化学选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体课后复习题

3.3.4共价键晶体同步练习-苏教版高中化学选择性必修2

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列关于晶体结构叙述正确的是

A．石墨烯中碳原子个数与碳碳键数目之比为1：3

B．通常状况下，晶体中含有的分子数为(表示阿伏加德罗常数的值)

C．金刚砂的网状结构中，其中一个最小环上独立占有1个C— Si键

D．金刚石中含有个键(表示阿伏加德罗常数的值)

2．下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数）（ ）

A．在常温常压下，1 mol氦气含有的原子数目为2NA

B．7.8克Na2O2与水完全反应，转移电子数为0.2 NA

C．1molSi3N4晶体中含有Si-N键的数目为12 NA

D．K37ClO3＋6H35Cl=KCl＋3Cl2↑＋3H2O ，若生成Cl2分子数目为NA，则其质量为72克

3．下列关于晶体的说法正确的是

A．混合型晶体中至少有2种典型晶体的结构单元

B．适宜条件下自发形成的具有规则几何外形的固体是晶体

C．晶体与非晶体的本质区别是有无固定的熔点

D．共价晶体的硬度最大、熔点最高

4．下列物质属于离子晶体的是

A．长方体形玻璃 B．NaNO3固体 C．水晶 D．钻石

5．下列化学用语使用正确的是

A．Mg(OH)2的电子式：

B．CH3CH3中C为sp3杂化

C．丙炔的键线式：

D．SiO2是二氧化硅的分子式

6．白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P akJ·mol—1、P—O bkJ·mol—1、P=O ckJ·mol—1、O=O dkJ·mol—1。

根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是

A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1

B．（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1

C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1

D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1

7．原子序数小于18的八种连号元素，它们单质的熔点随原子序数增大而变化的趋势如图所示。图中X元素应属

A．ⅢA族 B．ⅣA族 C．ⅤA族 D．ⅥA族

8．能够用键能解释的是

A．氮气的化学性质比氧气稳定 B．常温常压下，溴呈液体，碘为固体

C．稀有气体一般很难发生化学反应 D．硝酸易挥发，硫酸难挥发

9．氢能具有高热值、零污染和资源丰富等优点。一种光解水产生氢气的催化剂晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为。下列说法错误的是

A．与O的个数比为 B．与距离最近的O个数为8

C．与O的最近距离为 D．该晶体的摩尔体积为

10．某铜的氯化物常作工业催化剂，其晶胞结构如图所示，晶胞中C、D两原子核间距为298pm。设阿伏加德罗常数的值为，则下列说法正确的是

A．Cu的+2价比+1价稳定，是因为最外层电子达到半充满结构

B．此氯化物的化学式为

C．晶胞中Cu位于Cl形成的四面体空隙

D．Cu与Cl的核间距为棱长的倍

二、填空题

11．常见的共价晶体的结构

(1)金刚石晶体

①在晶体中每个碳原子以共价键与相邻的       个碳原子相结合，形成       结构。

②晶体中C—C—C夹角为       。

③最小环上有       个碳原子。

④金刚石晶胞中共有       个碳原子，配位数为       。

(2)二氧化硅晶体

①在晶体中每个硅原子与       个氧原子形成       个共价键；每个氧原子与       个硅原子相结合，形成       结构。

②硅原子位于       的中心，氧原子位于       的顶点。

③SiO2晶体中硅原子与氧原子的个数比为       。

12．离子晶体的熔点一定低于共价晶体吗？      

13．二氧化硅晶体是立体的网状结构。其晶体模型如图所示。认真观察晶体模型并回答下列问题：

(1)二氧化硅晶体中最小的环为           元环。

(2)每个硅原子为           个最小环共有。

(3)每个最小环平均拥有           个氧原子。

14．已知3种共价晶体的熔点数据如下表：

金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是       。

15．石墨的片层结构如图所示，试回答下列问题：

（1）每个正六边形实际占有碳原子数为              。

（2）石墨晶体中每一层内碳原子数与C一C键数目之比是              。

（3）若NA代表阿伏加 德罗常数的值，n g碳原子可构成              个正六边形。

16．常见的共价晶体有     。

碳化硅(SiC)晶体：

碳化硅晶体也叫作     ，结构类似于金刚石晶体的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的，在整个晶体中硅与碳的原子个数比为     。

二氧化硅(SiO2)晶体：

硅原子和氧原子交替排列，1个硅原子与     个氧原子形成4个共价键，每个氧原子与     个硅原子形成2个共价键。每个硅原子与相邻的氧原子以共价键相结合构成     结构，硅原子     ，4氧原子在     ，则每个     占有     个完整的硅原子、     个氧原子。因此，二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为     ，化学式为     。

17．填写下列空格：

A、冰    B、金刚石    C、氯化钠    D、氯化铵    E、碘     F、烧碱

①写出氯化钠的电子式：                    ；写出水的电子式          ；

②熔化时不需要破坏化学键的是（填编号、下同）．            ；

③硬度最大的是：            ；

④熔点最高的是：             ，熔点最低的是：            ；

⑤晶体中存在的微粒是分子的物质是：             ；

⑥晶体里既有离子键的又有共价键的是：               。

18．SiO2是二氧化硅的分子式吗？       。

19．氮、氧、磷、砷及其化合物在工农业生产等方面有着重要应用。物质A(由As和Ga组成)的熔点为1238℃可作半导体材料；而的熔点为77.9℃且熔融状态下不导电。

(1)预测的晶体类型为           。

(2)物质A晶胞结构如图所示，原子半径Ga           As(填“>”或“<”)则该物质的化学式可表示为           ，晶胞边长为a pm。则晶胞中每个Ga原子周围有           个紧邻等距的As原子；该晶体的密度为           。

20．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大，熔点高，化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应制得。

(1)氮化硅晶体属于    (填晶体类型)。

(2)已知氮化硅晶体结构中，原子间都以共价键相连，且N原子与N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子结构，请写出氮化硅的化学式：    。

(3)现用四氯化硅与氮气在氢气保护下，加强热发生反应，可得到高纯度的氮化硅。请写出反应的化学方程式：     。

参考答案：

1．C

【详解】A．石墨烯为单层石墨结构，每个碳原子与周围三个碳原子成键，根据均摊法可知1个碳原子对应个C-C键，碳原子个数与碳碳键数目之比为2：3，故A错误；

B．为共价晶体，由原子通过共价键结合而成，不含分子，故B错误；

C．金刚砂的网状结构中，其中一个最小环上有3个碳原子和3个Si原子，有6个C-Si，每个C-Si键属于6个环共用，则一个最小环上独立占有1个C— Si键，故C正确；

D．金刚石中每个碳原子与周围4个碳以单键结合，则1个碳原子对应2个C-C键，金刚石中含有个，故D错误；

故选：C。

2．C

【详解】A．氦气为单原子分子，1mol氦气含有的原子数为NA，A项错误；

B．Na2O2与水的反应为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂，1molNa2O2参与反应转移1mol电子，n(Na2O2)=7.8g÷78g/mol=0.1mol，反应中转移0.1mol电子，B项错误；

C．Si3N4属于共价晶体，每个Si原子形成4个Si—N键，每个N原子形成3个Si—N键，1molSi3N4晶体中含12molSi—N键，数目为12 NA，C项正确；

D．根据“只靠拢、不交叉”，反应“K37ClO3＋6H35Cl=KCl＋3Cl2↑＋3H2O”中Cl2既是氧化产物又是还原产物，且其中37Cl与35Cl的个数比为1:5，即反应生成的3molCl2的质量为212g，若生成Cl2分子数为NA，则其质量为70.7g，D项错误；

故选C。

3．B

【详解】A．混合型晶体是指晶体内粒子间相互作用力存在两种及以上的晶体，如石墨晶体中C原子间以结合成平面网状结构，与共价晶体有相似之处；层与层之间靠范德华力维系，与分子晶体相似；另外还有自由电子，类似于金属晶体，这些相互作用分布在整个晶体内，而非存在不同类型晶体的结构单元，A项错误；

B．晶体的规则几何外形是自发形成的，而非人为雕琢加工成的，B项正确；

C．晶体和非晶体的本质区别是内部粒子排列的有序性，从而使晶体在宏观上具有自范性，而晶体的自范性导致晶体和非晶体物理性质的差异，C项错误；

D．金属晶体中也有高硬度、高熔点的物质，D项错误；

故选B。

4．B

【详解】A．玻璃属于玻璃态物质，与玻璃加工形成的形状无关，A不符合题意误；

B．NaNO3固体属于盐，是由阳离子Na+与阴离子通过离子键结合形成的离子晶体，B符合题意；

C．水晶是SiO2晶体，是由Si原子与O原子通过共价键结合形成的立体网状结构的晶体，属于共价晶体，C不符合题意；

D．钻石是金刚石加工制得，金刚石是由C原子通过共价键结合形成的立体网状结构，属于共价晶体，D不符合题意；

故合理选项是B。

5．B

【详解】A．OH-的电子式中，O原子周围有8个电子，Mg(OH)2的电子式为，A错误；

B．CH3CH3的碳原子都是饱和碳原子，故碳原子为sp3杂化，B正确；

C．丙炔分子中的碳原子在同一条直线上，丙炔的键线式为，C错误；

D．SiO2属于共价晶体，没有分子式，SiO2是化学式，D错误；

故选B。

6．A

【详解】反应热等于断键吸收的总能量与形成化学键所放出的能量的差值，由图可以看出：P4中有6mol的P－P，5mol的O2中含有5molO＝O，1mol的P4O10中含有4mol的P＝O，12mol的P－O，所以根据方程式可知反应热△H＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1。答案选A。

7．B

【详解】根据图象可知，X的熔点最高，在短周期元素中，应该是第ⅣA族的碳元素形成的金刚石，所以答案选B。

8．A

【详解】A、氮气中键能是氮氮三键，键能大于氧气的，所以氮气稳定，A选。

B、溴和碘形成的晶体是分子晶体，其熔沸点和分子间作用力有关，碘的分子间作用力强于溴的，熔沸点高于溴的，B不选。

C、稀有气体的最外层电子已经达到稳定结构，其单质分子化学性质稳定，C不选。

D、溶质的挥发性和键能无关，与其沸点是有关的，D不选。

所以正确的答案是A。

9．D

【详解】A．据“均摊法”，晶胞中，Ce的个数为，O的个数为8，则晶胞中与O的个数比为，A正确；

B．以底面面心的Ce为例，上、下层各有4个氧原子，故与距离最近的O个数为8，B正确；

C．与O的最近距离为体对角线的四分之一，为，C正确；

D．1个晶胞体积为，含有4个Ce和8个O，则该晶体的摩尔体积为=，D错误；

答案选D。

10．C

【详解】A．Cu的+1价最外层电子达到全充满结构(3d10)，所以+1价稳定，故A错误；

B．此晶体中Cl位于顶点和面心，个数为=4，Cu位于晶胞内部，个数为4，Cu和Cl的原子个数比为1∶1，化学式为CuCl，故B错误；

C．根据晶胞图可知，1个Cu与4个Cl相连，因此 Cu位于Cl形成的四面体空隙，故C正确；

D．把立方体分为8个小立方体，Cu位于小立方体的体心，Cu与Cl的核间距为体对角线的一般，即为棱长的倍，故D错误；

答案为C。

11．(1)     4     正四面体     109.5°     6     8     4

(2)     4     4     2     正四面体     正四面体     正四面体     1：2

【详解】（1）①由图可知，在晶体中每个碳原子以共价键与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构。

②碳原子以共价键与相邻的4个碳原子相结合，形成正四面体结构，则晶体中C—C—C夹角为109.5°。

③最小环为6元环，则其有6个碳原子。

④根据“均摊法”，晶胞中含个碳原子，碳原子以共价键与相邻的4个碳原子相结合，配位数为4；

（2）①在晶体中每个硅原子与4个氧原子形成4个共价键；每个氧原子与2个硅原子相结合，形成正四面体结构。

②由图可知，硅原子位于正四面体的中心，氧原子位于正四面体的顶点。

③每个硅原子与4个氧原子形成4个共价键；每个氧原子与2个硅原子相结合，SiO2晶体中硅原子与氧原子的个数比为1:2。

12．不一定。离子晶体的熔点不一定低于共价晶体，如MgO是离子晶体，SiO2是共价晶体，MgO的熔点高于SiO2的熔点。

【解析】略

13．(1)十二

(2)12

(3)1

【详解】（1）二氧化硅的晶体相当于是在硅晶体结构中每个Si-Si键中增加一个O原子，所以晶体中最小的环为十二元环；

（2）十二元环中有6个Si原子核6个O原子，含有12个Si-O键，每个Si原子被12个十二元环共有，即每个硅原子为12个最小环共有；

（3）每个硅原子为12个最小环共有，每个O原子被6个十二元环共有，每个十二元环所拥有的Si原子数为6×=0.5个，拥有的O原子数为6×=1。

14．共价晶体中，原子半径越小，共价键键能越大，熔点越高，原子半径：(或键长：)，键能：

【详解】共价晶体中，原子半径越小，共价键键能越大，熔点越高，原子半径：(或键长：)，键能：，故金刚石熔点比晶体硅熔点高。

15．     2     2：3    

【详解】（1）每个正六边形实际占有碳原子数为；

（2）分析每个正六边形：所含的碳原子数为，所含的C—C键数目为，故二者之比为2：3；

（3）n g碳原子的个数为，故可构成的正六边形个数为。

16．     晶体硅(Si)、晶体锗(Ge)、晶体硼(B)、碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)     金刚砂     1：1     4     2     正四面体     正四面体的体心     顶点     正四面体     1     2     1：2     SiO2

【解析】略

17．               A、E     B     B     E     A、E     D、F

【详解】①氯化钠是离子化合物，电子式为；水是共价化合物，电子式为；②分子晶体熔化时不需要破坏化学键，六种物质分别是分子晶体、原子晶体、离子晶体、离子晶体、分子晶体和离子晶体，答案选AE；③硬度最大的是原子晶体金刚石；④熔点最高的是原子晶体金刚石，熔点最低的是分子晶体碘；⑤分子晶体是由分子构成的，因此晶体中存在的微粒是分子的物质是水和碘；⑥晶体里既有离子键的又有共价键的是氯化铵和氢氧化钠。

18．二氧化硅为共价晶体，晶体中不存在单个分子，其化学式为Si与O的最简个数比，而不是分子式

【解析】略

19．(1)分子晶体

(2)     ＞     GaAs     4    

【详解】（1）GaCl3熔点较低，且熔融状态下不导电，因此GaCl3晶体类型为分子晶体；故答案分子晶体；

（2）镓元素在周期表位置为第四周期ⅢA族，砷元素在周期表位置为第四周期ⅤA族，同一周期原子半径从左向右逐渐减小，因此r(Ga)＞r(As)；根据晶胞图可知，As位于顶点和面心，个数为=4，Ga位于晶胞内部，个数为4，化学式为GaAs；根据晶胞图可知，1个Ga周围紧邻等距的As有4个；晶胞的质量为，晶胞的体积为(a×10-10)3cm3，则晶胞的密度为g/cm3，故答案为＞；GaAs；4；。

20．(1)共价晶体

(2)Si3N4

(3)

【详解】（1）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大，熔点高，属于共价晶体；

（2）氮化硅晶体结构中，原子间都以共价键相连，且N原子与N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子结构，故氮、硅化合价分别为-3、+4，化学式为Si3N4；

（3）四氯化硅与氮气在氢气保护下，加强热发生反应，可得到高纯度的氮化硅，根据质量守恒定律可知，还会生成HCl，反应为 。