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3.2.2 共价晶体（分层作业）
1．我国首辆火星车“祝融号”的车身选用高强㓞性的新型铝基碳化硅复合材料。碳化硅(SiC)属于
A．共价晶体 B．分子晶体 C．离子晶体 D．金属晶体
【答案】A
【解析】SiC结构中一个碳原子通过共价键结合4个硅原子，一个硅原子通过共价键结合4个碳原子，构成空
间网状结构，形成共价晶体，所以BCD错误，A正确，
故选A。
2．碳化硅(SiC)晶体结构与金刚石相似，俗称金刚砂。下列说法正确的是
A．SiC晶体中硅、碳元素的质量比为1∶1
B．SiC晶体的熔点较高
C．SiC晶体的硬度较小
D．SiC属于分子晶体
【答案】B
【解析】A．SiC晶体中硅、碳元素的质量比为28∶12=7∶3，A项错误；
B．SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，熔点较高，B项正确；
C．SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，硬度较大，C项错误；
D．SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，D项错误；
答案选B。
3．能够解释CO 比SiO 的熔、沸点低的原因是
2 2
A．C—O键能大于Si—O键能
B．C—O键能小于Si—O键能
C．破坏CO 晶体只需克服分子间作用力，破坏SiO 晶体要破坏Si—O共价键
2 2
D．以上说法均不对
【答案】C
【解析】CO 在固态时属于分子晶体，是由CO 分子通过分子间作用力而构成的晶体；而SiO 在固态时为共价
2 2 2
晶体，是原子之间以共价键形成的立体网状结构的晶体，由于共价键是一种强烈的相互作用力断裂需消耗很高
能量，故其熔沸点较高；而CO 分子之间的分子间作用力比Si-O共价键弱得多，断裂只消耗很少的能量，故
2
CO 比SiO 的熔、沸点低，故合理选项是C。
2 24．下列说法正确的是
A．BF、NCl 中各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构
3 3
B．基态 La(镧)原子的价层电子排布式为5d16s2，位于元素周期表的d区
57
C．CHOH分子中，碳原子与氧原子之间的共价健为sp3-pσ键
3
D．6g二氧化硅晶体中含有的Si-O键数为0.4 N
A
【答案】D
【解析】A．BF 中B原子的最外层电子数为6，不满足8电子稳定结构，A项错误；
3
B．基态 La(镧)原子的价层电子排布式为5d16s2，La位于元素周期表的f区，B项错误；
57
C．CHOH中C、O原子都采取sp3杂化，碳原子与氧原子之间的共价键为sp3-sp3σ键，C项错误；
3
6g
D．二氧化硅属于共价晶体，其中n(SiO) ∶n(Si-O)=1∶4，6g二氧化硅的物质的量为 =0.1mol，故含有
2 60g/mol
的Si-O键数为0.4N ，D项正确；
A
答案选D。
5．耐高温高硬度的氮化硅制备反应为： 。下列说法正确的是
A．N 的电子式： B．中子数为8的碳原子8 C
2 6
C．Si N 为共价晶体 D．SiO 晶体中，每个Si原子形成2个Si—O键
3 4 2
【答案】C
【解析】A．N 的电子式为 ，故A错误；
2
B．中子数为8的碳原子14 C，故B错误；
6
C．Si N 为耐高温高硬度的材料，为共价晶体，故C正确；
3 4
D．SiO 晶体中，每个Si原子形成4个Si—O键，故D错误；
2
故选C。
6．下列表示物质结构的化学用语正确的是
A．H、D、T表示同一种核素 B．BCl 的电子式：
3
C．石英的分子式：SiO D．CO 的立体结构模型：
2 2
【答案】B
【解析】A．H、D、T的质子数相同，中子数不同，故表示三种核素，A错误；
B．BCl 是共价化合物，其中B最外层上有3个电子，Cl最外层上有7个电子，故其电子式为： ，
3
B正确；
C．石英是共价晶体，故石英晶体中没有单个分子，则SiO 是二氧化硅的化学式而不是分子式，C错误；
2D．已知CO 是一直线形分子，故CO 的立体结构模型为： ，D错误；
2 2
故答案为：B。
7．下列元素或化合物的性质变化顺序不正确的是
A．共价键的极性：HF>HCl>HBr>HI
B．元素的第一电离能：Cl>S>P>Si
C．卤素单质的熔点：I>Br >Cl>F
2 2 2 2
D．共价键的键能：金刚石>碳化硅>晶体硅
【答案】B
【解析】A．由于F、Cl、Br、I的电负性依次减弱，故共价键的极性：HF>HCl>HBr>HI，A正确；
B．根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，IIA与IIIA、VA与VIA之间出现反常，则元素的第
一电离能：Cl> P > S >Si，B错误；
C．由于I、Br 、Cl、F 均为分子晶体，由于I、Br 、Cl、F 的相对分子质量依次减小，分子间作用力依次减
2 2 2 2 2 2 2 2
小，故卤素单质的熔点：I>Br >Cl>F ，C正确；
2 2 2 2
D．金刚石、碳化硅、晶体硅均为原子晶体，共价键键长越短共价键键能越大，三种晶体中键长由大到小的顺
序：Si- Si >C-Si >C-C，因此共价键的键能：金刚石>碳化硅>晶体硅，D正确；
故选B。
8．最近科学家成功制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结
合为一种空间网状的无限伸展结构，下列对该晶体叙述错误的是
A．该晶体类型是原子晶体 B．晶体中碳原子数与C-O化学键数之比为1∶2
C．该化合物中碳原子采取sp3杂化 D．该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2
【答案】B
【解析】A．该晶体中，每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构，则此晶
体类型是原子晶体，A正确；
B．晶体中，每个碳原子与周围的4个氧原子以共价单键相连，则碳原子数与C-O化学键数之比为1∶4，B错误；
C．该化合物中每个碳原子与4个氧原子以共价单键相连，即每个碳原子形成4个σ键，则碳原子的价层电子对
数为4，采取sp3杂化，C正确；
D．该晶体中，每个碳原子形成4个共价单键，每个氧原子形成2个共价单键，则碳原子和氧原子的个数比为
1∶2，D正确；
故选B。
9．SiH 与NH 制备氮化硅(熔点1900℃)的反应为 ，下列说法错误的是
4 3
A．熔点：单晶硅＞氮化硅 B．未成对电子数：Si＜NC．键角：SiH＞NH D．NH 是由极性键构成的三角锥形分子
4 3 3
【答案】A
【解析】A．单晶硅和氮化硅都是共价晶体，氮原子的半径小于硅原子的半径，N—Si键的键长小于Si—Si键
的键长，则N—Si键的键能大于Si—Si键的键能，所以熔点：单晶硅＜氮化硅，A错误；
B．硅原子的价电子排布式为3s23p2，未成对电子数为2，氮原子的价电子排布式为2s22p3，未成对电子数为3，
所以Si原子的未成对电子数小于N原子的未成对电子数，B正确；
C．NH 中N原子上的孤电子对数为1，SiH 中Si原子上的孤电子对数为0，由于孤电子对与成键电子对之间的
3 4
排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用，故键角：SiH＞NH ，C正确；
4 3
D．氨分子的中心原子N的价电子对数为4，孤电子对数为1，则其空间构型为三角锥形，故NH 是由极性键构
3
成的三角锥形分子，D正确；
故答案为：A。
12．如图是金刚石晶体结构模型，下列关于金刚石的说法正确的是
A．金刚石晶体中碳碳键之间的夹角为120°
B．金刚石晶胞中六元环中的碳原子在同一平面内
C．每个碳原子与其他4个碳原子相连形成正四面体结构
D．金刚石晶体中碳原子与碳碳键数目之比为1:4
【答案】C
【解析】A．金刚石晶体中每个碳和周围四个碳原子形成共价键，形成立体网状结构，碳碳键之间的夹角为
109°28 ，A错误；
B．金刚石晶胞中最小的环为六元环，每个环中有4个碳原子在同一平面内，B错误；
C．每个碳原子与其他4个碳原子相连，形成正四面体结构，C正确；
1
D．金刚石晶体中每个碳原子和周围4个碳形成碳碳键，碳与碳碳键数目之比为1:(4× )=1:2，D错误；
2
故答案选C。
18．干冰和二氧化硅的晶胞结构如下图所示。试回答下列问题：(1)干冰和二氧化硅晶体的熔点大小顺序为 (填化学式)。
(2)二氧化硅晶体中，每个si原子周围结合 个O原子，同时每个O原子跟 个Si原子相结合；该
晶体中最小的环是由 个Si原子和 个O原子组成的 元环。
(3)若干冰分子的摩尔质量为Mg·mol-1，晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为N mol-1，则该晶体晶胞的边
A
长为 cm。
【答案】(1)SiO>CO
2 2
(2) 4 2 6 6 12
√ 4M
3
(3)
ρN
A
【解析】（1）SiO 是原子晶体，干冰为固体CO 是分子晶体，原子晶体熔点大于分子晶体，所以SiO>CO ；
2 2， 2 2
（2）根据硅和O原子成键，一个Si原子周围4个键，O周围2个键，Si周围是4个O原子、每个O原子周围
是2个Si原子，根据图中信息最小环为6个O原子，6个Si原子组成的十二元环；
1 1 4M
（3）一个晶胞中二氧化碳的个数为：8× +6× =4，一个晶胞的质量为 ，设晶胞的边长为acm，晶胞的
8 2 N
A
4M
m m √ 4M
体积为a3cm3，计算ρ= ，则得V= ，a3= N ，则a= 3 。
V ρ A ρN
ρ A
19．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。关于C N 晶体的说法错
3 4 3 4
误的是
A．该晶体与金刚石结构相似，都是原子间以非极性共价键形成空间网状结构
B．该晶体的熔点比金刚石高
C．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
D．该晶体属于共价晶体，其化学键比金刚石中的C-C键更牢固
【答案】A
【解析】A．C N 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，只含极性共价键，不含非
3 4
极性共价键，A错误；B．C N 晶体具有比金刚石还大的硬度，则C N 晶体为共价晶体，其化学键更牢固，则该晶体的熔点比金刚石
3 4 3 4
高，B正确；
C．碳原子最外层4个电子，氮原子最外层5个电子，则C N 晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子
3 4
连接3个碳原子，C正确；
D．C N 晶体为共价晶体，其化学键比金刚石更牢固，D正确；
3 4
故选A。
20． 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．7.8g苯中所含δ键的数目为1.2N
A
B．反应3BrF+5H O=9HF+Br+HBrO+O ↑中，每消耗5mil HO，转移电子数目为3N
3 2 2 3 2 2 A
C．1L 0.1mol·L-1 NaSO 溶液中所含氧原子数目为0.4N
2 4 A
D．碳和二氧化硅反应制取粗硅，每生成28g硅断裂硅氧键的数目为2N
A
【答案】A
7.8g
【解析】A．已知1个苯分子中存在6个C-Cδ键和6个C-Hδ键，故7.8g苯中所含δ键的数目为
78g·mol−1
×12N mol-1=1.2N ，A正确；
A A
B．已知反应3BrF+5H O=9HF+Br+HBrO+O ↑中转移电子数目为6e-，则每消耗5mol HO，转移电子数目为
3 2 2 3 2 2
6N ，B错误；
A
C．由于溶液中溶剂HO中也含有氧原子，故无法计算1L 0.1mol·L-1 NaSO 溶液中所含氧原子数目，C错误；
2 2 4
D．碳和二氧化硅反应制取粗硅，反应原理为：2C+SiO Si+2CO，每摩尔SiO 中含有4molSi-O键，即每生
2 2
成28g硅断裂硅氧键的数目为4N ，D错误；
A
故答案为：A。
21．C 又称“足球烯”，其结构如图所示。继C 之后，科学家又合成了 、 、 ，四种物质的结构相
60 60
似，下列说法正确的是
A．C 属于烯烃
60
B．C 与B 的中心原子的杂化方式相同
60 60C．Si 中只含非极性共价键，属于共价晶体
60
D．N 中存在δ键和π键
60
【答案】B
【解析】A．C 属于单质，无氢元素，不属于烯烃，A错误；
60
B．C 中每个碳原子形成三个δ键，剩余一个未成对电子与其他碳原子的未成对电子形成π键，无孤电子对，
60
为sp2杂化，而B 中每个硼原子形成三个δ键，无孤电子对，为sp2杂化，B正确；
60
C．Si 分子间无共价键，只存在范德华力，属于分子晶体，C错误；
60
D．N 中每个氮原子形成三个δ键，剩余一对孤电子对，最外层达到8电子稳定结构，不存在π键，D错误；
60
选B。
22． 代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．60g SiO 晶体中含有N 个SiO 分子
2 A 2
B．等物质的量的NH 和C H 中的σ键、π键数目均相等
2 4 2 4
C． HBO 晶体中含有6mol氢键
3 3
D．48g金刚石中含有面心立方晶胞数为0.5N
A
【答案】D
【解析】A．SiO 晶体中没有分子，故A错误；
2
B．NH 中全部是单键，C H 中含有碳碳双键，因此等物质的量的NH 和C H 中的π键数目不相等，故B错误；
2 4 2 4 2 4 2 4
1
C．根据HBO 的结构得到一个HBO 有6× =3个氢键，因此1molH BO 晶体中含有3mol氢键，故C错误；
3 3 3 3 2 3 3
1 1
D．根据金刚石晶胞结构，一个晶胞中含有8× +6× +4=8个碳原子，则48g金刚石(物质的量为4mol)中含有
8 2
面心立方晶胞数为0.5N ，故D正确。
A
综上所述，答案为D。
23．我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四
面体结构单元取代所得，T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确的是A．T-碳与金刚石互为同素异形体
B．T-碳与金刚石均属于共价晶体
C．T-碳与金刚石中键角均为
D．T-碳晶胞中平均含有32个碳原子
【答案】C
【解析】A．T-碳与金刚石均为碳的单质，结构不同，互为同素异形体，故A正确；
B．由晶胞结构可知T-碳也是以四面体为结构单元的空间网状结构，两者均为共价晶体，故B正确；
C．T-碳中4个碳原子围成正四面体结构，该结构中键角为60°，故C错误；
D．由晶胞结构可知，在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正四面体结构单元有8个位于顶点，6个位于面心，4个
1 1
位于体内，个数为：8× +6× +4=8，则碳原子个数为32，故D正确；
8 2
故选：C。
24．下列关于SiO 和金刚石的叙述正确的是
2
A．SiO 是共价晶体，它是自然界含量最高的固态二元化合物
2
B．通常状况下，1mol SiO 晶体中含有2N Si-O键(N 表示阿伏加德罗常数值)
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，1个碳原子被6个六元环所共用
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】A
【解析】A．SiO 中Si和O之间以共价键连接形成的巨大的立体网状结构，地壳中元素含量由高到低的顺序为
2
O、Si、Al、Fe等，A项正确；
B．SiO 中每个Si形成了4个Si-O，则1mol SiO 中Si-O为4mol，其数目为4N ，B项错误；
2 2 A
C．金刚石中最小环六元环，每个碳被12个六元环共用，C项错误；
D．金刚石中每个C形成了4个C-C键，每个C均摊2个C-C键，所以1mol金刚石中形成2molC-C，D项错误；
故选A。
25．下列关于物质的结构或性质以及解释均正确的是选
物质的结构或性质 解释
项
A 键角：NH ＞BF NH 中N的孤电子对数比BF 中B的孤电子对数多
3 3 3 3
酸性：CHCOOH＞ 烃基(R－)越长推电子效应越大，使羧基中羟基的极性越小，羧酸的
B 3
CHCHCOOH 酸性越弱
3 2
C 熔点：碳化硅＞金刚石 C－Si键能大于C－C键能
D 稳定性：HO＞HS 水分子间存在氢键
2 2
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】A．NH 为三角锥形，中心N原子为sp3杂化，键角107°，BF 中心B为sp2杂化，空间构型为平面三角
3 3
形，键角120°，键角：NH 0)
4 2 2 3 4
(3)该反应的平衡常数表达式K= 。
(4)在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2L，3min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80g，则
SiCl 的平均反应速率为 mol·L-1·min-1。
4
(5)上述反应达到平衡后，改变某一条件，下列说法正确的是 。
a.增加Si N 的量，平衡向左移动 b.减小HCl的量，平衡向左移动
3 4
c.增大压强，平衡常数K减小 d.降低温度，平衡常数K增大
(6)若平衡时H 和HCl的物质的量之比为 ，保持其他条件不变，升高温度后达到新的平衡时，H 和HCl的物
2 2
质的量之比 (填“>”、“<”或“=”) 。【答案】(1) 2个 3p Cl(或氯) 同周期的主族元素，其核外电子层数相同，从左到右随着核电
荷数逐渐增大，核对外层电子吸引力也逐渐增大，原子半径逐渐减小，氯在主族元素的最右边，所以半径最小
(2) 共价键 原子
[HCl] 12
(3)
[SiCl ] 3 [N ] 2 [H ] 6
4 2 2
(4)0.01
(5)d
(6)>
【解析】（1）硅核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，其中3p能量最高，电子数为2；其所占据的电子亚层符号
为3p；硅位于第三周期，同周期越靠右原子半径越小，故原子半径最小的是Cl(或氯)；依据是：同周期的主族
元素，其核外电子层数相同，从左到右随着核电荷数逐渐增大，核对外层电子吸引力也逐渐增大，原子半径逐
渐减小，氯在主族元素的最右边，所以半径最小；
（2）Si N 属于共价化合物，则硅和氮之间是共价键，属于原子晶体；
3 4
[HCl] 12
（3）根据平衡常数的定义可知，该反应的平衡常数表达式K= ；
[SiCl ] 3 [N ] 2 [H ] 6
4 2 2
（4）固体的质量增加了2.80g为Si N 的质量，其物质的量n=m/M=2.8g÷140g/mol=0.02mol，根据方程式可知消
3 4
耗氢气的物质的量=0.02mol×6=0.12mol，故v(H )=∆c÷∆t=0.12mol/2L÷3min=0.02 mol·L-1·min-1，v(SiCl )= 0.02
2 4
mol·L-1·min-1÷2=0.01 mol·L-1·min-1；
（5）a．增加Si N 的量，其浓度增大，平衡向右移动，a错误；
3 4
b．减小HCl的量，其浓度降低，则平衡向右移动，b错误；
c．平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，c错误；
d．该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，d正确；
故选d；
（6）该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应反应移动，到达新平衡，H 的物质的量增大，HCl的
2
m
物质的量物质的量减小，新平衡H 和HCl的物质的量之比> 。
2 n
