新教材2024版高中化学课时作业13共价晶体新人教版选择性必修2

课时作业13共价晶体一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．下列物质的晶体干脆由原子构成的一组是()①CO2②SiO2③晶体Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固态HeA．①②③④⑤⑥ B．②③④⑥C．②③⑥ D．①②⑤⑥2．下列说法错误的是()A．干冰晶体中每个分子四周最近的分子有12个，而二氧化硅晶体中，每个硅原子四周只有4个氧原子B．C2H5OH与C2H5Br相比，前者的相对分子质量小于后者，而沸点却高于后者，其缘由是前者的分子间存在氢键C．非金属单质只能形成分子晶体D．金刚石熔化时断裂共价键3．下列有关物质的熔点凹凸依次正确的是()A．HF<HCl<HBrB．金刚石<碳化硅<晶体硅C．CH3(CH2)3CH3>CH3(CH2)8CH3D．H2O>H2S，SO2<SeO24．金刚石是共价键三维骨架结构，如图所示，下列说法中正确的是()A．金刚石晶体中的最小碳原子环由6个碳原子构成B．金刚石晶体中的碳原子是sp2杂化C.12g金刚石中所含C—C键的个数为4NAD．金刚石的化学性质稳定，即使在高温下也不和O2反应5．二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12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，1molSiO2拥有2molSi—O键D．SiO2晶体是由极性共价键与非极性共价键共同构成的6．下列有关共价晶体的叙述不正确的是()A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体B．含1molC的金刚石中C—C键数目是2NA，1molSiO2晶体中Si—O键数目是4NAC．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂D．SiO2晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2不是它的分子式7．利用反应CCl4＋4Naeq\o(→,\s\up7(973K),\s\do5(Ni—Co))C(金刚石)＋4NaCl可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法错误的是()A．C(金刚石)属于共价晶体B．该反应利用了Na的强还原性C．CCl4和C(金刚石)中的C的杂化方式相同D．NaCl晶体中每个Cl－四周有8个Na＋二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)8．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，与石墨相像，具有层状结构，可作高温润滑剂，但不能导电。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法，正确的是()A．立方相氮化硼含配位键B←NB．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软，熔点低C．两种氮化硼中的硼原子都是接受sp2杂化D．六方相氮化硼晶体其结构与石墨相像却不导电，缘由是没有可以自由移动的电子9．氮化硼具有抗化学侵蚀性质，不易被无机酸和水侵蚀，硬度很高，与金刚石接近。如图是一种纳米立方氮化硼的晶胞结构。以下说法错误的是()A．纳米立方氮化硼熔点较低B．N原子的配位数为4C．硼原子的2s和2p原子轨道发生sp3杂化D．纳米立方氮化硼属于共价晶体，可加工制成超硬材料10．β­氮化碳的硬度超过金刚石晶体，成为数一数二的超硬新材料，已知该氮化碳的二维晶体结构如图所示。下列说法不正确的是()A．该晶体中的碳、氮原子都满意8电子稳定结构B．该晶体中碳显＋4价，氮显－3价C．该晶体中每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连D．该晶体的分子式为C3N4三、非选择题11．请按要求填空：(1)C、N元素形成的新材料具有如图所示的结构，该晶体的化学式为________。(2)氮化碳和氮化硅晶体结构相像，是新型的非金属高温陶瓷材料，它们的硬度大、熔点高、化学性质稳定。①氮化硅的硬度________(填“大于”或“小于”)氮化碳的硬度，缘由是________________________________；②已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且氮原子与氮原子不干脆相连、硅原子与硅原子不干脆相连，同时每个原子都满意最外层8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式：________。(3)第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与晶体硅相像。在GaN晶体中，每个Ga原子与________个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为________，GaN属于________晶体。12．锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________，有________个未成对电子。(2)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变更规律及缘由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔点/℃－49.526146沸点/℃83.1186约400(3)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的依次是________。(4)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为______________，微粒之间存在的作用力是______________。(5)晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(1/2，0，1/2)；C为(1/2，1/2，0)。则D原子的坐标参数为________；②晶胞参数，描述晶胞的大小和形态。已知Ge单晶的晶胞参数apm，其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。课时作业131．解析：CO2、白磷、氨基乙酸、固态He是分子晶体，其晶体由分子构成，稀有气体He由单原子分子构成；SiO2、晶体Si属于共价晶体，其晶体干脆由原子构成。答案：C2．解析：干冰晶体接受分子密积累，每个分子四周最近的分子有12个，而共价键有饱和性和方向性，所以二氧化硅晶体中，每个硅原子四周只有4个氧原子，A项正确；乙醇的分子间易形成氢键，故其沸点高于C2H5Br，B项正确；C项Si、O是非金属元素，但金刚石、晶体硅、二氧化硅都是共价晶体，C项不正确；干冰熔化时破坏范德华力，二氧化硅、金刚石等共价晶体熔化时破坏共价键，D项正确。答案：C3．解析：HCl、HBr，SO2、SeO2均为组成和结构相像的分子，相对分子质量越大，熔点越高。HF、H2O分子中均存在氢键，所以熔点出现“反常”现象。金刚石、碳化硅和晶体硅中，共价键键长：C—C<C—Si<Si—Si共价键键能：C—C>C—Si>Si—Si共价键键长越短，键能越大，则共价晶体的熔点越高。所以三者的熔点由高到低的依次是金刚石>碳化硅>晶体硅。答案：D4．解析：由金刚石的共价键三维骨架结构可知，最小碳原子环由6个碳原子构成，A项正确；金刚石晶体中每个碳原子与四周4个碳原子形成4个σ键，则碳原子实行sp3杂化，B项错误；金刚石中每个C—C键被2个碳原子共用，依据“均摊法”可知，每个碳原子占有该C—C键的eq\f(1,2)，则每个碳原子形成C—C键的数目为4×eq\f(1,2)＝2，12g金刚石中含1mol碳原子，则所含C—C键的个数为2NA，C项错误；金刚石是碳单质，在高温下与O2反应生成CO2或CO，D项错误。答案：A5．解析：二氧化硅晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，所以最小环上的原子数为12，故A正确。晶体硅的结构和金刚石相像，硅原子四周有4个共价键与其相连，其中随意两个共价键向外都可以连有两个最小的环，故B错误。每个Si原子形成4个共价键，则1molSiO2晶体中含4molSi—O键，故C错误。SiO2晶体仅有极性共价键Si—O键，无非极性共价键，故D错误。答案：A6．解析：金刚石是1个中心C原子连接4个C原子，二氧化硅是1个中心Si原子连接4个O原子，均为正四面体，A项正确；金刚石中，1个C原子与另外4个C原子形成4个C—C键，这个C原子对每个单键的贡献只有eq\f(1,2)，所以1molC原子形成的C—C键为4mol×eq\f(1,2)＝2mol，而SiO2晶体中1个Si原子分别与4个O原子形成4个Si—O键，则1molSiO2晶体中Si—O键为4mol，B项正确；干冰熔化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂，C项错误；共价晶体的构成微粒是原子不是分子，D项正确。答案：C7．解析：CCl4和C(金刚石)中的C杂化方式都是sp3。在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。答案：D8．解析：B原子最外层有3个电子，存在一个空轨道，N原子最外层有5个电子，存在一个孤电子对，由晶体结构可知，立方相氮化硼为空间网状结构与金刚石类似，立方相氮化硼中B形成4个共价键，其中1个为B←N配位键，故A项正确；六方相氮化硼具有层状结构，层间作用力小，所以质地软，但层内原子间通过共价键结合，导致熔点很高，故B项错误；立方相氮化硼中硼原子形成4个共价键，所以立方相氮化硼中硼原子接受的是sp3杂化，故C项错误；晶体中存在可以自由移动的电子能导电，六方相氮化硼晶体中没有可以自由移动的电子，所以不导电，故D项正确。答案：AD9．解析：氮化硼的硬度与金刚石接近，则属于共价晶体，其熔点很高，A错误；由氮化硼的晶胞结构可知，N和B原子的配位数均为4，B正确；B原子的核外电子排布式为1s22s22p1，该晶体中B原子的2s轨道和2p轨道发生sp3杂化，形成4个sp3杂化轨道，形成4个共价键，C正确；纳米立方氮化硼属于共价晶体，其硬度很高，可加工制成超硬材料，D正确。答案：A10．解析：依据题图中结构可知，每个碳原子四周有四个共价键，每个氮原子四周有三个共价键，碳原子最外层有4个电子，形成四个共价键后，是8电子稳定结构，氮原子最外层有5个电子，形成三个共价键后，也是8电子稳定结构，A正确；氮元素的电负性大于碳元素，所以在氮化碳中氮元素显一3价，碳元素显＋4价，B正确；依据题图知，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，C正确；因氮化碳是共价晶体，不存在分子，故没有分子式，D错误。答案：D11．解析：(1)依据晶胞的结构可知含有碳原子数目＝8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＝3，氮原子数目为4，则化学式为C3N4。(2)①氮化碳和氮化硅晶体结构相像，它们的硬度大、熔点高、化学性质稳定，这说明二者形成的晶体都是共价晶体，由于硅原子半径大于碳原子半径，氮碳形成的共价键键长比氮硅形成的共价键键长短，键能大，所以氮化硅的硬度小于氮化碳的硬度；②N的最外层电子数为5，要满意8电子稳定结构，须要形成3个共价键，Si的最外层电子数为4，要满意8电子稳定结构，须要形成4个共价键，所以氮化硅的化学式为Si3N4。(3)GaN的晶体结构与晶体硅相像，则GaN属于共价晶体，每个Ga原子与4个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为正四面体形。答案：(1)C3N4(2)①小于硅原子半径大于碳原子半径，氮碳形成的共价键键长比氮硅形成的共价键键长短，故氮碳形成的共价键的键能大，氮化碳的硬度大②Si3N4(3)4正四面体形共价12．解析：(1)在元素周期表中，锗和硅属于同主族，锗位于硅的下一周期，即锗的原子序数为14＋18＝32，基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2；由于4p能级有3个能量相同的轨道，依据洪特规则，4p上2个电子分别占据两个轨道且自旋方向相同，因此未成对电子为2；(2)依据表格数据得出，三种锗卤化物都是分子晶体，不含分子间氢键，因此熔沸点随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔沸点上升；(3)锌、锗位于同周期，同一周期从左向右元素的电负性渐渐增大，而氧位于元素周期表右上角，电负性仅次于F，得出三种元素的电负性大小依次是氧>锗>锌；(4)类比金刚石，晶体锗属于共价晶体，每个锗与其四周的4个锗原子形成4个单键，锗原子的杂化类型为sp3，微粒间的作用力是共价键；(5)①比照晶胞图示，坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，视察D点在晶胞中位置，即体对角线的eq\f(1,4)，D的坐标参数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)