化学选择性必修2第二节 分子晶体与共价晶体第2课时练习题

课时把关练

第二节 分子晶体与共价晶体

第2课时 共价晶体

1.下列物质中，属于共价晶体的单质是（　　）

A.水晶 B.碳化硅  C.金刚石  D.干冰

2.下列各物质中，属于含有极性键的共价晶体的是（　　）

A.干冰 B.石英 C.烧碱 D.晶体硅

3.下列晶体中，不属于共价晶体的是（　　）

A.金刚石 B.水晶 C.金刚砂 D.干冰

4.下列说法正确的是（　　）

A.在含4 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4NA

B.金刚石晶体中，碳原子数与C—C键数目之比为1∶2

C. 30 g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

5.单质硅的晶体结构如图所示。下列关于单质硅晶体的说法不正确的是（　　）

A.是一种三维骨架结构的晶体

B.晶体中每个硅原子与4个硅原子相连

C.晶体中最小环上的原子数目为8

D.晶体中最小环上的原子数目为6

6.在金刚石的三维骨架结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上碳原子数是（　　）

A. 2  B. 3   C. 4   D. 6

7.共价晶体具有的性质是（　　）

A.熔点高    B.易导热 

C.能导电     D.有延展性

8.碳化硅又称金刚砂（SiC），它的分解温度很高（约2 200℃），硬度极大，溶解性很差，性质很稳定。由此推断，下列物质中可能与它有相似结构的是（　　）

A.晶体硅 B.硅酸 C.干冰 D.水玻璃

9.有人用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与此同时再用射频电火花喷射N2，此时碳氮原子结合成碳氮化合物薄膜。据称，这种化合物可能比金刚石更坚硬，其原因可能是（　　）

A.碳、氮原子构成三维骨架结构的晶体

B.碳氮键比金刚石中的碳碳键更长

C.氮原子最外层电子数比碳原子最外层电子数多

D.碳、氮单质的化学性质均不活泼

10.下列关于SiO2晶体的说法中，正确的是（NA表示阿伏加德罗常数）（　　）

A.标准状况下，30 g SiO2晶体中含有的分子数为0.5NA

B. 60 g SiO2晶体中，含有2NA个Si—O键

C.晶体中一个硅原子与周围相连的4个氧原子形成正四面体结构

D. SiO2晶体中含有1个硅原子和2个氧原子

11.有下列三种晶体：①金刚石，②晶体硅，③碳化硅，它们的熔点从高到低的顺序是（　　）

A.①③②  B.②③①

C.③①②  D.②①③

12.根据量子力学计算，氮化碳的结构有五种，其中一种β-氮化碳的硬度超过金刚石晶体，成为一种超硬新材料，已知该氮化碳的二维晶体结构如图所示。下列有关氮化碳的说法不正确的是（　　）

A.该晶体中的碳、氮原子核外都满足8电子稳定结构

B.氮化碳中碳显+4价，氮显-3价

C.每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子和三个碳原子相连

D.氮化碳的分子式为C3N4

13.美国科学家成功地在高压条件下将CO2转化为具有类似SiO2结构的晶体，下列关于CO2的共价晶体的说法正确的是（　　）

A. CO2的共价晶体和分子晶体互为同分异构体

B.在一定的条件下，转化为分子晶体是物理变化

C. CO2的共价晶体和分子晶体具有相同的物理性质和化学性质

D.在CO2的共价晶体中，每一个C原子周围结合4个O原子，每一个O原子跟两个C原子结合

14..AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2 000 ℃，其晶胞结构如图所示。

（1）磷化铝的晶体类型为________。

（2）A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为________。

（3）磷化铝的晶胞参数a=546.35 pm（1 pm=10-10 cm），其密度为________g·cm-3（列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值）。

15.按要求填空。

（1）金刚石晶体中一个碳原子连接________个C原子，C原子的杂化类型为________，形成的六元环最多________个原子共面，12 g金刚石中含有________mol C—C键。

（2）SiO2晶体中一个Si原子连接________个O原子，Si原子的杂化类型为________；Si原子与O原子个数比为________，60 g SiO2晶体中含有________mol Si—O键。

（3）黄铜主要由Zn元素和Cu元素组成。第一电离能I1（Zn）________（填“大于”或“小于”）I1（Cu）。原因是________。

16.如图所示为晶体A的结构，已知晶体A仅由一种元素X组成。X的一种单质可由金属镁与XY2气体加热反应获得。请回答下列问题：

　　　　　A

（1）晶体A的名称为____________________。

（2）晶体A中每个X原子参与形成__________个六元环。

（3）将每个X原子视为一个球，若X原子的半径为R，1个晶胞中X原子的总体积为V，设一个晶胞的体积为V0，定义堆体积系数α=，则该晶体的堆积系数α=________（保留1位有效数字，取≈1.7，π≈3）。（提示：图中箭头标记的两个原子是相切的，两个原子球心分别位于立方体晶胞顶点和立方体晶胞体对角线四等分点）

课时把关练

第二节 分子晶体与共价晶体

第2课时 共价晶体

参考答案

1.C

2.B

3.D

4.B

5.C

6.D

7.A

8.A

9.A

10.C

11.A

12.D

13.D

14.（1）共价晶体　（2）（，，）　（3）

解析：（1）磷化铝的熔点为2 000 ℃，其熔点很高，且晶胞结构中原子呈共价键三维骨架结构排列，故AlP属于共价晶体。（2）分析A、B点的原子坐标可知，A点是坐标原点，B点处于晶胞右侧面心，C点位于晶胞内部，处于左上方、靠前的位置，则C点的原子坐标为（，，）。（3）磷化铝的晶胞参数a=546.35 pm=5.463 5×10-8 cm，则晶胞的体积V=（5.463 5×

10-8 cm）3；每个磷化铝晶胞中含有4个P原子和4个Al原子，则晶胞的质量m=g，故磷化铝晶体的密度ρ==（g）/（5.463 5×10-8 cm）3=g·cm-3。

15.（1）4　sp3　4　2　（2）4　sp3　1∶2　4　（3）大于　Zn原子核外电子排布为全充满的稳定状态，较难失电子

解析：（1）金刚石晶体中一个碳原子与四个碳原子形成4个共价单键，构成正四面体；碳原子杂化轨道数为0+4=4，属于sp3杂化；形成的六元环最多4个原子共面；每个碳原子与其他四个碳原子形成4个共价单键，相当于占有4×=2个C—C键，所以12 g金刚石（物质的量为1 mol）中含有2 mol C—C键。（2）SiO2晶体中一个Si原子连接4个O原子，形成四面体结构；SiO2晶体中，Si原子杂化轨道数为0+4=4，杂化类型为sp3；SiO2属于共价晶体，Si原子与O原子个数比为1∶2；在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成4个Si—O键，所以60 g SiO2（物质的量为1 mol）晶体中含有4 mol Si—O键。（3）锌原子轨道中电子处于全充满状态，较难失电子，铜失去一个电子达到全充满的稳定状态，因此第一电离能I1 （Zn）大于I1 （Cu）。

易错警示：对于一些常见的物质，要熟记其含有的共价键数目：1 mol金刚石有2NA个C—C键；1 mol晶体硅有2NA个Si—Si键；1 mol SiO2 晶体有4NA个Si—O键；1 mol SiC晶体有4NA 个Si—C键。

16. （1）金刚石　（2）12　（3）0.3

解析：（1）从晶体A的结构图可知，这是金刚石的典型结构，结合题给信息“X的一种单质可由金属镁与XY2气体加热反应获得”可知反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C，得出X是碳元素、Y是氧元素，故晶体A是金刚石。（2）每个碳原子连接4个碳原子，每个C—C键能形成3个六元环，则每个碳原子连接六元环的个数为4×3=12个。（3）一个金刚石晶胞中碳原子个数=8×+6×+4=8，则该晶胞中原子总体积V=8V=8×πR3；若晶胞参数为a，体对角线长a=8R，a=，V0=（）3，代入公式α=得，α=≈0.3。