必考点08 分子晶体 共价晶体-高二化学下学期期中期末必考题精准练（人教版选择性必修2）

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 必考点08 分子晶体 共价晶体-

题型一 分子晶体的判断、结构和性质
例1．(2022·淄博高二检测)AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是(　　)


A．①③ B．②⑤ C．⑤⑥ D．③④⑤⑥
【答案】B
【解析】从各图中可以看出②⑤都不能再以化学键与其他原子结合，所以最有可能是分子晶体。
例2．（2022·全国·高二课时练习）下列说法中，错误的是
A．只含分子的晶体一定是分子晶体
B．碘晶体升华时破坏了共价键
C．几乎所有的酸都属于分子晶体
D．稀有气体中只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体
【答案】B
【详解】A．分子晶体是分子通过相邻分子间的作用力形成的，只含分子的晶体一定是分子晶体，故A正确；
B．碘晶体属于分子晶体，升华时破坏了分子间作用力，故B错误；
C．几乎所有的酸都是由分子构成的，故几乎所有的酸都属于分子晶体，故C正确；
D．稀有气体是由原子直接构成的，只含原子，故稀有气体的晶体属于分子晶体，故D正确。
故选B。
例3．(2022·烟台高二检测)下列说法正确的是(　　)
A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键
B．水加热到很高的温度都难以分解与氢键有关
C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体
D．HF、HCl、HBr、HI的熔沸点随着相对分子质量的增加依次升高
【答案】A
【解析】分子晶体中一定存在分子间作用力，可能有共价键(如水分子)，可能没有(如稀有气体分子)，A正确；水是一种非常稳定的化合物，属于化学性质的表现，其中含有氢键，会导致沸点较高，和化学性质稳定无关，B错误；CO2晶体是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，二氧化硅不属于分子晶体，C错误；同一主族氢化物的相对分子质量越大其熔沸点越高，但含有氢键的氢化物熔沸点最高，HF中含有氢键，其熔沸点最高，D错误。
例4．（2022·福建·泉州市第六中学高二期中）二茂铁是一种具有芳香族性质的有机金属化合物，熔点为172℃，沸点249℃，100℃以上能升华。二茂铁属于
A．原子晶体 B．分子晶体 C．金属晶体 D．离子晶体
【答案】B
【详解】分子晶体一般具有熔点、沸点较低，易升华和熔融状态下不导电的特性，故由二茂铁是一种具有芳香族性质的有机金属化合物，熔点为172℃，沸点249℃，100℃以上能升华，可以推断二茂铁属于分子晶体，故答案为：B。
【解题技巧提炼】
1．分子晶体的判断方法
(1)依据物质的类别判断：部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物都是分子晶体。
(2)依据组成晶体的粒子及粒子间作用判断：组成分子晶体的微粒是分子，粒子间的作用力是分子间作用力。
(3)依据物质的性质判断：分子晶体的硬度小，熔、沸点低，在熔融状态或固体时均不导电。
2．分子晶体熔、沸点高低的判断
(1)组成和结构相似，不含氢键的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔、沸点越高，如I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl。
(2)组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高，如CH3OH＞CH3CH3。
(3)含有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
(4)对于有机物中的同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞＞。
(5)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物一般随分子中碳原子数的增加，熔、沸点升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。
3．典型的分子晶体的结构特征

分子密堆积
分子非密堆积
微粒间作用力
范德华力
范德华力和氢键
空间特点
通常每个分子周围有12个紧邻的分子
每个分子周围紧邻的分子数小于12个，空间利用率不高
举例
C60、干冰、I2、O2
HF、NH3、冰
(1)冰晶体
①结构：冰晶体中，水分子间主要通过氢键形成晶体。由于氢键具有一定的方向性，一个水分子与周围四个水分子结合，这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。这样，每个O原子周围都有四个H原子，其中两个H原子与O原子以共价键结合，另外两个H原子与O原子以氢键结合，使水分子间构成四面体骨架结构。其结构可用下图表示。

②性质：由于氢键具有方向性，冰晶体中水分子未采取密堆积方式，这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化成液态水时，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4 ℃时，分子间距离加大，密度逐渐减小。
(2)干冰
①结构：固态CO2称为干冰，干冰也是分子晶体。CO2分子内存在C==O共价键，分子间存在范德华力，CO2的晶胞呈面心立方体形，立方体的每个顶角有一个CO2分子，每个面上也有一个CO2分子。每个CO2分子与12个CO2分子等距离相邻(在三个互相垂直的平面上各4个或互相平行的三层上，每层上各4个)(如图所示)。
　
②性质：干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，熔点却比冰低得多，在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂；由于干冰中的CO2之间只存在范德华力不存在氢键，密度比冰的高。

题型二、共价晶体（原子晶体）的判断、结构和性质
例1．(2022·贵阳高二检测)下列说法正确的是(　　)
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．分子晶体中，共价键键能越大，分子晶体的熔沸点越高
C．共价晶体中，共价键越强，熔点越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大该物质越稳定
【答案】C
【解析】冰融化克服氢键与范德华力，属于物理变化，H—O键没有断裂，故A错误；影响分子晶体熔沸点高低的因素是分子间作用力的大小，与共价键的键能无关，故B错误；影响共价晶体熔沸点高低的因素是键能的大小，共价键的键长越短，键能越大，熔点就越高，故C正确；分子的稳定性与分子间作用力无关，稳定性取决于键能，故D错误。
例2．（2022·云南·马关县第一中学校高二阶段练习）下列有关原子晶体（共价晶体）的叙述错误的是
A．原子晶体中，只存在共价键
B．原子晶体具有空间网状结构
C．原子晶体中不存在独立的分子
D．原子晶体熔化时不破坏共价键
【答案】D
【详解】A．原子晶体中原子之间通过共价键相连，在原子晶体中只存在共价键，故A正确；
B．原子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．原子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．原子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。
例3．（2022·山东聊城·高二期末）下列叙述正确的是
A．液晶是由分子较大、分子形状呈长形或碟形的物质形成的晶体
B．制造光导纤维的主要材料是高纯度硅，属于共价晶体
C．共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高
D．硫化氢晶体和冰晶体升华时克服的作用力相同
【答案】C
【详解】A．液晶是一种介于晶体与液体之间的中间态物质，通常是由分子较大、分子形状呈长形或碟形的物质形成的液晶态，故A错误；
B．制造光导纤维的主要材料是二氧化硅，不是高纯度硅，故B错误；
C．共价晶体的熔、沸点高低取决于原子间共价键的强弱，共价键的强弱与键能和键长有关，晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高，故C正确；
D．硫化氢晶体和冰晶体都是分子晶体，晶体升华时，硫化氢晶体克服分子间作用力，冰晶体克服分子间作用力和氢键，克服的作用力不相同，故D错误；
故选C。
例4．（2022·吉林·梅河口市第五中学高二期末）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
【详解】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。
【解题技巧提炼】
1．共价晶体（原子晶体）的结构特点及物理性质
(1)概念：相邻原子间以共价键相结合形成共价键三维骨架结构的晶体。
(2)构成微粒及微粒间作用

(3)物理性质：①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点很高，硬度很大，难溶于常见溶剂，一般不导电。②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。
2．常见共价晶体及物质类别
(1)某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、金刚石等。
(2)某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。
(3)极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)等。
3．常见共价晶体结构分析
(1)金刚石晶体

金刚石晶体中，每个碳原子均以4个共价单键对称地与相邻的4个碳原子相结合，形成C—C—C夹角为109°28′的正四面体结构(即金刚石中的碳采取sp3杂化轨道形成共价键)，整块金刚石晶体就是以共价键相连的三维骨架结构。其中最小的环是六元环。
(2)二氧化硅晶体

(1)二氧化硅晶体中，每个硅原子均以4个共价键对称地与相邻的4个氧原子相结合，每个氧原子与 2个硅原子相结合，向空间扩展，形成三维骨架结构。晶体结构中最小的环上有6个硅原子和6个氧原子，硅、氧原子个数比为1∶2。
(2)低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，而没有封闭的环状结构。这一结构决定了它具有手性。



题型一 分子晶体的判断、结构和性质
1．（2022·天津静海·高二阶段练习）下列物质的结构或性质与氢键无关的是
A．冰的密度比水的小 B．乙醇在水中的溶解度
C．金刚石熔点高 D．DNA的双螺旋结构
【答案】C
【详解】A．冰晶体中每个水分子周围与4个紧邻的水分子以氢键结合，形成四面体结构，使空间利用率降低，体积增大，密度小于水，冰的密度比水的小与氢键有关，故A不符合题意；
B．乙醇分子和水分子间能形成氢键，可以和水分子以任意比例互溶，则乙醇在水中的溶解度与氢键有关，故B不符合题意；
C．金刚石是原子晶体，晶体中共价键较强，具有很高的熔点，则金刚石熔点高与氢键无关，故C符合题意；
D．DNA的双螺旋结构是因为肽键中的氧原子与氢原子之间形成了氢键，则DNA的双螺旋结构与氢键有关，故D不符合题意；
故选C。
2．（2022·山东济宁·高二期中）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CO2分子。在每个CO2分子周围距离a(其中a为立方体棱长)的CO2分子有(　　)

A.4个 B.8个
C.12个 D.6个
【答案】C
【解析】根据题图,以顶点CO2分子为研究对象,在每个CO2分子周围距离其a的CO2分子,即每个面心上的CO2分子,共有8×3×=12个,故C正确。
3．（2022·河北·石家庄一中高二期末）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的结构如图，下列说法错误的是

A．分子中碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化
B．1molC60分子中σ键的数目为90NA
C．1个C60分子中含有20个五边形和12个六边形
D．C60分子晶胞是分子密堆积
【答案】C
【详解】A．由结构可知富勒烯中的每个碳原子均只与周围三个碳原子相连，每个碳原子都采用sp2杂化，故A正确；
B．1molC60分子中a键的数目为=90NA，故B正确；
C．多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定律:顶点数+面数-棱边数=2，设五边形个数为x，六边形个数为y，根据足球烯结构，足球烯有60个顶点，面数为(x+y)，每个棱被2个面共有，棱数为×(3×60)，根据欧拉定理，有60+(x+y)-×(3×60)=2，根据键数和顶点，得出×(5x+6y)=×(3×60)，推出x=12，y=20，即五边形有12个，六边形有20个。故C错误；
D．C60晶体为面心立方排布，因此晶体中1个C60分子有12个紧邻的C60分子，属于分子密堆积类型，故D正确；
故选C。
4．（2022·黑龙江·绥化市第一中学高二期中）下列有关微粒性质的排列顺序错误的是
A．GeX4(X表示Cl、Br或I)为分子晶体，熔沸点：GeCl4＜GeBr4＜GeI4
B．共价键的极性：H2O2＞CO2＞NO
C．还原性：H2O＜H2S＜H2Se
D．中心原子的孤电子对数：BeCl2＜H2S＜OF2
【答案】D
【详解】
A．GeX4(X表示Cl、Br或I)为分子晶体，根据结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，因此熔沸点：GeCl4＜GeBr4＜GeI4，故A正确；
B．两元素电负性差值越大，形成共价键的极性越强，因此共价键的极性：H2O2＞CO2＞NO，故B正确；
C．同主族，非金属性越弱，对应的氢化物的还原性越强，因此还原性：H2O＜H2S＜H2Se，故C正确；
D．BeCl2的中心原子是Be，其孤电子对数是0；H2S的中心原子是S，其孤电子对数是2，OF2的中心原子是O，其孤电子对数是2，因此中心原子的孤电子对数：BeCl2＜H2S = OF2，故D错误。
综上所述，答案为D。
题型二、共价晶体（原子晶体）的判断、结构和性质
1．（2022·全国·高二课时练习）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
【详解】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。
2．（2022·宁夏·石嘴山市第三中学高二期中）二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示，下列说法中，正确的是

A．硅原子的物质的量比氧原子的物质的量比硅氧键=1：2：4
B．CO2和SiO2是等电子体，晶体类型相同
C．晶体中Si原子杂化方式为sp3，O原子杂化方式为sp
D．晶体中最小环上的原子数为6
【答案】A
【详解】A．根据图知，该晶体中每个Si原子连接4个O原子、每个O原子连接2个Si原子，则Si、O原子个数之比为2∶4 =1∶2，每个Si原子含有4个硅氧键，则硅原子的物质的量比氧原子的物质的量比硅氧键=1∶2∶4，A正确；
B．CO2晶体是由分子构成的，SiO2晶体是由原子构成的，则前者为分子晶体、后者为共价晶体，晶体类型不同，B错误；
C．该晶体中每个Si原子形成4个共价键，每个O原子形成2个共价键且每个O原子还含有2个孤电子对，则Si、O原子的价层电子对数都是4，则Si、O原子都采用sp3杂化，C错误；
D．由二氧化硅晶体结构图可知，晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，所以最小环上的原子数为12，D错误；
故选A。
3．（2022·浙江·高二学业考试）下列说法不正确的是
A．硅晶体熔化与碘化氢分解需克服的化学键相同
B．氯化氢溶于水或者熔融条件下等能电离出H+、Cl-
C．在相同温度下，H2O的电离能力大于CH3CH2OH
D．固体NaOH、浓硫酸溶于水都表现放热与微粒之间的相互作用有关
【答案】B
【详解】A．硅晶体熔化与碘化氢分解需克服的化学键相同，都要破坏共价键，A正确；
B．氯化氢溶于水能电离出H+、Cl-，在熔融条件下不能电离，B不正确；
C．H2O是电解质，而CH3CH2OH是非电解质，所以H2O的电离能力大于CH3CH2OH，C正确；
D．固体NaOH、浓硫酸溶于水都表现放热与微粒之间的相互作用有关，它们电离后形成水合离子时放热，D正确；
故答案为：B。
4．（2022·河南·辉县市第一高级中学高二阶段练习）以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A．18 g冰(图1)中含氢键数目为4NA
B．28 g晶体硅(图2)中含有Si－Si键数目为4NA
C．88 g干冰(图3)中含有0.5NA个晶胞结构单元
D．12 g石墨烯中含C－C键数目为3NA
【答案】C
【详解】A．由图可知，每个水分子与4个水分子形成4个氢键，每个水分子形成的氢键数目为4×=2个，则18 g冰中含氢键数目为×2×NA mol—1=2NA，故A错误；
B．由图可知，晶体硅中每个硅原子与4个硅原子形成4个硅硅键，每个硅原子形成的硅硅键数目为4×=2个，则28 g冰中含氢键数目为×2×NA mol—1=2NA，故B错误；
C．由晶胞结构可知，晶胞中含有二氧化碳的个数为8×+6×=4，则88 g干冰中含有的晶胞结构单元为××NA mol—1=0.5NA，故C正确；
D．由图可知，石墨烯中每个碳原子与3个碳原子形成碳碳键，每个碳原子形成的碳碳键数目为3×=1.5个，则12 g石墨烯中含碳碳键数目为×1.5×NA mol—1=1.5NA，故D错误；
故选C。

1．（2022·全国·高二期末）观察下列模型并结合有关信息，判断下列说法错误的是
物质或结构单元




结构模型示意图




备注
熔点1873K
—
易溶于
—
A．单质硼属于原子晶体
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
【详解】A．单质硼熔点1873K，熔点很高，属于原子晶体，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。
2．（2022·云南昭通·高二阶段练习）下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)
A．124gP4含有P—P键的个数为4NA
B．12g石墨中含有C—C键的个数为1.5NA
C．1mol[Co(NH3)4Cl2]Cl含有σ键的数目为12NA
D．60gSiO2中含Si—O键的个数为2NA
【答案】B
【详解】A．124 g P4的物质的量是1 mol，1个P4中含有6个P-P键，则1 mol P4中含有P-P键的个数为6NA，A错误；
B．12 g石墨中含有C原子的物质的量是1 mol，在石墨中每个C原子与相邻的3个C原子形成C-C共价键，每个共价键为2个C原子形成，则含有1 mol C原子的石墨中含有的C-C键的个数为1 mol××NA/mol=1.5NA，B正确；
C．NH3、Cl-与Co3+形成的配位键均为σ键，每个NH3分子内还有3个σ键，所以1mol[Co(NH3)4Cl2]Cl含有σ键的数目为18NA，C错误；
D．60 g SiO2中含有SiO2的物质的量是1 mol，每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si-O共价键，则1 mol SiO2中含有Si-O键的个数为4NA，D错误；
综上所述答案为B。
3．（2022·河南·辉县市第一高级中学高二阶段练习）下列有关分子晶体的叙述正确的是（ ）
A.分子内均存在共价键 B.分子晶体的熔点较高
C.分子晶体中一定存在氢键 D.分子晶体熔化时一定破坏了范德华力
【答案】D
【解析】稀有气体分子内无化学键，A项错误;分子晶体有低熔点的特性，B项错误;分子晶体中不一定存在氢键，如晶体，C项错误;分子晶体中分子间一定存在范德华力，可能存 在氢键，所以分子晶体熔化时一定破坏了范德华力，D项正确。
4．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(　　)

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氢键
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;石墨烯中含有的C—C为非极性共价键,B错误;石墨晶体中不存在氢键,C错误;石墨烯具有石墨的性质,具有导电性,D正确。
5．（2022·福建·泉州市第六中学高二期中）与石墨结构相似的六方氮化硼(BN)晶体在高温高压下可以转化为立方氮化硼(BN)，立方氮化硼的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当。下列关于该物质的分析中正确的是
A．六方氮化硼转化为立方氮化硼是物理变化
B．立方氮化硼(BN)中氮元素的化合价为
C．和键相比，键的键长更长
D．立方氮化硼比晶体硅的熔点更高，硬度更大
【答案】D
【详解】A．由题干信息可知，六方氮化硼和立方氮化硼的结构不同，性质不同，故六方氮化硼转化为立方氮化硼有新物质生成，故是化学变化，A错误；
B．由于N的电负性强于B的，故立方氮化硼(BN)中氮元素的化合价为-3价，B错误；
C．共价键的键长是指两原子的核间距，近似等于两原子半径之和，由于Si的半径大于B和N的，故和键相比，键的键长更短，C错误；
D．由于Si的半径大于B和N的，故立方氮化硼中B-N键的键长比晶体硅中Si-Si键的键长更短，键能更大，故立方氮化硼比晶体硅的熔点更高，硬度更大，D正确；
故答案为：D。
6．（2022·河南·辉县市第一高级中学高二阶段练习）碳元素和硅元素在化学中占有极其重要的地位。
(1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为　　　　　　,微粒间存在的作用力是　　　　　　　　,SiC和晶体Si的熔点高低顺序是　　　　。 
(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原子间不能形成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“”)。 
(3)金刚石、晶体硅、二氧化硅、CO2四种晶体的构成微粒分别是　　　　　　　　　　　　　　　(用“原子”或“分子”回答),熔化时克服的微粒间的作用力分别是　　　　　　　　　　　　。 
【答案】(1)sp3　共价键　SiC>Si
(2)Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p轨道“肩并肩”重叠程度较小,故不能形成稳定的π键　共价　分子　
晶体硅。
(2)SiO2为共价晶体,CO2为分子晶体,所以熔点高低是SiO2>CO2。
(3)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为共价晶体,构成微粒为原子,熔化时破坏共价键;CO2为分子晶体,由分子构成,CO2分子间以分子间作用力结合。
7．(1)CO能与金属Fe形成化合物Fe(CO)5,该化合物熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于　　　　　晶体。 
(2)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,如ClF3、BrF3,常温下它们都是易挥发的液体。ClF3的熔、沸点比BrF3的　　　　(填“高”或“低”)。 
(3)下图为CO2分子晶体结构的一部分。观察图示可知,每个CO2分子周围有　　　　　个与之紧邻的CO2分子;该结构单元平均占有　　　　个CO2分子。 

【答案】(1)分子　(2)低　(3)12　4
【解析】(1)由化合物熔点为253 K,沸点为376 K可知,其熔、沸点较低,所以为分子晶体。(2)组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高,所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低。
8．回答下列问题：
（1）金刚砂（SiC）的硬度很大，摩氏硬度为9.5级，仅次于金刚石，其晶胞结构如图甲所示，则金刚砂的晶体类型为_______________；在SiC中，与每个C原子距离相等且最近的C原子数目为_____________________；若晶胞的边长为，则金刚砂的密度表达式为_________________。

（2）硅的某种单质的晶胞结构如图乙所示。GaN晶体的结构与该硅晶体的结构相似，则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_____________________；若该硅晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体中相距最近的两个硅原子之间的距离为______________cm（用代数式表示）。
【答案】（1）共价晶体；12；
（2）4；正四面体形；
【解析】（1）由题述信息可知，金刚砂（SiC）属于共价晶体；以晶胞顶点的C原子为例，距离该碳原子最近的碳原子位于晶胞的面心上，每个顶点C原子被8个晶胞共用，故与每个碳原子距离相等且最近的碳原子数目为；该晶胞中C原子个数为，Si原子个数为4，相当于每个晶胞中含有4个SiC，晶胞边长为，故。
（2）根据物质的晶体结构可知，在GaN晶体中，每个Ga原子与4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正四面体形；在晶体Si的晶胞中含有的Si原子的数目是，则根据晶体的密度=可知，，晶胞的边长=，在晶胞中两个相距最近的Si原子之间的距离为晶胞体对角线长的，即。
9． (2022·成都高二检测)(1)比较下列化合物熔、沸点的高低(填“>”或“　④
(2)在熔融状态下，验证其是否导电，若不导电则是共价化合物
【解析】(1)①CO2和SO2相对分子质量后者大，且CO2为非极性分子，SO2为极性分子，以范德华力而论，CO2小于SO2，所以熔、沸点CO2PH3；③O3为极性分子，O2为非极性分子，且相对分子质量O3大于O2，所以范德华力O3>O2，因此熔、沸点O3>O2；④Ne、Ar均为稀有气体、单原子分子，范德华力随相对分子质量的增大而递增，所以Ar的熔、沸点高于Ne；⑤组成和结构相似的分子，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，分子晶体的熔、沸点越高，故熔、沸点：CH3CH2OH>CH3OH。(2)要验证一种化合物是共价化合物还是离子化合物，可在熔融状态下检验AlCl3是否导电，若不导电，则AlCl3是共价化合物。
10．水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间)，彼此结合而形成(H2O)2。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。
(1)1 mol冰中有________mol“氢键”。
(2)水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2的存在，可采用的方法是_____。
A．标准状况下把1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积
B．标准状况下把1 L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量
C．该水蒸气冷凝后，测水的pH
D．该水蒸气冷凝后，测氢氧原子个数比
(3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为__________________________。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是
_________________________________________________________________________。
(4)在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJ·mol－1)。已知冰的升华热是
51 kJ·mol－1，则冰晶体中氢键的能量是________kJ·mol－1。
【答案】(1)2　
(2)AB　
(3)H2O＋H2OH3O＋＋OH－　双氧水分子之间存在更强烈的氢键作用
(4)20
【解析】(1)1 mol冰中含有氢键的物质的量为1×4 mol÷2＝2 mol。(2)A项，该物质也能与金属钠反应产生氢气，1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，若混有该物质，由于(H2O)2也能生成氢气，且一分子(H2O)2生成2分子氢气，所以产生氢气体积多，正确；B项，该物质也能被浓硫酸吸收，若1 L水蒸气通过浓硫酸后，由于相对H2O而言，(H2O)2的相对分子质量大，所以分子数目相同时，浓硫酸增重的质量大，说明存在该物质，正确；C项，该物质的pH也等于7，无论该物质是否存在，pH都等于7，错误；D项，该物质的分子中氢氧原子个数比仍为2∶1，无论是否存在，氢氧原子个数比不变，错误。(3)双氧水的相对分子质量比水的相对分子质量稍大，但题中强调双氧水的沸点明显高于水，因此可判断双氧水分子之间存在着更为强烈的氢键作用。(4)1 mol冰吸收的总能量为51 kJ，克服范德华力吸收的能量为11 kJ，故克服氢键吸收的总能量为40 kJ，而1 mol 冰中含有2 mol氢键，故冰晶体中氢键的能量是20 kJ·mol－1。
11．工业制玻璃时，主要反应的化学方程式为：
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
完成下列填空：
(1)钠原子核外电子排布式为___________。与电子排布式相比，轨道表示式增加了核外电子运动状态中___________的描述。
(2)上述反应中，反应物和生成物所形成晶体的晶体类型共有___________种，属于共价晶体的是___________。
(3)上述物质中的非金属元素原子半径由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。碳的非金属性弱于氧，从原子结构角度解释原因___________。
(4)向一定量的Na2CO3溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌。随着盐酸的加入，溶液中各种离子数目变化如图所示， b、c分别代表___________、___________(填离子符号)。

(5)室温下，同浓度的Na2SiO3溶液和Na2CO3溶液中，对水电离程度的影响___________ (选填“前者大”或“后者大”)，作出判断并说明理由___________。
【答案】1s22s22p63s1或[Ar]3s1 电子云的伸展方向、电子的自旋 3 SiO2 Si、C、O 碳与氧原子电子层数相同，但碳的原子半径大于氧，对最外层电子吸引弱于氧，非金属性弱 CO HCO 前者大 Si的非金属性比C弱，所以H2SiO3酸性弱，Na2SiO3水解程度大
【详解】
(1)钠原子的核外电子数是11，其核外电子排布式为1s22s22p63s1[Ar]3s1；轨道表示式是表示原子核外电子排布的图式之一，又称电子排布图，用一个方框、圆圈或两条短线表示一个给定量子数的轨道，用箭头“↑”或“↓”来自旋状态不同电子，因此与电子排布式相比，轨道表示式增加了核外电子运动状态中电子云的伸展方向、电子的自旋的描述；
(2)上述反应中，碳酸钠和硅酸钠形成的是离子晶体，二氧化硅形成的是共价晶体，二氧化碳形成的是分子晶体，因此反应物和生成物所形成晶体的晶体类型共有3种，属于共价晶体的是SiO2；
(3)同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则上述物质中的非金属元素原子半径由大到小的顺序为Si＞C＞O。碳与氧原子电子层数相同，但碳的原子半径大于氧，对最外层电子吸引弱于氧，非金属性弱，所以碳的非金属性弱于氧；
(4)向一定量的Na2CO3溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌，发生的反应依次为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑。随着盐酸的加入，溶液中各种离子数目变化如图所示，因此a表示钠离子的，b代表碳酸根离子的，c代表碳酸氢根离子的，d代表氯离子的；
(5)由于Si的非金属性比C弱，所以H2SiO3酸性弱，Na2SiO3水解程度大，因此室温下，同浓度的Na2SiO3溶液和Na2CO3溶液中，对水电离程度的影响前者大。

12．碳及其化合物的用途广泛,碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物,而且还能形成多种无机化合物,同时自身可以形成多种单质。
(1)C60分子形成的晶体中,在晶胞的顶点和面心均含有一个C60分子,则一个C60晶胞的质量约为　　　　　。 
(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体,下列关于这两种晶体的比较正确的是　　　　。 
a.晶体的密度:干冰>冰
b.晶体的熔点:干冰>冰
c.晶体的空间利用率:干冰>冰
d.晶体中分子间相互作用力类型相同
(3)金刚石晶胞的结构如图所示,立方BN的结构与金刚石相似,在BN晶体中,B原子周围最近的N原子所构成的空间结构为　　　　　　　,一个BN晶胞中N原子数目为　　　　。 

(4)碳与孔雀石共热可以得到金属铜,金属铜采用面心立方最密堆积,即在晶胞的顶点和面心均含有一个Cu原子,则Cu晶体中与一个Cu原子距离最近的铜原子数为　　　　　　。已知Cu晶体的密度为ρ g·cm-3,Cu的相对原子质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则Cu的原子半径为　　　　　　　 cm。 
【答案】(1) g
(2)ac
(3)正四面体　4
(4)12　（ Mρ/NA）1/3cm
【解析】(1)C60形成的分子晶体,在晶胞的顶点和面心均含有一个C60分子,故每个晶胞中含有4个C60分子,故一个C60晶胞的质量为240个碳原子的质量,即约为 g。
(2)干冰晶体中CO2分子间只存在范德华力,其结构是分子密堆积;而冰晶体中存在氢键,由于氢键具有方向性,冰中水分子不是密堆积,故密度:干冰>冰;熔点:冰>干冰;空间利用率:干冰>冰。
(3)在BN晶体中B原子与N原子交替出现,故每个B原子周围有4个N原子,每个N原子周围也有4个B原子,形成正四面体结构;在金刚石晶胞中共有碳原子个数为8×1/8+6×1/2+4=8,故在BN晶胞中B原子和N原子各4个。
(4)由于铜采用面心立方最密堆积,与一个铜原子距离最近的铜原子数为12;每个晶胞中含有4个铜原子,且面对角线上的3个铜原子相切,设铜原子半径为r,则有(2r)3×ρ=8M/NA,故r=（ Mρ/NA）1/3cm。