3.2 分子晶体与共价晶体巩固练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．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
2．下列说法中，错误的是
A．只含分子的晶体一定是分子晶体
B．碘晶体升华时破坏了共价键
C．几乎所有的酸都属于分子晶体
D．稀有气体中只含原子，但稀有气体的晶体属于分子晶体
3．单质碘的熔、沸点较低，其原因是
A．碘的非金属性较弱 B．碘分子中键能较小
C．固态碘单质中碘分子间以范德华力结合 D．I-I 共价键的键长较长
4．某物质可溶于水、乙醇，熔点为209.5℃，其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A．该物质为原子晶体
B．该物质分子中σ键和π键的个数比为3∶1
C．该物质分子中含有极性共价键和非极性共价键
D．该物质分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构
5．下列物质属于共价晶体的是
A．SO2 B．SiO2 C．HNO3 D．葡萄糖
6．下列有关分子晶体的叙述正确的是
A．分子内均存在共价键
B．分子晶体的熔点较高
C．分子晶体中一定存在氢键
D．分子晶体熔化时一定破坏了范德华力
7．下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，下列叙述正确的是
共价晶体 金刚石 氮化硼 碳化硅 石英 硅 锗
熔点/℃ 3900 3000 2700 1710 1410 1211
莫氏硬度 10 9.5 9.5 7 6.5 6
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的键能越大，晶体的熔点越高
③构成共价晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大
④构成共价晶体的原子半径越大，共价键的键能越大A．①② B．③④ C．②③ D．②④
8．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
9．干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较正确的是
A．晶体的熔点：干冰>冰
B．晶体中的空间利用率；干冰>冰
C．晶体中分子间相互作用力相同
D．晶体中键的极性和分子的极性相同
10．天然晶体称为水晶，是古代重要宝石品种。有关的说法错误的是
A．属于原子晶体 B．属于非电解质 C．属于酸性氧化物 D．含有键
11．现在已能在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体，下列关于CO2原子晶体的说法中正确的是
A．CO2的原子晶体中存在范德华力，每1 mol CO2原子晶体中含有2NAπ键
B．在一定条件下，CO2原子晶体转化为CO2分子晶体是物理变化
C．熔点：金刚石>原子晶体CO2
D．在CO2的原子晶体中，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
12．有关原子晶体的叙述，错误的是
A．原子晶体中，原子不遵循紧密堆积原则 B．原子晶体中不存在独立的分子
C．原子晶体的熔点和硬度较高 D．原子晶体熔化时不破坏化学键
13．下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是
①HCl②HBr③HI④HF
A．①②③④ B．①④③②
C．①④②③ D．④③②①
14．下列物质中，由极性分子结合而成的分子晶体是
A．SiO2 B．CaCl2 C．HCl D．CO2
15．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，它们均位于不同的奇数族。X与Y位于不同周期，且X、Y、W族序数之和等于Z的质子数，X与W的最高化合价之和为8，Z元素是金属元素且位于元素周期表中“分界线”旁。下列说法错误的是
A．简单离子半径：
B．X、Y、W三种元素可形成水溶液显酸性的化合物
C．常见单质沸点：
D．最高价氧化物对应的水化物的酸性：
16．有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期， Z、M同主族； X+与M2-具有相同的电子层结构；离子半径：Z2-＞W-；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是
A．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
B．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低
C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体
D．X、M两种元素只能形成X2M型化合物
17．分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯，如图所示，在分子中每个碳原子均与周围相邻的其他3个碳原子相连，60个碳原子组成若干个正六边形和正五边形，碳均为价。则下列有关说法中不正确的是
A．的熔点比石墨的熔点低
B．分子中碳原子的杂化方式与甲烷中碳原子的不完全相同
C．分子中只含键、不含键
D．影响足球烯的熔、沸点的是分子间作用力
18．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。晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm，下列说法正确的是
A．基态砷原子价电子排布图为
B．属于分子晶体
C．的配位数为8
D．该晶体密度为
二、填空题
19．分类：_______、_______、_______
20．(1)如图为干冰的晶胞结构示意图。
通过观察分析，每个CO2分子周围紧邻且等距离的CO2分子有__个，有__种取向不同的CO2分子。
(2)在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是__，还有__，由于该主要作用力与共价键一样具有__性，故1个水分子周围只有__个紧邻的水分子，这些水分子位于__的顶角。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率__(填“较高”或“较低”)，故冰的密度比液态水的密度要__(填“大”或“小”)。
21．C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)。
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为________。
A．同分异构体 B．同素异形体
C．同系物 D．同位素
(2)固态时，C60属于________晶体(填“离子”、“原子”或“分子”)，C60分子中含有双键的数目是________个。
(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是________NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子，二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是________个。
(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________个。
参考答案：
1．C
【详解】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错误；
B．HCl中含有的是极性共价键，B错误；
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正确；
D．NH4Cl为离子化合物，形成离子晶体，D错误；
故选C。
2．B
【详解】A．分子晶体是分子通过相邻分子间的作用力形成的，只含分子的晶体一定是分子晶体，故A正确；
B．碘晶体属于分子晶体，升华时破坏了分子间作用力，故B错误；
C．几乎所有的酸都是由分子构成的，故几乎所有的酸都属于分子晶体，故C正确；
D．稀有气体是由原子直接构成的，只含原子，故稀有气体的晶体属于分子晶体，故D正确。
故选B。
3．C
【详解】碘单质是分子晶体，碘分子间以范德华力结合，影响分子晶体熔沸点的是范德华力，范德华力较弱，故单质碘的熔、沸点较低，C符合题意；
答案选C。
4．B
【详解】A．该物质属于分子晶体，A项错误；
B．共价单键为σ键，共价双键中一个σ键和一个是π键，共价三键中一个σ键和两个是π键，所以该物质分子中σ键和π键的个数比为9∶3，B项正确；
C．一般，同种非金属元素形成非极性共价键，不同种元素形成极性共价键。物质分子中含有极性共价键，C项错误；
D．氢原子没有达到8电子稳定结构，只需要2电子稳定结构，D项错误；
5．B
【详解】A． SO2属于分子晶体，故A不符合；
B． 二氧化硅是原子构成的，通过共价键形成空间网状结构，属于共价晶体，故B符合；
C． 硝酸分子为平面共价分子，属于分子晶体，故C不符合；
D． 葡萄糖是共价化合物，是通过分子间作用力形成的分子晶体，故D不符合；
答案选B。
6．D
【详解】A．稀有气体分子内无化学键，A项错误；
B．分子晶体有低熔点的特性，B项错误；
C．分子晶体中不一定存在氢键，如晶体，C项错误；
D．分子晶体中分子间一定存在范德华力，可能存在氢键，所以分子晶体熔化时一定破坏了范德华力，D项正确。
故选：D。
7．C
【详解】①共价晶体的熔点与共价键键能大小有关，跟原子种类多少无关，①错误；②共价晶体的熔点与共价键键能大小有关，键能大小与原子半径关系是半径越小，键能越大，表中原子半径C
答案选C。
8．C
【详解】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——分子间作用力，它相对于化学键来说是极其微弱的，C项符合题意。
9．B
【详解】A、冰在0℃时是固体，而干冰则变为气体，A项错误；
B、冰的结构中，由于分子间存在氢键及氢键具有方向性，故晶胞中存在空隙，利用率降低，B项正确；
C、冰中的分子间既有氢键又有范德华力，而干冰中的分子间只有范德华力，C项错误；
D、和中均存在极性键，由于分子空间结构不同，是非极性分子，是极性分子，D项错误;
答案选Ｂ。
10．D
【详解】A．SiO2属于原子晶体，A正确；
B．SiO2难溶于水，在熔融状态下也不能导电，属于非电解质，B正确；
C．SiO2属于酸性氧化物，能和强碱反应生成硅酸盐和水，C正确；
D．SiO2晶体中只含有Si-O键，不含Si=O键，D错误；
故选D。
11．D
【详解】A．原子晶体中不存在分子间作用力，只存在共价键，CO2晶体转化为原子晶体后不存在π键，只存在σ键，A错误；
B．两者的晶体类型不同，CO2原子晶体转化为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；
C．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，所以熔点应该是原子晶体CO2＞金刚石，C错误；
D．由题意知CO2原子晶体与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。
故答案选D。
12．D
【详解】A．原子晶体中原子之间通过共价键相连，而共价键具有方向性和饱和性，所以原子晶体中，原子不遵循紧密堆积原理，故A正确；
B．原子晶体是相邻原子之间通过共价键结合而形成的空间网状结构的晶体，不存在独立的分子，故B正确；
C．原子晶体是由原子以共价键相结合而形成的，键能较大，则原子晶体的熔点和硬度较高，故C正确；
D．原子晶体是原子间通过共价键结合而形成的，熔化时需要破坏共价键，故D错误；
故答案选：D。
13．D
【详解】分子晶体的熔沸点主要由相对分子质量决定，一般情况下，相对分子质量越大，该晶体的熔沸点越高。但HF中含有分子间氢键，导致其熔沸点高。故分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是④③②①。
故本题选D。
14．C
【详解】SiO2形成的是原子晶体（共价晶体），CaCl2形成的是离子晶体，HCl与CO2形成分子晶体，其中CO2是非极性分子，HCl是极性分子；
故本题选C。
15．C
【分析】主族元素的最高化合价等于主族元素的族序数，由Z元素是金属元素且位于元素周期表中“分界线”旁可知，Z为铝元素；再结合X、Y、W的族序数之和等于Z的质子数与X、W的最高化合价之和为8可知，Y为氮元素；由于X、Y位于不同周期且X的原子序数小于Y，故X为氢元素、W为氯元素，综合分析X为氢，Y为氮，Z为铝，W为氯，以此解题。
【详解】A．核外有3个电子层，半径最大，、核外均有2个电子层，原子序数越大，离子半径越小，核外无电子，半径最小，A正确；
B．X、Y、W形成的化合物中，水解溶液显酸性，B正确；
C．氯气的相对分子质量较大，分子间作用力较强，沸点较高，故沸点，C错误；
D．是最强的无机酸，是强酸，是两性化合物，D正确；
故选C。
16．A
【详解】有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料，Y为Si元素；X、Y、Z、W同周期， Z、M同主族； X+与M2-具有相同的电子层结构，离子半径：Z2-＞W-，则X是Na，Z是S，W是Cl，M是O；
A.O3、Cl2都可作为水处理中的消毒剂，故A正确；
B.W、Z、M的氢化物依次为HCl、H2S、HCl，由于水分子间存在氢键，故三者中水的沸点最高，B错误；
C.Y、Z、W的单质依次为硅、硫、Cl2，硅单质是原子晶体，硫单质、氯气是分子晶体，故C错误；
D.X、M能形成Na2O、Na2O2两种常见化合物，故D错误；
答案选A。
17．C
【详解】A．C60为分子晶体，三态变化破坏较弱的范德华力，熔点低；而石墨是混合型晶体，三态变化破坏共价键和分子间作用力，故其熔点高，则C60的熔点比石墨的熔点低，A项正确；
B．C60分子中碳原子的杂化方式为sp2和sp3，甲烷分子中只含有单键碳原子，碳原子的杂化方式为sp3，两者杂化方式不完全相同，B项正确；
C．由C60的结构可知，分子中既含σ键、又含π键，C项错误；
D．C60为分子晶体，影响足球烯的熔、沸点的是分子间作用力，D项正确；
故选C。
18．D
【详解】A．砷元素的原子序数为33，价电子排布式为4s24p3，价电子排布图为，故A错误；
B．由砷化镓耐高温的特点可知，砷化镓是熔沸点高的共价晶体，故B错误；
C．由晶胞结构可知，与砷原子距离最近的镓原子的个数为4，所以砷原子的的配位数为4，故C错误；
D．由晶胞结构可知，位于体内的砷原子的个数为4，位于顶点和面心的镓原子个数为8×+6×=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=10—30a3d，解得d=，故D正确；
故选D。
19． 某些单质：如硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)和锡(Sn)等 某些非金属化合物：如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)等 极少数金属氧化物，如刚玉(α-Al2O3)
【解析】略
20． 12 4 氢键 范德华力 方向 4 四面体 较低 小
【详解】(1)观察并分析干冰的晶胞结构可知，每个CO2分子周围紧邻且等距离的CO2分子有12个；在干冰晶胞中，位于顶角的分子为一种取向，位于三对平行面的分于分别为三种不同取向，所以有4种取向不同的CO2分子。
(2)在冰晶体中，水分子间的主要作用力是氢键，氢键具有方向性，还有范德华力，1个水分子周围只有4个紧邻的水分子，水分子位于四面体的顶角，使冰晶体中水分子的空间利用率较低，分子的间距较大，结构中有许多空隙，造成冰的密度小于液态水的密度。
21． B 分子 30 2 6 2
【分析】（1）同种元素的不同单质互称同素异形体；
（2）根据晶体构成微粒判断晶体类型；分子中每一碳上有一个双键，一个碳碳双键两个碳原子共用，均摊法计算；
（3）一个硅原子形成4个硅硅单键，每个键2个硅原子共用；
金刚石最小的环为六元环，二氧化硅结构跟金刚石结构相似，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，6个O原子；
（4）利用均摊法计算。
【详解】(1)同种元素的不同单质互称同素异形体，C60、金刚石和石墨三者的关系互为同素异形体，故选B。
(2)固态时，C60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；
分子中每一碳上有一个双键，一个碳碳双键两个碳原子共用，C60分子中含有双键的数目是=30个。
(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，一个硅原子形成4个硅硅单键，每个键2个硅原子共用，1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是=2NA个。
金刚石最小的环为六元环，二氧化硅结构跟金刚石结构相似，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子，则Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6；
(4)石墨层状结构中，每个碳原子被三个正六边形共用，平均每个正六边形占有的碳原子数是6×=2个。
【点睛】本题考查了物质结构、基本概念，解题关键：利用均摊法进行有关计算，难点（3）根据金刚石最小的环为六元环判断二氧化硅的空间网状结构中，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，每2个Si原子之间有1个O原子判断O原子的数目。
