2023人教版新教材高中化學選擇性必修2同步練習-第2課時　共價晶體

第2課時共價晶體

基礎過關練

題組一共價晶體及其結構

1.下列有關共價晶體的敘述,錯誤的是（）

A.共價晶體中，原子不是緊密堆積的

B.共價晶體中不存在獨立的分子

C.共價晶體的熔點和硬度較高

D.共價晶體熔化時不破壞化學鍵

2.科學家借助晶體硅提高了阿伏加德羅常數(shù)的精確度。有關晶體硅描

述錯誤的是（）

A.由原子構成B.含非極性鍵

C.含非極性分子D.熔點高

3.單質硅的晶體結構如圖所示。下列關于單質硅晶體的說法不正確的

是（）

A.是一種立體網(wǎng)狀結構的晶體

B.晶體中每個硅原子與4個硅原子相連

C.晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)目為8

D.晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)目為6

4.（2021安徽合肥檢測）下列有關共價晶體的敘述不正確的是（）

A.金剛石和二氧化硅晶體的最小結構單元都是正四面體

B.含1molC的金剛石中C—C鍵數(shù)目是2N,1,1molSiO?晶體中Si—0

鍵數(shù)目是4NA（NA為阿伏加德羅常數(shù)的值）

C.水晶和干冰在熔化時，晶體中的共價鍵都會斷裂

D.Si。z晶體是共價晶體,所以晶體中不存在分子,SiOz不是它的分子式

5.（2022寧夏石嘴山三中期中）二氧化硅晶體是空間立體網(wǎng)狀結構，如

圖所示，下列說法中，正確的是（）

Si>o

A.硅原子的物質的量：氧原子的物質的量：硅氧鍵=1：2：4

B.CO?和SiOz晶體類型相同

C.晶體中Si原子雜化方式為sp3,0原子雜化方式為sp

D.晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為6

6.（2021遼寧錦州月考）設N”為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的

是（）

A.124gP,含有的P—P鍵的個數(shù)為6NA

B.28g晶體硅中含有的Si—Si鍵的個數(shù)為4N.,

C.12g金剛石中含有的C—C鍵的個數(shù)為1.5刈

D.60gSi02中含Si—0鍵的個數(shù)為2NA

題組二共價晶體的性質

7.（2022山東滕州五中月考）原子坐標參數(shù)表示晶胞內部各原子的相

對位置,如圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標參數(shù)A為（0,0,0）,B為

G，0,3，C為0J。）。則D原子的坐標參數(shù)為（）

/11

(--

\44

/11

(--

\84

8.（2022江蘇泗陽實驗中學質檢）碳化硅（SiC）的一種晶體具有類似金

剛石的結構,其中碳原子與硅原子的位置是交替的,在下列三種晶體

中，它們的熔點從高到低的順序是（）

①金剛石②晶體硅③碳化硅

A.①③②B.②③①C.③①②D.②①③

9.共價晶體一定具有的性質是（）

A.熔點高B.易導熱

C.能導電D.良好的延展性

10.（2021海南僚州鑫源中學月考）在一定條件下液態(tài)二氧化碳可轉化

為與石英具有相似結構的晶體。推測該晶體可能具有的結構或性質是

（）

A.硬度大B.具有分子密堆積結構

C.熔點較低D,硬度較小

11.將SiCL與過量的液氨反應可生成化合物Si（NH2）4o將該化合物在

無氧條件下高溫灼燒,可得到氮化硅（SisND固體,氮化硅是一種新型

耐高溫、耐磨材料,在工業(yè)上有廣泛的應用。下列推斷正確的是（）

A.SiCL、SiN的晶體類型相同

B.Si3N4晶體具有共價鍵三維骨架結構

C.共價晶體C3N4的熔點比Si3N4的低

D.SiCL晶體在熔化過程中化學鍵斷裂

12.（2020山東棗莊三中網(wǎng)測）根據(jù)下列性質判斷，屬于共價晶體的物

質是（）

A.熔點2700℃，導電性好，延展性強

B.無色晶體，熔點3500℃，不導電，質硬，難溶于水和有機溶劑

C.無色晶體,能溶于水,質硬而脆,熔點800℃,熔化時能導電

D,熔點-56.6℃,微溶于水,硬度小，固態(tài)或液態(tài)時不導電

13.下表是某些共價晶體的熔點和硬度,分析表中的數(shù)據(jù),判斷下列敘

述正確的是（）

共價晶體熔點/℃硬度

金剛石390010

氮化硼30009.5

碳化硅27009.5

石英17107

硅14106.5

錯12116.0

①構成共價晶體的原子種類越多，晶體的熔點越高

②構成共價晶體的原子間的共價鍵的鍵能越大，晶體的熔點越高

③構成共價晶體的原子半徑越大，晶體的硬度越大

④構成共價晶體的原子半徑越小，晶體的硬度越大

A.①②B.③④C.①③D.②④

14.根據(jù)下列幾種物質的熔點和沸點數(shù)據(jù)判斷,下列有關說法錯誤的

是（）

物質A1CLSiCL單質B

熔點/℃190-702300

沸點/℃182.757.62500

注:A1CL熔點在2.02X105Pa條件下測定。

A.SiCL是分子晶體

B.單質B可能是共價晶體

C.AlCk加熱能升華

D.單質B和A1CL晶體類型相同

能力提升練

題組一共價晶體的結構與性質

1.（2021山東泰安檢測）氮氧化鋁（A10N）是新型透明高硬度防彈材料,

屬于共價晶體,主要用于裝甲車輛防彈窗戶、戰(zhàn)場光學設備的透鏡、

望遠鏡穹頂以及覆蓋于導彈傳感器頂部的透明圓窗等。下列描述錯誤

的是（）

A.基態(tài)鋁原子的價層電子排布式為3s23Pl

B.制備A10N的原料岫中N原子采取sp?雜化

C.A1ON和水晶的化學鍵類型相同

D.A1ON的熔點比A1CL的熔點高

2.美國某實驗室成功地在高壓下將CO2轉化為具有類似SiOz結構的共

價晶體，下列關于CO?的共價晶體的說法正確的是（）

A.CO2的共價晶體和分子晶體互為同素異形體

B.在一定條件下,CO?的共價晶體轉化為CO2的分子晶體是物理變化

C.CO?的共價晶體和CO?的分子晶體具有相同的物理性質和化學性質

D.在C02的共價晶體中，每個C原子結合4個0原子,每個0原子跟2

個C原子相結合

3.（2020山東淄博淄川中學月考）下列說法中正確的是（）

A.金剛石晶體中的最小環(huán)由6個碳原子構成

B.A1C13晶體屬于共價晶體

C.1molSiOz晶體中含2molSi—0鍵

D.金剛石化學性質穩(wěn)定，即使在高溫下也不會和反應

4.『碳的結構是將立方金剛石中的每個碳原子用一個由4個碳原子

組成的正四面體結構單元取代,形成碳的一種新型三維立體晶體結構,

如圖所示（圖中的a表示碳原子形成的正四面體結構G）。已知T-碳

晶胞的邊長為apm,N,,為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是

A.每個T-碳晶胞中含32個碳原子

B.T-碳中C—C鍵的最小夾角約為109°28'

C.丁碳屬于共價晶體

D.T-碳的密度為-12*323g?cm-3

/VAx(axlO10)3

5.根據(jù)量子力學計算,氮化碳有五種結構,其中一種B-氮化碳硬度超

過金剛石晶體,成為首屈一指的超硬新材料，已知該氮化碳的二維晶

體結構如圖所示。下列有關該氮化碳的說法不正確的是()

OCoN

A.該晶體中的碳、氮原子核外最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構

B.氮化碳中碳元素顯+4價,氮元素顯-3價

C.每個碳原子與四個氮原子相連,每個氮原子和三個碳原子相連

D.氮化碳的分子式為C3N4

6.（2021江蘇宿遷檢測）鉆石的魅力在于它經(jīng)過大自然千百萬年的孕

育，再經(jīng)打磨，能放射出閃爍的光芒,鉆石就是經(jīng)過打磨的金剛石。已

知金剛石的結構如圖所示，由此可看出形成最小的碳原子環(huán)所需碳原

子數(shù)及任意兩個C—C鍵間的夾角是（）

A.6個120°B.5個108°

C.4個109°28'D.6個109°28'

7.碳化硅和立方氮化硼的結構與金剛石類似,碳化硅硬度僅次于金剛

石,立方氮化硼硬度與金剛石相當,其晶胞結構如圖所示。

碳化硅

請回答下列問題：

⑴碳化硅晶體中，硅原子雜化類型為,每個硅原子周圍與其

距離最近的碳原子有個；設晶胞邊長為acm,密度為

bg-cm3,則阿伏加德羅常數(shù)的值N可表示為（用含a、b的

式子表示）。

⑵立方氮化硼晶胞中有個硼原子,個氮原子,硼原

子的雜化類型為,若晶胞的邊長為acm,則立方氮化硼的密

度表達式為g-cm-3（設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值）。

題組二晶體結構與性質在元素推斷中的應用

8.(2020浙江紹興期末)有X、Y、Z、W、M五種短周期元素，其中X、Y、

Z、W同周期,Z、M同主族;X*與M2-具有相同的電子層結構;離子半

徑:ZDW'Y的單質晶體熔點高、硬度大,是一種重要的半導體材料。

下列說法中，正確的是()

A.X、M兩種元素只能形成XzM型化合物

B.由于W、Z、M元素的簡單氫化物相對分子質量依次減小，所以其沸

點依次降低

C.元素Y、Z、W的單質晶體屬于同種類型的晶體

D.元素W和M的某些單質可作為水處理中的消毒劑

9.有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E<Q〈T〈X〈Z。E、Q、

T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級,且第一電離能

L(E)<IKT)(Q),其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),且QT+

與ET2具有相同的原子數(shù)和價層電子數(shù)。X為周期表前四周期中電負

性最小的元素,Z的原子序數(shù)為28o請回答下列問題(答題時如需表示

具體元素,請用相應的元素符號)：

⑴寫出QT寸的電子式:,基態(tài)Z原子的核外電子排布

式為O

(2)Q的簡單氫化物極易溶于T的簡單氫化物,其主要原因

有、。

⑶化合物甲由T、X兩元素組成,其晶胞如下圖所示,則甲的化學式

為

X

T

⑷化合物乙的晶胞如下圖所示，乙由E、Q兩元素組成,硬度超過金剛

石。

①乙的晶體類型為,其硬度超過金剛石的原因是

②乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為

答案全解全析

基礎過關練

1.D共價晶體中原子之間通過共價鍵相連，而共價鍵具有方向性和飽和性,所以共價晶體中,

原子不是緊密堆積的。共價晶體在熔化時破壞共價鍵。

2.C晶體硅是共價晶體，由原子構成,A正確;硅原子與硅原子間以非極性共價鍵連接,B正

確；晶體硅是共價晶體,不含分子,C錯誤;共價晶體熔點高,D正確。

3.C單質硅是一種立體網(wǎng)狀結構的共價晶體,A正確;晶體中每個硅原子與4個硅原子相

連,B正確;根據(jù)單質硅的晶體結構可判斷晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)目為6,C錯誤,D正確。

4.C金剛石是1個中心C原子連接4個C原子,二氧化硅是1個中心Si原子連接4個0原

子，均為正四面體,A項正確;金剛石中，1個C原子與另外4個C原子形成4個C—C鍵,這個

C原子對每個單鍵的貢獻只有去所以1molC原子中C—C鍵為4moixi=2mol,而SiO?晶體

中1個Si原子分別與4個0原子形成4個Si—0鍵,則1molSiO2晶體中Si—0鍵為4mol,B

項正確;干冰熔化時只破壞分子間作用力，共價鍵不會斷裂,C項錯誤;共價晶體的構成粒子

是原子不是分子,D項正確。

5.A該晶體中每個Si原子連接4個0原子、每個0原子連接2個Si原子，則Si、0原子個

數(shù)之比為2：4=1：2,每個Si原子形成4個硅氧鍵,則硅原子的物質的量：氧原子的物質的

量：硅氧鍵=1：2:4,A正確;CO?晶體是分子晶體,SiOz晶體是共價晶體,B錯誤;該晶體中Si、

0原子都采用s/雜化,C錯誤；由二氧化硅晶體結構圖可知，晶體中最小環(huán)上含有6個硅原子

和6個氧原子,所以最小環(huán)上的原子數(shù)為12,D錯誤。

6.A白磷是正四面體結構，1個白磷分子中含有6個P-P鍵，124g白磷的物質的量是

124g4-124g/mol=lmol,124gPd中含P—P鍵的數(shù)目為6NA,A正確;28g晶體硅中n(Si)=

1mol,每個Si原子形成4個Si-Si鍵,每個Si-Si鍵由2個Si原子共用，則28g晶體硅

中含Si—Si鍵的數(shù)目為2NA,B不正確；12g金剛石中n(C)=lmol,金剛石中n(C)：n(C—C

鍵)=1：2,12g金剛石中含有的C—C鍵的個數(shù)為2N,,C不正確;60gsiOz的物質的量為1mol,

二氧化硅中每個硅原子形成的Si—0鍵的個數(shù)為4,則60gSiO2中含Si—0鍵的個數(shù)為4NA,D

不正確。

7.A根據(jù)各個原子的相對位置可知,D在各個方向的;處,則D原子的坐標參數(shù)為。

4444

8.A三種晶體均為共價晶體,結構相似,共價鍵鍵長:C—C〈C—Si〈Si—Si,鍵能:C—C>

C-Si>Si-Si;共價鍵鍵長越短,鍵能越大,共價晶體的熔點越高,所以三者熔點從高到低的

順序是①③②。

歸納總結共價晶體熔點和硬度的比較

對結構相似的共價晶體來說,原子半徑越小，鍵長越短,鍵能越大,熔點越高，硬度越大。

以金剛石、硅、錯為例，同主族從碳元素到錯元素，原子核外電子層數(shù)增多，原子半徑依次增

大，C—C鍵、Si—Si鍵、Ge—Ge鍵的鍵長依次變長，鍵能依次減小，故金剛石、硅、錯的熔

點和硬度依次下降。

9.A高硬度、高熔點是共價晶體的特性，共價晶體一般不能導電、導熱，延展性差，故選A。

10.A在一定條件下液態(tài)二氧化碳可轉化為與石英具有相似結構的晶體,故推測該晶體為共

價晶體，其硬度大、熔點高，具有共價鍵三維骨架結構，故A正確,B、C、D錯誤。

11.BSiCL是分子晶體，在熔化過程中克服的是分子間作用力，化學鍵不斷裂。SiN是共價

晶體,具有共價鍵三維骨架結構。根據(jù)C、Si的原子半徑推知C-N鍵的鍵能比Si-N鍵的鍵

能大,故CM的熔點比SiM的高。

12.B共價晶體的熔點高，但一般不能導電，延展性差，故A不符合題意；無色晶體，熔點

3500℃,不導電，質硬,難溶于水和有機溶劑,符合共價晶體的性質特點,故B符合題意;無色

晶體,能溶于水,質硬而脆,熔點800°C,熔化時能導電,不屬于共價晶體,故C不符合題意;熔

點-56.6℃,微溶于水,硬度小，固態(tài)或液態(tài)時不導電,符合分子晶體的性質，屬于分子晶體,

故D不符合題意。

13.D一般,構成共價晶體的原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,對應共價晶體的熔點越高，

硬度越大。

14.D由表中數(shù)據(jù)可知,SiCl,的熔、沸點較低，屬于分子晶體,A正確;單質B的熔、沸點很

高,所以單質B可能是共價晶體,B正確；由表中數(shù)據(jù)可知A1CL的沸點與熔點相差不大,所以

A1CL加熱能升華,C正確;單質B的熔、沸點很高，可能是共價晶體,A1CL熔、沸點較低，屬于

分子晶體,兩者晶體類型不同,D錯誤。

能力提升練

1.B基態(tài)鋁原子核外電子分布在Is、2s、2p>3s、3p能級上,電子排布式為ls22s22p63s23p',

價層電子排布式為3s'Bp',故A正確;氮氣分子的結構式為N=N，氮原子的孤電子對數(shù)=

竽=1,三犍中含1個。鍵,氮原子的價層電子對數(shù)=1+1=2,氮原子的雜化方式為sp,故B錯

誤;氮氧化鋁(A10N)屬于共價晶體,水晶(SiOj屬于共價晶體，化學鍵都是共價鍵,故C正確；

氮氧化鋁(A1ON)屬于共價晶體,氯化鋁為共價化合物，但屬于分子晶體,所以A10N的熔點比

A1CL的熔點高，故D正確。

2.D同素異形體的研究對象是單質,CO?是化合物,故A錯誤;二氧化碳的共價晶體和二氧化

碳的分子晶體屬于不同物質，所以在一定條件下,CO?的共價晶體轉化為C02的分子晶體是化

學變化,故B錯誤;二氧化碳的分子晶體和二氧化碳的共價晶體的構成粒子的空間結構不同，

所以其物理性質和化學性質不同,故C錯誤;利用知識遷移的方法分析,把二氧化硅結構中的

硅原子替換成碳原子,在二氧化碳的共價晶體中,每個C原子結合4個0原子，每個0原子跟

2個C原子相結合，故D正確。

3.A金剛石是共價晶體,原子間以共價鍵相結合,形成三維的空間網(wǎng)狀結構,最小的環(huán)上有

6個碳原子,A正確;A1CL的熔、沸點較低，其晶體屬于分子晶體,B錯誤;1個硅原子與周圍4

個氧原子形成4個Si—0鍵，而1個氧原子能形成2個Si—0鍵，1molSiO/晶體中含有Si—0

鍵的物質的量為4mol,C錯誤;金剛石為碳元素形成的單質，高溫下與Oz反應,D錯誤。

4.B1個金剛石晶胞中，含有碳原子的數(shù)目為8X：+6x；+4=8,將每個C原子換成一個由4

個碳原子組成的正四面體結構單元，則1個T-碳晶胞中含有的碳原子數(shù)目為8X4=32,故A

正確;T-碳中C—C鍵的最小夾角為60°,故B錯誤;T-碳中碳原子間以共價鍵結合成空間網(wǎng)

狀結構,屬于共價晶體,故C正確；1個T-碳晶胞中含碳原子的數(shù)目為32,則該晶體的密度為

3

12x32道3g.cm故D正確。

103

WAx(axlO)

5.D根據(jù)題圖結構可知,每個碳原子周圍有四個共價鍵,每個氮原子周圍有三個共價鍵,碳

原子最外層有4個電子,形成四個共價鍵后成8電子穩(wěn)定結構,氮原子最外層有5個電子,形

成三個共價鍵后也是8電子穩(wěn)定結構,A正確；由于元素的電負性N>C,所以形成共價鍵時,共

用電子對偏向N,偏離C,氮化碳中碳元素顯+4價,氮元素顯-3價,B正確;根據(jù)晶體結構可知

每個碳原子與四個氮原子相連,每個氮原子和三個碳原子相連,C正確;氮化碳是共價晶體，

不存在分子,因此沒有分子式,D錯誤。

6.D根據(jù)金剛石的晶體結構特點可知,最小環(huán)上碳原子數(shù)為6,每個碳原子與相連的4個碳

原子形成正四面體結構，因而任意兩個C—C鍵的夾角為109。28'o

7.答案⑴sd4果(2)44sp3修

解析(DSiC晶體中,每個Si原子與4個C原子形成4個。鍵，故Si采取sp3雜化,每個

Si原子周圍與其距離最近的C原子有4個。SiC晶胞中，碳原子數(shù)為6xg+8xj=4,硅原子

位于晶胞內,SiC晶胞中硅原子數(shù)為4,1個晶胞的質量為段g,體積為個cm',因此晶體密度

bg?cm嗎83,故故用。⑵立方氮化硼晶胞中，含有N原子數(shù)為6X：+8x