3.2 分子晶体与共价晶体 课时作业（含解析） 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

3.2 分子晶体与共价晶体 课时作业
一、单选题
1．下列物质中属于晶体的是（　　）
A．橡胶 B．玻璃块 C．水晶 D．淀粉
2．化学与生产、生活密切相关，下列叙述正确的是
A．高吸水性树脂都含有羟基、烷基等亲水基团
B．燃煤脱硫脱氮有利于实现碳中和
C．用于砂轮磨料的碳化硅属于共价晶体
D．5G技术中使用的光导纤维属于有机高分子材料
3．下列物质不属于分子晶体的是（　　）
A．冰 B．二氧化硅 C．碘 D．固态的氩
4．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（　　）
①SiO2和SO3　②金刚石和白磷　③CO2和SO2　 ④晶体硅和金刚石⑤晶体氖和晶体氮　⑥硫黄和单质碘
A．③④⑥ B．④⑤⑥ C．①②③ D．①③⑤
5．下列的晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是（　　）
A．SO2与SiO2 B．CO2与H2O
C．NaCl与HCl D．CCl4与KCl
6．下列说法中正确的是（　　）
A．金刚石晶体中的最小碳环由6个碳原子构成
B．Na2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为1?：1
C．1 mol SiO2晶体中含2 mol Si﹣O键
D．金刚石化学性质稳定，在高温下也不会和O2反应
7．氮化硼是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时所克服粒子间作用力与氮化硼熔化时克服粒子间作用力的类型都相同的是（　　）
A．硝酸钠和金刚石 B．晶体硅和水晶
C．冰和干冰 D．苯和萘
8．下列物质中，属于含有非极性共价键的分子晶体的是
A．Si B．HCl C．N2 D．NH4Cl
9．新能源公交、轻轨、云轨等使淮安交通更加快捷。“车联网”技术定位车辆运行轨迹的光纤材料二氧化硅功不可没，二氧化硅属于（　　）
A．分子晶体 B．离子晶体 C．原子晶体 D．金属晶体
10．干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体，其晶胞结构如下图所示。下列说法错误的是（　　）
A．二氧化碳晶体是共价晶体
B．每个晶胞中含有4个分子
C．分子的空间结构为直线形
D．干冰升华时需克服分子间作用力
11．硅与碳同主族，是构成地壳的主要元素之一，下列说法正确的是（　　）
A．单质硅和金刚石中的键能：
B．和中
C．Si化合价均为-4价C．中Si原子的杂化方式为sp
D．碳化硅硬度很大，属于分子晶体
12．下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是（　　）
A．原子晶体硬度通常比分子晶体大
B．原子晶体的熔沸点较高
C．分子晶体中有的水溶液能导电
D．金刚石、水晶和干冰都属于原子晶体
13．化学学习中常用类推方法，下列类推正确的是
A． 为直线形分子， 也为直线形分子
B．固态 是分子晶体，固态 也是分子晶体
C． 中N原子是 杂化， 中B原子也是 杂化
D． 能溶于NaOH溶液， 也能溶于NaOH溶液
14．下列各项所述的数字不是6的是（　　）
A．在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数
B．在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数
C．在石墨晶体的层状结构中，最小的环上的碳原子个数
D．在NaCl晶体中，与一个Cl－最近的且距离相等的Na+的个数
15．某无机化合物的二聚分子结构如图，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构．下列关于该化合物的说法不正确的是（　　）
A．化学式是Al2Cl6
B．不存在离子键和非极性共价键
C．在固态时所形成的晶体是分子晶体
D．是离子化合物，在熔融状态下能导电
16．下列叙述正确的是（　　）
A．液晶是由分子较大、分子形状呈长形或碟形的物质形成的晶体
B．制造光导纤维的主要材料是高纯度硅，属于共价晶体
C．共价晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高
D．硫化氢晶体和冰晶体升华时克服的作用力相同
二、综合题
17．半导体芯片的发明促进了人类信息技术的发展，单晶硅。砷化镓(GaAs)、碳化硅等是制作半导体芯片的关键材料，也是我国优先发展的新材料。请回答以下问题：
（1）上述材料所涉及的四种元素中电负性最小的元素是　 　(填元素符号)，基态砷原子价层电子的轨道表达式为　 　，和As位于同一周期，且未成对电子数也相同的元素还有　 　种。
（2）SiCl4是生产高纯硅的前驱体，沸点57.6℃，可混溶于苯、氯仿等有机溶剂，则SiCl4晶体类型为　 　。熔化时克服的作用力是　 　其中Si采取的杂化类型为　 　化合物N(CH3)3和N(SiH3)3的结构如上图所示，更易形成配合物的是　 　，判断理由是　 　。
（3）β-SiC的晶胞结构如图所示，若碳和硅的原子半径分别为apm和bpm，密度为pg cm-3，晶胞中4个C构成的空间构型为　 　，其原子的空间利用率(即晶胞中原子体积占空间体积的百分率)为　 　。(用含a、b、p、NA的代数式表示，NA、表示阿伏加德罗常数的值)。
18．完成下列问题
（1）Ⅰ．第IVA族元素，碳、硅、锗、锡、铅具有很多重要的性质。
锗元素的基态原子的核外电子排布式为　 　。
（2）单质Sn与干燥的反应生成，常温常压下为无色液体，空间构型为　 　，其固体的晶体类型为　 　。
（3）卤化硅的沸点和二卤化铅的熔点如图所示。
①的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是　 　。
②结合的沸点和的熔点变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，晶体中离子键百分数　 　(填“增大”“不变”或“减小”)。
（4）Ⅱ．铍及其化合物的应用正日益被重视。
铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有____。
A．都属于p区主族元素 B．电负性都比镁大
C．第一电离能都比镁大 D．氯化物的水溶液pH均小于7
（5）氯化铍在气态时存在分子(a)和二聚分子[(BeCl2)2](b)，固态时则具有如下图所示的链状结构(c)。
①a属于　 　(填“极性”或“非极性”)分子；
②二聚分子中Be原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上，b的结构式为　 　。
19．硅是构成矿物和岩石的主要成分，单质硅及其化合物具有广泛的用途。完成下列填空：
（1）某些硅酸盐具有筛选分子的功能。一种硅酸盐的组成为：M2O·R2O3·2SiO2·nH2O，已知元素M、R均位于元素周期表的第3周期，两元素原子的质子数之和为24。
①写出M原子核外能量最高的电子的电子排布式：　 　。
②常温下，不能与R单质发生反应的是　 　（选填序号）。
a．CuCl2溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸
d.NaOH溶液
e．Na2CO3固体
（2）氮化硅（Si3N4）陶瓷材料硬度大、熔点高。可由下列反应制得：SiO2+C+N2 Si3N4+CO
①Si3N4中氮元素的化合价为-3，请解释Si3N4中氮元素化合价为负价的原因　 　。
②C3N4的结构与Si3N4相似，请比较二者熔点高低，并说明理由：　 　。
③配平上述反应的化学方程式，并标出电子转移的数目和方向。　 　。
（3）一种用工业硅（含少量铁、铜等金属的氧化物）制备Si3N4的主要流程如下：
①将工业硅粉碎的目的是　 　。
②适量的H2是为了排尽设备中的空气，但H2在高温下也能还原工业硅中的某些金属化物。 可能是　 　（选填：“盐酸”“硝酸”或“硫酸”），理由是　 　。
20．Ⅰ.已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为 1、3、6、6，且都含有18个电子，B、C是由两种元素的原子组成，且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D是一种有毒的有机物。
（1）组成A分子的原子的元素符号是　 　。
（2）从B分子的立体结构判断，该分子属于　 　(填“极性”或“非极性”)分子。
（3）C分子中包含　 　个σ键，　 　个π键。
（4）D的熔、沸点比C2H6的熔、沸点高，其主要原因是(需指明D是何物质)： 　 　。
（5）Ⅱ.CO的结构可表示为 ，N2的结构可表示为 。
下表是两者的键能数据：(单位：kJ·mol-1)
A—B
CO 357.7 798.9 1 071.9
N2 154.8 418.4 941.7
结合数据说明CO比N2活泼的原因：　 　。
（6）Ⅲ.Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。
基态Ni原子的核外电子排布式为　 　，基态Cu原子的外围电子排布式为　 　。
（7）Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为-20.5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)5晶体属于　 　(填晶体类型)。
21．N、P、As、Ga、Cr等元素化合物种类繁多，具有重要的研究价值和应用价值。请回答下列问题：
（1）N元素与Al、Si等元素在一定条件下生成AlN和Si3N4，实验测得二者在真空条件下的稳定存在的最高温度2200℃和1900℃，硬度类似金刚石，常用作耐高温和耐磨材料。请推测它们属于　 　晶体类型。
（2）PCl3和PCl5是磷元素形成的两种重要化合物，请根据价电子互斥理论推测PCl3的空间构型　 　。
（3）As的核外电子排布式中不同类型(s、p、d、f等)的电子比是　 　 。
（4）Cr元素价电子排布式为　 　。
（5）砷化镓以第三代半导体著称，性能比硅更优良，广泛用于雷达、电子计算机、人造卫星、宇宙飞船等尖端技术中已知砷化镓的晶胞结构如右图所示，则砷化镓晶胞结构与NaCl晶胞　 　(填“相同”或“不同”)。
（6）根据As和Ga在元素周期表中的位置判断，第一电离能As　 　Ga(填“＜”“＞”或“=”)。
（7）(CH3)3Ga中镓原子的杂化类型为　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】解：A、橡胶没有一定规则的外形、没有固定的熔沸点，不是晶体，故A不选；
B、玻璃没有一定规则的外形、没有固定的熔沸点，不是晶体，故B不选；
C、水晶是二氧化硅，具有整齐规则的几何外形、有固定的熔点，属于晶体，故C选；
D、淀粉没有一定规则的外形、没有固定的熔沸点，不是晶体，故D不选；
故选C．
【分析】晶体有整齐规则的几何外形、有固定的熔点，非晶体没有一定规则的外形、没有固定的熔沸点．
2．【答案】C
【解析】【解答】A．高吸水性树脂作为功能高分子材料，要具有吸水和保水功能，就必须在分子结构中含有亲水性基团，如羟基、羧基等，但烷基属于疏水基，A不符合题意；
B．燃煤脱硫脱氮，除去燃煤中的硫元素、氮元素，但并不影响二氧化碳的排放，B不符合题意；
C．碳化硅陶瓷具有超硬性能，属于共价晶体，C符合题意；
D．光导纤维属于新型无机非金属材料，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、烷基不是亲水基团；
B、碳中和指的是减少二氧化碳的排放；
C、碳化硅硬度大，为共价晶体；
D、光导纤维为二氧化硅，属于无机非金属材料。
3．【答案】B
【解析】【解答】冰、碘、固态的氩均由分子间作用力结合形成，为分子晶体，二氧化硅是由共价键形成的共价晶体，
故答案为：B。
【分析】通过分子间作用力互相结合形成的晶体为分子晶体。
4．【答案】A
【解析】【解答】①二氧化硅为原子晶体，三氧化硫为分子晶体，故①不符合题意；
②金刚石为原子晶体，白磷为分子晶体，故②不符合题意；
③CO2和SO2均只含极性共价键，二者都属于分子晶体，故③符合题意；
④晶体硅和金刚石均只含非极性共价键，二者都属于原子晶体，故④符合题意；
⑤二者均为分子晶体，但晶体氖为单原子分子，不含化学键，晶体氮中含非极性共价键，故⑤不符合题意；
⑥硫磺和单质碘都是分子晶体，二者都只含非极性共价键，故⑥符合题意；
综上所述正确的有③④⑥，
故答案为A。
【分析】①二氧化硅为原子晶体，三氧化硫属于分子晶体；
②金刚石为原子晶体，白磷为分子晶体；
③二氧化碳和二氧化硫均是分子晶体，均只含极性共价键；
④晶体硅和金刚石均为原子晶体，均只含非极性共价键；
⑤稀有气体分子为单原子分子，不含化学键；
⑥硫黄和单质碘均为分子晶体，均只含非极性共价键。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．SO2与SiO2均含有共价键，前者是分子晶体，后者是原子晶体，A不符合题意；
B.CO2与H2O均含有共价键，均是分子晶体，B符合题意；
C.NaCl含有离子键，属于离子晶体，HCl含有共价键，属于分子晶体，C不符合题意；
D.CCl4含有共价键，属于分子晶体，KCl含有离子键，属于离子晶体，D不符合题意，
故答案为：B。
【分析】离子晶体一定含离子键，也可以含共价键，分子晶体一定只含共价键，原子晶体一定只含共价键。其中题中氯化氢，水，二氧化碳，二氧化硫，四氯化碳是分子晶体。二氧化硅是原子晶体，氯化钠，氯化钾都是离子晶体。
6．【答案】A
【解析】【解答】解：A．由金刚石晶体结构知，最小碳环是6个碳原子构成的六元环，故A正确；
B．Na2O2由2个Na+与1个O22﹣构成，所以Na2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为2：1，故B错误；
C.1molSiO2晶体存在4molSi﹣O键，故C错误；
D．金刚石化学性质稳定，但在高温下会和O2反应，故D错误．
故选A．
【分析】A．金刚石网状结构中，最小的环上有6个碳原子；
B．Na2O2由2个Na+与1个O22﹣构成；
C.1个SiO2晶体存在4个Si﹣O键；
D．金刚石属于碳单质，在高温下可以和O2反应．
7．【答案】B
【解析】【解答】A、硝酸钠是离子晶体，熔化需克服离子键；金刚石是原子晶体，熔化时克服粒子间作用力是共价键，故不选A；
B、晶体硅和水晶都是原子晶体，熔化时需克服的粒子间作用力都是共价键，故选B；
C、冰和干冰都是分子晶体，冰熔化时需克服氢键和范德华力，干冰熔化需克服分子间作用力，故不选C；
D、苯和萘都是分子晶体，熔化时需克服的粒子间作用力都是分子间作用力，故不选D。
【分析】离子晶体熔化时破坏离子键，分子晶体熔化时破坏分子间作用力，原子晶体熔化时破坏共价键。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．Si是原子间通过非极性共价键形成的空间网状结构，为共价晶体，A不符合题意；
B．HCl中含有的是极性共价键，B不符合题意；
C．N2分子内为非极性键，分子间为范德华力，所以N2为分子晶体 ，C符合题意；
D．NH4Cl为离子化合物，形成离子晶体，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】同种原子之间的共价键为非极性键；大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
9．【答案】C
【解析】【解答】二氧化硅是由硅原子和氧原子构成的正四面体空间网状结构，属于原子晶体，
故答案为：C。
【分析】二氧化硅结构和金刚石结构类似，都是原子晶体，熔点高
10．【答案】A
【解析】【解答】A．该晶体中最小微粒CO2分子，它为分子晶体，A项符合题意；
B．CO2分别处于8个顶点为1个CO2，位于6个面占有3个CO2，总共4个CO2，B项不符合题意；
C．CO2有2对层电子对无孤电子对则它的空间构型为直线型，C项不符合题意；
D．干冰为分子晶体，升华时克服分子间作用力，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】B.根据均摊法计算；
C.二氧化碳为直线形分子；
D.干冰为分子晶体。
11．【答案】A
【解析】【解答】A．原子半径：Si＞C，键能：Si-Si＜C-C，A符合题意；
B．SiH4中Si化合价为+4价，B不符合题意；
C．SiO2中Si价层电子对数为4，杂化方式为sp3杂化，C不符合题意；
D．碳化硅的硬度很大，属于共价晶体，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A．原子半径：Si＞C，键能：Si-Si＜C-C；
B．化合价的判断；
C．杂化方式的判断；
D．碳化硅属于共价晶体。
12．【答案】D
【解析】【解答】A.原子晶体中是以共价键结合，而分子晶体分子之间是范德华力结合，硬度大，故A不符合题意
B.原子晶体中是以共价键结合，键能大，熔沸点大，故B不符合题意
C. 有些分子晶体溶于水后能电离出自由移动的离子而导电，如H2SO4、HCl，故C不符合题意
D.金刚石、水晶均是原子晶体，干冰是分子晶体，故D符合题意
故答案为：D
【分析】原子晶体和分子晶体的分子间作用力不同，原子晶体是共价键，而分子晶体是分子间作用力，原子晶体的熔沸点、硬度大。常见的分子晶体如硫酸、氯化氢分子溶于水可以电离出自由移动的电子，可以到导电，常见的金刚石和水晶均以共价键结合为是原子晶体，而干冰是以分子间作用力结合的分子晶体。
13．【答案】D
【解析】【解答】A.CO2中中心原子C上的孤电子对数为 （4-2 2）=0，σ键电子对数为2，价层电子对数为0+2=2，VSEPR模型为直线形，由于C上没有孤电子对，CO2为直线形分子，SO2中中心原子S上的孤电子对数为 （6-2 2）=1，σ键电子对数为2，价层电子对数为1+2=3，VSEPR模型为平面三角形，由于S上有一对孤电子对，SO2为V形分子，A项不符合题意；
B.固体CS2是分子晶体，固体SiO2属于原子晶体，B项不符合题意；
C.NCl3中中心原子N上的孤电子对数为 （5-3 1）=1，σ键电子对数为3，价层电子对数为1+3=4，NCl3中N为sp3杂化，BCl3中中心原子B上的孤电子对数为 （3-3 1）=0，σ键电子对数为3，价层电子对数为0+3=3，BCl3中B为sp2杂化，C项不符合题意；
D.Be和Al在元素周期表中处于对角线，根据“对角线规则”，Be（OH）2与Al（OH）3性质相似，两者都属于两性氢氧化物，都能溶于NaOH溶液，Al（OH）3、Be（OH）2与NaOH溶液反应的化学方程式分别为Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O、Be（OH）2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.根据价层电子对互斥理论进行分析；
B.根据常见晶体类型进行判断；
C.根据价层电子对数判断判断中心原子的杂化方式；
D.根据对角线规则进行判断。
14．【答案】A
【解析】【解答】A．二氧化硅晶体相当于在硅晶体中两个硅原子间分别加上一个O原子，因此最小环上的原子个数为12个，故选A；
B．金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数有6个，所以B不选；
C．石墨晶体的片层结构中，最小环上的碳原子个数为6个， 所以C不选；
D．NaCl晶体属面心立方结构，与一个Na+最近且距离相等的Cl－的个数有6个， 所以D不选；
故答案为：A。
【分析】二氧化硅晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子共12个原子；金刚石晶体、石墨晶体的层状结构最小的环上的碳原子个数为6，NaCl晶体中Cl-的配位数为6。
15．【答案】D
【解析】【解答】解：A．将二聚分子变成单分子，得AB3化学式，根据两种元素都处于第三周期，可能是PCl3或AlCl3，而在PCl3所有原子已达稳定结构，形成二聚分子的话不可能符合，故只可能是AlCl3，该化合物的化学式是Al2Cl6，故A正确；
B．该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键；Cl与Cl之间没有形成非极性共价键，故B正确；
C．该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，熔沸点较低，是分子晶体，故C正确；
D．该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，也不是离子化合物，故D错误．
故选D．
【分析】将二聚分子变成单分子，得AB3化学式，根据两种元素都处于第三周期，可能是PCl3或AlCl3，而在PCl3所有原子已达稳定结构，形成二聚分子的话不可能符合，故只可能是AlCl3，为共价化合物，只含有共价键，不含离子键，在固体时为分子晶体，熔沸点较低，以此解答该题．
16．【答案】C
【解析】【解答】A．液晶是一种介于晶体与液体之间的中间态物质，通常是由分子较大、分子形状呈长形或碟形的物质形成的液晶态，故A不符合题意；
B．制造光导纤维的主要材料是二氧化硅，不是高纯度硅，故B不符合题意；
C．共价晶体的熔、沸点高低取决于原子间共价键的强弱，共价键的强弱与键能和键长有关，晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高，故C符合题意；
D．硫化氢晶体和冰晶体都是分子晶体，晶体升华时，硫化氢晶体克服分子间作用力，冰晶体克服分子间作用力和氢键，克服的作用力不相同，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】易错分析：B.二氧化硅用途有光导纤维、水晶、建筑材料等；单质硅用途有半导体、计算机芯片、太阳能电池等
D.升华过程克服的是分子间作用力，但是水可以形成氢键，同时也要克服氢键作用力
17．【答案】（1）Ga；；2或两
（2）分子晶体；分子间作用力；sp3；N(CH3)3；分子极性更强，N原子更易提供电子对形成配位键且形成配位键是空间构型不受阻碍
（3）正四面体；
【解析】【解答】(1)上述材料所涉及的四种元素为Ga、As、C、Si；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，下非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；故中电负性最小的元素是Ga；砷位于第四周期第ⅤA族，基态砷原子价层电子的轨道表达式为；和As位于同一周期，且未成对电子数也相同，有3个未成对电子的元素还有V、Co这2种元素；
(2)SiCl4沸点较低且可混溶于苯、氯仿等有机溶剂，则SiCl4晶体类型为分子晶体，熔化时克服的作用力是分子间作用力，其中硅原子的价层价层电子对数为，为sp3杂化；化合物N(CH3)3和N(SiH3)3中更易形成配合物的是N(CH3)3，其结构为三角锥形，极性更强，N原子更易提供电子对形成配位键且形成配位键是空间构型不受阻碍；
(3)由图可知，把晶胞分割为8个小立方体，晶胞中4个C分别上面相对的和下面相对的2个小立方体中，这4个C构成的空间构型为正四面体；
硅原子为顶点和面心，1个晶胞中硅原子个数为，4个C位于晶胞内部，则一个晶胞中含有4个碳原子和4个硅原子晶胞密度为pg cm-3，设晶胞体积为V，则， cm-3；原子的总体积为，
故其原子的空间利用率为。
【分析】（1）电负性是原子吸引电子的能力；轨道表达式是电子排布图；As的未成对电子数为3，第四周期中未成对电子数为3的还有V、Co；
（2）SiCl4的沸点低，易溶于有机溶剂，可知是分子晶体，分子晶体熔化克服的是分子间作用力；
AB4分子中，A原子一般是sp3杂化；
分子极性越强，N原子提供孤对电子形成配合物时空间越大，越易形成配合物；
（3）观察晶胞结构图可知是正四面体型，原子空间利用率是算出一个晶胞中所有原子的体积之和，再比上晶胞的体积。
18．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s24p2
（2）正四面体形；分子晶体
（3）四者均为分子晶体，随着相对分子质量越大，沸点升高；减小
（4）B；D
（5）非极性；
【解析】【解答】(1) 锗为32号元素，元素的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2；
故答案为： 第1空、1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)常温常压下为分子晶体，中Sn形成4个共价键，为sp3杂化，空间构型为正四面体形；
故答案为：
第1空、正四面体形
第2空、分子晶体
(3)①相对分子质量越大，沸点越高，依F、Cl、Br、I次序升高；
②PbF2熔点很高为离子晶体；依Cl、Br、I次序，晶体沸点低于PbF2，且PbI2熔点高于PBr2，可推断：依F、Cl、Br、I次序，晶体中离子键百分数减小；
故答案为：
第1空、四者均为分子晶体，随着相对分子质量越大，沸点升高
第2空、减小
(4) A．铍属于s区主族元素，A不符合题意；
B．同周期从左到右，元素的电负性变强；同主族由上而下，元素电负性减弱；两者电负性都比镁大，B符合题意；
C．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，镁原子价电子为3s2全满稳定状态，电离能较大，C不符合题意；
D．铍与铝元素性质相似，其氯化物的水溶液中金属阳离子的水解导致溶液显酸性，pH均小于7，D符合题意；
故答案为： B D
(5)①中Be形成2个共价键且无孤电子对，为直线形对称分子，a属于非极性分子；
②二聚分子中Be原子提供空轨道、氯提供孤电子对形成配位键；
故答案为：
第1空、非极性
第2空、
【分析】(1) 锗为32号元素，元素的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2；
(2)常温常压下为分子晶体，中Sn形成4个共价键，为sp3杂化，空间构型为正四面体形；
(3) 相对分子质量越大，沸点越高；
②PbF2熔点很高为离子晶体；
(4) A．铍属于s区主族元素；
B．同周期从左到右，元素的电负性变强；同主族由上而下，元素电负性减弱；
C．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，价电子为全满稳定状态，电离能较大；
D．铍与铝元素性质相似，金属阳离子的水解导致溶液显酸性；
(5)①Be形成2个共价键且无孤电子对，为直线形对称分子；
②二聚分子中Be原子提供空轨道、氯提供孤电子对形成配位键。
19．【答案】（1）3p1；be
（2）氮元素的非金属性比硅强，氮原子得电子的能力强于硅原子，因此两者形成化合物时，共用电子对偏向于氮原子，因此Si3N4中氮元素化合价为负价；两者均为原子晶体，碳原子半径小于硅原子半径，因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键的键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高。；无
（3）增大反应物的接触面积，提高反应速率；硝酸；H2在高温下能将铜的氧化物还原为单质铜，单质铜与盐酸和硫酸不反应
【解析】【解答】（1）由M2O·R2O3·2SiO2·nH2O可知，M为第IA，R为ⅢA，元素M、R均位于元素周期表的第3周期，两元素原子的质子数之和为24，M为Na，R为Al。
①M原子核外能量最高的电子的电子排布式：3p1 ；
②常温下，a．Al与CuCl2溶液能将铜置换出来；b.Al与Fe2O3在高温反应； c.Al与浓硫酸发生钝化； d.Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠； e．Al与Na2CO3固体常温下不能反应；
故答案为：be。（2）①Si3N4中氮元素的化合价为-3，氮元素的非金属性比硅强，氮原子得电子的能力强于硅原子，因此两者形成化合物时，共用电子对偏向于氮原子，因此Si3N4中氮元素化合价为负价；
②C3N4的结构与Si3N4相似，用原子晶体的结构解释熔点高低：两者均为原子晶体，碳原子半径小于硅原子半径，因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键的键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高；
③配平上述反应的化学方程式，并标出电子转移的数目和方向。SiO2+C+N2 Si3N4+CO。Si的化合价前后未变，N的化合价由0降为-3，C的化合价由0升为+2，生成1个Si3N4化合价降低12，生成1个CO化合价升高2，根据化合价升降总数相等以及质量守恒得，3SiO2+6C+2N2 Si3N4+6CO．
标出电子转移的数目和方向： （3）①将工业硅粉碎的目的是增大反应物的接触面积，提高反应速率；
②盐酸、稀硫酸均不与Cu反应，氮化硅中混有铜粉，为除去混有的Cu，可选择硝酸，Cu与硝酸反应，而氮化硅与硝酸不反应。x可能是硝酸， H2在高温下能将铜的氧化物还原为单质铜，单质铜与盐酸和硫酸不反应。
【分析】（1）硅酸盐的组成活泼金属氧化物较活泼金属氧化物 H2O， 元素原子的质子数之和为24，说明一种元素的质子数少于12，一种大于12，而都为第三周期所以M为钠，R为铝。铝遇到浓硫酸钝化。
（2）化合物中电负性强的元素对共用电子对的吸引力大，显负电性，显负化合价。C3N4的结构与Si3N4相似，都为原子晶体，微粒间的作用力为共价键，共价键越强，熔沸点越高。碳原子半径小于硅原子半径，因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键的键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高。
（3）粉碎的目的是增大反应物的接触面积，提高反应速率。氮化炉中也将铁、铜的氧化物还原为金属单质，要除去硅中的铜、铁，酸洗时需用硝酸。
20．【答案】（1）Ar
（2）极性
（3）5；0
（4）D是CH3OH，分子之间能形成氢键
（5）CO中断裂1 mol π键需吸收能量273 kJ，N2中断裂1 mol π键需吸收能量523.3 kJ，所以CO分子中的π键比N2分子中的π键更容易发生反应
（6）1s22s22p63s23p63d84s2；3d104s1
（7）分子晶体
【解析】【解答】(1)18个电子的单原子分子是氩。(2)B是由两种元素的3原子构成的含有18个电子的分子，则B是H2S，是极性分子。(3)C是由两种元素的6原子构成的含有18个电子的分子，原子个数比为1∶2，则C是N2H4，N原子采取sp3杂化，分子内有5个σ键，无π键。(4)1个D分子中含有6个原子，并含有18个电子，且为有毒的有机物，应是甲醇。CH3OH分子之间能形成氢键，因此熔、沸点比C2H6的熔、沸点高。(5)CO分子中的一个π键的键能=1 071.9 kJ·mol-1-798.9 kJ·mol-1=273 kJ·mol-1。N2分子内的一个π键的键能=941.7 kJ·mol-1-418.4 kJ·mol-1=523.3 kJ·mol-1，键能越大，π键越稳定，CO分子中的π键比N2分子中的π键更容易断裂，所以CO比N2活泼。(6)基态Ni原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，基态Cu原子的外围电子排布式为3d104s1。(7)Fe(CO)5的熔、沸点低，易溶于非极性溶剂，可推知Fe(CO)5晶体是分子晶体。
【分析】（1）含有18个电子的氮原子分子是氩单质；
（2）B分子是硫化氢分子，由于正负电荷中心不重合，所以该分子式极性分子；
（3）N2H4分子中含有5个σ键，无π键；
（4）氢键是一种特殊的分子间作用力，可以增大物质的熔沸点；
（5）化学键的键能越大，物质就越稳定，性质就越不活泼；
（6）处于稳定状态（基态）的原子，核外电子将尽可能地按能量最低原理排布，另外，由于电子不可能都挤在一起，它们还要遵守最低能量原理，泡利不相容原理和洪特规则；
（7）分子间通过分子间作用力构成的晶体叫做分子晶体。
21．【答案】（1）原子
（2）三角锥形
（3）s电子：p电子：d电子=8：15：10
（4）3d54s1
（5）不同
（6）＞
（7）sp2杂化；
【解析】【解答】（1）根据AlN和Si3N4，稳定存在的最高温度2200℃和1900℃，硬度类似金刚石，常用作耐高温和耐磨材料等性质推测它们属于原子晶体；
（2）PCl3 中P原子价层电子对个数是3且含有一个孤电子对，P采取sp3杂化，空间构型为三角锥形；
（3）As为33号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，不同类型的电子比为s电子：p电子：d电子=8：15：10；
（4）Cr是24号元素，价电子排布式为3d54s1；
（5）GaAs晶体中As分布于晶胞体心，Ga分布于顶点和面心，而NaCl中阴阳离子分别位于晶胞的顶点、面心以及棱和体心，二者结构不同；
（6）同周期元素从左到右第一电离呈增大趋势，但第VA族大于第IIIA族，第IIA族大于第IIIA族，所以则第一电离能：As＞Ga；
（7）(CH3)3Ga中Ga形成3个δ键，没有孤电子对，为sp2杂化；
故答案为：（1）原子；（2）三角锥形；（3）s电子：p电子：d电子=8：15：10；（4）3d54s1；（5）不同；（6）＞；（7）sp2杂化；
【分析】（1）由“耐高温和耐磨”性质确定属于原子晶体；
（2）由价层电子对个数、孤电子对，确定空间构型；
（3）确定As的原子序数，由原子序数，结合电子排布规律，确定核外电子排布式，从而确定不同类型的电子比；
（4）确定Cr的原子序数，从而确定其价电子排布式；
（5）结合所给图示，以及NaCl的结构，比较二者结构的差异；
（6）根据第一电离能的变化规律分析；
（7）根据杂化轨道的判断方法分析判断；