2023-2025北京高三一模化学汇编：分子晶体与共价晶体

第1页/共1页2023-2025北京高三一模化学汇编分子晶体与共价晶体一、单选题1．（2023北京东城高三一模）下列指定微粒或化学键的个数比为1：2的是（）A．C原子中的质子和中子 B．Na2O2固体中的阴离子和阳离子C．SiO2晶体中的硅原子和共价键 D．FeCl2溶液中的Fe2+和Cl—2．（2024北京通州高三一模）下列物质性质的比较中，不正确的是（）A．气态Cu与失去一个电子的能力：B．分子的极性：C．物质的硬度：晶体：D．在水溶液中的溶解性：＜3．（2024北京房山高三一模）化学与科学、技术、环境密切相关，下列说法不正确的是（）A．月壤中的“嫦娥石[]”其成分属于无机盐B．用于“深地一号”工程中的钻头材料金刚石属于共价晶体C．“神舟”系列飞船返回舱使用的耐高温材料属于有机化合物D．“长征号”火箭采用“液氧/液氢”作为推进剂，“液氢”属于绿色环保燃料4．（2024北京高三一模）我国科研人员发现g-C3N4非金属半导体可以在光照下催化水产生氢气。g-C3N4是一种平面二维片层结构，其基本结构如图，基本单元无限延伸，形成网状结构。下列说法正确的是（）A．g-C3N4属于离子晶体B．其核心元素氮的氢化物分子间存在氢键，因此加热时很难分解C．g-C3N4中氮原子为sp2杂化方式D．g-C3N4中含有手性碳原子5．（2024北京高三一模）下列性质的比较，不正确的是（）A．酸性：H2SO4＞H3PO4 B．熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅C．热稳定性：H2S＞H2O D．第一电离能：S＜O6．（2023北京东城高三一模）对下列事实的解释不正确的是（）选项事实解释A稳定性：HF＞HIHF分子间存在氢键，HI分子间不存在氢键B键角：NH＞H2O中心原子均采取sp3杂化，孤电子对有较大的斥力C熔点：石英＞干冰石英是共价晶体，干冰是分子晶体；共价键比分子间作用力强D酸性：CF3COOH＞CCl3COOHF的电负性大于Cl，F－C的极性大于Cl－C，使F3C－的极性大于Cl3C－的极性A．A B．B C．C D．D7．（2023北京朝阳高三一模）我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确的是（）A．T-碳与金刚石互为同素异形体B．T-碳与金刚石均属于共价晶体C．T-碳与金刚石中键角均为D．T-碳晶胞中平均含有32个碳原子二、解答题8．（2025北京东城高三一模）我国人造金刚石产量居世界首位。以石墨或甲烷为原料可制备金刚石。Ⅰ．石墨和金刚石的晶胞()(1)基态碳原子的电子排布式为。(2)根据图中信息判断石墨晶体中层间没有化学键相连，依据是。(3)金刚石在目前所有已知晶体中硬度最大。从结构角度解释其原因：。(4)石墨和金刚石的晶胞体积比为7：9，其密度比为(简单整数比)。Ⅱ．人工合成金刚石方法一：高压合成方法二：低压合成方程式(石墨，)(金刚石，)

原理石墨与催化剂镍(Ni)在高压釜中的高温高压条件下形成共熔体(Ni，C)，金刚石比石墨更易从共熔体中析出与大量在微波炉里形成等离子体(含电子、、、等)，其中含碳粒子在硅晶体表面沉积并脱去，得到金刚石(5)将高压合成金刚石过程中的能量变化，在图中补充完整。(6)关于低压合成，下列说法正确的是(填序号)。a．甲烷和金刚石中的碳原子、硅晶体中的硅原子均为杂化b．含碳粒子相互碰撞可能得到乙烷c．低压可降低含碳粒子的浓度，有利于生成结构规整的金刚石9．（2025北京朝阳高三一模）碳元素具有丰富的化学性质，碳及其化合物有着广泛的应用。(1)能测定含碳化合物的骨架结构。在基态原子中，核外存在对自旋相反的电子。(2)我国科学家利用与等活泼金属反应合成了金刚石，为金刚石的合成提供了重要的研究思路。①第一电离能由大到小的顺序为。②的键是由碳的轨道与氯的轨道重叠形成键。(3)早期以石墨为原料在高温高压条件下合成金刚石。图a为金刚石晶胞，图b为石墨的层状结构(虚线所示部分为其晶胞，如图c所示)。①石墨晶胞所含碳原子数为。②金刚石的密度为，晶胞形状为立方体，边长为，阿伏加德罗常数的值为(用含的关系式表示)。(4)碳在物质转化中起着重要作用。与较难发生反应：，加碳生成可使反应得以进行。解释加碳反应更易进行的原因：。10．（2025北京延庆高三一模）H、C、N、O是中学化学重要的非金属元素，关于几种元素及其化合物回答：(1)基态C原子价电子层轨道表示式为：。(2)N元素的第一电离能比O元素的大，试解释原因。(3)C与H形成的常见有机化合物、。①分子的模型名称是。②的键是由碳的杂化轨道与氢的轨道重叠形成键。③、均能使溴的四氯化碳溶液褪色，从化学键的角度解释原因。(4)石墨相氮化碳是一种新型光催化材料，具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。晶体中存在的微粒间作用力有。(5)碳单质的一种共价晶体结构如图所示。①每个C原子周围与它最近且距离相等的C原子有个。②若该立方晶胞边长均为，阿伏伽德罗常数的值为。则该晶体的密度为。11．（2024北京房山高三一模）氮元素能与金属或者非金属元素形成种类繁多、应用广泛的化合物。(1)基态N原子的价层电子轨道表示式是。(2)与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。①在最简单的氮烯分子中，N的杂化方式是。②具有很强的还原性，是常用的火箭推进剂，它在常温常压下为无色液体。判断是否溶于水并说明理由。(3)配合物可用作广谱杀菌剂，其中Cu属于区元素，该配合物中的配位原子是，配位数是。(4)的某种晶体结构中，原子间均以单键结合，其硬度比金刚石大，原因是。(5)和形成的化合物是一种重要的半导体材料。其某种晶胞形状为立方体，边长为，结构如图所示。①距离最近的有个。②已知阿伏加德罗常数为，氮化镓(GaN)的摩尔质量为，该晶体的密度表达式为()。

参考答案1．B【详解】A．C原子中的质子数和中子数都为6，则质子和中子的个数比为1：1，故A不符合题意；B．过氧化钠中过氧根离子和钠离子的个数比为1：2，故B符合题意；C．二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形成4个硅氧共价键，则晶体中的硅原子和共价键的个数比为1：4，故C不符合题意；D．氯化亚铁是强酸弱碱盐，亚铁离子在溶液中水解，所以溶液中亚铁离子和氯离子的个数比小于1：2，故D不符合题意；故选B。2．A【详解】A．气态Cu与Cu+失去一个电子所需的最低能量分别对应第一电离能与第二电离能，同一元素逐级电离能依次增大，所以失去一个电子的能力：Cu+＜Cu，A错误；B．卤化氢为极性分子，HF分子的极性最大，这些分子的极性随卤族元素自上而下元素电负性的减弱，极性亦逐渐减弱，B正确；C．Si与SiO2都是共价晶体，氧原子半径小于硅原子半径，Si-O的键长更短，键能更大，所以物质的硬度：晶体：Si<SiO2，C正确；D．形成分子内氢键，能与水分子间形成氢键，所以在水溶液中的溶解性：＜，D正确；故选A。3．C【详解】A．由化学式可知，月壤中的嫦娥石的主要成分是磷酸盐，属于无机盐，故A正确；B．金刚石是熔沸点高、硬度大的共价晶体，故B正确；C．氮化硅是性能优良、能耐高温的新型无机非金属材料，故C错误；D．氢气在氧气中燃烧生成的水不会污染环境，所以液氢属于绿色环保燃料，故D正确；故选C。4．C【详解】A．g-C3N4是一种平面二维片层结构，基本单元无限延伸，形成网状结构，则g-C3N4，不属于离子晶体，A不正确；B．氮的氢化物分子间存在氢键，使氢化物的熔沸点升高，而加热时很难分解，属于热稳定性，取决于分子内的氮氢共价键的强弱，B不正确；C．g-C3N4中，六元环内氮原子的价层电子对数为3，发生sp2杂化，C正确；D．g-C3N4中，每个C原子只连接3个N原子，不含有手性碳原子，D不正确；故选C。5．C【详解】A．非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性：S＞P，酸性：H2SO4＞H3PO4，故A正确；B．金刚石、碳化硅、晶体硅都是原子晶体，熔沸点的高低与共价键有关，键长：Si－Si>C－Si>C－C，键能：C－C>C－Si>Si－Si，则熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅，故B正确；C．非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，电负性：O＞S，热稳定性：H2S＜H2O，故C错误；D．同族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，第一电离能：S＜O，故D正确；故选C。6．A【详解】A．氢化物的稳定性与键能大小有关，与氢键无关，则氟化氢的稳定性强于碘化氢是因为H-F键键能比H-I大，故A错误；B．铵根离子中的氮原子和水分子中的氧原子均采取sp3杂化，铵根离子中氮原子和水分子中氧原子的孤对电子对数分别为0和2，孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，所以铵根离子的键角大于水分子，故B正确；C．石英即二氧化硅，是共价晶体，干冰是分子晶体，共价键比分子间作用力强，所以石英的熔点高于干冰，故C正确；D．氟元素的电负性大于氯元素，F－C的极性大于Cl－C，使F3C－的极性大于Cl3C－的极性，对羧基的吸电子能力大于Cl3C－，所以CF3COOH更易电离出氢离子，酸性强于CCl3COOH，故D正确；故选A。7．C【详解】A．T-碳与金刚石均为碳的单质，结构不同，互为同素异形体，故A正确；B．由晶胞结构可知T-碳也是以四面体为结构单元的空间网状结构，两者均为共价晶体，故B正确；C．T-碳中4个碳原子围成正四面体结构，该结构中键角为60°，故C错误；D．由晶胞结构可知，在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正四面体结构单元有8个位于顶点，6个位于面心，4个位于体内，个数为：，则碳原子个数为32，故D正确；故选：C。8．(1)(2)层间距远大于碳碳键键长(3)金刚石是共价晶体，为立体网状结构，键长很短，键能很大(4)(5)(6)abc【详解】（1）碳原子基态电子排布式为。（2）由图可见，石墨层内相邻碳间距约，而层间相邻碳原子间距约，远大于形成共价键所需的键长，说明层间并无化学键相连（只是较弱的范德华力）。（3）金刚石是共价晶体，每个碳原子以杂化方式与四个碳相连，形成三维网络巨型分子，键能大，为立体网状结构，键长很短，键能很大，空间结构极其牢固，因而硬度最高。（4）若取石墨、金刚石各自“标准”晶胞，石墨每个晶胞含原子数为：，金刚石每个晶胞含碳原子数为：，两者晶胞体积比为，石墨的密度为：，金刚石密度为：，则其密度比为。（5）在高压合成示意图中，应将“共熔体”的能量画在最高处，起始“”和产物“”的能量均较低，且由于石墨转变为金刚石为吸热过程，产物能量略高于反应物(但都低于中间的共熔体能量)，故图像为：。（6）a．甲烷分子中，中心碳原子通过‌杂化‌与个氢原子形成正四面体结构；金刚石为原子晶体，每个碳原子与周围个碳原子通过共价键结合，形成三维网状结构，碳原子采取‌杂化‌方式‌；晶体硅的结构与金刚石类似，硅原子同样以‌杂化‌与邻近的个硅原子形成共价键，a正确；b．在含大量自由基的等离子体中，碳自由基通过相互碰撞确有可能生成乙烷等小分子，b正确；c．降低压强可降低碳自由基浓度，使得碳的沉积更有序，从而有利于生成结构规整的金刚石，c正确；故选。9．(1)2(2)1个杂化(3)4(4)C和生成并放热，使反应趋势变大(碳与反应生成放出热量，使体系温度升高，同时降低，均促进反应正向进行)【详解】（1）基态原子核外有6个电子，电子排布式为1s22s22p2，核外存在2对自旋相反的电子；（2）①同周期从左到右第一电离能有增大趋势，故第一电离能Cl>Mg>Na；②CCl4的中心原子为C，价层电子对数为4+，孤电子对为0，杂化方式为sp3杂化，C−Cl键是由碳的1个sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键；（3）①图c为石墨的晶胞，内部有1个C原子，面上有2个C原子，棱上有4个C原子，顶角有8个C原子，C原子个数为1+2；②金刚石晶胞中C原子数为4+8+6=8，质量为，体积为(a×10-7)3cm3，根据密度公式，NA=；（4），∆S<0，反应难以自发进行，加碳生成CO，放出热量，使温度升高，总反应趋势变大，同时消耗了O2，使平衡正向进行。10．(1)(2)N的2p轨道呈“半充满”，电子排布较为稳定，使得其失去外层第一个电子所需能量更高(3)直线形sp2、都含有π键，π键不稳定，在一定条件下易与Br2发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色(4)共价键、范德华力(5)4【详解】（1）基态C原子价电子排布式为2s22p2，价电子层轨道表示式为：。（2）N元素的第一电离能大于O元素，主要原因是N的2p轨道呈“半充满”，电子排布较为稳定，使得其失去外层第一个电子所需能量更高。（3）①分子中存在碳碳三键，C原子杂化方式为sp，模型名称是直线形；②分子中存在碳碳双键，C原子杂化方式为sp2，键由碳的sp2杂化轨道与氢的1s轨道头碰头重叠形成σ键；③、均能使溴的四氯化碳溶液褪色，从化学键的角度解释原因是：、都含有π键，π键不稳定，在一定条件下易与Br2发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色。（4）具有和石墨相似的层状结构，层内存在共价键，层间为范德华力。（5）该晶胞为金刚石的共价晶体结构：① 每个C原子呈四面体配位，它周围最近且距离相等的C原子数为4个；② 在该立方晶胞中共有＝8个C原子，若晶胞边长为 a pm，阿伏伽德罗常数为，则该晶体的密度为。11．(1)(2)与分子间形成氢键(或者是极性分子根据相似相溶原理推测易溶于水)(3)dsN4(4)原子半径，键长，键能，所以硬度更大(5)4【分析】氮有三个价键，最简单的氮烯即含一个氮氮双键，另一个价键与氢结合，则其分子式：N2H2，N的杂化方式sp2杂化；分子中含有N-H键，和水分子