3.2分子晶体与共价晶体 同步练习1-高二化学人教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．下列各组物质的晶体类型不相同的是
A．晶体硅和氮化硅 B．干冰和石英
C．氯化钠和硫酸钾 D．不锈钢和金属铝
2．下列物质中属于分子晶体，而且既含键又含键的是
A． B． C． D．
3．某晶体的晶胞结构如图所示，黑球、白球均为分子。下列说法正确的是
A．的配位数为6 B．该晶体属于共价晶体
C．其硬度决定于共价键 D．1个晶胞中含有240个碳原子
4．下列有关分子晶体结构特点的说法中正确的是
A．分子晶体在常温下都是气态
B．分子晶体中都存在化学键
C．分子晶体中分子间的作用力主要是范德华力
D．分子间一定存在氢键
5．干冰的晶胞如图。下列说法错误的是
A．C元素和O元素均位于元素周期表p区
B．每个晶胞中CO2分子数目为4
C．该晶体属于分子晶体
D．每个CO2分子周围紧邻等距的CO2分子数为4
6．碳有金刚石(晶体模型如图a)、(分子结构如图b，每个分子内有32个面，均为正五边形或正六边形)等单质，碳能形成甲醛、氮化碳(分子结构如图c，分子内N和C均达到稳定结构)等化合物，下列说法不正确的是
A．金刚石结构中最小环是六元环，平均每个六元环有0.5个C，1条
B．氮化碳的分子式为
C．甲醛中C为杂化
D．分子中有16个五元环和16个六元环
7．下列各组晶体都属于化合物组成的分子晶体是
A．、、 B．、、
C．、、 D．、、
8．熔点较低，易升华，溶于醇和醚，其化学性质与相似。下列说法正确的是
A．属于电解质，但熔融态不导电 B．Be位于元素周期表的p区
C．熔点比高 D．不与NaOH溶液反应
9．邻苯二胺的结构简式为，下刻说法错误的是
A．邻苯二胺属于分子晶体 B．邻苯二胺中C、N的杂化方式均为
C．邻苯二胺组成元素中电负性最大的是N D．邻苯二胺比对苯二胺的熔点低
10．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X的一种同位素可用于测定文物的年代，Y的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物能反应生成离子化合物，其中X与Z同族，W的原子序数是X原子价电子数的4倍，下列说法正确的是
A．氢化物的沸点：X
11．高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称半导体材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它的制备方法如图所示，下列说法错误的是
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
A．硅和二氧化硅均能与氢氟酸反应 B．熔融固体，可在石英坩埚中进行
C．步骤③的反应属于置换反应 D．步骤①中易产生杂质，属于共价晶体
12．下列说法不正确的是
A．SiO2属于共价晶体，熔化时破坏共价键
B．H2O、CH4、C2H2是含有极性键的非极性分子
C．晶体具有固定的熔沸点，而非晶体没有固定的熔沸点
D．冰中1个H2O可通过氢键与4个水分子相连，所以冰中H2O分子与氢键的比值为1：2
13．下列有关晶体的叙述正确的是(设为阿伏加德罗常数的值)
A．非金属单质形成的晶体都是分子晶体
B．共价晶体和分子晶体中都一定存在共价键
C．石墨烯(如图1所示)中含有六元环的个数为
D．晶体中含有个晶胞(如图2所示)
二、填空题
14．碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：
(1)C原子的价电子轨道表达式为 ，碳元素在周期表中 区，它所在的周期，第一电离能最大的元素是 。
(2)和N2是等电子体，的电子式为 。
(3)C60和金刚石互为同素异形体，熔点较高者为 ，其原因是 。
(4)丙烯醇的结构简式为，其中碳原子的杂化类型为 ，σ键和π键的个数比为 。
15．回答下列问题：
(1)氮的常见氢化物有NH3和N2H4，纯净的N2H4为无色油状液体，除相对分子质量的影响外，其熔沸点明显高于氨气的原因为 。
(2)硼氢化钠(NaBH4)各原子均满足稳定结构，其电子式为 。
(3)有科学家在实验室条件下将干冰制成了原子晶体。则同是原子晶体的CO2和SiO2硬度大小关系：CO2 SiO2(填“<”“>”或“=”)，从结构的角度说明理由： 。
16．石墨晶体的结构与性质
(1)石墨晶体是一种 晶体，为 结构。
(2)层内每一个碳原子以共价键与另外 个碳原子结合，层间为 。
(3)层内六边形结构中，每一个六边形中含有 个碳原子， 个碳碳键，碳原子与碳碳键键数之比为 。
(4)每个碳原子有 个价电子，而每个碳原子仅用了3个价电子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的2p轨道上。层内碳原子这些的2p轨道相互平行，相邻碳原子的p轨道相互重叠，形成 键。这些p轨道中的电子可在整个层内运动，当施加外加电场时，可以沿电场方向运动，因而石墨具有 性。
(5)由于石墨晶体层间是以 相结合，在外力作用下，石墨晶体的层与层之间发生相对滑动，具有 性。
17．干冰的结构特征
(1)分子间作用力只有 。
(2)干冰晶体是一种 结构，每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有 个，即配位数为 。
(3)每个晶胞中含有CO2分子为 个。
18．物质的结构与性质之间有密切的关系。请回答下列问题：
(1)配合物Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于 晶体；镍原子和碳原子之间存在 键。
(2)CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是 (填“极性”或“非极性”)分子。
(3)在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有 (填序号)，CS2分子的空间结构是 。
(4)已知苯酚( )具有弱酸性，其Ka=1.1×10-10；水杨酸第一级电离形成的离子 能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸) Ka(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是 。
参考答案：
1．B
2．B
3．D
4．C
5．D
6．D
7．D
8．A
9．B
10．C
11．B
12．B
13．C
14． p Ne 金刚石 金刚石为原子晶体，C60是分子晶体 sp2、sp3 9∶1
15．(1)N2H4分子间的氢键比分子间的氢键强或氢键数目多
(2)
(3) > C原子半径小于Si原子，碳氧键的键长小于硅氧键，所以碳氧键的键能更大
16．(1) 混合型 二维网状
(2) 3 分子间作用力
(3) 2 3 2:3
(4) 4 大π 导电
(5) 分子间作用力 润滑
17．(1)范德华力
(2) 面心立方 12 12
(3)4
18．(1) 分子 配位
(2)非极性
(3) ①③ 直线形
(4) ＜ 能形成分子内氢键
参考答案：
1．B
【详解】A．晶体硅和氮化硅都是共价晶体，A错误；
B．干冰是分子晶体，石英是共价晶体，B正确；
C．氯化钠和硫酸钾都是离子晶体，C错误；
D．不锈钢和金属铝都是金属晶体，D错误；
故选B。
2．B
【详解】A．是由阴阳离子组成的离子晶体，不符合题意，A错误；
B．是分子晶体，结构与二氧化碳相似，碳原子与硫原子间形成碳硫双键，故既含键又含键，符合题意，B正确；
C．是分子晶体，但原子间均由单键相连，只含键而不含键，不符合题意，C错误；
D．是由阴阳离子组成的离子晶体，不符合题意，D错误；
故选B。
3．D
【详解】A．以晶胞顶点的分子为例，这个晶胞中周围距离最近的分子有位于面心的3个分子，通过此顶点分子的晶胞有8个，而每个面心的分子被重复了2次，所以每个分子周围距离最近且相等的有=12个，的配位数为12，A错误；
B．该晶体由分子组成，属于分子晶体，B错误；
C．该晶体属于分子晶体，其硬度决定于分子间作用力，C错误；
D．1个晶胞中含有=4个分子，则含240个碳原子，D正确；
故选D。
4．C
【详解】A．分子晶体常温下不全为气态，如磷常温下是晶体，故A错误；
B．稀有气体元素组成的晶体中，不存在由多个原子组成的分子，而是原子间通过范德华力结合成晶体，所以不存在任何化学键，故B错误；
C．分子晶体中分子间的作用力包括范德华力和氢键，但主要是范德华力，故C正确；
D．分子间作用力包括范德华力和氢键，而氢键只存在于含有与电负性较强的N、O、F原子结合的氢原子的分子之间或者分子内，故D错误，
答案选C。
5．D
【详解】A．C元素和元素均位于元素周期表区，A项正确；
B．每个晶胞中分子数目为=4，B项正确；
C．干冰属于分子晶体，C项正确；
D．由晶胞结构可知，每个分子周围紧邻等距的分子数为12，D项错误；
故选D。
6．D
【详解】A．在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键，最小的环为6元环，每个单键为6个环共有，则每个C原子连接4×3=12个六元环，平均每个六元环有0.5个C，=1条，故A正确；
B．由氮化碳的分子结构可知，氮化碳的分子式为，故B正确；
C．甲醛中存在碳氧双键，C为杂化，故C正确；
D．的结构是由20个六元环和12个五元环构成的，其中每个六元环都与两个相邻的五元环相连，故D错误；
故选D。
7．D
【详解】A．是单质不是化合物，A错误；
B．晶体是离子晶体不是分子晶体，B错误；
C．晶体是共价晶体不是分子晶体，C错误；
D． 、、均为化合物，且都是共价分子，它们的晶体均是分子晶体，D正确；
答案选D。
8．A
【详解】A．熔点较低，易升华，其化学性质与相似，符合分子晶体的性质，故为共价化合物，熔融状态破坏不了共价键，故熔融状态不导电，A正确；
B．Be位于元素周期表的s区，B错误；
C．分子晶体的熔点与相对分子质量有关，通常相对分子质量越大的分子间作用力越强，熔点越高，故熔点比低，C错误；
D．氯化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，化学性质与相似，故推测可以与NaOH溶液反应，D错误；
故选A。
9．B
【详解】A．邻苯二胺是共价化合物，其晶体由分子通过分子间作用力形成的晶体，故属于分子晶体，A正确；
B．邻苯二胺中C周围的价层电子对数为3，其杂化方式为、而N周围的价层电子对数为4，则其杂化方式为，B错误；
C．电负性：N>C>H，电负性最大的是N，C正确；
D．邻苯二胺易形成分子内氢键，对苯二胺易形成分子间氢键，故邻苯二胺比对苯二胺的熔点低，D正确；
故答案为：B。
10．C
【分析】X的一种同位素可用于测定文物的年代，则X为C元素；Y的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物能反应生成离子化合物，则Y为N元素；X与Z同族，且同为短周期元素，则Z为Si元素；W原子序数为C原子价电子数的4倍，则W为S元素；综上，X、Y、Z、W依次为C、N、Si、S元素。
【详解】A．X为C元素，碳元素形成的氢化物可能为液态烃和固态烃，因此其沸点不一定小于N元素氢化物的沸点，A错误；
B．同周期从左到右原子半径依次减小，C、N为同周期元素，故原子半径：C>N，B错误；
C．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，则最高价含氧酸的酸性：>>，C正确；
D．C元素形成的单质可能是分子晶体（如足球烯C60）、可能是共价晶体（如金刚石）、也可能是混合晶体（如石墨）；而Si元素形成的硅单质为共价晶体，D错误；
故选C。
11．B
【详解】A．硅和二氧化硅均能与氢氟酸反应，A正确；
B．石英中的SiO2能与反应，不能选用石英坩埚熔融固体，B错误；
C．氢气置换生成单质硅的反应是置换反应，C正确；
D．步骤①中碳和硅高温下可反应产生SiC杂质，SiC属于共价晶体，D正确；
故选B。
12．B
【详解】A．二氧化硅是含有共价键的共价晶体，熔化时需要破坏共价键，故A正确；
B．水分子的空间结构为结构不对称的V形，所以水分子是含有极性键的极性分子，故B错误；
C．晶体有自范性，非晶体无自范性，所以晶体具有固定的熔沸点，而非晶体没有固定的熔沸点，故C正确；
D．冰中1个水分子可通过氢键与4个水分子相连，每个氢键为2个水分子所共有，所以冰中水分子与氢键的比值为1：2，故D正确；
故选B。
13．C
【详解】A．单质硅属于非金属单质，但是其形成的晶体是共价晶体，A错误；
B．稀有气体形成的分子晶体中，不存在共价键，B错误；
C．根据石墨烯的结构分析一个六元环含有个碳原子，则12g石墨烯(物质的量为1mol)中含有六元环的物质的量为0.5mol即六元环的个数为，C正确；
D．根据C60晶体分析得到一个C60晶体个C60，含有720g C60(物质的量为1mol)晶体中含有个晶胞，D错误；
故选C。
14． p Ne 金刚石 金刚石为原子晶体，C60是分子晶体 sp2、sp3 9∶1
【详解】(1)C原子的价电子排布式为2s22p2，故其价电子轨道表达式为；碳元素在周期表中位于p区；同周期从左至右，元素的第一电离能总体呈增大趋势，故C所在的周期，即第二周期，第一电离能最大的元素是Ne；
(2)和N2是等电子体，氮气的电子式为，则的电子式为；
(3)因为金刚石为原子晶体，C60是分子晶体，故金刚石熔点较高；
(4)丙烯醇的结构简式为，其中双键碳原子的杂化类型为sp2，饱和碳原子的杂化类型为sp3，共价单键为σ键，双键中有一个是σ键，一个是π键，σ键和π键的个数比为9∶1。
15．(1)N2H4分子间的氢键比分子间的氢键强或氢键数目多
(2)
(3) > C原子半径小于Si原子，碳氧键的键长小于硅氧键，所以碳氧键的键能更大
【解析】(1)
N2H4相比于NH3可以形成更多的氢键，故其熔沸点明显高于氨气；
(2)
硼氢化钠(NaBH4)为离子化合物，各原子均满足稳定结构，其电子式为；
(3)
将干冰制成了原子晶体，CO2和SiO2同是原子晶体，C原子半径小于Si原子，碳氧键的键长小于硅氧键，所以碳氧键的键能更大，故CO2硬度大于SiO2；
16．(1) 混合型 二维网状
(2) 3 分子间作用力
(3) 2 3 2:3
(4) 4 大π 导电
(5) 分子间作用力 润滑
【详解】（1）石墨晶体是属于混合键型晶体，晶体结构介于原子晶体、金属晶体和分子晶体之间，为二维网状结构。
（2）由图可知，层内每一个碳原子以共价键与另外3个碳原子结合，层间为分子间作用力。
（3）层内六边形结构中，每一个碳原子被三个六边形共用，每一个六边形中含有 个碳原子；碳碳键被两个碳原子共用，每一个六边形中含有个碳碳键，碳原子与碳碳键键数之比为2:3。
（4）碳原子的最外层电子数为4，每个碳原子有4个价电子，而每个碳原子仅用了3个价电子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的2p轨道上。层内碳原子这些的2p轨道相互平行，相邻碳原子的p轨道相互重叠，形成大π键。这些p轨道中的电子可在整个层内运动，当施加外加电场时，可以沿电场方向运动，因而石墨具有导电性。
（5）由于石墨晶体层间是以分子间作用力相结合，在外力作用下，石墨晶体的层与层之间发生相对滑动，具有润滑性。
17．(1)范德华力
(2) 面心立方 12 12
(3)4
【详解】（1）二氧化碳晶体中，分子间作用力只有范德华力。
（2）从晶胞示意图看，二氧化碳分子位于晶胞的顶点和面心，则干冰晶体是一种面心立方结构，每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个，即配位数为12。
（3）CO2分子位于顶点和面心、每个晶胞中CO2分子个数为8×+6×=4个。
18．(1) 分子 配位
(2)非极性
(3) ①③ 直线形
(4) ＜ 能形成分子内氢键
【详解】（1）配合物Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，熔点低，因此固态Ni(CO)4属于分子晶体；碳原子提供孤电子对，镍原子提供空轨道，镍原子和碳原子之间存在配位键。
（2）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，CCl4、CS2均是非极性分子，根据相似相溶原理可知CrO2Cl2是非极性分子。
（3）①苯中含有苯环，碳原子是sp2杂化；②CH3OH中碳原子是饱和碳原子，为sp3杂化；③HCHO中碳原子形成碳氧双键，是sp2杂化；④CS2中碳原子形成2个碳硫双键，是sp杂化；⑤CCl4中碳原子是饱和碳原子，为sp3杂化；所以碳原子采取sp2杂化的分子有①③，CS2分子的空间结构与二氧化碳相似，是直线形结构。
（4）由于 能形成分子内氢键，所以相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)＜Ka(苯酚)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
