考点13-共价晶体(原卷版)

考点13共价晶体【核心考点梳理】考点一、共价晶体的概念及其性质1．共价晶体的结构特点及物理性质(1)概念相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。(2)构成微粒及微粒间作用(3)物理性质①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。2．常见共价晶体及物质类别(1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。(2)某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。(3)极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)等。考点二、常见共价晶体结构分析1．金刚石晶体金刚石晶体中，每个碳原子均以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成C—C—C夹角为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键)，整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。其中最小的环是六元环。2.二氧化硅晶体(1)二氧化硅晶体中，每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与2个硅原子相结合，向空间扩展，形成三维骨架结构。晶体结构中最小的环上有6个硅原子和6个氧原子，硅、氧原子个数比为1∶2。(2)低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，而没有封闭的环状结构。这一结构决定了它具有手性。【必备知识基础练】1．(2021·贵阳高二检测)下列说法正确的是()A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂B．分子晶体中，共价键键能越大，分子晶体的熔沸点越高C．共价晶体中，共价键越强，熔点越高D．分子晶体中，分子间作用力越大该物质越稳定2．（2021·云南·马关县第一中学校高二阶段练习）下列有关原子晶体（共价晶体）的叙述错误的是A．原子晶体中，只存在共价键 B．原子晶体具有空间网状结构C．原子晶体中不存在独立的分子 D．原子晶体熔化时不破坏共价键3．（2021·山东聊城·高二期末）下列叙述正确的是A．液晶是由分子较大、分子形状呈长形或碟形的物质形成的晶体B．制造光导纤维的主要材料是高纯度硅，属于共价晶体C．共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高D．硫化氢晶体和冰晶体升华时克服的作用力相同4．（2022·吉林·梅河口市第五中学高二期末）下列关于和的描述不正确的是A．为共价晶体，为分子晶体B．两者中心原子采取的杂化方式不同C．和都是非极性分子D．晶体的熔点比晶体高5．（2021·全国·高二课时练习）下列事实能说明刚玉()是共价晶体的是①是两性氧化物；②硬度很大；③它的熔点为2045℃；④自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石。A．①② B．②③ C．①④ D．③④6．（2021·宁夏·石嘴山市第三中学高二期中）二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示，下列说法中，正确的是A．硅原子的物质的量比氧原子的物质的量比硅氧键=1：2：4B．CO2和SiO2是等电子体，晶体类型相同C．晶体中Si原子杂化方式为sp3，O原子杂化方式为spD．晶体中最小环上的原子数为6【关键能力提升练】7．（2021·浙江·高二学业考试）下列说法不正确的是A．硅晶体熔化与碘化氢分解需克服的化学键相同B．氯化氢溶于水或者熔融条件下等能电离出H+、Cl-C．在相同温度下，H2O的电离能力大于CH3CH2OHD．固体NaOH、浓硫酸溶于水都表现放热与微粒之间的相互作用有关8．（2021·河南·辉县市第一高级中学高二阶段练习）以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．18g冰(图1)中含氢键数目为4NAB．28g晶体硅(图2)中含有Si－Si键数目为4NAC．88g干冰(图3)中含有0.5NA个晶胞结构单元D．12g石墨烯中含C－C键数目为3NA9．（2021·福建·泉州市第六中学高二期中）与石墨结构相似的六方氮化硼(BN)晶体在高温高压下可以转化为立方氮化硼(BN)，立方氮化硼的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当。下列关于该物质的分析中正确的是A．六方氮化硼转化为立方氮化硼是物理变化B．立方氮化硼(BN)中氮元素的化合价为C．和键相比，键的键长更长D．立方氮化硼比晶体硅的熔点更高，硬度更大10．（2021·全国·高二期末）观察下列模型并结合有关信息，判断下列说法错误的是物质或结构单元结构模型示意图备注熔点1873K—易溶于—A．单质硼属于原子晶体B．是非极性分子C．属于分子晶体D．分子中键与键的数目之比为11．（2021·云南昭通·高二阶段练习）下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)A．124gP4含有P—P键的个数为4NAB．12g石墨中含有C—C键的个数为1.5NAC．1mol[Co(NH3)4Cl2]Cl含有σ键的数目为12NAD．60gSiO2中含Si—O键的个数为2NA12.碳元素和硅元素在化学中占有极其重要的地位。(1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为,微粒间存在的作用力是,SiC和晶体Si的熔点高低顺序是。

(2)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2的化学式相似,但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不能形成π键。从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成π键,而Si、O原子间不能形成π键:。SiO2属于晶体,CO2属于晶体,所以熔点CO2SiO2(填“<”“=”或“>”)。

(3)金刚石、晶体硅、二氧化硅、CO2四种晶体的构成微粒分别是(用“原子”或“分子”回答),熔化时克服的微粒间的作用力分别是。

13.回答下列问题：（1）金刚砂（SiC）的硬度很大，摩氏硬度为9.5级，仅次于金刚石，其晶胞结构如图甲所示，则金刚砂的晶体类型为_______________；在SiC中，与每个C原子距离相等且最近的C原子数目为_____________________；若晶胞的边长为，则金刚砂的密度表达式为_________________。（2）硅的某种单质的晶胞结构如图乙所示。GaN晶体的结构与该硅晶体的结构相似，则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_____________________；若该硅晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体中相距最近的两个硅原子之间的距离为______________cm（用代数式表示）。【学科素养拔高练】14．工业制玻璃时，主要反应的化学方程式为：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑完成下列填空：(1)钠原子核外电子排布式为___________。与电子排布式相比，轨道表示式增加了核外电子运动状态中___________的描述。(2)上述反应中，反应物和生成物所形成晶体的晶体类型共有___________种，属于共价晶体的是___________。(3)上述物质中的非金属元素原子半径由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。碳的非金属性弱于氧，从原子结构角度解释原因___________。(4)向一定量的Na2CO3溶液中缓慢地滴加稀