分子晶體與共價晶體 課時2 共價晶體 單選題 Ⅰ.夯實(shí)基礎(chǔ)篇 1．（2023春·北京海淀·高三校考開學(xué)考試）最近我國科學(xué)家預(yù)測并合成了新型碳材料：T碳．可以看做金剛石結(jié)構(gòu)中的一個碳原子被四個碳原子構(gòu)成的正四面體單元替代（如下圖所示，所有小球代表碳原子）．下列說法不正確的是 A．T碳與金剛石互為同分異構(gòu)體 B．T碳與金剛石晶體中所含化學(xué)鍵類型相同 C．T碳與金剛石中碳原子采取的雜化方式相同 D．T碳與金剛石晶體類型相同，熔化時均需破壞共價鍵 【答案】A 【詳解】A．根據(jù)題干信息和T-碳的晶胞分析可知，T-碳是由C元素組成的單質(zhì)，與石墨、金剛石互為同素異形體，A選項(xiàng)錯誤； B．T-碳晶體和金剛石晶體中含有的化學(xué)鍵均是共價鍵，相同，B選項(xiàng)正確； C．T-碳與金剛石中的碳原子采取的雜化方式均采取sp3雜化，雜化方式相同，C選項(xiàng)正確； D．T-碳可以看作金剛石結(jié)構(gòu)中的一個碳原子被四個碳原子構(gòu)成一個正四面體結(jié)構(gòu)單元替代，屬于原子晶體，熔化時均需破壞共價鍵，D選項(xiàng)正確； 故選A。 2．（2023秋·江蘇蘇州·高三統(tǒng)考期末）周期表中ⅢA族單質(zhì)及其化合物應(yīng)用廣泛。極易水解生成(在水中完全電離為和)和硼酸()，硼酸是一元弱酸，能溶于水。硼酸和甲醇在濃硫酸存在下生成揮發(fā)性的硼酸甲酯，硼酸甲酯主要用作熱穩(wěn)定劑、木材防腐劑等。高溫下和焦炭在氯氣的氛圍中獲得。的結(jié)構(gòu)與晶體硅類似，是第三代半導(dǎo)體研究的熱點(diǎn)。鉈()位于元素周期表中第6周期，于1861年發(fā)現(xiàn)。下列說法正確的是 A．中存在配位鍵 B．分子間能形成氫鍵 C．原子基態(tài)外圍電子排布式為 D．屬于離子晶體 【答案】A 【詳解】A．硼原子與3個氟原子之間是共價鍵，第四個硼氟鍵是硼原子提供空軌道，氟離子提供共用電子對是配位鍵，A正確； B．中的氫原子沒有與電負(fù)性較大的元素形成共價鍵，所以分子間不能形成氫鍵 ，B錯誤； C．原子基態(tài)外圍電子排布式為，C錯誤； D．的結(jié)構(gòu)與晶體硅類似是原子晶體(共價晶體)，D錯誤； 故選D。 3．（2023·湖北·校聯(lián)考模擬預(yù)測）科研團(tuán)隊通過皮秒激光照射懸浮在甲醇溶液中的多臂碳納米管合成T-碳，T-碳的晶體結(jié)構(gòu)可以看成金剛石晶體中每個碳原子被一個由四個碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代，T-碳的密度約為金剛石的一半，T-碳晶體的晶胞、金剛石的晶胞如下圖所示。 下列說法正確的是 A．T-碳與金剛石互為同位素 B．一個T-碳晶胞中含有16個碳原子 C．T-碳晶胞和金剛石晶胞的棱長之比為2:1 D．T-碳晶體的硬度小 【答案】C 【分析】由金剛石晶胞可知，金剛石晶胞中有8個碳原子，則T-碳晶胞是金剛石的4倍；T-碳晶胞質(zhì)量為金剛石的4倍，由于T-碳的密度約為金剛石的一半，根據(jù)可推出，T一碳晶胞體積是金剛石的8倍，而晶胞棱長=，則棱長是金剛石的2倍。 【詳解】A．T-碳與金剛石均為碳的單質(zhì)，二者互為同素異形體，故A錯誤； B．每個金剛石晶胞中有8個碳原子，則每個T-碳晶胞中含有的碳原子個數(shù)為84=32，故B錯誤； C．由分析可知，T-碳晶胞的棱長和金剛石晶胞的棱長之比為2:1，故C正確； D．類比金剛石，T-碳晶體也有很高的硬度，故D錯誤； 答案選C。 4．（2023·高二課時練習(xí)）下列關(guān)于SiO2和金剛石的敘述正確的是 A．SiO2的晶體結(jié)構(gòu)中，每個Si原子與2個O原子直接相連 B．通常狀況下，1molSiO2晶體中含有的分子數(shù)為NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值) C．金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，由共價鍵形成的最小環(huán)上有6個碳原子 D．1mol金剛石中含有4NA個C-C鍵(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值) 【答案】C 【詳解】A．SiO2的晶體結(jié)構(gòu)中，每個Si原子與4個O原子直接相連，A錯誤； B．SiO2屬于共價晶體，不存在SiO2分子，B錯誤； C．金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，每個碳原子與周圍的4個成鍵碳原子共同組成正四面體結(jié)構(gòu)，每個碳原子都是SP3雜化，鍵角109°28′，由共價鍵形成的最小環(huán)上有6個碳原子，C正確； D．金剛石中每個C原子與另外四個C原子形成4個C-C鍵，每個C-C鍵為兩個C原子共享，因此屬于每個C原子的成鍵數(shù)目是，1mol金剛石中含有個C原子，故含有個C-C鍵，D錯誤； 故選C。 5．（2023秋·黑龍江佳木斯·高二富錦市第一中學(xué)?？计谀┰谑w中，每一層有無數(shù)個正六邊形構(gòu)成，同一層內(nèi)每個碳原子與相鄰的三個碳原子以C﹣C鍵相結(jié)合．則石墨晶體中碳原子數(shù)與C﹣C鍵之比為 A．1：1 B．2：1 C．2：3 D．3：2 【答案】C 【詳解】每一層內(nèi)碳原子排列成正六邊形，每個C原子連接3個C-C鍵，則每個C原子平均含有C-C個數(shù)=×3=1.5，則石墨晶體每一層內(nèi)碳原子數(shù)與碳-碳化學(xué)鍵數(shù)的比=1：1.5=2：3。 故選C。 6．（2022秋·江蘇·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）氰化氫()主要應(yīng)用于電鍍業(yè)，可通過來制備。下列說法正確的是 A．是含有非極性鍵的非極性分子 B．的電子式為 C．的結(jié)構(gòu)式為 D．固態(tài)屬于共價晶體 【答案】A 【詳解】A．是平面型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)對稱，所以是非極性分子，中既有C-H極性鍵，又有C-C非極性共價鍵，故A正確； B．的電子式N原子下方少了兩個電子，故B錯誤； C．HCN結(jié)構(gòu)式：H-C≡N，HCN分子中含有2個σ鍵和2個π鍵，C原子不含孤電子對，不存在配位鍵，故C錯誤； D．共價晶體又叫原子晶體，通常具有很高的熔沸點(diǎn)，固態(tài)氫氣不滿足，所以不屬于共價晶體，故D錯誤； 故選A。 7．（2022·廣東·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）下列符號表征或說法正確的是 A．葡萄糖的實(shí)驗(yàn)式：C6H12O6 B．Fe、Co、Ni位于元素周期表p區(qū) C． 、CH4、空間結(jié)構(gòu)均為正四面體 D．金剛石的晶胞： 【答案】C 【詳解】A．實(shí)驗(yàn)式是用元素符號表示化合物分子中元素的種類和各元素原子個數(shù)的最簡整數(shù)比的式子，葡萄糖的實(shí)驗(yàn)式為：CH2O，選項(xiàng)A錯誤； B．Fe、Co、Ni分別為26、27、28號元素，它們在周期表中的位置為第四周期第VIII族，處于周期表中的d區(qū)，選項(xiàng)B錯誤； C．、CH4、中心原子為sp3雜化，為正四面體結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)C正確； D．金剛石結(jié)構(gòu)中的每個原子與相鄰的4個原子形成正四面體，金剛石的晶胞為，為金剛石的球棍模型，選項(xiàng)D錯誤； 答案選C。 8．（2022秋·廣東深圳·高三深圳市福田區(qū)福田中學(xué)?？茧A段練習(xí)）有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法錯誤的是 A．在NaCl晶胞中，距Na+最近的Cl-有6個 B．在晶胞中，每個晶胞平均有4個 C．鈦酸鈣的化學(xué)式為 D．在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵的個數(shù)之比為 【答案】D 【詳解】A．從氯化鈉晶胞圖可以看出，在氯化鈉晶胞中，距離鈉離子最近的氯離子有6個，A項(xiàng)正確； B．在氟化鈣晶胞中，鈣離子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心，每個晶胞平均有個鈣離子，B項(xiàng)正確； C．鈦酸鈣晶胞中，Ca位于頂點(diǎn)，每個晶胞中有個Ca,Ti位于體心，每個晶胞有個O，則鈦酸鈣的化學(xué)式為，C項(xiàng)正確； D．在金剛石晶體中，每個碳原子都和4個碳原子形成4個碳碳鍵，每個碳碳鍵被2個碳原子共用，所以每個碳原子平均連有2個碳碳鍵，則碳原子與碳碳鍵個數(shù)比為1：2，D項(xiàng)錯誤； 答案選D。 Ⅱ.能力提升篇 9．（2021春·吉林延邊·高二汪清縣汪清第四中學(xué)?？计谀┫铝姓f法錯誤的是 A．從CH4、、為正四面體結(jié)構(gòu)，可推測PH、也為正四面體結(jié)構(gòu) B．1mol金剛石晶體中，平均含有2molC-C鍵 C．水的沸點(diǎn)比硫化氫的高，是因?yàn)镠2O分子間存在氫鍵，H2S分子間不能形成氫鍵 D．某氣態(tài)團(tuán)簇分子結(jié)構(gòu)如圖所示，該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為EF或FE 【答案】D 【詳解】A．CH4、NH、SO、PH、PO中心原子價電子對數(shù)都是4，無孤電子對，都是正四面體結(jié)構(gòu)，A正確； B．金剛石晶體中C原子通過4個C-C鍵與周圍C原子結(jié)合，又每個C-C鍵屬于兩個C原子，所以1個C原子周圍有4×=2個C-C鍵，則1mol金剛石晶體中，平均含有2molC-C鍵，B正確； C．水的沸點(diǎn)比硫化氫的高，是因?yàn)镠2O分子間存在氫鍵，H2S分子間不能形成氫鍵，C正確； D．圖示為某氣態(tài)團(tuán)簇分子的1個分子，該氣態(tài)團(tuán)簇分子中含有4個E原子、4個F原子，分子式為E4F4或F4E4，D錯誤； 故答案為：D。 10．（2022秋·四川遂寧·高二射洪中學(xué)?？茧A段練習(xí)）下列關(guān)于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)及解釋均正確的是 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【詳解】A． 隨著孤電子對數(shù)增多，孤電子對與成鍵電子對的斥力增大，鍵角減小，故H2O和NH3的鍵角大小為H2O＜NH3，故A錯誤； B． 非金屬氫化物的穩(wěn)定性跟其對應(yīng)的非金屬的非金屬性有關(guān)，非金屬性越強(qiáng)，越穩(wěn)定，所以HF和HCl的穩(wěn)定性大小為HF＞HCl，但解釋錯誤，故B錯誤； C． 原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，熔沸點(diǎn)越高，則的鍵能小于的鍵能，碳化硅和金剛石的熔點(diǎn)大小為金剛石＞碳化硅，故C錯誤； D． CH2=CH2中存在有不穩(wěn)定的π鍵，容易斷裂，故穩(wěn)定性：CH3CH3＞CH2=CH2，故D正確； 故選D。 11．（2023·高二課時練習(xí)）下列關(guān)于共價晶體、分子晶體的敘述中，正確的是 A．金剛石為共價鍵三維骨架結(jié)構(gòu)，晶體中的最小環(huán)上有6個碳原子 B．分子晶體中一定存在共價鍵 C．HI的相對分子質(zhì)量大于HF，所以HI的沸點(diǎn)高于HF D．在SiO2晶體中，1個硅原子和2個氧原子形成2個共價鍵 【答案】A 【詳解】A．金剛石屬于共價晶體，其中的碳采取sp3雜化軌道與周圍的4個碳原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，以共價鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶體中最小環(huán)上有6個碳原子，A項(xiàng)正確； B．分子晶體中不一定存在共價鍵，如稀有氣體形成的晶體為分子晶體，稀有氣體是單原子分子，原子間沒有共價鍵，B項(xiàng)錯誤； C．HF分子間存在氫鍵，HI分子間不存在氫鍵，故HI的沸點(diǎn)低于HF，C項(xiàng)錯誤； D．SiO2屬于共價晶體，在SiO2晶體中1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵，D項(xiàng)錯誤； 答案選A。 12．（2022·全國·高三專題練習(xí)）金剛砂與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，硬度為9.5，熔點(diǎn)為2700℃，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是 A．該晶體屬于共價晶體，熔點(diǎn)比金剛石高 B．C位于Si構(gòu)成的正四面體空隙中 C．C—Si的鍵長為apm，則晶胞邊長為2apm D．金剛砂中C原子周圍等距且最近的C原子數(shù)為6 【答案】B 【詳解】A．金剛砂與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，SiC屬于共價晶體，C-Si鍵長長于C-C鍵，故熔點(diǎn)比金剛石低，故A錯誤； B．距離C原子最近且等距離的Si原子個數(shù)是4，且四個Si原子構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，所以C位于Si構(gòu)成的四面體空隙中，故B正確； C．C-Si鍵的長度為晶胞體對角線長度的，設(shè)晶胞棱長為x，則，所以x=，故C錯誤； D．以SiC晶胞頂角上的碳原子為研究對象，每個C原子周圍最近且等距的C原子位于面心，由于頂點(diǎn)碳原子為8個晶胞共有，則C原子周圍等距且最近的C原子數(shù)為12，故D錯誤； 故選B。 13．（2023·高二課時練習(xí)）碳有多種同分異構(gòu)體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法不正確的是 A．在石墨烯晶體中，每個正六元環(huán)擁有的共價鍵和碳原子數(shù)之比為3：2 B．石墨烯中含碳碳雙鍵 C．金剛石晶體中，碳原子采用雜化 D．金剛石晶體中最小的碳環(huán)上有6個碳原子 【答案】B 【詳解】A．在石墨烯晶體中，最小的環(huán)為六元環(huán)，每個碳原子連接3個C-C化學(xué)鍵，每個六元環(huán)占有的碳原子數(shù)為6=2個，個數(shù)比為3:2，A正確； B．石墨烯晶體中，單層上的碳原子除形成單鍵外，還形成大鍵，不存在碳碳雙鍵，B錯誤； C．金剛石晶體中，每個碳原子形成4個鍵，采用雜化，C正確； D．由金剛石晶體結(jié)構(gòu)模型可知，最小的環(huán)為6元環(huán)，D正確； 答案選B。 14．（2023·高二課時練習(xí)）根據(jù)量子力學(xué)計算，氮化碳有五種結(jié)構(gòu)，其中一種氮化碳硬度超過金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料，已知該氮化碳的二維晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)該氮化碳的說法不正確的是 A．該晶體中的碳、氮原子核外最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) B．氮化碳中碳元素顯價，氮元素顯價 C．每個碳原子與四個氮原子相連，每個氮原子和三個碳原子相連 D．氮化碳的分子式為 【答案】D 【詳解】A．根據(jù)題圖結(jié)構(gòu)可知，每個碳原子周圍有四個共價鍵，每個氮原子周圍有三個共價鍵，碳原子最外層有4個電子，形成四個共價鍵后成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，氮原子最外層有5個電子，形成三個共價鍵后也是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A正確； B．由于元素的非金屬性，所以形成共價鍵時，共用電子對偏向N，偏離C，所以氮化碳中碳元素顯價，氮元素顯價，B正確； C．根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)可知每個碳原子與四個氮原子相連，每個氮原子和三個碳原子相連，C正確； D．由于氮化碳是共價晶體，不存在分子，因此沒有分子式，D錯誤； 故選D。 15．（2022·高二課時練習(xí)）設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是 A．124 g P4含有的P-P鍵的個數(shù)為6NA B．28 g晶體硅中含有的Si-Si鍵的個數(shù)為4NA C．12 g金剛石中含有的C-C鍵的個數(shù)為1.5NA D．60 g SiO2中含Si-O鍵的個數(shù)為2NA 【答案】A 【詳解】A．白磷是正四面體結(jié)構(gòu)，1個白磷分子中含有6個P-P鍵鍵，124 g白磷的物質(zhì)的量是n(P4)=，則124 g P4中含P-P鍵的個數(shù)為6NA，A正確； B．28 g晶體硅中n(Si)=，在晶體Si中，每個Si原子與相鄰的4個Si原子形成4個Si-Si鍵，每個Si-Si鍵由2個Si原子共用，則28 g晶體硅中含Si-Si鍵的數(shù)目為2NA，B錯誤； C．12 g金剛石中含有C原子的物質(zhì)的量是1 mol，在金剛石中，每個C原子與相鄰的4個C原子形成4個C-C鍵，每個C-C鍵由2個C原子共用，則在含有1 mol C原子金剛石中含有C-C的物質(zhì)的量是2 mol，故其中含有的C-C的個數(shù)為2NA，C錯誤； D．60 g SiO2的物質(zhì)的量為1 mol，在二氧化硅晶體中，平均每個硅原子與相鄰的4個O原子形成4個Si-O鍵，則60 g SiO2中含Si-O鍵的個數(shù)為4NA，D錯誤； 故合理選項(xiàng)是A。 16．（2023·高二課時練習(xí)）下表給出了幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)： 下列說法中，錯誤的是A．是分子晶體 B．單質(zhì)B可能是共價晶體 C．時，呈氣態(tài) D．水溶液不能導(dǎo)電 【答案】D 【詳解】A．由題表中所給熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，的熔、沸點(diǎn)最低，應(yīng)為分子晶體，A正確； B．單質(zhì)B的熔、沸點(diǎn)最高，可能為共價晶體,B正確； C．的沸點(diǎn)是，則時，呈氣態(tài)，C正確； D．屬于易溶的離子晶體，水溶液能導(dǎo)電，D錯誤； 故答案選D。 17．（2022春·吉林長春·高二長春外國語學(xué)校?？茧A段練習(xí)）金剛石、石墨、C60和石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖所示，下列說法不正確的是 A．金剛石和石墨烯中碳原子的雜化方式不同 B．金剛石、石墨、C60和石墨烯的關(guān)系：互為同素異形體 C．這四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2 D．石墨與C60的晶體類型相同 【答案】D 【詳解】A．金剛石中每個碳原子形成4個C—Cσ鍵，金剛石中碳原子采取sp3雜化，石墨烯中每個碳原子形成3個碳碳σ鍵，碳原子上沒有孤電子對，石墨烯中碳原子采取sp2雜化，A項(xiàng)正確； B．金剛石、石墨、C60和石墨烯是碳元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，B項(xiàng)正確； C．金剛石、石墨、C60和石墨烯是碳元素形成的不同單質(zhì)，四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2，C項(xiàng)正確； D．石墨屬于混合型晶體，C60屬于分子晶體，石墨和C60的晶體類型不同，D項(xiàng)錯誤； 答案選D。 18．（2022春·吉林·高二校聯(lián)考期末）下列各組物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型相同，形成的晶體類型也相同的是 A．和 B．和 C．和 D．KCl和HCl 【答案】B 【詳解】A．SiO2和 CO2均有共價鍵，SiO2為原子晶體、 CO2為分子晶體，A錯誤； B．N2H4和H2O2均含有共價鍵，且都屬于分子晶體，B正確； C．Na2O2含有離子鍵和共價鍵， MgCl2含有離子鍵，二者均屬于離子晶體，C錯誤； D．KCl含有離子鍵，屬于離子晶體，HCl含有共價鍵，屬于分子晶體，D錯誤； 故答案選B。 填空題 Ⅰ.夯實(shí)基礎(chǔ)篇 19．（2022·高一課前預(yù)習(xí)）共價晶體 【答案】???? 共價鍵???? 空間網(wǎng)狀???? 原子???? 共價鍵???? 高???? 大 【解析】略 20．（2022春·廣東江門·高二新會陳經(jīng)綸中學(xué)?？计谥校┨际且环N非常神奇的元素，它有著像C60、石墨和金剛石等這樣結(jié)構(gòu)和性質(zhì)截然不同的單質(zhì)，如下圖所示，碳還是構(gòu)成有機(jī)物的基本元素。請回答下列問題： (1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為___________。 (2)石墨屬于___________晶體。 (3)金剛石中碳原子數(shù)目與C-C鍵數(shù)目之比為___________。 (4)青蒿素是從植物青蒿中提取的有機(jī)物，用于抗瘧疾的藥物。分子結(jié)構(gòu)如下圖所示，則青蒿素分子中含有___________個手性碳原子。 【答案】(1)同素異形體 (2)混合 (3)1：2 (4)7 【解析】（1） 金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素形成的不同單質(zhì)，同種元素形成的不同單質(zhì)互稱同素異形體； （2） 石墨屬于混合晶體； （3） 金剛石中每個C原子形成4個C-C鍵，屬于這個碳原子的C-C鍵與、只有一半，故一個C原子形成2個C-C鍵，碳原子數(shù)目與C-C鍵數(shù)目之比為1:2； （4） C原子上所連的4個原子或原子團(tuán)各不相同的C為手性C原子，如圖所示，共7個：。 21．（2022春·山西呂梁·高二校聯(lián)考階段練習(xí)）干冰和二氧化硅的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。試回答下列問題： (1)干冰和二氧化硅晶體的熔點(diǎn)大小順序?yàn)開______(填化學(xué)式)。 (2)二氧化硅晶體中，每個si原子周圍結(jié)合_______個O原子，同時每個O原子跟_______個Si原子相結(jié)合；該晶體中最小的環(huán)是由_______個Si原子和_______個O原子組成的______元環(huán)。 (3)若干冰分子的摩爾質(zhì)量為M，晶體的密度為，阿伏加德羅常數(shù)為，則該晶體晶胞的邊長為_______cm。 【答案】(1) (2)???? 4???? 2???? 6???? 6???? 12 (3) 【解析】(1) SiO2是原子晶體，干冰為固體CO2，是分子晶體，原子晶體熔點(diǎn)大于分子晶體，所以SiO2>CO2； (2) 根據(jù)硅和O原子成鍵，一個Si原子周圍4個鍵，O周圍2個鍵，Si周圍是4個O原子、每個O原子周圍是2個Si原子，根據(jù)圖中信息最小環(huán)為6個O原子，6個Si原子組成的十二元環(huán)； (3) 一個晶胞中二氧化碳的個數(shù)為：8×+6×=4，一個晶胞的質(zhì)量為，設(shè)晶胞的邊長為acm，晶胞的體積為a3cm3，計算ρ=，則得V=，a3=，則a=。 Ⅱ.能力提升篇 22．（2022·全國·高二專題練習(xí)）常見晶體的結(jié)構(gòu)分析 (1)金剛石晶體 ①在晶體中每個碳原子以_______個共價單鍵與相鄰的_______個碳原子相結(jié)合，成為正四面體。 ②晶體中C-C-C夾角為_______，碳原子采取了_______雜化。 ③最小環(huán)上有_______個碳原子。 ④晶體中碳原子個數(shù)與C-C鍵數(shù)之比為_______。 ⑤在一個晶胞中，碳原子位于立方體的8個頂點(diǎn)、6個面心以及晶胞內(nèi)部，由“均攤法”可求出該晶胞中實(shí)際含有的碳原子數(shù)為_______。 (2)二氧化硅晶體 ①每個硅原子與相鄰的_______個氧原子以共價鍵相結(jié)合構(gòu)成_______結(jié)構(gòu)，硅原子在正四面體的中心，4個氧原子在正四面體的4個頂點(diǎn)。晶體中Si原子與O原子個數(shù)比為_______。 ②每個Si原子與4個O原子成鍵，每個O原子與_______個Si原子成鍵，最小的環(huán)是_______元環(huán)。 ③每個最小的環(huán)實(shí)際擁有的硅原子為_______，氧原子數(shù)為_______。 ④1molSiO2晶體中含Si-O鍵數(shù)目為_______，在SiO2晶體中Si、O原子均采取_______雜化。 ⑤SiO2具有許多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造紅寶石、單晶硅、硅光電池、芯片和光導(dǎo)纖維的原料。 【答案】(1)???? 四???? 4???? 109°28'???? sp3???? 6???? 1：2???? 8 (2)???? 4???? 正四面體???? 1∶2???? 2???? 12???? 1/2???? 1???? 4NA???? sp3 【解析】略 23．（2021·全國·高三專題練習(xí)）單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考表中數(shù)據(jù)。 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷晶體硼的晶體類型屬于__晶體。 (2)請解釋金剛石的熔沸點(diǎn)高于晶體硅的原因是__。 【答案】(1)原子 (2)C—C鍵長比Si—Si鍵長短，所以C—C鍵能比Si—Si鍵能大，熔化或汽化所需要的能量多，所以金剛石的熔、沸點(diǎn)比晶體硅高 【解析】(1) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知晶體硼熔沸點(diǎn)都很高，硬度也很大，是原子晶體的特性，故晶體硼屬于原子晶體，故答案為：原子； (2) 金剛石的熔沸點(diǎn)高于晶體硅的熔沸點(diǎn)是因?yàn)镃—C鍵長比Si—Si鍵長短，所以C—C鍵能比Si—Si鍵能大，熔化或汽化所需要的能量多，故答案為：C—C鍵長比Si—Si鍵長短，所以C—C鍵能比Si—Si鍵能大，熔化或汽化所需要的能量多，所以金剛石的熔、沸點(diǎn)比晶體硅高。 24．（2021·全國·高三專題練習(xí)）碳及其化合物廣泛存在于自然界中，回答下列問題： (1)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于___________晶體。 (2)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示： ①在石墨烯晶體中，每個C原子連接___________個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有___________個C原子。 ②在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個C原子連接___________個六元環(huán)，六元環(huán)中最多有___________個C原子在同一平面。 【答案】???? 分子???? 3???? 2???? 12???? 4 【詳解】(1)該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，說明熔沸點(diǎn)較低，所以為分子晶體； (2)①石墨烯晶體中，每個C原子被3個6元環(huán)共有，每個六元環(huán)占有的C原子數(shù)是6×1/3=2； ②在金剛石的晶體結(jié)構(gòu)中每個碳原子與周圍的4個碳原子形成四個碳碳單鍵，最小的環(huán)為6元環(huán)，每個單鍵為3個環(huán)共有，則每個C原子連接4×3=12個六元環(huán)，晶胞中共平面的原子如圖，共4個，所以六元環(huán)中最多有4個C原子共面。 25．（2021·全國·高二假期作業(yè)）碳元素的單質(zhì)有多種形式，如圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：回答下列問題： (1)C60屬于__晶體(填“金屬”、“分子”或“原子”，下同)，金剛石屬于__晶體。 (2)在金剛石晶體中，碳原子數(shù)與化學(xué)鍵數(shù)之比為__。 (3)石墨晶體中，層內(nèi)C—C鍵的鍵長為142pm，而金剛石中C—C鍵的鍵長為154pm。推測金剛石的熔點(diǎn)___(填“>”“

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高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修2電子課本

第二節(jié) 分子晶體與共價晶體

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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