3.3 共价键 共价晶体
一、单选题
1.下列事实能说明刚玉(α—Al2O3)是一种共价晶体的是
①Al2O3是两性氧化物;②硬度很大;③熔点为2045℃;④几乎不溶于水;⑤自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石
A.①②③ B.②③④ C.④⑤ D.②⑤
2.下列各组物质中,按熔点由低到高排列的是
A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2
C.Al、Mg、Na D.NaCl、KCl、RbCl
3.下列关于物质熔点的排列顺序,不正确的是
A.HI>HBr>HCl>HF
B.I2>Br2>Cl2>F2
C.NaCl>NaBr>KBr
D.MgO>NaCl>CBr4>CF4
4.我们可以将SiO2的晶体结构想象为在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。根据SiO2晶体结构图,下列说法不正确的是
A.石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用
B.每个O原子也通过Si—O极性键与2个Si原子作用
C.石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2,可用“SiO2”来表示石英的组成
D.在晶体中存在石英分子,故能叫分子式
5.下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是
A.键能 、 ,因此C2H6稳定性大于Si2H6
B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度
C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4
D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成 键
6.下图是已经合成的最著名硫-氮化合物分子结构。下列说法正确的是
A.该物质的分子式为SN
B.该物质的分子中既有极性键又有非极性键
C.该物质中的N原子最外层都达到8电子稳定结构
D.该物质与化合物S2N2互为同素异形体
7.下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是
物质 A. B. C. D.KOH
所含化学键类型 离子键、非极性共价键 极性共价键 极性共价键 离子键、极性共价键
所属化合物类型 离子化合物 共价化合物 共价化合物 共价化合物
A.A B.B C.C D.D
8.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 石英 晶体硅 晶体锗
熔点/℃ 大于3500 3000 2830 1710 1412 1211
硬度 10 9.5 9 7 7 6.0
分析表中的数据,下列叙述正确的是
A.构成共价晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高
B.构成共价晶体的原子间的共价键键能越大,晶体的熔点越低
C.构成共价晶体的原子的半径越大,晶体的硬度越大
D.构成共价晶体的原子的半径越小,晶体的硬度越大
9.下列说法正确的是
A.p轨道之间以“肩并肩”的方式重叠可形成σ键
B.氮气分子中的氮氮三键易断裂
C.共价键是两个原子轨道以“头碰头”的方式重叠而成的
D.分子中有两个σ键和两个π键,且均是通过p轨道相互重叠而成的
10.含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是
A.CH4 B.CH2=CH2 C.CS2 D.N2
11.已知为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.晶体中含有个键
B.金刚石中含有的键数目为
C.冰中含有的氢键数目为
D.晶体中键数目为
12.2021年5月,我国首辆火星车“祝融号”成功着陆。“祝融号”火星车的车身选用高强韧性的新型铝基碳化硅(SiC)复合材料。下列关于碳化硅的相关说法不正确的是
A.原子半径C小于Si B.Si和C以共价键结合
C.熔点:金刚石<碳化硅<硅 D.碳化硅、晶体硅、金刚石均属于共价晶体
13.下列与键参数有关的说法中错误的是
A.键角:
B.键长:
C.键能:
D.结构相似的分子,共价键的键能越大,分子通常越稳定
14.有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm,下列说法错误的是
A.该物质的化学式为TiN B.Ti与Ti的最近距离是
C.Ti的配位数为6 D.与N距离相等且最近的N有12个
二、填空题
15.键的极性
分类 极性共价键 非极性共价键
成键原子 元素的原子 元素的原子
电子对 发生偏移 不发生偏移
成键原子的电性 一个原子呈正电性(δ+) 一个原子呈负电性(δ-) 呈电中性
16.离子键的概念
阴、阳离子之间通过 而形成的化学键叫离子键。
17.回答下列问题:
(1)1 mol HOOCCH2CH2CHO分子中含有 mol单键, mol双键;含有 mol π键, mol σ键。
(2)在[Ag(NH3)2]+中 的 原子提供孤电子对, 提供空轨道。
18.(1)复印机工作时会产生一种鱼腥味的气体,该气体只由氧元素组成,其化学式为 。
(2)指出下列物质的晶体类型;冰 ,二氧化硅 ,铜 ,固态氧 ,胆矾 。在以上物质中,常温下能导电的是 ,其水溶液能导电的是 。
(3)有下列各组物质:
①与; ②与;③与;
④与;⑤与。
互为同位素的是 (填序号,下同);互为同素异形体的是 ;互为同分异构体的是 。
(4)下列过程通过化学变化不能实现的是 (填序号)。
①一种核素变成另一种核素; ②一种离子变成另—种离子;
③一种分子变成另一种分子; ④一种单质变成另一种单质;
⑤混合物变成纯净物; ⑥有毒、有污染的物质转化成无毒、无污染的物质;
⑦共价化合物转化成离子化合物。
(5)在下列变化中:
①升华;②烧碱熔化;③NaCl溶于水;④分解;⑤溶于水;⑥与水反应。
未破坏化学键的是 (填序号,下同);仅离子键被破坏的是 ;仅共价键被破坏的是 ;离子键和共价键同时被破坏的是 。
三、计算题
19.研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm,α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。
氨硼烷晶体的密度ρ= g·cm 3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
《2025年3月14日高中化学作业》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B A D C B B D D C
题号 11 12 13 14
答案 D C A B
1.B
【详解】是两性氧化物,属于物质的分类,与晶体类型无关,①错误;硬度很大、熔点为2045℃(很高),都是共价晶体的物理性质,②③正确;由于共价晶体中原子间都以共价键相结合形成三维骨架结构,故几乎不溶于水,④正确;红宝石、蓝宝石是刚玉在自然界中的存在形式,与晶体类型无关,⑤错误,正确的组合是②③④;
故选:B;
2.B
【详解】解析:选 A项,熔点:固体>液体>气体,故熔点:I2>Hg>O2;B项,熔点:共价晶体>离子晶体>分子晶体,故熔点:SiO2>KCl>CO2;C项,金属键:Al>Mg>Na,故熔点:Al>Mg>Na;D项,晶格能:NaCl>KCl>RbCl,故熔点:NaCl>KCl>RbCl。
3.A
【详解】A中为分子晶体,但由于HF分子间存在氢键,故HF的熔点出现反常,不正确;B中为分子晶体,按相对分子质量由大到小排列,正确;C中为离子晶体,阴离子半径:r(Cl-)NaBr,阳离子半径:r(Na+)KBr,正确;D中MgO、NaCl为离子晶体,由半径大小及所带电荷数知熔点:MgO>NaCl,CBr4、CF4为分子晶体,相对分子质量:CBr4>CF4,故熔点:CBr4>CF4离子晶体熔点高于分子晶体,正确。
4.D
【详解】A.由图可知,石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子相结合,故A正确;
B.由图可知,每个O原子通过Si—O极性键与2个Si原子相结合,故B正确;
C.SiO2的结构为每个硅原子周围有四个氧原子,而每个氧原子周围有两个硅原子,在晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2,可用“SiO2”表示石英的组成,故C正确;
D.SiO2是由Si和O原子构成的晶体,属于共价晶体,不存在分子,故D错误;
答案选D。
5.C
【详解】A.因键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,故C2H6的键能总和大于Si2H6,键能越大越稳定,故C2H6的稳定性大于Si2H6,A正确;
B.SiC的成键和结构与金刚石类似均为原子晶体,金刚石的硬度很大,类比可推测SiC的硬度和很大,B正确;
C.SiH4中Si的化合价为+4价,CH4中C的化合价为-4价,Si和C为同主族元素,从上到下非金属性减弱,原子半径增大,在形成氢化物时对外层电子的吸引力较弱,则SiH4中硅原子更容易失去电子带正化合价,故SiH4还原性大于CH4,C错误;
D.Si原子的半径大于C原子,在形成化学键时纺锤形的p轨道很难相互重叠形成π键,故Si原子间难形成双键,D正确;
故选C。
6.B
【详解】A.由物质的结构分析,该物质的分子式为S4N4,故A项错误;
B.该物质的分子中,存在极性键以及S-S非极性键,故B项正确;
C.由物质的结构可知,N原子只连有两条键,所以该物质中的N原子最外层并未达到8电子稳定结构,故C项错误;
D.同素异形体表述的是单质,故D项错误;
故答案为B。
7.B
【详解】A.CaCl2是只含离子键的离子化合物,A错误;
B.NH3中只含N、H之间的极性共价键,为共价化合物,B正确;
C.NH4Cl是既含离子键又含共价键的离子化合物,C错误;
D.KOH中含离子键和极性共价键,为离子化合物,D错误;
故答案选B。
8.D
【详解】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。即原子半径越小,键能越大,熔点越高,硬度越大。
9.D
【详解】A.共价键的成键方式是由原子轨道的重叠方式决定的,以“肩并肩”的方式重叠而成的是π键,以“头碰头”的方式重叠而成的是σ键,A错误;
B.氮气分子中的氮氮三键的键能高,不易断裂,B错误;
C.共价键不仅仅是两个原子轨道以“头碰头”的方式重叠而成的,还包括“肩并肩”的重叠方式,C错误;
D.的结构式为,根据共价键的成键规律可知,该分子中有两个σ键和两个π键,D正确;
答案选D。
10.C
【详解】A.CH4分子中存在C-H极性键;CH4中C元素化合价为-4,C原子最外层电子数为4,所以|-4|+4=8,分子中C原子满足8电子结构;H原子不满足8电子结构,不符合题意,故A不选;
B.CH2=CH2分子中C-H为极性键;CH2=CH2分子中H原子不满足8电子结构,不符合题意,故B不选;
C.CS2的结构式为S=C=S,符合4+4=8,则分子中所有原子均满足8电子稳定结构,且只含C、S之间的极性键,符合题意,故C选;
D.N2分子中存在N≡N非极性键;N原子满足8电子稳定结构,但是N2是单质,不是化合物,且只含非极性键,不符合题意,故D不选;
故选:C。
11.D
【详解】A.二氧化硅的物质的量为,而二氧化硅中含有硅氧键,故应含个硅氧键,故A错误;
B.(即)金刚石中含有原子,在金刚石晶体中,每个C原子与4个C原子相连,每个键为2个C原子所共用,键数为,故B错误;
C.冰的物质的量为,1个水分子形成4个氢键,每个氢键为2个水分子所共用,故冰含有的氢键数目为,故C错误;
D.1个分子中含有2个键,故晶体中含有键的数目为,故D正确;
答案选D。
12.C
【详解】A.同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,原子半径C小于Si,A正确;
B.SiC中的Si和C以共价键结合形成空间网状结构,B正确;
C.C-C、C-Si、Si-Si键长逐渐增大,键能逐渐减小,熔点:金刚石>碳化硅>硅,C错误;
D.碳化硅、晶体硅、金刚石中原子均以共价键结合,均属于共价晶体,D正确;
故选C。
13.A
【详解】A.的键角为,的键角为,的键角为,A项错误;
B.同周期主族元素从左至右,原子半径逐渐减小,因此键长:,B项正确;
C.同主族元素从上至下,原子半径逐渐增大,因此键长:,而键长越短,键能越大,因此键能:,C项正确;
D.结构相似的分子,共价键的键能越大,共价键越难断裂,分子通常越稳定,D项正确;
答案选A。
14.B
【详解】A.该晶胞中,Ti(黑球)的个数为1+12=4,N(白球)的个数为8+6=4,则Ti和N的个数比为1:1,该物质的化学式为TiN,A正确;
B.该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm,则Ti与Ti的最近距离是a pm,B错误;
C.如图所示,与Ti距离相等且最近的N有6个,则Ti的配位数为6,C正确;
D.与N距离相等且最近的N有12个,D正确;
故选B。
15. 不同 同种
【详解】构成分子的两个原子是不同种元素的原子时,由于两个原子吸引电子的能力不同,共用的电子必然偏向吸引电子能力大的原子一方,这个原子因附近电子出现的概率较大而带部分负电荷,而另一原子则带部分正电荷,这种共价键叫作极性共价键。
由于构成分子的是同种元素的两个原子,它们吸引电子的能力相同,所以共用的电子不偏向其中任何一个原子,电子在每个原子周围出现的概率都是相等的,参与成键的原子都不显电性,这种共价键叫作非极性共价键。
16.静电作用
【详解】阴、阳离子之间通过静电作用而形成的化学键叫离子键,此静电作用包含吸引力和排斥力。
17.(1) 10 2 2 12
(2) NH3 N Ag+
【详解】(1)根据结构式,可以分析出其化学键,①单键有O-H键,C-O键,C-H,C=O键中有一个单键,所以有10mol单键;②2mol双键;③π键为其中的双键,其中一个键为π键,所以一共有2molπ键; ④σ键为其中的双键中的一个键,单键均为 σ键,故有12mol σ键,故答案为:①10 ②2 ③2 ④12
(2)在[Ag(NH3)2]+中,银离子是中心配离子,NH3是配体,所以NH3的氮原子提供孤电子对;Ag+提供空轨道,故答案为:①
NH3②N③Ag+
18. 分子晶体 共价晶体 金属晶体 分子晶体 离子晶体 铜 胆矾 ④ ③ ②⑤ ① ①⑤ ②③ ④ ⑥
【详解】(1)复印机工作时会产生一种鱼腥味的气体,该气体只由氧元素组成,其化学式为O3,故答案为:O3;
(2)冰由水分子构成,为分子晶体;二氧化硅由Si和O通过共价键形成空间网状结构,为共价晶体;Cu为金属,属于金属晶体;固态氧由分子构成,属于分子晶体;胆矾即五水硫酸铜,属于盐,为离子晶体;在以上物质中,常温下能导电的是铜,胆矾为电解质,其水溶液能导电,故答案为:分子晶体;共价晶体;金属晶体;分子晶体;离子晶体;铜;胆矾;
(3)质子数相同,中子数不同的同种元素的不同种原子互为同位素,④与互为同位素;
同种元素组成的不同单质互为同素异形体,③与互为同素异形体;
分子式相同而结构式不同的化合物互为同分异构体,②与、⑤与互为同分异构体;
故答案为:④;③;②⑤;
(4)①一种核素转化成另一种核素,必须使其质子数或中子数发生变化,而化学变化中原子核不发生变化,①不能实现;
②一种离子变成另—种离子,如、等,能通过化学变化实现;
③一种分子变成另一种分子,如,能通过化学变化实现;
④一种单质变成另一种单质,如石墨→金刚石,能通过化学变化实现;
⑤混合物变成纯净物,如,能通过化学变化实现;
⑥有毒、有污染的物质转化成无毒、无污染的物质,如,能通过化学变化实现;
⑦共价化合物转化成离子化合物,如,能通过化学变化实现;
故答案为:①;
(5)在下列变化中:
①升华破坏分子间作用力,未破坏化学键;
②烧碱熔化破坏了钠离子和氢氧根离子之间的离子键;
③NaCl溶于水破坏了钠离子和氯离子之间的离子键;
④分解破坏了共价键;
⑤溶于水破坏了分子间作用力,未破坏化学键;
⑥与水反应破坏了离子键、共价键;
综上所述,未破坏化学键的是①⑤,仅离子键被破坏的是②③;仅共价键被破坏的是④;离子键和共价键同时被破坏的是⑥;
故答案为:①⑤;②③;④;⑥。
19.
【详解】在氨硼烷的2×2×2的超晶胞结构中,共有16个氨硼烷分子,晶胞的长、宽、高分别为2a pm、2b pm. 2c pm,若将其平均分为8份可以得到8个小长方体,则平均每个小长方体中占有2个氨硼烷分子,小长方体的长、宽、高分别为a pm、b pm、c pm ,则小长方体的质量为,小长方体的体积为abc×10-30 cm-3,因此,氨硼烷晶体的密度ρ= 。