3.3 课时2共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体 同步练 （含答案） 2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修2
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| 名称 | 3.3 课时2共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体 同步练 （含答案） 2024-2025学年高二化学苏教版（2020）选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 292.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-08 11:20:10 | ||
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文档简介
课时2 共价键键能与化学反应的反应热 共价晶体
1 [2025苏州中学期中]2024年1月，我国自主研制的AG60E电动飞机成功首飞。AG60E采用了SiC电控系统，SiC晶体属于( )
A. 分子晶体 B. 金属晶体
C. 离子晶体 D. 共价晶体
2 下列比较不正确的是( )
A. 熔点：纯铁>生铁
B. 硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
C. 熔点： Na＞Mg＞Al
D. 晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
3 [2024南通如皋适应性考试二]BN是一种无机非金属材料，立方BN的硬度仅次于金刚石，其晶胞如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 立方BN属于共价晶体
B. 晶胞中含有4个B和4个N
C. 距离每个B最近的N有4个
D. 1 mol立方BN中含有2 mol共价键
4 工业上制备粗硅的反应为2C＋SiO2Si＋2CO↑，若C过量，还会生成SiC。已知CO的结构式为C≡O。下列叙述错误的是( )
A. CO分子内含有1个σ键和2个π键
B. 键能：C—H>Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳定
C. 键长：C—SiSi
D. 键长：C—C5 [2024无锡阶段练习]碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列三种晶体的熔点由高到低的顺序是( )
①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅
A. ①③② B. ②③①
C. ③①② D. ②①③
6 下表列出常温下部分化学键的键能。
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl
键能/(kJ/mol) 460 360 436 431
化学键 Si—Si Si—C Cl—Cl —
键能/(kJ/mol) 176 347 243 —
据此判断下列说法正确的是( )
A. 表中最稳定的共价键是Si—Si
B. Cl2(g)―→2Cl(g) ΔH＝－243 kJ/mol
C. H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ/mol
D. 根据表中数据能计算出SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(l)的ΔH
7 下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是( )
A. SiO2的晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连
B. 通常状况下，1 mol SiO2晶体中含有的分子数为NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
C. 金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小环上有6个碳原子
D. 1 mol金刚石中含有4NA个C—C(设NA为阿伏加德罗常数的值)
8 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数之比为1∶2
D. 该晶体中最小的环由12个原子构成
9 [2024南通如东期中]砷化镓(GaAs)是一种应用广泛的半导体材料，与GaN、GaP晶体类型相同，其熔点为1 480 ℃。As4S4的结构可以看作呈正四面体的As4中插入4个S而形成。As4、GaAs的结构如图。下列说法不正确的是( )
A. As4S4中含有极性共价键和非极性共价键
B. As4S4有4种不同的结构
C. GaAs晶胞中含有配位键
D. GaAs晶体中As原子周围等距离且最近的As原子数为12
10 下列说法正确的是( )
A. 分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定
B. 元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C. 水分子中存在π键
D. H—O的键能为463 kJ/mol，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗的能量为2×463 kJ
11 砷化镓(GaAs)是一种新型半导体材料，应用广泛。图甲为它的立方晶胞结构，图乙为该晶胞沿y轴的投影图。该晶胞的边长为d pm，在三维坐标系中a、b两点的原子坐标分别为(0，1，0)、(1，0，1)。下列说法错误的是( )
甲 乙
A. As和Ga原子间的最近距离为d pm
B. Ga原子的配位数为4
C. c点的原子坐标为
D. As原子填充在Ga原子围成的“正四面体空隙”中
12 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
13 碳和硅的有关化学键的键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实。
化学键 C—C C—H C—O
键能/(kJ/mol) 356 413 336
化学键 Si—Si Si—H Si—O
键能/(kJ/mol) 226 318 452
(1) 硅与碳同族，也有一系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_____________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是____________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3) 根据题目中所给信息，你可以判断硅单质与二氧化硅晶体的熔点和硬度大小吗？
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
14 Ⅰ. 已知氢分子的形成过程示意图如图所示，请据图回答问题。
(1) H—H的键长为 ，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是 （填序号）。
(2) 下列说法正确的是 （填字母）。
A. 氢分子中含有一个π键
B. 由①到④，电子在核间出现的概率增大
C. 由④到⑤，必须消耗外界的能量
D. 氢分子中含有一个极性共价键
Ⅱ. 几种常见化学键的键能如下表所示。
化学键 Si—O H—O
键能/(kJ/mol) 452 462.8 497.3
化学键 Si—Si Si—C —
键能/(kJ/mol) 226 x —
请回答下列问题。
(3) 试比较Si—C与Si—Si的键能大小：x （填“>”“<”或“＝”）226 kJ/mol。
(4) H2被认为是21世纪人类最理想的燃料，而又有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”等观点。结合Ⅰ中图像，试计算：每千克H2燃烧（生成水蒸气）放出的热量约为______________；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为 （已知1 mol Si中含有2 mol Si—Si，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O）。
15 硅和碳及其化合物多是新型无机非金属材料。
(1) 金刚石属于 晶体。
(2) 石墨烯（如图）是只由一层碳原子所构成的平面薄膜，在石墨烯中，每个六元环占有 个C原子。
(3) 碳化硅（化学式为SiC）与晶体硅（化学式为Si）和金刚石（化学式为C）相比较，三者熔点从高到低的顺序（用化学式和“>”表示）： 。
(4) 氮化硅是一种高温陶瓷材料，已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子与N原子、Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式： 。
(5) 部分化学键的键能数据如表所示。
化学键 Si—Cl H—H Si—Si H—Cl
键能/(kJ/mol) 360 436 176 431
已知：反应热ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和。则反应SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)的ΔH＝ kJ/mol。
(6) 已知：3种共价晶体的熔点数据如表。金刚石熔点比晶体硅高的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
晶体 金刚石 碳化硅 晶体硅
熔点/℃ >3 550 2 600 1 415
16 (1) 单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据，回答下列问题。
晶体 金刚石 晶体硅 晶体硼
熔点/K ＞3 823 1 683 2 573
沸点/K 5 100 2 628 2 823
硬度 10 7.0 9.5
①晶体硼的晶体类型属于 晶体，理由是_________________________
______________________________________________________________________。
②已知：晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如图），其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点上各有1个B原子。通过观察图形及推算，此晶体结构单元由 个B原子组成。
(2) 灰锡的晶体结构与金刚石相似（如图所示），以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。其中A原子的分数坐标为(1，0，0)，则B原子的分数坐标为 。若灰锡的晶胞边长为a pm，则Sn原子之间的最短距离为 pm。
(3) 砷化镓(GaAs)是一种应用广泛的半导体材料，与GaN、GaP晶体类型相同，其熔点数据如表，其中Y为 （填化学式），请解释说明原因：_______
______________________________________________________________________。
晶体 X GaP Y
熔点/℃ 1 700 1 480 1 238
(4) 氮化碳是新发现的高硬度材料，其部分结构如图所示。下列有关氮化碳的说法错误的是 （填字母）。
A. 属于共价晶体
B. 碳显－4价，氮显＋3价
C. 硬度比金刚石略大
D. C原子和N原子的最外层都满足8电子稳定结构
课时2 共价键键能与化学反应的反应热
共价晶体
1. D SiC晶体属于共价晶体，D正确。
2. C 生铁为合金，熔点比纯铁低，A正确；共价晶体中，共价键越短，共价键越强，硬度越大，碳原子半径小于硅原子，则硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，B正确；金属离子的电荷越多、半径越小，其熔点越大，则熔点Al＞Mg＞Na，C错误；离子晶体中，离子半径越小，晶格能越大，则晶格能NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，D正确。
3. D 立方BN中，每个B、N均可形成4个B—N，每个共价键被2个原子共享，故1 mol立方BN中含有4 mol共价键，D错误。
4. D 键长C—C＜Si—Si，共价键的牢固程度C—C＞Si—Si，因此C的还原性小于Si的还原性，D错误。
5. A 在共价晶体中，原子半径越小、键长越短、键能越大，熔、沸点越高。键长Si—Si>Si—C>C—C，故键能C—C＞C—Si＞Si—Si，由此可推出熔点①>③>②。故选A。
6. C 键能越大，化学键越稳定，表中键能最大的是Si—O，A错误；断裂化学键需要吸收热量，ΔH为正值，B错误；依据键能计算，ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，则ΔH＝436 kJ/mol＋243 kJ/mol－2×431 kJ/mol＝－183 kJ/mol，C正确；HCl(g)===HCl(l)的ΔH未告知，故无法计算SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(l)的ΔH，D错误。
7. C SiO2的晶体结构中，每个Si原子与4个O原子直接相连，A错误；SiO2属于共价晶体，不存在SiO2分子，B错误；金刚石的网状结构中，每个碳原子与周围的4个碳原子成键，共同组成正四面体结构，每个碳原子都是sp3杂化，键角为109°28′，由共价键形成的最小环上有6个碳原子，C正确；金刚石中每个C原子与另外4个C原子形成4个C—C，每个C—C为2个C原子共享，因此属于每个C原子的成键数目是4×＝2，则1 mol金刚石中含有2NA个C—C，D错误。
8. C 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正确；该晶体中每个碳原子形成4个C—O，所以C原子与C—O数目之比为1∶4，C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正确。
9. B As4S4的结构可以看作呈正四面体的As4中插入4个S而形成，则As4S4有2种不同的结构，B错误；As最外层有5个电子，Ga最外层有3个电子，GaAs晶胞中As、Ga均形成4个共价键，则GaAs晶胞中含有配位键，C正确；GaAs中，Ga、As原子个数比为1∶1，故两原子的配位数相等，Ga原子周围与其距离最近的Ga原子的个数为12，则As原子周围与其距离最近的As原子的个数也为12，D正确。
10. B 分子中键长越短，键能越大，则分子越稳定，键长越长，键能越小，则分子越不稳定，A错误；元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素都是典型的金属和非金属元素，所以形成的化学键是离子键，B正确；水分子中只存在σ键，C错误；H—O的键能为463 kJ/mol，则18 g(即1 mol)H2O分解成 2 mol H和1 mol O时消耗的能量为2×463 kJ，D错误。
11. A As位于体对角线的处，As和Ga原子间的最近距离为体对角线的，即最近距离为d pm，A错误。
12. C C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，则该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固，A正确；C的最外层有4个电子，因此每个碳原子连接4个N原子，N的最外层有5个电子，因此每个N原子连接3个C原子，B正确；该晶体中碳原子个数与碳氮键个数之比＝3∶(3×4×＋4×3×)＝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。
13. (1) C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定。而Si—Si和Si—H的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2) C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能小于Si—O，所以Si—H不稳定，更倾向于形成稳定性更强的Si—O
(3) 硅单质的硬度和熔点小于二氧化硅晶体
14. (1) 74 pm ①⑤②③④ (2) BC
(3) > (4) 120 475 kJ 858.7 kJ
15. (1) 共价 (2) 2
(3) C>SiC>Si (4) Si3N4 (5) ＋236
(6) 原子半径CSi—Si
16. (1) ①共价 晶体硼的熔、沸点和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，B与C相邻且与Si处于对角线位置，也应为共价晶体 ②12
(2) (，，) a (3) GaAs GaAs与GaN、GaP均为共价晶体，原子半径r(N)GaP>GaAs，则表中Y为GaAs (4) B
解析：(1) ②每个三角形的顶点被5个三角形所共有，此顶点完全属于一个三角形的只占到，每个三角形中有3个这样的点，且晶体B中有20个这样的三角形，因此，晶体B中这样的顶点(B原子)有×20＝12个。(2) 设Sn原子半径为r，体对角线长度＝a＝8r，则r＝a，Sn原子之间的最短距离＝2r＝a pm。(4) 氮化碳是超硬新材料，符合共价晶体的典型物理性质，A正确；N的非金属性比C强，两者形成共价键时，N显负价，C显正价，B错误；N原子半径小于C，C—N的键长比金刚石中C—C短，键能更大，氮化碳的硬度大于金刚石，C正确；由图可知，C与周围4个N形成单键，N与周围3个C形成单键，每个原子都满足8电子稳定结构，D正确。
1 [2025苏州中学期中]2024年1月，我国自主研制的AG60E电动飞机成功首飞。AG60E采用了SiC电控系统，SiC晶体属于( )
A. 分子晶体 B. 金属晶体
C. 离子晶体 D. 共价晶体
2 下列比较不正确的是( )
A. 熔点：纯铁>生铁
B. 硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
C. 熔点： Na＞Mg＞Al
D. 晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
3 [2024南通如皋适应性考试二]BN是一种无机非金属材料，立方BN的硬度仅次于金刚石，其晶胞如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 立方BN属于共价晶体
B. 晶胞中含有4个B和4个N
C. 距离每个B最近的N有4个
D. 1 mol立方BN中含有2 mol共价键
4 工业上制备粗硅的反应为2C＋SiO2Si＋2CO↑，若C过量，还会生成SiC。已知CO的结构式为C≡O。下列叙述错误的是( )
A. CO分子内含有1个σ键和2个π键
B. 键能：C—H>Si—H，因此甲硅烷没有甲烷稳定
C. 键长：C—Si
D. 键长：C—C
①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅
A. ①③② B. ②③①
C. ③①② D. ②①③
6 下表列出常温下部分化学键的键能。
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl
键能/(kJ/mol) 460 360 436 431
化学键 Si—Si Si—C Cl—Cl —
键能/(kJ/mol) 176 347 243 —
据此判断下列说法正确的是( )
A. 表中最稳定的共价键是Si—Si
B. Cl2(g)―→2Cl(g) ΔH＝－243 kJ/mol
C. H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ/mol
D. 根据表中数据能计算出SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(l)的ΔH
7 下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是( )
A. SiO2的晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连
B. 通常状况下，1 mol SiO2晶体中含有的分子数为NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
C. 金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小环上有6个碳原子
D. 1 mol金刚石中含有4NA个C—C(设NA为阿伏加德罗常数的值)
8 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数之比为1∶2
D. 该晶体中最小的环由12个原子构成
9 [2024南通如东期中]砷化镓(GaAs)是一种应用广泛的半导体材料，与GaN、GaP晶体类型相同，其熔点为1 480 ℃。As4S4的结构可以看作呈正四面体的As4中插入4个S而形成。As4、GaAs的结构如图。下列说法不正确的是( )
A. As4S4中含有极性共价键和非极性共价键
B. As4S4有4种不同的结构
C. GaAs晶胞中含有配位键
D. GaAs晶体中As原子周围等距离且最近的As原子数为12
10 下列说法正确的是( )
A. 分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定
B. 元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C. 水分子中存在π键
D. H—O的键能为463 kJ/mol，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗的能量为2×463 kJ
11 砷化镓(GaAs)是一种新型半导体材料，应用广泛。图甲为它的立方晶胞结构，图乙为该晶胞沿y轴的投影图。该晶胞的边长为d pm，在三维坐标系中a、b两点的原子坐标分别为(0，1，0)、(1，0，1)。下列说法错误的是( )
甲 乙
A. As和Ga原子间的最近距离为d pm
B. Ga原子的配位数为4
C. c点的原子坐标为
D. As原子填充在Ga原子围成的“正四面体空隙”中
12 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
13 碳和硅的有关化学键的键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实。
化学键 C—C C—H C—O
键能/(kJ/mol) 356 413 336
化学键 Si—Si Si—H Si—O
键能/(kJ/mol) 226 318 452
(1) 硅与碳同族，也有一系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_____________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是____________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3) 根据题目中所给信息，你可以判断硅单质与二氧化硅晶体的熔点和硬度大小吗？
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
14 Ⅰ. 已知氢分子的形成过程示意图如图所示，请据图回答问题。
(1) H—H的键长为 ，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是 （填序号）。
(2) 下列说法正确的是 （填字母）。
A. 氢分子中含有一个π键
B. 由①到④，电子在核间出现的概率增大
C. 由④到⑤，必须消耗外界的能量
D. 氢分子中含有一个极性共价键
Ⅱ. 几种常见化学键的键能如下表所示。
化学键 Si—O H—O
键能/(kJ/mol) 452 462.8 497.3
化学键 Si—Si Si—C —
键能/(kJ/mol) 226 x —
请回答下列问题。
(3) 试比较Si—C与Si—Si的键能大小：x （填“>”“<”或“＝”）226 kJ/mol。
(4) H2被认为是21世纪人类最理想的燃料，而又有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”等观点。结合Ⅰ中图像，试计算：每千克H2燃烧（生成水蒸气）放出的热量约为______________；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为 （已知1 mol Si中含有2 mol Si—Si，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O）。
15 硅和碳及其化合物多是新型无机非金属材料。
(1) 金刚石属于 晶体。
(2) 石墨烯（如图）是只由一层碳原子所构成的平面薄膜，在石墨烯中，每个六元环占有 个C原子。
(3) 碳化硅（化学式为SiC）与晶体硅（化学式为Si）和金刚石（化学式为C）相比较，三者熔点从高到低的顺序（用化学式和“>”表示）： 。
(4) 氮化硅是一种高温陶瓷材料，已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子与N原子、Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式： 。
(5) 部分化学键的键能数据如表所示。
化学键 Si—Cl H—H Si—Si H—Cl
键能/(kJ/mol) 360 436 176 431
已知：反应热ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和。则反应SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)的ΔH＝ kJ/mol。
(6) 已知：3种共价晶体的熔点数据如表。金刚石熔点比晶体硅高的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
晶体 金刚石 碳化硅 晶体硅
熔点/℃ >3 550 2 600 1 415
16 (1) 单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据，回答下列问题。
晶体 金刚石 晶体硅 晶体硼
熔点/K ＞3 823 1 683 2 573
沸点/K 5 100 2 628 2 823
硬度 10 7.0 9.5
①晶体硼的晶体类型属于 晶体，理由是_________________________
______________________________________________________________________。
②已知：晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如图），其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点上各有1个B原子。通过观察图形及推算，此晶体结构单元由 个B原子组成。
(2) 灰锡的晶体结构与金刚石相似（如图所示），以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。其中A原子的分数坐标为(1，0，0)，则B原子的分数坐标为 。若灰锡的晶胞边长为a pm，则Sn原子之间的最短距离为 pm。
(3) 砷化镓(GaAs)是一种应用广泛的半导体材料，与GaN、GaP晶体类型相同，其熔点数据如表，其中Y为 （填化学式），请解释说明原因：_______
______________________________________________________________________。
晶体 X GaP Y
熔点/℃ 1 700 1 480 1 238
(4) 氮化碳是新发现的高硬度材料，其部分结构如图所示。下列有关氮化碳的说法错误的是 （填字母）。
A. 属于共价晶体
B. 碳显－4价，氮显＋3价
C. 硬度比金刚石略大
D. C原子和N原子的最外层都满足8电子稳定结构
课时2 共价键键能与化学反应的反应热
共价晶体
1. D SiC晶体属于共价晶体，D正确。
2. C 生铁为合金，熔点比纯铁低，A正确；共价晶体中，共价键越短，共价键越强，硬度越大，碳原子半径小于硅原子，则硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，B正确；金属离子的电荷越多、半径越小，其熔点越大，则熔点Al＞Mg＞Na，C错误；离子晶体中，离子半径越小，晶格能越大，则晶格能NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，D正确。
3. D 立方BN中，每个B、N均可形成4个B—N，每个共价键被2个原子共享，故1 mol立方BN中含有4 mol共价键，D错误。
4. D 键长C—C＜Si—Si，共价键的牢固程度C—C＞Si—Si，因此C的还原性小于Si的还原性，D错误。
5. A 在共价晶体中，原子半径越小、键长越短、键能越大，熔、沸点越高。键长Si—Si>Si—C>C—C，故键能C—C＞C—Si＞Si—Si，由此可推出熔点①>③>②。故选A。
6. C 键能越大，化学键越稳定，表中键能最大的是Si—O，A错误；断裂化学键需要吸收热量，ΔH为正值，B错误；依据键能计算，ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，则ΔH＝436 kJ/mol＋243 kJ/mol－2×431 kJ/mol＝－183 kJ/mol，C正确；HCl(g)===HCl(l)的ΔH未告知，故无法计算SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(l)的ΔH，D错误。
7. C SiO2的晶体结构中，每个Si原子与4个O原子直接相连，A错误；SiO2属于共价晶体，不存在SiO2分子，B错误；金刚石的网状结构中，每个碳原子与周围的4个碳原子成键，共同组成正四面体结构，每个碳原子都是sp3杂化，键角为109°28′，由共价键形成的最小环上有6个碳原子，C正确；金刚石中每个C原子与另外4个C原子形成4个C—C，每个C—C为2个C原子共享，因此属于每个C原子的成键数目是4×＝2，则1 mol金刚石中含有2NA个C—C，D错误。
8. C 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正确；该晶体中每个碳原子形成4个C—O，所以C原子与C—O数目之比为1∶4，C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正确。
9. B As4S4的结构可以看作呈正四面体的As4中插入4个S而形成，则As4S4有2种不同的结构，B错误；As最外层有5个电子，Ga最外层有3个电子，GaAs晶胞中As、Ga均形成4个共价键，则GaAs晶胞中含有配位键，C正确；GaAs中，Ga、As原子个数比为1∶1，故两原子的配位数相等，Ga原子周围与其距离最近的Ga原子的个数为12，则As原子周围与其距离最近的As原子的个数也为12，D正确。
10. B 分子中键长越短，键能越大，则分子越稳定，键长越长，键能越小，则分子越不稳定，A错误；元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素都是典型的金属和非金属元素，所以形成的化学键是离子键，B正确；水分子中只存在σ键，C错误；H—O的键能为463 kJ/mol，则18 g(即1 mol)H2O分解成 2 mol H和1 mol O时消耗的能量为2×463 kJ，D错误。
11. A As位于体对角线的处，As和Ga原子间的最近距离为体对角线的，即最近距离为d pm，A错误。
12. C C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，则该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固，A正确；C的最外层有4个电子，因此每个碳原子连接4个N原子，N的最外层有5个电子，因此每个N原子连接3个C原子，B正确；该晶体中碳原子个数与碳氮键个数之比＝3∶(3×4×＋4×3×)＝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。
13. (1) C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定。而Si—Si和Si—H的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2) C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能小于Si—O，所以Si—H不稳定，更倾向于形成稳定性更强的Si—O
(3) 硅单质的硬度和熔点小于二氧化硅晶体
14. (1) 74 pm ①⑤②③④ (2) BC
(3) > (4) 120 475 kJ 858.7 kJ
15. (1) 共价 (2) 2
(3) C>SiC>Si (4) Si3N4 (5) ＋236
(6) 原子半径C
16. (1) ①共价 晶体硼的熔、沸点和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，B与C相邻且与Si处于对角线位置，也应为共价晶体 ②12
(2) (，，) a (3) GaAs GaAs与GaN、GaP均为共价晶体，原子半径r(N)
解析：(1) ②每个三角形的顶点被5个三角形所共有，此顶点完全属于一个三角形的只占到，每个三角形中有3个这样的点，且晶体B中有20个这样的三角形，因此，晶体B中这样的顶点(B原子)有×20＝12个。(2) 设Sn原子半径为r，体对角线长度＝a＝8r，则r＝a，Sn原子之间的最短距离＝2r＝a pm。(4) 氮化碳是超硬新材料，符合共价晶体的典型物理性质，A正确；N的非金属性比C强，两者形成共价键时，N显负价，C显正价，B错误；N原子半径小于C，C—N的键长比金刚石中C—C短，键能更大，氮化碳的硬度大于金刚石，C正确；由图可知，C与周围4个N形成单键，N与周围3个C形成单键，每个原子都满足8电子稳定结构，D正确。