3.2 分子晶体与共价晶体（培优专练）化学人教版选择性必修2

第三单元 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与供价晶体 目 录 攻题型 定点突破，夯实要点 题型1 常见分子晶体的结构 题型2 分子晶体的物理性质 题型3 常见共价晶体的结构 题型4 共价晶体的物理性质 练综合 融会贯通，拓展提升 题型1 常见分子晶体的结构 1．【演绎推理】（25-26高二下·湖北武汉·期末）干冰晶胞为面心立方结构，晶胞参数为，如图a所示。 下列说法错误的是 A．晶胞中的有3种取向 B．晶胞密度为 C．沿晶胞体对角线方向的投影图如图b D．晶胞中与最近且距离相等的有12个 【答案】A 【详解】A．干冰的面心立方晶胞中，顶点的为1种取向，3组对面面心的取向各不相同，总计共4种取向，A错误； B．干冰面心立方晶胞中的个数为，晶胞总质量为；晶胞参数，晶胞体积为，因此密度，B正确； C．沿面心立方晶胞的体对角线方向投影，会得到正六边形的投影轮廓，晶胞内不同位置的投影分布与图b一致，C正确； D．干冰为面心立方最密堆积，以任意一个为研究对象，其最近且等距的分布在相邻面的面心位置，总数为12个，D正确； 故选A。 2．【信息加工】磷元素有白磷、红磷等单质，白磷()分子结构及晶胞如下图所示，白磷和红磷转化的热化学方程式为(白磷，s)=(红磷，s)    ；下列说法正确的是    A．分子中的P-P-P键角为109°28＇ B．白磷和红磷互为同位素 C．白磷晶体中1个分子周围有8个紧邻的分子 D．白磷和红磷在中充分燃烧生成等量(s)，白磷放出的热量更多 【答案】D 【详解】A．白磷分子为正四面体结构，每个顶点1个P原子，P4分子中的P-P-P键角为60°，A错误； B．白磷和红磷互为同素异形体，B错误； C．白磷为面心立方最密堆积，配位数为12，白磷晶体中1个P4分子周围有12个紧邻的P4分子，C错误； D．从题中可知，白磷转化为红磷放热，说明相等质量的白磷能量高于红磷，白磷和红磷在氧气中充分燃烧生成等量的P2O5(s)，白磷放出的能量更多，D正确； 故选D。 3．【演绎推理】（25-26高二下·四川达州·期末）固体I2的晶胞如图所示，其晶胞参数，。下列说法正确的是 A．1个晶胞中含有4个I原子 B．晶胞中I2分子的取向完全相同 C．1号和2号分子中心间距为 D．每个I2分子周围与其等距且紧邻的I2分子有4个 【答案】D 【详解】A．由晶胞图可知，I2分子位于长方体的顶点和面心，1个晶胞中含个I2分子，故含有8个I原子，A错误； B．由图可知晶胞中I2分子的取向不完全相同，如1和2，B错误； C．1号和2号分子中心间距为上、下面的面对角线的一半，即，C错误； D．以2为例，由于，故其周围与其等距且紧邻（距离最小）的I2分子为同一面上的4个顶点分子，距离为；或相邻4个以b、c为边长的面的面心分子,距离为；或相邻4个以a、c为边长的面的面心分子，距离为，D正确； 故答案选D。 4．【模型构建】晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体(如图)。其中含20个等边三角形和一定数量的顶角，每个顶角上各有一个原子。试观察推断这个基本结构单元所含B原子数，B—B键个数及键角正确的一组是 A．20个，60个，360° B．12个，30个，60° C．9个，18个，45° D．18个，54个，90° 【答案】B 【详解】每个等边三边形有3个顶点，每个顶点为5个三边形共用，结构单元中B原子数目==12，等边三角形的内角为60°，则B-B-B键的键角为60°；每B原子形成5个B-B键，每个B-B键为2个B原子共用，即每个B原子形成2.5个B-B键，B-B键的个数=2.5×12=30，故答案为B。 题型2 分子晶体的物理性质 5．【辩证思维】（25-26高二下·广西贺州·阶段检测）如图分别表示冰晶体、干冰晶体、玻璃的结构，下列相关说法正确的是 A．冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作用力 B．沸点：干冰>冰 C．玻璃的X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰 D．干冰晶体中每个CO2周围距离相等且最近的CO2有12个 【答案】D 【详解】A．冰晶体中除范德华力和氢键外，水分子内部还存在O－H共价键，A错误； B．冰中存在氢键，分子间作用力强于仅存在范德华力的干冰，故沸点冰>干冰，B错误； C．玻璃属于非晶体，X射线图谱不存在分立的斑点或明锐的衍射峰，C错误； D．干冰为面心立方晶体，每个周围距离相等且最近的有12个，D正确； 故选D。 6．【类比法】（25-26高二上·河南信阳·期末）类比推理是重要的学科思想，下列有关类比推理正确的是 A．溶液低温蒸干得到，推测NaCl溶液低温蒸干也可得到NaOH B．为直线形分子，推测也是直线形分子 C．基态V原子的价层电子排布式为，则基态Cr原子的价层电子排布式为 D．的熔沸点小于，则的熔沸点小于 【答案】D 【详解】A．溶液低温蒸干时，Mg2+水解生成，而NaCl溶液中Na+不水解，蒸干得到NaCl固体，不是NaOH，A不符合题意； B．的中心C原子的价电子对数为，属于sp杂化，为直线形分子，的中心S原子的价电子对数为，为sp2杂化且有孤对电子，呈V形结构，不是直线形，B不符合题意； C．基态V原子价层电子排布为，但Cr原子因半满规则稳定，价层电子排布为，C不符合题意； D．、、、均为分子晶体，的相对分子质量小，分子间的作用力小，故的熔沸点小于，同理，的相对分子质量小，分子间的作用力小，故的熔沸点小于，D符合题意； 故选D。 7．【演绎推理】（23-24高二下·山西长治·期中）和的熔点均比较低，且易升华。下列说法错误的是 A．二者在固态时所形成的晶体都是分子晶体 B．二者在熔融状态时均不导电 C．二者所有原子都达到了8电子稳定结构 D．二者的中心原子杂化类型不同 【答案】C 【详解】A．根据题干信息可知，和的熔点均比较低，且易升华，是分子晶体，故A正确； B．和属于共价化合物，不存在离子键，也不是离子化合物，在熔融状态下不能导电，故B正确； C．中Be元素化合价为+2价，Be的最外层电子数为2+2=4，不满足8电子稳定结构；中Al元素化合价为+3价，Al的最外层电子数为3+3=6，不满足8电子稳定结构；氯元素化合价均为-1价，最外层电子数为1+7=8，满足8电子稳定结构，故C错误； D．中Be的价层电子对数为，中心原子杂化类型为sp；中Al的价层电子对数为，中心原子杂化类型为sp2，因此杂化类型不同，故D正确； 故答案选C。 8．【传统文化】（23-24高二下·福建泉州·期中）我国传统文化包含丰富的化学知识。苏轼的《格物粗谈》中记载：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”。《易经》记载：“泽中有火”“上火下泽”。“泽”，指湖泊池沼。下列关于“气”和“火”的说法正确的是 A．“气”“火”在水中都能形成分子间氢键 B．“气”的沸点低于“火” C．“气”“火”分子的空间结构都是正四面体形 D．每个“气”“火”分子中σ键数目之比为5∶4 【答案】D 【分析】乙烯具有催熟作用，“气”是指乙烯，湖泊池沼中腐烂的植物发酵会产生甲烷，甲烷能燃烧，所以“火”是指甲烷气体。 【详解】A．氢原子与电负性大的原子X以共价键结合，若与电负性大、半径小的原子Y（O、F、N等）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用，称为氢键，因此乙烯和甲烷不能形成分子间氢键，A错误； B．乙烯的相对分子质量大于甲烷，范德华力大，所以熔沸点高，则乙烯的沸点高于甲烷，故B错误； C．乙烯含碳碳双键，分子的空间结构为平面结构，故C错误； D．乙烯结构简式为CH2=CH2，单键由1个键形成，双键由1个键和1个π键形成，每个乙烯分子中含键数目为5，甲烷结构简式为CH4，每个甲烷分子中含键数目为4，则数目之比为5∶4，故D正确； 故选：D。 题型3 常见共价晶体的结构 9．【辩证思维】（25-26高二上·河北石家庄·期末）通过反应4BI3(g)+As4(g)4BAs(s，晶体)+6I2(g)可制备具有超高热导率半导体材料——BAs晶体。下列说法错误的是 A．图(a)表示As4结构，As4分子中成键电子对数与孤对电子数之比为3：1 B．图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单元，该基本单元为正二十面体 C．图(b)所示单质硼晶体的熔点为2180℃，它属于共价晶体 D．图(c)表示BAs的晶胞结构，距离As原子最近且相等的B原子有4个 【答案】A 【详解】A．图(a)表示As4结构，每个As原子最外层有5个电子，形成3个键，还有1对孤电子对，As4分子中成键电子对数（共6对）与孤电子对数（共4对）之比为3：2，A错误； B．图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单元，每个面都是由3个B原子形成的正三角形，一共有20个正三角形，所以该基本单元为正二十面体， B正确； C．单质硼晶体的熔点为2180℃，熔点较高，且原子间通过共价键结合，属于共价晶体， C正确； D．由题图可知，BAs晶胞中，较大的原子As原子，距离As原子最近且相等的B原子有4个，D正确； 因此答案选A。 10．【科技前沿】（25-26高二上·河南洛阳·期末）几种常见碳单质的结构如图所示。下列说法正确的是 A．均为共价晶体 B．碳60晶胞中，C60配位数为6 C．碳纳米管是一种新型无机非金属材料 D．金刚石结构中，碳原子与共价键的个数比为1：4 【答案】C 【详解】A．C60是由分子依靠分子间作用力结合形成的，属于分子晶体，只有金刚石属于共价晶体，因此三种物质不都是共价晶体，A错误； B．晶体中分子位于晶胞的顶点和面心，晶胞中每个分子的配位数为12，B错误； C．碳纳米管是碳元素形成的单质，属于新型无机非金属材料，C正确； D．金刚石中每个碳原子形成4个共价键，每个共价键被2个碳原子共用，平均1个碳原子对应个共价键，因此碳原子与共价键的个数比为，D错误； 故选C。 11．【传统文化】（25-26高二下·辽宁葫芦岛·期末）氮化镓(GaN)晶胞及其沿z轴方向的俯视图如下图，设NA是阿伏加德罗常数的值，a点原子的分数坐标为(0，0，0)，晶体的密度为，下列说法不正确的是 A．c点原子的分数坐标为(1，1，1)或(1，1，0) B．晶胞中与N等距且紧邻的N有12个 C．N位于Ga构成的四面体空隙中，且四面体空隙的占有率为50% D．晶胞边长： 【答案】D 【详解】A．a点分数坐标为(0,0,0)，若c点为z=0的晶胞底面对角顶点，分数坐标为(1,1,0)；若为z=1的晶胞顶面对角顶点，分数坐标为(1,1,1)，两种表述均符合分数坐标规则，A不符合题意； B．该晶胞中N原子的排布类似面心立方结构，面心立方晶胞中，与任意原子等距且紧邻的同原子配位数为12，因此和N等距紧邻的N共有12个，B不符合题意； C． 该晶胞中Ga原子填充在N构成的四面体空隙中：面心立方结构的四面体空隙总数为8个，而该晶胞内Ga原子仅为4个，因此四面体空隙的占有率为，C不符合题意； D．晶胞内GaN的单元数为4，晶胞总质量。设立方体晶胞边长为，由密度公式得，即，选项中多乘了，推导错误，D符合题意； 故选D。 12．【科技前沿】（25-26高二下·辽宁大连·阶段检测）硅化镁是一种半导体材料，在光电子器件、能源器件、激光武器等领域有重要应用前景，其常见立方晶胞如图甲所示；已知晶胞边长为a pm。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。下列说法错误的是 A．距离B原子最近且等距的B原子有4个 B．由晶体结构可推断硅化镁的化学式为 C．若将图甲中移动到，则可得到硅化镁的等边长晶胞乙 D．已知原子分数坐标：点为，则点的原子分数坐标为 【答案】A 【分析】图甲中黑球位于晶胞顶点、棱心、面心和体心，数目为，灰球位于晶胞内部，数目为4，硅化镁晶胞中两种原子个数比为2:1； 【详解】A．由 图甲可知，通过晶胞的延伸，与B原子距离最近且等距的B原子有12个，A错误； B．由分析可知晶胞中两种原子个数比为2:1，根据镁原子最外层电子数为2，硅原子最外层电子数为4，镁为金属元素，在化合物中多为+2价，硅为非金属元素，最低负价为-4价，由此可得硅化镁的化学式为，B正确； C．将原点平移至后，晶胞边长保持不变，原晶胞中（灰球）、（黑球）的位置重排后得到图乙所示晶胞，C正确； D．原子分数坐标以为坐标原点，晶胞边长为单位长度，图中B原子位于晶胞体对角线处，沿轴距离原点均为个单位长度，B点的分数坐标为 ，D正确； 答案选A。 题型4 共价晶体的物理性质 13．【辩证思维】（25-26高二下·湖南常德·阶段检测）下列说法中正确的有 ①熔、沸点：金刚石>碳化硅>晶体硅     ②晶体中分子间作用力越大，分子越稳定     ③二氧化硅晶体熔化与碘化氢分解需克服的化学键相同     ④金刚石的硬度大，则C60的硬度也大     ⑤金刚石和石墨晶体中最小的环都为平面六元环 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】B 【详解】 ①金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体，熔沸点由共价键键能决定：键长，键能，故熔沸点金刚石>碳化硅>晶体硅，①正确。 ②分子稳定性由分子内共价键键能决定，分子间作用力仅影响熔沸点等物理性质，和分子稳定性无关，②错误。 ③二氧化硅是共价晶体，熔化时克服极性共价键；碘化氢分解时断裂极性共价键，二者克服的化学键类型相同，③正确。 ④金刚石是共价晶体硬度大，属于分子晶体，硬度很小，④错误。 ⑤石墨的最小环为平面六元环，金刚石的最小六元环为空间立体构象，不是平面结构，⑤错误。 综上共有2个说法正确。故选B。 14．【信息加工】（25-26高二下·湖南衡阳·阶段检测）根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃ 190 -68 2573 >3500 1410 沸点/℃ 180 57 2823 5100 2628 A．是分子晶体 B．晶体硼是共价晶体 C．是分子晶体，加热能升华 D．金刚石中的C—C的强度比晶体硅中的Si—Si弱 【答案】D 【详解】A．的熔沸点均较低，属于分子晶体的特征，A正确； B．晶体硼中硼原子以共价键连接，其熔、沸点较高，是共价晶体，B正确； C．的熔沸点均较低，属于分子晶体的特征，且沸点低于其熔点，故加热会倾向于由固态转变为气态，即升华，C正确； D．C的原子半径比Si的原子半径小，金刚石中的键长比晶体硅中的键长短，则金刚石中的键能比晶体硅中的键能大，故金刚石中的键强度比晶体硅中的键强，D错误； 故选D。 15．【信息加工】（25-26高二下·河北唐山·期中）科学家已成功将二氧化碳在高温高压下转化为类似二氧化硅的晶体结构。关于这种二氧化碳晶体的叙述错误的是 A．属于共价晶体 B．熔点比二氧化硅晶体高 C．每个原子都达到8电子稳定结构 D．每个碳原子与2个氧原子形成单键 【答案】D 【详解】A．该晶体结构类似，属于共价晶体，因此该晶体也属于共价晶体，A正确； B．C原子半径小于Si原子，键键长比键短，键能更大，因此该晶体熔点比晶体高，B正确； C．每个C原子与4个O原子形成单键，最外层电子数为4+4=8，每个O原子与2个C原子形成单键，最外层电子数为6+2=8，所有原子都达到8电子稳定结构，C正确； D．类比的结构，每个碳原子与4个氧原子形成单键，而非2个，D错误； 故选D。 16．【工业生产】（25-26高二上·浙江嘉兴·阶段检测）工业上生产高纯硅的原理如下(已知硅、氢的电负性分别为1.8、2.1)： 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．①中产生气体时，断裂的数目为 B．②中生成时，同时生成的数目为 C．③中生成时转移电子的数目为 D．熔点：（金刚石） 【答案】B 【分析】二氧化硅与碳在高温下反应生成粗硅和一氧化碳，粗硅与氯化氢在300℃下反应生成SiHCl3和氢气，SiHCl3和氢气在1100℃下生成高纯硅和氯化氢。 【详解】A．反应①生成的气体为CO，未说明“标准状况”，2.24 L CO的物质的量无法确定，无法计算断裂键的数目，A错误； B．反应②：，生成0.1 mol 时应生成0.1 mol ，分子数为0.1，B正确； C．反应③：，5.6 g Si的物质的量为，由电负性可知，氢的电负性大于硅，所以 中Si的化合价为+4价，则转移电子的物质的量为：，转移电子数目为0.8，C错误； D．为共价晶体，C（金刚石）为共价晶体，共价晶体熔点很高，的键长小于的键长，则C-C键的键能大于Si-O键的键能，所以金刚石的熔点高于二氧化硅， 为分子晶体，分子晶体熔点较低，所以熔点顺序应为C>> ，D错误； 故答案选：B。 限时：45分钟 满分：60分 一、选择题（每题2分，共12题，共24分） 1．科技点亮山河，航天筑梦华夏。下列说法正确的是 A．“神舟号”载人飞船隔热层填充芳纶纤维，芳纶属于新型无机非金属材料 B．“天舟号”货运飞船使用基于单晶硅的半导体器件，单晶硅是一种分子晶体 C．“嫦娥号”月球探测器搭载水升华器用以降温，水升华时破坏了极性共价键 D．“天问号”行星探测器使用镍钛形状记忆合金，Ti和Ni均位于元素周期表d区 【答案】D 【详解】A．芳纶属于聚酰胺类有机高分子材料，不属于无机非金属材料，故A错误； B．单晶硅是由硅原子通过共价键形成空间网状结构的共价晶体，不是分子晶体，故B错误； C．水升华是物理变化，仅破坏范德华力和氢键，不会破坏水分子内的极性共价键，故C错误； D．Ti是22号元素，位于周期表IVB族，Ni是28号元素，位于周期表VIII族，二者均属于d区元素，故D正确； 选D。 2．下列微粒的化学用语表述正确的是 A．分子是含有极性键的非极性分子 B．1个分子中含有1个键，1个键 C．邻羟基苯甲醛分子间氢键示意图： D．冰晶胞示意图：，类似金刚石晶胞，冰晶胞内水分子间以共价键结合 【答案】A 【详解】A．​结构式为，C与O之间是不同原子形成的极性键，分子为直线形对称结构，正负电荷中心重合，因此是含极性键的非极性分子，A正确； B．分子中存在三键，三键包含个键和个键，B错误； C．题图中氢键是同一个邻羟基苯甲醛分子内的羟基氧与醛基的氢形成的，属于分子内氢键，不是分子间氢键，C错误； D．冰晶胞内水分子间是以氢键结合的，氢键属于分子间作用力，不是共价键，D错误； 故选A。 3．氯化钠、金刚石、干冰、石墨晶体的结构模型如图所示，下列说法错误的是 A．晶胞中，1个分子周围与它距离最近且距离相等的分子有12个 B．金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1:2 C．NaCl晶体中，每个晶胞含有4个NaCl分子 D．石墨为混合型晶体，层内碳原子与六元环个数之比为2:1 【答案】C 【详解】A．晶胞为面心立方结构，以顶点的分子为例，与其距离最近且相等的分子为面心的分子，共有个，A正确； B．金刚石晶体中每个碳原子连接4个碳碳键，每个碳碳键被2个碳原子共用，1mol碳原子对应碳碳键的物质的量为mol，故碳原子与碳碳键个数比为1:2，B正确； C．NaCl为离子晶体，构成微粒为和，不存在NaCl分子，C错误； D．石墨层内每个碳原子被3个六元环共用，每个六元环含有的碳原子数为，故层内碳原子与六元环个数之比为2:1，D正确； 故选C。 4．冰、干冰、可燃冰是分子晶体中三种具有代表性的物质，下列关于三种“冰”的说法错误的是 A．水转化为冰的过程中，分子间的空隙增大是因为形成了氢键 B．在冰晶胞中分子周围有12个紧邻的分子 C．可燃冰中存在氢键 D．干冰分子是含有极性键的非极性分子 【答案】B 【详解】A．水转化为冰的过程中，水分子间通过氢键形成规则的空间网状结构，导致分子间空隙增大，密度比液态水小，A正确，不符合题意； B．冰晶胞中每个分子通过氢键与周围4个紧邻的分子结合形成四面体结构，配位数为4，B错误，符合题意； C．可燃冰是甲烷水合物，结构内的水分子之间存在氢键，C正确，不符合题意； D．干冰为晶体，分子内的C=O键为极性键，分子呈直线形对称结构，正负电荷中心重合，属于非极性分子，D正确，不符合题意； 答案选B。 5．下列说法不正确的是 A．在金刚石晶体中，每个碳原子与碳碳键数目之比为1:2 B．氯化铯晶体中，每个周围紧邻8个 C．干冰晶体中，每个分子周围紧邻且距离相等的分子有6个 D．氯化钠晶体中，每个周围紧邻且距离相等的Cl-构成正八面体结构 【答案】C 【详解】A．在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成的共价键平均为，所以每个碳原子与碳碳键数目的比为，故A正确； B．氯化铯晶体中，铯离子在体心，氯离子在顶点，每个周围紧邻8个，故B正确； C．干冰晶体中，分子位于顶点和面心，以顶点上的分子为例，与它距离最近的分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上，即每个分子周围紧邻且距离相等的分子有12个，故C错误； D．氯化钠晶体中，每个周围紧邻且距离相等的有6个，这6个构成正八面体结构，故D正确；　 故选C。 6．氮化硼(BN)晶体存在如下图所示的两种结构。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，可作研磨剂。 下列说法不正确的是 A．六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键 B．六方氮化硼可做润滑剂 C．立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子和4个硼原子 D．立方氮化硼晶胞中，离硼原子距离最近且相等的氮原子有8个 【答案】D 【详解】A．六方氮化硼结构与石墨类似，层间相互作用为分子间作用力，不属于化学键，A正确； B．六方氮化硼结构与石墨类似，性质与石墨相似，石墨可作润滑剂，因此六方氮化硼也可做润滑剂，B正确； C．立方氮化硼晶胞中，B原子位于顶点和面心，个数为，N原子位于晶胞内部，个数为4，因此晶胞中含有4个氮原子和4个硼原子，C正确； D．立方氮化硼结构与金刚石类似，金刚石中每个碳原子周围最近的碳原子有4个，因此立方氮化硼中离硼原子距离最近且相等的氮原子有4个，D错误； 故选D。 7．金刚石与富勒烯是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体。下列说法正确的是 A．金刚石中碳原子之间通过轨道重叠形成键 B．金刚石中含键 C．熔点：金刚石<富勒烯 D．晶体中，每个分子周围有个紧邻且距离相等的分子 【答案】D 【详解】A．金刚石中碳原子为杂化，通过杂化轨道重叠形成键，并非2p轨道直接重叠，A错误； B．12 g金刚石的物质的量为，每个碳原子形成4个键，每个键被2个碳原子共用，故1 mol金刚石含键的物质的量为，B错误； C．金刚石是共价晶体，富勒烯是分子晶体，共价晶体熔点远高于分子晶体，故熔点：金刚石>富勒烯，C错误； D．晶体为面心立方最密堆积，面心立方堆积的配位数为12，即每个分子周围有12个紧邻且距离相等的分子，D正确； 故选D。 8．晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。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，称为原子的分数坐标，如M点原子的分数坐标为，已知Xe—F键长为r pm。下列说法正确的是 A． B．Xe属于d区元素 C．N点原子的分数坐标为 D．晶胞中M、N间距离 【答案】D 【详解】A．用均摊法计算晶胞中原子个数：Xe（大黑球）：8个位于顶点，每个贡献，1个位于体心，完全属于晶胞，总Xe数：；F（小黑球）：8个位于棱，2个位于晶胞内部，共个，，故，A错误； B．Xe是0族元素，价电子排布为，最后一个电子填充在p轨道，属于p区元素，B错误； C．M点分数坐标为，说明原点在晶胞左下角顶点，晶胞边长为（x、y方向）、（z方向），且每个坐标系的单位长度都记为1，N为F原子，Xe-F键长为，N的z坐标为，N点原子的分数坐标为，C错误； D．M实际坐标为，N实际坐标为，根据空间两点距离公式：与选项表达式一致，D正确。 故选D。 9．一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是 A．该化合物的化学式为 B．若①原子的坐标是，则的坐标是 C．晶体中，与最近且距离相等的有6个 D．和的最短距离为 【答案】C 【详解】A．计算晶胞中各原子个数：Ag位于体心为1，B位于顶点为，C和N在晶胞中的个数均为4，故化学式为AgB(CN)4，A正确； B．以①为原点，Ag位于体心，则Ag的坐标为，B正确； C．结合晶胞结构知，与B（顶点）最近且距离相等的C有４个，C错误； D．Ag（体心）与B（顶点）的最短距离为体对角线的一半，设晶胞边长为apm，则此最短距离为 pm，晶胞中含1个AgB(CN)4，摩尔质量为108+11+4×12+4×14=223 g/mol，则晶胞边长为，则二者的最短距离为，D正确； 故答案选C。 10．石墨和金刚石的结构及其晶胞结构如图，其中1、2号碳原子分数坐标分别为、。下列说法错误的是 A．熔点：金刚石＜石墨 B．石墨的导电性：层内＞层间 C．金刚石晶胞的边长为 D．石墨晶胞中3号碳原子的分数坐标为 【答案】C 【详解】A．石墨中碳碳键键长比金刚石中更短，碳碳键键能更大，因此熔点：金刚石＜石墨，A正确； B．石墨层内存在可自由移动的离域电子，层间仅靠范德华力结合，无自由移动电子，因此导电性：层内＞层间，B正确； C．已知金刚石中碳碳键长为，金刚石晶胞为面心立方结构，晶胞体对角线长度等于4倍碳碳键长。设晶胞边长为，可得关系：，解得，C错误； D．已知1号碳原子坐标为，2号为，晶胞轴总高度为1，3号碳原子位于处，结合石墨晶胞结构，3号碳原子分数坐标为，D正确； 故选C。 11．砷化镓是优良的半导体材料，熔点为1238℃，密度为，其晶胞结构如图所示。和的摩尔质量分别为和，原子半径分别为和，阿伏加德罗常数为。下列说法错误的是 A．该晶体化学式为 B．晶体中原子位于原子构成的正四面体中心 C．晶体中与原子最近且距离相等的原子有12个 D．该晶胞中和原子的体积占晶胞体积的百分率为 【答案】D 【详解】A．用均摊法计算原子数目，As原子有顶点面心个；Ga原子完全处于晶胞内部，共4个，因此砷化镓晶胞中Ga与As个数比为1∶1，化学式为GaAs，A正确； B．闪锌矿结构中，Ga 原子构成面心立方骨架，As 原子填充在 Ga 形成的正四面体空隙中心，B正确； C．As原子位于顶点和面心，以顶点的As原子为例，与之最近且距离相等的As原子在相邻面的面心，每个顶点As原子周围有12个面心As原子，C正确； D．晶胞总质量，则晶胞体积；空间占有率=，化简得，D错误； 答案选D。 12．磷化硼(BP)是一种半导体材料，熔点，其结构与氮化硼相似，已知磷化硼晶胞参数为a pm，以晶胞参数建立分数坐标系，立方晶胞结构如图甲，1号原子的坐标为，2号原子的坐标为，下列说法正确的是 A．熔点： B．该晶胞沿z轴方向的投影如图乙所示 C．基态磷原子的价层电子排布式为 D．3号B原子的坐标为 【答案】D 【详解】A．BP和BN均为共价晶体，结构相似时，共价键键长越短，键能越大，熔点越高。原子半径：，故键长：，键能，因此熔点：，A错误； B．沿z轴投影（投影到xy平面），晶胞内4个B原子的投影坐标为、、、，即分布如图，，B错误；C．价层电子是原子参与成键的最外层电子，P是15号元素，基态P原子电子排布式为，价层电子排布式为，C错误； D．分数坐标以晶胞参数为单位，1号原子坐标，2号。3号B原子沿、、轴的分数分别为、、，因此坐标为，D正确； 故选D。 二、非选择题（共3题，共36分） 13．（8分）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在13000℃时反应获得。 (1)氮化硅晶体属于___________晶体。 (2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式：___________。 (3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为___________。 (4)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，立方氮化硼中含有___________个氮原子、___________个硼原子，立方氮化硼的密度是___________(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。 【答案】(1)共价 (2) (3) (2分) (4) 4 4 (2分) 【详解】（1）氮化硅硬度大、熔点高、化学性质稳定，符合共价晶体的典型特征，因此氮化硅属于共价晶体； （2）原子间均以单键相连，N-N、Si-Si不直接相连，仅Si-N成键；且每个原子满足 8电子稳定结构。Si最外层4个电子，需形成4个单键；N最外层5个电子，需形成3个单键，设化学式为，成键总数相等，得，因此化学式为； （3）反应物为，产物为，根据氧化还原配平：； （4）立方氮化硼结构与金刚石相似，金刚石晶胞含8个C原子，立方氮化硼为BN，晶胞中B、N原子数相等，因此氮原子数为4，硼原子数为4；晶胞边长，晶胞体积，晶胞质量g，密度 14．（13分）回答下列问题 (1)利用与反应可制得碳化硅晶体，其晶胞结构如图，硅原子位于立方体的顶点和面心，碳原子位于立方体的内部。 ①热稳定性：________（填“大于”“小于”或“等于”）。 ②碳化硅晶体中每个Si原子周围距离最近的C原子数目为________。 ③碳化硅的晶胞参数为a pm，晶胞密度为，则阿伏加德罗常数_______（用含a和ρ的计算式表示） ④碳化硅的硬度_________（填“大于”“小于”或“等于”）氮化硅的硬度，原因是_____________。 (2)氮化碳比氮化硅的硬度更大，其中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，已知氮化碳的二维晶体结构如图，图中线框内表示晶胞结构。 ①β—氮化碳属于______________晶体。 ②氮化碳的化学式为______________。 (3)三氧化铼晶胞如图所示，其中O原子的配位数为________，已知该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则Re与O的最近距离为________cm。 【答案】(1) 小于 4 (2分) 小于 碳化硅和氮化硅均为共价晶体，碳硅键比氮硅键长，碳硅键的键能小，所以碳化硅硬度小 (2分) (2) 共价 (2分) (3) 2 (2分) 【详解】（1）①非金属性：碳>硅，所以氢化物稳定性。 ②碳化硅晶体中硅原子周围与它最近的碳原子的数目为4，立方晶胞参数为，晶胞密度为，则，则。 ③碳化硅和氮化硅均为共价晶体，碳硅键比氨硅键长，碳硅键的键能小，所以碳化硅硬度小。 （2）①氮化碳硬度超过金刚石晶体，为共价晶体。 ②图中线框内N的个数为4，C的个数为，化学式为。 （3）利用均摊法，黑球均在棱上，个数为，白球在顶点处，个数为，所以为白球，O为黑球，所以O原子的配位数为2； 与O的最近距离为晶胞边长的一半，设边长为a，则有，因此，Re与O的最近距离。 15．（15分）磷及其化合物与人们的健康和生产生活密切相关。回答下列问题： (1)下列磷原子的最外层电子轨道表示式中，正确且能量处于最低状态的是_______(填选项)。 A． B． C． D． (2)黑磷是一种比石墨更优秀的新型导电材料，其制备和应用通常需要在惰性气体保护下进行，以避免其被氧化导致性能下降。黑磷晶体具有与石墨相类似的层状结构，层状投影如图所示。下列说法正确的是_______(填选项)。 A．黑磷的熔、沸点比石墨的高 B．黑磷单层中P原子与键的个数比为 C．证明黑磷是晶体最可靠的科学方法是X射线衍射法 D．黑磷在空气中的稳定性极高，即使在高温下也不会发生氧化 (3)的键角比的小，其原因是_______。 (4)磷的含氧酸有(磷酸)、等(亚磷酸)、(次磷酸)，它们与足量的NaOH溶液反应依次生成、、。 ①中，P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成_______键。 ②为_______元酸。 ③中H-P键的极性比H-O键的极性_______(填“强”或“弱”)。 (5)磷化硼是一种典型的超硬无机材料，其晶胞如图所示。 ①在BP晶胞中P占据的是硼原子堆积的_______A空隙(填“立方体”“正四面体”或“正八面体”)。 ②建立如上图所示坐标系，可得晶胞中A、C处原子的分数坐标，则M、N处的P原子分数坐标分别为_______、_______。 ③若沿晶胞面对角线投影，下图中能正确描述投影结果的是_______(填选项)。 【答案】(1)C (2)BC (2分) (3)N的电负性大于，中键的电子对更偏向N，使得成键电子对间的排斥力更大，键角更大 (2分) (4) σ 二 弱 (5) 正四面体 (2分) (2分) B 【详解】（1）能级的3个简并轨道（能级相同的轨道）只有被电子逐一自旋平行地占据后，才能容纳其余电子，A、B违背洪特规则；由于轨道中的电子处于半充满状态，且遵循洪特规则和原子处于基态，故其能量最低，C符合能量最低原理；3s能级的能量比、能级的能量低，电子尽可能占据能量较低的轨道，D不符合能量最低原理； 故选C； （2）A.黑磷与石墨均为混合型晶体，磷原子的半径比碳原子的大，即键长比长，的键能较小，故黑磷熔、沸点比石墨的低，A错误； B.黑磷单层中1个P形成3个键，每个键被2个P共有，故黑磷单层中P原子与键的个数比为，B正确； C.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射法，故能证明黑磷是晶体最可靠的科学方法是X射线衍射法，C正确； D.根据黑磷材料的制备和应用通常需要在惰性气体保护下进行可知，黑磷在常温下的稳定性较好，但在温度较高的环境中，黑磷会逐渐被氧化，导致其性能下降，D错误； 故选BC； （3）分子的键角比分子小的原因是N的电负性大于，中键的电子对更偏向N，使得成键电子对间的排斥力更大，键角更大； （4）①中价层电子对数为，采用杂化方式，杂化轨道与配位原子只能形成键，故与O原子的2p轨道形成键； ②与足量的NaOH溶液反应生成，说明1个只能电离产生2个，故属于二元酸； ③O的电负性较大，O吸引电子的能力比P强，故键极性较强； （5）①由晶胞结构可知，晶胞中B、P原子数目之比为1：1，B原子处于晶胞的顶点与面心，P处于四周的4个B原子形成正四面体的中心； ②依据图示坐标系，可知M、N两点的分数坐标分别为、； ③由晶胞的结构可知沿面对角线投影应为图B。 1 / 2 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 $ 第三单元 晶体结构与性质 课题2 分子晶体与共价晶体 题型1 常见分子晶体的结构 1．A 2．D 3．D 4．B 题型2 分子晶体的物理性质 5．D 6．D 7．C 8．D 题型3 常见共价晶体的结构 9．A 10．C 11．D 12．A 题型4 共价晶体的物理性质 13．B 14．D 15．D 16．B 1．D 2．A 3．C 4．B 5．C 6．D 7．D 8．D 9．C 10．C 11．D 12．D 13．（8分）(1)共价 (2) (3) (2分) (4) 4 4 (2分) 14．（13分）(1) 小于 4 (2分) 小于 碳化硅和氮化硅均为共价晶体，碳硅键比氮硅键长，碳硅键的键能小，所以碳化硅硬度小 (2分) (2) 共价 (2分) (3) 2 (2分) 15．（15分）(1)C (2)BC (2分) (3)N的电负性大于，中键的电子对更偏向N，使得成键电子对间的排斥力更大，键角更大 (2分) (4) σ 二 弱 (5) 正四面体 (2分) (2分) B 1 / 2 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 $ 第三单元 晶体结构与性质 第二节 分子晶体与供价晶体 目 录 攻题型 定点突破，夯实要点 题型1 常见分子晶体的结构 题型2 分子晶体的物理性质 题型3 常见共价晶体的结构 题型4 共价晶体的物理性质 练综合 融会贯通，拓展提升 题型1 常见分子晶体的结构 1．【演绎推理】（25-26高二下·湖北武汉·期末）干冰晶胞为面心立方结构，晶胞参数为，如图a所示。 下列说法错误的是 A．晶胞中的有3种取向 B．晶胞密度为 C．沿晶胞体对角线方向的投影图如图b D．晶胞中与最近且距离相等的有12个 2．【信息加工】磷元素有白磷、红磷等单质，白磷()分子结构及晶胞如下图所示，白磷和红磷转化的热化学方程式为(白磷，s)=(红磷，s)    ；下列说法正确的是    A．分子中的P-P-P键角为109°28＇ B．白磷和红磷互为同位素 C．白磷晶体中1个分子周围有8个紧邻的分子 D．白磷和红磷在中充分燃烧生成等量(s)，白磷放出的热量更多 3．【演绎推理】（25-26高二下·四川达州·期末）固体I2的晶胞如图所示，其晶胞参数，。下列说法正确的是 A．1个晶胞中含有4个I原子 B．晶胞中I2分子的取向完全相同 C．1号和2号分子中心间距为 D．每个I2分子周围与其等距且紧邻的I2分子有4个 4．【模型构建】晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体(如图)。其中含20个等边三角形和一定数量的顶角，每个顶角上各有一个原子。试观察推断这个基本结构单元所含B原子数，B—B键个数及键角正确的一组是 A．20个，60个，360° B．12个，30个，60° C．9个，18个，45° D．18个，54个，90° 题型2 分子晶体的物理性质 5．【辩证思维】（25-26高二下·广西贺州·阶段检测）如图分别表示冰晶体、干冰晶体、玻璃的结构，下列相关说法正确的是 A．冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作用力 B．沸点：干冰>冰 C．玻璃的X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰 D．干冰晶体中每个CO2周围距离相等且最近的CO2有12个 6．【类比法】（25-26高二上·河南信阳·期末）类比推理是重要的学科思想，下列有关类比推理正确的是 A．溶液低温蒸干得到，推测NaCl溶液低温蒸干也可得到NaOH B．为直线形分子，推测也是直线形分子 C．基态V原子的价层电子排布式为，则基态Cr原子的价层电子排布式为 D．的熔沸点小于，则的熔沸点小于 7．【演绎推理】（23-24高二下·山西长治·期中）和的熔点均比较低，且易升华。下列说法错误的是 A．二者在固态时所形成的晶体都是分子晶体 B．二者在熔融状态时均不导电 C．二者所有原子都达到了8电子稳定结构 D．二者的中心原子杂化类型不同 8．【传统文化】（23-24高二下·福建泉州·期中）我国传统文化包含丰富的化学知识。苏轼的《格物粗谈》中记载：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”。《易经》记载：“泽中有火”“上火下泽”。“泽”，指湖泊池沼。下列关于“气”和“火”的说法正确的是 A．“气”“火”在水中都能形成分子间氢键 B．“气”的沸点低于“火” C．“气”“火”分子的空间结构都是正四面体形 D．每个“气”“火”分子中σ键数目之比为5∶4 题型3 常见共价晶体的结构 9．【辩证思维】（25-26高二上·河北石家庄·期末）通过反应4BI3(g)+As4(g)4BAs(s，晶体)+6I2(g)可制备具有超高热导率半导体材料——BAs晶体。下列说法错误的是 A．图(a)表示As4结构，As4分子中成键电子对数与孤对电子数之比为3：1 B．图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单元，该基本单元为正二十面体 C．图(b)所示单质硼晶体的熔点为2180℃，它属于共价晶体 D．图(c)表示BAs的晶胞结构，距离As原子最近且相等的B原子有4个 10．【科技前沿】（25-26高二上·河南洛阳·期末）几种常见碳单质的结构如图所示。下列说法正确的是 A．均为共价晶体 B．碳60晶胞中，C60配位数为6 C．碳纳米管是一种新型无机非金属材料 D．金刚石结构中，碳原子与共价键的个数比为1：4 11．【传统文化】（25-26高二下·辽宁葫芦岛·期末）氮化镓(GaN)晶胞及其沿z轴方向的俯视图如下图，设NA是阿伏加德罗常数的值，a点原子的分数坐标为(0，0，0)，晶体的密度为，下列说法不正确的是 A．c点原子的分数坐标为(1，1，1)或(1，1，0) B．晶胞中与N等距且紧邻的N有12个 C．N位于Ga构成的四面体空隙中，且四面体空隙的占有率为50% D．晶胞边长： 12．【科技前沿】（25-26高二下·辽宁大连·阶段检测）硅化镁是一种半导体材料，在光电子器件、能源器件、激光武器等领域有重要应用前景，其常见立方晶胞如图甲所示；已知晶胞边长为a pm。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。下列说法错误的是 A．距离B原子最近且等距的B原子有4个 B．由晶体结构可推断硅化镁的化学式为 C．若将图甲中移动到，则可得到硅化镁的等边长晶胞乙 D．已知原子分数坐标：点为，则点的原子分数坐标为 题型4 共价晶体的物理性质 13．【辩证思维】（25-26高二下·湖南常德·阶段检测）下列说法中正确的有 ①熔、沸点：金刚石>碳化硅>晶体硅     ②晶体中分子间作用力越大，分子越稳定     ③二氧化硅晶体熔化与碘化氢分解需克服的化学键相同     ④金刚石的硬度大，则C60的硬度也大     ⑤金刚石和石墨晶体中最小的环都为平面六元环 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 14．【信息加工】（25-26高二下·湖南衡阳·阶段检测）根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃ 190 -68 2573 >3500 1410 沸点/℃ 180 57 2823 5100 2628 A．是分子晶体 B．晶体硼是共价晶体 C．是分子晶体，加热能升华 D．金刚石中的C—C的强度比晶体硅中的Si—Si弱 15．【信息加工】（25-26高二下·河北唐山·期中）科学家已成功将二氧化碳在高温高压下转化为类似二氧化硅的晶体结构。关于这种二氧化碳晶体的叙述错误的是 A．属于共价晶体 B．熔点比二氧化硅晶体高 C．每个原子都达到8电子稳定结构 D．每个碳原子与2个氧原子形成单键 16．【工业生产】（25-26高二上·浙江嘉兴·阶段检测）工业上生产高纯硅的原理如下(已知硅、氢的电负性分别为1.8、2.1)： 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．①中产生气体时，断裂的数目为 B．②中生成时，同时生成的数目为 C．③中生成时转移电子的数目为 D．熔点：（金刚石） 限时：45分钟 满分：60分 一、选择题（每题2分，共12题，共24分） 1．科技点亮山河，航天筑梦华夏。下列说法正确的是 A．“神舟号”载人飞船隔热层填充芳纶纤维，芳纶属于新型无机非金属材料 B．“天舟号”货运飞船使用基于单晶硅的半导体器件，单晶硅是一种分子晶体 C．“嫦娥号”月球探测器搭载水升华器用以降温，水升华时破坏了极性共价键 D．“天问号”行星探测器使用镍钛形状记忆合金，Ti和Ni均位于元素周期表d区 2．下列微粒的化学用语表述正确的是 A．分子是含有极性键的非极性分子 B．1个分子中含有1个键，1个键 C．邻羟基苯甲醛分子间氢键示意图： D．冰晶胞示意图：，类似金刚石晶胞，冰晶胞内水分子间以共价键结合 3．氯化钠、金刚石、干冰、石墨晶体的结构模型如图所示，下列说法错误的是 A．晶胞中，1个分子周围与它距离最近且距离相等的分子有12个 B．金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1:2 C．NaCl晶体中，每个晶胞含有4个NaCl分子 D．石墨为混合型晶体，层内碳原子与六元环个数之比为2:1 4．冰、干冰、可燃冰是分子晶体中三种具有代表性的物质，下列关于三种“冰”的说法错误的是 A．水转化为冰的过程中，分子间的空隙增大是因为形成了氢键 B．在冰晶胞中分子周围有12个紧邻的分子 C．可燃冰中存在氢键 D．干冰分子是含有极性键的非极性分子 5．下列说法不正确的是 A．在金刚石晶体中，每个碳原子与碳碳键数目之比为1:2 B．氯化铯晶体中，每个周围紧邻8个 C．干冰晶体中，每个分子周围紧邻且距离相等的分子有6个 D．氯化钠晶体中，每个周围紧邻且距离相等的Cl-构成正八面体结构 6．氮化硼(BN)晶体存在如下图所示的两种结构。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，可作研磨剂。 下列说法不正确的是 A．六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键 B．六方氮化硼可做润滑剂 C．立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子和4个硼原子 D．立方氮化硼晶胞中，离硼原子距离最近且相等的氮原子有8个 7．金刚石与富勒烯是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体。下列说法正确的是 A．金刚石中碳原子之间通过轨道重叠形成键 B．金刚石中含键 C．熔点：金刚石<富勒烯 D．晶体中，每个分子周围有个紧邻且距离相等的分子 8．晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。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，称为原子的分数坐标，如M点原子的分数坐标为，已知Xe—F键长为r pm。下列说法正确的是 A． B．Xe属于d区元素 C．N点原子的分数坐标为 D．晶胞中M、N间距离 9．一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是 A．该化合物的化学式为 B．若①原子的坐标是，则的坐标是 C．晶体中，与最近且距离相等的有6个 D．和的最短距离为 10．石墨和金刚石的结构及其晶胞结构如图，其中1、2号碳原子分数坐标分别为、。下列说法错误的是 A．熔点：金刚石＜石墨 B．石墨的导电性：层内＞层间 C．金刚石晶胞的边长为 D．石墨晶胞中3号碳原子的分数坐标为 11．砷化镓是优良的半导体材料，熔点为1238℃，密度为，其晶胞结构如图所示。和的摩尔质量分别为和，原子半径分别为和，阿伏加德罗常数为。下列说法错误的是 A．该晶体化学式为 B．晶体中原子位于原子构成的正四面体中心 C．晶体中与原子最近且距离相等的原子有12个 D．该晶胞中和原子的体积占晶胞体积的百分率为 12．磷化硼(BP)是一种半导体材料，熔点，其结构与氮化硼相似，已知磷化硼晶胞参数为a pm，以晶胞参数建立分数坐标系，立方晶胞结构如图甲，1号原子的坐标为，2号原子的坐标为，下列说法正确的是 A．熔点： B．该晶胞沿z轴方向的投影如图乙所示 C．基态磷原子的价层电子排布式为 D．3号B原子的坐标为 B．沿z轴投影（投影到xy平面），晶胞内4个B原子的投影坐标为、、、，即分布如图，，B错误；C．价层电子是原子参与成键的最外层电子，P是15号元素，基态P原子电子排布式为，价层电子排布式为，C错误； D．分数坐标以晶胞参数为单位，1号原子坐标，2号。3号B原子沿、、轴的分数分别为、、，因此坐标为，D正确； 故选D。 二、非选择题（共3题，共36分） 13．（8分）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在13000℃时反应获得。 (1)氮化硅晶体属于___________晶体。 (2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式：___________。 (3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为___________。 (4)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，立方氮化硼中含有___________个氮原子、___________个硼原子，立方氮化硼的密度是___________(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。 14．（13分）回答下列问题 (1)利用与反应可制得碳化硅晶体，其晶胞结构如图，硅原子位于立方体的顶点和面心，碳原子位于立方体的内部。 ①热稳定性：________（填“大于”“小于”或“等于”）。 ②碳化硅晶体中每个Si原子周围距离最近的C原子数目为________。 ③碳化硅的晶胞参数为a pm，晶胞密度为，则阿伏加德罗常数_______（用含a和ρ的计算式表示） ④碳化硅的硬度_________（填“大于”“小于”或“等于”）氮化硅的硬度，原因是_____________。 (2)氮化碳比氮化硅的硬度更大，其中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，已知氮化碳的二维晶体结构如图，图中线框内表示晶胞结构。 ①β—氮化碳属于______________晶体。 ②氮化碳的化学式为______________。 (3)三氧化铼晶胞如图所示，其中O原子的配位数为________，已知该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则Re与O的最近距离为________cm。 15．（15分）磷及其化合物与人们的健康和生产生活密切相关。回答下列问题： (1)下列磷原子的最外层电子轨道表示式中，正确且能量处于最低状态的是_______(填选项)。 A． B． C． D． (2)黑磷是一种比石墨更优秀的新型导电材料，其制备和应用通常需要在惰性气体保护下进行，以避免其被氧化导致性能下降。黑磷晶体具有与石墨相类似的层状结构，层状投影如图所示。下列说法正确的是_______(填选项)。 A．黑磷的熔、沸点比石墨的高 B．黑磷单层中P原子与键的个数比为 C．证明黑磷是晶体最可靠的科学方法是X射线衍射法 D．黑磷在空气中的稳定性极高，即使在高温下也不会发生氧化 (3)的键角比的小，其原因是_______。 (4)磷的含氧酸有(磷酸)、等(亚磷酸)、(次磷酸)，它们与足量的NaOH溶液反应依次生成、、。 ①中，P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成_______键。 ②为_______元酸。 ③中H-P键的极性比H-O键的极性_______(填“强”或“弱”)。 (5)磷化硼是一种典型的超硬无机材料，其晶胞如图所示。 ①在BP晶胞中P占据的是硼原子堆积的_______A空隙(填“立方体”“正四面体”或“正八面体”)。 ②建立如上图所示坐标系，可得晶胞中A、C处原子的分数坐标，则M、N处的P原子分数坐标分别为_______、_______。 ③若沿晶胞面对角线投影，下图中能正确描述投影结果的是_______(填选项)。 1 / 2 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 $