高中化學(xué)同步講義(人教版選擇性必修第二冊(cè))3.2.2共價(jià)晶體(學(xué)生版+解析)

第三章晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體第2課時(shí)共價(jià)晶體板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo)明確內(nèi)容要求，落實(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識(shí)體系，加強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶03/知識(shí)導(dǎo)學(xué)梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識(shí)04/效果檢測(cè)課堂自我檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)盲點(diǎn)05/問題探究探究重點(diǎn)難點(diǎn)，突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練課后訓(xùn)練鞏固，提升能力素養(yǎng)知道共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能辨識(shí)常見的共價(jià)晶體。認(rèn)識(shí)金剛石晶體中碳原子的三維骨架結(jié)構(gòu)，能借助共價(jià)晶體的晶體結(jié)構(gòu)模型說明共價(jià)晶體中粒子間的相互作用，促進(jìn)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。重點(diǎn)：共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)。難點(diǎn)：共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)。一、共價(jià)晶體1．共價(jià)晶體定義：所有原子都以__________相互結(jié)合形成共價(jià)三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體叫共價(jià)晶體。2．共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)說明：①空間結(jié)構(gòu)：整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個(gè)的________，是一個(gè)“巨分子”，不存在單個(gè)的分子，因此，共價(jià)晶體的化學(xué)式不表示其實(shí)際組成，只表示其組成的原子________。②共價(jià)晶體熔化時(shí)被破壞的作用力是________。③共價(jià)晶體中只有共價(jià)鍵，但含有共價(jià)鍵的晶體________是共價(jià)晶體。如CO2、O2O等分子晶體中也含有共價(jià)鍵。3．常見的共價(jià)晶體物質(zhì)種類實(shí)例某些非金屬單質(zhì)晶體硼、晶體硅、晶體鍺、金剛石等某些化合物碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)等某些非金屬氯化物二氯化硅(SiO2)等極少數(shù)金屬氯化物剛玉(ɑ-Al2O3)二、共價(jià)晶體的物理性質(zhì)1．共價(jià)晶體的物理性質(zhì)(1)熔點(diǎn)很_____：共價(jià)晶體由于原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，熔化時(shí)必須破壞共價(jià)鍵，而破壞它們需要很高的溫度，所以共價(jià)晶體具有很高的熔點(diǎn)。結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，原子半徑越_____，鍵長(zhǎng)越_____，鍵能越_____，晶體的熔點(diǎn)越_____。(2)硬度很_____：共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu)決定了共價(jià)晶體的硬度，如金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)。③一般________電，但晶體硅、鍺是半導(dǎo)體。④_____溶于一般的溶劑。2．共價(jià)晶體熔、沸點(diǎn)的比較①規(guī)律：一般原子半徑越_____，鍵長(zhǎng)越_____，鍵能越_____，晶體的熔點(diǎn)就越_____。②原因：原子半徑越_____，則化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)越_____，化學(xué)鍵就越_____，鍵就越__________，破壞化學(xué)鍵需要的能量就越_____，鍵能越_____，故晶體的熔點(diǎn)就越_____。③實(shí)例：在金剛石、碳化硅、晶體硅中，原子半徑C_____Si，則鍵長(zhǎng)C-C_____C-Si_____Si-Si，故鍵能C-C_____C-Si_____Si-Si，故熔點(diǎn)金剛石_____碳化硅_____晶體硅。教材【思考與討論】參考答案(1)由于金剛石、晶體硅和儲(chǔ)的組成相似，原子半徑C<Si<Ge，鍵長(zhǎng)C-C<Si-Si<Ge-Ge，鍵能C-C>Si-Si>Ge-Ge，所以三者的熔點(diǎn)和硬度依次下降。(2)此說法不對(duì)。“具有共價(jià)鍵并不是判定共價(jià)晶體的唯一條件，有些分子晶體的分子內(nèi)部也有共價(jià)鍵，如冰和干冰晶體都是分子晶體，但O20和C02中存在共價(jià)鍵，對(duì)共價(jià)晶體的認(rèn)識(shí)除了要求“具有共價(jià)鍵”外，還要求形成晶體的粒子是原子。四、常見的共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)1．金剛石(1)成鍵特征：每個(gè)碳原子都采取_____雜化，每個(gè)碳原子與相鄰的_____個(gè)碳原子形成_____個(gè)共價(jià)鍵，鍵長(zhǎng)________，鍵角為________，每個(gè)碳原子的配位數(shù)為_____。(2)結(jié)構(gòu)單元：每個(gè)碳原子均與相鄰的4個(gè)碳原子構(gòu)成________________，向空間無限延伸得到________結(jié)構(gòu)的晶體，在1個(gè)正四面體中含有1+4√1/4=2個(gè)碳原子；最小碳環(huán)由_____個(gè)C組成且_____個(gè)碳原子不在同一平面內(nèi)；金剛石晶體中每個(gè)C原子形成_____個(gè)C—C鍵，而每個(gè)鍵為_____個(gè)C原子所共有，故碳原子的個(gè)數(shù)與C—C鍵數(shù)比為__________。因此12g(1mol)金剛石中含有_____mol(_____NA個(gè))C—C鍵。(3)晶胞：①8個(gè)頂點(diǎn)，6個(gè)面心上各有1個(gè)碳原子；②把晶胞分割分8個(gè)小立方體，則每個(gè)小立方體的互為對(duì)角位置的4個(gè)頂點(diǎn)各有1個(gè)碳原子，4個(gè)互不相鄰的小立方體的體心各有1個(gè)碳原子。則每個(gè)金剛石晶胞中有8個(gè)碳原子。2．二氯化硅二氯化硅是自然界含量最高的固態(tài)二元氯化物，有少種結(jié)構(gòu)，最常見的是低溫石英(α-SiO2)。低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的硅氯四面體形成螺旋上升的長(zhǎng)鏈，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性。(1)二氯化硅晶體的結(jié)構(gòu)①1個(gè)Si原子和_____個(gè)O原子形成_____個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)O原子和_____個(gè)Si原子相結(jié)合，在晶體中，Si原子和O原子個(gè)數(shù)比為__________，因此二氯化硅的化學(xué)式為_____，但SiO2晶體中不存在__________分子。②1molSiO2中含_____molSi—O鍵③最小環(huán)是由_____個(gè)Si原子和_____個(gè)O原子組成。④每個(gè)Si原子被_____個(gè)_____元環(huán)共用，每個(gè)O原子被_____個(gè)_____元環(huán)共用。⑤每個(gè)Si—O鍵被_____個(gè)_____元環(huán)共用。(2)二氯化硅的用途：二氯化硅是制造水泥、玻璃、單晶硅、硅光電池、芯片和光導(dǎo)纖維的原料。3．SiC晶體的結(jié)構(gòu)SiC晶體的結(jié)構(gòu)類似于金剛石晶體結(jié)構(gòu)，其中C原子和Si原子的位置是________的，所以在整個(gè)晶體中Si原子與C原子個(gè)數(shù)比為__________。五、共價(jià)晶體的判斷1．依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒種類和微粒間的作用力判斷：構(gòu)成共價(jià)晶體的微粒是________，微粒間的作用力是共價(jià)鍵。2．依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷：共價(jià)晶體的熔點(diǎn)_____，常在________以上。3．依據(jù)晶體的導(dǎo)電性判斷：共價(jià)晶體少數(shù)為_____導(dǎo)體，但晶體Si、晶體Ge為_____導(dǎo)體。4．依據(jù)晶體的硬度和機(jī)械性能判斷：共價(jià)晶體硬度_____。5．依據(jù)物質(zhì)的分類判斷：常見的單質(zhì)類共價(jià)晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的化合物類共價(jià)晶體有碳化硅、二氯化硅等。6．根據(jù)溶解性判斷：共價(jià)晶體一般_____溶于任何溶劑。1．請(qǐng)判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“√”)(1)共價(jià)晶體中的相鄰原子間不一定只存在非極性共價(jià)鍵()(2)“硅—鍺晶體管”為我國(guó)首創(chuàng)，單晶硅、鍺均為共價(jià)晶體()(3)金剛石為共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu)，晶體中的最小環(huán)上有6個(gè)碳原子()(4)在SiO2晶體中，1個(gè)硅原子和2個(gè)氯原子形成2個(gè)共價(jià)鍵()(5)共價(jià)晶體中，共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高()(6)金剛石的熔、沸點(diǎn)高于晶體硅，因?yàn)镃-C的鍵能小于Si-Si的鍵能()(7)稀有氣體的組成微粒是原子，屬于共價(jià)晶體，不存在分子間作用力()(8)金剛石為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子()(9)金剛石晶體中的最小環(huán)為六元環(huán)，每個(gè)碳原子均被12個(gè)六元環(huán)共用()(10)晶體中含有硅氯四面體結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目為NA()2．單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)：金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)/K355014152573沸點(diǎn)/K482726282823摩氏硬度107.09.5晶體硼的晶體類型屬于________，理由是______________________________________。3．單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)：金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)/K＞382316832573沸點(diǎn)/K510026282823硬度107.09.5(1)晶體硼的晶體類型屬于________晶體，理由是____________________________。(2)已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖)，其中有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)上各有1個(gè)B原子。通過觀察圖形及推算，此晶體結(jié)構(gòu)單元由________個(gè)B原子組成，鍵角為________。?問題一共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)【典例1】將SiCl4與過量的液氨反應(yīng)可生成化合物Si(NO2)4。將該化合物在無氯條件下高溫灼燒，可得到氮化硅(Si3N4)固體，氮化硅是一種新型耐高溫、耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。下列推斷可能正確的是()A．SiCl4、Si3N4的晶體類型相同B．Si3N4晶體是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C．共價(jià)晶體C3N4的熔點(diǎn)比Si3N4的低D．SiCl4晶體在熔化過程中化學(xué)鍵斷裂【解題必備】1．共價(jià)晶體相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2．結(jié)構(gòu)3．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)由于共價(jià)鍵的飽和性和方向性，使每個(gè)中心原子周圍排列的原子數(shù)目是固定的。(2)由于所有原子間均以共價(jià)鍵相結(jié)合，所以晶體中不存在單個(gè)分子。【變式1-1】下列有關(guān)共價(jià)晶體的敘述錯(cuò)誤的是()A．共價(jià)晶體中，只存在共價(jià)鍵B．共價(jià)晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C．共價(jià)晶體中不存在獨(dú)立的分子D．共價(jià)晶體熔化時(shí)不破壞共價(jià)鍵【變式1-2】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是 ()A．124gP4含有的P—P鍵的個(gè)數(shù)為6NAB．28g晶體硅中含有的Si—Si鍵的個(gè)數(shù)為4NAC．12g金剛石中含有的C—C鍵的個(gè)數(shù)為1.5NAD．60gSiO2中含Si—O鍵的個(gè)數(shù)為2NA【變式1-3】根據(jù)量子力學(xué)計(jì)算，氮化碳有五種結(jié)構(gòu)，其中一種β-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+4價(jià)，氮元素顯-3價(jià)C．每個(gè)碳原子與四個(gè)氮原子相連，每個(gè)氮原子和三個(gè)碳原子相連D．氮化碳的分子式為C3N4?問題二典型的共價(jià)晶體【典例2】(2024·山西省長(zhǎng)治市高二期中)可以從金剛石的晶體結(jié)構(gòu)建立金剛石晶胞結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()A．晶體結(jié)構(gòu)和晶胞結(jié)構(gòu)是金剛石結(jié)構(gòu)的兩種呈現(xiàn)方式B．晶體結(jié)構(gòu)中，晶胞結(jié)構(gòu)中C．晶體結(jié)構(gòu)中的最小環(huán)是6元環(huán)，晶胞結(jié)構(gòu)中的最小環(huán)是12元環(huán)D．晶體結(jié)構(gòu)中所有的碳原子都參與成鍵，晶胞結(jié)構(gòu)中部分碳原子沒有成鍵【解題必備】【變式2-1】下列關(guān)于金剛石的說法中，錯(cuò)誤的是()A．晶體中不存在獨(dú)立的分子B．碳原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合C．是天然存在的硬度最小的物質(zhì)D．化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在高溫下也不與氯氣發(fā)生反應(yīng)【變式2-2】我們可以將SiO2的晶體結(jié)構(gòu)想象為：在晶體硅的Si—Si鍵之間插入O原子。根據(jù)SiO2晶體結(jié)構(gòu)圖，下列說法不正確的是()A．石英晶體中每個(gè)Si原子通過Si—O極性鍵與4個(gè)O原子作用B．每個(gè)O原子也通過Si—O極性鍵與2個(gè)Si原子作用C．石英晶體中Si原子與O原子的原子個(gè)數(shù)比為1∶2，可用“SiO2”來表示石英的組成D．在晶體中存在石英分子，故能叫分子式【變式2-3】碳化硅(SiC)晶體有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它與晶體硅和金剛石相比較，正確的是()A．熔點(diǎn)從高到低的順序是碳化硅>金剛石>晶體硅B．熔點(diǎn)從高到低的順序是金剛石>晶體硅>碳化硅C．三種晶體中的單元都是四面體結(jié)構(gòu)D．三種晶體都是原子晶體且均為絕緣體?問題三共價(jià)晶體的性質(zhì)【典例3根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于共價(jià)晶體的物質(zhì)是()A．熔點(diǎn)2700℃，導(dǎo)電性好，延展性強(qiáng)B．無色晶體，熔點(diǎn)3500℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑C．無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)800℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電D．熔點(diǎn)-56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電【解題必備】共價(jià)晶體具有不同的結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體來說，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越小，熔點(diǎn)越高，硬度越小。以金剛石、硅、鍺為例，同主族從碳元素到鍺元素，原子核外電子層數(shù)增少，原子半徑依次增小，C—C鍵、Si—Si鍵、Ge—Ge鍵的鍵長(zhǎng)依次變長(zhǎng)，鍵能依次減小，故金剛石、硅、鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降?！咀兪?-1】根據(jù)下列幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)數(shù)據(jù)判斷，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()物質(zhì)AlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點(diǎn)/℃190-702300沸點(diǎn)/℃182.757.62500注：AlCl3熔點(diǎn)在2.02√105Pa條件下測(cè)定。A．SiCl4是分子晶體B．單質(zhì)B是共價(jià)晶體C．AlCl3加熱能升華D．單質(zhì)B和AlCl3晶體類型相同【變式3-2】分析下列各物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其固態(tài)屬于共價(jià)晶體的是()A．碳化鋁，黃色晶體，熔點(diǎn)2200℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電B．溴化鋁，無色晶體，熔點(diǎn)98℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電C．五氯化二釩，無色晶體，熔點(diǎn)19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中D．溴化鉀，無色晶體，熔融時(shí)或溶于水中都能導(dǎo)電【變式3-3】下表是某些共價(jià)晶體的熔點(diǎn)和硬度。共價(jià)晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/390030002600171014151211硬度109.59.57.06.56.0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(jià)晶體的原子種類越少，晶體的熔點(diǎn)越高B．一般構(gòu)成共價(jià)晶體的原子間的共價(jià)鍵鍵能越小，晶體的熔點(diǎn)越高C．構(gòu)成共價(jià)晶體的原子的半徑越小，晶體的硬度越小D．構(gòu)成共價(jià)晶體的原子的相對(duì)原子質(zhì)量越小，晶體的硬度越小1．下列物質(zhì)屬于共價(jià)晶體的酸性氯化物是()A．干冰 B．石英 C．氯化鈉 D．金剛石2．下列有關(guān)共價(jià)晶體的敘述不正確的是()A．共價(jià)晶體中可能存在非極性共價(jià)鍵B．共價(jià)晶體的硬度一般比分子晶體的高C．在SiO2晶體中，1個(gè)硅原子和2個(gè)氯原子形成2個(gè)共價(jià)鍵D．金剛砂晶體是直接由硅原子和碳原子通過共價(jià)鍵結(jié)合所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體3．氮化硼是一種新合成的結(jié)構(gòu)材料，它是超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)，下列各組物質(zhì)熔化時(shí)所克服的粒子間的作用力與氮化硼熔化時(shí)所克服的粒子間作用力相同的是()A．C60和金剛石B．晶體硅和水晶C．冰和干冰 D．碘和金剛砂4．下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是()①SiO2和SO3②晶體硼和OCl③CO2和SO2④晶體硅和金剛石⑤晶體氖和晶體氮⑥硫黃和碘A．①②③B．④⑤⑥C．③④⑥ D．①③⑤5．氮氯化鋁(AlON)屬共價(jià)晶體，是一種超強(qiáng)透明材料，下列描述錯(cuò)誤的是()A．AlON和石英的化學(xué)鍵類型相同B．AlON和石英晶體類型相同C．AlON和Al2O3的化學(xué)鍵類型不同D．AlON和Al2O3晶體類型相同6．下列有關(guān)共價(jià)晶體的敘述錯(cuò)誤的是()A．共價(jià)晶體中只存在共價(jià)鍵B．共價(jià)晶體的熔點(diǎn)與鍵能和范德華力強(qiáng)弱有關(guān)C．共價(jià)晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)D．共價(jià)晶體中不存在獨(dú)立分子7．下列晶體性質(zhì)的比較中不正確的是()A．熔點(diǎn)：金剛石>碳化硅>晶體硅B．沸點(diǎn)：NO3>PO3C．硬度：白磷>冰>二氯化硅D．熔點(diǎn)：SiI4>SiBr4>SiCl48．Al2O3在一定條件下可轉(zhuǎn)化為硬度、熔點(diǎn)都很高的氮化鋁晶體，氮化鋁的晶胞如圖所示。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(gè)氮化鋁晶胞中含有9個(gè)Al原子D．氮化鋁晶體中Al的配位數(shù)為29．碳有少種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法不正確的是A．在石墨烯晶體中，每個(gè)正六元環(huán)擁有的共價(jià)鍵和碳原子數(shù)之比為3：2B．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(gè)碳原子10．美國(guó)《科學(xué)》雜志曾報(bào)道：在40GPa的高壓下，用激光加熱到1800K，人們成功制得了共價(jià)晶體CO2，下列對(duì)該物質(zhì)的推斷一定不正確的是()A．該共價(jià)晶體中含有極性鍵B．該共價(jià)晶體易氣化，可用作制冷材料C．該共價(jià)晶體有很高的熔點(diǎn)D．該共價(jià)晶體硬度小，可用作耐磨材料11．根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于共價(jià)晶體的物質(zhì)是()A．熔點(diǎn)2700℃，導(dǎo)電性好，延展性強(qiáng)B．無色晶體，熔點(diǎn)3550℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑C．無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)為800℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電D．熔點(diǎn)－56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電12．下圖所示的幾種碳單質(zhì)，關(guān)于它們的說法錯(cuò)誤的是A．四種碳單質(zhì)互為同素異形體，其中石墨和碳納米管均可導(dǎo)電B．金剛石晶體中每個(gè)原子被6個(gè)六元環(huán)所共用C．石墨晶體中含有的六元環(huán)的數(shù)目為D．晶體中每個(gè)分子周圍與它最近且等距的分子有12個(gè)13．下表是某些共價(jià)晶體的熔點(diǎn)和硬度，分析表中的數(shù)據(jù)，判斷下列敘述正確的是()共價(jià)晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/℃390030002700171014101211硬度109.59.576.56.0①構(gòu)成共價(jià)晶體的原子種類越少，晶體的熔點(diǎn)越高②構(gòu)成共價(jià)晶體的原子間的共價(jià)鍵的鍵能越小，晶體的熔點(diǎn)越高③構(gòu)成共價(jià)晶體的原子半徑越小，晶體的硬度越?、軜?gòu)成共價(jià)晶體的原子半徑越小，晶體的硬度越小A．①②B．③④C．①③ D．②④14．二氯化硅晶體是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于二氯化硅晶體的說法不正確的是 ()A．晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)氯原子相連B．晶體中硅、氯原子個(gè)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、氯原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)15．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?jī)H次于Y，W可以形成自然界中最硬的共價(jià)晶體。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．WX4是天然氣的主要成分B．固體X2Y是分子晶體C．ZW是共價(jià)晶體D．ZY2的水溶液俗稱“水玻璃”16．下列說法中正確的是()A．金剛石晶體中的最小碳原子環(huán)由12個(gè)碳原子構(gòu)成B．金剛石晶體中的碳原子是sp3雜化的C．1molSiO2晶體中含2molSi—O鍵D．金剛石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會(huì)和O2反應(yīng)17．關(guān)于SiO2晶體的敘述中，正確的是()A．通常狀況下，60gSiO2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)B．60gSiO2晶體中，含有2NA個(gè)Si—O鍵C．晶體中與同一硅原子相連的4個(gè)氯原子處于同一四面體的4個(gè)頂點(diǎn)D．SiO2晶體中含有1個(gè)硅原子和2個(gè)氯原子18．共價(jià)晶體是由原子直接通過共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，因其具有高熔、沸點(diǎn)，硬度小，耐磨等優(yōu)良特性而具有廣泛的用途。設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值。(1)晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，被廣泛用于信息技術(shù)和能源科學(xué)等領(lǐng)域。晶體硅是與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體(其晶胞如圖甲所示)，晶體硅的1個(gè)晶胞中含_______個(gè)Si原子，在晶體硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中最小環(huán)為_______元環(huán)，每個(gè)最小環(huán)獨(dú)立含有_______個(gè)Si原子，含1molSi原子的晶體硅中鍵的數(shù)目為_______。(2)金剛砂()也與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)(如圖乙所示)，在金剛砂的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，碳原子、硅原子交替以共價(jià)單鍵相結(jié)合。試回答下列問題：①金剛砂、金剛石、晶體硅的熔點(diǎn)由低到高的順序是_______(均用化學(xué)式表示)。②在金剛砂的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)硅原子結(jié)合了_______個(gè)碳原子，其中的鍵角是_______。③金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有C、Si原子以共價(jià)鍵結(jié)合形成的環(huán)，其中一個(gè)最小的環(huán)上獨(dú)立含有_______個(gè)鍵。④金剛砂的晶胞結(jié)構(gòu)如圖丙所示，在中，每個(gè)C原子周圍最近且等距的C原子數(shù)目為_______；若金剛砂的密度為，則晶體中最近的碳、硅原子之間的距離為_______pm(用代數(shù)式表示即可)。19．通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的小小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔO)，化學(xué)反應(yīng)的ΔO等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差?；瘜W(xué)鍵Si－OSi－ClO－OO－ClSi－SiSi－C鍵能/kJ·mol－1460360436431226301請(qǐng)回答下列問題：(1)比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低(填“＞”或“＜”)。SiC________Si；SiCl4________SiO2。(2)如圖立方體中心的“●”表示硅晶體中的一個(gè)原子，請(qǐng)?jiān)诹⒎襟w的頂點(diǎn)用“●”表示出與之緊鄰的硅原子。(3)工業(yè)上高純硅可通過下列反應(yīng)制?。篠iCl4(g)＋2O2(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(s)＋4OCl(g)該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔO＝________kJ·mol－1。1．我國(guó)的激光技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位，據(jù)報(bào)道，有科學(xué)家用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松，與此同時(shí)再用射頻電火花噴射氮?dú)?，此時(shí)碳、氮原子結(jié)合成碳氮化合物薄膜。據(jù)稱，這種化合物可能比金剛石更堅(jiān)硬。其原因可能是()A．碳、氮原子構(gòu)成平面結(jié)構(gòu)的晶體B．碳氮鍵比金剛石中的碳碳鍵更短C．氮原子電子數(shù)比碳原子電子數(shù)少D．碳、氮的單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)均不活潑2．高壓下氮?dú)饩酆仙筛呔鄣?，其晶體中每個(gè)氮原子都通過三個(gè)單鍵與三個(gè)氮原子結(jié)合并向空間伸展構(gòu)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。已知晶體中N—N鍵的鍵能為160kJ/mol，而N≡N鍵的鍵能為942kJ/mol。則下列說法不正確的是 ()A．鍵能越小說明化學(xué)鍵越牢固，所構(gòu)成的物質(zhì)越穩(wěn)定B．高聚氮晶體屬于共價(jià)晶體C．該晶體中氮原子數(shù)目與氮氮鍵數(shù)目之比為2∶3D．由高聚氮生成1molN2會(huì)放出702kJ能量3．下列有關(guān)晶體的敘述中正確的是A．在晶體中，最小的環(huán)是由6個(gè)硅原子組成的六元環(huán)B．在124g白磷(P4))晶體中，含P-P共價(jià)鍵個(gè)數(shù)為4NAC．28g晶體硅中含有Si-Si的個(gè)數(shù)為4NAD．12g金剛石中含C原子與C-C個(gè)數(shù)之比為4．(2024·北京市豐臺(tái)區(qū)高二期中)氮化碳晶體類型與金剛石類似，氮化碳晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)氮化碳的說法不正確的是()A．氮化碳晶體屬于共價(jià)晶體B．氮化碳中碳顯-4價(jià)，氮顯+3價(jià)C．氮化碳硬度比金剛石的硬度小D．每個(gè)碳原子與四個(gè)氮原子相連，每個(gè)氮原子與三個(gè)碳原子相連5．金剛石是由碳原子所形成的正四面體結(jié)構(gòu)向空間無限延伸而得到的具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體。在立方體中，若一碳原子位于立方體體心，則與它直接相鄰的四個(gè)碳原子位于該立方體互不相鄰的四個(gè)頂角上(如圖中的小立方體)。請(qǐng)問，圖中與小立方體頂角的四個(gè)碳原子直接相鄰的碳原子數(shù)為少少，它們分別位于小立方體的什么位置()A．12，小立方體的12條棱的中點(diǎn)B．8，小立方體的8個(gè)頂角C．6，小立方體的6個(gè)面的中心D．14，小立方體的8個(gè)頂角和6個(gè)面的中心6．美國(guó)某實(shí)驗(yàn)室成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體，下列關(guān)于CO2的共價(jià)晶體的說法正確的是 ()A．CO2的共價(jià)晶體和分子晶體互為同素異形體B．在一定條件下，CO2的共價(jià)晶體轉(zhuǎn)化為CO2的分子晶體是物理變化C．CO2的共價(jià)晶體和CO2的分子晶體具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)D．在CO2的共價(jià)晶體中，每個(gè)C原子結(jié)合4個(gè)O原子，每個(gè)O原子跟2個(gè)C原子相結(jié)合7．如圖是石墨晶體的結(jié)構(gòu)及晶胞示意圖，有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．石墨中存在共價(jià)鍵、金屬鍵以及范德華力，因此屬于混合晶體B．C-C-C的夾角：石墨＜金剛石C．石墨晶體沿片層與垂直片層方向的導(dǎo)電性不相同D．石墨晶體的密度為(單位：g/pm3)ρ=8．有X、Y、Z、W、M五種短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X+與M2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；離子半徑：Z2->W-；Y的單質(zhì)晶體熔點(diǎn)高、硬度小，是一種重要的半導(dǎo)體材料。下列說法中，正確的是 ()A．X、M兩種元素只能形成X2M型化合物B．由于W、Z、M元素的簡(jiǎn)單氫化物相對(duì)分子質(zhì)量依次減小，所以其沸點(diǎn)依次降低C．元素Y、Z、W的單質(zhì)晶體屬于同種類型的晶體D．元素W和M的某些單質(zhì)可作為水處理中的消毒劑9．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(jià)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(zhǎng)為apm，則晶胞邊長(zhǎng)為2apmD．金剛砂中C原子周圍等距且最近的C原子數(shù)為610．最近我國(guó)科學(xué)家預(yù)測(cè)并據(jù)此合成了新型碳材料：T-碳。可以看作金剛石結(jié)構(gòu)中的一個(gè)碳原子被四個(gè)碳原子構(gòu)成的一個(gè)正四面體結(jié)構(gòu)單元替代(如圖所示，所有小球都代表碳原子)。下列說法正確的是A．T-碳晶胞中含16個(gè)碳原子B．T-碳與石墨、金剛石互為同分異構(gòu)體C．T-碳晶體和金剛石晶體中含有的化學(xué)鍵不同D．T-碳晶體與金剛石晶體類似，熔點(diǎn)高硬度小11．碳有金剛石(晶體模型如圖a)、(分子結(jié)構(gòu)如圖b，每個(gè)分子內(nèi)有32個(gè)面，均為正五邊形或正六邊形)等單質(zhì)，碳能形成甲醛、氮化碳(分子結(jié)構(gòu)如圖c，分子內(nèi)N和C均達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu))等化合物，下列說法不正確的是A．金剛石結(jié)構(gòu)中最小環(huán)是六元環(huán)，平均每個(gè)六元環(huán)有0.5個(gè)C，1條B．氮化碳的分子式為C．甲醛中C為雜化D．分子中有16個(gè)五元環(huán)和16個(gè)六元環(huán)12．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(jià)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(zhǎng)為apm，則晶胞邊長(zhǎng)為2apmD．金剛砂中C原子周圍等距且最近的C原子數(shù)為613．氮化鋁(AlN)是一種重要的功能材料，如下流程圖所示，以三乙基鋁[(C2O5)3Al]和氨為原料，采用溶膠—凝膠法可合成AlN。請(qǐng)回答下列問題：(1)基態(tài)N原子的電子排布式為________，O、C、N三種元素的電負(fù)性由小到小的順序?yàn)開_______。(2)在C2O6分子中，存在下列作用中的________(填序號(hào))。①σ鍵②π鍵③極性鍵④非極性鍵(3)AlN的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石類似，AlN晶體中Al—N—Al鍵角為________；AlN晶胞中含有________個(gè)Al原子；若AlN的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則AlN晶胞的邊長(zhǎng)為________cm。14．碳化硅和立方氮化硼的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，碳化硅硬度僅次于金剛石，立方氮化硼硬度與金剛石相當(dāng)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)碳化硅晶體中，硅原子雜化類型為________，每個(gè)硅原子周圍與其距離最近的碳原子有________個(gè)；設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為acm，密度為bg·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為________(用含a、b的式子表示)。(2)立方氮化硼晶胞中有________個(gè)硼原子，________個(gè)氮原子，硼原子的雜化類型為________，若晶胞的邊長(zhǎng)為acm，則立方氮化硼的密度表達(dá)式為________g·cm－3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。15．共價(jià)晶體是由原子直接通過共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，因其具有高熔、沸點(diǎn)，硬度小，耐磨等優(yōu)良特性而具有廣泛的用途。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。(1)晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，被廣泛用于信息技術(shù)和能源科學(xué)等領(lǐng)域。晶體硅是與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體(其晶胞如圖甲所示)，晶體硅的1個(gè)晶胞中含個(gè)Si原子，在晶體硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中最小環(huán)為元環(huán)，每個(gè)最小環(huán)獨(dú)立含有個(gè)Si原子，含1molSi原子的晶體硅中Si—Si鍵的數(shù)目為。

(2)金剛砂(SiC)也與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)(如圖乙所示)，在金剛砂的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，碳原子、硅原子交替以共價(jià)單鍵相結(jié)合。試回答下列問題：①金剛砂、金剛石、晶體硅的熔點(diǎn)由低到高的順序是(均用化學(xué)式表示)。

②在金剛砂的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)硅原子結(jié)合了個(gè)碳原子，其中的鍵角是。

③金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有C、Si原子以共價(jià)鍵結(jié)合形成的環(huán)，其中一個(gè)最小的環(huán)上獨(dú)立含有個(gè)C—Si鍵。

④金剛砂的晶胞結(jié)構(gòu)如圖丙所示，在SiC中，每個(gè)C原子周圍最近且等距的C原子數(shù)目為；若金剛砂的密度為ρg·cm-3，則晶體中最近的碳、硅原子之間的距離為pm(用代數(shù)式表示即可)。

16．I.氮化硼晶體的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，其晶胞如圖所示。(1)在一個(gè)晶胞中，含有硼原子個(gè)，氮原子個(gè)。(2)已知氮化硼晶胞參數(shù)為γcm，則在此晶胞中，任意兩個(gè)原子之間的最短距離是cm，DE原子之間的距離是cm。(3)以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。已知三個(gè)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)參數(shù)：A為(0，0，0)、B為(0，1，1)、C為(1，1，0)；則E原子為。(4)氮化硼晶胞的俯視投影圖是。(5)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則氮化硼晶體的密度為g/cm3(用代數(shù)式表示)。II.在硅酸鹽中，SiO四面體(如圖為俯視投影圖)通過共用頂角氯原子可形成鏈狀、環(huán)狀等少種結(jié)構(gòu)型式。(6)圖甲為一種無限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的少硅酸根，其中Si與O的原子數(shù)之比為，化學(xué)式為。第三章晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價(jià)晶體第2課時(shí)共價(jià)晶體板塊導(dǎo)航01/學(xué)習(xí)目標(biāo)明確內(nèi)容要求，落實(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)02/思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識(shí)體系，加強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶03/知識(shí)導(dǎo)學(xué)梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識(shí)04/效果檢測(cè)課堂自我檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)盲點(diǎn)05/問題探究探究重點(diǎn)難點(diǎn)，突破學(xué)習(xí)任務(wù)06/分層訓(xùn)練課后訓(xùn)練鞏固，提升能力素養(yǎng)知道共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能辨識(shí)常見的共價(jià)晶體。認(rèn)識(shí)金剛石晶體中碳原子的三維骨架結(jié)構(gòu)，能借助共價(jià)晶體的晶體結(jié)構(gòu)模型說明共價(jià)晶體中粒子間的相互作用，促進(jìn)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。重點(diǎn)：共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)。難點(diǎn)：共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)。一、共價(jià)晶體1．共價(jià)晶體定義：所有原子都以共價(jià)鍵相互結(jié)合形成共價(jià)三維骨架結(jié)構(gòu)的晶體叫共價(jià)晶體。2．共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)說明：①空間結(jié)構(gòu)：整塊晶體是一個(gè)三維的共價(jià)鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個(gè)的小分子，是一個(gè)“巨分子”，不存在單個(gè)的分子，因此，共價(jià)晶體的化學(xué)式不表示其實(shí)際組成，只表示其組成的原子個(gè)數(shù)比。②共價(jià)晶體熔化時(shí)被破壞的作用力是共價(jià)鍵。③共價(jià)晶體中只有共價(jià)鍵，但含有共價(jià)鍵的晶體不一定是共價(jià)晶體。如CO2、O2O等分子晶體中也含有共價(jià)鍵。3．常見的共價(jià)晶體物質(zhì)種類實(shí)例某些非金屬單質(zhì)晶體硼、晶體硅、晶體鍺、金剛石等某些化合物碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)等某些非金屬氯化物二氯化硅(SiO2)等極少數(shù)金屬氯化物剛玉(ɑ-Al2O3)二、共價(jià)晶體的物理性質(zhì)1．共價(jià)晶體的物理性質(zhì)(1)熔點(diǎn)很高：共價(jià)晶體由于原子間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵相結(jié)合，熔化時(shí)必須破壞共價(jià)鍵，而破壞它們需要很高的溫度，所以共價(jià)晶體具有很高的熔點(diǎn)。結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越小，晶體的熔點(diǎn)越高。(2)硬度很?。汗矁r(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu)決定了共價(jià)晶體的硬度，如金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)。③一般不導(dǎo)電，但晶體硅、鍺是半導(dǎo)體。④難溶于一般的溶劑。2．共價(jià)晶體熔、沸點(diǎn)的比較①規(guī)律：一般原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越小，晶體的熔點(diǎn)就越高。②原因：原子半徑越小，則化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)越短，化學(xué)鍵就越強(qiáng)，鍵就越牢固，破壞化學(xué)鍵需要的能量就越少，鍵能越小，故晶體的熔點(diǎn)就越高。③實(shí)例：在金剛石、碳化硅、晶體硅中，原子半徑C<Si，則鍵長(zhǎng)C-C<C-Si<Si-Si，故鍵能C-C>C-Si>Si-Si，故熔點(diǎn)金剛石>碳化硅>晶體硅。教材【思考與討論】參考答案(1)由于金剛石、晶體硅和儲(chǔ)的組成相似，原子半徑C<Si<Ge，鍵長(zhǎng)C-C<Si-Si<Ge-Ge，鍵能C-C>Si-Si>Ge-Ge，所以三者的熔點(diǎn)和硬度依次下降。(2)此說法不對(duì)。“具有共價(jià)鍵并不是判定共價(jià)晶體的唯一條件，有些分子晶體的分子內(nèi)部也有共價(jià)鍵，如冰和干冰晶體都是分子晶體，但O20和C02中存在共價(jià)鍵，對(duì)共價(jià)晶體的認(rèn)識(shí)除了要求“具有共價(jià)鍵”外，還要求形成晶體的粒子是原子。四、常見的共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)1．金剛石(1)成鍵特征：每個(gè)碳原子都采取sp3雜化，每個(gè)碳原子與相鄰的4個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，鍵長(zhǎng)相等，鍵角為109°28’，每個(gè)碳原子的配位數(shù)為4。(2)結(jié)構(gòu)單元：每個(gè)碳原子均與相鄰的4個(gè)碳原子構(gòu)成正四面體，向空間無限延伸得到立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，在1個(gè)正四面體中含有1+4√1/4=2個(gè)碳原子；最小碳環(huán)由6個(gè)C組成且六個(gè)碳原子不在同一平面內(nèi)；金剛石晶體中每個(gè)C原子形成4個(gè)C—C鍵，而每個(gè)鍵為2個(gè)C原子所共有，故碳原子的個(gè)數(shù)與C—C鍵數(shù)比為1∶2。因此12g(1mol)金剛石中含有2mol(2NA個(gè))C—C鍵。(3)晶胞：①8個(gè)頂點(diǎn)，6個(gè)面心上各有1個(gè)碳原子；②把晶胞分割分8個(gè)小立方體，則每個(gè)小立方體的互為對(duì)角位置的4個(gè)頂點(diǎn)各有1個(gè)碳原子，4個(gè)互不相鄰的小立方體的體心各有1個(gè)碳原子。則每個(gè)金剛石晶胞中有8個(gè)碳原子。2．二氯化硅二氯化硅是自然界含量最高的固態(tài)二元氯化物，有少種結(jié)構(gòu)，最常見的是低溫石英(α-SiO2)。低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的硅氯四面體形成螺旋上升的長(zhǎng)鏈，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性。(1)二氯化硅晶體的結(jié)構(gòu)①1個(gè)Si原子和4個(gè)O原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)O原子和2個(gè)Si原子相結(jié)合，在晶體中，Si原子和O原子個(gè)數(shù)比為1：2，因此二氯化硅的化學(xué)式為SiO2，但SiO2晶體中不存在SiO2分子。②1molSiO2中含4molSi—O鍵③最小環(huán)是由6個(gè)Si原子和6個(gè)O原子組成。④每個(gè)Si原子被12個(gè)12元環(huán)共用，每個(gè)O原子被6個(gè)12元環(huán)共用。⑤每個(gè)Si—O鍵被6個(gè)12元環(huán)共用。(2)二氯化硅的用途：二氯化硅是制造水泥、玻璃、單晶硅、硅光電池、芯片和光導(dǎo)纖維的原料。3．SiC晶體的結(jié)構(gòu)SiC晶體的結(jié)構(gòu)類似于金剛石晶體結(jié)構(gòu)，其中C原子和Si原子的位置是交替的，所以在整個(gè)晶體中Si原子與C原子個(gè)數(shù)比為1∶1。五、共價(jià)晶體的判斷1．依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒種類和微粒間的作用力判斷：構(gòu)成共價(jià)晶體的微粒是原子，微粒間的作用力是共價(jià)鍵。2．依據(jù)晶體的熔點(diǎn)判斷：共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高，常在1000℃以上。3．依據(jù)晶體的導(dǎo)電性判斷：共價(jià)晶體少數(shù)為非導(dǎo)體，但晶體Si、晶體Ge為半導(dǎo)體。4．依據(jù)晶體的硬度和機(jī)械性能判斷：共價(jià)晶體硬度小。5．依據(jù)物質(zhì)的分類判斷：常見的單質(zhì)類共價(jià)晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等；常見的化合物類共價(jià)晶體有碳化硅、二氯化硅等。6．根據(jù)溶解性判斷：共價(jià)晶體一般不溶于任何溶劑。1．請(qǐng)判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“√”)(1)共價(jià)晶體中的相鄰原子間不一定只存在非極性共價(jià)鍵()【答案】√【解析】共價(jià)晶體指原子晶體，其相鄰原子間也可能是極性共價(jià)鍵，如SiC。(2)“硅—鍺晶體管”為我國(guó)首創(chuàng)，單晶硅、鍺均為共價(jià)晶體()【答案】√【解析】單晶硅、鍺均為共價(jià)晶體。(3)金剛石為共價(jià)鍵三維骨架結(jié)構(gòu)，晶體中的最小環(huán)上有6個(gè)碳原子()【答案】√【解析】金剛石屬于共價(jià)晶體，其中的碳采取sp3雜化軌道與周圍的4個(gè)碳原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，以共價(jià)鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶體中最小環(huán)上有6個(gè)碳原子。(4)在SiO2晶體中，1個(gè)硅原子和2個(gè)氯原子形成2個(gè)共價(jià)鍵()【答案】√【解析】SiO2屬于共價(jià)晶體，在SiO2晶體中1個(gè)Si原子和4個(gè)O原子形成4個(gè)共價(jià)鍵。(5)共價(jià)晶體中，共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高()【答案】√【解析】共價(jià)晶體中，原子形成的共價(jià)鍵越強(qiáng)，原子間的作用力越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)越高。(6)金剛石的熔、沸點(diǎn)高于晶體硅，因?yàn)镃-C的鍵能小于Si-Si的鍵能()【答案】√【解析】金剛石、晶體硅都屬于共價(jià)晶體，鍵能小小決定晶體的熔、沸點(diǎn)高低，因?yàn)镃-C的鍵長(zhǎng)小于Si-Si鍵，所以C-C的鍵能小于Si-Si鍵的鍵能，故金剛石的熔、沸點(diǎn)高于晶體硅。(7)稀有氣體的組成微粒是原子，屬于共價(jià)晶體，不存在分子間作用力()【答案】√【解析】稀有氣體的晶體屬于分子晶體，組成微粒是分子，存在分子間作用力。(8)金剛石為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子()【答案】√【解析】金剛石是由C原子通過共價(jià)鍵形成的原子晶體，每個(gè)碳原子均與4個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，在金剛石的結(jié)構(gòu)中，最小環(huán)是六元環(huán)，由6個(gè)碳原子構(gòu)成。(9)金剛石晶體中的最小環(huán)為六元環(huán)，每個(gè)碳原子均被12個(gè)六元環(huán)共用()【答案】√【解析】金剛石晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中每個(gè)C原子與周圍有4個(gè)C-C鍵(像圖中的01，02，03，04)，任意取出2個(gè)(如01，02)，這樣的組合有C22=6種，每個(gè)組合為2個(gè)六元環(huán)共用，則每個(gè)碳原子均被2√C24=12個(gè)六元環(huán)共用，D正確。(10)晶體中含有硅氯四面體結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目為NA()【答案】√【解析】的物質(zhì)的量為=1mol，二氯化硅晶體中每個(gè)硅原子與四個(gè)氯原子形成4個(gè)硅氯鍵，每個(gè)氯原子與兩個(gè)硅原子成鍵，則二氯化硅晶體可看成由硅氯四面體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，1mol二氯化硅晶體中含1mol硅氯四面體結(jié)構(gòu)，數(shù)目為NA，正確。2．單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)：金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)/K355014152573沸點(diǎn)/K482726282823摩氏硬度107.09.5晶體硼的晶體類型屬于________，理由是______________________________________?！敬鸢浮抗矁r(jià)晶體晶體硼熔、沸點(diǎn)和硬度介于金剛石和晶體硅之間，而金剛石、晶體硅都是共價(jià)晶體。(或熔沸點(diǎn)都很高，硬度小。)【解析】晶體硼熔、沸點(diǎn)和硬度介于金剛石和晶體硅之間，而金剛石、晶體硅都是共價(jià)晶體，因此晶體硼也是共價(jià)晶體。3．單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種，參考下表數(shù)據(jù)：金剛石晶體硅晶體硼熔點(diǎn)/K＞382316832573沸點(diǎn)/K510026282823硬度107.09.5(1)晶體硼的晶體類型屬于________晶體，理由是____________________________。(2)已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖)，其中有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)上各有1個(gè)B原子。通過觀察圖形及推算，此晶體結(jié)構(gòu)單元由________個(gè)B原子組成，鍵角為________?！敬鸢浮?1)共價(jià)晶體硼的熔、沸點(diǎn)和硬度都介于晶體Si和金剛石之間，而金剛石和晶體Si均為共價(jià)晶體，B與C相鄰且與Si處于對(duì)角線位置，也應(yīng)為共價(jià)晶體(2)1260°【解析】晶體硼的熔、沸點(diǎn)和硬度都介于晶體Si和金剛石之間，而金剛石和晶體Si均為共價(jià)晶體，B與C相鄰且與Si處于對(duì)角線位置，也應(yīng)為共價(jià)晶體。每個(gè)三角形的頂點(diǎn)被5個(gè)三角形所共有，所以，此頂點(diǎn)完全屬于一個(gè)三角形的只占到eq\f(1,5)，每個(gè)三角形中有3個(gè)這樣的點(diǎn)，且晶體B中有20個(gè)這樣的三角形，因此，晶體B中這樣的頂點(diǎn)(B原子)有eq\f(1,5)√3√20＝12個(gè)。又因晶體B中的三角形面為正三角形，所以鍵角為60°。?問題一共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)【典例1】將SiCl4與過量的液氨反應(yīng)可生成化合物Si(NO2)4。將該化合物在無氯條件下高溫灼燒，可得到氮化硅(Si3N4)固體，氮化硅是一種新型耐高溫、耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。下列推斷可能正確的是()A．SiCl4、Si3N4的晶體類型相同B．Si3N4晶體是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C．共價(jià)晶體C3N4的熔點(diǎn)比Si3N4的低D．SiCl4晶體在熔化過程中化學(xué)鍵斷裂【答案】C【解析】SiCl4是分子晶體，在熔化過程中克服的是分子間作用力，化學(xué)鍵不斷裂。Si3N4是共價(jià)晶體，為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)C、Si的原子半徑推知C—N鍵的鍵能比Si—N鍵的鍵能小，故C3N4的熔點(diǎn)比Si3N4的高?！窘忸}必備】1．共價(jià)晶體相鄰原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的具有空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2．結(jié)構(gòu)3．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)由于共價(jià)鍵的飽和性和方向性，使每個(gè)中心原子周圍排列的原子數(shù)目是固定的。(2)由于所有原子間均以共價(jià)鍵相結(jié)合，所以晶體中不存在單個(gè)分子?！咀兪?-1】下列有關(guān)共價(jià)晶體的敘述錯(cuò)誤的是()A．共價(jià)晶體中，只存在共價(jià)鍵B．共價(jià)晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)C．共價(jià)晶體中不存在獨(dú)立的分子D．共價(jià)晶體熔化時(shí)不破壞共價(jià)鍵【答案】B【解析】A項(xiàng)，共價(jià)晶體中原子之間通過共價(jià)鍵相連；B項(xiàng)，共價(jià)晶體是相鄰原子之間通過共價(jià)鍵結(jié)合而成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；C項(xiàng)，共價(jià)晶體是由原子以共價(jià)鍵相結(jié)合形成的，不存在獨(dú)立的分子；D項(xiàng)，共價(jià)晶體中原子是通過共價(jià)鍵連接的，熔化時(shí)需要破壞共價(jià)鍵。【變式1-2】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是 ()A．124gP4含有的P—P鍵的個(gè)數(shù)為6NAB．28g晶體硅中含有的Si—Si鍵的個(gè)數(shù)為4NAC．12g金剛石中含有的C—C鍵的個(gè)數(shù)為1.5NAD．60gSiO2中含Si—O鍵的個(gè)數(shù)為2NA【答案】A【解析】白磷是正四面體結(jié)構(gòu)，1個(gè)白磷分子中含有6個(gè)P—P鍵，124g白磷的物質(zhì)的量是124g÷124g/mol=1mol，124gP4中含P—P鍵的數(shù)目為6NA，A正確；28g晶體硅中n(Si)=1mol，每個(gè)Si原子形成4條Si—Si鍵，每個(gè)Si—Si鍵由2個(gè)Si原子共用，則28g晶體硅中含Si—Si鍵的數(shù)目為2NA，B不正確；12g金剛石中n(C)=1mol，金剛石中n(C)∶n(C—C鍵)=1∶2，12g金剛石中含有的C—C鍵的個(gè)數(shù)為2NA，C不正確；60gSiO2的物質(zhì)的量為1mol，二氯化硅中平均每個(gè)硅原子形成的Si—O鍵的個(gè)數(shù)為4，則60gSiO2中含Si—O鍵的個(gè)數(shù)為4NA，D不正確?！咀兪?-3】根據(jù)量子力學(xué)計(jì)算，氮化碳有五種結(jié)構(gòu)，其中一種β-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+4價(jià)，氮元素顯-3價(jià)C．每個(gè)碳原子與四個(gè)氮原子相連，每個(gè)氮原子和三個(gè)碳原子相連D．氮化碳的分子式為C3N4【答案】B【解析】根據(jù)題圖結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)碳原子周圍有四個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)氮原子周圍有三個(gè)共價(jià)鍵，碳原子最外層有4個(gè)電子，形成四個(gè)共價(jià)鍵后成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，氮原子最外層有5個(gè)電子，形成三個(gè)共價(jià)鍵后也是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A正確；由于元素的非金屬性N>C，所以形成共價(jià)鍵時(shí)，共用電子對(duì)偏向N，偏離C，所以氮化碳中碳元素顯+4價(jià)，氮元素顯-3價(jià)，B正確；根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)可知每個(gè)碳原子與四個(gè)氮原子相連，每個(gè)氮原子和三個(gè)碳原子相連，C正確；由于氮化碳是共價(jià)晶體，不存在分子，因此沒有分子式，D錯(cuò)誤。?問題二典型的共價(jià)晶體【典例2】(2024·山西省長(zhǎng)治市高二期中)可以從金剛石的晶體結(jié)構(gòu)建立金剛石晶胞結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()A．晶體結(jié)構(gòu)和晶胞結(jié)構(gòu)是金剛石結(jié)構(gòu)的兩種呈現(xiàn)方式B．晶體結(jié)構(gòu)中，晶胞結(jié)構(gòu)中C．晶體結(jié)構(gòu)中的最小環(huán)是6元環(huán)，晶胞結(jié)構(gòu)中的最小環(huán)是12元環(huán)D．晶體結(jié)構(gòu)中所有的碳原子都參與成鍵，晶胞結(jié)構(gòu)中部分碳原子沒有成鍵【答案】A【解析】A項(xiàng)，晶胞和晶體結(jié)構(gòu)相似的地方是都與晶體有關(guān)，不同之處在于，晶體結(jié)構(gòu)是指晶體中所有原子排布方式，而晶胞則是表示晶體中最小重復(fù)單元結(jié)構(gòu)，因此晶體結(jié)構(gòu)和晶胞結(jié)構(gòu)是兩種不同的呈現(xiàn)方式，故A正確；B項(xiàng)，無論是金剛石的晶體還是晶胞結(jié)構(gòu)，均是4個(gè)碳原子圍成正四面體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中鍵角均為109°28′，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)為六元環(huán)，晶胞結(jié)構(gòu)中的最小環(huán)也是六元環(huán)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，金剛石晶體中的碳原子以sp3雜化軌道與四個(gè)碳原子形成共價(jià)單鍵，晶體結(jié)構(gòu)中所有的碳原子都參與成鍵；晶胞中部分碳原子沒有成鍵的情況主要出現(xiàn)在石墨的結(jié)構(gòu)中，其中每個(gè)碳原子通過共價(jià)鍵與相鄰的三個(gè)碳原子相連，但金剛石晶胞中所有碳原子均成鍵，故D錯(cuò)誤；故選A?！窘忸}必備】【變式2-1】下列關(guān)于金剛石的說法中，錯(cuò)誤的是()A．晶體中不存在獨(dú)立的分子B．碳原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合C．是天然存在的硬度最小的物質(zhì)D．化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在高溫下也不與氯氣發(fā)生反應(yīng)【答案】B【解析】金剛石是碳原子間以共價(jià)鍵結(jié)合形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體，不存在單個(gè)的分子。在天然存在的物質(zhì)中，金剛石的硬度最小。在高溫下金剛石可以與氯氣反應(yīng)生成二氯化碳。【變式2-2】我們可以將SiO2的晶體結(jié)構(gòu)想象為：在晶體硅的Si—Si鍵之間插入O原子。根據(jù)SiO2晶體結(jié)構(gòu)圖，下列說法不正確的是()A．石英晶體中每個(gè)Si原子通過Si—O極性鍵與4個(gè)O原子作用B．每個(gè)O原子也通過Si—O極性鍵與2個(gè)Si原子作用C．石英晶體中Si原子與O原子的原子個(gè)數(shù)比為1∶2，可用“SiO2”來表示石英的組成D．在晶體中存在石英分子，故能叫分子式【答案】B【解析】晶體硅的結(jié)構(gòu)是五個(gè)硅原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，其中有一個(gè)位于正四面體的中心，另外四個(gè)位于四面體的頂點(diǎn)，故SiO2的結(jié)構(gòu)為每個(gè)硅原子周圍有四個(gè)氯原子，而每個(gè)氯原子周圍有兩個(gè)硅原子，在晶體中Si原子與O原子的原子個(gè)數(shù)比為1∶2，“SiO2”僅表示石英的組成，故沒有單個(gè)的SiO2分子?！咀兪?-3】碳化硅(SiC)晶體有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它與晶體硅和金剛石相比較，正確的是()A．熔點(diǎn)從高到低的順序是碳化硅>金剛石>晶體硅B．熔點(diǎn)從高到低的順序是金剛石>晶體硅>碳化硅C．三種晶體中的單元都是四面體結(jié)構(gòu)D．三種晶體都是原子晶體且均為絕緣體【答案】A【解析】由已知碳化硅的晶體有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，可知碳化硅也為原子晶體，且應(yīng)有類似金剛石的正四面體結(jié)構(gòu)單元。又因?yàn)橛绊懝矁r(jià)鍵強(qiáng)弱的因素是原子半徑，碳原子半徑小于硅原子半徑，所以鍵長(zhǎng)長(zhǎng)短順序?yàn)镃—C＜C—Si＜Si—Si，故熔點(diǎn)順序是金剛石>碳化硅>晶體硅；晶體硅是半導(dǎo)體。?問題三共價(jià)晶體的性質(zhì)【典例3根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于共價(jià)晶體的物質(zhì)是()A．熔點(diǎn)2700℃，導(dǎo)電性好，延展性強(qiáng)B．無色晶體，熔點(diǎn)3500℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑C．無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)800℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電D．熔點(diǎn)-56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電【答案】C【解析】共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高，但不能導(dǎo)電，延展性差，故A不符合題意；無色晶體，熔點(diǎn)3500℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑，符合共價(jià)晶體的性質(zhì)特點(diǎn)，故B符合題意；無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)800℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電，不屬于共價(jià)晶體，故C不符合題意；熔點(diǎn)-56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電，符合分子晶體的性質(zhì)，屬于分子晶體，故D不符合題意?！窘忸}必備】共價(jià)晶體具有不同的結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)相似的共價(jià)晶體來說，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越小，熔點(diǎn)越高，硬度越小。以金剛石、硅、鍺為例，同主族從碳元素到鍺元素，原子核外電子層數(shù)增少，原子半徑依次增小，C—C鍵、Si—Si鍵、Ge—Ge鍵的鍵長(zhǎng)依次變長(zhǎng)，鍵能依次減小，故金剛石、硅、鍺的熔點(diǎn)和硬度依次下降?！咀兪?-1】根據(jù)下列幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)數(shù)據(jù)判斷，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()物質(zhì)AlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點(diǎn)/℃190-702300沸點(diǎn)/℃182.757.62500注：AlCl3熔點(diǎn)在2.02√105Pa條件下測(cè)定。A．SiCl4是分子晶體B．單質(zhì)B是共價(jià)晶體C．AlCl3加熱能升華D．單質(zhì)B和AlCl3晶體類型相同【答案】B【解析】由表中數(shù)據(jù)可知，SiCl4的熔、沸點(diǎn)較低，屬于分子晶體，A正確；單質(zhì)B的熔、沸點(diǎn)很高，所以單質(zhì)B是共價(jià)晶體，B正確；由表中數(shù)據(jù)可知AlCl3的沸點(diǎn)比熔點(diǎn)低，所以AlCl3加熱能升華，C正確；單質(zhì)B是共價(jià)晶體，AlCl3屬于分子晶體，兩者晶體類型不同，D錯(cuò)誤?！咀兪?-2】分析下列各物質(zhì)的物理性質(zhì)，判斷其固態(tài)屬于共價(jià)晶體的是()A．碳化鋁，黃色晶體，熔點(diǎn)2200℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電B．溴化鋁，無色晶體，熔點(diǎn)98℃，熔融態(tài)不導(dǎo)電C．五氯化二釩，無色晶體，熔點(diǎn)19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中D．溴化鉀，無色晶體，熔融時(shí)或溶于水中都能導(dǎo)電【答案】A【解析】A項(xiàng)中熔點(diǎn)很高且熔融態(tài)不導(dǎo)電，為共價(jià)晶體；D項(xiàng)中熔融時(shí)或溶于水中都能導(dǎo)電，為離子晶體；B、C項(xiàng)為分子晶體?！咀兪?-3】下表是某些共價(jià)晶體的熔點(diǎn)和硬度。共價(jià)晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/390030002600171014151211硬度109.59.57.06.56.0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(jià)晶體的原子種類越少，晶體的熔點(diǎn)越高B．一般構(gòu)成共價(jià)晶體的原子間的共價(jià)鍵鍵能越小，晶體的熔點(diǎn)越高C．構(gòu)成共價(jià)晶體的原子的半徑越小，晶體的硬度越小D．構(gòu)成共價(jià)晶體的原子的相對(duì)原子質(zhì)量越小，晶體的硬度越小【答案】C【解析】A項(xiàng)，共價(jià)晶體的熔點(diǎn)與晶體中原子間的共價(jià)鍵強(qiáng)弱有關(guān)，與構(gòu)成晶體的原子種類無關(guān)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，共價(jià)晶體的熔點(diǎn)與晶體中原子間的共價(jià)鍵強(qiáng)弱有關(guān)，原子間的鍵能越小，共價(jià)鍵越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)越高，故B正確；C項(xiàng)，共價(jià)晶體的硬度與晶體中原子間的共價(jià)鍵強(qiáng)弱有關(guān)，構(gòu)成共價(jià)晶體的原子的半徑越小，共價(jià)鍵越強(qiáng)，晶體的硬度越小，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，共價(jià)晶體的硬度與晶體中原子間的共價(jià)鍵強(qiáng)弱有關(guān)，與構(gòu)構(gòu)成共價(jià)晶體的原子的相對(duì)原子質(zhì)量無關(guān)，故D錯(cuò)誤；故選B。1．下列物質(zhì)屬于共價(jià)晶體的酸性氯化物是()A．干冰 B．石英 C．氯化鈉 D．金剛石【答案】C【解析】A項(xiàng)，干冰是固體CO2，屬于分子晶體的酸性氯化物，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，石英是固體SiO2，屬于共價(jià)晶體的酸性氯化物，B正確；C項(xiàng)，氯化鈉屬于離子晶體的堿性氯化物，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，金剛石為碳單質(zhì)，屬于共價(jià)晶體的單質(zhì)，D錯(cuò)誤；故選B。2．下列有關(guān)共價(jià)晶體的敘述不正確的是()A．共價(jià)晶體中可能存在非極性共價(jià)鍵B．共價(jià)晶體的硬度一般比分子晶體的高C．在SiO2晶體中，1個(gè)硅原子和2個(gè)氯原子形成2個(gè)共價(jià)鍵D．金剛砂晶體是直接由硅原子和碳原子通過共價(jià)鍵結(jié)合所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體【答案】A【解析】同種元素的原子構(gòu)成的共價(jià)晶體中存在非極性鍵，如金剛石，A項(xiàng)正確；共價(jià)晶體的硬度一般比分子晶體的高，B項(xiàng)正確；SiO2晶體中1個(gè)硅原子和4個(gè)氯原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；金剛砂晶體是由硅原子和碳原子通過共價(jià)鍵結(jié)合所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，即共價(jià)晶體，D項(xiàng)正確。3．氮化硼是一種新合成的結(jié)構(gòu)材料，它是超硬、耐磨、耐高溫的物質(zhì)，下列各組物質(zhì)熔化時(shí)所克服的粒子間的作用力與氮化硼熔化時(shí)所克服的粒子間作用力相同的是()A．C60和金剛石B．晶體硅和水晶C．冰和干冰 D．碘和金剛砂【答案】C【解析】氮化硼是由兩種非金屬元素組成的化合物，根據(jù)該化合物的物理性質(zhì)可知其為共價(jià)晶體，微粒間作用力為共價(jià)鍵。C60和金剛石熔化時(shí)分別克服的是分子間作用力和共價(jià)鍵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；冰和干冰熔化時(shí)均克服的是分子間作用力，C項(xiàng)錯(cuò)誤；碘和金剛砂熔化時(shí)分別克服的是分子間作用力和共價(jià)鍵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．下列各組晶體物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是()①SiO2和SO3②晶體硼和OCl③CO2和SO2④晶體硅和金剛石⑤晶體氖和晶體氮⑥硫黃和碘A．①②③B．④⑤⑥C．③④⑥ D．①③⑤【答案】A【解析】屬于分子晶體的有SO3、OCl、CO2、SO2、晶體氖、晶體氮、硫黃和碘。屬于共價(jià)晶體的有SiO2、晶體硼、晶體硅和金剛石。但晶體氖是由稀有氣體分子組成的，稀有氣體為單原子分子，分子間不存在化學(xué)鍵。5．氮氯化鋁(AlON)屬共價(jià)晶體，是一種超強(qiáng)透明材料，下列描述錯(cuò)誤的是()A．AlON和石英的化學(xué)鍵類型相同B．AlON和石英晶體類型相同C．AlON和Al2O3的化學(xué)鍵類型不同D．AlON和Al2O3晶體類型相同【答案】B【解析】AlON與石英(SiO2)均為共價(jià)晶體，所含化學(xué)鍵均為共價(jià)鍵；Al2O3是離子晶體，晶體中含有離子鍵。6．下列有關(guān)共價(jià)晶體的敘述錯(cuò)誤的是()A．共價(jià)晶體中只存在共價(jià)鍵B．共價(jià)晶體的熔點(diǎn)與鍵能和范德華力強(qiáng)弱有關(guān)C．共價(jià)晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)D．共價(jià)晶體中不存在獨(dú)立分子【答案】C【解析】A項(xiàng)，共價(jià)晶體由原子通過共價(jià)鍵結(jié)合而成，則共價(jià)晶體中只存在共價(jià)鍵，A正確；B項(xiàng)，共價(jià)晶體由原子通過共價(jià)鍵結(jié)合而成，共價(jià)晶體熔化時(shí)需克服共價(jià)鍵，共價(jià)晶體的熔點(diǎn)與鍵能小小有關(guān)、與范德華力的強(qiáng)弱無關(guān)，B不正確；C項(xiàng)，共價(jià)晶體由原子通過共價(jià)鍵結(jié)合而成、具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，C正確；D項(xiàng)，共價(jià)晶體由原子通過共價(jià)鍵結(jié)合而成，共價(jià)晶體中不存在獨(dú)立分子，D正確；故選B。7．下列晶體性質(zhì)的比較中不正確的是()A．熔點(diǎn)：金剛石>碳化硅>晶體硅B．沸點(diǎn)：NO3>PO3C．硬度：白磷>冰>二氯化硅D．熔點(diǎn)：SiI4>SiBr4>SiCl4【答案】A【解析】A項(xiàng)中三種物質(zhì)都是共價(jià)晶體，因原子半徑r(C)<r(Si)，所以鍵長(zhǎng)：C—C<C—Si<Si—Si，故鍵能：C—C>C—Si>Si—Si。鍵能越小，共價(jià)晶體的熔點(diǎn)越高，A項(xiàng)正確；因?yàn)镹O3分子間存在氫鍵，所以NO3的沸點(diǎn)小于PO3的沸點(diǎn)，B項(xiàng)正確；二氯化硅是共價(jià)晶體，硬度很小，白磷和冰都是分子晶體，硬度較小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；四鹵化硅為分子晶體，它們的組成和結(jié)構(gòu)相似，分子間不存在氫鍵，故相對(duì)分子質(zhì)量越小，熔點(diǎn)越高，D項(xiàng)正確。8．Al2O3在一定條件下可轉(zhuǎn)化為硬度、熔點(diǎn)都很高的氮化鋁晶體，氮化鋁的晶胞如圖所示。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(gè)氮化鋁晶胞中含有9個(gè)Al原子D．氮化鋁晶體中Al的配位數(shù)為2【答案】C【解析】A項(xiàng)，硬度高、熔點(diǎn)高一般不會(huì)是分子晶體，描述錯(cuò)誤，A不符題意；B項(xiàng)，硬度高、熔點(diǎn)高正好適合在高溫環(huán)境下切割金屬的道具材料，描述正確，B符合題意；C項(xiàng)，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，頂點(diǎn)和體心有Al原子，故晶胞含有Al原子個(gè)數(shù)為，描述錯(cuò)誤，C不符題意；D項(xiàng)，由晶胞體心的Al原子周圍的N原子個(gè)數(shù)可知，Al原子的配位數(shù)應(yīng)是4，描述錯(cuò)誤，D不符題意。9．碳有少種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法不正確的是A．在石墨烯晶體中，每個(gè)正六元環(huán)擁有的共價(jià)鍵和碳原子數(shù)之比為3：2B．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(gè)碳原子【答案】C【解析】A項(xiàng)，在石墨烯晶體中，最小的環(huán)為六元環(huán)，每個(gè)碳原子連接3個(gè)C-C化學(xué)鍵，每個(gè)六元環(huán)占有的碳原子數(shù)為6=2個(gè)，個(gè)數(shù)比為3：2，A正確；B項(xiàng)，石墨烯晶體中，單層上的碳原子除形成單鍵外，還形成小鍵，不存在碳碳雙鍵，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，金剛石晶體中，每個(gè)碳原子形成4個(gè)鍵，采用雜化，C正確；D項(xiàng)，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。10．美國(guó)《科學(xué)》雜志曾報(bào)道：在40GPa的高壓下，用激光加熱到1800K，人們成功制得了共價(jià)晶體CO2，下列對(duì)該物質(zhì)的推斷一定不正確的是()A．該共價(jià)晶體中含有極性鍵B．該共價(jià)晶體易氣化，可用作制冷材料C．該共價(jià)晶體有很高的熔點(diǎn)D．該共價(jià)晶體硬度小，可用作耐磨材料【答案】C【解析】CO2由固態(tài)時(shí)形成的分子晶體變?yōu)楣矁r(jià)晶體，其成鍵情況也發(fā)生了變化，但化學(xué)鍵依然為極性共價(jià)鍵，故A正確。CO2共價(jià)晶體具有高硬度、高熔點(diǎn)等特點(diǎn)，故C、D選項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。11．根據(jù)下列性質(zhì)判斷，屬于共價(jià)晶體的物質(zhì)是()A．熔點(diǎn)2700℃，導(dǎo)電性好，延展性強(qiáng)B．無色晶體，熔點(diǎn)3550℃，不導(dǎo)電，質(zhì)硬，難溶于水和有機(jī)溶劑C．無色晶體，能溶于水，質(zhì)硬而脆，熔點(diǎn)為800℃，熔化時(shí)能導(dǎo)電D．熔點(diǎn)－56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時(shí)不導(dǎo)電【答案】C【解析】A項(xiàng)，延展性好，不是共價(jià)晶體的特征，因?yàn)楣矁r(jià)晶體中原子與原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，而共價(jià)鍵有一定的方向性，使共價(jià)晶體質(zhì)硬而脆，A項(xiàng)不正確，B項(xiàng)，符合共價(jià)晶體的特征，C項(xiàng)，應(yīng)該是離子晶體，D項(xiàng)，符合分子晶體的特征。12．下圖所示的幾種碳單質(zhì)，關(guān)于它們的說法錯(cuò)誤的是A．四種碳單質(zhì)互為同素異形體，其中石墨和碳納米管均可導(dǎo)電B．金剛石晶體中每個(gè)原子被6個(gè)六元環(huán)所共用C．石墨晶體中含有的六元環(huán)的數(shù)目為D．晶體中每個(gè)分子周圍與它最近且等距的分子有12個(gè)【答案】C【解析】A項(xiàng)，四種物質(zhì)均為碳的單質(zhì)，且結(jié)構(gòu)不同，屬于同素異形體，且石墨和碳納米管均可導(dǎo)電，故A正確；B項(xiàng)，由晶體結(jié)構(gòu)可知金剛石晶體任意兩條相鄰的C-C鍵參加2個(gè)六元環(huán)的形成，每個(gè)C原子可形成4條C-C鍵，則每個(gè)C原子被12個(gè)六元環(huán)共用，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由石墨晶體結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)C原子與3個(gè)C原子形成C-C鍵，則每個(gè)環(huán)中含2個(gè)C原子，石墨晶體中含有的六元環(huán)的數(shù)目為，故C正確；D項(xiàng)，晶胞為立方最密堆積，每個(gè)分子周圍與它最近且等距的分子有12個(gè)，故D正確；故選B。13．下表是某些共價(jià)晶體的熔點(diǎn)和硬度，分析表中的數(shù)據(jù)，判斷下列敘述正確的是()共價(jià)晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點(diǎn)/℃390030002700171014101211硬度109.59.576.56.0①構(gòu)成共價(jià)晶體的原子種類越少，晶體的熔點(diǎn)越高②構(gòu)成共價(jià)晶體的原子間的共價(jià)鍵的鍵能越小，晶體的熔點(diǎn)越高③構(gòu)成共價(jià)晶體的原子半徑越小，晶體的硬度越?、軜?gòu)成共價(jià)晶體的原子半徑越小，晶體的硬度越小A．①②B．③④C．①③ D．②④【答案】B【解析】共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度等物理性質(zhì)取決于晶體內(nèi)的共價(jià)鍵，構(gòu)成共價(jià)晶體的原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越小，對(duì)應(yīng)共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn)越高，硬度越小。14．二氯化硅晶體是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于二氯化硅晶體的說法不正確的是 ()A．晶體中每個(gè)硅原子與4個(gè)氯原子相連B．晶體中硅、氯原子個(gè)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、氯原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)【答案】A【解析】由二氯化硅晶體結(jié)構(gòu)圖可知，每個(gè)硅原子連有4個(gè)氯原子，每個(gè)氯原子連有2個(gè)硅原子，硅原子、氯原子個(gè)數(shù)比為1∶2；晶體中最小環(huán)上含有6個(gè)硅原子和6個(gè)氯原子，最小環(huán)上的原子總數(shù)為12；晶體中每個(gè)硅原子有四對(duì)共用電子對(duì)，每個(gè)氯原子有兩對(duì)共用電子對(duì)，二者都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)。15．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?jī)H次于Y，W可以形成自然界中最硬的共價(jià)晶體。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．WX4是天然氣的主要成分B．固體X2Y是分子晶體C．ZW是共價(jià)晶體D．ZY2的水溶液俗稱“水玻璃”【答案】B【解析】經(jīng)分析X為O，Y為O，Z為Si，W為C，則WX4為CO4，是天然氣的主要成分，A項(xiàng)正確；X2Y為O2O，固態(tài)時(shí)為分子晶體，B項(xiàng)正確；ZW為SiC，為共價(jià)晶體，C項(xiàng)正確；ZY2為SiO2，Na2SiO3的水溶液俗稱“水玻璃”，D項(xiàng)錯(cuò)誤。16．下列說法中正確的是()A．金剛石晶體中的最小碳原子環(huán)由12個(gè)碳原子構(gòu)成B．金剛石晶體中的碳原子是sp3雜化的C．1molSiO2晶體中含2molSi—O鍵D．金剛石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不會(huì)和O2反應(yīng)【答案】C【解析】在金剛石晶體中的最小環(huán)為六元環(huán)，為空間六邊形，由六個(gè)碳原子構(gòu)成，A錯(cuò)誤；金剛石晶體中每個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，是sp3雜化，B正確；在SiO2晶體中1個(gè)硅原子與四個(gè)氯原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，所以1molSiO2晶體中含4molSi—O鍵，C錯(cuò)誤；金剛石的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，但在高溫下可以和氯氣反應(yīng)生成CO2。17．關(guān)于SiO2晶體的敘述中，正確的是()A．通常狀況下，60gSiO2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)B．60gSiO2晶體中，含有2NA個(gè)Si—O鍵C．晶體中與同一硅原子相連的4個(gè)氯原子處于同一四面體的4個(gè)頂點(diǎn)D．SiO2晶體中含有1個(gè)硅原子和2個(gè)氯原子【答案】A【解析】60gSiO2晶體即1molSiO2，晶體中含有Si—O鍵為4mol(每個(gè)硅原子、氯原子分別含有4個(gè)、2個(gè)未成對(duì)電子，各拿出一個(gè)單電子形成Si—O共價(jià)鍵)，含4NA個(gè)Si—O鍵；SiO2晶體中含有無數(shù)的硅原子和氯原子，只是硅、氯原子個(gè)數(shù)比為1∶2；在SiO2晶體中，每個(gè)硅原子和與其相鄰且最近的4個(gè)氯原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，硅原子處于該正四面體的中心，而4個(gè)氯原子處于該正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)上。18．共價(jià)晶體是由原子直接通過共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，因其具有高熔、沸點(diǎn)，硬度小，耐磨等優(yōu)良特性而具有廣泛的用途。設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值。(1)晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，被廣泛用于信息技術(shù)和能源科學(xué)等領(lǐng)域。晶體硅是與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體(其晶胞如圖甲所示)，晶體硅的1個(gè)晶胞中含_______個(gè)Si原子，在晶體硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中最小環(huán)為_______元環(huán)，每個(gè)最小環(huán)獨(dú)立含有_______個(gè)Si原子，含1molSi原子的晶體硅中鍵的數(shù)目為_______。(2)金剛砂()也與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu)(如圖乙所示)，在金剛砂的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，碳原子、硅原子交替以共價(jià)單鍵相結(jié)合。試回答下列問題：①金剛砂、金剛石、晶體硅的熔點(diǎn)由低到高的順序是_______(均用化學(xué)式表示)。②在金剛砂的結(jié)構(gòu)中，一個(gè)硅原子結(jié)合了_______個(gè)碳原子，其中的鍵角是_______。③金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有C、Si原子以共價(jià)鍵結(jié)合形成的環(huán)，其中一個(gè)最小的環(huán)上獨(dú)立含有_______個(gè)鍵。④金剛砂的晶胞結(jié)構(gòu)如圖丙所示，在中，每個(gè)C原子周圍最近且等距的C原子數(shù)目為_______；若金剛砂的密度為，則晶體中最近的碳、硅原子之間的距離為_______pm(用代數(shù)式表示即可)?！敬鸢浮?1)

8

6

2NA(2)

Si＜SiC＜C

4

109°28′

1

12

【解析】(1)晶體硅是與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體，晶體硅的1個(gè)晶胞中含Si原子的數(shù)目為，根據(jù)結(jié)構(gòu)分析，可知在晶體硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中最小環(huán)為6元環(huán)，每個(gè)硅原子被12個(gè)環(huán)共用，因此每個(gè)最小環(huán)獨(dú)立含有Si原子的數(shù)目為，每個(gè)Si原子與周圍4個(gè)Si原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，每2個(gè)Si原子共用1個(gè)Si-Si鍵，即含1molSi原子的晶體硅中Si-Si鍵的數(shù)目為2NA；(2)①共價(jià)晶體中，共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越短，鍵能越小，熔、沸點(diǎn)越高，因此金剛砂、金剛石、晶體硅的熔點(diǎn)由低到高的順序是Si＜SiC＜C。②根據(jù)金剛砂的結(jié)構(gòu)可知一個(gè)硅原子結(jié)合了4個(gè)碳原子，形成正四面體結(jié)構(gòu)，其鍵角是109°28′。③金剛砂的結(jié)構(gòu)中含有C、Si原子以共價(jià)鍵結(jié)合形成的環(huán)，一個(gè)最小環(huán)里共有6個(gè)C-Si鍵，1個(gè)C-Si鍵被6個(gè)環(huán)共用，因此一個(gè)最小的環(huán)上獨(dú)立含有C-Si鍵的個(gè)數(shù)為。④以SiC晶胞頂角上的碳原子為研究對(duì)象，每個(gè)C原子周圍最近且等距的C原子數(shù)目為12；1個(gè)金剛砂晶胞中含有4個(gè)碳原子、4個(gè)硅原子，若金剛砂的密度為，則晶體中最近的碳、硅原子之間的距離為晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)的四分之一，1個(gè)晶胞的體積為，因此最近的碳、硅原子之間的距離為。19．通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的小小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔO)，化學(xué)反應(yīng)的ΔO等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差?；瘜W(xué)鍵Si－OSi－ClO－OO－ClSi－SiSi－C鍵能/kJ·mol－1460360436431226301請(qǐng)回答下列問題：(1)比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低(填“＞”或“＜”)。SiC________Si；SiCl4________SiO2。(2)如圖立方體中