3.2.2 共价晶体-2022-2023学年高二化学课后培优分级练（人教版2019选择性必修2）（解析版）

第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与共价晶体第2课时共价晶体培优第一阶——基础过关练1．（2022·黑龙江·鸡西市英桥高级中学高二期中）下列物质属于共价晶体的是A．SO2 B．SiO2 C．HNO3 D．葡萄糖【答案】B【详解】A．SO2属于分子晶体，故A不符合；B．二氧化硅是原子构成的，通过共价键形成空间网状结构，属于共价晶体，故B符合；C．硝酸分子为平面共价分子，属于分子晶体，故C不符合；D．葡萄糖是共价化合物，是通过分子间作用力形成的分子晶体，故D不符合；答案选B。2．（2021·浙江·海亮高级中学高二期中）下列说法中，正确的是A．冰融化时，分子中H－O发生断裂B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高【答案】B【详解】A．冰融化时，破坏了水分子间的分子间作用力和氢键，没有破坏分子中的氢氧键，故A错误；B．共价晶体中，原子形成的共价键越强，原子间的作用力越强，晶体的熔点越高，故B正确；C．分子晶体的稳定性与共价键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关，故C错误；D．分子晶体的熔、沸点与分子间作用力的大小有关，与共价键的强弱无关，故D错误；故选B。3．（2022·天津东丽·高二期末）下列说法中错误的是A．p能级的能量一定比s能级的能量高B．相邻的阳离子和阴离子之间强烈的相互作用称为离子键C．干冰晶体中存在共价键和分子间作用力D．金刚石晶体中只存在共价键，不存在分子间作用力【答案】A【详解】A．同一能层时p能级比s能级的能量高，不同能层时如3s能级的能量大于2p能级的能量，故A错误；B．离子键为静电作用力，则相邻的阳离子和阴离子之间强烈的相互作用称为离子键，故B正确；C．干冰晶体为分子晶体，C原子与O原子之间形成共价键，则干冰晶体中存在共价键和分子间作用力，故C正确；D．金刚石晶体为共价晶体，构成微粒为原子，不存在分子间作用力，且C原子之间形成共价键，故D正确；故答案选A。4．（2022·广东·新会陈经纶中学高二期中）下列有关晶体的说法中正确的是A．共价晶体中共价键越强，熔点越高 B．冰融化时水分子中共价键发生断裂C．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 D．氯化钠熔化时离子键未被破坏【答案】A【详解】A．共价晶体的熔沸点与共价键强弱有关，共价键越强，熔沸点越高，A正确；B．冰融化时，水由固态变为液态，破坏氢键和分子间作用力，水分子中共价键没有断裂，B错误；C．一般来说，分子晶体中分子间作用力越大，熔沸点越高，分子晶体的稳定性与共价键有关，与分子间作用力无关，C错误；D．氯化钠熔化解离为钠离子和氯离子，离子键被破坏，D错误；答案选A。5．（2022·黑龙江·七台河市第一中学高二期末）下列说法不正确的是A．SiO2、GeO2结构相似均为原子晶体，但SiO2熔点较高，其原因是Ge原子半径大于Si，Si-O键长小于Ge-O键长，SiO2键能更大，熔点更高B．只含原子的晶体一定是共价晶体C．干冰为分子晶体采用密堆积方式，一个CO2为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子D．根据对角线规则Li元素的某些性质与Mg元素的相似【答案】B【详解】A．SiO2、GeO2结构相似均为原子晶体，但SiO2熔点较高，其原因是Ge原子半径大于Si，Si-O键长小于Ge-O键长，SiO2键能更大，熔点更高，故A正确；B．稀有气体是单原子分子，稀有气体中只含原子，属于分子晶体，只含原子的晶体不一定是共价晶体，故B错误；C．干冰为分子晶体，采用密堆积方式，一个CO2为中心，其周围最多可以有12个紧邻的二氧化碳分子，故C正确；D．根据对角线规则，Li元素的某些性质与Mg元素的相似，故D正确；选B。6．（2022·山东·菏泽一中高二阶段练习）根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是。A．熔点为2700℃，导电性好，延展性强B．无色晶体，熔点大于3500℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为801℃，熔化时能导电D．沸点为-78℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电【答案】B【详解】A.原子晶体的熔点高，但不能导电，因此熔点2700℃，导电性好，延展性强应该是金属晶体，选项A错误；B.无色晶体，熔点3500℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂，符合原子晶体的性质特点，选项B正确；C.无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点800℃，熔化时能导电，符合离子晶体的性质，属于离子晶体，选项C错误；D.熔点-56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电，符合分子晶体的性质，属于分子晶体，选项D错误。答案选B。7．（2022·新疆·昌吉州行知学校高二期中）下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是A．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HFB．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定C．金刚石为网状结构，碳原子与周围4个碳原子形成正四面体结构D．在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键【答案】C【详解】A．氟化氢分子间存在氢键，沸点更高，A错误；B．分子间作用力影响物质的物理性质，共价键越强，分子越稳定，B错误；C．金刚石为网状结构，碳原子以共价键与周围4个碳原子相连形成正四面体结构，C正确；D．在SiO2晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，D错误；故选C。8．（2022·四川·射洪中学高二阶段练习）下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是选项物质的结构或性质解释A键角：水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的多B稳定性：分子间氢键强于分子间作用力C熔点：碳化硅＞金刚石的键能大于的键能D稳定性：CH3CH3＞CH2=CH2CH2=CH2中存在有不稳定的π键容易断裂【答案】D【详解】A．随着孤电子对数增多，孤电子对与成键电子对的斥力增大，键角减小，故H2O和NH3的键角大小为H2O＜NH3，故A错误；B．非金属氢化物的稳定性跟其对应的非金属的非金属性有关，非金属性越强，越稳定，所以HF和HCl的稳定性大小为HF＞HCl，但解释错误，故B错误；C．原子半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高，则的键能小于的键能，碳化硅和金刚石的熔点大小为金刚石＞碳化硅，故C错误；D．CH2=CH2中存在有不稳定的π键，容易断裂，故稳定性：CH3CH3＞CH2=CH2，故D正确；故选D。9．（2022·福建省泉州实验中学高二期中）前后两种作用力，前者大的是A．氨分子内与水分子内 B．碘分子间与氨分子间C．比分子间与分子间 D．金刚石中原子间与石墨晶体中原子间【答案】D【详解】A．氨分子内氮氢键的键能小于水分子内氢氧键的键能，则分子内的共价键小于水分子，故A不符合题意；B．碘分子间只存在分子间作用力，氨分子间存在分子间作用力和氢键，则碘分子间的作用力小于氨分子，故B不符合题意；C．甲烷和硅烷是结构相似的分子晶体，硅烷的相对分子质量大于甲烷，分子间作用力大于甲烷，故C不符合题意；D．金刚石中原子间的共价键氢氧石墨晶体中原子间的共价键，所以金刚石的熔沸点、硬度都大于石墨，故D正确；故选D。10．（2022·浙江·杭州市源清中学高二期中）下列说法正确的是A．沸点：>B．NH3比PH3稳定是因为NH3分子间存在氢键C．SiO2属于共价晶体，熔化时破坏共价键和分子间作用力D．NH4NO3、NaOH中既有离子键，又有极性共价键，其中NH4NO3中还有配位键【答案】D【详解】A．邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，对羟基苯甲酸形成分子间氢键，对羟基苯甲酸分子间作用力强于邻羟基苯甲酸，沸点高于邻羟基苯甲酸，故A错误；B．氨分子比磷化氢稳定是因为氮元素的非金属性强于磷元素，与氢键无关，故B错误；C．二氧化硅属于共价晶体，熔化时只需破坏共价键，故C错误；D．硝酸铵和氢氧化钠都是既有离子键，又有极性共价键的离子化合物，但硝酸铵中还含有氮氢配位键，故D正确；故选D。11．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）干冰本是分子晶体，但在40GPa的高压下，用激光器加热到1800K时，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断正确的是A．原子晶体干冰有很高的熔、沸点 B．原子晶体干冰易气化，可用作制冷剂C．分子晶体干冰硬度大，可用于耐磨材料 D．每摩尔原子晶体干冰中含2molC－O键【答案】A【详解】A．原子晶体具有很高的熔、沸点，故原子晶体干冰有很高的熔、沸点，A正确；B．原子晶体干冰有很高的沸点，不易气化，不可用作制冷剂，B错误；C．原子晶体硬度大，所以原子晶体干冰的硬度大，可用于耐磨材料，C错误；D．原子晶体干冰中，1个C原子形成4个C-O键，故每摩尔原子晶体干冰中含4molC－O键，D错误；故答案为A。培优第二阶——拓展培优练12．（2022·黑龙江·双鸭山一中高二期末）氮化碳结构如下图所示，其硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法正确的是A．氮化碳属于分子晶体B．氮化碳中碳显-4价，氮显＋3价C．氮化碳的化学式为C3N4D．每个碳原子与两个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连【答案】C【详解】A．氮化碳的硬度超过金刚石晶体，又C和N都属于非金属元素，则其是通过共价键形成原子晶体，故A错误；B．N元素的非金属性强于C，则N显-3价，C显+4介，故B错误；C．由结构图可知，在一个晶胞内(虑线框)有四个N原子，有8个C原子，其中有四个位于四边形的顶点上，有四个位于四边形的边上，根据均摊法，可知C原子数目为4×+4×=3，化学式为C3N4，故C正确；D．由结构图可看出，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，故D错误；答案选C。13．（2022·重庆市育才中学高二期中）我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，该晶体是硬度仅次于金刚石的超硬材料，具有金刚石的许多优良特性，立方氮化硼晶体的晶胞结构如图。下列说法错误的是A．11B和10B互为同位素 B．N原子周围等距且最近的B原子数为4C．该晶胞中含有4个B原子，4个N原子 D．立方氮化硼晶体属于共价晶体【答案】B【详解】A．11B和10B的质子数相同、中子数不同，互为同位素，故B．由晶胞结构可知，位于顶点的硼原子与位于体对角线上的氮原子的距离最近，所以N原子周围等距且最近的硼原子数为8，故B错误；C．由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硼原子的个数为8×+6×=4，位于体内的氮原子个数为4，故C正确；D．由立方氮化硼晶体是硬度仅次于金刚石的超硬材料，具有金刚石的许多优良特性可知，该晶体属于共价晶体，故D正确；故选B。14．（2022·黑龙江·哈尔滨市第六中学校高二期中）下列关于物质性质或结构的比较错误的是A．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．熔点：C．沸点： D．热稳定性：HF>HCl>HBr【答案】C【详解】A．金刚石、碳化硅、晶体硅都是共价晶体；共价晶体中，原子半径越小，组成的共价键越短，共价键越强，硬度越大，原子半径：C＜Si，共价键强度：C-C＞C-Si＞Si-Si，故硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，A正确；B．CI4、CBr4、CCl4、CF4都是分子晶体；分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，故熔点：CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4，B正确；C．H2O、H2S、H2Se都是分子晶体；分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，但H2O分子间存在氢键，使得H2O的沸点高于H2Se，故沸点：H2O＞H2Se＞H2S，C错误；D．元素的非金属性越强，其简单氢化物的热稳定性越强；同一主族，从上到下，元素的非金属性依次减弱，即非金属性：F＞Cl＞Br，故热稳定性：HF＞HCl＞HBr，D正确；答案选C。15．（2022·上海交大附中高二阶段练习）“天问一号”采用了我国自主研制的高性能碳化硅材料。碳化硅也叫金刚砂，硬度大，具有耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性等性能，结构如图，下列叙述不正确的是A．碳化硅中只含有极性键 B．碳化硅的熔点比金刚石低C．碳化硅中含键 D．碳化硅为原子晶体【答案】C【详解】A．由图可知，碳化硅中只含有碳硅极性键，故A正确；B．碳化硅和金刚石都是原子晶体，碳化硅中碳硅键的键能小于金刚石中碳碳键、键长大于金刚石中碳碳键，共价键弱于金刚石中碳碳键，所以碳化硅的熔点比金刚石低，故B正确；C．由图可知，碳化硅中，1个碳原子与4故硅原子形成碳硅极性键，所以1mol碳化硅中含4mol碳硅键，故C错误；D．由碳化硅也叫金刚砂，硬度大，具有耐热性可知，碳化硅为熔沸点高、硬度大的原子晶体，故D正确；故选C。16．（2022·天津·耀华中学高二期末）下列有关晶体的叙述中正确的是A．在晶体中，最小的环是由6个硅原子组成的六元环B．在124g白磷(P4))晶体中，含P-P共价键个数为4NAC．28g晶体硅中含有Si-Si的个数为4NAD．12g金刚石中含C原子与C-C个数之比为【答案】D【详解】A．在SiO2晶体中，最小的单元环是由6个硅原子和6个氧原子所组成的12元环，A不正确；B．白磷分子中有6个共价键，124g白磷(P4)的物质的量为1mol，因此，在124g白磷(P4)晶体中，含P—P共价键个数为6NA，B不正确；C．硅晶体中，每个硅原子与周围4个硅原子形成4个共价键，每个共价键被2个硅原子共用，所以28g硅晶体中含有2NA个Si-Si键，C不正确；D．12g金刚石的物质的量为1mol，其中每个碳原子形成共价键，两个碳原子之间只能形成一个共价键，故其中含1molC原子和2molC—C键，因此，C原子与C—C键之比为1:2，D正确；故选D。17．（2022·新疆·乌苏市第一中学高二期中）下面关于晶体网状结构的叙述正确的是A．晶体中键为B．二氧化硅晶体的分子式是C．晶体中、O原子最外电子层都满足8电子结构D．最小的环上，有3个原子和3个O原子【答案】C【详解】A．每个Si原子形成四个共价键，则1molSiO2晶体中含4molSi-O键，故A错误；B．由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子周围连有四个氧原子，每个氧原子周围连有2个硅原子，则Si、O原子个数比为1：2，不存在分子，故B错误；C．在晶体中硅原子周围有4对共用电子对，氧原子有2对共用电子对，而氧原子最外层就是6个电子，这样两种原子都满足8电子结构，故C正确；D．由二氧化硅晶体结构图可知，晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，故D错误。故选：C。18．共价晶体的通性①熔点_______。共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就要克服共价键，需要很高的能量。②硬度_______。③一般不导电，但晶体硅是半导体。④难溶于一般溶剂。【答案】

很高

很大19．（2022·四川·成都市龙泉驿区教育科学研究院高二期中）常见晶体的结构分析(1)金刚石晶体

①在晶体中每个碳原子以共价单键与相邻的_______个碳原子相结合，成为_______构型。②晶体中C-C-C夹角为_______，碳原子采取了_______杂化。③最小环上有_______个碳原子。④晶体中碳原子个数与C-C键数之比为_______。⑤在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为_______。(2)二氧化硅晶体①每个硅原子与相邻的四个氧原子以共价键相结合构成正四面体结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。晶体中Si原子与O原子个数比为_______。②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与_______个Si原子成键，1molSiO2晶体中含Si-O键数目为_______。【答案】(1)

4

正四面体

109°28'

sp3

6

1：2

8(2)

1：2

2

4NA【解析】(1)①在金刚石晶体中每个碳原子以共价单键与相邻的4个碳原子相结合，为sp3杂化，无孤对电子，成为正四面体构型；②在金刚石晶体里，每个碳原子以四个共价键对称的与相邻的4个碳原子结合，碳原子采取sp3杂化方式形成共价键，所以碳原子与其周围的4个碳原子形成正四面体结构，所以夹角是109°28′；③金刚石是原子晶体，在原子晶体里，原子间以共价键相互结合，形成三维的空间网状结构，最小的环上有6个C原子；④最小的环是立体六元环，每个C原子周围有4条共价键，而每2个碳原子形成1个共价键，则金刚石晶体中C原子数与C-C键数之比为1：2；⑤碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”该晶胞中实际含有的碳原子数为；(2)①晶体中每个Si原子连接4个O原子、每个O原子连接2个Si原子，所以石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1：2；②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，每个Si原子和4个氧原子形成4个Si-O键，1molSiO2晶体中含Si-O键数目为4NA。20．（2022·甘肃·庆阳第六中学高二期末）如图为几种晶体或晶胞的结构示意图。请回答下列问题：(1)金刚石属于___________晶体，其中每个碳原子与__