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第3章 晶体结构与性质
3.2.2 共价晶体
一．选择题（共11小题）
1．在 高压下，用激光器加热到 ，人们成功制得了类似 结构的共价晶体干冰，下列推断
错误的是（ ）
A．共价晶体干冰的熔沸点很高
B．共价晶体干冰易升华，可用作制冷材料
C．共价晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料
D． 共价晶体干冰中含 键
【答案】B
【解析】
A．题中已经指出制得的干冰是“共价晶体”，则共价晶体干冰熔沸点高，A正确；
B．共价晶体干冰熔沸点高，不易升华，B错误；
C．题中已经指出制得的干冰是“共价晶体”，则共价晶体干冰硬度大，C正确；
D．共价晶体干冰结构与 结构类似，则 共价晶体干冰中含 键，D正确。
答案选B。
2．碳化硅的晶体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。它与晶体硅和金刚石相比较，
正确的是
A．熔点从高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
B．熔点从高到低的顺序是：金刚石＞晶体硅＞碳化硅
C．三种晶体中的结构单元都是三角锥结构
D．三种晶体都是共价晶体且均为电的良导体
【答案】A
【解析】
试题分析：碳化硅的晶体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，这说明碳化硅形成的晶
体是共价晶体。则A．形成共价晶体的原子半径越小，共价键越强，其熔沸点越高。原子半径是C＞Si，则熔
点从高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，A正确；B．熔点从高到低的顺序是：金刚石＞碳化硅＞晶
体硅，B错误；C．三种晶体中的结构单元都是四面体结构，C错误；D．三种晶体都是共价晶体且均不是电的
良导体，D错误，答案选A。
3．如图分别表示冰晶体、干冰晶体、金刚石晶体的结构，下列关于这些晶体的说法正确的是A．冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作用力
B．沸点：金刚石 干冰 冰
C．冰晶体中的氧原子和金刚石中的碳原子均可形成四面体结构
D．干冰晶体中每个 周围距离相等且最近的 有10个
【答案】C
【解析】
冰晶体中还存在H-O共价键，故A错误；
B.金刚石是共价晶体，冰、干冰是分子晶体，所以金刚石的沸点最高，由于冰中存在氢键，故其沸点比干冰高，
故B错误；
C.根据冰晶体和金刚石晶体的结构可知，冰晶体中1个O原子与邻近的4个O原子可形成四面体结构，金刚石
中1个C原子与邻近的4个C原子可形成正四面体结构，故C正确；
D.每个 周围距离相等且最近的 有12个，故D错误。
故选：C。
4．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( )
①SiO 和SO ②金刚石和白磷 ③CO 和SO ④晶体硅和金刚石⑤晶体氖和晶体氮 ⑥硫黄和单质碘
2 3 2 2
A．①②③ B．④⑤⑥ C．③④⑥ D．①③⑤
【答案】C
【解析】
①二氧化硅为共价晶体，三氧化硫为分子晶体，故①不符合题意；
②金刚石为共价晶体，白磷为分子晶体，故②不符合题意；
③CO 和SO 均只含极性共价键，二者都属于分子晶体，故③符合题意；
2 2
④晶体硅和金刚石均只含非极性共价键，二者都属于共价晶体，故④符合题意；
⑤二者均为分子晶体，但晶体氖为单原子分子，不含化学键，晶体氮中含非极性共价键，故⑤不符合题意；
⑥硫磺和单质碘都是分子晶体，二者都只含非极性共价键，故⑥符合题意；
综上所述符合题意的有③④⑥，答案为C。
5．已知C N 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C N 晶体的说法
3 4 3 4
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，碳原子个数与碳氮单键之比为1：2
D．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构
【答案】C
【解析】
C N 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，则C N 晶体为共价晶体，碳最外层
3 4 3 4
有4个电子，氮最外层有5个电子，则每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子，以此来解答。
A．晶体具有比金刚石还大的硬度，则该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石更牢固，A正确；
B．因为C的最外层有4个电子，每个电子与另一个N形成C-N（一对共用电子对），因此一个碳原子连接4
个N原子，因为N的最外层有5个电子，每个电子与另一个C形成N-C（一对共用电子对），因此一个N原子
连接3个C原子，B正确；
C．根据以上分析可知该晶体中碳原子个数与碳氮单键之比为1：4，C错误；
D．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电子结构，D正确；
答案选C。
【
6．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法中错误的是（ ）
AlCl SiCl 晶体硼 金刚石 晶体硅
3 4
熔点/℃ 190 －60 2300 3550 1410
沸点/℃ 183 57 2550 4827 2355
A．SiCl 是分子晶体
4
B．晶体硼是共价晶体
C．AlCl 是分子晶体，加热能升华
3
D．金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱
【答案】D
【解析】
A. 由表中数据可知，SiCl 的熔沸点较低，属于分子晶体，故A 正确；
4
B. 晶体硼的熔沸点很高，所以晶体硼是共价晶体，故B正确；
C. 由表中数据可知AlCl 的沸点比熔点高，所以AlCl 加热能升华，故C正确；
3 3
D. C原子半径小于Si的原子半径，金刚石中的C—C键长比晶体硅中的Si—Si键长短，键能也大，C—C键比Si—Si键强，故D错误。
故答案选：D。
7．下列说法正确的是( )
A．在含4 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4N
A
B．金刚石晶体中，碳原子数与C—C键数之比为1∶2
C．30 g二氧化硅晶体中含有0.5N 个二氧化硅分子
A
D．晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体
【答案】B
【解析】
A.在含4 mol Si-O键的二氧化硅晶体中，含Si原子是1mol，由于O原子与2个Si原子形成Si-O共价键，所以
在含4 mol Si-O键的二氧化硅晶体中，含氧原子的数目为2N ，A错误；
A
B.在金刚石晶体中，碳原子与相邻的4个C原子形成4个C-C键，每个C-C键为形成共价键的2个C所共有，
所以C原子数与C-C键数之比为1∶2，B正确；
C.二氧化硅晶体属于共价晶体，无二氧化硅分子，C错误；
D.晶体硅是由相应原子直接构成的共价晶体，而晶体氖则属于分子晶体，构成微粒是分子，1个Ne原子就是1
个分子，D错误；
故选B。
8．二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示：
关于二氧化硅晶体的下列说法中，正确的是( )
A．1 mol SiO 晶体中Si—O键为2 mol
2
B．二氧化硅晶体的分子式是SiO
2
C．晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子结构
D．晶体中最小环上的原子数为8
【答案】C
【解析】
A、由二氧化硅晶体结构图可知，1个硅原子与周围4个氧原子形成了4个Si-O键，1molSiO 含有1mol硅原子，
2
故1molSiO 晶体中含有的Si-O键为4mol，故A错误；
2B、每个硅原子周围连有4个氧原子，每个氧原子周围连有2个硅原子，Si、O原子个数比为1:2，化学式为
SiO，SiO 不是分子式，因为共价晶体不存在分子，故B错误；
2 2
C、经过上面分析可知，在SiO 晶体中，硅原子与氧原子最外层都达到了8电子稳定结构，故C正确；
2
D、由结构图可以看出，晶体中最小环上的原子数为12，其中包括6个硅原子和6个氧原子，故D错误；
答案：C。
9．最近我国科学家预测并据此合成了新型碳材料：T-碳。可以看作金刚石结构中的一个 碳原子被四个碳原子
构成一个正四面体结构单元替代(如图所示，所有小球都代表碳原子)。下列说法正确的是( )
金刚石 T-碳
A．T-碳与石墨、金刚石互为同分异构体
B．T-碳晶体与金刚石晶体类似，属于共价晶体
C．T-碳晶体和金刚石晶体中含有的化学键不同
D．T-碳与金刚石中的碳原子采取的杂化方式不同
【答案】B
【解析】
A．根据题干信息和T-碳的晶胞分析可知，T-碳是由C元素组成的单质，与石墨、金刚石互为同素异形体，A
选项错误；
B．T-碳可以看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成一个正四面体结构单元替代，属于共价晶体，B
选项正确；
C．T-碳晶体和金刚石晶体中含有的化学键均是共价键，相同，C选项错误；
D．T-碳与金刚石中的碳原子采取的杂化方式均采取sp3杂化，杂化方式相同，D选项错误；
答案选B。
10．有关晶体的叙述中正确的是( )
A．在SiO 晶体中，最小的单元环是由6个硅原子组成的六元环
2
B．在124g白磷(P )晶体中，含P—P共价键个数为4N
4 A
C．金刚石的熔沸点高于晶体硅，是因为C—C键键能小于Si—Si键
D．12g金刚石中含C原子与C—C键之比为1:2
【答案】D
【解析】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共价键
4 4
个数为6N ，B不正确；
A
C. 金刚石和晶体硅均为共价晶体，金刚石的熔沸点高于晶体硅，是因为C—C键键能大于Si—Si键，C不正确；
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。
综上所述，有关晶体的叙述中正确的是D。
二、填空题（共1题）
11．二氧化硅晶体是立体的网状结构。其晶体模型如下图所示。请认真观察该晶体模型后回答以下问题：
二氧化硅的晶胞结构
(1)二氧化硅晶体中最小环为________元环。
(2)每个硅原子为________个最小环共有。
(3)每个最小环平均拥有________个硅原子、________个氧原子。
【答案】12 12 1/2 1
【解析】
如将金刚石晶体中的碳原子换成硅原子，则可得到晶体硅。与金刚石晶体相比，晶体硅中原子半径较大，Si—
Si键的键长较长。如在每个Si—Si键中插入一个氧原子，则可得到SiO 晶体，即图所示的晶体结构。
2
（1）利用金刚石结构所得结论，二氧化硅晶体中的最小环应为12元环（6个碳原子和6个硅原子交替成环）；
答案：12。
（2）每个硅原子为12个最小环共有；答案：12；
（3）每个最小环平均拥有6×1/12＝1/2个硅原子和6×1/6＝1个氧原子。答案：1/2 ；1。
