苏教版高中化学选择性必修2 专题3 微粒间作用力与物质性质 作业12 共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体 【原卷+答案】

作业12共价键键能与化学反应的反应热共

价晶体

A级必备知识基础练

1.下列晶体中属于共价晶体且为单质的是（）

A.金属铜B.金刚砂

C.金刚石D.水晶

2.下列事实中，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，澳呈液态，彼呈固态

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

3.卜列说法止确的是（）

A.键能越大,表示该分子越容易受热分解

B.共价键都具有方向性

C.在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长

D.H—CI键的键能为431kJ-moH,H—Br键的键能为366kJ-mol",这可以说明HC1比

HBr分子稳定

4.金刚石具有硬度大、熔点高等特点,大量用干制造钻头、金属切割刀具等.其结构如

图所示，下列判断正确的是（）

感

A.金刚石和CH4中的键角均为109°28,

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2：1

D.金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却

5」2024河北张家口阶段练习］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错

熔点/℃355030002700171014101211

摩氏硬度109.59.576.56.0

①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经越大，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.③④

C.①③D.②④

6.《科学》杂志曾报道:在4()GPa的高压下,用激光加热到180()K,人们成功制得了共价

晶体CO2o下列对该物质的推断一定不正确的是()

A.该共价晶体中含有极性健

B.该共价晶体易汽化，可用作制冷材料

C.该共价晶体有很高的熔、沸点

D.该共价晶体的硬度大，可用作耐磨材料

7.神化像(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池等。回答下

列问题：

⑴基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]。

(2)根据元素周期律,元素的电负性Ga(填“大于”或“小于"，下同)As悌一电离能B

Ga;BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合的原因是。

(3)共价晶体GaAs的晶胞参数於xpm,它的晶胞结构如图所示。该晶胞内部存在的共价

键数为；A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为(用x表

示)pm;该晶胞的密度为(阿伏加德罗常数的值用NA表示)gem工

B级关键能力提升练

8.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。下列有关说法错误的是()

A.磷化硼的化学式为BP,其晶体属于共价晶体

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.磷化硼晶体中的化学键含有普通共价键和配位键

9.科学家成功地制成了一种新型的碳氧化合物，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为空间网状的无限伸展结构。下列对该晶体叙述错误的是()

A.晶体的熔、沸点高，硬度大

B.该物质的化学式为C02

C.晶体中C原子数与C-0化学键数之比为1:6

D.晶体的空间最小环由12个原子构成

10.已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下

列关于C3N4晶体的说法不正确的是()

A.该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固

B.该晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子

C.该晶体与金刚石相似，碳原子个数与碳氮键个数之比为1:2

D.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构

11.已知几种共价键的键能如下：

化学键C—ClC—HCl—ClH—Cl

键能/(klmol")350.5413.4242.7431.8

下列说法错误的是()

A.C2H6(g)+C12(g)-C2H5Cl(l)+HCl(g)bH=-l26.2kJmor1

B.HCl(g)——H(g)+Cl(g)A/7=+431.8kJmor1

C.由键能可知,C—Cl键比C—H键更容易断裂

D.键能:C三C>C-OC—C

12.⑴Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为，微粒之间

存在的作用力是O

(2)晶胞有两个基本要素：

①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐

标参数A为(0,0,0),B为G，0$,C为G*,0)。则D原子的坐标参数为o

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数。=565.76pm,其密度为

g©Tf3(列出计算式即可)。

己知:Ge的相对原子质量为73o

C级学科素养拔高练

13.几种常见化学键的键能如表所示。

化学键Si—0H—00=0Si—Si

键能

452463498226

(kjmol'1)

化学键Si—ClH—HH—ClSi—C

键能

360436432X

(kjmol*1)

请回答下列问题：

⑴试比较Si—C键与Si—Si键的键能大小:x.(填，或"二”)226kJ-molL

(2)H2被认为是21世纪人类最理想的燃料，而又有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来

的石油”等观点。结合表中键能数据，试计算每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约

为；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为(己知1molSi中含有2mol

Si—Si键,1molSiCh中含有4moiSi—O键)。

(3汝I图所示，每个“•”表示硅晶体中的一个原子，立方体中心和一个顶点的硅原子已经表

示出来，请在立方体的顶点用“•”表示出与之紧邻的其他硅原子。

(4)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCL(g)+2H2(g)里叫Si(s)+4HCl(g)。该反应的反应

热bH=kJ-mol-1o

答案：

1.C解析金属铜属于金属晶体;金刚砂(SiC)、水晶(SiCh)属于共价晶体，但为化合物;金

刚石是由碳原子形成的单质，属于共价晶体,C正确。

2.A解析N三N键比0一0键的键能大而难以断裂，所以氮气化学性质比氧气稳定,A正

确;常温常压下，澳呈液态，碘呈固态，与分子间作用力有关,与分子内的共价键的键能无

关,B错误;稀有气体一般很难发生化学反应的原因是其原子的最外层已达稳定状态，稀

有气体不含化学犍,C错误;硫酸、硝酸的挥发性与分子内的共价键的键能无关,D错误。

3.D解析键能越大，分子越稳定,A错误、D正确;S-SG键没有方向性,B错误;形成共价

键的两个原子之间的核间的平均间距叫键长,C错误。

4.A解析金刚石和CE分子中键角相同，均为109°28',A正确;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,B错误;金刚

石中每个C都参与了4个C—C犍的形成,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(4x}:4=1：2,C错误;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,D错误。

5.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，对应共价晶体的熔、沸点越高，硬度越大。

6.B解析共价晶体CO2的成键情况发生了变化，由原来的C—0变为C—O,但化学键

依然为极性共价键,A项正确;共价晶体CO2的熔、沸点升高，不易汽化，不适合作制冷材

料,B项不正确;共价晶体有很高的'熔、沸点，故C项正确;共价晶体具有硬度大、时磨等

特点,D项正确。

7.答案⑴34°4s24Pl

(2)小于大于NH3中的N原子具有孤电子对,BF3中的B原子核外具有空轨道

⑶16().25x当空

解析(1)镇是31号元素，原子核外有31个电子，基态卷(Ga)原子的电子排布式为

Is22s22P63523P634。4s24Pl简写成[Ar]3d104s24Pl。

(2)同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，第4周期元素Ga、As分别位于川A、

VA族，故Ga元素的电负性小于As元素;同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子

核吸引电子能力逐渐减弱悌一电离能逐渐减小,IHA族元素B、Ga分别位于第2、4周

期，故B元素的第一电离能大于Ga元素。B原子提供空轨道，可接受孤电子对;N原子提

供孤电子对,B、N原子之间可形成配位键。

(3)如题图每个Ga原子与4个As原子形成4个共价键，晶胞中共含16个共价键;A原子

距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为：=0.25xpm;晶胞中As原子数为

8xJ+6x1=4,Ga原子数也为4,该晶胞的密度为叱蓝景呼目陋小二美警g-cn^。

8.B解析由磷化硼的晶胞结构可知，位于顶点和面心的•原子，数目为工x8+6xi=4,位于

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晶胞内的e原子,数目为4,故磷化硼的化学式为BP,磷化硼是一种超硬研磨涂层材料，所

以磷化硼晶体属于共价晶体,A正确;磷化硼属于共价化合物，熔融状态下不能导电,B错

误;由磷化硼晶胞结构可知,磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键,C正确;磷化

硼晶体中硼原子最外层有3个电子，磷原子最外层有5个电子，而在晶体中均形成4个共

价键，说明有一个共价键为硼原子提供空轨道，磷原子提供孤电子对形成的配位键,D正

确。

9.C解析该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与在原子结合为空间网状的

无限伸展结构，所以是共价晶体，熔、沸点高,硬度大，故A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,则其化学式为C02,故B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—0化学犍数目之比为1:4,故C错误;该晶体的空间最小环是由6

个碳原子和6个氧原子构成的12元环，故D正确。

10.C解析C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合，

则该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固,A正确;C的最外层有4个

电子,因此一个碳原子连接4个N原子,N的最外层有5个电子，因此一个N原子连接3

个C原子,B正确;根据以上分析可知该晶体中碳原子个数与碳氮键个数之比为1：4,C

错误;构成该晶体的微粒间只以单键结合，每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3

个碳原子,则晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构,D正确。

11.A解析根据键能只能计算C2H6(g)+C12(g)fC2H5Cl(g)+HCl(g)AH=-126.2kJmoH,

还存在C2H5Cl(g)fC2H5。⑴的烙变,A错误;H—Cl犍的键能是431.8kJmolM断链吸热，

因此HQ(g)=H(g)+Cl(g)的蛤变A”=+431.8kJmol^B正确;由键能可知C—Cl键的键

能小于C—H键的键能，因此C—Cl键比C—H键更容易断裂,C正确;碳碳三键键长小于

碳碳双键键长，碳碳双键键长小于碳碳单键键长，因此键能:C三OC-OC—CD正确。

12.答案(l)sp3共价键(或非极性共价键)

8x737

(2)①(二*)②—3xl0

4446.02X565.763

解析(1)类比金刚石，晶体错是共价晶体，每个错原子与其周围的4个错原子形成4个单

键,故错原子采用sp?杂化，错原子间以共价键(或非极性共价键)结合。

⑵①对照晶胞图示及A、B、C点坐标，选A点为原点，可知D在体对角线的2处,运用比