化学选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体同步训练题

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专题3第3单元共价键 共价晶体同步练习2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题1．下列说法中正确的有①金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关②离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用③分子晶体的熔点一定比金属晶体低④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低⑤共价晶体中一定含有共价键⑥含有离子的晶体一定是离子晶体⑦硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅⑧NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为8A．2个 B．3个 C．4个 D．5个2．下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是A．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连B．通常状况下，1molSiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)C．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小环上有6个碳原子D．1mol金刚石中含有4NA个C-C键(NA表示阿伏加德罗常数的值)3．已知晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合。于晶体的说法中，正确的是A．晶体是分子晶体B．晶体中，C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长要长C．晶体中，C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长要短D．晶体中微粒间通过离子键结合4．下列说法正确的是A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的方向性B．s轨道和p轨道重叠可以形成π键C．共价键都具有方向性D．C2H4与Cl2的加成反应C2H4只涉及π键断裂5．TiO2可用于油漆、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤等行业，也可用于制作电焊条、提炼钛和制造钛白粉。钛白粉(纳米级)广泛应用于功能陶瓷、催化剂、化妆品和光敏材料等白色无机颜料。一种TiO2的晶胞结构如图所示，其中与每个氧原子直接相连的钛原子数目为A．4 B．12 C．3 D．66．下列物质中含有相同的化学键类型的是A．KCl、HCl、、NaOH B．HBr、、、C．、、HCl、 D．、、、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．晶体的熔点高于晶体的熔点B．固态是分子晶体C．ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的大D．Z、W是同一主族的元素，Z、W与元素Y形成的晶体都是共价晶体8．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，下图为其晶胞。下列有关说法正确的是A．磷化硼晶体中每个原子均形成4个共价键B．磷化硼晶体的化学式为BP，属于离子晶体C．磷化硼晶体的熔点很低D．磷化硼晶体结构中B、P个数比为1：29．有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，下列说法错误的是A．该物质的化学式为TiN B．Ti与Ti的最近距离是C．Ti的配位数为6 D．与N距离相等且最近的N有12个10．下列叙述不正确的是A．离子化合物中可能含有共价键B．共价化合物中不可能含有离子键C．所有物质中均存在化学键D．由N、H、O三种元素形成的化合物中可能含离子键11．下列有关键和键的说法正确的是A．键呈镜面对称，而键呈轴对称B．键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的C．键可绕键轴自由旋转而不影响键的强度D．一般键比键重叠程度大，形成的共价键强12．二氧化硅晶体是立体网状结构，其结构如图所示。下列关于二氧化硅晶体的说法不正确的是A．晶体中每个硅原子与4个氧原子相连B．晶体中硅、氧原子个数比为C．晶体中最小环上的原子数为8D．晶体中硅、氧原子最外层都满足8电子结构13．分子的结构式为，1个分子内含有A．4个键 B．2个键、2个键 C．2个键、1个键 D．3个键、1个键14．已知为吸热反应，，其中键的键能分别为，则键的键能为A． B． C． D． 二、多选题15．下列分子中，含有σ键而不含有π键的是A．CH3CH3 B．N2 C．C2H2 D．Cl2 三、计算题16．研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。氨硼烷晶体的密度ρ=___________g·cm−3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。17．(1)具有反萤石结构，晶胞如图所示.已知晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为____________，则的密度为____________(列出计算式).(2)晶体的晶胞如图所示.晶胞边长为，相对分子质量为、阿伏加德罗常数的值为，其晶体密度的计算表达式为_____________；晶胞中位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为____________.(3)金属晶体中的原子堆积方式如图所示，六棱柱底边边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为，的密度为_____________(列出计算式). 四、结构与性质18．共价晶体是由原子直接通过共价键形成的空间网状结构的晶体，因其具有高熔、沸点，硬度大，耐磨等优良特性而具有广泛的用途。设为阿伏加德罗常数的值。(1)晶体硅是良好的半导体材料，被广泛用于信息技术和能源科学等领域。晶体硅是与金刚石结构类似的晶体(其晶胞如图甲所示)，晶体硅的1个晶胞中含_______个Si原子，在晶体硅的空间网状结构中最小环为_______元环，每个最小环独立含有_______个Si原子，含1molSi原子的晶体硅中键的数目为_______。(2)金刚砂()也与金刚石具有相似的晶体结构(如图乙所示)，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答下列问题：①金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是_______(均用化学式表示)。②在金刚砂的结构中，一个硅原子结合了_______个碳原子，其中的键角是_______。③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环，其中一个最小的环上独立含有_______个键。④金刚砂的晶胞结构如图丙所示，在中，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为_______；若金刚砂的密度为，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为_______pm(用代数式表示即可)。19．如图为几种晶体或晶胞的结构示意图。请回答下列问题：(1)金刚石属于___________晶体，其中每个碳原子与___________个碳原子距离最近且相等；干冰属于___________晶体，每个分子与___________个分子紧邻。(2)这些晶体中，微粒之间以共价键结合而形成的是___________。(3)冰、金刚石、MgO、干冰四种晶体的熔点由高到低的顺序为___________。(4)NaCl晶胞与MgO晶胞结构相同，NaCl晶体的熔点___________(填“大于”或“小于”)MgO晶体的熔点，原因是___________。(5)每个铜晶胞中实际占有___________个铜原子，晶体中的半径与的半径关系为___________。 五、元素或物质推断题20．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数依次增大。X元素的一种核素的质量数为12，中子数为6；Y元素是动植物生长不可缺少的、组成蛋白质的重要元素；Z的基态原子核外9个原子轨道上都填充了电子且有2个未成对电子；W是一种常见元素，可以形成3种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体。(1)分子中存在的σ键和π键个数之比为_______。(2)X的第一电离能比Y的_______(填“大”或“小”)。(3)写出X的单质与Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式：_______。(4)W的基态原子的价层电子排布式为_______。21．有三种物质、、在常温下三者分别为气体、固体和液体。元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等；元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，且火焰呈黄色，并生成淡黄色固体；元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同。则：(1)元素A、B、C、D的名称分别为_______、_______、_______、_______。(2)分子中含有的化学键类型为_______(填“极性键”或“非极性键”)。(3)D的负一价阴离子的核外电子排布式为____，属于___(填“离子”或“共价”)化合物。
参考答案：1．B【详解】①金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关，故正确；②离子键是阴、阳离子间的静电作用力，包括吸引力和排斥力，故错误；③分子晶体的熔点不一定比金属晶体低，如汞在常温下为液体，碘是分子晶体，常温下为固体，故错误；④分子晶体熔、沸点的高低由分子间作用力决定，故错误；⑤共价晶体是原子通过共价键结合而成，所以共价晶体含有共价键，故正确；⑥金属晶体由金属阳离子和电子构成，所以含有离子的晶体不一定是离子晶体，可能是金属晶体，故错误；⑦金刚石、碳化硅、晶体硅均为原子晶体，键能越大，硬度越大，原子半径：C＞Si，键长：C-C＞C-Si＞Si-Si，键能：C-C＞C-Si＞Si-Si，故硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故正确； ⑧NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6，故正确；综上所述，共4个正确；故选C。2．C【详解】A．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与4个O原子直接相连，A错误；B．SiO2属于共价晶体，不存在SiO2分子，B错误；C．金刚石的网状结构中，每个碳原子与周围的4个成键碳原子共同组成正四面体结构，每个碳原子都是SP3杂化，键角109°28′，由共价键形成的最小环上有6个碳原子，C正确；D．金刚石中每个C原子与另外四个C原子形成4个C-C键，每个C-C键为两个C原子共享，因此属于每个C原子的成键数目是，1mol金刚石中含有个C原子，故含有个C-C键，D错误；故选C。3．C【详解】A．根据“C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度”可知C3N4晶体与金刚石结构类似，原子间通过共价键形成共价晶体，故A错误；B．氮原子的半径比碳原子的半径小，所以C－N键的键长比C－C键的键长短，故B错误；C．氮原子的半径比碳原子的半径小，所以C－N键的键长比C－C键的键长短，故C正确；D．C3N4晶体中，原子间通过共价键相结合，故D错误；故选C。4．D【详解】A．硫原子最外层只有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，其氢化物只能是H2S，写成H3S分子，违背了共价键的饱和性，故A错误；B．s轨道和p轨道只能头碰头重叠，只能形成σ键，故B错误；C．s轨道和s轨道形成的σ键没有方向性，因s电子云为球形，故H2分子中的H-H无方向性，故C错误；D．C2H4与Cl2的加成反应只有C2H4中π键断裂其他σ键不断裂，故D正确；答案选D5．C【详解】的晶胞结构中黑球的个数是，白球的个数为，而化学式为，所以白球是氧原子，每个氧原子直接相连的钛原子数目为3个，故答案选C。6．B【详解】A．KCl只有离子键，HCl、都只有共价键，NaOH有离子键和极性共价键，故A不符合题意；B．HBr、、、都只有极性共价键，故B符合题意；C．、HCl、都只有共价键，只有离子键，故C不符合题意；D．含有离子键和非极性共价键，、、含有共价键，故D不符合题意。综上所述，答案为B。7．D【分析】氢原子的核外只有一个电子，X为H元素；地壳中含量前两位的元素是氧、硅，故Y和Z分别是O和Si，金刚石是自然界中硬度最大的物质，W为C元素。【详解】A．晶体是冰，含氢键，熔点高于，A正确；B．固态是，构成微粒为分子，属于分子晶体，B正确；C．的结构与金刚石相似，为共价晶体，碳的原子半径小于硅，的硬度比晶体硅的大，C正确；D．、是分子晶体，则Si、C与元素O形成的晶体不一定是共价晶体，D错误；故选D。8．A【详解】A．由图象可知，该晶体中每个原子均形成4个共价键，A正确；B．白球位于晶胞内，共有4个，而灰球位于顶点和面心，根据均摊法，个数为，B、P个数比为1：1，化学式为BP，由磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，可知它属于共价晶体，B错误；C．BP属于共价晶体，熔点高，C错误；D．磷化硼的化学式为BP，故磷化硼晶体结构中B、P个数比为1：1，D错误；故选A。9．B【详解】A．该晶胞中，Ti（黑球）的个数为1+12=4，N（白球）的个数为8+6=4，则Ti和N的个数比为1:1，该物质的化学式为TiN，A正确；B．该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则Ti与Ti的最近距离是a pm，B错误；C．如图所示，与Ti距离相等且最近的N有6个，则Ti的配位数为6，C正确；D．与N距离相等且最近的N有12个，D正确；故选B。10．C【详解】A．离子化合物中一定含离子键，可能含有共价键，A正确；B．共价化合物中只含共价键，不可能含离子键，B正确；C．稀有气体单质是单原子分子，其中不含化学键，C错误；D．由N、H、O三种元素形成的化合物中可能含离子键，如，D正确；故选C。11．C【详解】A．键是两个原子轨道“头碰头”重叠形成的，可绕键轴自由旋转，呈轴对称，而键是由两个p轨道“肩并肩”重叠形成的，重叠程度小，呈镜面对称，故A错误；B．键是由两个p轨道“肩并肩”重叠形成的，故B错误；C．键呈轴对称，可绕键轴自由旋转而不影响键的强度，故C正确； D．一般键比键重叠程度小，不如键稳定，故D错误。故选C。12．C【详解】A．由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子连有4个氧原子，A正确；B．每个硅原子连有4个氧原子，每个氧原子连有2个硅原子，硅原子、氧原子个数比为，B正确；C．晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，最小环上的原子总数为12，C错误；D．晶体中每个硅原子形成四对共用电子对，每个氧原子形成两对共用电子对，二者都满足最外层8电子结构，D正确；故答案选C。13．D【详解】从分子的结构式可知，该分子中含有2个单键和1个双键，则1个分子内含有3个键、1个键，故选D。14．B【详解】反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，由题意可知，所以。15．AD【详解】A．CH3CH3只含C-C和C-H单键，则含有σ键而不含π键，故A选；B．N2中含N≡N键，含有σ键、π键，故B不选；C．C2H2含C-H单键和C≡C三键，含有σ键、π键，故C不选；D．只含Cl-Cl单键，含有σ键而不含π键，故D选；故选：AD。16．【详解】在氨硼烷的2×2×2的超晶胞结构中，共有16个氨硼烷分子，晶胞的长、宽、高分别为2a pm、2b pm. 2c pm，若将其平均分为8份可以得到8个小长方体，则平均每个小长方体中占有2个氨硼烷分子，小长方体的长、宽、高分别为a pm、b pm、c pm ，则小长方体的质量为，小长方体的体积为abc×10-30 cm-3，因此，氨硼烷晶体的密度ρ= 。17．                         【详解】(1)根据均摊法，一个晶胞中含有的个数为8，含的个数为，一个晶胞中含有4个，故的密度为，故填 ；(2)晶胞边长为，则晶胞的体积；由晶胞结构可知，12个处于晶胞的棱上，1个处于晶胞内部，处于晶胞的8个顶角和6个面上，则每个晶胞中含有个数为，含有个数为.的相对分子质量为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为；晶胞中位于所形成的正八面体的内部，则该正八面体的边长为，故填、 、；(3)由晶胞图知，一个晶胞中含有的原子数为，晶胞的体积，一个晶胞的质量为，则密度为，故填。18．(1)     8     6          (2)          4     109°28′     1     12      【详解】（1）晶体硅是与金刚石结构类似的晶体，晶体硅的1个晶胞中含Si原子的数目为，根据结构分析，可知在晶体硅的空间网状结构中最小环为6元环，每个硅原子被12个环共用，因此每个最小环独立含有Si原子的数目为，每个Si原子与周围4个Si原子形成4个共价键，每2个Si原子共用1个键，即含1molSi原子的晶体硅中键的数目为。（2）①共价晶体中，共价键键长越短，键能越大，熔、沸点越高，因此金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是。②根据金刚砂的结构可知一个硅原子结合了4个碳原子，形成正四面体结构，其键角是109°28′。③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环，一个最小环里共有6个键，1个键被6个环共用，因此一个最小的环上独立含有键的个数为。④以SiC晶胞顶角上的碳原子为研究对象，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为12；1个金刚砂晶胞中含有4个碳原子、4个硅原子，若金刚砂的密度为，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为晶胞体对角线长的四分之一，1个晶胞的体积为，因此最近的碳、硅原子之间的距离为。19．     共价     4     分子     12     金刚石晶体     金刚石冰＞干冰     小于     MgO晶体中离子所带的电荷数大于NaCl晶体中离子所带的电荷数，且、     4     【详解】(1)金刚石晶体中，每个碳原子与相邻的4个碳原子结合，形成正四面体；干冰晶体中，每个分子在三维空间里与12个分子紧邻；(2)只有共价晶体的微粒之间才是以共价键结合的；(3)在题给晶体中，金刚石是共价晶体，熔点最高；为离子晶体，离子晶体的熔点一般低于共价晶体的熔点，高于分子晶体的熔点；冰、干冰均为分子晶体，但冰中水分子之间存在氢键，故冰的熔点高于干冰的熔点；(5)可用“均摊法”分析，1个铜晶胞中实际占有的铜原子数为，氯化钙的晶体中，与的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，则。20．     1:2     小          【分析】X元素的一种核素的质量数为12，中子数为6，则其质子数=12-6=6，故X为碳元素；Y为氮元素；Z的基态原子核外9个原子轨道上都填充了电子，且有2个未成对电子，则Z原子核外电子排布式为，故Z为硫元素；W为铁元素。【详解】根据以上分析，X、Y、Z、W分别是C、N、S、Fe，(1)中有，其中含有1个σ键、2个π键，则σ键和π键个数之比为1:2，故答案为：1:2；(2)同一周期内元素的第一电离能有增大的趋势，C的第一电离能比N的小，故答案为：小；(3)C与浓在加热条件下反应生成、和，反应的化学方程式为；(4)铁的原子序数为26，其基态原子的价层电子排布式为，故答案为：。21．     碳     钠     氧     氯     极性键          离子【分析】B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，且火焰呈黄色，并生成淡黄色固体 ，则淡黄色固体为Na2O2，元素B为Na，元素C为O。由元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同知，元素D为Cl。由元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等可知，A为第ⅣA族元素或H，又由于常温下是气体，是液体，所以是，是，即元素A是C（碳）。【详解】(1)由分析可知，元素A、B、C、D的名称分别为碳、钠、氧、氯，故答案为：碳；钠；氧；氯；(2)是，分子中含有的化学键类型为极性键，故答案为：极性键；(3)D的负一价阴离子为Cl-，核外电子排布式为，为Na2O2，属于离子化合物，故答案为：；离子；