高中化学选择性必修2 第3章 第2节（提能训练）

第三章第二节

课后-提能训练

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A组-基础达标

1.下列关于共价晶体和分子晶体的说法不正确的是（）

A.共价晶体硬度通常比分子晶体大

B.共价晶体的熔点较高

C.有些分子晶体的水溶液能导电

D.金刚石、水晶和干冰都属于共价晶体

【答案】D

【解析】由于共价晶体中粒子间以共价键结合，而分子晶体中分子间以分子间作用力结

合，故共价晶体比分子晶沐的熔点高，硬度大；有些分子晶体溶于水后能电离出自由移动的

离子而导电，如H2so4、HC1;D选项中的干冰（固态C02）是分子晶体，D错误。

2.下列晶体中，其中任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价键形成正四面体，

并向空间伸展成网状结构的是（）

A.C6oB.冰

C.金刚石D.水晶

【答案】C

【解析】CGO和冰都是分子晶体，A、B两项均不符合题意；金刚石和水晶都是共价晶

体，在金刚石中，每个碳原子周围都有四个等距离的碳原子与之形成正四面体结构，C项符

合题意；在水晶中，每个硅原子与四个氧原子以共价键相连形成正四面体结构，但是每个氧

原子只与两个硅原子直接相连，D不符合题意。

3.我们可以将SiO2的晶体结构想象为：在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。根据

SiCh晶体结构图，下列说法不正确的是（）

A.石英晶体中每个Si原子通过Si-0极性键与4个O原子作用

B.每个0原子通过Si—O极性键与2个Si原子作用

C.石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为I:2,可用“SiCh”来表示石英的组成

D.在晶体中存在石英分子，故"SiOL可以叫做分子式

【答案】D

【解析】晶体史的结构是f个此原子形成正四面体结构，其中有一个位于正四面体的中

心，另外四个位于四面体的顶点；SiCh的结构为每个硅原子周围有四个氧原子，而每个氧

原子周围有两个硅原子，在晶体中Si原子与0原子的原子个数比为1：2,“SiCh”仅表示石

英分子中Si、O原子个数比，没有单个的SiCh分子。

4.AB型物质形成的晶体多种多样，下列图示的几种结构中最有可能是分子晶体的是

()

①②③

左笠霞

④⑤⑥

A.①②③④B.②③⑤⑥

C.②③D.①④⑤⑥

【答案】C

【解析】©©⑤⑥构成的晶体为在一维、二维或三维空间中的结构，且在空间中微粒通

过化学键相互连接，故它们不可能是分子晶体：而②③行示结构都不以化学键与其他结构结

合，故可能为分子晶体。

5.如图是冰的晶胞示意图，冰以此为单位向空间延伸，则冰中的每个水分子均摊氢键

A.2个B.4个

C.8个D.12个

【答案】A

【解析】每个水分子中的氧原子上含有两对孤电子对，可以分别与另外两个水分子形成

2个氢键：每个水分子含有两个氢原子，也可以分别与另外两个水分子形成2个氢键；不过

每个氨健都为两个水分子所共有，因而每个水分子均摊氢键数为4X；—2。

6.下列事实能说明刚玉(ALO3)是一种共价晶体的是()

①AbO3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.②③④

C.④⑤D.②⑤

【答案】B

【解析】①指的是AI2O3分类，⑤指的是刚玉的种类，这两项都不能说明刚玉（AI2O3）

是一种共价晶体。

7.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可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。下列叙述错误的是（）

A.WX,是沼气的主要成分B.固态XzY是分子晶体

C.ZW是共价晶体D.ZY2的水溶液俗称“水玻璃”

【答案】D

【解析】氢原子的核外只有一个电子，X为氢元素；地壳中含量居前两位的元素是氧、

硅，故Y和Z分别是氯和硅；金刚石是自然界中硬度最大的物质，W元素是碳元素。（2山

是沼气的主要成分，A正确；比0形成的晶体为分子晶体，B正确；SiC结构与金刚石相似，

为共价晶体，C正确；水玻璃是NazSiCh的水溶液，D错误。

8.碳元素的单质有多种，下图依次是Cco、石墨和金刚石的结构图：

C”石相金刚石晶泡

回答下列问题：

（1）金刚石、石墨、C”）、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们互为o

（2）金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化方式分别为、o

（3）C6O属于________晶体。

（4）石墨晶体中，层内C—C键的键长为142Pm,而金刚石中C―C键的犍长为154Pm。

金刚石中只存在碳碳间的共价键，而石墨层内的碳碳之间不仅存在共价

键，还有________键。

【答案】⑴同素异形体⑵sp3sp?

（3）分子（4）。o兀（或大7i）

【解析】（1）金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们的组成相同，结

构不同、性质不同，互为同素异形体。（2）金刚石中每一个碳原子与相邻四个碳原子通过4

个共价单键（碳原子采取sp3杂化）结合形成正四面体形结构；石墨中的碳原子采用sp2杂化轨

道与相邻的三个碳原子以G键结合，形成正六边形的平面层状结构。（3）C6O的构成微粒是

分子，所以属于分子晶体。（4）在金刚石中只存在碳碳之间的。键；石墨层内的碳原子之

间不仅存在O键，还存在7T键。

B组-能力提升

9.下列物质的沸点变化顺序正确的是（）

A.CH4>SiH4>GeH4>SnH4B.NH3>PH3>AsH3>SbH3

C.H2O>H2S>H2Se>H2TeD.HF>HI>HBr>HCI

【答案】D

【解析】同主族元素彩成的气态氯化物的分子结构和性质相似，且相对分子质量随着原

子序数增大而增大。一般情况下，范德华力随着相对分子质量的增大而增大；但由于氮、水

和HF分子间分别可以形成氢键，所以其沸点在同主族元素气态氧化物中最高，故A、B、

C三项错误，D正确。

10.干冰晶胞结构如图所示，即8个CO2分子占据立方体的顶点，且在6个面的中心

又各有1个8分于。在每个82分子周围距离坐〃(其中a为立方体校长)的8分子有

()

A.4个B.8个

C.12个D.6个

【答案】C

【解析】根据题图，在每个CO2分子周围距离坐”的CO?分子，即为每个面心上的CO?

分子，共有8X3X；=12个，C正确。

11.BeCL熔点较低，易升华，可溶于醇和酸，其化学性质与A1CL相似。由此可推测

BeCl2()

A.熔融态不导电B.水溶液呈中性

C.熔点比BeBr?高D.不与NaOH溶液反应

【答案】A

【解析】由BeCL熔点较低、易升华、可溶于醇和醒可知BeCL晶体为分子晶体，分子

晶体熔融状态下不导电，A正确：根据BeCL化学性质与AlCb相似，由于AlCb溶液中的

3++

AU+能发生水解：Al4-3H2OAI(OH)34-3H,使溶液显酸性，可知BeCb水溶液应显酸

性，B错误；BeCb和BeBr?形成的晶体都是分子晶体，且二者结构相似，故熔、沸点随着

相对分子质量的增大逐渐升高，C错误；由AlCb能与NaOH溶液反应可知BeCL也能与NaOH

溶液反应，D错误。

12.已知氮化碳晶体是新发现的高硬度材料，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下

列关于该晶体的说法错误的是()

A.氮化碳属于共价晶体，比金刚石的硬度更大

B.该晶体中每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连，氮化碳的

化学式为C3N4

C.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

D.该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构

【答案】D

【解析】氮化碳为高硬度材料且是由非金属元素组戌，因此该晶体应为共价晶体。又因

为C—C键键长大于C—N键键长，故C—N键的键能大于C—C键，硬度更大的是氮化碳，

A正确；每个C原子与4个N原子形成共价单键，每个N原子与3个C原子形成共价单键,

C原子和N原子的最外层都达到8电子稳定结构，所以氯化碳的化学式为C3N4,N的非金

属性强于C的非金属性，氮化碳中C显+4价，N显一3价，B和C均正确：氤化碳晶体原

子间是以N—C极性键形成空间网状结构，D错误。

13.石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体(结

构如图)。下列有关说法正确的是()

石墩的层状结构石墨烯的二维平面结构

A.固态时，碳的各种单质的晶体类型相同

B.石墨烯中含有极性共价键

C.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键

D.石墨烯具有导电性

【答案】D

【解析】碳形成的晶体有多种，如石墨、金刚石、C60等，其中金刚石为共价晶体，C60

为分子晶体，A错误；石墨炜中含有的C—C键为非极性共价键，B错误；石墨晶体中，层

与层之间的作用力为范德华力，从石墨中剥离出石墨炸需要破坏范德华力，C错误：石墨烯

具有石墨的性质，具有导包性，D正确。

14.下表是元素周期表中短周期的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。

(I)上述元素形成的单质中熔点最高的可能是―(填字母)；dh«比gh4稳定，其原因是

(2)f和a所形成的物质的沸点在f相应主族元素的同类型化合物中比较高，其原因是

(3)f的简单氢化物属于晶体，a与d形成的化合物da4的空间结构是

它的晶体属于晶体，

(4)c、i、j可组成离子化合物0电，其晶胞结构如图所示，阳离子「(用痰示)位于正方

体棱的中点和正方体内部；阴离子用一（用•表示）位于该正方体的顶点和面心。该化合物的化

学式是O

晶胞晶胞的（

A

【答案】（l）d碳的原子半径比硅的原子半径小，C—C1键的键能比SiYl键的键能大

（2）水分子之间可以形成氢键（3）分子正四面体分子（4）Na3AlF6

【解析】（1）根据各元素在周期表中的位置，结合物质熔点规律可知，d（碳元素）形成的

单质熔点最高。CCL比SiCL稳定，原因是碳的原子半径比硅的原子半径小，C—C1键的键

能比Si-Cl键的键能大。（2）氧的简单氨化物比0的沸点比同主族其他元素的简单氢化物沸

点高，原因是水分子间可以形成氢键。（3）f的简单氢化物（一般指水）属于分子晶体；a与d

形成的化合物d34为CH4,其分子的空间结构是正四面体，属于分子晶体。（4）在该晶胞中，

含有阴、阳离子的数目比为（8X5+6X；）：（12X；+8+l）=i：3,则化学式可表示为

Na?AIF6o

阶段重点突破练

一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

1.下列说法中，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，共价键越强，熔点越高

C.分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高

D.分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定

答案B

解析A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误：B项，共价晶体熔点的

高低取决于共价键的强弱，共价鲤越强，熔冷、越南，正确；分子晶体熔、沸点、高低取决于分

子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D项错误。

2.氮氧化铝（A1ON）属共价晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是（）

A.A1ON和石英的化学键类型相同

B.A1ON和石英晶体类型相同

C.A1ON和A12O3的化学键类型不同

D.A1ON和A12O3晶体类型相同

答案D

解析A1ON与石英(SiCh)均为共价晶体，所含化学键均为共价键，A、B项正确；AL5不

是共价晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确、D项错误。

3.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.二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量

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.干冰易升华，二氧化硅不能

答案C

解析干冰和SiO2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；SiO2

为共价晶体，熔化时破坏共价键，所以SiO?的熔点较高。

4.下图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法中正确的是()

A.碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结

构

B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

C.碘晶体为无限延伸的空间结构，是共价晶体

D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力

答案A

解析在立方体的顶面上，有5个L,4个方向相同，A项正确；每个晶胞中有4个碘分子，

B项错误；碘晶体是分子晶体，C项错误；碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于

分子与分子之间，D项错误。

5.最近科学家成功的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四个

共价单键与氧原了结合为•种三维骨架的无限伸展结构，下列对该晶体的叙述错误的是

()

A.该物质的化学式为CO?

B.晶体的熔、沸点高，硬度大

C.晶体中碳原子数与C—0化学键数之比为1：2

D.该物质的性质与二氧化碳相似

答案CD

解析晶体中每个碳原子均以四个共价单键与乳原于结合，每个氧原子和2个碳原于以共价

单键相结合，所以碳氧原子个数之比为1：2,化学式为CO2,A正确：该化合物晶体属于

共价晶体，熔、沸点高，硬度大，B正确：该晶体中，每个碳原子含有4个C—O共价键，

C原子与C—O化学键数3之比为1：4,C错误；该化合物晶体属于共价晶体，二氧化碳为

分子晶体，性质与二氧化碳不相似，D错误。

6.黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体，是一种比石墨烯更优秀的新型材料。白磷、红磷都

是分子晶体，黑磷晶体具有与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正

确的是（）

A.黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp2杂化

B.黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力

C.黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上

D.P元素三种常见的单质中，黑磷的熔、沸点最高

答案BD

解析由结构可知黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp3杂化，故A错误；黑磷晶体中层与层

之间的作用力是分子间作用力，故B正确；石墨中碳原子为sp2杂化，每层原子均在同一平

面内，但磷原子的杂化方式为sp3杂化，每一层的各原子不可能在同一平面内，故C错误；

黑磷为共价晶体，而其他两种单质为分子晶体，则黑磷的熔、沸点最高，故D正确。

二、非选择题

7.铭、神、硒、滨的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）：其中铭•的

化合物四氯化错可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为-49.5°C,沸点为83.1℃,则其晶体类

型为,中心原子的杂化类型为。

答案Br>As>Se>Ge分子晶体sp3

8.（1）某短周期元素组成的分子的球棍模型如图所示。己知分子中所有原子的最外层均达到

8电子稳定结构,原子间以单键相连.下列有关说法中错误的是（填字母）。

Q表示x原子

。表示Y原户

A.X原子可能为VA族元素

B.Y原子一定为IA族元素

C.该分子中，既含极性键，又含非极性键

D.从圆球的大小分析，该分子可能为N2F4

⑵若上述模型中Y原子最外层达到2电子稳定结构且其相对分子质量与02相同，则该物质

的分子式为,它与P2H4常温下均为气体，但比巴也易液化，常用作火箭燃料，其主

要原因是。

答案（1）B（2）N2H4N2H4分子之间形成氢键，致使N2Hj沸点升高，易液化

9.在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，晶体结构如图所示。晶体中每个氮原子与另外三

个氮原子结合形成三维骨架结构。氮原子的杂化轨道类型为。这种高聚氮N-N的

11

键能为160kJ-mol-,而N2的键能为942kJ-mol-,其可能潜在的应用是

答案sp,制炸药（或高能燃料）

10.白磷（P4）的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图（小圆圈表示白磷分子）。己知晶胞的边

长为。cm,阿伏加德罗常数为NAmori,则该晶胞中含有的P原子的个数为,该

晶体的密度为g-cmT（用含NA、a的式子表示）。

注：一个。代表一个白磷分子

答案16平9

口呆1。/NA

解析根据均摊法，P原子的个数为（8乂/+6X§><4=16;晶胞的摩尔质量是16X31g・

m496_

mol-'=496gmol-1,1个晶胞的体积是a3cm3,p=p=（③刈g・cirT以

II.金刚石的晶胞如图，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若招金刚

石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体（金刚砂）。

⑴金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是（用化学式表示）。

123

⑵金刚石的品胞参数为4Pm（1pm=10~m）nIcm晶体的平均质量为

g（只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为NA）。

9.6X1031

答案

(l)OSiOSi(2>?NA

12X8

NA

解析根据均摊法，立方金刚石晶胞中共有8个碳原子。1cn?晶体的平均质量为)X10-3。g

9.6X1031

g。

12.SiCh晶胞（如下图）可理解成将金刚石晶胞（如下图）中