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专题 15 晶体结构与性质
第 43 练 分子晶体与共价晶体
1．下列晶体中由原子直接构成的分子晶体是( )
A．氯化钠 B．氦气 C．金刚石 D．金属
【答案】B
【解析】A项，氯化钠是由Na＋和Cl－通过离子键结合形成的离子晶体；B项，氦气是由氦气原子(分
子)通过分子间作用力结合形成的分子晶体；C项，金刚石是由碳原子通过共价键结合形成的原子晶体；D
项，金属是由金属阳离子和自由电子通过金属键结合形成的金属晶体。
2．下列化合物固态时属于分子晶体的是( )
A．HCl B．SiO C．Hg D．NH Cl
2 4
【答案】A
【解析】HCl是通过分子间作用力形成的分子晶体，A正确；SiO 是由共价键形成的共价晶体，B错
2
误；Hg是金属晶体，C错误；NH Cl是由铵根离子和氯离子形成的离子晶体，D错误。
4
3．当SO 晶体熔化时，下述各项中发生变化的是( )
3
A．化学键 B．硫与氧的原子个数之比 C．分子构型 D．分子间作用力
【答案】D
【解析】SO 晶体是分子晶体，熔化时分子间作用力发生变化。
3
4．下列物质中，属于共价晶体的化合物是( )
A．水晶 B．晶体硅 C．金刚石 D．干冰
【答案】A
【解析】晶体硅、金刚石属于单质，干冰属于分子晶体。
5．共价晶体一定具有的性质是( )
A．熔点高 B．易导热 C．能导电 D．良好的延展性
【答案】A
【解析】高硬度、高熔点是共价晶体的特性，共价晶体不能导电、导热，延展性差，故选A。
6．在常温常压下呈气态的化合物，降温使其固化得到的晶体属于( )
A．分子晶体 B．共价晶体
C．离子晶体 D．何种晶体无法判断
【答案】A
【解析】该化合物在常温常压下呈气态，即熔、沸点很低，故固化得到分子晶体。7．干冰熔点很低是由于( )
A．CO 是非极性分子 B．C==O键的键能很小
2
C．CO 化学性质不活泼 D．CO 分子间的作用力较弱
2 2
【答案】D
【解析】干冰熔化时破坏的是分子间作用力。
8．下列关于分子晶体的说法不正确的是( )
A．分子晶体中含有分子 B．固态或熔融态时均能导电
C．分子间以分子间作用力相结合 D．熔、沸点一般比较低
【答案】B
【解析】A项，分子晶体是由分子构成的，A项正确；B项，固态或熔融态时，分子晶体既不电离也
没有自由移动的电子，均不能导电，B项错误；C项，分子间以分子间作用力相结合，C项正确；D项，
分子晶体的熔、沸点一般比较低，D项正确。故选B。
9．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．非金属氧化物呈固态时，一定属于分子晶体
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
【答案】D
【解析】A项，稀有气体分子内无化学键，A项错误；B项，非金属氧化物中的SiO 为原子晶体，B
2
项错误；C项，分子晶体中不一定存在氢键，如CO 晶体，C项错误；D项，分子晶体中分子间一定存在
2
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。
10．分子晶体具有某些特征的本质原因是( )
A．组成晶体的基本微粒是分子
B．熔融时不导电
C．基本构成微粒间以分子间作用力相结合
D．熔点一般比较低
【答案】C
【解析】分子晶体相对于其他晶体来说，熔、沸点较低，硬度较小，本质原因是其基本构成微粒间的
相互作用——范德华力及氢键相对于化学键来说比较弱。故选C。
11．下列说法正确的是( )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，分子的熔、沸点越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定
【答案】B
【解析】冰融化时，破坏的是氢键和范德华力，水分子中的共价键不被破坏，分子晶体的熔、沸点高
低与分子间作用力的大小有关，与化学键的强弱无关，而分子的稳定性与化学键的强弱有关，与分子间作
用力的大小无关。故选B。
12．下列各组物质，均属于化合物且均形成分子晶体的是( )
A．PH 、H、C H B．PCl 、CO、HNO
3 2 10 8 3 2 3
C．SO 、SiO、PO D．CCl 、NaCl、HO
2 2 2 5 4 2
【答案】B
【解析】H 为单质，SiO 晶体由硅原子、氧原子构成，不存在SiO 分子，NaCl晶体由Na＋和Cl－构
2 2 2
成，也不存在NaCl分子。故选B。
13．下列有关分子晶体熔点的高低叙述中，正确的是( )
A．Cl＞I B．SiCl ＞CCl
2 2 4 4
C．PH ＞NH D．C(CH)＞CHCHCHCHCH
3 3 3 4 3 2 2 2 3
【答案】B
【解析】NH 分子间存在氢键，分子间作用力大，PH 分子间不存在氢键，分子间作用力弱，NH 的
3 3 3
熔点高于PH ，C项不正确；A、B选项中均无氢键，且固态时都为分子晶体，物质组成结构相似，相对分
3
子质量大的熔点高，故A项不正确，B项正确；相对分子质量相同的烷烃的同分异构体，支链越多，熔点
越低，故D项不正确。故选B。
14．下列有关共价晶体的叙述，错误的是( )
A．共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则 B．共价晶体中不存在独立的分子
C．共价晶体的熔点和硬度较高 D．共价晶体熔化时不破坏化学键
【答案】D
【解析】共价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，所以共价晶体中，原
子不遵循紧密堆积原则。共价晶体在熔化时破坏共价键。
1．某分子晶体晶胞结构模型如图，下列说法正确的是( )
A．该晶胞模型为分子密堆积 B．该晶胞中分子的配位数为8C．分子晶体的晶胞均可用此模型表示 D．该晶体熔沸点高、硬度大
【答案】A
【解析】A项，该分子晶体为二氧化碳晶体，以一个分子为中心，周围可以有12个紧密的分子的特征
称为分子密堆积，故A项正确；B项，二氧化碳晶体配位数为12，故B项错误；C项，分子晶体晶胞类型
很多，还有简单立方堆积等，故C项错误；D项，分子晶体的沸点低、硬度小，故D项错误；故选A。
2．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H。下列有关说法正确的是( )
A．冰晶体中每个水分子与另外4个紧邻的水分子形成四面体
B．冰晶体具有三维骨架结构，是共价晶体
C．水分子间通过H—O形成冰晶体
D．冰融化后，水分子之间空隙增大
【答案】A
【解析】A项，HO分子是沿O的4个sp3杂化轨道形成氢键的，冰晶体中每个水分子与另外4个紧邻
2
的水分子形成四面体，故A项正确；B项，冰晶体中的水分子是靠氢键结合在一起的，氢键不是化学键，
故B项错误；C项，水分子间通过氢键形成冰晶体，故C项错误；D项，因为冰晶体中形成的氢键具有方
向性和饱和性，故水分子靠氢键连接后，分子间空隙变大，导致冰融化成水后，水分子之间空隙减小，故
D项错误。故选A。
3．甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子
B．晶体中1个CH 分子周围有12个紧邻的CH 分子
4 4
C．甲烷晶体熔化时需克服共价键D．1个CH 晶胞中含有8个CH 分子
4 4
【答案】B
【解析】A项，题图所示的甲烷晶胞中的球代表的是1个甲烷分子，并不是1个C原子，A项错误；B
项，由甲烷的晶胞结构图分析可知，与位于晶胞顶点的甲烷分子距离最近且相等的甲烷分子有3个，而这
3个甲烷分子在晶胞的面心上，因此被2个晶胞所共用，顶点上的甲烷分子为8个晶胞共用，故晶体中与1
个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为 ，B项正确；C项，甲烷晶体是分子晶体，熔化时需克服
范德华力，C项错误；D项，甲烷晶胞属于面心立方晶胞，该晶胞中甲烷分子的数目为 ，
D项错误；故选B。
4．我国的激光技术在世界上处于领先地位，科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，与
此同时再用射频电火花喷射氮气，碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜。所得化合物可能比金刚石更坚硬，
其原因可能是( )
A．碳、氮原子构成平面结构的晶体
B．碳氮键长比金刚石中的碳碳键长更短
C．氮原子电子数比碳原子电子数多
D．碳、氮的单质的化学性质均不活泼
【答案】B
【解析】由“这种化合物可能比金刚石更坚硬”可知该晶体应该是一种原子晶体，原子晶体是一种空
间网状结构而不是平面结构，A选项错误。氮原子的半径比碳原子的半径小，两者所形成的共价键的键长
要比碳碳键的键长短，所以该晶体的熔、沸点和硬度应该比金刚石更高，B项正确。原子的电子数和单质
的活泼性一般不会影响到所形成的晶体的硬度等，所以C、D项错误。故选B。
5．下列有关共价晶体的叙述不正确的是( )
A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体
B．含1molC的金刚石中C-C键数目是2N ，1 mol SiO 晶体中Si-O键数目是4 N
A 2 A
C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂
D．SiO 晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子，SiO 不是它的分子式
2 2
【答案】C
【解析】A项，金刚石是1个中心C原子连接4个C原子，二氧化硅是1个中心Si原子连接4个O原
子，均为正四面体，A项正确；B项，金刚石中，1个C原子与另外4个C原子形成4个C-C键，这个C原子对每个单键的贡献只有 ，所以1 molC原子形成的C-C键为 ，而SiO 晶体中1个
2
Si原子分别与4个O原子形成4个Si-O键，则1 mol SiO 晶体中Si-O键为4 mol，B项正确；C项，干冰
2
熔化时只破坏分子间作用力，共价键不会断裂，C项错误；D项，共价晶体的构成微粒是原子不是分子，
D项正确。故选C。
6．下列关于SiO 和金刚石的叙述正确的是( )
2
A．SiO 的晶体结构中，每个 原子与2个O原子直接相连
2
B．通常状况下，60g SiO 晶体中含有的分子数为N (N 表示阿伏加德罗常数的值)
2 A A
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．1mol金刚石中含有4N 个C-C键(N 表示阿伏加德罗常数的值)
A A
【答案】C
【解析】A项，二氧化硅的晶体结构为 ，每个Si原子形成4个共价键，所以每个Si原子
与4个O原子直接相连，A项错误；B项，二氧化硅是由Si原子和O原子构成的共价晶体，所以二氧化硅
晶体中不含分子，B项错误；C项，金刚石的结构为 ，则由共价键形成的最小环上有6个碳原
子，C 项正确；D项，金刚石中每个C原子形成4个C-C键，而每个C-C键连有2个C原子，所以1mol
金刚石中含有2N 个C-C键，D项错误；故选C。
A
7．现在已能在高压下将CO 转化为具有类似SiO 结构的原子晶体，下列关于CO 原子晶体的说法中
2 2 2
正确的是( )
A．CO 的原子晶体中存在范德华力，每1 mol CO 原子晶体中含有2N π键
2 2 A
B．在一定条件下，CO 原子晶体转化为CO 分子晶体是物理变化
2 2
C．熔点：金刚石>原子晶体CO
2
D．在CO 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
2
【答案】D
【解析】A项，原子晶体中不存在分子间作用力，只存在共价键，CO 晶体转化为原子晶体后不存在π
2键，只存在σ键，A项错误；B项，两者的晶体类型不同，CO 原子晶体转化为CO 分子晶体时存在化学
2 2
键的断裂和生成，属于化学变化，B项错误；C项，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
CO＞金刚石，C项错误；D项，由题意知CO 原子晶体与SiO 结构相似，每个C周围结合4个O，每个O
2 2 2
周围结合2个C，D项正确。故选D。
8．下列说法中正确的是( )
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．共价晶体中，共价键越强，共价晶体的熔点越高
C．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
D．稀有气体形成的晶体属于共价晶体
【答案】B
【解析】冰属于分子晶体，冰晶体中存在分子间作用力，所以冰融化时克服分子间作用力，共价键不
变，A错误；共价晶体中共价键的强弱决定其熔点的高低，所以共价晶体中共价键越强，共价晶体的熔点
越高，B正确；分子晶体的熔点和沸点与分子间作用力有关，与分子内的共价键的键能强弱无太大关系，
C错误；稀有气体分子是单原子分子，形成的晶体为分子晶体，D错误。
9．下列分子晶体，关于熔点、沸点高低的叙述中，正确的是( )
A．Cl>I B．SiCl PH D．C(CH)>CH CHCHCHCH
2 2 4 4 3 3 3 4 3 2 2 2 3
【答案】C
【解析】A、B项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔点、沸点高；C选项
属于分子结构相似的情况，但存在氢键的熔点、沸点高；D项属于相对分子质量相同，但分子结构不同的
情况，支链多的熔点、沸点低。
10．根据下表中的有关数据分析，下列说法错误的是( )
AlCl SiCl 晶体硼 金刚石 晶体硅
3 4
熔点/℃ 194 -70 2180 ＞3500 1410
沸点/℃ 181 57 3650 4827 2355
A．SiCl 、AlCl 是分子晶体
4 3
B．晶体硼是共价晶体
C．晶体硅是共价晶体
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项，根据表格数据可知SiCl 、AlCl 的熔沸点低，说明在晶体中构成微粒间的作用力十分
4 3
微弱，由于分子间作用力比化学键弱得多，因此SiCl 、AlCl 都是分子晶体，A项正确；B项，根据表格数
4 3据可知晶体硼熔沸点高，说明构成微粒的作用力很强，该物质属于共价晶体，B项正确；C项，根据表格
数据可知晶体硅熔沸点高，说明构成微粒的作用力很强，该物质属于共价晶体，C项正确；D项，金刚石、
晶体硅的熔沸点高，由于原子半径：C＜Si，键长：C-C＜Si-Si。键长越长，原子之间的共价键结合力就越
弱，就越不牢固，越容易断裂，该化学键的键能就越小，故金刚石中的C-C键比晶体硅中的Si-Si键强，D
项错误；故选D。
1．德、俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到一种低熔点物质——高聚氮，这种高
聚氮的氮氮键比N 分子中的氮氮三键要弱得多。下列有关高聚氮的说法不正确的是( )
2
A．高聚氮晶体属于分子晶体 B．高聚氮是一种单质
C．高聚氮的沸点高于氮气 D．高聚氮转变成氮气是氧化还原反应
【答案】D
【解析】由题中信息，N—N键要比N≡N键弱得多，且高聚氮的熔点较低，说明高聚氮是分子晶体，
A项正确；高聚氮只含氮元素，属于单质，转变为N 的过程中化合价不变，故不属于氧化还原反应，B项
2
正确、D项错误；高聚氮是氮气发生聚合得到的，相对分子质量高于氮气，因而沸点高于氮气，C项正确。
故选D。
2．下列有关冰和干冰的叙述不正确的是( )
A．干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体
B．冰晶体中每个水分子周围只有4个紧邻的水分子
C．干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华
D．干冰中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻的分子
【答案】A
【解析】干冰晶体中CO 分子间作用力只是范德华力，分子采取密堆积，一个分子周围有12个紧邻
2
的分子；冰晶体中水分子间除了范德华力之外还存在氢键，由于氢键具有方向性和饱和性，故每个水分子
周围只有4个紧邻的水分子，采取非密堆积的方式，空间利用率小，因而密度小。干冰熔化只需克服范德
华力，冰融化需要克服范德华力和氢键，由于氢键作用力比范德华力大，所以干冰比冰的熔点低得多，而
且常压下易升华。
3．在20世纪90年代末期，科学家发现并证明碳有新的单质形态C 存在。后来人们又相继得到了
60
C 、C 、C 、C 等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰
70 76 90 94
富了碳元素单质的家族。下列有关说法错误的是( )A．熔点比较：C ＜C ＜C
60 70 90
B．C 、C 、管状碳和洋葱状碳之间的转化属于化学变化
60 70
C．C 晶体结构如图所示，每个C 分子周围与它最近且等距离的C 分子有12个
60 60 60
D．C 、C 、管状碳和洋葱状碳都不能与O 发生反应
60 70 2
【答案】D
【解析】C 、C 、C 都属于分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，A项正确；C 、C 、管状
60 70 90 60 70
碳和洋葱状碳属于不同物质，它们之间的转化属于化学变化，B项正确；在每个C 分子周围与它最近且等
60
距离的C 分子与之相距a(其中a为立方体棱长)，就是每个面心上的C 分子，在X、Y、Z三个方向各有
60 60
4个，所以为12个，C项正确；C 、C 、管状碳和洋葱状碳属于碳单质，在点燃条件下都能在O 中燃烧，
60 70 2
D项错误。故选D。
4．某分子晶体晶胞结构模型如图，下列说法正确的是( )
A．该晶胞模型为分子密堆积 B．该晶胞中分子的配位数为8
C．分子晶体的晶胞均可用此模型表示 D．该晶体熔沸点高、硬度大
【答案】A
【解析】A项，该分子晶体为二氧化碳晶体，以一个分子为中心，周围可以有12个紧密的分子的特征
称为分子密堆积，故A项正确；B项，二氧化碳晶体配位数为12，故B项错误；C项，分子晶体晶胞类型
很多，还有简单立方堆积等，故C项错误；D项，分子晶体的沸点低、硬度小，故D项错误；故选A。
5．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，其晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的
是( )
A．冰晶胞内水分子间以共价键结合B．每个冰晶胞平均含有4个水分子
C．水分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是 键的一种
D．冰变成水，氢键部分被破坏
【答案】D
【解析】A项，冰晶胞内水分子间以氢键结合，氢键不是化学键，故A项错误；B项，由冰晶胞的结
构可知，根据均摊法计算，每个冰晶胞平均含有4+8× +6× =8个水分子，故B项错误；C项，水分子
间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不是化学键，故C项错误；D项，冰熔化为液态水时只是破坏了一
部分氢键，液态水中仍在氢键，故D项正确。故选D。
6．甲烷晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．甲烷晶胞中的球只代表1个C原子
B．晶体中1个CH 分子有12个紧邻的CH 分子
4 4
C．甲烷晶体熔化时需克服共价键
D．1个CH 晶胞中含有8个CH 分子
4 4
【答案】B
【解析】题图所示的甲烷晶胞中的球代表的是1个甲烷分子，并不是1个C原子，A错误；由甲烷晶
胞可知，位于晶胞顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个，而这3个甲烷分子在晶胞的面
上，因此每个都被2个晶胞共用，故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为3×8×＝12，B正确；甲烷晶体
是分子晶体，熔化时克服范德华力，C错误；甲烷晶胞中甲烷分子的个数为8×＋6×＝4，D错误。
7．氮氧化铝(AlON)是新型透明高硬度防弹铝材料，属于原子晶体，主要用于装甲车辆防弹窗户、战
场光学设备的透镜、望远镜穹顶以及覆盖于导弹传感器顶部的透明圆窗等。下列描述错误的是( )
A．基态铝原子的价电子排布式为3s23p1
B．制备AlON的原料NH 中N原子采取sp2杂化
3
C．AlON和水晶的化学键类型相同
D．AlON和水晶的晶体类型相同
【答案】B
【解析】A项， 根据元素周期表位置可知，基态铝原子的价电子排布式为3s23p1，A项正确；B项，N 分子中N原子没有杂化，2p能级的3个电子，其中一个是头碰头式，形成σ键，其余2个2p电子以肩
2
并肩式成键，形成2个π键，B项错误；C项，二者均属于原子晶体，均只含有共价键，C项正确； D项，
二者均属于原子晶体，D项正确。故选B。
8．下列关于SiO 晶体空间立体网状结构的叙述正确的是( )
2
A．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶点
B．最小的环为3个Si原子和3个O原子组成的六元环
C．最小的环上实际占有的Si原子和O原子个数之比为1：1
D．最小的环为6个Si原子和6个O原子组成的十二元环
【答案】D
【解析】A项，SiO 晶体中存在四面体结构单元，每个Si原子能形成4个共价键，每个O原子能形成
2
2个共价键，Si处于中心，O处于4个顶点，故A项错误；B项，最小的环为6个Si原子和6个O原子组
成的十二元环，故B项错误；C项，每个环实际占有的Si原子数为 ，O原子数为 ，故
最小的环上实际占有的Si原子和O原子个数之比为1:2，故C项错误；D项，最小的环为6个Si原子和6
个O原子组成的十二元环，故D项正确；故选D。
9．已知金刚石的晶胞如图所示，由此可看出在含有共价键形成的碳原子环中，其中一个碳原子共参
与形成的六元环个数及任意两个C—C键间的夹角是( )
A．6个120° B．12个120°
C．6个109°28' D．12个109°28'
【答案】D【解析】由金刚石的晶胞结构可知，碳原子间以共价键相互结合，形成三维的空间网状结构。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，一个碳原子共参与形成的六元环个数为12，C-
C键的夹角都是 109°28′。故选D。
10．已知SiC的熔点为2700℃，其晶胞结构如图所示。已知Si-28、C-12，下列说法错误的是( )
A． 晶体中碳原子和硅原子均采用sp3杂化
B．硅单质的熔点高于2700℃
C．距离硅原子最近的硅原子数为12
D．若晶胞参数为 ，则该晶体的密度为
【答案】B
【解析】A项，SiC晶体中碳原子周围有4个硅原子，而硅原子有4个碳原子，均采用sp3杂化，A项
正确；B项，共价键的键长越短，键能越大，则熔沸点越高，C-Si键键长比Si-Si键键长短，硅单质的熔点
低于2700℃，B项错误；C项，根据晶胞结构可知，距离硅原子最近其距离相等的硅原子数为12，C项正
确；D项，碳原子位于晶胞的顶点和面心，个数为4，硅原子位于体内，个数为4，若晶胞参数为apm，则
该晶体的密度为 = g·cm-3，D项正确；故选B。
11．氮化碳部分结构如图所示，其中 氮化碳的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错误的是( )A． 氮化碳属于共价晶体，其化学键比金刚石的更稳定
B．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
C． 氮化碳的化学式为C N 其中氮显-3价，碳显+4价
3 4
D．该晶体与金刚石结构相似，都是原子间以非极性键结合形成的空间网状结构
【答案】D
【解析】A项，N原子半径小于C原子，键长：C-N键
