3.3.2 价键 共价晶体
(共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体）
课后分层练
1．已知 H—Cl 键的键能为 431 kJ·mol－1，H—H 键的键能是 436 kJ·mol－1，下列叙述正确的
是( )
A．每生成 1 mol H—Cl 键放出 431 kJ 能量
B．每生成 1 mol H—Cl 键吸收 431 kJ 能量
C．每拆开 1 mol H—Cl 键放出 431 kJ 能量
D．每拆开 1 mol H—H 键放出 436 kJ 能量
2．汽车发动机工作时会引发 N2和 O2反应，其能量变化示意图如图。
下列说法不正确的是( )
A．N2和 O2 反应生成 NO 的反应为吸热反应
B．1 mol N2(g)和 1 mol O2(g)的总能量大于 2 mol NO(g)的总能量
C．2 mol 气态氮原子结合生成 1 mol N2(g)时，能放出 945 kJ 的热量
D．从图中数据可知 N2比 O2更稳定
3．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是( )
A．熔点 2 700 ℃，导电性好，延展性好
B．无色晶体，熔点 3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点 800 ℃，熔化时能导电
D．熔点－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
4．下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是( )
金刚石及其晶胞 二氧化硅
A．金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体
B．金刚石晶胞中含有 6 个碳原子
C．60 g SiO2晶体中所含共价键数目为 6NA(NA 是阿伏加德罗常数的值)
D．金刚石晶体熔化时破坏共价键，二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力
5．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结构单元。下列有关
说法正确的是( )
A．磷化硼晶体的化学式为 BP，属于离子晶体
B．磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电
C．磷化硼晶体中每个原子均形成 4 个共价键
D．磷化硼晶体微粒的空间堆积方式与氯化钠相同
6．下面有关氮化硼(BN)两种晶体说法正确的是( )
A．两种晶体均为共价晶体
B．两种晶体的化学式相同所以属于同种物质
C．两种晶体中均含有极性键和非极性键
D．根据立方相氮化硼的晶体结构推测其可用作超硬材料，有优异的耐磨性
7．已知 H—H 键的键能为 436 kJ·mol－1，O===O 键的键能为 497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl 键的键
能为 242.7 kJ·mol－1，N≡N 键的键能为 946 kJ·mol－1，则下列叙述正确的是( )
1
A．N—N 键的键能为 ×946 kJ·mol－1≈315.3 kJ·mol－1
3
B．氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的短
C．氧气分子中氧原子是以共价单键结合的
D．氮气分子比氯气分子稳定
8．下列事实中，能够用键能解释的是( )
A．氮气的化学性质比氧气稳定
B．常温常压下，溴呈液态，碘呈固态
C．稀有气体一般很难发生化学反应
D．硝酸易挥发，硫酸难挥发
9．二氧化硅晶体是立体网状结构，其结构如图所示。
下列关于二氧化硅晶体的说法不正确的是( )
A．晶体中每个硅原子与 4 个氧原子相连
B．晶体中硅、氧原子个数比为 1∶2
C．晶体中最小环上的原子数为 8
D．晶体中硅、氧原子最外层都满足 8 电子结构
10．通常人们把拆开 1 mol 化学键吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化
学键的强弱，也可以计算化学反应的反应热。下列是一些化学键的键能。
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155
根据键能数据估算反应 CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热为( )
A．－1 940 kJ·mol－1 B．1 940 kJ·mol－1
C．－485 kJ·mol－1 D．485 kJ·mol－1
11．我国科学家合成了富集 11B 的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法
正确的是( )
A．11BN 和 10BN 的化学性质相似
B．该晶体具有良好的导电性
C．该晶胞中含有 14 个 B 原子，4 个 N 原子
D．B 原子周围等距且最近的 B 原子数为 6
12．下列说法不正确的是( )
A．键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂
B．成键的两原子核间距越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定
C．破坏化学键时消耗能量，而形成化学键时释放能量
D．键能、键长能定性地分析化学键的强弱
13．下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据：
O—O O2－ O－ O O＋2 2 2 2
键长/(×10－12m) 149 128 121 112
键能/(kJ·mol－1) x y a＝498 b＝628
其中 x、y 的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是 b>a>y>x，该规律性
是( )
A．成键时，电子数越多，键能越大
B．键长越短，键能越大
C．成键所用的电子数越少，键能越小
D．成键时电子对越偏移，键能越大
14．二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点：－
80 ℃，沸点：137.1 ℃。下列对于二氯化二硫叙述正确的是( )
A．二氯化二硫的电子式为
B．分子中既有极性键又有非极性键
C．分子中 S—Cl 键的键长大于 S—S 键的键长
D．分子中 S—Cl 键的键能小于 S—S 键的键能
15．已知H—H键的键能为 436 kJ·mol－1，O===O键为 497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl键为 242.7 kJ·mol
－1，N≡N 键为 946 kJ·mol－1，则下列叙述中正确的是( )
1
A．N—N 键的键能为 ×946 kJ·mol－1＝315.3 kJ·mol－1
3
B．氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的短
C．氧气分子中氧原子是以共价单键结合的
D．氮气分子比氯气分子稳定
16．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是( )
A．熔点为 2 700 ℃，导电性好，延展性强
B．无色晶体，熔点为 3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为 800 ℃，熔化时能导电
D．熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
17．工业合成氨的反应 N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，请回答有关问题：
(1)合成 1 mol NH3(l)_______(填“吸收”或“放出”)______kJ 的热量(用字母表示)。
(2)已知：拆开 1 mol H—H 键、1 mol N—H 键、1 mol N≡N 键分别需要的能量是 436 kJ、391
kJ、946 kJ，则 1 mol N2(g)完全反应生成 NH3(g)产生的能量变化为________kJ。
(3)推测反应 2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)比反应 2NH3(g)===N2(g)＋3H2(g)________(填“吸收”或
“放出”)的热量________(填“多”或“少”)。
18．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究特点。
CuO/C uCl2Ⅰ．已知：4HCl(g)＋O2(g) ― ―400― ℃― →2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol
－1
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184 kJ·mol－1
(1)H2与 O2反应生成气态水的热化学方程式是______________________。
(2)断开 1 mol H—O 键所需能量为________kJ。
Ⅱ．已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.2 kJ·mol－1 ①
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1 ②
又知 CH4的燃烧热为 890.3 kJ·mol－1。
(1)利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式：_________________________。
(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)
的热化学方程式为________________________________。
1．现在已能在高压下将 CO2转化为具有类似 SiO2结构的共价晶体，下列关于 CO2共价晶体
的说法中正确的是( )
A．1 mol CO2共价晶体中含有 2NAπ 键
B．在一定条件下，CO2共价晶体转化为 CO2分子晶体是物理变化
C．熔点：金刚石>共价晶体 CO2
D．在 CO2 的共价晶体中，每个 C 原子周围结合 4 个 O 原子，每个 O 原子与两个 C 原子相
结合
2．已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH＝a kJ·mol－1，P4(g)＋10 Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH＝
b kJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl －15中 P—Cl 键的键能为 c kJ·mol ，PCl3中 P—Cl 键的
键能为 1.2c kJ·mol－1。下列叙述正确的是( )
A．P—P 键的键能大于 P—Cl 键的键能
B．可求 Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热 ΔH
b－a＋5.6c
C．Cl—Cl 键的键能为 kJ·mol－1
4
5a－3b＋12c
D．P—P 键的键能为 kJ·mol－1
14
3．下列说法正确的是( )
A．在含 4 mol Si—O 键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为 4NA
B．金刚石晶体中，碳原子数与 C—C 键键数之比为 1:2
C．30 g 二氧化硅晶体中含有 0.5NA 个二氧化硅分子
D．晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体
4．科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与 SiO2晶体的结构相似，晶体
中每个碳原子均以 4 个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对
该晶体的叙述错误的是( )
A．该晶体是共价晶体
B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为 1:2
C．该晶体中碳原子数与 C—O 键数之比为 1:2
D．该晶体中最小的环由 12 个原子构成
5．已知 C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关
于 C3N4晶体的说法不正确的是( )
A．该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固
B．该晶体中每个碳原子连接 4 个氮原子，每个氮原子连接 3 个碳原子
C．该晶体与金刚石相似，碳原子个数与碳氮键个数之比为 1:2
D．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足 8 电子稳定结构
6.GaAs 作为第二代半导体材料的代表，具有宽禁带、高频、高压、抗辐射、耐高温及发光
效率高的特点，被广泛应用于移动通信、无线通信、光纤通信、LED、卫星导航等领域。GaAs
晶胞结构如图所示，晶胞边长为 a pm，下列说法正确的是( )
A．基态砷原子外围电子轨道表示式为
B．GaAs 属于离子晶体
C．As 的配位数为 8
5.8 × 1032
D．该晶体密度为 g·cm－3
NA × a3
7．下表是某些共价晶体的熔点和硬度：
共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅
熔点/℃ 3 500 ℃以上 3 000 2 600
摩氏硬度 10 9.5 9
共价晶体 石英 硅 锗
熔点/℃ 1 710 1 415 1 211
摩氏硬度 7 7 6.0
分析表中的数据，判断下列叙述正确的是( )
①构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 ②构成共价晶体的原子间的共价键键
能越大，晶体的熔点越高 ③构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大 ④构成
共价晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
8．一种新型陶瓷的化学成分为 BN 晶体，该晶体具有高熔点、高硬度的特性，关于 BN 晶
体的说法不正确的是( )
A．该晶体为共价晶体，具有类似金刚石的结构特征
B．该晶体易溶于水，熔融状态能导电
C．该晶体中只存在共价键
D．该晶体可作耐高温、耐磨材料
9．氮氧化铝(AlON)属于共价晶体，是一种超强透明材料。下列描述错误的是( )
A．AlON 和石英的化学键类型相同
B．电解熔融 AlON 可得到 Al
C．AlON 中 N 元素化合价为－1
D．AlON 和石英晶体类型相同
10．AB 型共价化合物，若原子最外层电子数之和为 8，其晶体常是具有半导体性质的共价
晶体。已知金刚石不导电但导热，锆石(ZrO2)不导电、不导热，却硬似钻石。近期发现不良
商贩用制耐热器的碳化硅制成假钻石，则识别它们的可靠方法是( )
A．能在玻璃上刻画出痕迹的为金刚石
B．很硬、不导电但导热的是金刚石
C．既可导电又可导热的是碳化硅
D．不导电的为锆石
11．已知几种共价键的键能如下：
共价键 C—H Cl—Cl C—Cl H—Cl
键能/(kJ·mol－1) 413 243 339 431
下列说法错误的是( )
A．稳定性：HCl>CH4
B．断裂 1 mol CCl4(g)中共价键吸收的能量为 1356 kJ
C．键长：C—HD．CH4(g)＋Cl2(g)===CH3Cl(g)＋HCl(g) ΔH＝＋114 kJ·mol－1
12．用 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列关于 SiO2晶体的叙述中，正确的是( )
A．通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为 NA
B．60 g SiO2晶体中，含有 2NA 个 Si—O 键
C．晶体中与同一硅原子相连的 4 个氧原子处于同一四面体的 4 个顶点
D．SiO2晶体中含有 1 个硅原子、2 个氧原子
13．在 40 GPa 的高压容器中，用 Nd：YbLiF4 激光器将液态二氧化碳加热到 1 800 K，二氧
化碳转化为与石英具有相似结构的晶体。估计该晶体可能具有的结构或性质是( )
A．该晶体属于分子晶体
B．硬度与金刚石相近
C．熔点较低
D．硬度较小
14．(1)金刚砂(SiC)的硬度为 9.5，其晶胞结构如图甲所示，则金刚砂晶体类型为________；
在 SiC 中，每个 C 原子周围最近的 C 原子数目为________；若晶胞的边长为 a pm，则金刚
砂的密度表达式为______________________。
甲 乙
(2)硅的某种单质的晶胞如图乙所示。GaN 晶体晶胞结构与该硅晶体相似。则 GaN 晶体中，
每个 Ga 原子与__________个 N 原子相连，与同一个 Ga 原子相连的 N 原子构成的空间结构
为________。
15．单质硼有无定形和结晶形两种，参考如表所示数据回答下列问题：
金刚石 晶体硅 晶体硼
熔点/ ℃ ＞3 500 1 412 2 573
沸点/ ℃ 5 100 2 628 2 823
硬度 10 7.0 9.5
(1)晶体硼属于________晶体，理由是________________________________
____________________________________________________________________。
(2)已知晶体硼的结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图所示)，该结构单元中有 20 个
正三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点上各有一个硼原子。通过观察图形及推算，得出
此结构单元是由________个硼原子构成的，其中 B—B 键的键角为________，该结构单元共
含有________个 B—B 键。
16．据古籍《燕闲清赏笺》记载：“宣窑之青，乃苏勃泥青”，说明宣德时期青花瓷使用的颜
料是“苏勃泥青”，它是从一种钻毒砂[主要成分：(Co，Fe)AsS]中提取出来的。回答下列问题：
(1)基态 S 原子的价层电子排布图为______________________________，其原子核外电子共
有________种空间运动状态。
(2)比较元素第一电离能：S________P(填“＞”“<”或“＝”)。
(3)Fe 位于周期表的第_______周期 _______族，________(填“d”或“ds”)区。
(4)区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是__________________________。
(5)砷化镓晶胞结构如图所示。晶胞中Ga与周围最近且等距的As形成的空间结构为________。
已知 GaAs 晶胞棱长为 a pm，其密度 ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数的数值为________(列出计
算式即可，GaAs 的摩尔质量为 145 g·mol－1)。
(6)GaAs 的熔点为 1 238 ℃，GaN 与 GaAs 晶体类型相同，GaN 的熔点________1 238 ℃。(填
“>”、“<”或“＝”)3.3.2 价键 共价晶体
(共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体）
课后分层练
1．已知 H—Cl 键的键能为 431 kJ·mol－1，H—H 键的键能是 436 kJ·mol－1，下列叙述正确的
是( )
A．每生成 1 mol H—Cl 键放出 431 kJ 能量
B．每生成 1 mol H—Cl 键吸收 431 kJ 能量
C．每拆开 1 mol H—Cl 键放出 431 kJ 能量
D．每拆开 1 mol H—H 键放出 436 kJ 能量
[答案] A
[解析]成键释放能量，H—Cl 键的键能为 431 kJ·mol－1，即每生成 1 mol H—Cl 键放出 431 kJ
能量，A 正确，B 错误；断键吸收能量，每拆开 1 mol H—Cl 键吸收 431 kJ 能量，C 错误；
断键吸收能量，每拆开 1 mol H—H 键吸收 436 kJ 能量，D 错误。
2．汽车发动机工作时会引发 N2和 O2反应，其能量变化示意图如图。
下列说法不正确的是( )
A．N2和 O2 反应生成 NO 的反应为吸热反应
B．1 mol N2(g)和 1 mol O2(g)的总能量大于 2 mol NO(g)的总能量
C．2 mol 气态氮原子结合生成 1 mol N2(g)时，能放出 945 kJ 的热量
D．从图中数据可知 N2比 O2更稳定
[答案] B
[解析]旧键的断裂吸热，新键的形成放热，则生成 2 mol NO(g)时吸收热量＝945 kJ＋498 kJ－
630 kJ×2＝183 kJ，N2和 O2反应生成 NO 的反应为吸热反应，A 正确；结合选项 A 可知 1 mol
N2(g)和 1 mol O2(g)的总能量小于 2 mol NO(g)的总能量，B 不正确；2 mol 气态氮原子结合生
成 1 mol N2(g)时，能放出 945 kJ 的热量，C 正确；氮气的键能远大于氧气，可知 N2比 O2更
稳定，D 正确。
3．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是( )
A．熔点 2 700 ℃，导电性好，延展性好
B．无色晶体，熔点 3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点 800 ℃，熔化时能导电
D．熔点－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
[答案] B
[解析]共价晶体的熔点高，但不能导电，延展性差，故 A 不符合题意；无色晶体，熔点 3
500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂，符合共价晶体的性质特点，故 B 符合题意；
无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点 800 ℃，熔化时能导电，不属于共价晶体，故 C 不符
合题意；熔点－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电，符合分子晶体的性质，
属于分子晶体，故 D 不符合题意。
4．下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是( )
金刚石及其晶胞 二氧化硅
A．金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体
B．金刚石晶胞中含有 6 个碳原子
C．60 g SiO2晶体中所含共价键数目为 6NA(NA 是阿伏加德罗常数的值)
D．金刚石晶体熔化时破坏共价键，二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力
[答案] A
[解析]金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体，A 项正确；金刚石的晶胞中含有碳原子
1 1
数为 8× ＋6× ＋4＝8 个，B 项错误；60 g SiO2晶体的物质的量为 1 mol，1 mol Si 原子与 4 mol
8 2
O 原子形成 4 mol 硅氧键，1 mol O 原子与 2 mol Si 原子形成 2 mol 硅氧键，故 1 mol SiO2中
含 4 mol 硅氧键，即共价键数为 4NA，C 项错误；二氧化硅晶体属于共价晶体，熔化时破坏
共价键，D 项错误。
5．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结构单元。下列有关
说法正确的是( )
A．磷化硼晶体的化学式为 BP，属于离子晶体
B．磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电
C．磷化硼晶体中每个原子均形成 4 个共价键
D．磷化硼晶体微粒的空间堆积方式与氯化钠相同
[答案] C
[解析]根据题意，磷化硼为超硬耐磨材料，说明其晶体类型为共价晶体，熔融状态不导电，
A、B 项错误；磷化硼原子间均为共价键，由题图可以发现，每个原子均形成 4 个共价键，C
项正确；由磷化硼的晶体结构可以看出，原子的配位数为 4，而 NaCl 晶体中离子的配位数
为 6，二者微粒的堆积方式不同，D 项错误。
6．下面有关氮化硼(BN)两种晶体说法正确的是( )
A．两种晶体均为共价晶体
B．两种晶体的化学式相同所以属于同种物质
C．两种晶体中均含有极性键和非极性键
D．根据立方相氮化硼的晶体结构推测其可用作超硬材料，有优异的耐磨性
[答案] D
[解析]六方相氮化硼为混合型晶体，立方相氮化硼为共价晶体，A 错误；二者结构不同，不
属于同种物质，B 错误；两种晶体均只含有 B—N 键，属于极性共价键，C 错误；立方相氮
化硼为空间网状立体构型，原子间以共价键相结合，难以形变，所以硬度大，可用作超硬材
料，有优异的耐磨性，D 正确。
7．已知 H—H 键的键能为 436 kJ·mol－1，O===O 键的键能为 497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl 键的键
能为 242.7 kJ·mol－1，N≡N 键的键能为 946 kJ·mol－1，则下列叙述正确的是( )
1
A．N—N 键的键能为 ×946 kJ·mol－1≈315.3 kJ·mol－1
3
B．氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的短
C．氧气分子中氧原子是以共价单键结合的
D．氮气分子比氯气分子稳定
[答案] D
1
[解析]N—N 键的键能不为 N≡N 键键能的 ，故 A 项错误；共价键的键长和成键原子的半径
3
有关，由于原子半径 r(H)中的化学键是 O===O 键，故 C 项错误；由于 N≡N 键的键能很大，所以 N2比 Cl2稳定，故 D
项正确。
8．下列事实中，能够用键能解释的是( )
A．氮气的化学性质比氧气稳定
B．常温常压下，溴呈液态，碘呈固态
C．稀有气体一般很难发生化学反应
D．硝酸易挥发，硫酸难挥发
[答案] A
[解析]N≡N 键比 O===O 键的键能大而难以断裂，所以氮气化学性质比氧气稳定，A 符合题
意；常温常压下，溴呈液态，碘呈固态，与分子间作用力有关，与分子内的共价键的键能无
关，B 不符合题意；稀有气体一般很难发生化学反应的原因是其原子的最外层已达稳定状态，
稀有气体不含化学键，C 不符合题意；硫酸、硝酸的挥发性与分子内的共价键的键能无关，
D 不符合题意。
9．二氧化硅晶体是立体网状结构，其结构如图所示。
下列关于二氧化硅晶体的说法不正确的是( )
A．晶体中每个硅原子与 4 个氧原子相连
B．晶体中硅、氧原子个数比为 1∶2
C．晶体中最小环上的原子数为 8
D．晶体中硅、氧原子最外层都满足 8 电子结构
[答案] C
[解析]由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子连有 4 个氧原子，每个氧原子连有 2 个硅原
子，硅原子、氧原子个数比为 1∶2；晶体中最小环上含有 6 个硅原子和 6 个氧原子，最小环
上的原子总数为 12；晶体中每个硅原子形成四对共用电子对，每个氧原子形成两对共用电
子对，二者都满足最外层 8 电子结构。
10．通常人们把拆开 1 mol 化学键吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化
学键的强弱，也可以计算化学反应的反应热。下列是一些化学键的键能。
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155
根据键能数据估算反应 CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热为( )
A．－1 940 kJ·mol－1 B．1 940 kJ·mol－1
C．－485 kJ·mol－1 D．485 kJ·mol－1
[答案] A
[解析]由反应热 ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和可得，ΔH＝(414 kJ·mol－1×4＋4×155
kJ·mol－1)－(489 kJ·mol－1×4＋4×565 kJ·mol－1)＝－1940 kJ·mol－1，故选 A。
11．我国科学家合成了富集 11B 的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法
正确的是( )
A．11BN 和 10BN 的化学性质相似
B．该晶体具有良好的导电性
C．该晶胞中含有 14 个 B 原子，4 个 N 原子
D．B 原子周围等距且最近的 B 原子数为 6
[答案] A
[解析]11B 和 10B 互为同位素，11B 和 10B 的化学性质相似，故 11BN 和 10BN 的化学性质相似，
A 正确；该晶体为立方氮化硼晶体，属于由共价键形成的共价晶体，没有导电性，B 错误；
1 1
B 原子位于晶胞的 8 个顶点和 6 个面心，该晶胞中含 B 为 8× ＋6× ＝4 个，N 原子都在晶胞
8 2
内，有 4 个 N 原子，C 错误；由晶胞可知，B 原子位于晶胞的 8 个顶点和 6 个面心，以 1 个
顶点的 B 原子为研究对象，1 个晶胞中与顶点 B 原子等距且最近的 B 有 3 个(位于 3 个面
心)，由于顶点 B 原子为 8 个晶胞共有、面心 B 原子为 2 个晶胞共有，则 B 原子周围等距且
8 × 3
最近的 B 原子数为 ＝12，D 错误。
2
12．下列说法不正确的是( )
A．键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂
B．成键的两原子核间距越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定
C．破坏化学键时消耗能量，而形成化学键时释放能量
D．键能、键长能定性地分析化学键的强弱
[答案] A
[解析]键能越大，断开该键所需的能量越多，化学键越牢固，性质越稳定，故 A 错误，B、
C、D 均正确。
13．下表是从实验中测得的不同物质中的键长和键能数据：
O—O O22－ O－2 O2 O＋2
键长/(×10－12m) 149 128 121 112
键能/(kJ·mol－1) x y a＝498 b＝628
其中 x、y 的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能大小的顺序是 b>a>y>x，该规律性
是( )
A．成键时，电子数越多，键能越大
B．键长越短，键能越大
C．成键所用的电子数越少，键能越小
D．成键时电子对越偏移，键能越大
[答案] B
[解析]观察表中数据发现，测定的化学键都是 O—O 键，因此不存在成键时电子数多少的问
题，也不存在电子对偏移的问题，但是 O ＋2 与 O 2比较，键能大的对应的键长短，据此分析
O 2－ － － －2 的键长比 O 2的键长长，所以 O 22 中 O—O 键的键能比 O 2的小。若按照此规律，键长
由短到长的顺序为 O＋2＜O2＜O－＜O2－2 2 ，键能大小的顺序应为 b＞a＞y＞x，所以 B 项正确。
14．二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点：－
80 ℃，沸点：137.1 ℃。下列对于二氯化二硫叙述正确的是( )
A．二氯化二硫的电子式为
B．分子中既有极性键又有非极性键
C．分子中 S—Cl 键的键长大于 S—S 键的键长
D．分子中 S—Cl 键的键能小于 S—S 键的键能
[答案] B
[解析]S2Cl2 分子中 S 原子之间形成 1 对共用电子对，Cl 原子与 S 原子之间形成 1 对共用电
子对，结合分子结构可知 S2Cl2 的结构式为 Cl—S—S—Cl，电子式为 ，
故 A 错误；S2Cl2中 Cl—S 键属于极性键，S—S 键属于非极性键，故 B 正确；同周期主族元
素从左往右原子半径逐渐减小，所以氯原子半径小于硫原子半径，键长越短键能越大，所以
分子中 S—Cl 键的键长小于 S—S 键的键长，S—Cl 键的键能大于 S—S 键的键能，故 C、D
错误。
15．已知H—H键的键能为 436 kJ·mol－1，O===O键为 497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl键为 242.7 kJ·mol
－1，N≡N 键为 946 kJ·mol－1，则下列叙述中正确的是( )
1
A．N—N 键的键能为 ×946 kJ·mol－1＝315.3 kJ·mol－1
3
B．氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的短
C．氧气分子中氧原子是以共价单键结合的
D．氮气分子比氯气分子稳定
[答案] D
1
[解析]N—N 键的键能不是 N≡N 键键能的 ，故 A 错误；氢原子半径在所有原子中是最小的，
3
所以氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的共价键的键长长，故 B 错误；氧气分子中氧
原子是以共价双键结合的，故 C 错误；氮气分子中的 N≡N 键键能大于 Cl—Cl 键，所以氮气
分子比氯气分子稳定，故 D 正确。
16．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是( )
A．熔点为 2 700 ℃，导电性好，延展性强
B．无色晶体，熔点为 3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为 800 ℃，熔化时能导电
D．熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
[答案] B
[解析]共价晶体的熔点高，但不导电，因此熔点为 2 700 ℃，导电性好、延展性强应该是金
属晶体的性质特点，A 不正确；无色晶体，熔点为 3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有
机溶剂，符合共价晶体的性质特点，B 正确；无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为
800 ℃，熔化时能导电，不符合共价晶体的性质特点，C 不正确；熔点为－56.6 ℃，微溶于
水，硬度小，固态或液态时不导电，不符合共价晶体的性质特点，D 不正确。
17．工业合成氨的反应 N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，请回答有关问题：
(1)合成 1 mol NH3(l)_______(填“吸收”或“放出”)______kJ 的热量(用字母表示)。
(2)已知：拆开 1 mol H—H 键、1 mol N—H 键、1 mol N≡N 键分别需要的能量是 436 kJ、391
kJ、946 kJ，则 1 mol N2(g)完全反应生成 NH3(g)产生的能量变化为________kJ。
(3)推测反应 2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)比反应 2NH3(g)===N2(g)＋3H2(g)________(填“吸收”或
“放出”)的热量________(填“多”或“少”)。
[答案] (1)放出 b＋c－a (2)－92 (3) 吸收 多
[解析] (1)反应物的总能量大于生成物的总能量，此反应为放热反应，则由能量变化图，合
成 1 mol NH3(l)则放出的热量等于(b＋c－a)kJ。
(2)1 mol N2(g)完全反应则消耗 3 mol 氢气生成 2 mol NH3(g)产生的能量变化为(946＋436×3－
391×6)kJ＝－92 kJ。
(3)因为合成 NH3 放出热量，所以氨气分解则吸收热量，又液体氨气转化为气态还要吸热，
所以液态氨分解吸收的热量比气态氨吸收的热量多。
18．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究特点。
CuO/C uCl2Ⅰ．已知：4HCl(g)＋O2(g) ― ―400― ℃― →2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol
－1
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184 kJ·mol－1
(1)H2与 O2反应生成气态水的热化学方程式是______________________。
(2)断开 1 mol H—O 键所需能量为________kJ。
Ⅱ．已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.2 kJ·mol－1 ①
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1 ②
又知 CH4的燃烧热为 890.3 kJ·mol－1。
(1)利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式：_________________________。
(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)
的热化学方程式为________________________________。
[答案] Ⅰ．(1)2H2(g)＋O2 (g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1 (2) 462.9
Ⅱ ． (1)CH － 14(g) ＋ 2O2 (g)===CO2(g) ＋ 2H2O(l) ΔH ＝－ 890.3 kJ·mol (2)CH4(g) ＋
2H O(g)===CO (g)＋4H (g) ΔH＝＋165.0 kJ·mol－12 2 2
CuO/C uCl2[解析] (1) 根据①4HCl(g)＋O2(g) ― ―40―0 ―℃―→2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol
－1，
②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184 kJ·mol－1，则①＋②×2为2H2(g)＋O2 (g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6 kJ·mol － 1，则 H2 与 O2 反应生成气态水的热化学方程式是 2H2(g)＋O2
(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。
(2)根据反应热 ΔH＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键释放的总能量，根据断键能量图
436 kJ·mol－1 × 2＋496 kJ·mol－1＋483.6 kJ·mol－1
可知：断开 1 mol H—O 键所需能量＝ ，则
4
H—O 键能为 462.9 kJ·mol－1，故断开 1 mol H—O 键所需能量为 462.9 kJ。
Ⅱ．(1)已知 CH4 的燃烧热可得甲烷完全燃烧的热化学方程式：CH4(g)＋2O2 (g)===CO2(g)＋
2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。
(2)由已知：①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.2 kJ·mol－ 1；②CH4(g)＋
CO2(g)===2CO(g) ＋ 2H2(g) ΔH ＝＋ 247.4 kJ·mol － 1 可知，则 ①×2 － ② 为 CH4(g) ＋
2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋206.2 kJ·mol－1×2－247.4 kJ·mol－1＝＋165.0 kJ·mol－1。
1．现在已能在高压下将 CO2转化为具有类似 SiO2结构的共价晶体，下列关于 CO2共价晶体
的说法中正确的是( )
A．1 mol CO2共价晶体中含有 2NAπ 键
B．在一定条件下，CO2共价晶体转化为 CO2分子晶体是物理变化
C．熔点：金刚石>共价晶体 CO2
D．在 CO2 的共价晶体中，每个 C 原子周围结合 4 个 O 原子，每个 O 原子与两个 C 原子相
结合
[答案] D
[解析]CO2 晶体转化为共价晶体后不存在 π 键，只存在 σ 键，A 错误；两者的晶体类型不同，
CO2共价晶体转化为 CO2分子晶体时存在化学键的断裂和生成，属于化学变化，B 错误；由
于氧原子的半径小于碳原子的半径，故 C—O 键键长小于 C—C 键键长，故键能 C—O 强于
C—C，故共价键强弱：C—O＞C—C，所以熔点应该是共价晶体 CO2＞金刚石，C 错误；由
题意知 CO2 共价晶体与 SiO2 结构相似，每个 C 周围结合 4 个 O，每个 O 周围结合 2 个 C，
D 正确。
2．已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH＝a kJ·mol－1，P4(g)＋10 Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH＝
b kJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中 P—Cl 键的键能为 c kJ·mol－1，PCl3中 P—Cl 键的
键能为 1.2c kJ·mol－1。下列叙述正确的是( )
A．P—P 键的键能大于 P—Cl 键的键能
B．可求 Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热 ΔH
b－a＋5.6c
C．Cl—Cl 键的键能为 kJ·mol－1
4
5a－3b＋12c
D．P—P 键的键能为 kJ·mol－1
14
[答案] C
[解析]由于 P—P 键的键长大于 P—Cl 键的键长，键长越短，键能越大，故 P—P 键的键能小
于 P—Cl 键的键能，A 错误；由于不知道 PCl5(g)===PCl5(s)的反应热 ΔH，所以不能求得 Cl2(g)
＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热 ΔH，B 错误；设 Cl—Cl 键的键能为 x，将题中已知的两个式子
按顺序依次编号为①、②，将②－①可得 4Cl2(g)＋4PCl3(g)===4PCl5(g) ΔH＝(b－a) kJ·mol
－1，由于化学反应中断键吸热、成键放热，可得 4x＋4×3×1.2c kJ·mol－1－4×5×c kJ·mol－1＝(b
b－a＋5.6c
－a) kJ·mol－1，解得 x＝ kJ·mol－1，C 正确；设 P—P 键的键能为 y，将①×5－
4
②×3 可得：2P4(g)＋12PCl5(g)===20PCl3(g) ΔH＝(5a－3b) kJ·mol－1，根据盖斯定律，可得
5a－3b＋12c
2×6y＋12×5×c kJ·mol－1－20×3×1.2c kJ·mol－1＝(5a－3b) kJ·mol－1，解得 y＝
12
kJ·mol－1，D 错误。
3．下列说法正确的是( )
A．在含 4 mol Si—O 键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为 4NA
B．金刚石晶体中，碳原子数与 C—C 键键数之比为 1:2
C．30 g 二氧化硅晶体中含有 0.5NA 个二氧化硅分子
D．晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体
[答案] B
[解析]在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成 4 个 Si—O 键，故含有 4 mol Si—O 键的二氧化
硅晶体的物质的量为 1 mol，即含有 2NA 个氧原子，A 项错误；金刚石中每个碳原子均与另
外 4 个碳原子形成共价键，且每两个碳原子形成一个 C—C 键，故 1 mol 碳原子构成的金刚
石中共有 2 mol C—C 键，因此碳原子数与 C—C 键键数之比为 1:2，B 项正确；二氧化硅晶
体中不存在分子，C 项错误；氖晶体是由单原子分子靠分子间作用力结合在一起形成的，不
属于共价晶体，D 项错误。
4．科学家成功研制成了一种新型的碳氧化物，该化合物晶体与 SiO2晶体的结构相似，晶体
中每个碳原子均以 4 个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空间网状结构。下列对
该晶体的叙述错误的是( )
A．该晶体是共价晶体
B．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为 1:2
C．该晶体中碳原子数与 C—O 键数之比为 1:2
D．该晶体中最小的环由 12 个原子构成
[答案] C
[解析]该化合物晶体中每个碳原子均以 4 个共价单键与氧原子结合，形成一种无限伸展的空
间网状结构，则该化合物晶体中不存在分子，属于共价晶体，A 项正确；晶体中每个碳原子
均以 4 个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和 2 个碳原子以共价单键相结合，所以碳、氧
原子个数比为 1:2，B 项正确；该晶体中每个碳原子形成 4 个 C—O 共价键，所以 C 原子与
C—O 键数目之比为 1:4，C 项错误；该晶体中最小的环由 6 个碳原子和 6 个氧原子构成，D
项正确。
5．已知 C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关
于 C3N4晶体的说法不正确的是( )
A．该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固
B．该晶体中每个碳原子连接 4 个氮原子，每个氮原子连接 3 个碳原子
C．该晶体与金刚石相似，碳原子个数与碳氮键个数之比为 1:2
D．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足 8 电子稳定结构
[答案] C
[解析]C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，则该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石更牢
固，A 正确；C 的最外层有 4 个电子，因此一个碳原子连接 4 个 N 原子，N 的最外层有 5 个
电子，因此一个 N 原子连接 3 个 C 原子，B 正确；根据以上分析可知该晶体中碳原子个数
与碳氮键个数之比为 1:4，C 错误；构成该晶体的微粒间只以单键结合，每个碳原子连接 4
个氮原子，每个氮原子连接 3 个碳原子，则晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足 8 电子稳
定结构，D 正确。
6.GaAs 作为第二代半导体材料的代表，具有宽禁带、高频、高压、抗辐射、耐高温及发光
效率高的特点，被广泛应用于移动通信、无线通信、光纤通信、LED、卫星导航等领域。GaAs
晶胞结构如图所示，晶胞边长为 a pm，下列说法正确的是( )
A．基态砷原子外围电子轨道表示式为
B．GaAs 属于离子晶体
C．As 的配位数为 8
5.8 × 1032
D．该晶体密度为 g·cm－3
NA × a3
[答案] D
[解析]砷元素的原子序数为 33，依据构造原理写出核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3，外围电
子排布式为 4s24p3，则外围电子轨道表示式为 ，故 A 错误； 由砷化镓耐高温
的特点可知，砷化镓是熔、沸点很高的共价晶体，故 B 错误； 由晶胞结构可知，与砷原子
距离最近的镓原子的个数为 4，所以砷原子的配位数为 4，故 C 错误； 由晶胞结构可知，位
1 1
于晶体内部的砷原子的个数为 4，位于顶点和面心的镓原子个数为 8× ＋6× ＝4，设晶体的
8 2
4 × 145 5.8 × 1032
密度为 d g·cm－3，由晶胞的质量公式可得：m＝ g＝10－30a3d g，解得 d＝ g·cm
NA NA × a3
－3，故 D 正确。
7．下表是某些共价晶体的熔点和硬度：
共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅
熔点/℃ 3 500 ℃以上 3 000 2 600
摩氏硬度 10 9.5 9
共价晶体 石英 硅 锗
熔点/℃ 1 710 1 415 1 211
摩氏硬度 7 7 6.0
分析表中的数据，判断下列叙述正确的是( )
①构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高 ②构成共价晶体的原子间的共价键键
能越大，晶体的熔点越高 ③构成共价晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大 ④构成
共价晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
[答案] D
[解析]共价晶体的熔点和硬度与构成共价晶体的原子间的共价键键能有关，而原子间的共价
键键能与原子半径的大小有关。
8．一种新型陶瓷的化学成分为 BN 晶体，该晶体具有高熔点、高硬度的特性，关于 BN 晶
体的说法不正确的是( )
A．该晶体为共价晶体，具有类似金刚石的结构特征
B．该晶体易溶于水，熔融状态能导电
C．该晶体中只存在共价键
D．该晶体可作耐高温、耐磨材料
[答案] B
[解析]BN 晶体具有高熔点、高硬度的特性，所以其为共价晶体，其结构应与金刚石相似，A
正确；由题意“一种新型陶瓷的化学成分为 BN 晶体”推测该晶体极难溶于水，由于是共价晶
体，其熔融状态不能导电，B 错误；B 和 N 均是非金属元素，且 BN 为共价晶体，因此该晶
体中只含共价键，C 正确；BN 晶体具有高熔点、高硬度的特性，因此该晶体可作耐高温、
耐磨材料，D 正确。
9．氮氧化铝(AlON)属于共价晶体，是一种超强透明材料。下列描述错误的是( )
A．AlON 和石英的化学键类型相同
B．电解熔融 AlON 可得到 Al
C．AlON 中 N 元素化合价为－1
D．AlON 和石英晶体类型相同
[答案] B
[解析]A、D 项，AlON 和石英均属于共价晶体，均只含有共价键，正确；B 项，AlON 属于
共价晶体，只含有共价键，熔融时不导电，而 Al2O3属于离子晶体，熔融时能导电，所以电
解熔融 Al2O3能得到 Al，错误；C 项，AlON 中 O 为－2 价，Al 为＋3 价，所以 N 元素的化
合价为－1，正确。
10．AB 型共价化合物，若原子最外层电子数之和为 8，其晶体常是具有半导体性质的共价
晶体。已知金刚石不导电但导热，锆石(ZrO2)不导电、不导热，却硬似钻石。近期发现不良
商贩用制耐热器的碳化硅制成假钻石，则识别它们的可靠方法是( )
A．能在玻璃上刻画出痕迹的为金刚石
B．很硬、不导电但导热的是金刚石
C．既可导电又可导热的是碳化硅
D．不导电的为锆石
[答案] B
[解析]金刚石、锆石和碳化硅硬度均很大，刻画玻璃的方法不可靠，A 项不可行；由题干知
金刚石导热但不导电，碳化硅有半导体特性，而锆石不导电也不导热，B 项可行，C、D 项
不可行。
11．已知几种共价键的键能如下：
共价键 C—H Cl—Cl C—Cl H—Cl
键能/(kJ·mol－1) 413 243 339 431
下列说法错误的是( )
A．稳定性：HCl>CH4
B．断裂 1 mol CCl4(g)中共价键吸收的能量为 1356 kJ
C．键长：C—HD．CH4(g)＋Cl2(g)===CH3Cl(g)＋HCl(g) ΔH＝＋114 kJ·mol－1
[答案] D
[解析]共价键键能越高，越稳定，根据表中数据可知断开 1 mol H—Cl 键所需能量大于断开
C—H 键所需能量，故 HCl 比 CH4稳定，A 正确；断裂 1 mol CCl4所吸收后的能量等于各键
能之和，由表中数据可计算：所吸收的能量＝339×4＝1 356 kJ，B 正确；H 原子半径小于
Cl 原子，故键长：C—H成物键能之和，对于反应 CH4(g)＋Cl2(g)===CH3Cl(g)＋HCl(g)，ΔH＝(4×413＋243)－(413×3
＋339＋431)＝－114 kJ·mol－1，D 错误。
12．用 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列关于 SiO2晶体的叙述中，正确的是( )
A．通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为 NA
B．60 g SiO2晶体中，含有 2NA 个 Si—O 键
C．晶体中与同一硅原子相连的 4 个氧原子处于同一四面体的 4 个顶点
D．SiO2晶体中含有 1 个硅原子、2 个氧原子
[答案] C
[解析]60 g SiO2 晶体即 1 mol SiO2，晶体中含有 Si—O 键 4 mol(4NA)；SiO2 晶体中不含分子，
含有无数的硅原子和氧原子，只是硅、氧原子个数比为 1∶2，故选 C。
13．在 40 GPa 的高压容器中，用 Nd：YbLiF4 激光器将液态二氧化碳加热到 1 800 K，二氧
化碳转化为与石英具有相似结构的晶体。估计该晶体可能具有的结构或性质是( )
A．该晶体属于分子晶体
B．硬度与金刚石相近
C．熔点较低
D．硬度较小
[答案] B
[解析]该晶体结构与石英晶体即 SiO2晶体相似，属于共价晶体，A 错误；该晶体属于共价晶
体，故硬度与金刚石相近，B 正确；该晶体为共价晶体，具有较高的熔点，C 错误；该晶体
为共价晶体，硬度较大，D 错误。
14．(1)金刚砂(SiC)的硬度为 9.5，其晶胞结构如图甲所示，则金刚砂晶体类型为________；
在 SiC 中，每个 C 原子周围最近的 C 原子数目为________；若晶胞的边长为 a pm，则金刚
砂的密度表达式为______________________。
甲 乙
(2)硅的某种单质的晶胞如图乙所示。GaN 晶体晶胞结构与该硅晶体相似。则 GaN 晶体中，
每个 Ga 原子与__________个 N 原子相连，与同一个 Ga 原子相连的 N 原子构成的空间结构
为________。
4 × 40 g·mol－1
[答案] (1)共价晶体 12
a × 10－10 cm 3 × 6.02 × 1023 mol－1
(2)4 正四面体
[解析] (1)金刚砂(SiC)的硬度为 9.5，硬度大，属于共价晶体；每个碳原子连接 4 个硅原子，
每个硅原子连接 4 个碳原子，所以每个碳原子周围最近的碳原子数目为 12；该晶胞中 C 原
1 1
子个数为 8× ＋6× ＝4，Si 原子个数为 4，晶胞边长为 a×10－10 cm，体积 V＝(a×10－10 cm)3，
8 2
m 4 × 40 g·mol－1
密度 ρ＝ ＝ 。
V a × 10－10 cm 3 × 6.02 × 1023 mol－1
(2)根据硅晶体结构可知，在 GaN 晶体中，每个 Ga 原子与 4 个 N 原子相连，与同一个 Ga 原
子相连的 N 原子构成的空间结构为正四面体。
15．单质硼有无定形和结晶形两种，参考如表所示数据回答下列问题：
金刚石 晶体硅 晶体硼
熔点/ ℃ ＞3 500 1 412 2 573
沸点/ ℃ 5 100 2 628 2 823
硬度 10 7.0 9.5
(1)晶体硼属于________晶体，理由是________________________________
____________________________________________________________________。
(2)已知晶体硼的结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图所示)，该结构单元中有 20 个
正三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点上各有一个硼原子。通过观察图形及推算，得出
此结构单元是由________个硼原子构成的，其中 B—B 键的键角为________，该结构单元共
含有________个 B—B 键。
[答案] (1)共价 晶体硼的熔、沸点高，硬度大 (2) 12 60° 30
[解析] (1)从题表可知，晶体硼的熔、沸点以及硬度都介于晶体硅和金刚石之间，而金刚石
和晶体硅均为共价晶体，在元素周期表中 B 与 C 相邻、与 Si 处于对角线位置，则晶体硼也
属于共价晶体。
(2)从题图可得出，每个顶点上的硼原子均为 5 个正三角形所共有，故分推到每个正三角形的
1 1 1
硼原子数为 ，每个正三角形含有的硼原子数为 ×3，每个结构单元含有的硼原子数为 20× ×3
5 5 5
1
＝12，而每个 B—B 键为 2 个正三角形所共有，则每个结构单元含 B—B 键的个数为 20× ×3
2
＝30。
16．据古籍《燕闲清赏笺》记载：“宣窑之青，乃苏勃泥青”，说明宣德时期青花瓷使用的颜
料是“苏勃泥青”，它是从一种钻毒砂[主要成分：(Co，Fe)AsS]中提取出来的。回答下列问题：
(1)基态 S 原子的价层电子排布图为______________________________，其原子核外电子共
有________种空间运动状态。
(2)比较元素第一电离能：S________P(填“＞”“<”或“＝”)。
(3)Fe 位于周期表的第_______周期 _______族，________(填“d”或“ds”)区。
(4)区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是__________________________。
(5)砷化镓晶胞结构如图所示。晶胞中Ga与周围最近且等距的As形成的空间结构为________。
已知 GaAs 晶胞棱长为 a pm，其密度 ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数的数值为________(列出计
算式即可，GaAs 的摩尔质量为 145 g·mol－1)。
(6)GaAs 的熔点为 1 238 ℃，GaN 与 GaAs 晶体类型相同，GaN 的熔点________1 238 ℃。(填
“>”、“<”或“＝”)
[答案] (1) 9 (2) ＜ (3)4 Ⅷ d (4) X 射线衍射实验 (5) 正四面
4 × 145
体 (6) ＞
ρa3 × 10－30
[解析] (1)硫元素的原子序数为 16，电子排布式为 1s22s22p63s23p4，价层电子排布图为
，核外电子空间运动状态与核外轨道数相同，为(1＋1＋3＋1＋3)＝9。
(2)磷原子的 3p 轨道为稳定的半充满结构，第一电离能大于相邻元素，则硫原子的第一电离
能小于磷原子。
(3)铁元素的原子序数为 26，位于元素周期表第 4 周期Ⅷ族，外围电子排布式为 3d64s2，则
位于元素周期表 d 区。
(4) 晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X 射线衍射可
以看到微观结构，则区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是 X 射线衍射实验。
(5)由晶胞结构可知，晶胞中镓原子与周围最近且等距的 4 个砷原子形成的空间结构为正四面
1 1
体形，位于顶点和面心的镓原子个数为 8× ＋6× ＝4，位于体内的砷原子个数为 4，由晶胞
8 2
4 × 145 4 × 145
质量公式可得(a×10—10)3ρ＝ ，解得 NA＝ 。
NA ρa3 × 10－30
(6)共价晶体的熔点取决于共价键的强弱，由砷化镓的熔点可知，砷化镓和氮化镓都是共价晶
体，Ga—As 键的键长大于 Ga—N 键，键能小于 Ga—N 键，则共价键 Ga—As 键弱于 Ga—N
键，氮化镓的熔点高于砷化镓。
