高二化学（人教版）试题 选择性必修二 课时跟踪检测（十八） 共价晶体

课时跟踪检测（十八）共价晶体

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（）

①SiO?和SO3②金刚石和白磷③CO2和SO2

④晶体硅和金刚石⑤晶体翅和晶体氮⑥硫黄利单质碘

A.①②③B.④⑤⑥

C.③④⑥D.①③⑤

2.干冰和二氧化硅晶体同属IVA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因

是（）

A.二氧化硅相对分子质量大于二氧化碳相对分子质量

B.C—O的键能比Si—O的键能小

C.干冰为分子晶体,二氧化硅为共价晶体

D.十冰易升华,二氧化硅不能

3.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.熔点为-56.6°C,微溶于水，硬度小,固态或液态时不导电

4.下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是（）

A.键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6

B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度

C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为4因此SiH4还原性小于CH4

D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-p兀键

5.下列有关晶体的叙述不正确的是（）

A.金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体,形成的最小的环都是六元环

B.含1molC的金刚石中C—C的数目是2NA』molSiO2晶体中Si—O的数目是4M

C.干冰在熔化时，晶体中的共价键不会断裂

D.SiO?晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子,SiO?不是它的分子式

6.二氧化硅有晶体和无定形两种形态，晶态二氧化硅主要存在于•石英矿中。除石英外,SiCh

还有磷石1英和方英石等多种变体。方英石结构和金刚石相似，其结构单元如图所示。下列

有关说法正确的是（）

A.方英石晶体中存在着SiCh结构单元

B.lmolSi形成2moiSi—O

C.图示结构单元中实际占有18个硅原子

D.方英石晶体中,Si—O之间的夹角为90°

7.金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构,硬度为9.5,熔点为2700C,其品胞结构如图所示。

卜列说法止确的是（）

A.该晶体属于共价品体，熔点比金刚石高

B.C位于Si构成的正四面体空隙中

C.CSi的键长为apm,则品胞边长为275apm

D.金刚砂中C原子周围等距且最近的C原子数为6

8.我国科学家合成了富集"B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。卜.列说法

正确的是（）

•N

OB

A.HBN和l（）BN的化学性质相似

B.该晶体具有良好的导电性

C.该晶胞中含有14个B原子,4个N原子

D.B原子周围等距且最近的B原子数为6

9.高压下氮气会聚合生成高聚氮，这种高聚氮晶体的立体网状结构如图所示。已知N-N

的键能为160kJ-moH,而N三N的键能为945kJmolL则下列有关说法不正确的是

()

A.高聚氮转化为氮气的过程中发生了化学变化

B.高聚氮晶体属于共价晶体

C.高聚氮晶体中CN)：/i(N—N)=l：3

D.高聚氮可能会被用作炸药或高能材料

10.金刚石结构如图所示，晶体Si.立方SiC具有类似金刚石结构C

下列说法错误的是()

A.熔点:金刚石＞晶体Si

B.晶体Si晶胞中含有8个Si

C.金刚石的晶体中碳原子数与C-C键数之比为1:2

D.立方SiC晶胞顶点从1号位分别平移至2号位和3号位，所得晶胞中Si位置相同

11.氮化碳部分结构如图所示，其中R氮化碳的硬度超过金刚石，成为首屈一指的超硬材

料。下列有关氮化碳的说法错误的是()

No

A.上氮化碳属于共价晶体，其化学键比金刚石的更稳定

B.氮化碳晶体的熔点比金刚石高

C.R氮化碳的化学式为C3N4,其中氮显-3价，碳显+4价

D.该晶体与金刚石结构相似，都是原子间以非极性键形成的空间网状结构

12.氮氧化铝(A1ON)是新型透明高硬度防弹铝材料，属于共价晶体,主要用于装甲车辆防

弹窗户、战场光学设备的透镜、望远镜穹顶以及覆盖于导弹传感器顶部的透明圆窗等。

下列描述错误的是

A.基态铝原子的价层电子排布为3s23Pl

B.制备AION的原料NH/UN原子采取sp?杂化

C.A1ON和水晶的化学键类型相同

D.A1ON和水晶的晶体类型相同

13.回答下列问题。

(1)已知Ge单晶具有金刚石型结构,Ge单晶的熔点比金刚石(填“高”或"低

(2)品胞有两个基本要素：

I)

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单品的品胞,其中原子坐标

参数A为(0,0.0),B为G，0,3，C为G，g°)。则D原子的坐标参数为o

②已知Ge单品的品胞参数(即图中立方体的边长)e565.76pm(lpm=10。m)M近似为

6.02x1023,其密度为gsF(列出计算式即可)。

14.请回答下列问题。

(IRGa基态原子的核外电子排布式是。某种半导体材料

由Ga和As两种元索组成，该半导体材料的化学式是，其晶体结构类型

为O

(2)C、N元素形成的新材料具有如图a所示结构，该晶体的化学式为o该晶体硬

度超过金刚石，其原因

是。

(3)AbO3在一定条件下可制得AIN,其晶体结构如图b所示，该晶体属于晶体。

OA11OGa>N

图b图c

(4)图c是氮化钱的晶胞结构:氮化钱中钱原子的杂化方式为，氮原子的配位数

为o

(5)立方相氮化硼结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为acm,立方相氮化硼

晶胞中含有个氮原子、个硼原子。

15.请按要求填空。

(l)C、N元素形成的材料具有如图所示的结构，该晶体的化学式为o

•C(位于顶

点和面心)

ON

⑵氮化碳和氮化硅晶体结构相似，是新型的非金属高温陶瓷材料,它们的硬度大、熔点高、

化学性质稳定。

①氮化硅的硬度(填“大于”或“小于”)氮化碳的硬度，原因

是____________________________________________________C

②已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且氮原子与氮原子不直接相连、硅原

子与硅原子不直接相连洞时每个原子都满足最外层8电子稳定结构，请写出氮化硅的化

学式:o

(3)第IHA、VA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料•，

其晶体结构与晶体硅相似。在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,GaN屈于晶体。

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16.氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以

得到BF3和BN,如图所示。下列叙述正确的是()

画

A.硼酸具有片层状结构层与层之间、H3BO3单元间都以范德华力连接

B.立方氮化硼结构与金刚石相似，立方氮化硼晶胞中每个氮原子周围有4个硼原子

C.BF3与HF反应后再用氮气中和得到NH4BF4,1molNHjBFa含有配位键的数Fl为NA

D.NH3与BF3都是由极性键构成的极性分子

17.某科研小组受民间中医启发，发现AS2O3对白血病有明显的治疗作用。氮(N)、磷(P)、

珅(As)为VA族元素，该族元素的化合物化研究和生产中有着诧多重要用途。

(1)氮原子的价电子排布为,N、P、As原子的第一电离能由大到小

的顺序为。

(2)立方氮化硼晶体(BN)是•种超硬材料，有优异的耐磨性，其晶胞如图所示。

①立方氮化硼是晶体，晶体中氮原子的杂化轨道类型为，硼原子

的配位数为。

②立方氮化硼晶体中“一般共价健”与配位键的数目之比为0

⑶六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似，硬度与金刚

石相当，晶胞边长为361.5pm。立方氮化硼晶胞中含有个氮原子、个硼

原子,立方氮化硼的密度是gem%只要求列算式，不必计

算出数值。阿伏加德罗常数的值为NA)。

课时跟踪检测(十八)

1.选C属于分子晶体的有SO3、CCh、SO?、白磷、晶体至、晶体氮、硫黄和单质碘。

属于共价晶体的有SiO?、晶体硅和金刚石。但晶体笳是单原子分子、晶体中不存在化学

键。

2.选C干冰和SQ所属晶体类型不同，干冰为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,SG

为共价晶体，熔化时破坏化学键，所以熔点较高。

3.选B共价晶体一般不导电，难溶于水和有机溶剂，熔、沸点较高,B项符合题目要求。

4.选C化合物中键能越大.该物质越稳定.由于键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,故可判

断稳定性92%>51汨64项正确;SiC与金刚石均为空间网状的共价晶体，二者成键和结构

均相似,均具有很高的硬度.B项正确;根据H-具有较强还原性.可知还原性SHQCHJ.C项

错误:由于原子半径:Si>C,Si原子间难形成p-p兀键，故决定了Si原子间很难形成双链.D

项正确。

5.选A金刚石形成的最小的环是由六个碳原子形成的六元环.二氧化硅中最小的环是

由6个氧原子和6个硅原子组成的十二母.故A错误：干冰熔化时只破坏分子间作用力,

共价键不会断裂，故C正确。

6.选A由方英石结构示意图知方英石晶体中存在着SiO4的结构单元,A项正确：1molSi

形成4moiSi-O.B项错误:题图所示的结构单元实际占有的硅原子数:8X：+6X$4=8

oL

个C项错误;方英石晶体中存在着SiO4的结构单元，说明Si—O之间的夹角为109°281,D

项错误。

7.选B金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构,SiC属于共价晶体C—Si的键长大于C—C

的,故熔点比金刚石低.A错误:距离C原子最近且等距离的Si原子个数是4,且四个Si原

子构成正四面体结构，所以C位于Si构成的四面体空隙中,B正确:C—Si的长度为晶胞体

对角线长度联,设晶胞棱长为工则;X抬尸〃pm,所以户建工学pm,C错误;以SiC晶

T

胞顶角上的碳原子为研究对象.每个C原子周围最近目等距的C原子位于面心，由于顶角

碳原子为8个晶胞共有厕C原子周围等距且最近的C原子数为12,D错误。

8.选A“B和朋互为同位素JB和的化学性质相似，故"BN和“BN的化学性质相

似,A正确;该晶体为立方氮化硼晶体.属于由共价键形成的共价晶体.没有良好的导电

性,B错误油"均摊法,知,B原子位于晶胞的8个顶角和6个面心，该晶胞中含

B:8X：+6X；=4(j),N原子都在晶胞内，有4个N原子,C错误;B原子周围等距且最近的B

oL

原子数为12,D错误。

9.选C高聚氮转化为氮气的过程中有新物质生成，发生了化学变化,A项正确:高聚氮晶

体中原子间以共价键结合并形成立体网状结构，所以高聚氮为共价晶体B项正确:高聚氮

晶体中每个氮原子与其他三个氮原子形成单键,而每个N-N为两个氮原子共有,所以高

聚氮晶体中〃(N):〃(N—N)=2：3,C项错误:由高聚氮的结构及N—N的健能较小，而N三N

的键能很大可知,高聚氮转化为N2会放出大量的热.可能会被用作炸药或高能材料,D项

正确。

10.选D碳碳键的键长比硅硅键的键长短,键能大，故A正确:利用均摊法,可得一个金刚

石晶胞中有8个C原子,所以一个晶体硅晶胞中含有8个Si,故B正确;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,则1mol碳原子构成

的金刚石中共有2molC—C,故C正确;1号与2号原子相同，但1号与3号原子不同.故D

错误。

11.选DA项中.N原子半径小于C原子,键长:C—N<C—C.故C—N比C—C更稳定，正

确:B项中，氮化碳晶体的溶点比金刚石高.正确;C项中晶体结构图中虚线部分是晶体的

最小结构单元，正方形顶点的C原子被4个正方形所共有,边上的C原子被2个正方形所

共有,故实际含有的C原子数为4X%4XJ=3,N原子数为4.化学式为C3N4,因为N元素的

电负性比c元素的大.故N显负价(-3),C显正价(+4),正确:D项中，金刚石晶体中只含C-C

非极性键,晶体中只含C-N极性键，错误。

12.选B根据元素周期表位置可知.基态铝原子的价层电子排布为3s23p',A正确;NH3分

子中N为sp，杂化,B错误;二者均属于共价晶体，均只含有共价键C、D正确。

13.解析:(l)Ge单晶具有金刚石型结构,Ge单晶和金刚石均为共价晶体.原子半径越小，键

能越大.熔、沸点越高,故Ge单晶熔点比金刚石低。(2KD根据晶胞结构分析,D位于右上

前顶角，则口原子的坐标参数为(1。1).②晶胞中，顶角粒子占"面心粒子占;，内部粒子为

整个晶胞所有，故一个晶胞中含有Ge的个数为8X沁X：+4=8个,Ge单晶的体积占苏

oL

pi3=(565.76XIO*-'cnR故晶体密度p=

________也2__________g.cm-3

6.O2X1O23X(565.76X1O-10)36°

答案：(D低Q)①(1,0,1)②6.02X1023X：56：76X10T0)3

14.解析:(1)Ga与Al同主族.位于第四周期IHA族.其电子排布式为

226261211021

1s2s2p3s3p3d°4s4png[Ar]3d4s4po由于Ga和As组成的物质是半导体材料不是

离子化合物,Ga最外层有3个电子.As最外层有5个电子，两者以共价键形成GaAs,属于

共价晶体。(2)该晶胞中含C原子数=8XXi=3,N原子数为4.故该晶体化学式为C3N4。

oL

由于C-N的键长比CY的键长短.键能大，所以金刚石硬度比C3N4硬度小。(4)每个

Ga原子与4个N原子形成共价键，这4个N原子构成正四面体结构:每个N原子与4个

Ga原子形成共价键,这4个Ga原子构成正四面体结构，所以氮化钱中钱原子的杂化方式

为sp‘杂化，氮原子的配位数为4。

(5)金刚石晶胞是立方体结构.其中每个顶点各有1个碳原子.每个面心各有I个碳原子，

立方体内部还有4个碳原子.如图所示。所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数

=8X：+6X：+4=8,因此一个立方相氮化硼晶胞中应该含有4个N原子和4个B原子。

oL

答案:⑴Is22s22P63s23P63d1°4s24Pl(或|Ar|3d1°4s24pi)GaAs共价晶体(2)C3N4C3N4

与金刚石都是共价晶体,C—N的键长比C-C的键长短,键能大

(3)共价(4)sp34(5)44

15.解析:(1)根据晶胞的结构可知含有碳原子数目=8X$4X氨原子数目为4,则化学

oL

式为GN4。⑵①氮化碳和氮化硅晶体结构相似，它们的硬度大、熔点高、化学性质稳定,

这说明二者形成的晶体都是共价晶体.由于6圭原子半径大于碳原子半径.氮碳形成的共价

键键长比氮硅形成的共价键键长短.键能大，所以氮化拦的硬度小于氮化碳的硬度;②N的

最外层电子数为5,要满足8电子稳定结构，需要形成3个共价键.Si的最外层电子数为4,

要满足8电子稳定结构.需要形成4个共价键.所以氮化硅的化学式为Si3N4e(3)GaN的晶

体结构与晶体硅相似，则GaN属于共价晶体.每个G