周末練8分子晶體與共價晶體[分值：100分][1~13題，每小題6分]一、分子晶體與共價晶體的判斷1.2021年5月，我國首輛火星車“祝融號”成功著陸。“祝融號”火星車的車身選用高強韌性的新型鋁基碳化硅復(fù)合材料。碳化硅(SiC)屬于()A.共價晶體 B.分子晶體C.離子晶體 D.金屬晶體答案A解析碳化硅是由共價鍵形成的具有三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體，碳化硅屬于共價晶體，故A正確。2.下列說法正確的是()A.分子晶體中一定存在分子間作用力和共價鍵B.分子晶體的熔點一般比共價晶體的熔點高C.稀有氣體形成的晶體屬于分子晶體D.CO2晶體是分子晶體，可推測SiO2晶體也是分子晶體答案C解析分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價鍵，如稀有氣體分子形成的晶體，故A錯誤；分子晶體的熔點一般比共價晶體的熔點低，故B錯誤；稀有氣體為單原子分子，形成的晶體屬于分子晶體，故C正確；CO2晶體是分子晶體，但SiO2晶體是共價晶體，故D錯誤。3.下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型、晶體類型均相同的是()①SiO2和SO3②金剛石和白磷③CO2和SO2④晶體硅和金剛石⑤晶體氖和晶體氮⑥硫黃和單質(zhì)碘A.③④⑥ B.④⑤⑥C.①②③ D.①③⑤答案A解析二氧化硅為共價晶體，三氧化硫為分子晶體，故①不符合題意；金剛石為共價晶體，白磷為分子晶體，故②不符合題意；CO2和SO2均只含極性共價鍵，二者都屬于分子晶體，故③符合題意；晶體硅和金剛石均只含非極性共價鍵，二者都屬于共價晶體，故④符合題意；Ne為單原子分子，不含化學(xué)鍵，N2中含非極性共價鍵，故⑤不符合題意；硫黃和單質(zhì)碘都是分子晶體，二者都只含非極性共價鍵，故⑥符合題意。4.某無機化合物的二聚分子結(jié)構(gòu)如圖，該分子中A、B兩種元素都是第三周期的元素，分子中所有原子最外層都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列關(guān)于該化合物的說法不正確的是()A.化學(xué)式是Al2Cl6B.不存在離子鍵和非極性共價鍵C.在固態(tài)時所形成的晶體是分子晶體D.在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電答案D5.分析下表中的有關(guān)數(shù)據(jù)，下列說法錯誤的是()AlCl3SiCl4晶體硼金剛石晶體硅熔點/℃194-702180>35001410沸點/℃18157365048272355A.SiCl4、AlCl3是分子晶體B.晶體硼是共價晶體C.晶體硅是共價晶體D.金剛石中的C—C比晶體硅中的Si—Si弱答案D解析根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，SiCl4、AlCl3的熔、沸點均較低，說明微粒間的作用力十分微弱，由于分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多，因此SiCl4、AlCl3都是分子晶體，A正確；晶體硼、硅的熔、沸點高，說明微粒間的作用力很強，屬于共價晶體，B、C正確；由于原子半徑：C<Si，鍵長：C—C<Si—Si，鍵長越長，化學(xué)鍵的鍵能就越小，故金剛石中的C—C比晶體硅中的Si—Si強，D錯誤。6.X是核外電子數(shù)最少的元素，Y是地殼中含量最豐富的元素，Z在地殼中的含量僅次于Y，W可以形成自然界最硬的共價晶體。下列敘述錯誤的是()A.X2Y晶體的熔點高于WX4晶體的熔點B.固態(tài)X2Y2是分子晶體C.ZW是共價晶體，其硬度比Z晶體的大D.Z、W是同一主族的元素，Z、W與元素Y形成的晶體均是共價晶體答案D解析由題意知X為H，Y為O，Z為Si，W為C。X2Y晶體是冰，含氫鍵，熔點高于CH4，A正確；固態(tài)X2Y2是H2O2，構(gòu)成微粒為分子，屬于分子晶體，B正確；SiC的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，為共價晶體，碳的原子半徑小于硅，SiC的硬度比晶體硅的大，C正確；CO2、CO是分子晶體，D錯誤。二、分子晶體與共價晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)7.(2024·開封期中)如圖是金剛石晶體結(jié)構(gòu)模型，下列關(guān)于金剛石晶體的說法正確的是()A.碳碳鍵之間的夾角為120°B.六元環(huán)中的碳原子在同一平面內(nèi)C.每個碳原子與其他4個碳原子相連形成正四面體結(jié)構(gòu)D.碳原子與碳碳鍵數(shù)目之比為1∶4答案C8.氮氧化鋁(AlON)是新型透明高硬度防彈鋁材料，屬于共價晶體，主要用于裝甲車輛防彈窗戶、戰(zhàn)場光學(xué)設(shè)備的透鏡、望遠(yuǎn)鏡穹頂以及覆蓋于導(dǎo)彈傳感器頂部的透明圓窗等。下列描述錯誤的是()A.基態(tài)鋁原子的價層電子排布式為3s23p1B.制備AlON的原料N2中N原子采取sp2雜化C.AlON和水晶的化學(xué)鍵類型相同D.AlON的熔點比AlCl3的熔點高答案B解析根據(jù)元素周期表位置可知，基態(tài)鋁原子的價層電子排布式為3s23p1，故A正確；N2分子中N原子沒有雜化，2p能級的3個電子，其中一個是“頭碰頭”形成σ鍵，其余2個2p電子以“肩并肩”形成2個π鍵，故B錯誤；水晶化學(xué)成分是二氧化硅，氮氧化鋁是新型透明高硬度防彈鋁材料，可知二者均屬于共價晶體，均只含有共價鍵，故C正確；AlON屬于共價晶體，而AlCl3屬于分子晶體，故AlON的熔點比AlCl3的熔點高，故D正確。9.已知碳氧兩種元素形成的某種化合物在高溫高壓下可形成一種新的晶體，其晶體結(jié)構(gòu)模型如圖所示，有關(guān)該晶體的說法正確的是()A.該晶體屬于分子晶體B.該晶體中碳、氧原子間形成的是雙鍵C.該晶體中碳原子采取sp3雜化D.該晶體化學(xué)式為CO答案C解析由圖可知該晶體以共價鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以為共價晶體；觀察結(jié)構(gòu)模型知，碳原子(半徑大的)與4個氧原子形成化學(xué)鍵，所以是單鍵；根據(jù)結(jié)構(gòu)模型可知每個C原子結(jié)合4個O原子，每個O原子結(jié)合2個C原子，故化學(xué)式為CO2。10.下列關(guān)于C、Si及其化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的敘述錯誤的是()A.鍵能：C—C>Si—Si、C—H>Si—H，因此C2H6穩(wěn)定性大于Si2H6B.立方型SiC是與金剛石成鍵、結(jié)構(gòu)均相似的共價晶體，因此具有很高的硬度C.SiH4中Si的化合價為+4，CH4中C的化合價為-4，因此SiH4還原性小于CH4D.Si原子間難形成雙鍵而C原子間可以，是因為Si的原子半徑大于C，難形成p?pπ鍵答案C解析鍵長越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定，A項正確；SiC與金剛石結(jié)構(gòu)相似，屬于共價晶體，硬度大，熔點高，B項正確；C與Si為同族元素，C的非金屬性強于Si，故SiH4還原性強于CH4，C項錯誤；π鍵是p軌道電子以“肩并肩”方式相互重疊形成的，半徑越大越不易形成，D項正確。11.★★單質(zhì)硫和氫氣在低溫高壓下可形成一種新型超導(dǎo)材料，其晶胞如圖。下列說法錯誤的是()A.S位于元素周期表p區(qū)B.該物質(zhì)的化學(xué)式為H3SC.S位于H構(gòu)成的八面體空隙中D.該晶體屬于分子晶體答案D解析S的價層電子排布式為3s23p4，故S位于元素周期表p區(qū)，A正確；由該物質(zhì)的晶胞可知：S個數(shù)為8×18+1=2，H個數(shù)為12×14+6×12=6，故H、S原子個數(shù)比為3∶1，故該物質(zhì)的化學(xué)式為H3S，B正確；S位于H構(gòu)成的八面體空隙中，如圖所示，C正確；由于該晶體是一種新型超導(dǎo)材料，故該晶體不可能為分子晶體，12.Al2O3在一定條件下可轉(zhuǎn)化為硬度、熔點都很高的氮化鋁晶體，氮化鋁的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是()A.氮化鋁屬于分子晶體B.氮化鋁可用于制造切割金屬的刀具C.1個氮化鋁晶胞中含有9個Al原子D.氮化鋁晶體中Al的配位數(shù)為2答案B解析根據(jù)氮化鋁晶體的性質(zhì)可知它屬于共價晶體，能用于制造切割金屬的刀具，A錯誤、B正確；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，1個氮化鋁晶胞中含有鋁原子的數(shù)目為8×18+1=2，C錯誤；觀察晶胞結(jié)構(gòu)可得氮化鋁晶體中Al的配位數(shù)為4，D13.★★氮化硼(BN)可形成類似石墨的平面六邊形層狀結(jié)構(gòu)a，在一定條件下a可轉(zhuǎn)化為類似金剛石的立方氮化硼b。下列說法錯誤的是()A.第一電離能：N>C>BB.a、b兩種晶體硬度和熔點均不同C.a、b中所有化學(xué)鍵均為極性鍵，二者中B原子的雜化方式不同D.a、b中每個B原子分別被m、n個六元環(huán)共有，則m∶n=1∶2答案D解析同周期元素從左往右第一電離能呈增大趨勢，N的2p能級為半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，第一電離能：N>C>B，故A正確；a、b兩種晶體結(jié)構(gòu)不同，硬度和熔點均不同，故B正確；a、b中所有化學(xué)鍵(B—N)均為極性鍵，二者中B原子的雜化方式分別為sp2、sp3，故C正確；a、b中每個B原子分別被3、12個六元環(huán)共有，則m∶n=1∶4，故D錯誤。三、大題綜合練14.(12分)晶體具有周期性的微觀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出許多獨特的性質(zhì)，用于制造各種材料。(1)干冰常用作制冷劑、人工降雨材料等，晶胞結(jié)構(gòu)如圖。①1個CO2分子周圍等距且最近的CO2分子有個。

②銅金合金的晶胞結(jié)構(gòu)與干冰相似，若頂角為Au、面心為Cu，則銅金合金晶體中Au與Cu原子數(shù)之比為。

③如圖是冰的結(jié)構(gòu)。下列事實能解釋干冰的密度比冰大的是(填字母)。

a.干冰晶胞中二氧化碳分子堆積得更密集b.水分子極性強，分子間作用力大c.冰中氫鍵存在方向性，晶體有較大空隙，空間利用率低(2)單晶硅等作為制造太陽能電池的材料已得到廣泛應(yīng)用，結(jié)構(gòu)如圖。①單晶硅中最小的環(huán)上有個Si原子。

②1mol單晶硅中含有個Si—Si。

(3)C60是一種碳的單質(zhì)，結(jié)構(gòu)如圖，1個C60晶胞中含有個分子。

答案(1)①12②1∶3③ac(2)①6②2NA(3)4解析(1)①以頂角的二氧化碳分子研究，與之最近的二氧化碳分子位于面心上，故與之等距且最近的二氧化碳分子有4×3=12個。②若頂角為Au、面心為Cu，晶胞中含有Au原子數(shù)目為8×18=1，含有Cu原子數(shù)目為6×12=3，則銅金合金晶體中Au與Cu原子數(shù)之比為1∶3。③干冰晶體屬于分子密堆積，分子間只有范德華力；而冰晶體屬于分子非密堆積，分子間的主要作用力是氫鍵，水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙，所以干冰的密度比冰大，故答案為(2)①晶體Si中，由共價鍵形成的最小的環(huán)上有6個硅原子。②晶體硅中每個硅原子形成4個Si—Si共價鍵，1個Si—Si共價鍵為兩個Si原子共有，則1mol單晶硅中含有2NA個Si—Si。(3)1個C60晶胞中C60分子位于8個頂角和6個面心，分子個數(shù)為8×18+6×12=4，即1個C60晶胞中含有4個C15.(10分)在我國南海300~500m海底深處沉積物中存在著大量的“可燃冰”，其主要成分為甲烷水合物。在常溫、常壓下它會分解成水和甲烷，因而得名。請回答下列問題：(1)甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是(填字母)。

A.甲烷晶胞中的球只代表一個C原子B.晶體中1個CH4分子中有12個緊鄰的CH4分子C.CH4熔化時需克服共價鍵D.1個CH4晶胞中含有8個CH4分子E.CH4是非極性分子(2)水在不同的溫度和壓強條件下可以形成多種不同結(jié)構(gòu)的晶體，冰晶體結(jié)構(gòu)有多種。其中冰?Ⅶ的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。①水分子的空間結(jié)構(gòu)是形，在酸性溶液中，水分子容易得到一個H+，形成水合氫離子(H3O+)，應(yīng)用價層電子對互斥模型推測H3O+的空間結(jié)構(gòu)為。

②實驗測得冰中氫鍵的作用能為18.5kJ·mol-1，而冰的融化熱為5.0kJ·mol-1，這說明

。

(3)用x、y、z分別表示H2O、H2S、H2Se的沸點(℃)，則x、y、z的大小關(guān)系是，其判斷依據(jù)是

。

答案(1)BE(2)①V三角錐形②冰融化為液態(tài)水時只破壞了一部分氫鍵，液態(tài)水中仍存在氫鍵(3)x>z>y水分子間可以形成氫鍵，H2Se的相對分子質(zhì)量大于H2S的，故沸點：H2O>H2Se>H2S解析(1)晶胞中的球體代表的是一個甲烷分子，并不是一個C原子；以該甲烷晶胞分析，位于頂角的某一個甲烷分子與其距離最近的甲烷分子有3個，而這3個甲烷分子在面上，因此每個都被共用2次，故與1個甲烷