3.3 共价晶体 课时练（含解析） 2024-2025学年人教版2019 选择性必修2
文档属性
| 名称 | 3.3 共价晶体 课时练（含解析） 2024-2025学年人教版2019 选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 116.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-01-12 11:59:03 | ||
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文档简介
3.3 共价晶体
(30分钟 100分)
班级 姓名 成绩
【课时目标】
基础 达标 1.了解并熟悉共价晶体的结构特点 2.理解共价晶体的性质
素养 突破 通过学习共价晶体的结构与性质知识,培养宏观辨识与微观辨析、证据推理与模型认知的学科核心素养
【课时必刷】
A级 基础训练题
1.(9分)下图是由碳化硅制备的耐高温陶瓷轴承,下列说法正确的是 ( )
A.碳化硅是由碳化硅分子构成的共价晶体
B.碳化硅中C的杂化方式为sp2
C.碳化硅晶体熔化时除破坏共价键外还会破坏分子间作用力
D.碳化硅之所以可以用来制备耐高温陶瓷,是利用了其熔点高、耐磨和优异的高温抗氧化性等性能
2.(9分)下列物质性质与晶体类型对应正确的是 ( )
选项 A B C D
物质 性质 熔点为3410 ℃左右,固体和熔融态导电,延展性强 熔点为192.6 ℃,熔融态以二聚体形式存在 熔点大于3500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂 熔点在1000 ℃左右,熔化时能导电
晶体 类型 分子晶体 共价晶体 共价晶体 分子 晶体
3.(9分)观察晶体硅、碳化硅、二氧化硅的晶胞,下列说法正确的是 ( )
A.熔点:晶体硅>碳化硅>二氧化硅
B.每个晶胞中硅原子个数之比为晶体硅∶碳化硅∶二氧化硅=2∶1∶2
C.三种晶体中由原子构成的最小环都是六元环
D.1 mol二氧化硅晶体中含有2 mol共价键
4.(9分)已知C3N4晶体的硬度比金刚石还大,且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是 ( )
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.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构
D.该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构
5.(9分)砷化硼是一种新型耐高温半导体材料,立方砷化硼晶体的结构与金刚石相似,其晶胞结构如图。下列说法错误的是 ( )
A.砷化硼属于共价晶体
B.砷化硼的分子式为BAs
C.该晶体中的硼、砷原子核外都满足8电子稳定结构
D.B原子周围与其等距且最近的B原子数为12
B级 素养提升题
6.(9分)在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮,这种高聚氮中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构,其晶体片段结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.基态N原子的电子排布式为1s22s22p3
B.高聚氮的晶体类型与SiO2相同
C.高聚氮中N原子的杂化方式为sp3
D.1 mol高聚氮中含有3 mol N—N键
7.(9分)中外科学家团队共同合成了T-碳。T-碳的结构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代,形成碳的一种新型三维立方晶体结构,如图所示(图中的表示碳形成的正四面体结构)。已知T-碳晶胞参数为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是 ( )
A.每个T-碳晶胞中含32个碳原子
B.T-碳中C—C的最小夹角约为109°28'
C.T-碳属于共价晶体
D.T-碳的密度为 g·cm-3
8.(18分)单质硼有无定形和结晶形两种,参考表中数据回答下列问题:
金刚石 晶体硅 晶体硼
熔点/℃ >3500 1410 2573
沸点/℃ 5100 2628 2823
硬度 10 6.5 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构成的正二十面体(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角,每个顶角上各有一个硼原子。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的键角为 ,该结构单元共含有 个B—B键。
C级 情境创新题
9.(19分)氮化铝有耐高温、抗冲击、较高的传热能力等优良性质,广泛用于陶瓷工业、微电子学等领域。
(1)工业上用氮气、氧化铝和碳在高温条件下反应生成CO和氮化铝,工业制备氮化铝的化学方程式为 。
(2)氮化铝晶体属于 晶体。
(3)已知氮化硼与氮化铝晶体类型相同,且氮化硼的熔点比氮化铝高,可能原因是 。
(4)氮化铝晶胞如图所示。氮原子的配位数为 ;每个铝原子周围紧邻 个铝原子;已知立方氮化铝晶体的密度为ρ g·cm-3,晶胞中最近的两个铝原子之间的距离为 pm(列出计算式即可,阿伏加德罗常数约为6.02×1023 mol-1)。
参 考 答 案
1.D 解析:碳化硅是由碳原子和硅原子通过共价键构成的共价晶体,微粒间作用力只有共价键,没有分子间作用力,A、C两项均错误;碳化硅中C的杂化方式为sp3,B项错误;碳化硅之所以可以用来制备耐高温陶瓷,是利用了其熔点高、耐磨和优异的高温抗氧化性等性能,D项正确。
2.C 解析:分子晶体的熔点低,在固态和熔融状态下一般不能导电,A、D两项均错误;熔点为192.6 ℃,熔融态以二聚体形式存在,是分子晶体的性质,B项错误;熔点大于3500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂,属于共价晶体的性质,C项正确。
3.B 解析:三种晶体都是共价晶体,键长大小为Si—Si>Si—C>Si—O,键能:Si—O>Si—C>Si—Si,熔点:二氧化硅>碳化硅>晶体硅,A项错误;每个晶体硅晶胞中含有8个硅原子,每个碳化硅晶胞中含有4个硅原子,每个二氧化硅晶胞中含有8个硅原子,故每个晶胞中硅原子个数之比为晶体硅∶碳化硅∶二氧化硅=2∶1∶2,B项正确;二氧化硅晶体中最小的环为十二元环,C项错误;1 mol二氧化硅晶体中含有4 mol共价键,D项错误。
4.D 解析:C3N4晶体的硬度比金刚石还大,该晶体为共价晶体,其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固,A项正确;碳原子最外层有4个电子,氮原子最外层有5个电子,则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,B项正确;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,C项正确;金刚石只含有非极性共价键,但是C3N4晶体中碳、氮原子之间以极性共价键结合,原子间以极性键形成空间网状结构,D项错误。
5.B 解析:由题给信息知,砷化硼是耐高温材料,符合共价晶体的典型物理性质,A项正确;因为砷化硼是共价晶体,不存在分子,故没有分子式,B项错误;根据图中结构可知,每个砷原子周围有四个共价键,每个B原子周围有四个共价键,均满足8电子稳定结构,C项正确;B原子周围与其等距且最近的B原子数为12,D项正确。
6.D 解析:基态N原子的电子排布式为1s22s22p3,A项正确;由题给信息知,高聚氮中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合并向空间发展形成立体网状结构,符合共价晶体的典型结构,与SiO2晶体类型相同,B项正确;高聚氮中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合,则N原子的杂化方式为sp3,1 mol高聚氮中含有1.5 mol N—N键,C项正确,D项错误。
7.B 解析:1个金刚石晶胞中,含有的碳原子数目为8×+6×+4=8,将每个C原子换成一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元,则1个T-碳晶胞中含有的碳原子数目为8×4=32,A项正确;T-碳中C—C的最小夹角为60°,B项错误;T-碳中碳原子间以共价键结合形成空间网状结构,属于共价晶体,C项正确;1个T-碳晶胞中含有的碳原子数目为32,则该晶体的密度为 g·cm-3,D项正确。
8.(1)共价;晶体硼的熔、沸点高,硬度大
(2)12;60°;30
9.(1)Al2O3+N2+3C2AlN+3CO
(2)共价
(3)氮化硼与氮化铝均为共价晶体,但硼原子半径小于铝原子半径,B—N键键能大于Al—N键键能
(4)4;12;××1010
(30分钟 100分)
班级 姓名 成绩
【课时目标】
基础 达标 1.了解并熟悉共价晶体的结构特点 2.理解共价晶体的性质
素养 突破 通过学习共价晶体的结构与性质知识,培养宏观辨识与微观辨析、证据推理与模型认知的学科核心素养
【课时必刷】
A级 基础训练题
1.(9分)下图是由碳化硅制备的耐高温陶瓷轴承,下列说法正确的是 ( )
A.碳化硅是由碳化硅分子构成的共价晶体
B.碳化硅中C的杂化方式为sp2
C.碳化硅晶体熔化时除破坏共价键外还会破坏分子间作用力
D.碳化硅之所以可以用来制备耐高温陶瓷,是利用了其熔点高、耐磨和优异的高温抗氧化性等性能
2.(9分)下列物质性质与晶体类型对应正确的是 ( )
选项 A B C D
物质 性质 熔点为3410 ℃左右,固体和熔融态导电,延展性强 熔点为192.6 ℃,熔融态以二聚体形式存在 熔点大于3500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂 熔点在1000 ℃左右,熔化时能导电
晶体 类型 分子晶体 共价晶体 共价晶体 分子 晶体
3.(9分)观察晶体硅、碳化硅、二氧化硅的晶胞,下列说法正确的是 ( )
A.熔点:晶体硅>碳化硅>二氧化硅
B.每个晶胞中硅原子个数之比为晶体硅∶碳化硅∶二氧化硅=2∶1∶2
C.三种晶体中由原子构成的最小环都是六元环
D.1 mol二氧化硅晶体中含有2 mol共价键
4.(9分)已知C3N4晶体的硬度比金刚石还大,且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是 ( )
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.该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子稳定结构
D.该晶体与金刚石相似,都是原子间以非极性键形成空间网状结构
5.(9分)砷化硼是一种新型耐高温半导体材料,立方砷化硼晶体的结构与金刚石相似,其晶胞结构如图。下列说法错误的是 ( )
A.砷化硼属于共价晶体
B.砷化硼的分子式为BAs
C.该晶体中的硼、砷原子核外都满足8电子稳定结构
D.B原子周围与其等距且最近的B原子数为12
B级 素养提升题
6.(9分)在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮,这种高聚氮中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构,其晶体片段结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.基态N原子的电子排布式为1s22s22p3
B.高聚氮的晶体类型与SiO2相同
C.高聚氮中N原子的杂化方式为sp3
D.1 mol高聚氮中含有3 mol N—N键
7.(9分)中外科学家团队共同合成了T-碳。T-碳的结构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代,形成碳的一种新型三维立方晶体结构,如图所示(图中的表示碳形成的正四面体结构)。已知T-碳晶胞参数为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是 ( )
A.每个T-碳晶胞中含32个碳原子
B.T-碳中C—C的最小夹角约为109°28'
C.T-碳属于共价晶体
D.T-碳的密度为 g·cm-3
8.(18分)单质硼有无定形和结晶形两种,参考表中数据回答下列问题:
金刚石 晶体硅 晶体硼
熔点/℃ >3500 1410 2573
沸点/℃ 5100 2628 2823
硬度 10 6.5 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构成的正二十面体(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角,每个顶角上各有一个硼原子。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的键角为 ,该结构单元共含有 个B—B键。
C级 情境创新题
9.(19分)氮化铝有耐高温、抗冲击、较高的传热能力等优良性质,广泛用于陶瓷工业、微电子学等领域。
(1)工业上用氮气、氧化铝和碳在高温条件下反应生成CO和氮化铝,工业制备氮化铝的化学方程式为 。
(2)氮化铝晶体属于 晶体。
(3)已知氮化硼与氮化铝晶体类型相同,且氮化硼的熔点比氮化铝高,可能原因是 。
(4)氮化铝晶胞如图所示。氮原子的配位数为 ;每个铝原子周围紧邻 个铝原子;已知立方氮化铝晶体的密度为ρ g·cm-3,晶胞中最近的两个铝原子之间的距离为 pm(列出计算式即可,阿伏加德罗常数约为6.02×1023 mol-1)。
参 考 答 案
1.D 解析:碳化硅是由碳原子和硅原子通过共价键构成的共价晶体,微粒间作用力只有共价键,没有分子间作用力,A、C两项均错误;碳化硅中C的杂化方式为sp3,B项错误;碳化硅之所以可以用来制备耐高温陶瓷,是利用了其熔点高、耐磨和优异的高温抗氧化性等性能,D项正确。
2.C 解析:分子晶体的熔点低,在固态和熔融状态下一般不能导电,A、D两项均错误;熔点为192.6 ℃,熔融态以二聚体形式存在,是分子晶体的性质,B项错误;熔点大于3500 ℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂,属于共价晶体的性质,C项正确。
3.B 解析:三种晶体都是共价晶体,键长大小为Si—Si>Si—C>Si—O,键能:Si—O>Si—C>Si—Si,熔点:二氧化硅>碳化硅>晶体硅,A项错误;每个晶体硅晶胞中含有8个硅原子,每个碳化硅晶胞中含有4个硅原子,每个二氧化硅晶胞中含有8个硅原子,故每个晶胞中硅原子个数之比为晶体硅∶碳化硅∶二氧化硅=2∶1∶2,B项正确;二氧化硅晶体中最小的环为十二元环,C项错误;1 mol二氧化硅晶体中含有4 mol共价键,D项错误。
4.D 解析:C3N4晶体的硬度比金刚石还大,该晶体为共价晶体,其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固,A项正确;碳原子最外层有4个电子,氮原子最外层有5个电子,则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,B项正确;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,C项正确;金刚石只含有非极性共价键,但是C3N4晶体中碳、氮原子之间以极性共价键结合,原子间以极性键形成空间网状结构,D项错误。
5.B 解析:由题给信息知,砷化硼是耐高温材料,符合共价晶体的典型物理性质,A项正确;因为砷化硼是共价晶体,不存在分子,故没有分子式,B项错误;根据图中结构可知,每个砷原子周围有四个共价键,每个B原子周围有四个共价键,均满足8电子稳定结构,C项正确;B原子周围与其等距且最近的B原子数为12,D项正确。
6.D 解析:基态N原子的电子排布式为1s22s22p3,A项正确;由题给信息知,高聚氮中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合并向空间发展形成立体网状结构,符合共价晶体的典型结构,与SiO2晶体类型相同,B项正确;高聚氮中每个氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合,则N原子的杂化方式为sp3,1 mol高聚氮中含有1.5 mol N—N键,C项正确,D项错误。
7.B 解析:1个金刚石晶胞中,含有的碳原子数目为8×+6×+4=8,将每个C原子换成一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元,则1个T-碳晶胞中含有的碳原子数目为8×4=32,A项正确;T-碳中C—C的最小夹角为60°,B项错误;T-碳中碳原子间以共价键结合形成空间网状结构,属于共价晶体,C项正确;1个T-碳晶胞中含有的碳原子数目为32,则该晶体的密度为 g·cm-3,D项正确。
8.(1)共价;晶体硼的熔、沸点高,硬度大
(2)12;60°;30
9.(1)Al2O3+N2+3C2AlN+3CO
(2)共价
(3)氮化硼与氮化铝均为共价晶体,但硼原子半径小于铝原子半径,B—N键键能大于Al—N键键能
(4)4;12;××1010