第三章第二节分子晶体与共价晶体（2）（附带答案解析）-高二化学人教版选择性必修2导学案

第三章第二节分子晶体与共价晶体（2）【学习目标】1、知道共价晶体的概念，能够从共价晶体的结构特点理解其物理特性2、能描述金刚石、二氧化硅等共价晶体的结构与性质的关系【主干知识梳理】一、共价晶体的概念和组成1、概念：相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体叫做共价晶体2、空间结构：整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”3、构成的微粒：原子4、微粒间的作用力：共价键5、熔化时破坏的作用力：共价键【思考】①能否说有共价键的晶体是共价晶体？②能否说构成微粒为原子的是共价晶体？③能否说原子间均以共价键连接的为共价晶体？④共价晶体中是否存在单个的小分子？6、常见共价晶体(1)某些单质：硼(B)、硅(Si)、金刚石、锗(Ge)等(2)某些非金属化合物：金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等(3)极少数金属化合物：刚玉(α­Al2O3)、氮化铝(AlN)等【微点拨】①共价晶体中不存在单个分子，化学式仅仅表示的是物质中的原子个数比关系，不是分子式②由原子组成的晶体不一定是共价晶体。如：稀有气体组成的晶体属于分子晶体③共价晶体中一定存在共价键，但晶体中有共价键却不一定都是共价晶体，还可以是分子晶体或离子晶体【对点训练1】1、下列物质的晶体直接由原子构成的一组是()①CO2②SiO2③晶体Si④白磷⑤氨基乙酸⑥固态HeA．①②③④⑤⑥B．②③④⑥C．②③⑥ D．①②⑤⑥2、下列有关共价晶体的叙述错误的是()A．共价晶体中，只存在共价键B．共价晶体具有空间网状结构C．共价晶体中不存在独立的分子D．共价晶体熔化时不破坏共价键3、氮化硼是一种新合成的结构材料，它是超硬、耐磨、耐高温的物质，下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用力与氮化硼熔化时所克服的粒子间作用力相同的是()A．C60和金刚石B．晶体硅和水晶C．冰和干冰 D．碘和金刚砂4、下列关于金刚石的说法中，错误的是()A．晶体中不存在独立的分子B．碳原子间以共价键相结合C．是天然存在的硬度最大的物质D．化学性质稳定，在高温下也不与氧气发生反应5、下列有关晶体的叙述中，错误的是()A．分子晶体熔化时化学键不被破坏B．白磷晶体中，结构粒子之间通过共价键结合C．石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体D．构成分子晶体的结构粒子中可能存在共价键6、下列说法正确的是()A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂B．共价晶体中，共价键的键长越短，通常熔点就越高C．分子晶体中，共价键的键能越大，该晶体的熔、沸点就越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定二、常见共价晶体的结构特征1、金刚石金刚石晶体结构、键角和晶胞示意图原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r晶体结构模型C—C—C夹角为109°28′金刚石的晶胞金刚石的晶胞(1)每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构(2)碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角为109°28′(3)金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，每个金刚石晶胞中含有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8个碳原子(4)最小碳环由6个碳原子组成，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，但最小环上有4个碳原子在同一平面内(5)每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子(6)C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2mol共价键(7)密度＝eq\f(8×12g·mol－1,NA×a3)(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)2、晶体Si：由于Si与碳同主族，晶体Si的结构同金刚石的结构相同。将金刚石晶胞中的C原子全部换成Si原子，健长稍长些便可得到晶体硅的晶胞(1)每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个硅原子相结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′(2)每个硅晶胞中含有8个硅原子，最小的碳环为6元环，硅原子为sp3杂化(3)每个硅原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个硅原子(4)硅原子数与Si—Si键数之比为1∶2，1molSi中含有2mol共价键3、二氧化硅晶体(1)二氧化硅的结构：二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(α­SiO2)。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，没有封闭的环状结构，这一结构决定了它具有手性石英晶体中的硅氧四面体相连构成的螺旋链石英的左、右型晶体(2)二氧化硅的晶胞SiO2晶体结构相当于在晶体硅结构中每2个Si原子中间插入一个O原子，参照金刚石晶胞模型，在SiO2晶胞中有8个Si原子位于立方晶胞的顶点，有6个Si原子位于立方晶胞的面心，还有4个Si原子与16个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体，均匀排列于晶胞内SiO2的晶体结构模型SiO2的晶胞①SiO2晶体中最小的环为12元环，最小的环有6个硅原子和6个氧原子②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子结合，Si在正四面体的中心，O在正四面体的顶点，每个O原子为两个正四面体共有，正四面体内O－Si－O夹角为109°28′，而正四面体之间Si－O－Si夹角为104°30′③每个硅原子都采取sp3杂化，以4个共价单键与4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，向空间扩展，构成空间网状结构，硅、氧原子个数比为1∶2，每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子=4\*GB3④每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被6个十二元环共用=5\*GB3⑤Si与Si—O共价键之比为1：4，1molSiO2晶体中有4mol共价键4、SiC晶体和BN晶体：SiC晶胞和BN晶胞与金刚石晶胞相似，每个SiC晶胞含有4个Si原子和4个C原子；每个BN晶胞含有4个B原子和4个N原子SiC晶胞(1)碳、硅原子都采取sp3杂化，C—Si键角为109°28′(2)每个硅(碳)原子与周围紧邻的4个碳(硅)原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构(3)最小碳环由6个原子组成且不在同一平面内，其中包括3个C原子和3个Si原子(4)每个SiC晶胞中含有4个C原子和4个Si原子(5)若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d【对点训练2】1、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，下列判断正确的是()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键键数之比为1∶2D．金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却2、在金刚石的晶体结构中含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角分别是()A．6、120°B．5、108°C．4、109°28′ D．6、109°28′3、下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是()A．存在四面体结构单元，O原子处于中心，Si原子处于4个顶角B．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子C．最小的环上，Si原子和O原子个数之比为1∶2D．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子4、最近科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与SiO2的晶体的结构相似，晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对该晶体的叙述错误的是()A．该晶体是共价晶体B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2C．该晶体中碳原子数与C—O键数之比为1∶2D．该晶体中最小的环由12个原子构成5、下列说法正确的是()A．在含4molSi—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4NAB．金刚石晶体中，碳原子数与C—C键数之比为1∶2C．30g二氧化硅晶体中含有0.5NA个二氧化硅分子D．晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体6、碳化硅和立方氮化硼的结构与金刚石类似，碳化硅硬度仅次于金刚石，立方氮化硼硬度与金刚石相当，其晶胞结构如图所示。请回答下列问题：(1)碳化硅晶体中，硅原子杂化类型为________，每个硅原子周围与其距离最近的碳原子有________个；设晶胞边长为acm，密度为bg·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为________(用含a、b的式子表示)(2)立方氮化硼晶胞中有________个硼原子，________个氮原子，硼原子的杂化类型为________，若晶胞的边长为acm，则立方氮化硼的密度表达式为________g·cm－3(设NA为阿伏加德罗常数的值)三、共价晶体的物理性质1、物理性质(1)熔点和沸点很高。共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化和汽化就要克服共价键作用，需要很多的能量。因此，共价晶体一般都具有很高的熔点和沸点。如：金刚石的熔点大于3550℃(2)硬度很大。如：金刚石是天然存在的最硬的物质(3)一般不导电，但晶体硅是半导体(4)难溶于一些常见的溶剂2、共价晶体熔、沸点比较规律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、沸点越高如：金刚石、金刚砂(碳化硅)、晶体硅的熔、沸点逐渐降低3、共价晶体熔、沸点比较答题模板答题策略看共价键的强弱，取决于键长；即：成键原子半径大小答题模板同为共价晶体，×××晶体的键长短，键能大，熔沸点高1Si单质比化合物SiC的熔点高，理由是：晶体硅与SiC均属于共价晶体，晶体硅中的Si—Si比SiC中Si—C的键长长，故键能也低，所以SiC熔点低【对点训练3】1、下列晶体性质的比较中不正确的是()A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅B．沸点：NH3>PH3C．硬度：白磷>冰>二氧化硅D．熔点：SiI4>SiBr4>SiCl42、下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是()共价晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/℃390030002700171014101211硬度109.59.576.56.0①构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高②构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高③构成共价晶体的原子半径越大，晶体的硬度越大④构成共价晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大A．①②B．③④C．①③D．②④3、砷化镓以第三代半导体著称，熔点为1230℃，具有空间网状结构。已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是________________(填化学式)，其理由是_____________________________________________________________________________________________________4、碳化硅(SiC)晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的，但是碳化硅的熔点低于金刚石，原因是____________________________________5、Si3N4和C3N4中硬度较高的是__________，理由是___________________________________________________四、共价晶体与分子晶体的比较1、共价晶体与分子晶体的比较晶体类型共价晶体分子晶体概念相邻原子间以共价键相结合而形成的空间立体网状结构的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体组成微粒原子分子微粒间作用力共价键分子间作用力结构特点空间网状结构分子密堆积或非密堆积堆积方式在共价晶体中，各原子均以共价键结合，因为共价键有方向性和饱和性，所以中心原子周围的原子数目是有限的，原子不采取密堆积方式①分子间不存在氢键的分子晶体，由于范德华力没有方向性和饱和性，分子尽可能采取密堆积方式②分子间存在氢键的分子晶体，由于氢键具有方向性和饱和性，分子不能采取密堆积方式物理性质熔、沸点高，硬度大，不溶于常见的溶剂，不导电，个别为半导体熔、沸点较低，硬度较小，部分溶于水，不导电，部分溶于水导电熔化时破坏的作用力破坏共价键一定破坏范德华力，有时还破坏氢键，如：冰熔化熔、沸点比较共价晶体＞分子晶体，共价晶体的熔、沸点与共价键有关，分子晶体的熔、沸点与分子间作用力有关。共价键的作用力远大于分子间作用力实例金刚石、二氧化硅等冰、干冰等2、判断晶体类型(共价晶体和分子晶体)的方法：非金属单质和共价化合物所形成的晶体是属于共价晶体还是分子晶体，可以从以下角度进行分析判断：(1)依据组成晶体的粒子和粒子间的作用力判断：组成共价晶体的粒子是原子，粒子间的作用力是共价键；组成分子晶体的粒子是分子，粒子间的作用力是分子间作用力(2)依据物质的分类判断①常见的共价晶体有：金刚石、晶体硼、晶体硅、晶体锗等单质；SiO2、SiC、BN、AlN、Si3N4等化合物；新型无机非金属材料“家庭”的成员(如Si3N4、BN等)熔点高、硬度大、耐高温、抗氧化，它们大多属于共价晶体②大多数非金属单质(金刚石、石墨、晶体硅等除外)、气态氢化物、非金属氧化物(SiO2除外)、酸、绝大多数有机物的晶体(有机盐除外)都是分子晶体(3)依据晶体的熔点判断：共价晶体熔、沸点高，常在1000℃以上；分子晶体熔、沸点低，常在数百摄氏度以下甚至更低的温度(4)依据物质的状态判断：常温下呈气态或液态的单质与化合物，其固态时都属于分子晶体(5)依据物质的挥发性判断：易挥发的物质在固态时都属于分子晶体(6)依据导电性判断：分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能够导电；共价晶体多数为非导体，但晶体硅、晶体锗是半导体(7)依据硬度和机械性能判断：共价晶体硬度大，分子晶体硬度小且较脆【对点训练4】1、下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是()①SiO2和SO3②晶体硼和HCl③CO2和SO2④晶体硅和金刚石⑤晶体氖和晶体氮⑥硫黄和碘A．①②③B．④⑤⑥C．③④⑥ D．①③⑤2、下列事实能说明刚玉(Al2O3)是一种共价晶体的是()①Al2O3是两性氧化物②硬度很大③它的熔点为2045℃④几乎不溶于水⑤自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石A．①②③B．②③④C．④⑤D．②⑤3、根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是()A．熔点2700℃，导电性好，延展性强B．无色晶体，熔点3550℃，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800℃，熔化时能导电D．熔点－56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电4、氮化碳结构如图，其中β­氮化碳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不正确的是()A．氮化碳属于共价晶体B．氮化碳中碳显－4价，氮显＋3价C．氮化碳的化学式为C3N4D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连5、氮化碳晶体是新发现的高硬度材料，该晶体类型应该是________晶体。试根据物质结构推测，氮化碳晶体与金刚石相比较，硬度更大的应该是________晶体，熔点较低的应是________晶体6、溴化碘(IBr)是一种卤素互化物，具有很高的化学活性，有许多性质跟卤素单质相似，它在常温、常压下是深红色固体，熔点41℃，沸点116℃，则固体溴化碘是________晶体，含有________键【课后作业】1、下列晶体中①SiO2②CO2③P4④晶体硅⑤H2SO4⑥P2O5⑦SO3⑧SiC⑨冰醋酸⑩金刚石，属于共价晶体的一组是()A．①③④⑤⑥⑩B．①④⑧⑩C．③④⑧⑨⑩ D．全部2、固体熔化时，必须破坏非极性共价键的是()A．冰B．晶体硅C．溴 D．二氧化硅3、下列有关物质的熔点高低顺序不正确的是()A．HF＞HCl，HCl＜HBrB．CF4＜CCl4＜CBr4C．I2＞SiO2D．H2O＞H2S，SO2＜SeO24、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，熔点为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800℃，熔化时能导电D．熔点为－56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电5、下列晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是()A．SO2与SiO2B．CO2与H2OC．金刚石与HCl D．CCl4与SiC6、晶体AB型共价化合物，若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也制成假钻石，则识别它们的可靠方法是()A．能在玻璃上刻画出痕迹的为金刚石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7、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2NA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．SiO2晶体中含有1个硅原子和2个氧原子8、下列说法正确的是()A．124g白磷中含有P—P键的个数为4NAB．12g石墨中含有C—C键的个数为2NAC．12g金刚石中含有C—C键的个数为2NAD．60gSiO2中含有Si—O键的个数为2NA9、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10、X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中最硬的共价晶体。下列叙述错误的是()A．WX4是天然气的主要成分B．固体X2Y是分子晶体C．ZW是共价晶体D．ZY2的水溶液俗称“水玻璃”11、根据下表中给出的有关数据，判断下列说法中错误的是()AlCl3SiCl4晶体硼金刚石晶体硅熔点/℃190－60230035501410沸点/℃18357255048272355A.SiCl4是分子晶体B．晶体硼是共价晶体C．AlCl3是分子晶体，加热能升华D．金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱12、碳化硅的晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是()A．熔点从高到低的顺序：金刚石＞碳化硅＞晶体硅B．熔点从高到低的顺序：金刚石＞晶体硅＞碳化硅C．三种晶体中的结构单元都是三角锥结构D．三种晶体都是共价晶体且均为电的良导体13、某共价晶体A，其空间结构中的一部分如图所示。A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A键中插入一个B原子，则C的化学式为()A．ABB．A5B4C．AB2 D．A2B514、金刚石是由碳原子所形成的正四面体结构向空间无限延伸而得到的具有空间网状结构的共价晶体。在立方体中，若一碳原子位于立方体体心，则与它直接相邻的四个碳原子位于该立方体互不相邻的四个顶角上(如图中的小立方体)。请问，图中与小立方体顶角的四个碳原子直接相邻的碳原子数为多少，它们分别位于大立方体的什么位置()A．12，大立方体的12条棱的中点B．8，大立方体的8个顶角C．6，大立方体的6个面的中心D．14，大立方体的8个顶角和6个面的中心15、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足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，其晶体属于分子晶体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与形成4个共价键D．磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力16、W、X、Y、Z是元素周期表中短周期主族元素，其中X元素的某种原子其核内无中子，Y元素在地壳中含量最丰富，Z元素形成的单质是一种半导体材料，W与Z是同主族元素。下列有关叙述不正确的是()A．点燃WX4前要验纯B．W与Z均可形成熔点高、硬度大的单质C．Z、W可形成共价晶体D．Y和Z、Y和W都可形成结构相似的AB2物质17、硅是一种重要的非金属单质，硅及其化合物的用途非常广泛。根据所学知识回答硅及其化合物的相关问题。(1)基态硅原子的核外电子排布式为____________________________________________(2)晶体硅的微观结构与金刚石相似，晶体硅中Si—Si键之间的夹角大小约为__________(3)下表列有三种物质(晶体)的熔点：物质SiO2SiCl4SiF4熔点/℃1710－70.4－90.2简要解释熔点产生差异的原因：①SiO2和SiCl4：_________________________________________________________②SiCl4和SiF4：_________________________________________________________18、现有两组物质的熔点数据如表所示，根据表中数据回答下列问题。A组B组金刚石：3550℃HF：－83℃晶体硅：1410℃HCl：－115℃晶体硼：2300℃HBr：－89℃二氧化硅：1710℃HI：－51℃(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是____________(2)B组中HF熔点反常是由于__________(3)B组晶体不可能具有的性质是__________①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④液体状态能导电19、C和Si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、沸点高低顺序是____________________________(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原子间不形成π键，试从原子半径大小的角度分析，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________。SiO2属于________晶体，干冰属于________晶体，所以熔点：干冰________(填“＜”“＞”或“＝”)SiO2(3)金刚石、晶体硅、二氧化硅、干冰四种晶体的构成微粒分别是______________________(填“原子”“分子”或“离子”)，熔化时克服的微粒间的作用力分别是________________20、(1)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________个原子(2)金刚砂(SiC)与金刚石具有相似的晶体结构(如图所示)，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答：①金刚砂属于________晶体，金刚砂的熔点比金刚石的熔点________②在金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合了________个碳原子，其键角是________③金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有________个硅原子【共价晶体】答案【对点训练1】1、C。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，其晶体直接由原子构成。2、D。解析：A项，共价晶体中原子之间通过共价键相连；B项，共价晶体是相邻原子之间通过共价键结合而成的空间网状结构；C项，共价晶体是由原子以共价键相结合形成的，不存在独立的分子；D项，共价晶体中原子是通过共价键连接的，熔化时需要破坏共价键。3、B。解析：氮化硼是由两种非金属元素组成的化合物，根据该化合物的物理性质可知其为共价晶体，微粒间作用力为共价键。C60和金刚石熔化时分别克服的是分子间作用力和共价键，A项错误；冰和干冰熔化时均克服的是分子间作用力，C项错误；碘和金刚砂熔化时分别克服的是分子间作用力和共价键，D项错误。4、D。解析：金刚石是碳原子间以共价键结合形成的空间网状结构的共价晶体，不存在单个的分子。在天然存在的物质中，金刚石的硬度最大。在高温下金刚石可以与氧气反应生成二氧化碳。5、B。解析：分子晶体是通过分子间作用力将分子结合在一起的，所以熔化时，分子内部的化学键未发生变化，破坏的只是分子间作用力，A正确；白磷晶体是分子晶体，在P4内部存在共价键，而结构粒子(P4)之间是通过分子间作用力结合的，B错误；石英晶体是共价晶体，C正确；稀有气体在固态时也属于分子晶体，而稀有气体是单原子分子，在分子内部不存在共价键，在干冰晶体中，CO2分子内存在共价键，D正确。6、B。解析：冰的融化需要克服分子间作用力，该过程属于物理变化，H—O键没有断裂，A项错误；影响原子晶体熔、沸点的因素是键能，共价键的键长越短，键能越大，熔、沸点就越高，B项正确；影响分子晶体熔、沸点的因素一般是分子间作用力的大小，与共价键的键能无关，C项错误；分子的稳定性与分子间作用力无关，与共价键的键能有关，D项错误。【对点训练2】1、C。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，断裂时需要的能量多，故金刚石的熔点很高；选项C，金刚石中每个C都参与了4个C—C键的形成，而每个C对每条键的贡献只有一半，故碳原子个数与C—C键键数之比为(4×eq\f(1,2))∶4＝1∶2；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。2、D。解析：金刚石中最小的碳环含有6个碳原子，两个C—C键间的夹角是109°28′。3、D。解析：二氧化硅是共价晶体，为空间网状结构，存在四面体结构，硅原子处于中心，氧原子处于4个顶角，A不正确；晶体硅的结构与金刚石相似(金刚石中最小碳环为6个碳原子)，而SiO2晶体只是在两个Si原子间插入1个O原子，即最小环含6个Si原子和6个O原子，故B、C不正确，D正确。4、C。解析：该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构，则该化合物晶体中不存在分子，属于共价晶体，A项正确；晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳、氧原子个数比为1∶2，B项正确；该晶体中每个碳原子形成4个C—O共价键，所以C原子与C—O键数目之比为1∶4，C项错误；该晶体中最小的环由6个碳原子和6个氧原子构成，D项正确。5、B。解析：在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成4个Si—O键，故含有4molSi—O键的二氧化硅晶体的物质的量为1mol，即含有2NA个氧原子，A项错误；金刚石中每个碳原子均与另外4个碳原子形成共价键，且每两个碳原子形成一个C—C键，故1mol金刚石中共有2molC—C键，因此碳原子与C—C键数目之比为1∶2，B项正确；二氧化硅晶体中不存在分子这种微粒，C项错误；氖晶体是由单原子分子靠分子间作用力结合在一起形成的，属于分子晶体，D项错误。6、(1)sp34eq\f(160,a3b)mol－1(2)44sp3eq\f(100,a3·NA)解析：(1)SiC晶体中，每个Si原子与4个C原子形成4个σ键，故Si采取sp3杂化，每个Si原子距最近的C原子有4个。SiC晶胞中，碳原子数为6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4个，硅原子位于晶胞内，SiC晶胞中硅原子数为4个，1个晶胞的质量为eq\f(160g·mol－1,NA)g，体积为a3cm3，因此晶体密度：bg·cm－3＝eq\f(160g·mol－1,NA·a3cm3)，故NA＝eq\f(160,a3b)mol－1。(2)立方氮化硼晶胞中，含有N原子数为6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4个，B原子位于晶胞内，立方氮化硼晶胞中含硼原子4个。每个硼原子与4个氮原子形成4个σ键，故硼原子采取sp3杂化，每个立方氮化硼晶胞的质量为eq\f(100,NA)g，体积为a3cm3，故密度为eq\f(100,a3·NA)g·cm－3。【对点训练3】1、C。解析：A项中三种物质都是共价晶体，因原子半径r(C)<r(Si)，所以键长：C—C<C—Si<Si－Si，故键能：C—C>C—Si>Si—Si。键能越大，共价晶体的熔点越高，A项正确；因为NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点大于PH3的沸点，B项正确；二氧化硅是共价晶体，硬度很大，白磷和冰都是分子晶体，硬度较小，C项错误；四卤化硅为分子晶体，它们的组成和结构相似，分子间不存在氢键，故相对分子质量越大，熔点越高，D项正确。2、D。解析：共价晶体的熔、沸点和硬度等物理性质取决于晶体内的共价键，构成共价晶体的原子半径越小，键长越短，键能越大，对应原子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。3、BN两种晶体均为共价晶体，N和B原子半径较小，键能较大，熔点更高4、两种晶体都是共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高。原子半径：C＜Si，键长：C—C键＜Si—C键，所以碳化硅的熔点低于金刚石5、C3N4Si3N4和C3N4均为共价晶体，C的原子半径比Si的原子半径小，故C—N键比Si—N键的键长短，键能大，即C—N键比Si—N键牢固，故C3N4的硬度较高【对点训练4】1、C。解析：本题中属于分子晶体的有SO3、HCl、SO2、CO2、晶体氖、晶体氮、硫黄、碘。属于共价晶体的有SiO2、晶体硼、晶体硅、金刚石。但晶体氖是由稀有气体分子构成的，稀有气体分子间不存在化学键。2、B。解析：①指的是Al2O3的分类，⑤指的是刚玉的种类，这两项都无法说明Al2O3是一种共价晶体。3、B。解析：本题考查的是各类晶体的物理性质特征。A项中延展性好，不是共价晶体的特征，因为共价晶体中原子与原子之间以共价键结合，而共价键有一定的方向性，使共价晶体质硬而脆，A项不正确；B项符合原子晶体的特征；C项符合离子晶体的特征；D项符合分子晶体的特征。4、B。解析：根据β­氮化碳硬度超过金刚石晶体判断，氮化碳属于共价晶体，A项正确；氮的非金属性大于碳的非金属性，氮化中碳显＋4价，氮显－3价，B项错误；氮化碳的化学式为C3N4，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、D项正确。故答案为B项。5、共价氮化碳金刚石解析：由于氮化碳为高硬度材料且是由非金属元素组成的，因此该晶体应为共价晶体，又因为C—C键的键长大于C—N键的键长，故C—N键的键能大于C—C键，硬度更大的是氮化碳，熔点较低的为金刚石。6、分子极性共价解析：溴化碘(IBr)熔、沸点较低，由分子晶体的特性可知应为分子晶体，是由两种不同的非金属元素构成的共价化合物，所含有的化学键为极性共价键。【课后作业】1、B。解析：十种物质中属于分子晶体的有：CO2、P4、H2SO4、P2O5、SO3、冰醋酸，其余的4种物质均为共价晶体。2、B。解析：冰在融化时克服的是分子间作用力；晶体硅克服的是非极性共价键；溴克服的是分子间作用力；二氧化硅克服的是极性共价键。选项B符合题意。3、C。解析：HCl、HBr、CF4、CCl4、CBr4、SO2、SeO2均为组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，熔点越高。HF、H2O分子间均存在氢键，所以熔点出现“反常”现象。4、B5、B。解析：题中所给八种物质属于分子晶体的是SO2、CO2、H2O、HCl、CCl4，属共价晶体的是SiO2、金刚石、SiC，只有B项符合题意。6、C7、C。解析：60gSiO2晶体即1molSiO2，晶体中含有Si—O键数目为4mol(每个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成Si—O共价键)，含4NA个Si—O键；SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只是硅、氧原子个数比为1∶2；在SiO2晶体中，每个硅原子和与其相邻且最近的4个氧原子形成正四面体结构，硅原子处于该正四面体的中心，而4个氧原子处于该正四面体的4个顶点上。8、C。解析：由白磷的分子结构可知，124g白磷即1molP4中的P—P键的个数为6NA；12g石墨的物质的量n(C)＝1mol，由石墨的晶体结构为平面正六边形可知，晶体中n(C)∶n(C—C)＝2∶3，故12g石墨中含有C—C键的个数为1.5NA；由SiO2的晶体结构为可知，60gSiO2即1molSiO2中含有Si—O键的个数为4NA。9、C。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。10、D。解析：经分析X为H，Y为O，Z为Si，W为C，则WX4为CH4，是天然气的主要成分，A项正确；X2Y为H2O，固态时为分子晶体，B项正确；ZW为SiC，为共价晶体，C项正确；ZY2为SiO2，Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”，D项错误。11、D。解析：SiCl4、AlCl3的熔、沸点低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，