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第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与共价晶体
第2课时 共价晶体
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·黑龙江·鸡西市英桥高级中学高二期中）下列物质属于共价晶体的是
A．SO B．SiO C．HNO D．葡萄糖
2 2 3
【答案】B
【详解】A． SO 属于分子晶体，故A不符合；
2
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。
2．（2021·浙江·海亮高级中学高二期中）下列说法中，正确的是
A．冰融化时，分子中H－O发生断裂
B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高
C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定
D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高
【答案】B
【详解】A．冰融化时，破坏了水分子间的分子间作用力和氢键，没有破坏分子中的氢氧键，故A错误；
B．共价晶体中，原子形成的共价键越强，原子间的作用力越强，晶体的熔点越高，故B正确；
C．分子晶体的稳定性与共价键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关，故C错误；
D．分子晶体的熔、沸点与分子间作用力的大小有关，与共价键的强弱无关，故D错误；
故选B。
3．（2022·天津东丽·高二期末）下列说法中错误的是
A．p能级的能量一定比s能级的能量高
B．相邻的阳离子和阴离子之间强烈的相互作用称为离子键
C．干冰晶体中存在共价键和分子间作用力
D．金刚石晶体中只存在共价键，不存在分子间作用力
【答案】A
【详解】A．同一能层时p能级比s能级的能量高，不同能层时如3s能级的能量大于2p能级的能量，故A
错误；
B．离子键为静电作用力，则相邻的阳离子和阴离子之间强烈的相互作用称为离子键，故B正确；
C．干冰晶体为分子晶体，C原子与O原子之间形成共价键，则干冰晶体中存在共价键和分子间作用力，
故C正确；D．金刚石晶体为共价晶体，构成微粒为原子，不存在分子间作用力，且C原子之间形成共价键，故D正
确；
故答案选A。
4．（2022·广东·新会陈经纶中学高二期中）下列有关晶体的说法中正确的是
A．共价晶体中共价键越强，熔点越高
B．冰融化时水分子中共价键发生断裂
C．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
D．氯化钠熔化时离子键未被破坏
【答案】A
【详解】A．共价晶体的熔沸点与共价键强弱有关，共价键越强，熔沸点越高，A正确；
B．冰融化时，水由固态变为液态，破坏氢键和分子间作用力，水分子中共价键没有断裂，B错误；
C．一般来说，分子晶体中分子间作用力越大，熔沸点越高，分子晶体的稳定性与共价键有关，与分子间
作用力无关，C错误；
D．氯化钠熔化解离为钠离子和氯离子，离子键被破坏，D错误；
答案选A。
5．（2022·黑龙江·七台河市第一中学高二期末）下列说法不正确的是
A．SiO、GeO 结构相似均为原子晶体，但SiO 熔点较高，其原因是Ge原子半径大于Si，Si-O键长小于
2 2 2
Ge-O键长，SiO 键能更大，熔点更高
2
B．只含原子的晶体一定是共价晶体
C．干冰为分子晶体采用密堆积方式，一个CO 为中心，其周围最多可以有12个紧邻的分子
2
D．根据对角线规则Li元素的某些性质与Mg元素的相似
【答案】B
【详解】A．SiO、GeO 结构相似均为原子晶体，但SiO 熔点较高，其原因是Ge原子半径大于Si，Si-O
2 2 2
键长小于Ge-O键长，SiO 键能更大，熔点更高，故A正确；
2
B．稀有气体是单原子分子，稀有气体中只含原子，属于分子晶体，只含原子的晶体不一定是共价晶体，
故B错误；
C．干冰为分子晶体，采用密堆积方式，一个CO 为中心，其周围最多可以有12个紧邻的二氧化碳分子，
2
故C正确；
D．根据对角线规则，Li元素的某些性质与Mg元素的相似，故D正确；
选B。
6．（2022·山东·菏泽一中高二阶段练习）根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是。
A．熔点为2700℃，导电性好，延展性强
B．无色晶体，熔点大于3500℃，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801℃，熔化时能导电
D．沸点为-78℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
【答案】B【详解】A.原子晶体的熔点高，但不能导电，因此熔点2700℃，导电性好，延展性强应该是金属晶体，选
项A错误；
B.无色晶体，熔点3500℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂，符合原子晶体的性质特点，选项B正确；
C.无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点800℃，熔化时能导电，符合离子晶体的性质，属于离子晶体，
选项C错误；
D.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，选项D
错误。
答案选B。
7．（2022·新疆·昌吉州行知学校高二期中）下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是
A．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF
B．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
C．金刚石为网状结构，碳原子与周围4个碳原子形成正四面体结构
D．在SiO 晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键
2
【答案】C
【详解】
A．氟化氢分子间存在氢键，沸点更高，A错误；
B．分子间作用力影响物质的物理性质，共价键越强，分子越稳定，B错误；
C．金刚石为网状结构，碳原子以共价键与周围4个碳原子相连形成正四面体结构，C正确；
D．在SiO 晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，D错误；
2
故选C。
8．（2022·四川·射洪中学高二阶段练习）下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是
选项 物质的结构或性质 解释
A 键角： 水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的多
B 稳定性： 分子间氢键强于 分子间作用力
C 熔点：碳化硅＞金刚石 的键能大于 的键能
D 稳定性：CHCH＞CH=CH CH=CH 中存在有不稳定的π键容易断裂
3 3 2 2 2 2
【答案】D
【详解】A． 随着孤电子对数增多，孤电子对与成键电子对的斥力增大，键角减小，故HO和NH 的键角
2 3
大小为HO＜NH ，故A错误；
2 3
B． 非金属氢化物的稳定性跟其对应的非金属的非金属性有关，非金属性越强，越稳定，所以HF和HCl
的稳定性大小为HF＞HCl，但解释错误，故B错误；
C． 原子半径越小，键长越短，键能越大，熔沸点越高，则 的键能小于 的键能，碳化硅和金刚
石的熔点大小为金刚石＞碳化硅，故C错误；D． CH=CH 中存在有不稳定的π键，容易断裂，故稳定性：CHCH＞CH=CH ，故D正确；
2 2 3 3 2 2
故选D。
9．（2022·福建省泉州实验中学高二期中）前后两种作用力，前者大的是
A．氨分子内与水分子内 B．碘分子间与氨分子间
C． 比分子间与 分子间 D．金刚石中原子间与石墨晶体中原子间
【答案】D
【详解】A．氨分子内氮氢键的键能小于水分子内氢氧键的键能，则分子内的共价键小于水分子，故A不
符合题意；
B．碘分子间只存在分子间作用力，氨分子间存在分子间作用力和氢键，则碘分子间的作用力小于氨分子，
故B不符合题意；
C．甲烷和硅烷是结构相似的分子晶体，硅烷的相对分子质量大于甲烷，分子间作用力大于甲烷，故C不
符合题意；
D．金刚石中原子间的共价键氢氧石墨晶体中原子间的共价键，所以金刚石的熔沸点、硬度都大于石墨，
故D正确；
故选D。
10．（2022·浙江·杭州市源清中学高二期中）下列说法正确的是
A．沸点： >
B．NH 比PH 稳定是因为NH 分子间存在氢键
3 3 3
C．SiO 属于共价晶体，熔化时破坏共价键和分子间作用力
2
D．NH NO 、NaOH中既有离子键，又有极性共价键， 其中NH NO 中还有配位键
4 3 4 3
【答案】D
【详解】A．邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，对羟基苯甲酸形成分子间氢键，对羟基苯甲酸分子间作用力
强于邻羟基苯甲酸，沸点高于邻羟基苯甲酸，故A错误；
B．氨分子比磷化氢稳定是因为氮元素的非金属性强于磷元素，与氢键无关，故B错误；
C．二氧化硅属于共价晶体，熔化时只需破坏共价键，故C错误；
D．硝酸铵和氢氧化钠都是既有离子键，又有极性共价键的离子化合物，但硝酸铵中还含有氮氢配位键，
故D正确；
故选D。
11．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）干冰本是分子晶体，但在40GPa的高压下，
用激光器加热到1800K时，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断正确的是
A．原子晶体干冰有很高的熔、沸点 B．原子晶体干冰易气化，可用作制冷剂
C．分子晶体干冰硬度大，可用于耐磨材料 D．每摩尔原子晶体干冰中含2molC－O键
【答案】A
【详解】A．原子晶体具有很高的熔、沸点，故原子晶体干冰有很高的熔、沸点，A正确；B．原子晶体干冰有很高的沸点，不易气化，不可用作制冷剂，B错误；
C．原子晶体硬度大，所以原子晶体干冰的硬度大，可用于耐磨材料，C错误；
D．原子晶体干冰中，1个C原子形成4个C-O键，故每摩尔原子晶体干冰中含4molC－O键，D错误；
故答案为A。
培优第二阶——拓展培优练
12．（2022·黑龙江·双鸭山一中高二期末）氮化碳结构如下图所示，其硬度超过金刚石晶体，成为首屈一
指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法正确的是
A．氮化碳属于分子晶体
B．氮化碳中碳显-4价，氮显＋3价
C．氮化碳的化学式为C N
3 4
D．每个碳原子与两个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连
【答案】C
【详解】A．氮化碳的硬度超过金刚石晶体，又C和N都属于非金属元素，则其是通过共价键形成原子晶
体，故A错误；
B．N元素的非金属性强于C，则N显-3价，C显+4介，故B错误；
C．由结构图可知，在一个晶胞内(虑线框)有四个N原子，有8个C原子，其中有四个位于四边形的顶点上，
有四个位于四边形的边上，根据均摊法，可知C原子数目为4× +4× =3，化学式为C N，故C正确；
3 4
D．由结构图可看出，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，故D错误；
答案选C。
13．（2022·重庆市育才中学高二期中）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，该晶
体是硬度仅次于金刚石的超硬材料，具有金刚石的许多优良特性，立方氮化硼晶体的晶胞结构如图。下列
说法错误的是
A．11B和10B互为同位素
B．N原子周围等距且最近的B原子数为4
C．该晶胞中含有4个B原子，4个N原子
D．立方氮化硼晶体属于共价晶体【答案】B
【详解】A．11B和10B的质子数相同、中子数不同，互为同位素，故
B．由晶胞结构可知，位于顶点的硼原子与位于体对角线上的氮原子的距离最近，所以N原子周围等距且
最近的硼原子数为8，故B错误；
C．由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硼原子的个数为8× +6× =4，位于体内的氮原子个数为4，故C
正确；
D．由立方氮化硼晶体是硬度仅次于金刚石的超硬材料，具有金刚石的许多优良特性可知，该晶体属于共
价晶体，故D正确；
故选B。
14．（2022·黑龙江·哈尔滨市第六中学校高二期中）下列关于物质性质或结构的比较错误的是
A．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．熔点：
C．沸点： D．热稳定性：HF>HCl>HBr
【答案】C
【详解】A．金刚石、碳化硅、晶体硅都是共价晶体；共价晶体中，原子半径越小，组成的共价键越短，
共价键越强，硬度越大，原子半径：C＜Si，共价键强度：C-C＞C-Si＞Si-Si，故硬度：金刚石＞碳化硅＞
晶体硅，A正确；
B．CI 、CBr 、CCl 、CF 都是分子晶体；分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，
4 4 4 4
故熔点：CI ＞CBr ＞CCl ＞CF，B正确；
4 4 4 4
C．HO、HS、HSe都是分子晶体；分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，但
2 2 2
HO分子间存在氢键，使得HO的沸点高于HSe，故沸点：HO＞HSe＞HS，C错误；
2 2 2 2 2 2
D．元素的非金属性越强，其简单氢化物的热稳定性越强；同一主族，从上到下，元素的非金属性依次减
弱，即非金属性：F＞Cl＞Br，故热稳定性：HF＞HCl＞HBr，D正确；
答案选C。
15．（2022·上海交大附中高二阶段练习）“天问一号”采用了我国自主研制的高性能碳化硅材料。碳化硅
也叫金刚砂，硬度大，具有耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性等性能，结构如图，下列叙述不正确的是
A．碳化硅中只含有极性键 B．碳化硅的熔点比金刚石低
C． 碳化硅中含 键 D．碳化硅为原子晶体
【答案】C【详解】A．由图可知，碳化硅中只含有碳硅极性键，故A正确；
B．碳化硅和金刚石都是原子晶体，碳化硅中碳硅键的键能小于金刚石中碳碳键、键长大于金刚石中碳碳
键，共价键弱于金刚石中碳碳键，所以碳化硅的熔点比金刚石低，故B正确；
C．由图可知，碳化硅中，1个碳原子与4故硅原子形成碳硅极性键，所以1mol碳化硅中含4mol碳硅键，
故C错误；
D．由碳化硅也叫金刚砂，硬度大，具有耐热性可知，碳化硅为熔沸点高、硬度大的原子晶体，故D正确；
故选C。
16．（2022·天津·耀华中学高二期末）下列有关晶体的叙述中正确的是
A．在 晶体中，最小的环是由6个硅原子组成的六元环
B．在124g白磷(P ))晶体中，含P-P共价键个数为4N
4 A
C．28g晶体硅中含有Si-Si的个数为4N
A
D．12g金刚石中含C原子与C-C个数之比为
【答案】D
【详解】A．在SiO 晶体中，最小的单元环是由6个硅原子和6个氧原子所组成的12元环，A不正确；
2
B．白磷分子中有6个共价键，124g白磷(P )的物质的量为1mol，因此，在124g白磷(P )晶体中，含P—P
4 4
共价键个数为6N ，B不正确；
A
C．硅晶体中，每个硅原子与周围4个硅原子形成4个共价键，每个共价键被2个硅原子共用，所以28g硅
晶体中含有2 N 个Si-Si键，C不正确；
A
D．12g金刚石的物质的量为1mol，其中每个碳原子形成共价键，两个碳原子之间只能形成一个共价键，
故其中含1molC原子和2mol C—C键，因此，C原子与C—C键之比为1:2，D正确；
故选D。
17．（2022·新疆·乌苏市第一中学高二期中）下面关于 晶体网状结构的叙述正确的是
A． 晶体中 键为
B．二氧化硅晶体的分子式是
C．晶体中 、O原子最外电子层都满足8电子结构
D．最小的环上，有3个 原子和3个O原子
【答案】C
【详解】A．每个Si原子形成四个共价键，则1 mol SiO 晶体中含4 mol Si-O键，故A错误；
2B．由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子周围连有四个氧原子，每个氧原子周围连有2个硅原子，则
Si、O原子个数比为1：2，不存在分子，故B错误；
C．在晶体中硅原子周围有4对共用电子对，氧原子有2对共用电子对，而氧原子最外层就是6个电子，这
样两种原子都满足8电子结 构，故C正确；
D．由二氧化硅晶体结构图可知，晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，故D错误。
故选：C。
18．共价晶体的通性
①熔点_______。共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就要克服共价键，需要很高
的能量。
②硬度_______。
③一般不导电，但晶体硅是半导体。
④难溶于一般溶剂。
【答案】 很高 很大
19．（2022·四川·成都市龙泉驿区教育科学研究院高二期中）常见晶体的结构分析
(1)金刚石晶体
①在晶体中每个碳原子以共价单键与相邻的_______个碳原子相结合，成为_______构型。
②晶体中C-C-C夹角为_______，碳原子采取了_______杂化。
③最小环上有_______个碳原子。
④晶体中碳原子个数与C-C键数之比为_______。
⑤在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中
实际含有的碳原子数为_______。
(2)二氧化硅晶体
①每个硅原子与相邻的四个氧原子以共价键相结合构成正四面体结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧
原子在正四面体的4个顶点。晶体中Si原子与O原子个数比为_______。
②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与_______个Si原子成键，1molSiO 晶体中含Si-O键数目为
2_______。
【答案】(1) 4 正四面体 109°28' sp3 6 1：2 8
(2) 1：2 2 4N
A
【解析】(1)
①在金刚石晶体中每个碳原子以共价单键与相邻的4个碳原子相结合，为sp3杂化，无孤对电子，成为正四
面体构型；
②在金刚石晶体里，每个碳原子以四个共价键对称的与相邻的4个碳原子结合，碳原子采取sp3杂化方式形
成共价键，所以碳原子与其周围的4个碳原子形成正四面体结构，所以夹角是 109°28′；
③金刚石是原子晶体，在原子晶体里，原子间以共价键相互结合，形成三维的空间网状结构，最小的环上
有6个C原子；
④最小的环是立体六元环，每个C原子周围有4条共价键，而每2个碳原子形成1个共价键，则金刚石晶
体中C原子数与C-C键数之比为1：2；
⑤碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”该晶胞中实际含有的碳原子数为
；
(2)
①晶体中每个Si原子连接4个O原子、每个O原子连接2个Si原子，所以石英晶体中Si原子与O原子的
原子个数比为1：2；
②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，每个Si原子和4个氧原子形成4个Si-
O键，1molSiO 晶体中含Si-O键数目为4N 。
2 A
20．（2022·甘肃·庆阳第六中学高二期末）如图为几种晶体或晶胞的结构示意图。
请回答下列问题：
(1)金刚石属于___________晶体，其中每个碳原子与___________个碳原子距离最近且相等；
(2)碘晶体属于___________晶体，每个碘晶胞中实际占有___________个碘分子。
(3)冰、金刚石、MgO、碘单质四种晶体的熔点由高到低的顺序为___________。(4)假设碘晶胞中立方体的边长为acm，阿伏加德罗常数的值为 ，则碘晶体的密度为___________ 。
【答案】(1) 共价晶体 4
(2) 分子晶体 4
(3)金刚石＞MgO＞碘单质＞冰
(4)
【详解】（1）金刚石晶体中原子间以共价键结合形成空间网状结构，则金刚石晶体属于共价晶体，其中
每个碳原子与4个碳原子距离最近且相等；
（2）碘晶体熔沸点低，属于分子晶体，每个碘晶胞中实际占有的碘分子个数是 ＝4；
（3）熔点的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，冰和碘属于分子晶体，熔点：碘＞冰，MgO属
于离子晶体，金刚石是共价晶体，则冰、金刚石、MgO、碘单质四种晶体的熔点由高到低的顺序为：金刚
石＞MgO＞碘单质＞冰；
（4）碘晶胞中实际占有的碘分子个数是 ＝4，碘晶胞中立方体的边长为acm，阿伏加德罗常数
的值为 ，则碘晶体的密度为 。
21．按要求填空：
(1)单晶硅的晶体类型为_______。
(2)晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______(填化学式)。
(3)已知3种共价晶体的熔点数据如下表：
金刚石 碳化硅 晶体硅
熔点/℃ 2600 1415
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是_______。
【答案】(1)共价晶体
(2)SiC
(3)原子半径 (或键长 )，键能
【解析】（1）
单晶硅是由原子构成的，且以共价键形成空间网状结构，为共价晶体；
（2）
C原子半径比Si原子小，所以 键键长比 键短， 键键能较大，则碳化硅熔点较高；
（3）
共价晶体中，原子半径越小，共价键键长越短，则共价键键能越大，共价晶体的熔点就越高，金刚石熔点
比晶体硅熔点高的原因是原子半径 (或键长 )，键能 。
