3.2分子晶体与共价晶体——一课一练2021-2022学年高中化学人教版（2019）选择性必修2（含解析）

3.2分子晶体与共价晶体——一课一练2021-2022学年高中化学人教版（2019）选择性必修2
一、选择题（共15题）
1．下列事实能说明刚玉(α—Al2O3)是一种共价晶体的是
①Al2O3是两性氧化物；②硬度很大；③熔点为2045℃；④几乎不溶于水；⑤自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石
A．①②③ B．②③④ C．④⑤ D．②⑤
2．化学用语是学习化学的重要工具，下列化学用语不正确的是
A．二氧化硅的结构式：O=Si=O B．二氧化碳的电子式：
C．过氧化钠的电子式： D．Mg2+的结构示意图：
3．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，如图：
下列有关冰晶胞说法正确的是
A．冰晶胞内水分子间以共价键结合
B．每个冰晶胞平均含有4个水分子
C．水分子间的氢键无方向性和饱和性
D．实验测得冰中氢键的作用力为18.5kJ/mol，而冰的熔化热为5.0kJ/mol，这说明冰熔化成水，氢键部分被破坏。
4．当碘升华时，下列各项不发生变化的是
A．分子间距离 B．分子间作用力 C．聚集状态 D．分子内共价键
5．SiCl4的分子结构与CCl4类似，对其做出如下推断：①SiCl4晶体是分子晶体；②常温常压SiCl4不是气体；③SiCl4分子是由极性键构成的非极性分子；④SiCl4熔点高于CCl4。其中正确的是
A．只有① B．只有①② C．只有②③ D．①②③④
6．AB型化合物形成的晶体结构多种多样。下图所示的几种结构所表示的物质最有可能是分子晶体的是(　　)
A．①③ B．②⑤ C．⑤⑥ D．③④⑤⑥
7．下列说法正确的是
A．熔点：金刚石＞晶体硅＞碳化硅
B．熔点：邻羟基苯甲醛＞对羟基苯甲醛
C．电负性：Na＜P＜Cl
D．熔沸点：HF＜HCl＜HBr＜HI
8．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。如图为其晶体结构中最小的重复单元。下列有关说法正确的是
A．磷化硼的化学式为
B．磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电
C．磷化硼晶体属于共价晶体
D．磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力
9．下列晶体中属于原子晶体的是
A．I2 B．SiC C．Cu D．CsCl
10．下列关于晶体与化学键关系的说法中，正确的是
A．分子晶体中一定存在共价键
B．离子晶体中可能存在共价键
C．共价晶体中可能存在离子键
D．含有离子的晶体一定是离子晶体
11．下列说法不正确的是
A．晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4
B．熔沸点由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
C．沸点由高到低：HI＞HBr＞HCl＞HF
D．氮元素氢化物的沸点不一定高于碳元素的氢化物
12．类比和推理是化学研究的重要方法。下列类比或推理正确的是
A．卤素单质的熔点从F2到I2逐渐升高，则碱金属单质的熔点从Li到Cs逐渐升高
B．碳素钢在潮湿的空气中容易被腐蚀，则不锈钢在潮湿的空气中容易被腐蚀
C．合金的硬度一般大于组分金属，则五角面值的铜合金长城币的硬度大于纯铜
D．氮气与氧气不容易化合，则磷单质与氧气不容易化合
13．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是
A．NH3、P4、C10H8
B．PCl3、CO2、H2SO4
C．SO2、SiO2、P2O5
D．CCl4、H2O、Na2O2
14．有四组同一族元素所形成的不同物质，在101kPa时测定它们的沸点（℃）如下表所示:
第一组 A -268.8 B -249.5 C -185.8 D -151.7
第二组 F2 -187.0 Cl2 -33.6 Br2 58.7 I2 184.0
第三组 HF 19.4 HCl -84.0 HBr -67.0 HI -35.3
第四组 H2O 100.0 H2S -60.2 H2Se -42.0 H2Te -1.8
下列各项判断正确的是A．第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键键能最强
B．第三组与第四组相比较，化合物的稳定性顺序为：HBr>H2Se
C．第三组物质溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>HI
D．第一组物质是分子晶体，一定含有共价键
15．制备新型耐高温陶瓷材料TiC的反应为4A1+3TiO2+3C2Al2O3+3TiC。下列有关说法正确的是
A．基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4 B．TiC属于分子晶体
C．Al原子的结构示意图为 D．碳元素的一种核素为
二、填空题（共4题）
16．(1)皂化实验中，加入的乙醇可以增大油脂与NaOH溶液的接触面积，其原因是___________。
(2)物质的摩氏硬度如下表所示：
金刚石 晶体硅
摩氏硬度 10 7
的摩氏硬度比金刚石大的原因是___________。
17．有下列物质：①水晶；②冰醋酸；③氧化钙；④白磷；⑤晶体氩；⑥氢氧化钠；⑦氧化铝；⑧金刚石；⑨过氧化钠；⑩碳化钙； 碳化硅； 干冰； 过氧化氢。
根据要求填空：
(1)属于共价晶体的化合物是__。
(2)直接由原子构成的晶体是__。
(3)直接由原子构成的分子晶体是__。
(4)由极性分子构成的晶体是__。属于分子晶体的单质是__。
18．自从英国化学家巴特列(N.Bartlett)首次合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来,人们又相继发现了氙的一系列化合物,如XeF2、XeF4等。巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献。
(1)请根据XeF4的结构示意图(图1)判断这个分子是极性分子还是非极性分子 ________。
(2)XeF2晶体是一种无色晶体,图2为它的晶胞结构图。XeF2晶体属于哪种类型的晶体 ___。
19．如图是几种晶体的结构示意图，它们是NaCl、干冰、金刚石、石墨结构中的一部分。
A． B． C． D．
(1)其中代表金刚石的是______（填序号），金刚石属于______晶体。
(2)其中代表石墨的是______（填序号），其晶体中碳原子呈平面层状结构排列。
(3)其中代表NaCl的是______（填序号），晶体中Na+与Cl-之间通过______结合。
(4)其中代表干冰的是______（填序号），它属于晶体______，CO2分子间通过______结合。
(5)A、B、C所代表物质的熔点由高到低的排列顺序为______(填序号)。
三、综合题（共4题）
20．氧、碳等非金属元素形成的物质种类繁多、性状各异。
(1)氧、氟、氮三种元素都可形成简单离子，它们的离子半径最小的是___________(填离子符号)，硅元素在元素周期表中的位置是___________。CO2和SiO2是同一主族元素的最高正价氧化物，常温下CO2为气体，SiO2为高熔点固体。请分析原因：___________。
(2)比较硫和氯性质的强弱。热稳定性H2S___________HCl(选填“<”、“>”或“=”，下同)；酸性：HClO4___________H2SO4。用一个离子方程式说明氯元素和硫元素非金属性的相对强弱：___________。
(3)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化，这利用了SO2 的___________性。若将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量，下列表示溶液的pH随通入SO2气体体积变化的示意图正确的是___________(填序号)。
已知NaHSO3溶液呈酸性，而HSO既能电离又能水解。则在NaHSO3溶液中c(H2SO3)___________c(SO)(选填“<”、“>”或“=”) 。
(4)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性条件下反应生成硫酸钠、硫酸钾、碘和水，写该反应方程式________________。
21．碳、硅及其化合物是一类重要物质。自然界的矿物．岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1km，压强增大约25000-3000kPa，在地壳内SiO2和HF存在以下平衡：SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)+148.9kJ
根据题意完成下列填空：
(1)在地壳深处容易有________气体逸出，SiO2易在地壳________(填“深”、“浅”)处沉积。
(2)如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应____________(选填编号)。
a．一定向正反应方向移动 b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c．一定向逆反应方向移动 d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，______(选填编号)。
a．2v正(HF)=v逆(H2O) b．v(H2O)=2v(SiF4)
c．SO2的质量保持不变 d．反应物不再转化为生成物
(4)若反应的容器容积为2.0L，反应时间80min，容器内气体的密度增大了0.12g/L，在这段时间内HF的平均反应速率为________。
(5)合成氮化碳是一种与金刚石类似的晶体，该晶体中微粒间的作用力是_______，预测氮化碳的硬度比金刚石的_________(选填“大”、“小”、“不确定”)。
(6)SiH4是________(极性或非极性)分子，与CH4相比，沸点高的是________(化学式)，用有关化学原理解释该事实：__________。
22．氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料，其硬度大，熔点高，常利用它来制造轴承、永久性模具等机械构件。它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过下列反应制得：3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)
(1)氮化硅属于___________晶体(填“原子”、“离子”或“分子”)。
(2)上述反应的平衡常数表达式为K=___________；恒温恒容达到平衡后，若增加SiO2的量，平衡将___________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
(3)若降低温度N2的浓度增大，则其焓变___________0(填“＞”、“＜”或“=”)；若升高温度，其平衡常数值将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N2、CO的量)，反应速率与时间的关系如图，图中t4时改变的条件可能是___________；图中表示平衡时N2转化率最高的一段时间是___________。
23．ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：
（1）碳的一种单质的结构如图(a)所示。该单质的晶体类型为________，依据电子云的重叠方式，原子间存在的共价键类型有________，碳原子的杂化轨道类型为________。
（2）石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由单质碳原子组成的二维晶体。将氢气加入石墨烯中可制得一种新材料石墨烷。下列判断错误的是________(填字母)。
a．石墨烯是一种强度很高的材料
b．石墨烯是电的良导体而石墨烷则为绝缘体
c．石墨烯与石墨烷均为高分子化合物
d．石墨烯与H2制得石墨烷的反应属于加成反应
（3）CH4、SiH4、GeH4的熔、沸点依次________(填“增大”或“减小”)，其原因是_________。
（4）SiO2比CO2熔点高的原因是____________________________________________________。
（5）四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图(b)所示。
①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_____________________________________。
②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性________、共价性________。(填“增强”“不变”或“减弱”)
（6）水杨酸第一级电离形成离子，相同温度下，水杨酸的Ka2________(填“>”“＝”或“<”)苯酚()的Ka，其原因是__________________________。
（7）碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图(c)所示，K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为________；其晶胞参数为1.4 nm，阿伏加德罗常数用NA表示，则晶体的密度为__________ g·cm－3。(只需列出式子)
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
是两性氧化物，属于物质的分类，与晶体类型无关，①错误；硬度很大、熔点为2045℃(很高)，都是共价晶体的物理性质，②③正确；由于共价晶体中原子间都以共价键相结合形成三维骨架结构，故几乎不溶于水，④正确；红宝石、蓝宝石是刚玉在自然界中的存在形式，与晶体类型无关，⑤错误，正确的组合是②③④；
故选：B；
2．A
【详解】
A．二氧化硅为原子晶体，Si的周围有4个O，O原子周围有2个Si，在空间形成网状结构为，不存在Si=O，故A符合题意；
B．二氧化碳是分子晶体，碳原子分别与氧原子形成2对共价键，电子式为：，故B不符合题意；
C．过氧化钠是离子化合物，阴阳离子需要标出所带电荷，过氧化钠正确的电子式为，故C不符合题意；
D．镁的原子序数为12，核外电子数分别为2、8、2，失去最外层的2个电子形成镁离子，Mg2+的结构示意图：，故D不符合题意；
答案选A。
3．D
【详解】
A．冰晶胞内水分子间以氢键结合，A错误；
B．每个冰晶胞平均占有分子个数=4+×8+×6=8，B错误；
C．水分子间的氢键具有饱和性和方向性，C错误；
D．冰中氢键的作用能为18.5kJ mol-1，而冰熔化热为5.0kJ mol-1，说明冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，并且液态水中仍在氢键，D正确；
答案选D。
4．D
【详解】
A．碘升华时，分子间距离变大，故A不选；
B．碘属于分子晶体，碘升华时需要克服分子间作用力，故B不选；
C．碘升华时，由固态变为气态，聚集状态变化，故C不选；
D．升华时碘分子中的化学键没有变化，即分子内共价键没有变化，故D选；
综上所述，本题正确选项D。
5．D
【详解】
四氯化碳是分子晶体，常温下是液态。由于SiCl4的分子结构与CCl4类似，所以SiCl4也是分子晶体。由于SiCl4的分子间作用力大于四氯化碳中的分子间作用力，所以SiCl4熔点高于CCl4的，在常温下一定不是气体，四氯化碳是由极性键构成的非极性分子，为正四面体型结构，因此SiCl4分子也是由极性键构成的非极性分子，答案选D。
6．B
【详解】
从结构上看：①③④⑥构成晶体的结构单元都是向外延伸和扩展的，符合离子晶体和原子晶体的结构特点，而②和⑤的结构没有这种特点，不能再以化学键与其它原子结合，该结构可以看成一个分子，所以可能是分子晶体。
故选B。
7．C
【详解】
A．三者都为原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高，因此熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故A错误；
B．由于对羟基苯甲醛含有分子间氢键，邻羟基苯甲醛含有分子内氢键，分子间氢键使得熔点升高，因此熔点：对羟基苯甲醛＞邻羟基苯甲醛，故B错误；
C．同周期从左到右电负性逐渐增大，因此电负性：Na＜P＜Cl，故C正确；
D．HF含有分子间氢键，分子间氢键使得熔点升高，因此熔沸点：HCl＜HF，HCl、HBr、HI三者，结构和组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，故D错误；
答案选C。
8．C
【详解】
A．由磷化硼的晶胞结构可知，P位于晶胞的顶点和面心，数目为，B位于晶胞内，数目为4，故磷化硼的化学式为，A错误；
B．磷化硼属于共价化合物，熔融状态下不能导电，B错误；
C．由磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料可知磷化硼晶体属于共价晶体，C正确；
D．磷化硼晶体为共价晶体，熔化时需克服共价键，D错误；
故答案选C。
9．B
【详解】
A．I2晶体由I2分子构成，晶体属于分子晶体，A不符合题意；
B．SiC晶体由Si原子和C原子构成，晶体属于原子晶体，B符合题意；
C．Cu由Cu2+和自由电子构成，晶体属于金属晶体，C不符合题意；
D．CsCl由Cs+和Cl-构成，晶体属于离子晶体，D不符合题意；
故选B。
10．B
【详解】
A. 单原子分子中没有共价键，如稀有气体是单原子的分子晶体，不含共价键，故A错误；
B. 离子晶体中可能存在共价键，如NaOH中存在共价键，故B正确；
C. 共价晶体中只存在共价键，不可能存在离子键，故C错误；
D. 含有离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子，故D错误；
故答案选：B。
11．C
【详解】
A．分子晶体的熔点与相对分子质量成正比，相对分子质量：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4，熔点：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4，A正确；
B．共价晶体的熔点与共价键的强弱成正比，原子半径越小，共价键越强，熔沸点由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，B正确；
C．HF分子间能够形成氢键，沸点最高，C错误；
D．氨气的沸点大于甲烷的沸点，但是氨气的沸点低于己烷的沸点，故氮元素氢化物的沸点不一定高于碳元素的氢化物，D正确；
答案选C。
12．C
【详解】
A. 卤素单质构成的晶体都是分子晶体，从F2到I2，分子间作用力逐渐增大、熔点逐渐升高，碱金属单质的晶体是金属晶体，从Li到Cs，金属键逐渐减弱、熔点逐渐降低，A错误；
B. 碳素钢在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀，则不锈钢改变了内部结构改变故具有抗腐蚀性能，B错误；
C. 合金的硬度一般大于组分金属，则铜合金长城币的硬度大于纯铜，C正确；
D. 氮气与氧气不容易化合，则磷单质与氧气相对容易化合，例如白磷在空气中容易自燃，D错误；
答案选C。
13．B
【详解】
A．NH3、P4、C10H8都属于分子晶体，但P4是磷单质，不属于分子晶体的化合物，故A不符合；
B．PCl3、CO2、H2SO4都属于分子晶体的化合物，故B符合；
C．SO2，P2O5属于分子晶体的化合物，SiO2晶体中相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构，属于原子晶体，不是分子晶体，故C不符合；
D．CCl4，H2O属于分子晶体的化合物，Na2O2是由钠离子和过氧根离子构成的离子化合物，不是分子晶体，属于离子晶体，故D不符合；
故选B。
14．B
【详解】
分析：根据物质的沸点高低可以判断其晶体类型。由表中数据可知，，表中所有物质沸点较低，故其均可形成分子晶体。根据元素的非金属性强弱可以判断其气态氢化物的稳定性。对于分子组成相似的物质，若分子间能形成氢键，则其沸点要高于不能形成分子间氢键的。
详解：A. 第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子之间可以形成氢键，A不正确；
B. Se和Br同为第4周期元素，Br的非金属性较强，故化合物的稳定性顺序为HBr>H2Se，B正确；
C. 第三组物质溶于水后，HF溶液的酸性最弱，因为氢氟酸是弱酸、其他均为强酸，C不正确；
D. 第一组物质是分子晶体，其结构粒子为分子，但是，分子中不一定含有共价键，如稀有气体分子中无共价键，D不正确。
综上所述，各项判断正确的是B，本题选B。
15．A
【详解】
A．氧元素的原子序数为8，基态原子的电子排布式为1s22s22p4，故A正确；
B．由题意可知，碳化钛的熔沸点高，属于原子晶体，不是熔沸点低的分子晶体，故B错误；
C．铝原子的核电荷数为13，核外有3个电子层，最外层电子数为3，原子的结构示意图为, ，故C错误；
D．质子数为6、质量数为14的原子符号为，故D错误；
故选A。
16． 乙醇能与水互溶，乙醇又是可溶解油脂的有机溶剂，所以乙醇可增大NaOH溶液和油脂的接触面积 两者均为原子晶体，键的键能大于键，故的硬度大于金刚石
【详解】
(1)皂化实验中，加入的乙醇可以增大油脂与NaOH溶液的接触面积，其原因是乙醇能与水互溶，乙醇又是可溶解油脂的有机溶剂，所以乙醇可增大NaOH溶液和油脂的接触面积。
(2) 和金刚石均为原子晶体，键的键能大于键，故的硬度大于金刚石
17． ①⑤⑧ ⑤ ② ④⑤
【详解】
共价晶体
分子晶体
故答案为： ；①⑤⑧ ；⑤；② ；④⑤；
18． 非极性分子 分子晶体
【详解】
（1）XeF4分子中含有氙氟极性键，由于XeF4分子结构对称，分子是平面正方形结构，所以XeF4分子为非极性分子；（2）根据晶胞结构可知，晶体是由分子构成的，所以是分子晶体。
点睛：本题考查化学键的极性、分子极性，题目难度中等，试题培养了学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力。（1）非极性共价键为同种非金属元素的原子间形成共价键；极性共价键是由不同种非金属元素的原子间易形成的共价键；由极性键构成的分子，若结构对称，正负电荷的中心重合，则为非极性分子，否则，为极性分子；（2）根据晶胞结构图可知晶体的组成微粒为分子，故为分子晶体。
19． B 原子 D A 离子键 C 分子 分子间作用力 B＞A＞C
【详解】
(1)分析可知，B为金刚石结构，属于原子晶体；
(2)石墨为层状结构，为D；
(3)NaCl为离子晶体，Na+与Cl-交替出现，通过离子键结合，为A；
(4)干冰为分子晶体，最小微粒为分子，为C；分子间通过分子间的作用力结合；
(5)一般来说，晶体的熔点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，B＞A＞C。
20． F- 第三周期第ⅣA族 CO2为分子晶体，SiO2为共价晶体，共价键的强度大于分子间作用力 < > Cl2+S2-=S↓+2Cl- 还原 ③ < 5Na2SO3+2KIO3+H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O
【详解】
(1)O2-、F-、N3-的核外电子数相同，F-的核电荷数最大，半径最小；Si为14号元素，位于第三周期第ⅣA族；CO2为分子晶体，SiO2为共价晶体，共价键的强度远大于分子间作用力，常温下CO2为气体，SiO2为高熔点固体；
(2)同周期主族元素自左至右非金属性增强，所以非金属性SH2SO4；非金属性越强，单质的氧化性更强，根据反应Cl2+S2-=S↓+2Cl-可知氧化性Cl2>S，则非金属性Cl>S；
(3)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化，利用了SO2的还原性；H2S水溶液中存在H2S的电离而显酸性，起始pH<7，将SO2气体通入H2S水溶液中时先发生2H2S+SO2= S↓+H2O，该过程中H2S的浓度不断减小，酸性减弱，pH增大，当完全反应发生SO2+H2O=H2SO3，H2SO3电离使溶液酸性增强，pH减小，当SO2不再溶解后，pH不变，H2SO3的酸性强于H2S的，所以最终pH要比初始小，所以图③符合；HSO的电离使溶液显酸性，HSO的水解使溶液显碱性，而NaHSO3溶液呈酸性，说明电离程度更大，H2SO3由水解产生，SO由水解产生，则c(H2SO3)(4)根据所给反应物和生成物可知该过程中Na2SO3被KIO3氧化生成Na2SO4，KIO3被还原生成I2，根据电子守恒可知Na2SO3和KIO3的系数比应为5:2，再结合元素守恒可得化学方程式为5Na2SO3+2KIO3+H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O。
21． SiF4 浅 ad bc 0.0001mol/(L min) 共价键 大 非极性 SiH4 这两种化合物的晶体类型都是分子晶体，分子晶体的沸点随相对分子质量的增大而增大，SiH4的相对分子质量大于CH4
【详解】
(1) 由热化学方程式SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)+148.9kJ可知，该反应的正反应是气体减少的放热反应，在地壳深处压强大，平衡正向移动，容易有SiF4气体逸出，在地壳浅处压强小，平衡逆向移动，所以SiO2易在地壳浅处沉积；
(2) SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)+148.9kJ为放热反应，如果上述反应的平衡常数K值变大，则一定是降低温度，降低温度时，该反应向正反应方向移动，随着反应的正向进行，逆反应速率先减小后增大，所以ad正确；
(3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时：
a．反应达到平衡时，正逆反应速率相等，满足 v正(HF)= 2v逆(H2O)关系，a错误；
b．反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则无论是正反应速率还是逆反应速率，一定有v(H2O)=2v(SiF4)，b正确；
c．反应达到平衡时，各组分的质量保持不变，则达到平衡时，SiO2的质量保持不变，c正确；
d．化学平衡状态为动态平衡，正逆反应速率均不为0，d错误；
答案选bc；
(4)若反应的容器容积为2.0L，反应时间80min，容器内气体的密度增大了0.12g/L，则容器内气体质量增加0.12g/L×2.0L=0.24g，根据质量守恒定律可知，0.24g为SiO2的质量，SiO2的物质的量为：=0.004mol，同一时间段内消耗HF的物质的量为0.004mol×4=0.016mol，在这段时间内HF的平均反应速率为v(HF)== 0.0001mol/(L min)；
(5)合成氮化碳是一种与金刚石类似的晶体，金刚石是原子晶体，则合成氮化碳晶体也是原子晶体，该晶体中微粒间的作用力是共价键，因氮原子的半径小于碳原子的半径，氮元素的非金属性大于碳元素的非金属性，所以N-C键的键能大于C-C键的键能，则氮化碳的硬度比金刚石的大；
(6)SiH4是中Si原子价层电子对数为4，不含孤电子对，所以SiH4是非极性分子；SiH4与CH4这两种化合物的晶体类型都是分子晶体，分子晶体的沸点随相对分子质量的增大而增大，SiH4的相对分子质量大于CH4，则沸点高的是SiH4。
22． 原子 c6(CO)/c2(N2) 不移动 ＞ 增大 增大压强 t3-t4
【详解】
(1)结合氮化硅硬度大，熔点高，可知氮化硅属于原子晶体；
(2)生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值称为化学平衡常数，其中纯固体和纯液体不带入平衡常数表达式，则上述反应的平衡常数表达式为K= c6(CO)/c2(N2)；SiO2是固体，若增加SiO2的量，平衡不移动；
(3)若降低温度N2的浓度增大，说明降低温度平衡逆向移动，则逆反应放热，正反应吸热，则其焓变＞0；平衡常数与温度有关，温度升高，则平衡常数一定改变，因＞0，若升高温度，平衡正向移动，其平衡常数值将增大；
(4)t4之后正逆反应速率均增大，考虑增大压强、升高温度、加入催化剂，若增大压强，平衡逆向移动，达到新平衡之前逆反应速率大于正反应速率，与图相符；若升高温度，平衡将正向移动，达到新平衡之前正反应速率大于逆反应速率，与图不符；若是加入催化剂，正反应速率与逆反应速率应同等程度增大，与图不符；综上所述，t4改变的条件只能是增大压强；
根据平衡的特征可知图中表示平衡的时段有t1~t2，t3~t4，t5~t6，t6~t7，T2之后平衡正向移动，氮气的转化率增大，则t3~t4氮气的转化率大于t1~t2，t4之后平衡逆向移动，氮气的转化率减小，则t3~t4氮气的转化率大于t5~t6，t6之后平衡不移动，t5~t6氮气的转化率和t6~t7相等，因此图中表示平衡时N2转化率最高的一段时间是t3~t4。
23． 混合型晶体 σ键、π键 sp2 C 增大 三种物质均为分子晶体，结构与组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高 SiO2为原子晶体而CO2为分子晶体 均为分子晶体，范德华力随相对分子质量增大而增大 减弱 增强 < 中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋ K3C60
【详解】
（1）碳的一种单质的结构如图（a）所示，应为石墨，属于混合型晶体，在石墨晶体中，同层的每一个碳原子以sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成片层结构，在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道，其中有一个2p电子。这些p轨道又都互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面，形成了大π键。故答案为混合型晶体；σ键、π键；sp2；
（2）A、在石墨烯中，每个碳原子通过共价键结合，则是一种强度很高的材料，故A正确；
石墨烯结构中碳原子形成三个共价键，原子核外存在一个未成键的电子，通电定向移动可导电，而石墨烷原子核外不存在未成键的电子，则为绝缘体，故B正确；
C、石墨烯为单质，将氢气加入到石墨烯中开发出一种具有突破性的新材料石墨烷，则石墨烷为高分子化合物，故C错误；
D、将氢气加入到石墨烯中开发出一种具有突破性的新材料石墨烷，不难推断出石墨烯与氢气发生加成反应得到石墨烷，故D正确；故答案选：C；
（3）CH4、SiH4、GeH4属于分子晶体，影响熔沸点的因素是分子间作用力的大小，物质的相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高；故答案为增大；三种物质均为分子晶体，结构与组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高；
（4）CO2属于分子晶体，而SiO2属于原子晶体，故SiO2熔点高，故答案为SiO2为原子晶体而CO2为分子晶体；
（5）①四卤化硅为分子晶体，F、Cl、Br、I的相对分子质量逐渐增大，沸点与相对分子质量有关，相对分子质量越大，沸点越高；②PbX2的熔点先降低后升高，其中PbF2为离子晶体，PbBr2、PbI2为分子晶体，可知依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性减弱、共价性增强；故答案为均为分子晶体，范德华力随相对分子质量增大而增大，减弱，增强；
（6）中形成分子内氢键，使其更难电离出H+，则相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)＜Ka(苯酚)，故答案为＜；中形成分子内氢键，使其更难电离出H+；
（7）K位于棱和体心，晶胞中的个数为12×+9=12，C60位于定点和面心，个数为8×+6×=4，化学式为K3C60，则晶胞的质量为g，其晶胞参数为1.4nm=1.4×10-7cm，则体积为（1.4×10-7）3cm3，所以密度为ρ==g cm-3，故答案为K3C60；。