态Q原子的2p轨道处于半充满状态,且Q与ET2具有相同的原子数和价电子数。X为周期表前四周期中电负性最小的元素,Z的原子序数为28。请回答下列问题(答题时如需表示具体元素,请用相应的元素符号): (1)写出Q的电子式:　　　　　　,基态Z原子的核外电子排布式为　　　　　　　。  (2)Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物,其主要原因有　　　　　　　　、　　　　　　　　。  (3)化合物甲由T、X两种元素组成,其晶胞如图所示,则甲的化学式为　　　　　。  (4)化合物乙的晶胞如图所示,乙由E、Q两种元素组成,硬度超过金刚石。 ①乙的晶体类型为　　　,其硬度超过金刚石的原因是 　。  ②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为　　　　　。  12.(12分)共价晶体是由原子直接通过共价键形成的空间网状结构的晶体,因其具有高熔、沸点,硬度大,耐磨等优良特性而具有广泛的用途。设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)晶体硅是良好的半导体材料,被广泛用于信息技术和能源科学等领域。晶体硅是与金刚石结构类似的晶体(其晶胞如图甲所示),晶体硅的1个晶胞中含　　　　　个Si原子,在晶体硅的空间网状结构中最小的环为　　　　　元环,每个最小环独立含有　　　　　个Si原子,含1 mol Si原子的晶体硅中Si—Si键的数目为　　　　　　。  (2)金刚砂(SiC)也与金刚石具有相似的晶体结构(如图乙所示),在金刚砂的空间网状结构中,碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答下列问题: ①金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是　　　　　(均用化学式表示)。  ②在金刚砂的结构中,一个硅原子结合了　　　　个碳原子,其中的键角是　　　　　。  ③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环,其中一个最小的环上独立含有　　　个C—Si键。  ④金刚砂的晶胞结构如图丙所示,在SiC中,每个C原子周围最近且等距的C原子数目为　　　　　;若金刚砂的密度为ρ g·cm-3,则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为　　　　　pm(用代数式表示即可)。  第7周·周末作业 1.选B　NH3、C10H8属于化合物,HD属于单质,A错误;SO2、P2O5是属于分子晶体的化合物,SiO2是属于共价晶体的化合物,C错误;CCl4、H2O2是属于分子晶体的化合物,Na2S是属于离子晶体的化合物,D错误。 2.选A　该分子晶体为二氧化碳晶体,以一个分子为中心,周围可以有12个紧密的分子的特征称为分子密堆积,故A正确;二氧化碳晶体配位数为12,故B错误;分子晶体晶胞类型很多,还有简单立方堆积等,故C错误;分子晶体的沸点低、硬度小,故D错误。 3.选B　在分子晶体中,相邻分子靠分子间作用力相互吸引。分子晶体熔化时,只需克服分子间作用力,不破坏化学键,所以分子晶体一般具有较低的熔点。此外,分子晶体还具有硬度小、易升华、有较强的挥发性、一般不导电等特点。①熔点高,不是分子晶体的性质;②熔点低,不导电,可能是分子晶体的性质;③熔、沸点不高,可能是分子晶体的性质;④固态能导电,不是分子晶体的性质。 4.选D　根据Al2H6分子的球棍模型可判断,该化合物形成的晶体属于分子晶体,含有的化学键是极性键,A正确,D不正确。由于燃烧热极高,所以B正确。根据Al2H6的组成元素可判断,其燃烧产物是氧化铝和水,C正确。 5.选B　共价晶体的熔点高,但不能导电,因此熔点为2 700 ℃,导电性好,延展性强,应该是金属晶体,选项A错误;无色晶体,熔点大于3 500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂,符合共价晶体的性质特点,选项B正确;无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点为801 ℃,熔化时能导电,符合离子晶体的性质,属于离子晶体,选项C错误;沸点为-78 ℃,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电,符合分子晶体的性质,属于分子晶体,选项D错误。 6.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。 7.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。 8.选C　三种物质都是共价晶体,因为C的原子半径小于Si的,所以键长:C—C键<C—Si键<Si—Si键,键能:C—C键>C—Si 键>Si—Si键,键能越大,共价晶体的熔点越高,A正确;NH3和PH3都是分子晶体,但NH3分子间存在氢键,故NH3的沸点较高,B正确;二氧化硅是共价晶体,硬度较大,白磷和冰都是分子晶体,硬度较小,C错误;卤化硅为分子晶体,它们的组成和结构相似,分子间不存在氢键,故相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔点越高,D正确。 9.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。 10.解析:(1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,硬度很大,属于共价晶体;以顶点碳原子为研究对象,与其距离最近的碳原子位于该顶点相邻的面心上,所以每个碳原子周围最近的碳原子数目为12;该晶胞中C原子个数为8×+6×=4,Si原子个数为4,晶胞边长为a×10-10 cm,体积V=(a×10-10 cm)3,密度ρ==。(2)根据图乙所示的晶体结构可知,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Si原子的数目是8×+6×+4=8,则根据晶体的密度ρ=可知V== cm3= cm3,晶胞的边长a== cm,在晶胞中两个最近的Si原子之间的距离为晶胞体对角线长的,即× cm。 答案:(1)共价晶体　12　 (2)4　正四面体形　× 11.解析:由题意知,X为周期表前四周期中电负性最小的元素,则X为K元素;Z的原子序数为28,则Z为Ni元素;E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,且第一电离能I1(E)<I1(T)<I1(Q),可知三种元素为同一周期,且原子序数依次增大,其中基态Q原子的2p轨道处于半充满状态,可知Q为N元素;Q与ET2具有相同的原子数和价电子数,可知T为O元素,则E为C元素。(1)CO2、N具有相同的原子数和价电子数,电子式相似,故N的电子式为[︰︰︰N︰︰︰]+,基态Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。(2)Q的简单氢化物NH3极易溶于T的简单氢化物H2O,其主要原因有这两种氢化物均为极性分子、分子之间能形成氢键。(3)由化合物甲的晶胞可知,K原子位于顶点和面心,则K原子数为4,O2原子团位于棱心和体心,则O2原子团数为4,即K原子和O2原子团的个数之比为1∶1,则甲的化学式为KO2。(4)①由化合物乙的晶胞可知,乙的化学式为C3N4,其硬度大,属于共价晶体,其硬度超过金刚石的原因是C—N键的键长小于C—C键,键能大于C—C键。②C3N4晶体中C、N两种元素原子的杂化方式均为sp3杂化。 答案:(1)[︰︰︰N︰︰︰]+　1s22s22p63s23p63d84s2 (2)这两种氢化物均为极性分子　分子之间能形成氢键 (3)KO2　(4)①共价晶体　C—N键的键长小于C—C键,键能大于C—C键　②sp3 12.解析:(1)晶体硅是与金刚石结构类似的晶体,晶体硅的1个晶胞中含Si原子的数目为4+8×+6×=8,根据结构分析,可知在晶体硅的空间网状结构中最小的环为6元环,每个硅原子被12个环共用,因此每个最小环独立含有Si原子的数目为6×=,每个Si原子与周围4个Si原子形成4个共价键,每2个Si原子共用1个Si—Si键,即含1 mol Si原子的晶体硅中Si—Si键的数目为2NA。(2)①共价晶体中,共价键键长越短,键能越大,熔、沸点越高,因此金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是Si<SiC<C。②根据金刚砂的结构可知一个硅原子结合了4个碳原子,形成正四面体结构,其键角是109°28'。③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环,一个最小环里共有6个C—Si键,1个C—Si键被6个环共用,因此一个最小的环上独立含有C—Si键的个数为6×=1。④以SiC晶胞顶角上的碳原子为研究对象,每个C原子周围最近且等距的C原子数目为12;1个金刚砂晶胞中含有4个碳原子、4个硅原子,若金刚砂的密度为ρ g·cm-3,则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为晶胞体对角线长的四分之一,1个晶胞的体积为cm3,因此最近的碳、硅原子之间的距离为× ×1010 pm。 答案:(1)8　6　　2NA　(2)①Si<SiC<C　②4　109°28' ③1　④12　× ×1010 学科网（北京）股份有限公司 $