新教材2025版高中化学课时作业16共价晶体鲁科版选择性必修2

课时作业16共价晶体1．下列晶体中，最小的平面或立体环不是由6个原子构成的是()A．金刚石B．石墨C．水晶D．晶体硅2．金刚石具有硬度大、熔点高等特点，大量用于制造钻头、金属切割刀具等。其结构如图所示，下列推断正确的是()A．金刚石中C—C键的键角均为109°28′，所以金刚石和CH4的晶体类型相同B．金刚石的熔点高与C—C键的键能无关C．金刚石中碳原子个数与C—C键数目之比为1∶2D．金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不须要进行浇水冷却3．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4．氮氧化铝(AlON)属于共价晶体，是一种超强透亮材料，下列描述错误的是()A．AlON和石英的化学键类型相同B.AlON和石英晶体类型相同C．AlON和Al2O3的化学键类型不同D．AlON和Al2O3晶体类型相同5．(双选)关于SiO2晶体的叙述中，正确的是()A．通常状况下，60gSiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数)B．60gSiO2晶体中，含有4NA个Si—O键C．晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点D．因为硅和碳属于同一主族，所以SiO2晶体与CO2晶体类型相同6．下列物质的熔、沸点凹凸依次正确的是()A．金刚石>晶体硅>碳化硅B．MgO>H2O>O2>Br2C．对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸D．金刚石>生铁>纯铁>钠7．1999年美国《科学》杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们胜利制得了共价晶体干冰，下列推断中不正确的是()A．共价晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度B．共价晶体干冰易汽化，可用作制冷材料C．共价晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料D．每摩尔共价晶体干冰中含4molC—O键8．我国的激光技术在世界上处于领先地位，据报道，有科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再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。据称，这种化合物可能比金刚石更坚硬。其缘由可能是()A．碳、氮原子构成平面结构的晶体B．碳氮键比金刚石中的碳碳键更短C．氮原子电子数比碳原子电子数多D．碳、氮的单质的化学性质均不活泼9．AB型共价化合物晶体，若其原子最外层电子数之和为8，常是具有半导体性质的共价晶体。已知金刚石不导电而导热；锆石(ZrO2)不导电、不导热，却硬似钻石；近期用制耐热器的碳化硅制成了假钻石，则识别它们的可行方法是()A．能在玻璃上刻划出痕迹的为金刚石B．很硬不导电而导热的是金刚石和碳化硅C．既可导电又可导热的是碳化硅D．不导电的为锆石10.(双选)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。如图为其晶体结构中最小的重复单元，其中每个原子最外层均满意8电子稳定结构。下列有关说法正确的是()A．磷化硼的化学式为BP，其晶体属于共价晶体B．磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电C．磷化硼晶体中每个原子均参加形成4个共价键D．磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力11．如图是氯化钠、氯化铯、二氧化硅、晶体硅的晶体结构一部分，有关晶体的叙述中正确的是()A．SiC与二氧化硅晶体熔化时，所克服的微粒间相互作用不相同B．氯化钠晶体中，每个Na＋四周距离相等的Na＋共有6个C．氯化铯晶体中，每个Cs＋四周紧邻8个Cl－D．在晶体硅中，硅原子与Si—Si键数目比为1∶412．(1)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____________。(2)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(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))，C为(eq\f(1,2)，eq\f(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a＝565.76pm，其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。已知：Ge的相对原子质量为73。13．砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池等。回答下列问题：(1)基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]________。(2)依据元素周期律，元素的电负性Ga____(填“大于”或“小于”，下同)As，第一电离能B________Ga；BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合的缘由是________________。(3)杀虫剂Na3AsO4中阴离子的空间构型为________，As原子实行________杂化。(4)组成相像的GaF3和GaCl3晶体，前者属于离子晶体，后者属于分子晶体，从F－和Cl－结构的不同分析其缘由是________________________________。(5)共价晶体GaAs的晶胞参数a＝xpm，它的晶胞结构如图所示。该晶胞内部存在的共价键数为________；A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为________(用x表示)pm；该晶胞的密度为________(阿伏加德罗常数的值用NA表示)g·cm－3。14．(1)BN是一种新型的无机材料，由于碳单质与BN属于等电子体，其结构和性质具有极大的相像性，故可推知，在BN的晶体中，一种是类似于________的空间网状结构的晶体，可用作耐磨材料。(2)单质硼有无定形体和晶体两种，参考下表数据：金刚石晶体硅晶体硼熔点/K>350014122573沸点/K482726282823摩氏硬度106.59.5①晶体硼的晶体类型属于________晶体，理由是___________________________。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20个等边三角形的面和肯定数目的顶点，每个顶点上各有一个硼原子。通过视察图形及推算，此基本结构单元由______个硼原子构成，其中B—B键的键角为________。(3)假设将晶体硼的结构单元中每个顶点均削去，余下部分的结构与C60相同，则C60由________个正五边形，________个正六边形构成。课时作业16共价晶体1．解析：金刚石、石墨中的最小碳环及晶体硅中最小硅环都是由6个原子构成的，水晶(主要成分为SiO2)中的最小环上有6个硅原子、6个氧原子，共12个原子。答案：C2．解析：选项A，金刚石是共价晶体，CH4是分子晶体，二者的晶体类型不同；选项B，金刚石熔化过程中C—C键断裂，因C—C键的键能大，断裂时须要的能量多，故金刚石的熔点很高；选项D，金刚石的熔点高，但在打孔过程中会产生很高的温度，如不浇水冷却钻头，会导致钻头熔化。答案：C3．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，均形成正四面体结构，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：C4．解析：AlON与石英(SiO2)均为共价晶体，所含化学键均为共价键，故A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，故C项正确、D项错误。答案：D5．解析：SiO2晶体是共价晶体，不存在分子，A错误；1molSiO2晶体存在4molSi—O键，所以60gSiO2晶体即1molSiO2晶体含有4molSi—O键，故B正确；晶体中一个硅原子和四个氧原子，形成四面体结构，四个氧原子处于同一四面体的四个顶点，C正确；SiO2晶体是共价晶体，CO2晶体是分子晶体，D错误。答案：BC6．解析：原子半径Si>C>O，共价晶体组成元素的原子半径越小，共价键键能越大，熔、沸点越高，则熔、沸点从高到低的依次为金刚石>碳化硅>晶体硅，A项错误；离子晶体的熔、沸点大于分子晶体，水中含有氢键，其熔、沸点比氧气、溴的高，溴常温下为液体，其熔、沸点高于氧气，则熔、沸点从高到低的依次为MgO>H2O>Br2>O2，B项错误；对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，所以熔、沸点：对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸，C项正确；共价晶体的熔、沸点一般大于金属晶体，合金的熔、沸点比其各成分金属的低，则熔、沸点从高到低的依次为金刚石>纯铁>生铁>钠，D项错误。答案：C7．解析：既然干冰是共价晶体，所以可类比共价晶体SiO2，具有熔点高、硬度大、耐磨等性质。每摩尔SiO2中有4molSi—O键，所以D项也正确。答案：B8．解析：由“这种化合物可能比金刚石更坚硬”可知该晶体应当是一种共价晶体，共价晶体是一种空间网状结构而不是平面结构，所以A选项是错误的。由于氮原子的半径比碳原子的半径要小，所以二者所形成的共价键的键长要比碳碳键的键长短，所以该晶体的熔、沸点和硬度应当比金刚石更高，因此B选项是正确的。而原子的电子数和单质的活泼性一般不会影响到所形成的晶体的硬度等，所以C、D选项也是错误的。答案：B9．解析：金刚石、SiC、锆石均为共价晶体，但物理性质有差异。物理性质如下：物质名称物理性质金刚石硬度大，不导电、导热锆石硬度大，不导电、不导热碳化硅硬度大，半导体，导热(制耐热器)答案：C10．解析：由磷化硼的晶胞结构可知，P位于顶点和面心，数目为eq\f(1,8)×8＋6×eq\f(1,2)＝4，B位于晶胞内，数目为4，故磷化硼的化学式为BP，磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，所以磷化硼晶体属于共价晶体，A项正确；磷化硼属于共价化合物，熔融状态下不能导电，B项错误；由磷化硼晶胞结构可知，磷化硼晶体中每个原子均参加形成4个共价键，C项正确；磷化硼晶体为共价晶体，熔化时需克服共价键，D项错误。答案：AC11．解析：SiC与二氧化硅晶体都属于共价晶体，熔化时，所克服的微粒间相互作用相同，故A错误；氯化钠晶体中氯离子位于顶点和面心，钠离子位于棱边和体心，则每个Na＋四周距离相等的Na＋共有12个，故B错误；氯化铯中氯离子位于顶点，铯离子位于体心，则在氯化铯晶体中每个Cs＋四周紧邻8个Cl－，故C正确；在晶体硅中，每个硅原子形成2个Si—Si键，所以Si原子与Si—Si键数目比为1∶2，故D错误。答案：C12．解析：(1)类比金刚石，晶体锗是共价晶体，每个锗原子与其四周的4个锗原子形成4个单键，故锗原子采纳sp3杂化，锗原子间以共价键(或非极性共价键)结合。(2)①比照晶胞图示及A、B、C点坐标，选A点为参照点，可知D在体对角线的eq\f(1,4)处，运用比例关系可得D的坐标参数为(eq\f(1,4)，eq\f(1,4)，eq\f(1,4))；②因为其晶胞类似金刚石晶胞，故其晶胞内含8个Ge原子，ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(8×73,6.02×565.763)×107g·cm－3。答案：(1)sp3共价键(或非极性共价键)(2)①(eq\f(1,4)，eq\f(1,4)，eq\f(1,4))②eq\f(8×73,6.02×565.763)×10713．解析：(1)镓是31号元素，原子核外有31个电子，基态镓(Ga)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，简写成[Ar]3d104s24p1。(2)同周期元素从左到右，电负性渐渐增大，第4周期元素Ga、As分别位于第ⅢA、ⅤA族，故Ga元素的电负性小于As元素；同主族元素从上到下，原子半径渐渐增大，原子核吸引电子实力渐渐减弱，第一电离能渐渐减小，第ⅢA族元素B、Ga分别位于第2、4周期，故B元素的第一电离能大于Ga元素；B原子供应空轨道、N原子供应孤电子对，B、N原子之间形成配位键。(3)AsOeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))中含有的孤电子对数是eq\f(1,2)×(5＋3－2×4)＝0，中心原子和4个O原子形成4个共价键，所以其空间构型是正四面体形，As原子价层电子对数为4，其杂化方式为sp3。(4)Cl－的电子层数比F－的多，离子半径比F－的大，F原子吸引电子的实力较强，故GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体。(5)如图每个Ga原子与4个As原子形成4个共价键，晶胞中共含4×4＝16个共价键；A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为eq\f(a,4)＝0.25xpm；晶胞中As原子数为8×