2023-2024學年蘇教版新教材選擇性必修二 專題3第三單元 共價鍵 共價晶體（第2課時） 作業(yè)

第三單元共價鍵共價晶體第3課時共價晶體一、選擇題(本題15小題，每小題只有一個選項符合題意)1、下列敘述中，結(jié)論(事實)和對應的解釋均不正確的是()A.金剛石的熔、沸點高于晶體硅，因為C—C鍵的鍵能大于Si—Si鍵的鍵能B.二氧化硅晶體中不存在SiO2分子，因為它含有硅氧四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C.稀有氣體的晶體屬于共價晶體，因為其組成微粒是原子，不存在分子間作用力D.空間結(jié)構(gòu)為正四面體結(jié)構(gòu)的分子中，化學鍵的鍵角不一定是109°28′，有可能為60°2、根據(jù)下列性質(zhì)判斷,屬于共價晶體的物質(zhì)是()A.熔點2700℃,導電性好,延展性好B.無色晶體,熔點3500℃,不導電,質(zhì)硬,難溶于水和有機溶劑C.無色晶體,能溶于水,質(zhì)硬而脆,熔點800℃,熔化時能導電D.熔點-56.6℃,微溶于水,硬度小,固態(tài)或液態(tài)時不導電3、將SiCl4與過量的液氨反應可生成化合物Si(NH2)4。將該化合物在無氧條件下高溫灼燒，可得到氮化硅(Si3N4)固體，氮化硅是一種新型的耐高溫、耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛的應用。氮化硅所屬的晶體類型是()A.共價晶體B．分子晶體C.離子晶體D．金屬晶體4、二氧化硅晶體是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關于二氧化硅晶體的說法不正確的是()A.晶體中每個硅原子與4個氧原子相連B.晶體中硅、氧原子個數(shù)比為1∶2C.晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)為8D.晶體中硅、氧原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)5、下列各組物質(zhì)熔點高低的比較，正確的是()A．Mg>Al>NaB．MgO>NaCl>KClC．晶體硅>金剛石>碳化硅D．冰>金剛石>NaCl6、下表是某些共價晶體的熔點和硬度。共價晶體金剛石氮化硼碳化硅熔點/℃390030002600摩氏硬度109.59共價晶體石英硅鍺熔點/℃171014151211摩氏硬度7.076.0分析表中的數(shù)據(jù),判斷下列敘述正確的是()A.構(gòu)成共價晶體的原子種類越多,晶體的熔點越高B.一般構(gòu)成共價晶體的原子間的共價鍵鍵能越大,晶體的熔點越高C.構(gòu)成共價晶體的原子的半徑越大,晶體的硬度越大D.構(gòu)成共價晶體的原子的相對原子質(zhì)量越大,晶體的硬度越大7、下面有關氮化硼(BN)兩種晶體說法正確的是()A．兩種晶體均為共價晶體B．兩種晶體的化學式相同所以屬于同種物質(zhì)C．兩種晶體中均含有極性鍵和非極性鍵D．根據(jù)立方相氮化硼的晶體結(jié)構(gòu)推測其可用作超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性8、設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法中正確的是A．12g金剛石中含有C—C的個數(shù)為4NAB．40g金剛砂晶體(SiC)中含有C—Si的個數(shù)為2NAC．28g晶體硅中含有Si—Si鍵的個數(shù)為2NAD．SiO2晶體中1mol硅原子可與氧原子形成2NA個共價鍵(Si—O)9、我國科學家合成了富集11B的非碳導熱材料立方氮化硼晶體,晶胞結(jié)構(gòu)如圖。下列說法正確的是()A.11BN和10BN的性質(zhì)無差異B.該晶體具有良好的導電性C.該晶胞中含有14個B原子、4個N原子D.N原子周圍等距且最近的N原子數(shù)為1210、氮氧化鋁(AlON)屬于共價晶體，是一種超強透明材料，下列描述錯誤的是()A．AlON和Al的晶體類型相同B．AlON和石英晶體類型相同C．AlON和Al2O3的化學鍵類型不同D．AlON和石英的化學鍵類型相同11、下列有關金剛石晶體和二氧化硅晶體(如圖所示)的敘述正確的是()金剛石及其晶胞二氧化硅A．金剛石晶體和二氧化硅晶體均屬于共價晶體B．金剛石晶胞中含有6個碳原子C．60gSiO2晶體中所含共價鍵數(shù)目為6NA(NA是阿伏加德羅常數(shù)的值)D．金剛石晶體熔化時破壞共價鍵，二氧化硅晶體熔化時破壞分子間作用力12、下列有關金剛石和二氧化硅晶體的敘述正確的是()A.金剛石晶體和二氧化硅晶體均屬于共價晶體B.金剛石每個晶胞中含有6個碳原子C.60gSiO2晶體中所含共價鍵數(shù)目為6NA(NA是阿伏加德羅常數(shù)的值)D.金剛石晶體熔化時破壞共價鍵,二氧化硅晶體熔化時破壞分子間作用力13、現(xiàn)在已能在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的共價晶體，下列關于CO2共價晶體的說法中正確的是()A．1molCO2共價晶體中含有2NAπ鍵B．在一定條件下，CO2共價晶體轉(zhuǎn)化為CO2分子晶體是物理變化C．熔點：金剛石>共價晶體CO2D．在CO2的共價晶體中，每個C原子周圍結(jié)合4個O原子，每個O原子與兩個C原子相結(jié)合14、AB型共價化合物，若原子最外層電子數(shù)之和為8，其晶體常是具有半導體性質(zhì)的共價晶體。已知金剛石不導電但導熱，鋯石(ZrO2)不導電、不導熱，卻硬似鉆石。近期發(fā)現(xiàn)不良商販用制耐熱器的碳化硅制成假鉆石，則識別它們的可靠方法是()A.能在玻璃上刻劃出痕跡的為金剛石B.很硬、不導電但導熱的是金剛石C.既可導電又可導熱的是碳化硅D.不導電的為鋯石15、GaAs晶體被業(yè)內(nèi)稱為“半導體貴族”,2001年7月31日,我國科學家宣布掌握了其生產(chǎn)技術,我國成為繼日本、德國之后第三個擁有此項技術的國家。GaAs晶體的熔點很高,硬度很大。其原子間以共價鍵(配位鍵)相連,密度為ρg·cm-3,Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol-1、MAsg·mol-1,原子半徑分別為rGapm、rAspm,令阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是()A.該晶體為共價晶體B.在該晶體中Ga和As的配位數(shù)均為4C.所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.原子的體積占晶胞體積的百分率為×100%二、非選擇題（共4小題）16、某些共價晶體的熔點如下表所示：共價晶體金剛石氮化硼硅鍺熔點/℃3550300014151211根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)從原子結(jié)構(gòu)角度分析，金剛石、硅、鍺的熔點逐漸降低的原因是_______________。(2)第ⅣA族與第ⅤA族元素組成的晶體多是共價晶體，如氮化碳、氮化硅等。寫出氮化碳、氮化硅的熔點大小關系：_________(用化學式表示)。17、單質(zhì)硼有無定形和結(jié)晶形兩種，參考如表所示數(shù)據(jù)回答下列問題：金剛石晶體硅晶體硼熔點/℃＞350014122573沸點/℃510026282823硬度107.09.5(1)晶體硼屬于______晶體，理由是________________。(2)已知晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖所示)，該結(jié)構(gòu)單元中有20個正三角形的面和一定數(shù)目的頂點，每個頂點上各有一個硼原子。通過觀察圖形及推算，得出此結(jié)構(gòu)單元是由________個硼原子構(gòu)成的，其中B—B鍵的鍵角為________，該結(jié)構(gòu)單元共含有________個B—B鍵。18、(1)鈉的晶胞屬于體心立方堆積，則該晶胞中屬于該晶胞的Na原子數(shù)目是________。氯化銫晶體的晶胞如圖1，則Cs＋的配位數(shù)是________。(2)鈦的一種氟化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，其化學式為________。(3)元素X的某價態(tài)離子Xn＋與N3－形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖3所示。該晶體中陽離子與陰離子個數(shù)比為________________，Xn＋中n＝________，晶體中每個N3－被________個等距離的Xn＋包圍。19、下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表一種化學元素。試回答下列問題：(1)請寫出元素o的基態(tài)原子核外電子排布式________。(2)元素c、d、e的第一電離能由大到小的順序為__________(填元素符號)。第3周期8種元素按單質(zhì)熔點高低的順序如圖，其中序號“8”代表________(填元素符號)；其中電負性最大的是________(填下圖中的序號)。(3)由j原子跟c原子以1∶1相互交替結(jié)合而形成的晶體晶型與晶體j相同。兩者相比熔點更高的是________(填化學式)，試從結(jié)構(gòu)角度加以解釋：_____________________。(4)i單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如圖丙所示。甲乙丙若已知i的原子半徑為dcm，NA代表阿伏加德羅常數(shù)，i的相對原子質(zhì)量為M，請回答：①晶胞中i原子的配位數(shù)為________，一個晶胞中i原子的數(shù)目為________；②該晶體的密度為________g/cm3(用字母表示)。答案與解析1、C解析：稀有氣體的晶體屬于分子晶體，存在分子間作用力，不存在共價鍵，C項符合題意。2、B解析：共價晶體的熔點高,一般不能導電,延展性差,故A不符合題意;無色晶體,熔點3500℃,不導電,質(zhì)硬,難溶于水和有機溶劑,符合共價晶體的性質(zhì)特點,故B符合題意;無色晶體,能溶于水,質(zhì)硬而脆,熔點800℃,熔化時能導電,不屬于共價晶體,故C不符合題意;熔點-56.6℃,微溶于水,硬度小,固態(tài)或液態(tài)時不導電,不符合共價晶體的性質(zhì),故D不符合題意。3、A解析：根據(jù)氮化硅(Si3N4)的元素組成，可判斷它不可能為離子晶體和金屬晶體；根據(jù)氮化硅的性質(zhì)，可判斷它不可能是分子晶體。4、C解析：由二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)圖可知,每個硅原子連有4個氧原子,每個氧原子連有2個硅原子,硅原子、氧原子個數(shù)比為1∶2;晶體中最小環(huán)上含有6個硅原子和6個氧原子,最小環(huán)上的原子總數(shù)為12;晶體中每個硅原子形成四對共用電子對,每個氧原子形成兩對共用電子對,二者都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)。5、B解析：Al、Mg、Na都是金屬晶體，Al、Mg、Na核電荷數(shù)順序：Al＞Mg＞Na；原子半徑順序：Al＜Mg＜Na，金屬晶體中原子半徑越小，電荷越多，熔點越高，所以熔點順序：Al＞Mg＞Na，A錯誤；MgO、NaCl、KCl都是離子晶體，鎂離子半徑小于鈉離子、鉀離子半徑，氧負離子半徑小于氯離子半徑；離子晶體中陰陽離子半徑越小，電荷越大，熔點越高；所以熔點高低順序為MgO＞NaCl＞KCl，B正確；晶體硅、金剛石、碳化硅都是共價晶體，因鍵長C—C＜C—Si＜Si—Si，共價晶體中半徑越小，共價鍵越強，熔點越高，則熔點高低順序為金剛石＞碳化硅＞晶體硅，C錯誤；熔點高低順序為金剛石＞NaCl>冰，D錯誤。6、B解析：共價晶體的熔點和硬度與構(gòu)成共價晶體的原子間的共價鍵鍵能有關,而原子間的共價鍵鍵能與原子半徑的大小有關,一般原子半徑越小,共價鍵鍵能越大,共價晶體熔點越高,硬度越大。7、D解析：六方相氮化硼為混合型晶體，立方相氮化硼為共價晶體，A錯誤；二者結(jié)構(gòu)不同，不屬于同種物質(zhì)，B錯誤；兩種晶體均只含有B—N鍵，屬于極性共價鍵，C錯誤；立方相氮化硼為空間網(wǎng)狀立體構(gòu)型，原子間以共價鍵相結(jié)合，難以形變，所以硬度大，可用作超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性，D正確。8、C解析：金剛石中每個C原子形成4個C—C鍵，每個C—C鍵被兩個C原子共用，則每個C具有4×＝2個C—C鍵，12g金剛石含有1mol碳原子，含有C—C的個數(shù)為2NA，A錯誤；金剛砂晶體中1個C原子連4個Si原子，1個Si原子連4個C原子，40g金剛砂晶體(SiC)中含有1mol碳原子和1mol硅原子，含有C—Si的個數(shù)為4NA，B錯誤；與金剛石類似，晶體硅中每個Si原子形成Si—Si鍵，28g晶體硅物質(zhì)的量為1mol，因此中含有Si—Si鍵的個數(shù)為2NA，C正確；SiO2晶體中每個Si與周圍4個O原子結(jié)合形成4個Si—O鍵，因此SiO2晶體中每摩爾硅原子可與氧原子形成4NA個共價鍵(Si—O鍵)，D錯誤。9、D解析：二者的物理性質(zhì)不同,A項錯誤;該晶體結(jié)構(gòu)中無自由移動的電子,不具有導電性,B項錯誤;由圖可知,該晶胞含4個N原子,B原子位于晶胞的頂點和面心上,故晶胞中B原子的數(shù)量為8×+6×=4,C項錯誤;由晶胞示意圖,知1個N原子與4個B原子成鍵,除去該中心N原子外,每個B原子又可以和另外3個N原子成鍵,故N原子周圍等距且最近的N原子個數(shù)為12,D項正確。10、A解析：AlON是共價晶體，Al是金屬晶體，A錯誤；AlON是共價晶體，石英的主要成分是SiO2，SiO2也是共價晶體，B正確；AlON是共價晶體，原子間是共價鍵，Al2O3是離子化合物，Al和O之間是離子鍵，C正確；AlON是共價晶體，原子間是共價鍵，石英的主要成分是SiO2，SiO2也是共價晶體，原子間也是共價鍵，D正確。11、A解析：金剛石晶體和二氧化硅晶體均屬于共價晶體，A項正確；金剛石的晶胞中含有碳原子數(shù)為8×＋6×＋4＝8個，B項錯誤；60gSiO2晶體的物質(zhì)的量為1mol，1molSi原子與4molO原子形成4mol硅氧鍵，1molO原子與2molSi原子形成2mol硅氧鍵，故1molSiO2中含4mol硅氧鍵，即共價鍵數(shù)為4NA，C項錯誤；二氧化硅晶體屬于共價晶體，熔化時破壞共價鍵，D項錯誤。12、A解析：金剛石和二氧化硅晶體均屬于共價晶體,A項正確;每個金剛石晶胞中含有的碳原子數(shù)為8×+6×+4=8,B項錯誤;60gSiO2晶體的物質(zhì)的量為1mol,1molSi原子與4molO原子形成4mol硅氧鍵,1molO原子與2molSi原子形成2mol硅氧鍵,故1molSiO2中含4mol硅氧鍵,即共價鍵數(shù)為4NA,C項錯誤;二氧化硅晶體屬于共價晶體,熔化時破壞共價鍵,D項錯誤。13、D解析：CO2晶體轉(zhuǎn)化為共價晶體后不存在π鍵，只存在σ鍵，A錯誤；兩者的晶體類型不同，CO2共價晶體轉(zhuǎn)化為CO2分子晶體時存在化學鍵的斷裂和生成，屬于化學變化，B錯誤；由于氧原子的半徑小于碳原子的半徑，故C—O鍵鍵長小于C—C鍵鍵長，故鍵能C—O強于C—C，故共價鍵強弱：C—O＞C—C，所以熔點應該是共價晶體CO2＞金剛石，C錯誤；由題意知CO2共價晶體與SiO2結(jié)構(gòu)相似，每個C周圍結(jié)合4個O，每個O周圍結(jié)合2個C，D正確。14、B解析：金剛石、鋯石和碳化硅硬度均很大，刻劃玻璃的方法不可靠，A項不可行；由題干知金剛石導熱但不導電，碳化硅有半導體特性，而鋯石不導電也不導熱，B項可行，C、D項不可行。15、D解析：GaAs的熔點很高,硬度很大,該晶體為共價晶體,A正確;晶胞中Ga位于晶胞內(nèi)部,原子數(shù)目為4;As位于頂點和面心,原子數(shù)目為8×+6×=4,在該晶體中Ga和As周圍的原子數(shù)均為4,配位數(shù)均為4,B正確;每個Ga、As都形成4個共價鍵,均沒有孤電子對,所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),C正確;晶胞中原子總體積=4×π(+)×10-30cm3,晶胞質(zhì)量=4×g,晶胞體積=4×g÷ρg·cm-3,原子的體積占晶胞體積的百分率為4×π()×10-30cm3÷(4×g÷ρg·cm-3)×100%=×10-30×100%,D錯誤。16、解析：(1)碳、硅、鍺晶體的結(jié)構(gòu)相似，都屬于共價晶體。由于碳、硅、鍺的原子半徑逐漸增大，共價鍵的鍵能逐漸減小，所以金剛石、硅、鍺的熔點逐漸降低。(2)由于C的原子半徑比Si的原子半徑小，故熔點：C3N4>Si3N4。答案：(1)碳、硅、鍺的原子半徑逐漸增大，共價鍵鍵能逐漸減小(2)C3N4>Si3N417、解析：(1)從題表可知，晶體硼的熔、沸點以及硬度都介于晶體硅和金剛石之間，而金剛石和晶體硅均為共價晶體，在元素周期表中B與C相鄰、與Si處于對角線位置，則晶體硼也屬于共價晶體。(2)從題圖可得出，每個頂點上的硼原子均為5個正三角形所共有，故分推到每個正三角形的硼原子數(shù)為，每個正三角形含有的硼原子數(shù)為×3，每個結(jié)構(gòu)單元含有的硼原子數(shù)為20××3＝12，而每個B—B鍵為2個正三角形所共有，則每個結(jié)構(gòu)單元含B—B鍵的個數(shù)為20××3＝30。答案：(1)共價晶體硼的熔、沸點高，硬度大(2)1260°3018、解析：(1)鈉的晶胞屬于體心立方堆積，則鈉處于晶胞的頂點和體心，則屬于該晶胞的Na原子數(shù)目是1＋8×＝2。由氯化銫晶體的晶胞示意圖知，Cs處于立方體的體心時，氯離子處于頂點，則Cs＋的配位數(shù)是8。(2)由鈦晶胞結(jié)構(gòu)知，Ti處于頂點和面心，數(shù)目為6×＋8×＝4，F(xiàn)完全處于晶胞的內(nèi)部，數(shù)目為8，則其化學式為TiF2。(3)Xn＋處于棱邊的中點，數(shù)目為12×＝3，N3－處于頂點，數(shù)目為8×＝1，則該晶體中陽離子與陰離子個數(shù)比為3∶1，按化合價代數(shù)和為0知，Xn＋中n＝1，由結(jié)構(gòu)示意圖知，晶體中每個N3－被6個等距離的Xn＋包圍。答案：(1)28(2)TiF2(3)3∶11