3.2 分子晶体与共价晶体（同步练）2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修二

**基本信息** 聚焦分子晶体与共价晶体核心概念，通过基础判断、结构分析、综合计算三阶分层设计，实现从概念认知到晶胞应用的递进巩固，适配新授课知识内化需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|晶体构成微粒、作用力类型、基本性质|以单选题1-5为主，通过正误判断强化物质结构决定性质的化学观念| |进阶层|晶胞结构分析、晶体类型比较|结合图表（如甲烷晶胞、金刚石模型）考查结构与性质关系，培养科学思维| |综合层|晶胞计算、氢键作用、杂化方式|通过晶胞参数计算（如Ge晶胞距离）及非选择题综合应用，提升科学探究能力|

3.2 分子晶体与共价晶体（同步练）原卷版 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．下列有关分子晶体的叙述错误的是 A．构成分子晶体的微粒是分子 B．分子晶体熔化时，一般只破坏分子间作用力 C．只含有非金属元素的晶体一定是分子晶体 D．分子晶体的熔、沸点与分子内共价键的键能、键长无直接关系 2．下列物质含有非极性共价键且属于分子晶体的是 A． B． C． D． 3．下列物质的晶体类型与其他三种不同的是 A．干冰晶体 B．晶体碘 C．甲烷晶体 D．晶体硼 4．下列关于共价晶体和分子晶体的说法不正确的是 A．共价晶体的硬度通常比分子晶体的大 B．共价晶体的熔、沸点较高 C．分子晶体都不溶于水 D．金刚石、水晶属于共价晶体 5．下表是某些共价晶体的熔点和硬度。 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 硬度 10 9.5 9 7 7 6.0 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．构成共价晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越低 C．构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大 D．构成共价晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大 6．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 7．观察下列模型，判断下列说法正确的是 金刚石 干冰 二氧化硅 A．四种晶体的熔点： B．晶体中和个数比为1：4 C．每个干冰晶胞中含有的个数为14 D．和晶体堆积属于分子密堆积 8．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 9．氮化硼是一种重要的功能性材料，其晶体存在如图所示的两种结构，六方氮化硼的结构与石墨类似，立方氮化硼的结构与金刚石类似。已知：立方氮化硼晶胞中，原子坐标参数甲为，乙为，下列有关说法错误的是 A．六方氮化硼层间存在分子间作用力 B．六方氮化硼中N-B-N键角大于立方氮化硼中N-B-N键角 C．平均每1 mol立方氮化硼晶体中含有2 mol共价键 D．晶胞中丙原子的坐标参数为 10．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 11．正硼酸()是一种片层状结构白色晶体，层内的分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是 A．正硼酸晶体属于共价晶体 B．分子的稳定性与氢键有关 C．晶体中含有氢键 D．分子中硼原子最外层为6电子结构 12．硼及其化合物在医疗、航空航天、超导磁体、储能材料、微波通信和动力装置上具有广泛的应用价值。立方氮化硼是一种用于航空航天的热绝缘体纳米材料，晶胞结构如图所示(晶胞的边长为a pm)。下列说法错误的是 A．氮化硼的化学式为 B．该晶胞中B原子和N原子之间的最近距离为 C．晶胞中B原子周围紧邻且等距的N原子的个数为4 D．立方氮化硼具有熔点高的性质 13．灰锡与金刚石的晶体类型相同，其晶胞如图所示。下列有关说法错误的是 A．一个灰锡晶胞中含有8个Sn原子 B．灰锡属于共价晶体，其熔点低于金刚石 C．若锡原子半径为，灰锡晶胞的边长为apm，则 D．灰锡中每个Sn原子周围与它距离最近的Sn原子有4个 14．有关下列物质结构模型的描述错误的是 石墨 碘 碳化硅 气态团簇分子 A．物质的熔点：石墨>碳化硅>碘 B．1 mol SiC晶体中有4 mol的极性共价键 C．碘晶体的晶胞中存在两种不同空间取向的分子 D．气态团簇分子的分子式为 15．乙酸晶胞是长方体，其晶体结构如图所示(晶胞参数分别为a pm、b pm和c pm)。下列说法错误的是 A．乙酸晶体不属于分子密堆积 B．一个晶胞中含有4个乙酸分子 C．晶胞中乙酸分子的取向只有2种 D．晶胞的密度为 16．Ge晶胞(立方晶胞)结构如图1所示，下列说法错误的是 A．Ge为共价晶体 B．熔点：金刚石>Ge C．Ge晶胞沿体对角线投影图如图2所示 D．若该晶胞的边长为，则1号原子和2号原子之间的距离为 二、非选择题 17．碳的单质及其化合物有许多特别的性质，在生产生活中有诸多应用。 (1)碳单质有石墨、金刚石、碳纳米管等多种形态，在科研、工业生产、半导体等领域广泛使用。 ①石墨晶体的结构如图所示，相邻层间最近的碳原子距离比层内相邻碳原子的距离大很多，这说明层间的作用类型为___________，石墨有很好的导电性，常用作电极材料，原因是___________。 ②石墨不仅可用作电解池的电极，还可以用作锂电池的负极材料。一种理想的锂电池负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，其晶胞结构如图所示，单个晶胞中含___________个Li和___________个C。 18．C60、金刚石、石墨、冰、干冰的结构模型分别如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)。 (1)下列物质中，与C60的晶体类型相同的是_________（填序号，下同），与金刚石的晶体类型相同的是_________。 ①干冰 ②冰 ③可燃冰 ④金刚砂 ⑤石英 ⑥稀有气体晶体 (2)金刚石、冰、干冰熔点由高到低的顺序是_________，原因：_________。 (3)12g金刚石中含有的碳碳单键数目是_________，石墨层状结构中平均每个正六边形占有的碳原子数是_________。 (4)干冰晶体中，每个CO2周围等距且紧邻的CO2有_________个。在冰的结构模型中，每个水分子最多与相邻的_________个水分子相连接。同为分子晶体，但干冰中CO2的配位数(一个分子周围最邻近的分子的数目)大于冰中水分子的配位数，其原因是 _________。 (5)科学家把C60和K掺杂在一起制造出的物质具有超导性能，其晶胞结构如图所示。该物质中K和C60的个数比为_________。 (6)碳与硅为同主族元素。硅在自然界大多以硅酸盐形式存在。在硅酸盐中，四面体(如图为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成链状、环状等多种结构。 图甲为一种无限长单链结构的多硅酸根一部分，其中Si原子的杂化方式为_______，该多硅酸根的最简式为_______。 19．碳与硅分别是有机和无机世界的重要组成元素，具有相似电子排布和化学性质，应用广泛。 Ⅰ．碳元素有多种单质，下图分别为金刚石(图1)和富勒烯(图2)的晶胞 (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，称作原子分数坐标。如图1中a原子的坐标为，则原子b的坐标为_______； (2)若将金刚石晶胞从上下(或前后、左右)两面的对角线方向切开，得到的切面图正确的是_______； (3)富勒烯晶胞中每个分子周围紧邻等距的分子有_______个，这一特征称为：_______； II．碳的氧化物常见的有CO、，而硅常见的只有，晶胞如下： (4) 晶体中距离最近的两个Si原子间距为Lpm，则的晶胞边长_______；若的密度为，则阿伏加德罗常数值可表示为_______；(列出计算式即可) 20．完成下列问题 (1)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性 (晶体结构如图)。 ①关于这两种晶体的说法，不正确的是___________(填字母)。 a．两种晶体均为分子晶体 b．两种晶体中的B﹣N键均为共价键 c．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软 d．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大 ②六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电，原因是___________ (2)石墨的晶胞结构如图所示。已知石墨的密度为ρg·cm-3，C-C键的键长为r cm，NA为阿伏加德罗常数的值，则石墨晶体的层间距d=___________cm。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2 分子晶体与共价晶体（同步练）解析版 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．下列有关分子晶体的叙述错误的是 A．构成分子晶体的微粒是分子 B．分子晶体熔化时，一般只破坏分子间作用力 C．只含有非金属元素的晶体一定是分子晶体 D．分子晶体的熔、沸点与分子内共价键的键能、键长无直接关系 【参考答案】C 【解析】A．分子晶体的构成微粒为分子，A正确； B．分子晶体中分子间以分子间作用力结合，熔化时仅破坏分子间作用力，不破坏分子内的共价键，B正确； C．只含非金属元素的晶体不一定是分子晶体，例如氯化铵等铵盐属于离子晶体，金刚石、二氧化硅属于共价晶体，C错误； D．分子晶体的熔沸点与分子间作用力的强弱有关，与分子内共价键的键能、键长没有直接关系，D正确； 故选C。 2．下列物质含有非极性共价键且属于分子晶体的是 A． B． C． D． 【参考答案】A 【解析】A．H2O2结构式为H-O-O-H，属于分子晶体，含有极性共价键、非极性共价键，故A符合题意； B．Na2S属于离子晶体，含有离子键，故B不符合题意； C．CO2属于分子晶体，其结构式为O=C=O，含有极性共价键，故C不符合题意； D．过氧化钠属于离子晶体，含有离子键和非极性共价键，故D不符合题意； 答案为A。 3．下列物质的晶体类型与其他三种不同的是 A．干冰晶体 B．晶体碘 C．甲烷晶体 D．晶体硼 【参考答案】D 【解析】A．干冰是固态，由分子通过分子间作用力结合形成，属于分子晶体，A不符合题意； B．晶体碘由分子通过分子间作用力结合形成，属于分子晶体，B不符合题意； C．甲烷晶体由分子通过分子间作用力结合形成，属于分子晶体，C不符合题意； D．晶体硼由B原子通过共价键形成空间网状结构，属于共价晶体，晶体类型与其他三种不同，D符合题意； 故选D。 4．下列关于共价晶体和分子晶体的说法不正确的是 A．共价晶体的硬度通常比分子晶体的大 B．共价晶体的熔、沸点较高 C．分子晶体都不溶于水 D．金刚石、水晶属于共价晶体 【参考答案】C 【解析】 5．下表是某些共价晶体的熔点和硬度。 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 硬度 10 9.5 9 7 7 6.0 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．构成共价晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越低 C．构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大 D．构成共价晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大 【参考答案】D 【解析】共价晶体的熔点和硬度与构成共价晶体的原子间的共价键键能有关，而原子间的共价键键能与原子半径的大小有关。即原子半径越小，键能越大，熔点越高，硬度越大。 6．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 【参考答案】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．以任意一个顶点甲烷为例，在一个立方面心晶胞中，有三个面的面心甲烷与其最近且距离相等，每个面心的甲烷被两个晶胞所有，该顶点的甲烷在8个立方体顶点，则此顶点甲烷分子紧邻的甲烷分子有个，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。 7．观察下列模型，判断下列说法正确的是 金刚石 干冰 二氧化硅 A．四种晶体的熔点： B．晶体中和个数比为1：4 C．每个干冰晶胞中含有的个数为14 D．和晶体堆积属于分子密堆积 【参考答案】B 【解析】A．金刚石、二氧化硅属于共价晶体，熔点较高；和干冰是分子晶体，熔点较低，A错误； B．在晶体中，每个形成4个，每个氧原子与2个硅原子成键，故与个数比为，B正确； C．干冰晶胞属于面心立方堆积，每个晶胞中有4个，C错误； D．分子之间只存在范德华力，所以晶体堆积属于分子密堆积，晶体由原子构成，属于共价晶体，D错误； 故选B。 8．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 【参考答案】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。 9．氮化硼是一种重要的功能性材料，其晶体存在如图所示的两种结构，六方氮化硼的结构与石墨类似，立方氮化硼的结构与金刚石类似。已知：立方氮化硼晶胞中，原子坐标参数甲为，乙为，下列有关说法错误的是 A．六方氮化硼层间存在分子间作用力 B．六方氮化硼中N-B-N键角大于立方氮化硼中N-B-N键角 C．平均每1 mol立方氮化硼晶体中含有2 mol共价键 D．晶胞中丙原子的坐标参数为 【参考答案】C 【解析】A．六方氮化硼结构与石墨类似，层间依靠分子间作用力结合，A正确； B．六方氮化硼中为杂化，键角为；立方氮化硼中为杂化，键角为，前者键角更大，B正确； C．立方氮化硼为共价晶体，根据晶体结构图可知，每个原子形成4个共价键，键为不同原子间的共价键，无需重复分摊，1mol立方氮化硼含1mol，共含有4mol共价键，C错误； D．结合甲、乙的坐标参数和晶胞结构，可知丙原子的坐标参数为，D正确； 故选C。 10．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 【参考答案】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。 11．正硼酸()是一种片层状结构白色晶体，层内的分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是 A．正硼酸晶体属于共价晶体 B．分子的稳定性与氢键有关 C．晶体中含有氢键 D．分子中硼原子最外层为6电子结构 【参考答案】D 【解析】A．正硼酸晶体中存在独立的分子，属于分子晶体，不属于共价晶体，A错误； B．分子的稳定性由分子内共价键的键能决定，氢键属于分子间作用力，只影响物理性质，与分子稳定性无关，B错误； C．1个分子参与形成6个氢键，每个氢键为2个分子共用，因此1mol 晶体中平均含3mol氢键，C错误； D．B原子最外层有3个电子，与3个O原子共形成3对共用电子对，因此分子中硼原子最外层为6电子结构，D正确； 故选D。 12．硼及其化合物在医疗、航空航天、超导磁体、储能材料、微波通信和动力装置上具有广泛的应用价值。立方氮化硼是一种用于航空航天的热绝缘体纳米材料，晶胞结构如图所示(晶胞的边长为a pm)。下列说法错误的是 A．氮化硼的化学式为 B．该晶胞中B原子和N原子之间的最近距离为 C．晶胞中B原子周围紧邻且等距的N原子的个数为4 D．立方氮化硼具有熔点高的性质 【参考答案】A 【解析】A．在晶胞中，B原子位于顶角和面心，个数为，4个N原子都位于晶胞内部，所以化学式为BN，A错误； B．B原子与N原子之间的最近距离为晶胞体对角线的，即，B正确； C．以晶胞中面心的B原子为研究对象，周围紧邻且等距的N原子有4个，C正确； D．立方氮化硼是共价晶体，熔、沸点高，D正确； 故答案选A。 13．灰锡与金刚石的晶体类型相同，其晶胞如图所示。下列有关说法错误的是 A．一个灰锡晶胞中含有8个Sn原子 B．灰锡属于共价晶体，其熔点低于金刚石 C．若锡原子半径为，灰锡晶胞的边长为apm，则 D．灰锡中每个Sn原子周围与它距离最近的Sn原子有4个 【参考答案】C 【解析】A．由晶胞结构可知Sn原子有8个位于顶点，个数为，6个位于面心，个数为，4个位于体内，则一个灰锡晶胞中含有8个Sn原子，A正确； B．灰锡与金刚石的晶体类型相同，即灰锡也为共价晶体，Sn原子半径大于C，C-C的键长比Sn-Sn键的键长短，键能大，因此熔点高于灰锡，B正确； C．根据硬球接触模型，则正方体对角线的就是Sn-Sn键的键长，即，所以，C错误； D．以体内Sn原子为观察对象，每个Sn原子周围与它距离最近的Sn原子有4个，D正确； 故选C。 14．有关下列物质结构模型的描述错误的是 石墨 碘 碳化硅 气态团簇分子 A．物质的熔点：石墨>碳化硅>碘 B．1 mol SiC晶体中有4 mol的极性共价键 C．碘晶体的晶胞中存在两种不同空间取向的分子 D．气态团簇分子的分子式为 【参考答案】D 【解析】A．石墨是混合型晶体，石墨内键键能很大，熔点高于很多共价晶体；碳化硅是共价（原子）晶体，键长比石墨的键更长，键能更小，熔点低于石墨；碘是分子晶体，分子间作用力弱，熔点远低于前两者。因此熔点顺序：石墨>碳化硅>碘，A正确； B．碳化硅()晶体结构，一个碳原子与周围4个硅原子形成空间网状正四面体结构，若含有碳原子，则所含共价键的物质的量为4mol，B正确； C．由图可知I2晶胞中分子存在两种不同空间取向，C正确； D．气态团簇分子是一个完整的分子，不是晶体晶胞，不能使用均摊法计算分子式，需要直接数所有原子个数：该分子中X共8个、Y共12个、Z共1个，分子式为，D错误； 故选D。 15．乙酸晶胞是长方体，其晶体结构如图所示(晶胞参数分别为a pm、b pm和c pm)。下列说法错误的是 A．乙酸晶体不属于分子密堆积 B．一个晶胞中含有4个乙酸分子 C．晶胞中乙酸分子的取向只有2种 D．晶胞的密度为 【参考答案】C 【解析】A．乙酸分子间存在氢键，氢键有方向性，晶体不属于分子密堆积，A正确； B．由图可知，一个晶胞中含4个乙酸分子，B正确； C．一个晶胞中含4个乙酸分子，由于甲基取向不同，乙酸分子的取向均不相同，取向有4种，C错误； D．结合B分析，晶体密度为，D正确； 故选C。 16．Ge晶胞(立方晶胞)结构如图1所示，下列说法错误的是 A．Ge为共价晶体 B．熔点：金刚石>Ge C．Ge晶胞沿体对角线投影图如图2所示 D．若该晶胞的边长为，则1号原子和2号原子之间的距离为 【参考答案】D 【解析】A．Ge与金刚石结构相似，原子间以共价键结合形成空间立体网状结构，属于共价晶体，A正确； B．共价晶体的熔点与共价键键能有关，C的原子半径小于Ge，C-C键键长更短、键能更大，故熔点：金刚石>Ge，B正确； C．沿体对角线投影时，体对角线上位于顶点的2个原子投影后位于正六边形的中心，剩余的6个位于顶点的原子投影后构成大的正六边形，位于面心和晶胞内部总共10个原子投影后构成小的正六边形，其投影排布与图2一致，C正确； D．设晶胞边长为，左前下方顶点为原点(0,0,0)，则1号原子坐标为，2号原子坐标为，根据空间距离公式，则1号原子和2号原子之间的距离为，D错误； 故答案选D。 二、非选择题 17．碳的单质及其化合物有许多特别的性质，在生产生活中有诸多应用。 (1)碳单质有石墨、金刚石、碳纳米管等多种形态，在科研、工业生产、半导体等领域广泛使用。 ①石墨晶体的结构如图所示，相邻层间最近的碳原子距离比层内相邻碳原子的距离大很多，这说明层间的作用类型为___________，石墨有很好的导电性，常用作电极材料，原因是___________。 ②石墨不仅可用作电解池的电极，还可以用作锂电池的负极材料。一种理想的锂电池负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，其晶胞结构如图所示，单个晶胞中含___________个Li和___________个C。 【参考答案】(1) 范德华力 石墨晶体中存在离域大π键，π键中的电子可在层内自由移动，在外电场作用下定向移动形成电流，因此具有良好导电性 1 6 【解析】(1)①石墨层状结构中，层与层之间作用力为范德华力；石墨晶体中存在离域大π键，π键中的电子可在层内自由移动，在外电场作用下定向移动形成电流，因此具有良好导电性； ②根据图示，Li原子位于晶胞顶点，根据均摊法计算，其个数为；根据图示，C原子有2个位于晶胞内部，8个位于晶胞面上，则其个数为； 18．C60、金刚石、石墨、冰、干冰的结构模型分别如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)。 (1)下列物质中，与C60的晶体类型相同的是_________（填序号，下同），与金刚石的晶体类型相同的是_________。 ①干冰 ②冰 ③可燃冰 ④金刚砂 ⑤石英 ⑥稀有气体晶体 (2)金刚石、冰、干冰熔点由高到低的顺序是_________，原因：_________。 (3)12g金刚石中含有的碳碳单键数目是_________，石墨层状结构中平均每个正六边形占有的碳原子数是_________。 (4)干冰晶体中，每个CO2周围等距且紧邻的CO2有_________个。在冰的结构模型中，每个水分子最多与相邻的_________个水分子相连接。同为分子晶体，但干冰中CO2的配位数(一个分子周围最邻近的分子的数目)大于冰中水分子的配位数，其原因是 _________。 (5)科学家把C60和K掺杂在一起制造出的物质具有超导性能，其晶胞结构如图所示。该物质中K和C60的个数比为_________。 (6)碳与硅为同主族元素。硅在自然界大多以硅酸盐形式存在。在硅酸盐中，四面体(如图为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成链状、环状等多种结构。 图甲为一种无限长单链结构的多硅酸根一部分，其中Si原子的杂化方式为_______，该多硅酸根的最简式为_______。 【参考答案】(1) ①②③⑥ ④⑤ (2)金刚石 > 冰 > 干冰 金刚石是共价晶体，熔化时需破坏强烈的共价键，熔点最高；冰和干冰均为分子晶体，冰中水分子间存在氢键，干冰中仅存在范德华力，氢键的作用力强于范德华力，故冰的熔点高于干冰； (3) 2×6.02×1023（或2NA） 2 (4) 12 4 干冰中CO2为非极性分子，仅靠范德华力结合，分子可紧密堆积，配位数高，而水分子间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，限制了水分子的紧密靠近，故配位数更低 (5)3:1 (6) sp3 【解析】（1）C60属于分子晶体，与它晶体类型相同的是①干冰、②冰、③可燃冰、⑥稀有气体晶体；金刚石属于原子晶体，与它晶体类型相同的是④金刚砂、⑤石英； （2）熔点由高到低的顺序是：金刚石 > 冰 > 干冰；原因是：金刚石是共价晶体，熔化时需破坏强烈的共价键，熔点最高；冰和干冰均为分子晶体，冰中水分子间存在氢键，干冰中仅存在范德华力，氢键的作用力强于范德华力，故冰的熔点高于干冰； （3）金刚石结构中，一个C原子周围形成4个共价键，每个共价键被2个C原子共用，平均1个C原子拥有2个碳碳单键，12g金刚石（物质的量为1mol）中含有的碳碳单键数目为2×6.02×1023（或2NA）；石墨层状结构中每个碳原子被3个正六边形共用，平均每个正六边形占有的碳原子数为2； （4）干冰晶体中每个CO2周围等距且紧邻的CO2有12个；冰中每个水分子最多与相邻的4个水分子相连接；干冰中CO2为非极性分子，仅靠范德华力结合，分子可紧密堆积，配位数高，而水分子间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，限制了水分子的紧密靠近，故配位数更低；   （5）K位于晶胞内部，共12个，C60位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，故K和C60的个数比为12:4=3:1； （6）每个Si原子形成4个σ键，无孤电子对，故杂化方式为sp3杂化；单链结构中，每个Si原子连接4个O原子，其中2个O原子为相邻四面体共用，故每个Si实际占有O原子数为2+2×=3，形成的硅酸根为，最简式为。 19．碳与硅分别是有机和无机世界的重要组成元素，具有相似电子排布和化学性质，应用广泛。 Ⅰ．碳元素有多种单质，下图分别为金刚石(图1)和富勒烯(图2)的晶胞 (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，称作原子分数坐标。如图1中a原子的坐标为，则原子b的坐标为_______； (2)若将金刚石晶胞从上下(或前后、左右)两面的对角线方向切开，得到的切面图正确的是_______； (3)富勒烯晶胞中每个分子周围紧邻等距的分子有_______个，这一特征称为：_______； II．碳的氧化物常见的有CO、，而硅常见的只有，晶胞如下： (4)晶体中距离最近的两个Si原子间距为Lpm，则的晶胞边长_______；若的密度为，则阿伏加德罗常数值可表示为_______；(列出计算式即可) 【参考答案】(1) (2)ac (3) 12 分子密堆积 (4) 【解析】（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，称作原子分数坐标，如图1中a原子的坐标为，由晶胞结构可知，原子b的坐标为。 （2） 金刚石晶胞中碳原子位于晶胞的顶点、面心及体内，且体内的4个原子形成正四面体结构，若将金刚石晶胞从上下(或前后、左右)两面的对角线方向切开，得到的切面图为：或，故选ac。 （3）富勒烯晶胞中位于顶点和面心，每个分子周围具有12个等距的最近邻分子，这种的堆积方式称为分子密堆积。 （4）若SiO2晶体中最近的Si–Si距离为 L pm，则利用“金刚石型”相似结构可得最近邻间距d =a，所以a = pm。设其密度为，每个晶胞含有+4=8 个 Si原子，含有16个O原子，则，可得阿伏加德罗常数NA = 。 20．完成下列问题 (1)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性 (晶体结构如图)。 ①关于这两种晶体的说法，不正确的是___________(填字母)。 a．两种晶体均为分子晶体 b．两种晶体中的B﹣N键均为共价键 c．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软 d．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大 ②六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电，原因是___________ (2)石墨的晶胞结构如图所示。已知石墨的密度为ρg·cm-3，C-C键的键长为r cm，NA为阿伏加德罗常数的值，则石墨晶体的层间距d=___________cm。 【参考答案】(1) ad 六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电，是因为六方相氮化硼晶体内无自由电子 (2) 【解析】（1）①a．立方相氮化硼为空间网状结构，不存在分子，为原子晶体，故a错误； b．非金属元素之间易形成共价键，所以两种晶体中的B﹣N键均为共价键，故b正确； c．六方相氮化硼为层状结构，层间范德华力作用小，导致其质地软，故c正确； d．立方相氮化硼中N原子与B原子间存在共价单键，所以该化合物中含有σ键，不存在π键，故d错误； 故选ad。 ②六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电，是因为六方相氮化硼晶体内无自由电子。 （2）晶胞中C原子的数目为，故晶胞的质量为；设晶胞底边长为acm，高为hcm，层间距为dcm，则h=2d，a=，晶胞体积为，故，解得。 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