3.2 分子晶体与共价晶体 第2课时（培优分层作业）化学人教版选择性必修2

函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第二节 分子晶体与共价晶体 第2课时共价晶体 材能力进阶 1.c 2.C 3.C 4.C 5.C 6.C 7.B 8.C 9.C 10.A 11.(1) SiC 共价 共价键 X射线衍射 (2)D 4×(28+12x102 (3) 3V6 La nm (2a'N g/cm3 12.(1)碳、硅、锗的原子半径逐渐增大，共价键键能逐渐减小 (2)CNSiNa 13.(1)AB (2) 共价 1:1 10928(或109.5°）4 133 5 3) 444 4 4a -×102 (4④b3N 1/2 学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 感 综合拔高 1.A 2.C 3.A 4.D 5.C 6.D 63v5 7. 4 4WAx×102 良真题挑战 1.B 2.B 3.D 212 第二节　分子晶体与共价晶体 第2课时　共价晶体 1．（25-26高二下·四川南充·月考）石墨烯被人们视为“引领未来”的新材料，石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法正确的是 A．在石墨烯晶体中，碳原子数、键数之比为1∶2 B．石墨烯和金刚石中C的杂化方式均是 C．1个金刚石晶胞中包含8个碳原子 D．与金刚石属于同种晶体 【答案】C 【详解】A．在石墨烯晶体中，每个碳原子连接3个C-C键，每个六元环占据的碳原子数是2个，因此碳原子数、C—C键数之比为2∶3，A错误； B．石墨烯中C的杂化方式是sp2，金刚石中 C的杂化方式是sp3，B错误； C．1个金刚石晶胞中包含的碳原子数为个，C正确； D．C60属于分子晶体，金刚石属于共价晶体，D错误； 故选C。 2．（25-26高二下·内蒙古锡盟·质检）晶体硼呈黑灰色，硬度与金刚石接近，其中12个硼原子构成一个结构单元如下图。下列说法错误的是 A．硼位于元素周期表的p区 B．熔点：晶体硼＜金刚石 C．硼结构单元之间的主要作用力为范德华力 D．每个单元中由相邻硼原子构成的等边三角形有20个 【答案】C 【详解】A．B是5号元素，有5个电子，两个电子层，核外电子排布为1s22s22p1，位于元素周期表的p区，A正确； B．晶体硼的硬度与金刚石接近，为原子（共价）晶体的典型特征，半径B>C，键长：B-B>C-C，键能：B-B<C-C，故熔点：晶体硼<金刚石，B正确； C．晶体硼为原子（共价）晶体，硼结构单元之间的主要作用力为共价键，C错误； D．一个B被5个等边三角形共用，一个等边三角形有个B，总共12个B，则等边三角形有20个，D正确； 故选C。 3．（25-26高二下·山东泰安·期末）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域，工业上制备高纯硅的原理如图。 下列说法正确的是 A．步骤①生成粗硅的反应： B．SiHCl3中Si采用sp2杂化 C．整个制备过程中，HCl可循环使用 D．流程中涉及到的物质的熔点：Si＞SiO2 【答案】C 【分析】石英砂的主要成分为SiO2，通过焦炭还原，方式反应：SiO2+2CSi+2CO↑，将得到的粗硅与HCl反应，生成SiHCl3，使用H2在1100℃的条件下，还原SiHCl3，生成高纯硅和HCl，据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，步骤①生成粗硅的反应为：，A错误； B．SiHCl3中Si周围的价层电子对数为4，则Si采用sp3杂化，B错误； C．由分析可知，粗硅与HCl反应生成SiHCl3、SiHCl3和H2反应生成HCl，故整个制备过程中，HCl可循环使用，C正确； D．Si、SiO2均为共价晶体，且Si-Si的键长比Si-O键的更长，故流程中涉及到的物质的熔点：Si＜SiO2，D错误； 故答案为：C。 4．（25-26高二下·广东·月考）二氧化硅晶体是三维骨架结构，其晶体模型如图所示。下列有关二氧化硅晶体的说法正确的是 A．二氧化硅晶体最小环上含有6个原子 B．每个硅原子为4个最小环所共有 C．从晶体结构可知，拥有4 mol Si-O键 D．晶体是由极性共价键与非极性共价键共同构成的 【答案】C 【详解】A．二氧化硅晶体的最小环为12元环，包含6个Si原子和6个O原子，共12个原子，A错误； B．在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成4个Si-O键，从一个硅原子出发，任意选取两条Si-O键即可构成2个环，故每个硅原子为个最小环共有，B错误； C．每个Si原子在二氧化硅中与4个O原子结合，形成4个Si-O键，1mol 含1mol Si原子，因此总共含有4mol Si-O键，C正确； D．晶体中只存在不同原子间的Si-O极性共价键，没有同种原子形成的非极性共价键，D错误； 故选C。 5．（25-26高二下·河南信阳·期末）我国自主研发的新型半导体材料碳化硅(SiC)可用于功率器件，其晶体结构与金刚石相似。下列说法错误的是 A．SiC晶体中存在共价键，属于共价晶体 B．晶体中每个Si原子与4个C原子相连，每个C原子也与4个Si原子相连 C．SiC的化学式为SiC，表示1个SiC分子中含有1个Si原子和1个C原子 D．SiC的硬度大、耐高温，体现了共价晶体的物理性质特征 【答案】C 【详解】A．SiC晶体结构与金刚石相似，原子间以共价键结合形成空间网状结构，属于共价晶体，A正确； B．SiC晶体中Si和C均为杂化，每个Si原子与4个C原子形成共价键，每个C原子也与4个Si原子形成共价键，B正确； C．SiC属于共价晶体，不存在单个SiC分子，化学式SiC仅表示晶体中Si和C原子的个数比为1:1，C错误； D．共价晶体中共价键键能大，普遍具有硬度大、耐高温的物理特性，SiC的性质符合共价晶体的特征，D正确； 答案选C。 6．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，称作原子的分数坐标。砷化铝是一种半导体材料，其晶体结构与晶体硅相似，砷化铝的晶胞如图所示，图中铝的原子分数坐标为、、。下列说法错误的是 A．砷化铝晶胞沿z轴的投影图为 B．距离a处最近的砷原子的分数坐标为 C．若的键长为，则晶胞参数为 D．原子填充在由原子构成的正四面体空隙中 【答案】C 【详解】A．根据晶胞结构可知，砷化铝晶胞沿Z轴的投影图为，A正确； B．距离a处最近的砷原子在x、y、z轴上投影的截距都是，分数坐标为，B正确； C．此种类型的晶胞：的键长=晶胞的体对角线的长度，设晶胞边长(即晶胞参数)为，则根据上述关系可知，解得，C错误； D．由晶胞结构可知，原子填充在由原子构成的正四面体空隙中，D正确； 答案选C。 7．如图为金刚石晶胞，晶胞参数为a pm。其中原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，0，)，C为(，0)。下列说法正确的是 A．该晶体的密度为 g·cm-3 B．该晶体中每个碳原子和4个碳原子紧邻 C．石墨和金刚石互为同分异构体 D．D的原子分数坐标为 【答案】B 【详解】A．根据“均摊法”，晶胞中含个C，则晶体密度为，故A错误； B．由图，碳形成4个共价键，晶体中每个碳原子和4个碳原子紧邻，故B正确； C．石墨和金刚石均为碳单质，互为同素异形体，而非互为同分异构体，故C错误； D．对照晶胞图及A、B、C的分数坐标，D在xyz轴上投影坐标分别为、、，分数坐标为（，，），故D错误； 故选B。 8．（25-26高二下·河北定州·期中）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 【答案】C 【详解】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。 9．（25-26高二下·浙江嘉兴·期中）已知晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的粒子间只以单键结合。下列关于晶体的说法不正确的是 A．该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固 B．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子 C．该晶体与金刚石相似，碳原子个数与碳氮键个数之比为1：2 D．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构 【答案】C 【详解】A．氮化碳和金刚石都是共价晶体，氮化碳晶体的硬度比金刚石大，说明氮化碳晶体中的碳氮键比金刚石中的碳碳键更牢固，A正确； B．由共价键的饱和性可知，氮化碳晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子，B正确； C．由共价键的饱和性可知，氮化碳晶体中每个碳原子连接4个氮原子，所以晶体中碳原子个数与碳氮键个数之比为1：4，C错误； D．由共价键的饱和性可知，氮化碳晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子，则晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构，D正确； 故选C。 10．（25-26高二上·浙江温州·期末）可根据物质结构推测其性质，下列推测的性质不合理的是 选项 结构 性质 A 干冰晶体中分子密堆积 干冰熔点高 B 晶体的原子呈周期性的有序排列 晶体具有各向异性 C 乙醇与水分子间能形成氢键 乙醇易溶于水 D 金刚石中键能大 金刚石硬度大 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．干冰为分子晶体，分子间作用力弱，熔点低，推测熔点高不合理，A符合题意； B．SiO2为原子晶体，原子周期性有序排列使其具有各向异性，如不同方向性质不同，推测合理，B不符合题意； C．乙醇与水分子间形成氢键，增强了分子间作用力，使乙醇易溶于水，推测合理，C不符合题意； D．金刚石中C-C共价键键能大，原子间结合牢固，导致硬度大，推测合理，D不符合题意； 故选A。 11．“天问一号”采用了我国自主研制的高性能碳化硅增强铝基复合材料，碳化硅晶胞(立方晶胞)结构如图所示。回答下列问题： (1)①碳化硅晶体的化学式为_______，属于_______(填“分子”“共价”或“离子”)晶体，存在的作用力为_______(填“氢键”“范德华力”或“共价键”)。 ②键长：Si—C_______(填“>”或“<”)Si—Si。 ③可通过_______实验来确定碳化硅晶体中的键长和键角。 (2)碳化硅晶胞沿z轴方向的投影图为_______(填标号)。 (3)若1号原子和2号原子之间的距离为a nm，设为阿伏加德罗常数的值。 ①3号原子和4号原子之间的距离为_______(用含a的代数式表示)nm。 ②碳化硅晶体的密度为_______(用含a、的代数式表示)。 【答案】(1) SiC 共价 共价键 < X射线衍射 (2)D (3) a nm 【详解】（1）①由图可知，一个碳化硅晶胞中有4个C原子与个Si原子，故其化学式为SiC；碳化硅是典型的共价（原子）晶体，晶体中只存在共价键； ②碳与硅同主族，碳的半径小于硅，故Si—C＜Si—Si； ③可通过X射线衍射实验来确定碳化硅晶体中的键长和键角； （2）Si位于顶点和面心，顶点投影在正方形四个顶点，四个侧面的面心投影在正方形四条边的中点，上下底面的面心投影重叠在正方形中心，因此四个顶点、四条边中点、中心均为Si（阴影）；4个C原子投影在对角线的四个位置，为白圈，符合的是选项D； （3） 1号、2号均为C，二者距离是晶胞面对角线的，设晶胞边长为L，则L=a，得L=a nm，3号原子和4号原子之间的距离为体对角线的，故长度为a nm，再利用密度==。 12．某些共价晶体的熔点如下表所示： 共价晶体 金刚石 氮化硼 硅 锗 熔点/℃ >3 500 3 000 1 412 1211 根据上表中的数据回答下列问题： (1)从原子结构角度分析，金刚石、硅、锗的熔点逐渐降低的原因是___________。 (2)ⅣA族与ⅤA族元素组成的晶体多是共价晶体，如氮化碳、氮化硅等。写出氮化碳、氮化硅的熔点大小关系：___________(用化学式表示)。 【答案】(1)碳、硅、锗的原子半径逐渐增大，共价键键能逐渐减小 (2)C3N4>Si3N4 【详解】（1）金刚石、硅、锗均为共价晶体，熔点由共价键键能决定；C、Si、Ge的原子半径依次增大，C—C、Si—Si、Ge—Ge键的键长依次增长，键能依次减小； （2）氮化碳（）与氮化硅（）均为共价晶体，熔点由共价键键能决定；C的原子半径小于Si，C—N键的键长短于Si—N键，C—N键能大于Si—N键能；故答案为：。 13．（25-26高二下·山西吕梁·质检）立方氮化硼晶体被认为是已知的最硬的物质。立方氮化硼晶胞如图所示，其晶体结构与金刚石相似。回答下列问题： (1)下列关于B、N的说法正确的是___________(填字母)。 A．均位于元素周期表的第二周期 B．最高能级电子云的形状相同 C．电负性： D．最高价氧化物对应水化物均为强酸 (2)立方氮化硼属于___________(填晶体类型)晶体。晶胞中硼、氮原子个数比为___________，B—N—B的键角为___________，B周围距离最近且相等的N原子有___________个。 (3)以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。已知a点硼原子坐标为，c点硼原子坐标为，则b点氮原子坐标为___________。设晶胞参数为1，则a、b之间的距离为___________。 (4)已知：立方氮化硼晶体的摩尔质量为，晶体的晶胞边长为b nm，为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为___________(用含a、b的代数式表示)。 【答案】(1)AB (2) 共价 (或) 4 (3) (4) 【详解】（1）A．B和N均位于第二周期，A正确； B．二者最高能级均为2p，电子云形状均为哑铃形，B正确； C．同周期从左到右电负性递增，电负性N > B，C错误； D．B的最高价氧化物对应水化物为H3BO3，为弱酸；N的最高价氧化物对应水化物为HNO3，为强酸；不全为强酸，D错误； 故选AB。 （2）因结构与金刚石相似，以共价键形成空间网状结构，故属于共价晶体；晶胞中B原子位于顶点（8×=1）和面心（6×=3），共4个；N原子位于晶胞内部共4个，故原子个数比B:N = 1:1；键角：B—N—B键角为正四面体构型，键角为；每个B原子周围有4个等距且最近的N原子，配位数为4。 （3）已知a点坐标(0,1,1)，c点坐标(1,1,0)，结合金刚石型晶胞内部原子的位置规律，b 点N原子的坐标为；晶胞参数为1，根据空间两点距离公式。 （4）晶胞质量：含4个BN单元，摩尔质量a g•mol-1，质量为；晶胞体积：边长b nm = b×10−7 cm，体积为(b×10−7)3= b3×10−21 cm3；故密度。 1．金刚石的晶胞如图所示，已知原子m的分数坐标为，下列说法错误的是 A．原子n的分数坐标为 B．沿坐标轴方向的投影图为 C．沿体对角线方向的投影图为 D．由金刚石晶胞可知共价键有方向性和饱和性 【答案】A 【详解】A．n原子位于体对角线的处，其坐标为，故A错误； B．根据晶胞结构分析，六个面均存在C原子，因此无论沿哪个坐标轴进行投影，其坐标轴方向的投影图均为，故B正确； C．根据晶胞结构分析，金刚石晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，顶点的黑球投影为正六边形的顶点，沿体对角线方向的投影图为：，故C正确； D．共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键，是一种强的相互作用力，有方向性和饱和性，由图可知，金刚石晶胞中每个C原子最多连接了四根单键，且具有一定的角度，因此由金刚石晶胞可知共价键有方向性和饱和性，故D正确； 故答案选A。 2．（25-26高二下·山东泰安·期末）砷化镓的晶胞结构如图甲所示。将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。下列说法错误的是 A．砷化镓晶体的化学式为GaAs B．图甲中，Ga原子的配位数为4 C．图甲中，若Ga-As的键长为a pm，则晶胞边长为 D．稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为5:32 【答案】C 【详解】A．在图甲的晶胞中，Ga原子（白色球）位于8个顶点和6个面心。根据均摊法，晶胞中Ga原子的数目为：个。As原子（灰色球）全部位于晶胞内部，共有4个。因此，晶胞中Ga原子与As原子的个数比为 ，化学式为GaAs，A正确； B．在砷化镓的晶胞中，每个Ga原子（白色球）周围有4个最近邻的As原子（灰色球），Ga原子的配位数为4，B正确； C．Ga-As键长（a）是晶胞中最近的Ga原子和As原子之间的距离。在闪锌矿结构中，这个距离等于晶胞体对角线长度的 ，设晶胞边长为 。晶胞的体对角线长度为，因此，Ga-As键长 pm，晶胞边长 ，C错误； D．在图乙的掺杂晶胞中，As原子（灰色球）的数目不变，仍为4个。Mn原子（黑色球）取代了Ga原子的位置。晶胞中Mn原子的数目为：个。Mn与As的原子个数比为=，D正确； 故选C。 3．金刚石存在立方金刚石和六方金刚石两种结构，它们的晶胞结构分别如图所示。下列说法不正确的是 A．立方金刚石、六方金刚石的密度不相同 B．立方金刚石、六方金刚石均为共价晶体 C．六方金刚石的晶胞为： D．立方金刚石和六方金刚石离C原子最近的C原子均为4个 【答案】A 【详解】A．虽然两种金刚石的晶胞结构不同，但两种结构中C原子的空间利用率是相同的，因此密度相同，A错误； B．二者都由碳原子通过共价键结合形成空间网状结构，都属于共价晶体，B正确； C．根据六方金刚石的结构图可知，该晶胞的结构为：，C正确； D．在立方金刚石和六方金刚石中，每个C原子都与另外4个C原子相连接形成共价键，成键的C就是距离最近的C，所以C原子最近的C原子均为4个，D正确； 故答案为：A。 4．（25-26高二下·河南商丘·期末）立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料，其晶胞结构(如图所示)与金刚石相似。已知：晶胞的棱长为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．电负性：B＞N B．N和B的最短距离为 C．B位于N构成的八面体空隙中 D．BN晶胞的俯视投影图为 【答案】D 【详解】A．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，B、N同周期，原子序数N>B，故电负性N＞B，A错误； B．B和N的最短距离为晶胞体对角线的，晶胞体对角线长为a nm，因此最短距离为nm，B错误； C．晶胞中N原子位于顶点和面心，共个，B原子共4个，全部位于晶胞内；B的配位数为4，位于N构成四面体空隙中，C错误； D．沿z轴俯视投影，N原子投影为正方形四个顶点（顶点N）、四条边中点（侧棱面心N）、正方形中心（z方向面心N），四个B原子投影到正方形内四个象限位置，为，D正确； 故答案为D。 5．如图所示是某共价晶体A的空间结构片段，A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A中插入一个B原子，则C物质的化学式可能为 A．AB B．A5B4 C．AB2 D．A2B5 【答案】C 【详解】每个A原子形成4个键，每个A—A键中插入一个B原子，每个B原子形成2个键，故C物质中每个A原子形成4个A—B键，每个B原子形成2个B—A键，则A、B原子个数比为1∶2，所以其化学式可能是； 故本题选C。 6．（25-26高二下·河北雄安·期中）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 【答案】D 【详解】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。 7．如图是氮化镓的一种晶胞结构图。 由图知氮化镓晶体中Ga原子的配位数为______。若晶体结构中Ga和N的最短距离为x nm，则晶体的密度为______。 【答案】 4 【详解】①以面心Ga为观察对象，可知在该晶胞中与其距离最近且相等的N原子有2个，在通过该平面上边还存在1个晶胞，其中Ga与上面晶胞中2个N原子距离相等且最近，故Ga的配位数为4； ②该晶胞中N在体内有4个，Ga位于顶点和面心个数为，晶胞质量为：；结合晶胞结构可知Ga和N的最短距离为体对角线的四分之一，则，，晶胞体积为：；则晶体的密度= =。 1．（2024·山东·高考真题）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是 A．金刚石(C) B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN，立方相) 【答案】B 【详解】四种物质都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔、沸点越低，在这几种晶体中，键长，所以熔点最低的为单晶硅。] 2．（2024·浙江·高考真题）X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是 A．键角： B．分子的极性： C．共价晶体熔点： D．热稳定性： 【答案】B 【分析】X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍，则Z为O元素，Y为C元素，X为H元素，M为Si元素。 【详解】A．为，其中C原子的杂化类型为，的空间构型为平面正三角形，键角为120°；为，其中C原子的杂化类型为，的空间构型为三角锥形，由于C原子还有1个孤电子对，故键角小于109°28´，因此，键角的大小关系为，A正确；     B．为，其为直线形分子，分子结构对称，分子中正负电荷的重心是重合的，故其为非极性分子；分子结构不对称，分子中正负电荷的重心是不重合的，故其为极性分子，因此，两者极性的大小关系为，B不正确； C．金则石和晶体硅均为共价晶体，但是由于C的原子半径小于Si，因此，C—C键的键能大于Si—Si键的，故共价晶体熔点较高的是金刚石，C正确；     D．元素的非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强；C的非金属性强于Si，因此，甲烷的稳定热稳定性较高，D正确； 综上所述，本题选B。 3．（2026·广东·高考真题）光影岁月流转，科技定格万象。下列说法正确的是 A．烛焰小孔成像。蜡烛燃烧时化学能全部转化为光能 B．凸透镜聚光成像。石英玻璃凸透镜的主要成分为硅酸钙 C．卤化银胶片感光成像。属于化合反应 D．硅基器件数字成像。单晶硅应用非常广泛，属于共价晶体 【答案】D 【详解】A．蜡烛燃烧时化学能除转化为光能外，大部分转化为热能，并非全部转化为光能，A错误； B．石英玻璃的主要成分为，不是硅酸钙，B错误； C．该反应是一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应，不属于化合反应，C错误； D．单晶硅中硅原子之间以共价键结合形成空间网状结构，属于共价晶体，D正确； 故选D。 1 / 8 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 $ 第二节　分子晶体与共价晶体 第2课时　共价晶体 1．（25-26高二下·四川南充·月考）石墨烯被人们视为“引领未来”的新材料，石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法正确的是 A．在石墨烯晶体中，碳原子数、键数之比为1∶2 B．石墨烯和金刚石中C的杂化方式均是 C．1个金刚石晶胞中包含8个碳原子 D．与金刚石属于同种晶体 2．（25-26高二下·内蒙古锡盟·质检）晶体硼呈黑灰色，硬度与金刚石接近，其中12个硼原子构成一个结构单元如下图。下列说法错误的是 A．硼位于元素周期表的p区 B．熔点：晶体硼＜金刚石 C．硼结构单元之间的主要作用力为范德华力 D．每个单元中由相邻硼原子构成的等边三角形有20个 3．（25-26高二下·山东泰安·期末）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域，工业上制备高纯硅的原理如图。 下列说法正确的是 A．步骤①生成粗硅的反应： B．SiHCl3中Si采用sp2杂化 C．整个制备过程中，HCl可循环使用 D．流程中涉及到的物质的熔点：Si＞SiO2 4．（25-26高二下·广东·月考）二氧化硅晶体是三维骨架结构，其晶体模型如图所示。下列有关二氧化硅晶体的说法正确的是 A．二氧化硅晶体最小环上含有6个原子 B．每个硅原子为4个最小环所共有 C．从晶体结构可知，拥有4 mol Si-O键 D．晶体是由极性共价键与非极性共价键共同构成的 5．（25-26高二下·河南信阳·期末）我国自主研发的新型半导体材料碳化硅(SiC)可用于功率器件，其晶体结构与金刚石相似。下列说法错误的是 A．SiC晶体中存在共价键，属于共价晶体 B．晶体中每个Si原子与4个C原子相连，每个C原子也与4个Si原子相连 C．SiC的化学式为SiC，表示1个SiC分子中含有1个Si原子和1个C原子 D．SiC的硬度大、耐高温，体现了共价晶体的物理性质特征 6．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，称作原子的分数坐标。砷化铝是一种半导体材料，其晶体结构与晶体硅相似，砷化铝的晶胞如图所示，图中铝的原子分数坐标为、、。下列说法错误的是 A．砷化铝晶胞沿z轴的投影图为 B．距离a处最近的砷原子的分数坐标为 C．若的键长为，则晶胞参数为 D．原子填充在由原子构成的正四面体空隙中 7．如图为金刚石晶胞，晶胞参数为a pm。其中原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，0，)，C为(，0)。下列说法正确的是 A．该晶体的密度为 g·cm-3 B．该晶体中每个碳原子和4个碳原子紧邻 C．石墨和金刚石互为同分异构体 D．D的原子分数坐标为 8．（25-26高二下·河北定州·期中）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 9．（25-26高二下·浙江嘉兴·期中）已知晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的粒子间只以单键结合。下列关于晶体的说法不正确的是 A．该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固 B．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子 C．该晶体与金刚石相似，碳原子个数与碳氮键个数之比为1：2 D．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构 10．（25-26高二上·浙江温州·期末）可根据物质结构推测其性质，下列推测的性质不合理的是 选项 结构 性质 A 干冰晶体中分子密堆积 干冰熔点高 B 晶体的原子呈周期性的有序排列 晶体具有各向异性 C 乙醇与水分子间能形成氢键 乙醇易溶于水 D 金刚石中键能大 金刚石硬度大 A．A B．B C．C D．D 11．“天问一号”采用了我国自主研制的高性能碳化硅增强铝基复合材料，碳化硅晶胞(立方晶胞)结构如图所示。回答下列问题： (1)①碳化硅晶体的化学式为_______，属于_______(填“分子”“共价”或“离子”)晶体，存在的作用力为_______(填“氢键”“范德华力”或“共价键”)。 ②键长：Si—C_______(填“>”或“<”)Si—Si。 ③可通过_______实验来确定碳化硅晶体中的键长和键角。 (2)碳化硅晶胞沿z轴方向的投影图为_______(填标号)。 (3)若1号原子和2号原子之间的距离为a nm，设为阿伏加德罗常数的值。 ①3号原子和4号原子之间的距离为_______(用含a的代数式表示)nm。 ②碳化硅晶体的密度为_______(用含a、的代数式表示)。 12．某些共价晶体的熔点如下表所示： 共价晶体 金刚石 氮化硼 硅 锗 熔点/℃ >3 500 3 000 1 412 1211 根据上表中的数据回答下列问题： (1)从原子结构角度分析，金刚石、硅、锗的熔点逐渐降低的原因是___________。 (2)ⅣA族与ⅤA族元素组成的晶体多是共价晶体，如氮化碳、氮化硅等。写出氮化碳、氮化硅的熔点大小关系：___________(用化学式表示)。 13．（25-26高二下·山西吕梁·质检）立方氮化硼晶体被认为是已知的最硬的物质。立方氮化硼晶胞如图所示，其晶体结构与金刚石相似。回答下列问题： (1)下列关于B、N的说法正确的是___________(填字母)。 A．均位于元素周期表的第二周期 B．最高能级电子云的形状相同 C．电负性： D．最高价氧化物对应水化物均为强酸 (2)立方氮化硼属于___________(填晶体类型)晶体。晶胞中硼、氮原子个数比为___________，B—N—B的键角为___________，B周围距离最近且相等的N原子有___________个。 (3)以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。已知a点硼原子坐标为，c点硼原子坐标为，则b点氮原子坐标为___________。设晶胞参数为1，则a、b之间的距离为___________。 (4)已知：立方氮化硼晶体的摩尔质量为，晶体的晶胞边长为b nm，为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为___________(用含a、b的代数式表示)。 1．金刚石的晶胞如图所示，已知原子m的分数坐标为，下列说法错误的是 A．原子n的分数坐标为 B．沿坐标轴方向的投影图为 C．沿体对角线方向的投影图为 D．由金刚石晶胞可知共价键有方向性和饱和性 2．（25-26高二下·山东泰安·期末）砷化镓的晶胞结构如图甲所示。将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。下列说法错误的是 A．砷化镓晶体的化学式为GaAs B．图甲中，Ga原子的配位数为4 C．图甲中，若Ga-As的键长为a pm，则晶胞边长为 D．稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为5:32 3．金刚石存在立方金刚石和六方金刚石两种结构，它们的晶胞结构分别如图所示。下列说法不正确的是 A．立方金刚石、六方金刚石的密度不相同 B．立方金刚石、六方金刚石均为共价晶体 C．六方金刚石的晶胞为： D．立方金刚石和六方金刚石离C原子最近的C原子均为4个 4．（25-26高二下·河南商丘·期末）立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料，其晶胞结构(如图所示)与金刚石相似。已知：晶胞的棱长为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．电负性：B＞N B．N和B的最短距离为 C．B位于N构成的八面体空隙中 D．BN晶胞的俯视投影图为 5．如图所示是某共价晶体A的空间结构片段，A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A中插入一个B原子，则C物质的化学式可能为 A．AB B．A5B4 C．AB2 D．A2B5 6．（25-26高二下·河北雄安·期中）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 7．如图是氮化镓的一种晶胞结构图。 由图知氮化镓晶体中Ga原子的配位数为______。若晶体结构中Ga和N的最短距离为x nm，则晶体的密度为______。 1．（2024·山东·高考真题）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是 A．金刚石(C) B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN，立方相) 2．（2024·浙江·高考真题）X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是 A．键角： B．分子的极性： C．共价晶体熔点： D．热稳定性： 3．（2026·广东·高考真题）光影岁月流转，科技定格万象。下列说法正确的是 A．烛焰小孔成像。蜡烛燃烧时化学能全部转化为光能 B．凸透镜聚光成像。石英玻璃凸透镜的主要成分为硅酸钙 C．卤化银胶片感光成像。属于化合反应 D．硅基器件数字成像。单晶硅应用非常广泛，属于共价晶体 1 / 8 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 $