选择性必修2第二节 分子晶体与共价晶体优秀课堂检测

       第三章  晶体结构与性质

      第二节  分子晶体与共价晶体

课时2  共价晶体

（建议时间：25分钟）

1．直接由原子构成的一组物质是

A．水、二氧化碳、金刚石

B．单质碘、石墨、白磷(P4)

C．氯化钠、金刚石、二氧化硅晶体

D．硅晶体、金刚石、二氧化硅晶体

【答案】D

【解析】

A．水是由水分子构成的；二氧化碳属于分子晶体，是由二氧化碳分子构成，A错误；

B．单质碘属于分子晶体，由碘分子构成；白磷不是原子晶体,白磷空间是正四面体的分子,是属于分子晶体，B错误；

C．氯化钠是离子化合物，是由钠离子和氯离子构成的，C错误；

D．硅晶体、二氧化硅、金刚石属于原子晶体，直接由原子构成，D正确；

故选D。

2．下列有关共价晶体的叙述错误的是

A．共价晶体中，只存在共价键 B．共价晶体具有空间网状结构

C．共价晶体中不存在独立的分子 D．共价晶体熔化时不破坏共价键

【答案】D

【解析】

A．共价晶体中原子之间通过共价键相连，在共价晶体中只存在共价键，故A正确；

B．共价晶体是相邻原子之间通过共价键结合而形成的空间网状结构的晶体，故B正确；

C．共价晶体是由原子以共价键相结合而形成的，不存在独立的分子，故C正确；

D．共价晶体是原子间通过共价键结合而形成的，熔化时需要破坏共价键，故D错误；

故答案选D。

【点睛】在分子晶体中存在独立的分子，在大多数的分子内部存在共价键，分子间还存在分子间作用力。在离子晶体中，有部分离子晶体如NaOH晶体中存在离子键，还存在氧和氢之间的共价键。

3．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是(　　)

A．熔点2 700 ℃，导电性好，延展性强

B．无色晶体，熔点3 550 ℃，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－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电

【答案】B

【解析】

A项中延展性好，不是共价晶体的特征，因为共价晶体中原子与原子之间以共价键结合，而共价键有一定的方向性，使共价晶体质硬而脆，A项不符合，B项符合共价晶体的特征；C项不符合共价晶体的特征；D项符合分子晶体的特征。所以应该选择B项。

4．下列事实能说明刚玉()是共价晶体的是

①是两性氧化物；②硬度很大；③它的熔点为2045℃；④自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石。

A．①② B．②③ C．①④ D．③④

【答案】B

【解析】

Al2O3 是两性氧化物，属于物质的分类，与晶体类型无关，①错误；

硬度很大、熔点为2045℃(很高)，都是共价晶体的物理性质，②③正确；

红宝石、蓝宝石是刚玉在自然界中的存在形式，与晶体类型无关，④错误，正确的组合是②③；

故选B。

5．最近科学家在实验室里成功地将CO2在高压下转化为类似SiO2的共价晶体。下列关于该CO2晶体的叙述中，不正确的是(　　)

A．该晶体中C、O原子个数比为1∶2

B．该晶体中C—O—C的键角为180°

C．该晶体的熔、沸点高，硬度大

D．该晶体中C、O原子最外层都满足8电子结构

【答案】B

【解析】

若为共价晶体，则不再是直线形分子，而是转化为与石英(SiO2)相似的三维骨架结构。

6．下列关于晶体空间立体网状结构的叙述正确的是

A．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶点

B．最小的环为3个Si原子和3个O原子组成的六元环

C．最小的环上实际占有的Si原子和O原子个数之比为1：1

D．最小的环为6个Si原子和6个O原子组成的十二元环

【答案】D

【解析】

A．晶体中存在四面体结构单元，每个原子能形成4个共价键，每个O原子能形成2个共价键，处于中心，O处于4个顶点，故A错误；

B．最小的环为6个原子和6个O原子组成的十二元环，故B错误；

C．每个环实际占有的原子数为，O原子数为，故最小的环上实际占有的原子和O原子个数之比为1:2，故C错误；

D．最小的环为6个原子和6个O原子组成的十二元环，故D正确；

故选D。

7．下列关于和的描述不正确的是

A．为共价晶体，为分子晶体

B．两者中心原子采取的杂化方式不同

C．和都是非极性分子

D．晶体的熔点比晶体高

【答案】C

【解析】

A．二氧化硅是硅原子和氧原子形成的共价晶体，二氧化碳是由二氧化碳分子形成的分子晶体，故A正确；

B．二氧化硅晶体中每个硅原子周围有4个氧原子，则硅原子的杂化方式为sp3杂化，二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，碳原子的杂化方式为sp杂化，则两者中心原子采取的杂化方式不同，故B正确；

C．二氧化硅是硅原子和氧原子形成的共价晶体，晶体中不存在分子，故C错误；

D．原子晶体的熔沸点高于分子晶体，二氧化硅是硅原子和氧原子形成的共价晶体，二氧化碳是由二氧化碳分子形成的分子晶体，则二氧化硅晶体的熔点高于二氧化碳，故D正确；

故选C。

8．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(　　)

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径越大，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．①②　B．③④　C．①③　D．②④

【答案】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。

9．观察下列模型并结合有关信息，判断下列说法错误的是

A．单质硼属于共价晶体

B．是非极性分子

C．属于分子晶体

D．分子中键与键的数目之比为

【答案】D

【解析】

A．单质硼熔点1873K，熔点很高，属于共价晶体，故A正确；

B．是正八面体形分子，正负电荷中心重合，是非极性分子，故B正确；

C．易溶于非极性溶剂，属于分子晶体，故C正确；

D．是sp杂化的直线形分子，键与键的数目之比为，故D错误；

故答案为D。

10．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似。下列有关冰晶胞说法正确的是

A．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，是σ键

B．每个冰晶胞平均含有4个水分子

C．实验测得冰中氢键的作用力为18.5 kJ/mol，而冰的熔化热为5.0 kJ/mol，这说明冰熔化成水，氢键部分被破坏

D．晶体冰与金刚石晶体硬度都很大，且都是原子晶体

【答案】C

【解析】

A．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键属于分子间作用力，不属于化学键，因此不是σ键，A错误；

B．冰晶胞结构图中小球所示皆为水分子，所以冰晶胞中含有水分子数为4+8×+6×=8，B错误；

C．冰中氢键的作用为18.5 kJ/mol，而冰的熔化热为5.0 kJ/mol，说明冰融化为液态水时只是破坏了一部分氢键，并且液态水中仍在氢键，C正确；

D．晶体冰是由分子通过分子间作用力构成的分子晶体，硬度不大；而金刚石是由原子通过共价键构成的共价晶体，由于共价键是强烈的相互作用力，因而共价晶体硬度很大，D错误；

故合理选项是C。

11．一种新型陶瓷的化学成分为BN晶体，该晶体具有高熔点、高硬度的特性，关于BN晶体的说法不正确的是（   ）

A．该晶体为共价晶体，具有金刚石的结构特征

B．该晶体中B的杂化类型是sp2杂化

C．该晶体中存在配位键

D．该晶体可作耐高温、耐磨材料

【答案】B

【解析】

A．由题中信息可知，BN晶体具有高熔点、高硬度的特性，所以其为共价晶体，其结构应与金刚石相似，A正确；

B．结构与金刚石相似，则每个原子均采用sp3杂化，B错误；

C．由于B最外层只有3个电子，故其原子的最外层有空轨道，而N原子有孤电子对，故两者可形成配位键，C正确；

D．由题中信息可知，BN晶体具有高熔点、高硬度的特性，因此该晶体可作耐高温、耐磨材料；

答案选B。

12．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。下列有关说法正确的是

A．磷化硼的化学式为BP，其晶体属于分子晶体

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．磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力

【答案】C

【解析】

A．根据均摊原则，晶胞中B原子数是4、P原子数是，所以磷化硼的化学式为BP，磷化硼超硬耐磨，其晶体属于共价晶体，故A错误；

B．磷化硼超硬耐磨，其晶体属于共价晶体，晶体的熔点高，熔融状态下不能导电，故B错误；

C．根据图示，磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键，故C正确；

D．磷化硼超硬耐磨，其晶体属于共价晶体，磷化硼晶体在熔化时需克服共价键，故D错误；

选C。

13．C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。

(1)晶体SiC的结构与晶体硅的相似，其中碳原子的杂化方式为____________，微粒间存在的作用力是____________。SiC晶体和Si晶体的熔、沸点高低顺序是____________。

(2)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成π键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成π键，而Si、O原子间不能形成π键：_______，SiO2属于_______晶体，CO2属于_______晶体，所以熔点CO2________SiO2(填“>”“<”或“=”)。

(3)金刚石、晶体硅、二氧化硅、CO2四种晶体的组成微粒分别是_____________，熔化时克服的微粒间作用力分别是__________________。

【答案】sp3    共价键    SiC>Si    Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p—p轨道“肩并肩”重叠程度较小，不能形成稳定的π键    共价    分子    <    原子、原子、原子、分子    共价键、共价键、共价键、分子间作用力(或范德华力)   

【解析】

(1)晶体硅中1个硅原子与周围4个硅原子形成4个共价键，呈正四面体结构，由于晶体的结构与晶体硅的相似，故晶体中碳原子的杂化方式是。因为的键长小于的键长，的键能大于的键能，所以熔、沸点：;

(2)为共价晶体，为分子晶体，所以熔点CO2<SiO2;

(3)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为共价晶体，组成微粒为原子，熔化时破坏共价键；为分子晶体，由分子构成，分子间以分子间作用力(或范德华力)结合，熔化时克服分子间作用力(或范德华力)。

14．有下列物质：①水晶　②冰醋酸　③氧化钙　④白磷　⑤晶体氩　⑥氢氧化钠　⑦铝　⑧金刚石　⑨过氧化钠　　⑩碳化钙　⑪碳化硅　⑫干冰　⑬过氧化氢。

根据要求填空：

(1)属于共价晶体的化合物是________（填序号，下同）。

(2)直接由原子构成的晶体是________。

(3)直接由原子构成的分子晶体是________。

(4)由极性分子构成的晶体是________，属于分子晶体的单质是________。

【答案】(1)①⑪　(2)①⑤⑧⑪　(3)⑤　(4)②⑬　④⑤

【解析】

属于共价晶体的是金刚石、碳化硅和水晶；属于分子晶体的有晶体氩(无化学键)、白磷(非极性分子)、干冰(由极性键构成的非极性分子)、过氧化氢和冰醋酸(由极性键和非极性键构成的极性分子)。

15．常见晶体的结构分析

(1)金刚石晶体

①在晶体中每个碳原子以_______个共价单键与相邻的_______个碳原子相结合，成为正四面体。

②晶体中C-C-C夹角为_______，碳原子采取了_______杂化。

③最小环上有_______个碳原子。

④晶体中碳原子个数与C-C键数之比为_______。

⑤在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为_______。

(2)二氧化硅晶体

①每个硅原子与相邻的_______个氧原子以共价键相结合构成_______结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。晶体中Si原子与O原子个数比为_______。

②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与_______个Si原子成键，最小的环是_______元环。

③每个最小的环实际拥有的硅原子为_______，氧原子数为_______。

④1molSiO2晶体中含Si-O键数目为_______，在SiO2晶体中Si、O原子均采取_______杂化。

⑤SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。

【答案】(1) 四     4     109°28'     sp3     6     1：2     8

(2) 4     正四面体     1∶2     2     12     1/2     1     4NA     sp3