高中化学 专题3 微粒间作用力与物质性质 3.3 共价键 原子晶体练习 苏教版选修3

1、3.3共价键 原子晶体一、选择题1.(2015·烟台高二检测)下列晶体中属于原子晶体的是()a.干冰 b.食盐c.胆矾 d.晶体硅【解析】选d。常见的原子晶体中属于非金属单质的有金刚石、晶体硅、晶体硼等,属于非金属化合物的有二氧化硅、碳化硅、氮化硅等。2.下列说法中不正确的是()a.双键、叁键都有键b.成键原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固c.因每个原子未成对电子数是一定的,故配对原子个数也一定d.所有原子轨道在空间都有自己的方向性【解析】选d。ss键无论s轨道从哪个方向重叠都相同,因此这种共价键没有方向性。【易错提醒】(1)碳碳叁键和碳碳双键的键能不是碳碳单键键能的3倍和2倍,原

2、因是这些键的类型不完全相同。(2)键长约等于成键两原子的半径之和,实际上,由于轨道的重叠,前者比后者略短一些。3.对键的认识不正确的是()a.s-s键与s-p键的对称性相同b.键不属于共价键,是另一种化学键c.若分子中含有共价键,则至少含有一个键d.含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同【解析】选b。因s轨道为球形对称,因此s-s键与s-p键的对称性相同,a正确;键是共价键的一种,b错;若分子中含有共价键,则至少有一个键,c正确;形成键时,一般会形成双键或叁键,因此与只含有键的化合物的化学性质不同,d正确。【方法规律】键、键判断方法共价单键是键,共价双键中有一个是键,另一个是键,共价叁键

3、中有一个是键,另两个是键,如ch2ch2中的碳碳双键,一个是键,一个是键,chch中的碳碳叁键,一个是键,两个是键。【补偿训练】下列说法正确的是()a.非金属元素之间只能形成共价键,而不能形成离子键b.共价键的方向性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系c.烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的键比烯烃中的键稳定d.乙醇分子中不存在键【解析】选d。全由非金属元素构成的物质,只要含有铵根就一定含离子键;共价键的饱和性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系;烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烯烃中有键。4.(双选)已知c3n4晶体具有比金刚石更大的硬度,且原子间均以单键结合,下列关于晶体的说法正确的是

4、()a.c3n4晶体是离子晶体b.c3n4晶体中,cn键的键长比金刚石中cc键的键长要短c.c3n4晶体中微粒间通过离子键结合d.c3n4晶体中每个碳原子连接4个氮原子,而每个氮原子连接3个碳原子【解析】选b、d。c3n4晶体原子间均以单键结合,则原子间为共价键,且硬度比金刚石大,所以c3n4晶体是原子晶体,a、c错;因为氮原子比碳原子半径小,所以cn键比cc键的键长要短,b正确;因为碳原子最外层有4个孤电子对,易形成4个共价键,氮原子最外层有3个孤电子对,易形成3个共价键,所以c3n4晶体中每个碳原子连接4个氮原子,而每个氮原子连接3个碳原子,d正确。【补偿训练】用激光将置于铁室中石墨靶上的

5、碳原子炸松,同时用射频电火花喷射氮气,此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜,这种化合物可以比金刚石更坚硬,其原因可能是()a.碳、氮原子构成空间网状结构的晶体b.碳、氮的单质化学性质均不活泼c.碳氮键比金刚石中的碳碳键长d.氮原子最外层电子数比碳原子多【解析】选a。碳氮化合物薄膜比金刚石更坚硬,说明此薄膜属于原子晶体范畴;而此原子晶体中共价键的键长(近似等于原子半径之和)比cc短。5.(2015·苏州高二检测)下列关于原子晶体的说法不正确的是()a.原子晶体硬度较大b.原子晶体的熔、沸点较高c.原子晶体不导电d.金刚石、水晶和干冰属于原子晶体【解析】选d。原子晶体的硬度较大;熔、沸点较

6、高;原子晶体不导电;干冰不属于原子晶体。6.(2015·大连高二检测)下列共价键的键长按由小到大排列的是()a.nclnbrnfb.hclhshpc.sehshohd.chnhoh【解析】选b。共价键的键长可以用原子半径之和大体上估算,但事实上不等于两原子半径之和。【补偿训练】键能的大小可以衡量化学键的强弱。下列说法中错误的是()化学键siosiclhhhclsisisic键能/kj·mol-1460360436431176347a.sicl4的熔点比sic熔点低b.hcl的稳定性比hi稳定性高c.cc的键能大于sisid.拆开1 mol四氯化硅中的化学键所吸收的能量为36

7、0 kj【解析】选d。虽然sicl键键能高于sic键,但sic是原子晶体,而sicl4是分子晶体,熔点sic高,a正确;氯原子半径小于碘,故hcl键的键长小于hi键,hcl键键能较高,hcl分子较稳定,b正确;碳原子半径小于硅,故cc键键长小于sisi键,cc键键能较高,c正确;1 mol sicl4中含有4 mol sicl键,需吸收4360 kj能量,d错。7.某原子晶体a,其空间结构中的一部分如图所示,a与某物质b反应生成c,其实质是在每个aa键中插入一个b原子,则c的化学式为()a.abb.a5b4c.ab2d.a2b5【解析】选c。空间结构的一个单元中含有5个a原子,每个aa键中插入

8、一个b原子,5个a原子含有10个aa键,所以插入了10个b原子,所以该单元中含有5个a原子10个b原子,所以a、b原子个数比是12,所以其化学式是ab2。8.(2015·杭州高二检测)在1 mol石英晶体中,含有sio键数是()a.1 mol b.2 mol c.3 mol d.4 mol【解析】选d。sio2的结构类似于金刚石的空间网状结构,但每个si键合4个o,每个o键合2个si。1 mol石英(sio2)晶体有1 mol si,由于每个si键合四个o,就形成4个sio键;所以形成的sio键的物质的量为4 mol。9.(2015·韶关高二检测)下列物质的分子中,没有键的

9、是()a.co2 b.n2 c.ch2ch2 d.hclo【解析】选d。在共价单键中只有键;双键中有一个键、一个键;叁键中有一个键、两个键。各种物质的结构式分别为oco,nn,h2cch2,hocl,故只有hclo分子中没有键。10.下列有关化学键类型的叙述正确的是()a.全部由非金属元素构成的化合物中肯定不存在离子键b.所有物质中都存在化学键c.已知乙炔的结构式为hcch,则乙炔中存在2个键(ch)和3个键(cc)d.乙烷分子中只存在键,不存在键【解析】选d。铵盐是离子化合物,含有离子键,但其中就没有金属元素,a项错;稀有气体的原子本身就达到稳定结构,不存在化学键,b项错;乙炔中存在3个键和

10、2个键,即2个ch键和碳碳叁键中的1个键是键,而碳碳叁键中的两个是键,c项错。11.(双选)某国家实验室成功地在高压下将co2转化为具有类似sio2结构的原子晶体。下列关于co2的原子晶体的说法正确的是()a.在一定条件下,co2的原子晶体转化为分子晶体是物理变化b.co2的原子晶体和co2的分子晶体具有相同的物理性质和化学性质c.在co2的原子晶体中,每个碳原子周围结合4个氧原子,每个氧原子跟2个碳原子相结合d.co2的原子晶体的硬度很大,熔、沸点比干冰高得多【解析】选c、d。反应过程为oco有键断裂和重排过程,属于化学变化,晶体类型也随之改变。二者的化学性质相同,但物理性质不同,co2的原

11、子晶体类似于sio2,即每个碳原子周围结合4个氧原子,每个氧原子周围结合2个碳原子。由于是原子晶体,因此硬度大,熔、沸点高。二、非选择题12.用下列分子的序号填空,hf,br2,h2o,n2,co2,h2,h2o2,hcn(1)分子中只有键的是_;(2)分子中含有键的是;(3)分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是;(4)分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是;(5)分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是;(6)分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是。【解析】写出分子的结构式,明确键与键的判断方法与键的类型是解题的关键。答案:(1

12、)(2)(3)(4)(5)(6)13.(2015·成都高二检测)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1 300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,且氮原子和氮原子,硅原子与硅原子不直接相连,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的保护下,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_。【解析】(1)从题给信息知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,应是原子晶体。(2)每个原子都满足8电子稳定结构,

13、可知氮显-3价,硅显+4价,正负化合价代数和为零,可得化学式为si3n4。(3)3sicl4+2n2+6h2si3n4+ 12hcl。答案:(1)原子(2)si3n4(3)3sicl4+2n2+6h2si3n4+ 12hcl14.单质硼有无定形和晶体两种,参考下列数据:金刚石晶体硅晶体硼熔点/k>3 5501 4102 573沸点/k4 8272 6282 823摩氏硬度106.59.5(1)晶体硼的晶体类型属于。(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图所示),其中有二十个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点各有一个硼原子。通过观察图形及推算得出此基本结构单元是

14、由个硼原子构成;共有个bb键,其中bb键的键角为。【解析】(1)晶体硼的熔、沸点较高,属于原子晶体。(2)通过硼的基本结构单元图形可知,每个等边三角形中有3个硼原子,而每个硼原子为5个等边三角形共用,故此基本结构单元中硼原子的个数为20×35=12。从图形中可知,每个b形成5个化学键,每两个b形成一个共价键,故bb键的个数为125=30个。每三个b形成一个正三角形,故bb键的键角为60°。答案:(1)原子晶体(2)123060°15.a、b、c、d分别代表四种不同的短周期元素。a元素的原子最外层电子排布为ns1,b元素的原子价电子排布为ns2np2,c元素的最外层

15、电子数是其电子层数的3倍,d元素原子的m电子层的p轨道中有3个电子。(1)c原子的电子排布式为,若a元素的原子最外层电子排布为1s1,则按原子轨道的重叠方式,a与c形成的化合物中的共价键属于(填“”或“”)键。(2)当n=2时,b的原子结构示意图为,b与c形成物质的化学式可能为。当n=3时,b与c形成的晶体中微粒间的作用力是_。(3)若a元素的原子最外层电子排布为2s1,b元素的原子价电子排布为3s23p2,元素a在周期表中的位置是,a、b、c、d四种元素的第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号表示)。【解析】c元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,则c为o;d元素原子的m电子层的p轨道中有3

16、个电子,则d为p。(1)a元素的原子最外层电子排布为1s1,则a为h,a与c形成的化合物有h2o和h2o2。(2)n=2时,b为碳,b与c形成的物质为co2或co;n=3时,b为硅,b与c形成的晶体为sio2,晶体内部存在的作用力为共价键。(3)a元素的原子最外层电子排布为2s1,则a为li,b元素的原子价电子排布为3s23p2,则b为si。答案:(1)1s22s22p4(2)co或co2共价键(3)第2周期a族o>p>si>li16.x、y、z、w是元素周期表前四周期中的四种常见元素,其相关信息如下表:元素相关信息xx的基态原子核外2p轨道上有2个电子y常温常压下,y单质是

17、淡黄色固体,常在火山口附近沉积zz和y同周期,z的电负性大于yww的一种核素的质量数为63,中子数为34(1)y位于元素周期表第周期第族,y和z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是_(写化学式)。(2)xy2是一种常用的溶剂,xy2的分子中存在个键。在hy、hz两种共价键中,键的极性较强的是_,键长较长的是。(3)w的基态原子核外电子排布式是_。w2y在空气中煅烧生成w2o的化学方程式是_。【解析】x的核外电子排布式为1s22s22p2,是碳元素;y是硫元素;z是氯元素;w的原子序数为63-34=29,是铜元素。(1)cl的非金属性比s的非金属性强,所以hclo4的酸性比h2so4的酸性强。(2)cs2分子中有2个双键,双键中有一个键是键,一个键是键。cl的电负性比s的电负性强,所以hcl键的极性比hs键的极性强;s的原子半径比cl的原子半径大,所以hs键的键长比hcl键的键长长。(3)铜元素原子的3d轨道处于全满状态。cu2s煅烧时生成so2,不是