3.2 分子晶体与共价晶体 同步练习 （含解析）2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

3.2 分子晶体与共价晶体 同步练习
一、单选题
1．原子晶体具有的性质是（）
A．熔点高 B．易导热
C．能导电 D．有延展性
2．分子晶体具有的本质特征是（　　）
A．晶体硬度小
B．熔融时不导电
C．晶体内微粒间以分子间作用力相结合
D．熔点一般比共价晶体低
3．下列有关晶体的说法错误的是（　　）
A．构成共价晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大
B．金刚石熔化时，破坏化学键
C．分子晶体内均存在共价键
D．石墨沿层的平行方向导电性强，其原因是能够形成遍及整个平面的大键
4．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
5．2022年冬奥会在北京成功举办，安全、高效、绿色、智能，给世界人民留下深刻的印象。下列说法错误的是（　　）
A．开幕式燃放的焰火与核外电子跃迁释放能量有关
B．滑冰馆良好的冰面给运动员的发挥提供了支持，水分子之间的主要作用力是范德华力
C．冬奥会运用了众多高科技手段，这离不开芯片。芯片的基质是单晶硅，属于共价晶体
D．运动员受伤时，有时会喷氯乙烷止疼，氯乙烷属于卤代烃
6．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
7．科学家成功将转化为类似结构的共价晶体，下列说法正确的是（　　）
A．共价晶体易升华
B．共价晶体硬度小于
C．共价晶体中C原子的杂化方式为sp
D．由分子晶体转化为共价晶体是化学变化
8．科学家在 20℃时，将水置于足够强的电场中，水分子瞬间凝固成“暖冰”。对“暖冰”与其它物质比较正确的是（　　）
A．与Na2O 晶体类型相同 B．与 化学键类型相同
C．与CO2 分子构型相同 D．与 CH4 分子极性相同
9．干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．干冰晶体是共价晶体
B．每个晶胞中含有4个分子
C．每个分子周围有12个紧邻的分子
D．干冰升华时需克服分子间作用力
10．磷化硼(BP)有良好的透光性，用于光学吸收的研究及用作超硬的无机材料等。其晶胞结构如下图所示，下列有关说法正确的是（　　）
A．磷化硼晶体的熔点高、硬度大
B．B配位数是4，P的配位数是2
C．BP属于离子晶体
D．B的杂化方式为sp2，P的杂化方式为sp3
11．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
12．我国科学家预言的碳已被合成。碳的晶体结构可看作将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，金刚石和碳的晶胞如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．金刚石中每个碳原子被12个最小环共用
B．碳中最小环由24个碳原子组成
C．碳属于分子晶体
D．碳中键角是
13．氯化硼的熔点为10.7 ℃，沸点为12.5 ℃。在氯化硼分子中，氯—硼—氯键角为120°，它可以水解，水解产物之一是氯化氢。下列对氯化硼的叙述中正确的是(　　)
A．氯化硼是原子晶体
B．熔化时，氯化硼能导电
C．氯化硼分子是一种极性分子
D．水解方程式：BCl3+3H2O H3BO3+3HCl
14．已知NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是 （　　）
A．标准状况下，11.2L 的12C18O中含有的中子数为8NA
B．含1mol碳原子的金刚石晶体中，含有C-C键的数目为2 NA
C．含1 mol碳原子的石墨烯(如图1)中，含有六元环的个数为0.5 NA
D．720 g C60晶体中含有0.5 NA个晶胞(如图2，●表示C60分子)
15．下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是（　　）
A．SiO2晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连
B．通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA（NA表示阿伏加德罗常数）
C．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子
D．1 mol金刚石含4 mol C﹣C键
16．我国科学家率先利用作为客体分子进行组装，得到新型碳纳米管片段材料，合成效率优于石墨片层卷曲，此材料具有显著的光电效应。下列说法正确的是（　　）
A．中的碳原子为杂化
B．由形成碳纳米管为物理变化
C．石墨和均为分子晶体
D．碳纳米管导电的原因是形成了金属键
17．我国力争于2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一、下列关于和说法正确的是（　　）
A．固态属于共价晶体
B．键角小于键角
C．分子中含有极性共价键，是极性分子
D．干冰中每个分子周围紧邻6个分子
18．《天工开物》记载：“凡火药以硝石、硫黄为主，草木灰为辅……而后火药成声”。其中涉及的主要反应为：。下列说法正确的是（　　）
A．电负性： B．分子中C原子为杂化
C．单质硫属于共价晶体 D．中化学键只有键
19．元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是（　　）
A．原子半径：
B．第一电离能：
C．碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体
D．可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
20．下列说法正确的是（　　）
A．只含有共价键的物质都属于共价化合物
B．NaOH和MgCl2中都含有极性共价键，但都属于离子化合物
C．氮化镁中每个原子的最外电子层都形成了具有 8 个电子的稳定结构
D．干冰和碘单质易升华，是因为分子内相邻原子间的相互作用较弱
二、综合题
21．碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：
（1）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是　 　。
（2）CS2分子中含有　 　(填“σ键”“π键"或“σ键和π键")，C原子的杂化轨道类型是　 　。
（3）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
1 在石墨烯晶体中，每个C原子连接　 　个六元环，每个六元环占有　 　个C原子。
2 在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接　 　个六元环。
22．铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物在生活中有广泛应用。
（1）FeCl3的熔点为 ，沸点为 的晶体类型是 　 　 ；
（2）羰基铁 可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1mol 分子中含　 　 键；
（3）氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为 　 　 ；
（4）氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知：
氧化亚铁晶体的密度为 ， 代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与 紧邻且等距离的 数目为 　 　 ； 与 最短核间距为 　 　 pm。 写出表达式
23．我国科学家最近开发了α- B26C@ TiO2/Ti催化剂实现NO制NH3，为资源回收利用提供新思路。请回答下列问题：
（1）基态N原子的价层电子排布图为　 　。
（2）上述物质中所含第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为　 　(填元素符号，下同)，电负性由大到小的顺序为　 　。
（3）氨硼烷(NH3·BH3)是一种具有潜力的固体储氢材料。NH3·BH3分子中属于sp3杂化的原子有　 　(填元素符号)。H—N—H键角：NH3　 　NH3·BH3(填“>”“<”或“=”)，理由是　 　。
（4）已知：BC(碳化硼)、BN(氮化硼)的熔点依次为2450℃、3000℃， BN的熔点较高的主要原因是　 　。
（5）已知TiO2的晶胞如图1所示，“黑球”代表　 　 (填“钛”或“氧")。
（6）钛晶体有两种结构，如图2和图3所示。
图2结构中空间利用率(φ)为　 　 (用含π的代数式表示)；已知图3结构中底边长为a nm，高为c nm，NA代表阿伏加德罗常数的值，则该钛晶体的密度为　 　g·m-3(用含a、c、NA的代数式表示)。
24．铁在史前就为人们所知，铁及其化合物推动了人类文明的发展。回答下列问题：
（1）Fe元素位于元素周期表的　 　区，基态Fe2+的核外电子排布式为　 　。
（2）复盐NH4Fe(SO4)2·12H2O俗称铁铵矾，可用于鞣革。铁铵矾中，所含N、O、S三种非金属元素第一电离能由小到大的顺序是　 　，H2O的VSEPR模型为　 　。的键角比NH3的键角　 　(填“大”或“小”)。
（3）三价铁的强酸盐溶于水后经水解可以生成如图所示的二聚体，其中Fe3+的配位数为　 　， 过渡元素的s、p、d轨道可以参与杂化，含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、 ②sp3d、③sp3d2，该二聚体中Fe采取的杂化类型为　 　(填标号)。
（4）三种化合物的熔点如下表所示：
化合物 FeCl3 NaCl MgO
熔点/℃ 308 801 2852
试解释其熔点差异的原因：　 　。
（5）铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某立方FexNy的晶胞如图所示，晶胞参数为apm，该晶体密度为　 　g·cm-3 (设NA为阿伏加德罗常数的值，写出表达式)，Cu完全替代该晶体中b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy， n：y=　 　。
25．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　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】原子晶体的构成微粒是原子，原子间存在共价键，原子晶体是空间网状结构导致其具有键能大、熔点高、硬度大的特性，不能导电、导热，没有有延展性，
故答案为：A。
【分析】原子晶体中由于共价键具有方向性所以无延展性，无自由电子所以不能导电，导热。
2．【答案】C
【解析】【解答】分 子晶体的熔、沸点较低，硬度较小，导致这些性质特征的本质原因是其构成微粒间的相互作用——分 间作用力相对于化学键来说是极其微弱的，C项符合题意。
【分析】分子晶体具有的本质特征：晶体内微粒间以分子间作用力相结合。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．构成共价晶体的原子半径越小，键能越大，晶体的硬度越大，故A不符合题意；
B．金刚石是共价晶体，金刚石熔化时，破坏共价键，故B不符合题意；
C．稀有气体不含化学键，分子晶体内不一定存在共价键，故C符合题意；
D．石墨中C原子采用sp2杂化，每个C原子都有1个未参与杂化的p电子，石墨同一层内未参与杂化的p电子形成大键，所以石墨沿层的平行方向导电性强，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.原子半径越小，键能越大；
B.金刚石熔化时破坏共价键；
C.稀有气体为单原子分子；
D.多个相互平行的p轨道重叠形成大π键。
4．【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。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．光是电子释放能量的重要形式，开幕式燃放的焰火与电子发生跃迁释放能量有关，故A不符合题意；
B．水分子之间的主要作用力是氢键，故B符合题意；
C．芯片的基质是单晶硅，单晶硅是熔沸点高、硬度大的共价晶体，故C不符合题意；
D．氯乙烷的官能团是氯原子，属于卤代烃，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】水形成冰，其中除了有分子间作用力，还有大量的氢键，形成氢键可以是水分子间隙变大
6．【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。
7．【答案】D
【解析】【解答】A． 共价晶体沸点高难升华，故A不符合题意；
B． C-O键的键长小于Si-O键，共价晶体硬度大于，故B不符合题意；
C． 一个碳原子与4个O原子形成4个σ键，共价晶体中C原子的杂化方式为sp3，故C不符合题意；
D． CO2原子晶体与CO2分子晶体结构不同，是不同的物质的，CO2原子晶体转化为分子晶体是化学变化，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.共价晶体与 结构类似，其熔点高，难升华；
B.构成共价晶体的原子的半径越大，共价键能能越小，晶体的硬度越小；
C.共价晶体与 结构类似，则共价晶体中一个碳原子与4个O原子形成4个σ键。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．“暖冰”中H2O分子为分子晶体，Na2O是离子晶体，两者晶体类型不同，A选项不符合题意；
B．“暖冰”中H2O分子中H原子和O原子之间形成极性共价键，SiO2中Si原子和O原子形成极性共价键，两者化学键类型相同，B选项符合题意；
C．“暖冰”中H2O分子中O原子的价电子对数为 ，有两对孤电子对，其分子构型为V形，CO2中C原子的价电子对数为 ，没有孤电子对，分子构型为直线形，两者分子构型不同，C选项不符合题意；
D．“暖冰”中H2O分子中O原子的价电子对数为 ，有两对孤电子对，而CH4分子中C原子的价电子对数为 ，不存在孤电子对，两者分子极性不同，D选项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据题干信息，将水置于足够强的电场中，水分子瞬间凝固成“暖冰”，该过程时物理变化，分子没有发生改变，“暖冰”还是水分子，据此分析解答。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．由题干信息可知，干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体，干冰晶体是分子晶体，A符合题意；
B．由题干图示晶胞图可知，每个晶胞中含有=4个分子，B不符合题意；
C．由题干图示晶胞图可知，以其中面心上的一个CO2为例，其周围有3个相互垂直的平面，每个平面上有4个CO2与之最近且距离相等，则每个分子周围有12个紧邻的分子，C不符合题意；
D．已知干冰是分子晶体，故干冰升华时需克服分子间作用力，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.干冰为分子晶体；
B.每个晶胞中含有=4个分子；
C.干冰晶胞中每个分子周围有12个紧邻的分子；
D.干冰是分子晶体，升华时克服分子间作用力。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．磷化硼晶体是由原子通过共价键形成立体网状结构，属于共价晶体。由于共价键是一种强烈的相互作用，断裂消耗很高能量，因此该物质的熔点高、硬度大，A符合题意；
B．根据晶体结构可知：B原子配位数是4，P原子配位数也是4个，B不符合题意；
C．磷化硼晶体是由B、P原子通过共价键形成立体网状结构，属于共价晶体，而不是原子晶体，C不符合题意；
D．在BP晶体中，每个原子都是形成4个共价键，因此B、P原子的杂化类型都是sp3杂化，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.磷化硼晶体是由原子通过共价键形成立体网状结构，属于共价晶体；
B.B原子配位数是4；
C.磷化硼晶体属于共价晶体；
D.在BP晶体中，每个原子都是形成4个共价键。
11．【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。
12．【答案】A
【解析】【解答】A、金刚石中，1个碳原子为4个碳原子共同拥有，每个碳原子可以形成3个六元环，则每个碳原子为12个最小环共同拥有，A正确
B、T-碳晶胞中，正四面体分别占据8个顶点、6个面心和4个体心，即晶胞中正四面体的个数为，每个正四面体有4个碳原子，则最小环由32个碳原子组成，B错误；
C、T-碳结构类似于金刚石，属于共价晶体，C错误；
D、正四面体中，每三个碳原子的夹角为60°，D错误；
故答案为：A
【分析】A、根据碳原子所连接其他碳原子和正四面体的碳原子个数计算；
B、结合晶胞中顶点、面心和体心占据情况计算；
C、金刚石为共价晶体，以正四面体替换碳原子，形成的晶体为共价晶体；
D、正四面体为四个正三角形构成的四面体，正四面体的夹角为60°。
13．【答案】D
【解析】【解答】首先根据性质推导该晶体是分子晶体还是原子晶体，再根据具体晶体的性质判断选项。因为BCl3的熔、沸点较低，故应为分子晶体，分子晶体熔化时不导电，故A、B错；又因氯—硼—氯键角为120°，则可确定BCl3为非极性分子，C错。
【分析】据题中描述“ 氯化硼的熔点为10.7 ℃，沸点为12.5 ℃”、“ 氯化硼分子 ”、“ 氯—硼—氯键角为120° ”、“ 水解产物之一是氯化氢 ”等词语进行作答即可。
14．【答案】D
【解析】【解答】A．已知1分子12C18O中含有的中子数为6+10=16，则标准状况下，11.2L 的12C18O中含有的中子数为=8NA，A不符合题意；
B．已知金刚石晶体中每个碳原子与周围的4个碳原子以碳碳单键连接，故每个C实际能够形成的C-C键的数目为：4×=2个，则含1mol碳原子的金刚石晶体中，含有C-C键的数目为2 NA，B不符合题意；
C．由图可知，石墨烯中每个碳原子被周围的3个六元环共用，即每个六元环上实际含有的碳原子为：6×=2个，即平均2个碳原子可以形成一个六元环，则含1 mol碳原子的石墨烯(如图1)中，含有六元环的个数为=0.5 NA，C不符合题意；
D．由图2可知，每个晶胞中含有的C60的数目为：=4个，720 g C60晶体中含有=0.25 NA个晶胞(如图2，●表示C60分子)，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.一个12C18O分子中含有16个中子；
B.金刚石中，一个碳原子与周围4个碳原子成键，每个C形成2个C-C键；
C.石墨烯中每个碳原子被周围的3个六元环共用；
D.每个晶胞中含有的C60的数目为4。
15．【答案】C
【解析】【解答】解：A．SiO2晶体结构中，每个Si原子与4个O原子直接相连，每个O原子与2个Si原子直接相连，故A错误；
B．SiO2晶体是原子晶体，不存在分子，故B错误；
C．金刚石是原子晶体，在原子晶体里，原子间以共价键相互结合，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子，故C正确；
D．一个碳原子含有2个C﹣C键，所以1mol金刚石含2molC﹣C键，故D错误；
故选C．
【分析】A．SiO2晶体结构中，每个Si原子与4个O原子直接相连，每个O原子与2个Si原子直接相连；
B．SiO2晶体是原子晶体，不存在分子；
C．根据教材图象分析最小的环上碳原子个数；
D．根据一个碳原子含有2个C﹣C键．
16．【答案】A
【解析】【解答】A．C60分子中每个碳原子均与周围相邻的其他3个碳原子相连，所以碳是sp2杂化，故A符合题意；
B．C60与碳纳米管是不同物质，为化学变化，故B不符合题意；
C．C60是分子间通过分子间作用力结合而成的晶体，属于分子晶体，石墨中含有分子间作用力、共价键和金属键，所以其质软，石墨为混合型晶体，故C不符合题意；
D．碳纳米管中碳原子存在多个碳原子共用电子形成的π键，电子可以在层内移动，类似于金属键，没有金属阳离子，不能构成金属键，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】C60和碳纳米管是不同物质，转化属于化学变化，石墨属于混合型晶体，碳纳米管可以导电主要是形成的π键，根据C60的结构即可判断为sp2杂化，结合选项即可判断
17．【答案】B
【解析】【解答】A、固体CO2是由CO2分子，通过分子间作用力结合的，属于分子晶体，A不符合题意。
B、CH4为以碳原子为中心的正四面体结构，其键角为109°28′；CO2为直线型结构，其键角为180°。因此CH4的键角小于CO2的键角，B符合题意。
C、CH4中含有4个C－H键，为正四面体结构，其中正负电荷的重心重合，属于非极性分子，C不符合题意。
D、干冰中每个CO2分子周围紧邻的CO2分子数为，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】A、固态CO2为分子晶体。
B、根据CH4、CO2的空间结构确定其键角大小。
C、CH4为正四面体结构，属于非极性分子。
D、干冰中每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子。
18．【答案】B
【解析】【解答】A．O的非金属性大于N，所以电负性N＜O，故A不符合题意；
B．CO2分子为直线型对称结构，C原子为sp杂化，故B符合题意；
C．单质硫是由分子通过分子间作用力结合而成，属于分子晶体，故C不符合题意；
D．KNO3中既含离子键又含共价键，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．非金属性越强，电负性越大；
B．CO2分子为直线型对称结构；
C．单质硫是由分子通过分子间作用力结合而成，属于分子晶体；
D．KNO3中含离子键和共价键。
19．【答案】D
【解析】【解答】A．同主族元素原子半径从上往下原子半径增大，故原子半径为： ，A项 错误；
B.同周期主族元素，从上往下原子半径增大，更易失电子，第一电离能：，B项错误；
C.碳单质中金刚石为共价晶体，而石墨为混合晶体，C60为分子晶体，不是所以的单质碳都是共价晶体，C错误；
D．周期表中元素Si附近，处于金属与非金属分界线，可在其周围寻找半导体材料，D正确。
故答案为：D。
【分析】A.同主族从上往下，原子半径逐渐增大；
B.同主族从上往下，原子半径逐渐增大，失电子越来越溶液，电离能逐渐减小；
C.并非所以碳的单质都是共价键体。
20．【答案】C
【解析】【解答】A.H2中只含有共价键，但H2不属于共价化合物，A不符合题意；
B.NaOH和MgCl2中都含有离子键，都属于离子化合物，但MgCl2中不含有共价键，B不符合题意；
C.氮化镁中Mg的最外层有2个电子，N的最外层有5个电子，其中3个未成对电子，因此氮化镁（Mg3N2）中每个原子最外层都形成了8电子的稳定结构，C符合题意；
D.干冰和碘都属于分子晶体，其易升华的性质是由分子间作用力较弱决定的，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.只含有共价键的单质不属于共价化合物；
B.MgCl2中不含有极性共价键；
C.根据Mg、N的最外层电子数分析；
D.干冰和碘易升华，是由于其分子间作用力较小；
21．【答案】（1）C原子有4个价电子且半径较小，难以通过得失电子达到稳定结构
（2）σ键和π键；sp
（3）3；2；12
【解析】【解答】(1)共价键是原子间通过共用电子对形成的相互作用，碳原子有4个价电子，且半径较小，难以失去或得到电子，故碳在形成化合物时，其键型以共价键为主。
(2)CS2分子的结构式为S=C=S，含有σ键和π键，CS2分子中C原子形成2个σ键，孤电子对数为=0，则C原子采取sp杂化。
(3)①根据石墨烯晶体结构图可知，每个C原子连接3个六元环，每个六元环占有的C原子数为6×=2；②在金刚石晶体中，每个C原子与周围的4个碳原子形成4个碳碳单键，最小的环为六元环，每个单键为3个环共有，则每个C原子连接4×3=12个六元环。
【分析】共价键一般存在于非金属原子之间，离子键一般存在于金属原子和非金属原子之间（AlCl3是共价化合物，铵盐属于离子化合物）；一般共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键，另一个是π键 ，共价三键中一个是σ键，另两个是π键。
22．【答案】（1）分子晶体
（2）10
（3）3：1
（4）12； 1010
【解析】【解答】（1）FeCl 3的熔沸点较低，FeCl 3的晶体类型是分子晶体。
（2）CO的结构式为C O，三键中含1个σ键和2个π键，中心原子Fe与配体CO之间形成配位键，配位键也是σ键；1个Fe（CO）5分子中含10个σ键，1molFe（CO）5分子中含10molσ键。
（3）用“均摊法”，晶胞中含Fe：12 +2 +3=6个，N：2个，该晶体中铁、氮的微粒个数之比为6：2=3：1。
（4）根据晶胞，Fe2+为面心立方，与Fe2+紧邻的等距离的Fe2+有12个。用“均摊法”，晶胞中含Fe2+：8 +6 =4个，含O2-：12 +1=4个，晶体的化学式为FeO；1molFeO的质量为72g，1mol晶体的体积为 cm3；晶胞的体积为 cm3 NA 4= cm3，晶胞的边长为 cm，Fe2+与O2-最短核间距为 cm= cm= 1010pm。
【分析】（1）根据氯化铁的熔沸点判断其晶体类型；
（2）碳氧三件中含有1个σ键，配位键也形成1个σ键；
（3）根据均摊法进行计算原子个数比；
（4）根据晶体的密度计算方法计算 与 最短核间距 。
23．【答案】（1）
（2）；
（3）；；中原子含有个键和个孤电子对，所以为三角锥构型；分子中N原子含有的化学键类型有共价键、配位键，在中原子含有个键，没有孤电子对的影响，故键角大
（4）是共价晶体，熔化时需要克服共价键，共价键作用效果强于分子间作用力，故熔点较高
（5）钛
（6）；
【解析】【解答】(1)基态原子的价层电子排布式为，排布图为，故答案为：；
(2)分子中氮原子含有孤电子对，分子中元素不含孤电子对，中原子含有个键和个孤电子对，杂化方式为，所以为三角锥构型；分子中含有的化学键类型有共价键、配位键，在中原子电子对数为，故杂化方式为，在中原子含有个键，没有孤电子对的影响，故H—N—H键角大，故答案为：；中原子含有个键和个孤电子对，所以为三角锥构型；分子中N原子含有的化学键类型有共价键、配位键，在中原子含有个键，没有孤电子对的影响，故H—N—H键角大
(3)上述物质中所含第二周期元素、、 四个，同一周期元素中，元素电离能和电负性随着原子序数依次增加电负性逐渐增大，但第二主族和第三主族及第五主族和第六主族电离能出现反常，所以它们的第一电离能关系为：，电负性关系为：，故答案为：；；
(4)由题干可知是共价晶体，熔化时需要克服共价键，共价键作用效果强于分子间作用力，故熔点较高，故答案为：是共价晶体，熔化时需要克服共价键，共价键作用效果强于分子间作用力
(5)根据金红石四方晶胞图可知，黑色球数目为：，白色球数目为：，结合化学式可知，黑色球代表钛原子，白球代表原子；故答案为：钛
(6)图中晶胞为体心立方堆积，处于体对角线上的原子紧密相切，设原子半径为，则晶胞体对角线长为，晶胞棱长，晶胞中原子数目，晶胞空间利用率，故答案为：；
晶胞中原子数，晶胞质量， ，则，故答案为：。
【分析】（1）注意区别电子排布图和电子排布式；
（2）第一电离能从左往右整体呈现增大的趋势，但是第ⅡA族大于同周期第ⅢA族，第ⅤA族大于同周期第ⅥA族的；
（3）N的价层电子对数是4，所以是，而该物质中有N提供孤电子对，B提供空轨道形成的配位键，所以B的价层电子对数为4，也是；
（4）BC(碳化硼)、BN(氮化硼)都是共价晶体，共价键的键长越短，键能越大，熔沸点越高；
（5）利用均摊法判断黑白球的个数，结合化学式可以判断黑球代表Ti；
（6）空间利用率等于一个晶胞中Ti的体积之和与晶胞的体积之比；利用均摊法求一个晶胞的质量，再根据晶胞参数求晶胞的体积，最后求密度。
24．【答案】（1）d；1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6
（2）S（3）6；③
（4）FeCl3 为 分子晶体，NaCl 与MgO为离子晶体，且MgO的晶格能比NaCl的大
（5）；3：1
【解析】【解答】(1)Fe基态价电子排布式为3d64s2，位于元素周期表的d区，基态Fe2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；
(2)同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，同主族元素从上到下第一电离能减小，N原子是半充满结构稳定，由小到大的顺序是S(3)二聚体中Fe3+配位数为6，杂化轨道为6，杂化类型为sp3d2；
(4)FeCl3是分子晶体，NaCl和MgO是离子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体高， 且MgO的晶格能比NaCl的大 ；
(5)Fe原子位于顶点和面心，原子数目为8×1/8+6×1/2=4，N原子有1个位于体心，晶胞化学式为Fe4N，晶胞质量m=238/NAg，晶胞参数为apm，晶胞体积为V=(a×10-10)3cm3，晶体密度为238x1030/a3NAg/cm3， Cu完全替代该晶体中b位置Fe， 形成晶胞中N原子处于体心、Cu原子处于面心、Fe原子处于顶点，N原子数目为1，Cu原子数目为6×1/2=3，Fe原子数目为8×1/8=1，其化学式为：FeCu3N，n：y=3：1；
【分析】(1)Fe位于元素周期表的d区，基态Fe2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；
(2)同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，同主族元素从上到下第一电离能减小，N原子是半充满结构稳定，空间构型的判断；
(3)配位数和杂化轨道类型的判断；
(4)离子晶体的熔点比分子晶体高 ；
(5)晶体密度的计算，晶胞化学式的确定。
25．【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。