考點08 分子晶體 共價晶體——2022-2023學年高二化學下學期期末復習考點精練學案（人教版2019選擇性必修2）

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題型一 分子晶體的判斷、結構和性質
例1．（2022·高二課時練習）在海洋深處的沉積物中含有大量可燃冰，其主要成分是甲烷水合物。甲烷水合物的結構可以看成是甲烷分子裝在由水分子形成的“籠子”里。下列說法正確的是
A．甲烷分子和水分子的VSEPR模型都是正四面體形
B．甲烷分子通過氫鍵與構成“籠子”的水分子相結合
C．可燃冰屬于分子晶體
D．水分子的鍵角大于甲烷分子的鍵角
【答案】C
【解析】A．甲烷分子中碳原子的價層電子對數為4，VSEPR模型為正四面體形，水分子中氧原子的價層電子對數為4，VSEPR模型是四面體形，故A錯誤；
B．甲烷分子不能與水分子形成分子間氫鍵，故B錯誤；
C．可燃冰是由分子形成的分子晶體，故C正確；
D．甲烷分子中碳原子和水分子中氧原子的價層電子對數都為4，但甲烷分子中碳原子的孤對電子對數為0，水分子中氧原子的孤對電子對數為2，孤對電子對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對對成鍵電子對的斥力，所以水分子的鍵角小于甲烷分子的鍵角，故D錯誤；
故選C。
例2．（2022·高二課時練習）圖為冰晶體的結構模型，大球代表O，小球代表H。下列有關說法正確的是

A．冰晶體中每個水分子與另外四個水分子形成四面體結構
B．冰晶體具有空間網狀結構，是共價晶體
C．水分子間通過鍵形成冰晶體
D．冰融化后，水分子之間的空隙增大
【答案】A
【解析】A．如圖所示，每個水分子可以與另外四個水分子之間形成氫鍵，從而形成四面體結構，A正確；
B．冰晶體屬于分子晶體，B錯誤；
C．冰晶體中的水分子主要是靠氫鍵結合在一起，氫鍵不是化學鍵，而是一種分子間作用力，C錯誤；
D．冰晶體中形成的氫鍵具有方向性和飽和性，故水分子間由氫鍵連接后，分子間空隙變大，而冰融化成水后，體積減小，水分子之間空隙減小，D錯誤；
故選A。
例3．(2023·淄博高二檢測)AB型化合物形成的晶體結構多種多樣。下圖所示的幾種結構所表示的物質最有可能是分子晶體的是(　　)


A．①③ B．②⑤ C．⑤⑥ D．③④⑤⑥
【答案】B
【解析】從各圖中可以看出②⑤都不能再以化學鍵與其他原子結合，所以最有可能是分子晶體。
例4．(2023·煙臺高二檢測)下列說法正確的是(　　)
A．分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價鍵
B．水加熱到很高的溫度都難以分解與氫鍵有關
C．CO2晶體是分子晶體，可推測SiO2晶體也是分子晶體
D．HF、HCl、HBr、HI的熔沸點隨著相對分子質量的增加依次升高
【答案】A
【解析】分子晶體中一定存在分子間作用力，可能有共價鍵(如水分子)，可能沒有(如稀有氣體分子)，A正確；水是一種非常穩(wěn)定的化合物，屬于化學性質的表現(xiàn)，其中含有氫鍵，會導致沸點較高，和化學性質穩(wěn)定無關，B錯誤；CO2晶體是由二氧化碳分子之間通過范德華力結合構成的分子晶體，二氧化硅不屬于分子晶體，C錯誤；同一主族氫化物的相對分子質量越大其熔沸點越高，但含有氫鍵的氫化物熔沸點最高，HF中含有氫鍵，其熔沸點最高，D錯誤。
例4．（2022秋·湖北宜昌·高三當陽一中校考期中）二茂鐵【】是由一個二價鐵離子和個環(huán)戊烯基負離子構成的。熔點是在時開始升華，不溶于水，易溶于苯等非極性溶劑。下列說法不正確的是
A．二茂鐵屬于分子晶體
B．中一定含鍵
C．已知環(huán)戊二烯的結構式為，則其中僅有個碳原子采取雜化
D．在二茂鐵結構中，與之間形成的化學鍵類型是離子鍵
【答案】CD
【解析】A．依據題意，二茂鐵熔點是173 ℃(在100 ℃時開始升華)，沸點是249 ℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等非極性溶劑，熔沸點較低的晶體一般為分子晶體，所以可推斷二茂鐵晶體為分子晶體，A項正確；
B．環(huán)戊二烯的結構式可推知環(huán)戊烯基負離子中一定含鍵，B正確；
C．已知環(huán)戊二烯的結構式為，5個碳原子均為sp2雜化形成平面結構，未參加雜化的p軌道形成大π鍵，C錯誤；
D．二茂鐵是分子晶體，沒有離子鍵，D項錯誤；
故選CD。
【解題技巧提煉】
1．分子晶體的判斷方法
(1)依據物質的類別判斷：部分非金屬單質、所有非金屬氫化物、部分非金屬氧化物、幾乎所有的酸、絕大多數有機物都是分子晶體。
(2)依據組成晶體的粒子及粒子間作用判斷：組成分子晶體的微粒是分子，粒子間的作用力是分子間作用力。
(3)依據物質的性質判斷：分子晶體的硬度小，熔、沸點低，在熔融狀態(tài)或固體時均不導電。
2．分子晶體熔、沸點高低的判斷
(1)組成和結構相似，不含氫鍵的分子晶體，相對分子質量越大，范德華力越強，熔、沸點越高，如I2＞Br2＞Cl2＞F2，HI＞HBr＞HCl。
(2)組成和結構不相似的分子晶體(相對分子質量接近)，分子的極性越大，熔、沸點越高，如CH3OH＞CH3CH3。
(3)含有分子間氫鍵的分子晶體的熔、沸點反常升高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
(4)對于有機物中的同分異構體，支鏈越多，熔、沸點越低，如CH3—CH2—CH2—CH2—CH3＞＞。
(5)烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨分子中碳原子數的增加，熔、沸點升高，如C2H6＞CH4，C2H5Cl＞CH3Cl，CH3COOH＞HCOOH。
3．典型的分子晶體的結構特征

分子密堆積
分子非密堆積
微粒間作用力
范德華力
范德華力和氫鍵
空間特點
通常每個分子周圍有12個緊鄰的分子
每個分子周圍緊鄰的分子數小于12個，空間利用率不高
舉例
C60、干冰、I2、O2
HF、NH3、冰
(1)冰晶體
①結構：冰晶體中，水分子間主要通過氫鍵形成晶體。由于氫鍵具有一定的方向性，一個水分子與周圍四個水分子結合，這四個水分子也按照同樣的規(guī)律再與其他的水分子結合。這樣，每個O原子周圍都有四個H原子，其中兩個H原子與O原子以共價鍵結合，另外兩個H原子與O原子以氫鍵結合，使水分子間構成四面體骨架結構。其結構可用下圖表示。

②性質：由于氫鍵具有方向性，冰晶體中水分子未采取密堆積方式，這種堆積方式使冰晶體中水分子的空間利用率不高，留有相當大的空隙。當冰剛剛融化成液態(tài)水時，水分子間的空隙減小，密度反而增大，超過4 ℃時，分子間距離加大，密度逐漸減小。
(2)干冰
①結構：固態(tài)CO2稱為干冰，干冰也是分子晶體。CO2分子內存在C==O共價鍵，分子間存在范德華力，CO2的晶胞呈面心立方體形，立方體的每個頂角有一個CO2分子，每個面上也有一個CO2分子。每個CO2分子與12個CO2分子等距離相鄰(在三個互相垂直的平面上各4個或互相平行的三層上，每層上各4個)(如圖所示)。
　
②性質：干冰的外觀很像冰，硬度也跟冰相似，熔點卻比冰低得多，在常壓下極易升華，在工業(yè)上廣泛用作制冷劑；由于干冰中的CO2之間只存在范德華力不存在氫鍵，密度比冰的高。
題型二、共價晶體（原子晶體）的判斷、結構和性質
例1．（2023·云南·馬關縣第一中學校高二階段練習）下列有關原子晶體（共價晶體）的敘述錯誤的是
A．原子晶體中，只存在共價鍵
B．原子晶體具有空間網狀結構
C．原子晶體中不存在獨立的分子
D．原子晶體熔化時不破壞共價鍵
【答案】D
【詳解】A．原子晶體中原子之間通過共價鍵相連，在原子晶體中只存在共價鍵，故A正確；
B．原子晶體是相鄰原子之間通過共價鍵結合而形成的空間網狀結構的晶體，故B正確；
C．原子晶體是由原子以共價鍵相結合而形成的，不存在獨立的分子，故C正確；
D．原子晶體是原子間通過共價鍵結合而形成的，熔化時需要破壞共價鍵，故D錯誤；
故答案選D。
例2．（2023·全國·高二課時練習）下列事實能說明剛玉()是共價晶體的是
①是兩性氧化物；②硬度很大；③它的熔點為2045℃；④自然界中的剛玉有紅寶石和藍寶石。
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
【答案】B
【詳解】Al2O3 是兩性氧化物，屬于物質的分類，與晶體類型無關，①錯誤；
硬度很大、熔點為2045℃(很高)，都是共價晶體的物理性質，②③正確；
紅寶石、藍寶石是剛玉在自然界中的存在形式，與晶體類型無關，④錯誤，正確的組合是②③；
故選B。
例3．（2022·高二課時練習）X是核外電子數最少的元素，Y是地殼中含量最豐富的元素，Z在地殼中的含量僅次于Y，W可以形成自然界中硬度最大的共價晶體。下列敘述錯誤的是
A．晶體的熔點高于晶體的熔點
B．固態(tài)是分子晶體
C．ZW是共價晶體，其硬度比Z晶體的大
D．Z、W是同一主族的元素，Z、W與元素Y形成的晶體都是共價晶體
【答案】D
【分析】氫原子的核外只有一個電子，X為H元素；地殼中含量前兩位的元素是氧、硅，故Y和Z分別是O和Si，金剛石是自然界中硬度最大的物質，W為C元素。
【解析】A．晶體是冰，含氫鍵，熔點高于，A正確；
B．固態(tài)是，構成微粒為分子，屬于分子晶體，B正確；
C．的結構與金剛石相似，為共價晶體，碳的原子半徑小于硅，的硬度比晶體硅的大，C正確；
D．、是分子晶體，則Si、C與元素O形成的晶體不一定是共價晶體，D錯誤；
故選D。
例4．（2023·寧夏·石嘴山市第三中學高二期中）二氧化硅晶體是空間立體網狀結構，如圖所示，下列說法中，正確的是

A．硅原子的物質的量比氧原子的物質的量比硅氧鍵=1：2：4
B．CO2和SiO2是等電子體，晶體類型相同
C．晶體中Si原子雜化方式為sp3，O原子雜化方式為sp
D．晶體中最小環(huán)上的原子數為6
【答案】A
【詳解】A．根據圖知，該晶體中每個Si原子連接4個O原子、每個O原子連接2個Si原子，則Si、O原子個數之比為2∶4 =1∶2，每個Si原子含有4個硅氧鍵，則硅原子的物質的量比氧原子的物質的量比硅氧鍵=1∶2∶4，A正確；
B．CO2晶體是由分子構成的，SiO2晶體是由原子構成的，則前者為分子晶體、后者為共價晶體，晶體類型不同，B錯誤；
C．該晶體中每個Si原子形成4個共價鍵，每個O原子形成2個共價鍵且每個O原子還含有2個孤電子對，則Si、O原子的價層電子對數都是4，則Si、O原子都采用sp3雜化，C錯誤；
D．由二氧化硅晶體結構圖可知，晶體中最小環(huán)上含有6個硅原子和6個氧原子，所以最小環(huán)上的原子數為12，D錯誤；
故選A。
【解題技巧提煉】
1．共價晶體（原子晶體）的結構特點及物理性質
(1)概念：相鄰原子間以共價鍵相結合形成共價鍵三維骨架結構的晶體。
(2)構成微粒及微粒間作用

(3)物理性質：①共價晶體中，由于各原子均以強的共價鍵相結合，因此一般熔點很高，硬度很大，難溶于常見溶劑，一般不導電。②結構相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點越高。
2．常見共價晶體及物質類別
(1)某些單質：如硼(B)、硅(Si)、鍺(Ge)、金剛石等。
(2)某些非金屬化合物：如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。
(3)極少數金屬氧化物，如剛玉(α-Al2O3)等。
3．常見共價晶體結構分析
(1)金剛石晶體

金剛石晶體中，每個碳原子均以4個共價單鍵對稱地與相鄰的4個碳原子相結合，形成C—C—C夾角為109°28′的正四面體結構(即金剛石中的碳采取sp3雜化軌道形成共價鍵)，整塊金剛石晶體就是以共價鍵相連的三維骨架結構。其中最小的環(huán)是六元環(huán)。
(2)二氧化硅晶體

(1)二氧化硅晶體中，每個硅原子均以4個共價鍵對稱地與相鄰的4個氧原子相結合，每個氧原子與 2個硅原子相結合，向空間擴展，形成三維骨架結構。晶體結構中最小的環(huán)上有6個硅原子和6個氧原子，硅、氧原子個數比為1∶2。
(2)低溫石英的結構中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈，而沒有封閉的環(huán)狀結構。這一結構決定了它具有手性。



題型一 分子晶體的判斷、結構和性質
1．（2023秋·吉林·高二吉林松花江中學校考期末）下列有關分子晶體的敘述正確的是
A．分子內均存在共價鍵
B．分子晶體的熔點較高
C．分子晶體中一定存在氫鍵
D．分子晶體熔化時一定破壞了范德華力
【答案】D
【解析】A．稀有氣體分子內無化學鍵，A項錯誤；
B．分子晶體有低熔點的特性，B項錯誤；
C．分子晶體中不一定存在氫鍵，如晶體，C項錯誤；
D．分子晶體中分子間一定存在范德華力，可能存在氫鍵，所以分子晶體熔化時一定破壞了范德華力，D項正確。
故選：D。
2．（2023秋·吉林·高二吉林松花江中學?？计谀┫铝姓f法中，錯誤的是
A．只含分子的晶體一定是分子晶體
B．碘晶體升華時破壞了共價鍵
C．幾乎所有的酸都屬于分子晶體
D．稀有氣體中只含原子，但稀有氣體的晶體屬于分子晶體
【答案】B
【解析】A．分子晶體是分子通過相鄰分子間的作用力形成的，只含分子的晶體一定是分子晶體，故A正確；
B．碘晶體屬于分子晶體，升華時破壞了分子間作用力，故B錯誤；
C．幾乎所有的酸都是由分子構成的，故幾乎所有的酸都屬于分子晶體，故C正確；
D．稀有氣體是由原子直接構成的，只含原子，故稀有氣體的晶體屬于分子晶體，故D正確。
故選B。
3．（2023秋·四川雅安·高二雅安中學?？茧A段練習）下列說法正確的是
A．Cl2比F2沸點高，因為其相對分子質量較大
B．分子中鍵長越短，鍵能越大，熔沸點越高
C．用純堿溶液洗滌油脂，符合相似相溶原理
D．水加熱到很高的溫度都難分解，因為水分子間存在氫鍵
【答案】A
【解析】A．Cl2比F2相對分子質量較大，范德華力較強，則沸點更高，所以Cl2比F2沸點高，故A正確；
B．影響分子晶體熔沸點的是分子間作用力，和鍵能、鍵長無關，故B錯誤；
C．油脂屬于酯類，在純堿溶液中能水解為易溶于水的甘油和高級脂肪酸鈉，與“相似相溶”原理無關，故C錯誤；
D．水分子的熱穩(wěn)定性由H-O鍵的鍵能大小決定，與氫鍵無關，故D錯誤；
故選A。
4．（2023秋·吉林長春·高二?？计谀┫铝袛⑹雠c范德華力無關的是
A．CO2加壓時形成干冰 B．通常狀況下氯化氫為氣體
C．氟、氯、溴、碘單質的熔、沸點依次升高 D．氯化鉀的熔點較高
【答案】D
【分析】范德華力主要影響物質的熔點、沸點等物理性質。
【解析】A．降低氣體的溫度時，氣體分子的平均動能逐漸減小，隨著溫度降低，當分子靠自身的動能不足以克服范德華力時，分子就會聚集在一起形成液體甚至固體，故A不符合題意；
B．氯化氫為分子晶體，分子間范德華力較小，常溫下為氣體，故B不符合題意；
C．一般來說，分子組成和結構相似的物質，隨著相對分子質量的增加，范德華力逐漸增強，物質的熔、沸點逐漸升高，故C不符合題意；
D．氯化鉀中存在的作用力是很強的離子鍵，所以熔點較高，與范德華力無關，故D符合題意；
故選D。
題型二、共價晶體（原子晶體）的判斷、結構和性質
1．（2023秋·吉林通化·高二梅河口市第五中學?？计谀┫铝嘘P于SiO2和金剛石的敘述正確的是
A．SiO2的晶體結構中，每個Si原子與2個O原子直接相連
B．通常狀況下，1molSiO2晶體中含有的分子數為NA(NA表示阿伏加德羅常數的值)
C．金剛石的網狀結構中，由共價鍵形成的最小環(huán)上有6個碳原子
D．1mol金剛石中含有4NA個C-C鍵(NA表示阿伏加德羅常數的值)
【答案】C
【解析】A．SiO2的晶體結構中，每個Si原子與4個O原子直接相連，A錯誤；
B．SiO2屬于共價晶體，不存在SiO2分子，B錯誤；
C．金剛石的網狀結構中，每個碳原子與周圍的4個成鍵碳原子共同組成正四面體結構，每個碳原子都是SP3雜化，鍵角109°28′，由共價鍵形成的最小環(huán)上有6個碳原子，C正確；
D．金剛石中每個C原子與另外四個C原子形成4個C-C鍵，每個C-C鍵為兩個C原子共享，因此屬于每個C原子的成鍵數目是，1mol金剛石中含有個C原子，故含有個C-C鍵，D錯誤；
故選C。
2．（2023秋·河北唐山·高二開灤第一中學?？计谀└鶕铝行再|判斷，屬于原子晶體的物質是
A．熔點2700℃，導電性好，延展性強
B．無色晶體，熔點3550℃，不導電，質硬，難溶于水和有機溶劑
C．無色晶體，能溶于水，質硬而脆，熔點為800℃，熔化時能導電
D．熔點－56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時不導電
【答案】B
【解析】A.原子晶體的熔點高，但不能導電，因此熔點2700℃，導電性好，延展性強應該是金屬晶體，故A錯誤；
B.無色晶體，熔點3500℃，不導電，質硬，難溶于水和有機溶劑，符合原子晶體的性質特點，故B正確；
C.無色晶體，能溶于水，質硬而脆，熔點800℃，熔化時能導電，符合離子晶體的性質，屬于離子晶體，故C錯誤；
D.熔點-56.6℃，微溶于水，硬度小，固態(tài)或液態(tài)時不導電，符合分子晶體的性質，屬于分子晶體，故D錯誤。
故選B。
【點睛】離子間通過離子鍵形成的晶體是離子晶體，分子間通過分子間作用力形成的晶體是分子晶體，原子間通過共價鍵形成的空間網狀結構的晶體是原子晶體，由金屬陽離子和自由電子構成的晶體是金屬晶體。由于范德華力和氫鍵，作用力小，所以分子晶體的熔沸點比較低，硬度小。原子晶體的熔沸點高，不導電，一般不溶于其它溶劑，離子晶體的熔沸點也較高，水溶液或在熔融狀態(tài)下可以導電，金屬晶體的一般具有良好的導電和導熱性，具有延展性。
3．（2023春·湖北武漢·高二校考期中）下列關于共價晶體、分子晶體的敘述中，正確的是
A．金剛石為共價鍵三維骨架結構，晶體中的最小環(huán)上有6個碳原子
B．分子晶體中一定存在共價鍵
C．HI的相對分子質量大于HF，所以HI的沸點高于HF
D．在SiO2晶體中，1個硅原子和2個氧原子形成2個共價鍵
【答案】A
【解析】A．金剛石屬于共價晶體，其中的碳采取sp3雜化軌道與周圍的4個碳原子形成正四面體結構，以共價鍵形成空間網狀結構，晶體中最小環(huán)上有6個碳原子，A項正確；
B．分子晶體中不一定存在共價鍵，如稀有氣體形成的晶體為分子晶體，稀有氣體是單原子分子，原子間沒有共價鍵，B項錯誤；
C．HF分子間存在氫鍵，HI分子間不存在氫鍵，故HI的沸點低于HF，C項錯誤；
D．SiO2屬于共價晶體，在SiO2晶體中1個Si原子和4個O原子形成4個共價鍵，D項錯誤；
答案選A。
4．（2023春·高二單元測試）碳有多種同分異構體，其中石墨烯與金剛石的晶體結構如圖所示，下列說法不正確的是

A．在石墨烯晶體中，每個正六元環(huán)擁有的共價鍵和碳原子數之比為3：2
B．石墨烯中含碳碳雙鍵
C．金剛石晶體中，碳原子采用雜化
D．金剛石晶體中最小的碳環(huán)上有6個碳原子
【答案】B
【解析】A．在石墨烯晶體中，最小的環(huán)為六元環(huán)，每個碳原子連接3個C-C化學鍵，每個六元環(huán)占有的碳原子數為6=2個，個數比為3:2，A正確；
B．石墨烯晶體中，單層上的碳原子除形成單鍵外，還形成大鍵，不存在碳碳雙鍵，B錯誤；
C．金剛石晶體中，每個碳原子形成4個鍵，采用雜化，C正確；
D．由金剛石晶體結構模型可知，最小的環(huán)為6元環(huán)，D正確；
答案選B。

1．（2023秋·浙江衢州·高二校聯(lián)考期末）冰的晶胞結構如圖所示。下列相關說法不正確的是

A．硫化氫晶體結構和冰相似
B．冰晶體中，相鄰的水分子均以氫鍵結合
C．晶胞中Z方向上的兩個氧原子最短距離為d，則冰晶胞中的氫鍵鍵長為d
D．冰晶體中分子間氫鍵存在方向性、飽和性，晶體有較大空隙，因此密度比液態(tài)水小
【答案】A
【解析】A．硫化氫分子間不存在氫鍵，冰中水分子間存在氫鍵，因此兩者結構不相似，故A說法錯誤；
B．在冰晶體中，每個水分子與四個水分子通過氫鍵相結合，故B說法正確；
C．氫鍵鍵長可以表示為通過氫鍵相連的兩個氧原子的核間距，z方向上距離最近的兩個O原子所在的水分子通過氫鍵相連，故C說法正確；
D．在冰的晶體中，由于氫鍵有方向性和飽和性，迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子相互吸引，這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當大的空隙，其密度比液態(tài)水小，故D說法正確；
答案為A。
2．（2023秋·湖北·高三校聯(lián)考階段練習）下列關于物質(分子)的性質正確的是
A．熔點： B．沸點：
C．極性： D．配位數：干冰中冰中
【答案】D
【解析】A．同一主族的堿金屬元素對應的單質隨著原子序數的遞增熔點減小，A錯誤；
B．是同一主族元素的簡單氫化物，雖然氨氣有氫鍵使之沸點出現(xiàn)異常，但由于的相對分子質量比氨氣的大很多，分子間作用力更強， 的沸點大于氨氣，B錯誤；
C．二硫化碳是非極性分子，極性弱于COS，C錯誤；
D．干冰中二氧化碳的配位數為12，冰中水的配位數為4，D正確；
故選D。
3．（2023秋·吉林·高二吉化第一高級中學校?？计谀┫铝杏嘘P共價晶體的敘述不正確的是
A．金剛石和二氧化硅晶體的最小結構單元都是正四面體
B．含1molC的金剛石中C-C鍵數目是，晶體中Si-O鍵數目是
C．水晶和干冰在熔化時，晶體中的共價鍵都會斷裂
D．晶體是共價晶體，所以晶體中不存在分子，不是它的分子式
【答案】C
【解析】A．金剛石是1個中心C原子連接4個C原子，二氧化硅是1個中心原子連接4個O原子，均為正四面體，A項正確；
B．金剛石中，1個C原子與另外4個C原子形成4個鍵，這個C原子對每個單鍵的貢獻只有，所以原子形成的鍵為，而晶體中1個原子分別與4個O原子形成4個鍵，則晶體中鍵為，B項正確；
C．干冰熔化時只破壞分子間作用力，共價鍵不會斷裂，C項錯誤；
D．共價晶體的構成微粒是原子不是分子，D項正確。
故選：C。
4．（2023·全國·高三專題練習）根據下表中給出的有關數據，判斷下列說法中錯誤的是（????）

AlCl3
SiCl4
晶體硼
金剛石
晶體硅
熔點/℃
190
－60
2300
3550
1410
沸點/℃
183
57
2550
4827
2355

A．SiCl4是分子晶體
B．晶體硼是原子晶體
C．AlCl3是分子晶體，加熱能升華
D．金剛石中的C—C鍵比晶體硅中的Si—Si鍵弱
【答案】D
【解析】A. 由表中數據可知，SiCl4的熔沸點較低，屬于分子晶體，故A正確；
B. 晶體硼的熔沸點很高，所以晶體硼是原子晶體，故B正確；
C. 由表中數據可知AlCl3的沸點比熔點高，所以AlCl3加熱能升華，故C正確；
D. C原子半徑小于Si的原子半徑，金剛石中的C—C鍵長比晶體硅中的Si—Si鍵長短，鍵能也大，C—C鍵比Si—Si鍵強，故D錯誤。
故答案選：D。
5．（2022春·云南文山·高二統(tǒng)考期末）為踐行社會主義核心價值觀，創(chuàng)建和諧社會，實現(xiàn)碳達峰和碳中和，我國科學家獨創(chuàng)了一種二氧化碳轉化新路徑：通過電催化與生物合成相結合，以二氧化碳和水為原料成功合成了葡萄糖()和脂肪酸，為人工和半人工合成“糧食”提供了新路徑。關于上述物質，下列說法正確的是
A．和均為極性分子，故易溶于水
B．晶體屬于分子晶體，晶體中一個分子周圍緊鄰的分子有12個
C．分子中O原子上有2對孤電子對，故分子的VSEPR模型為V型
D．葡萄糖和脂肪酸都可以和飽和碳酸氫鈉溶液反應放出氣體
【答案】B
【解析】A．是非極性分子，能溶于水是因為與水發(fā)生反應，在水中的溶解度不大，A錯誤；
B．是分子晶體，分子間靠范德華力維系，分子采取密堆積，故一個分子周圍緊鄰的分子有12個，B正確；
C．中O原子價層電子對數，O原子含有2個孤電子對，則該分子VSEPR模型為四面體形，C錯誤；
D．葡萄糖不含羧基，不能和飽和碳酸氫鈉溶液反應放出氣體，D錯誤；
故選B。
6．（2022春·廣東珠?！じ叨？茧A段練習）下列屬于分子晶體的化合物是
A．CO2 B．石墨 C．石英(SiO2) D．金剛石
【答案】A
【解析】A．CO2屬于分子晶體；
B．石墨屬于混合晶體；
C．石英屬于原子晶體；
D．金剛石屬于原子晶體；
故選A。
7．（2022秋·廣東東莞·高二校考期中）下列各組晶體物質中：①SiO2和SO3；②晶體硼和HCl；③CO2和SO2；④晶體硅和金剛石；⑤晶體氖和晶體氮；⑥硫黃和碘，化學鍵類型相同，晶體類型也相同的是
A．①②③ B．④⑤⑥
C．③④⑥ D．①③⑤
【答案】C
【解析】①二氧化硅是含有共價鍵的共價晶體，三氧化硫是含有共價鍵的分子晶體，兩者的晶體類型不同，故不符合題意；
②晶體硼是含有共價鍵的共價晶體，氯化氫是含有共價鍵的分子晶體，兩者的晶體類型不同，故不符合題意；
③二氧化碳是含有共價鍵的分子晶體，二氧化硫是含有共價鍵的分子晶體，兩者的化學鍵類型相同，晶體類型也相同，故符合題意；
④晶體硅是含有共價鍵的共價晶體，金剛石是含有共價鍵的共價晶體，兩者的化學鍵類型相同，晶體類型也相同，故符合題意；
⑤晶體氖是不含有共價鍵的分子晶體，晶體氮是含有共價鍵的分子晶體，兩者的化學鍵類型不同，故不符合題意；
⑥硫黃是含有共價鍵的分子晶體，碘是含有共價鍵的分子晶體，兩者的化學鍵類型相同，晶體類型也相同，故符合題意；
③④⑥符合題意，故選C。
8．（2022秋·湖北·高三校聯(lián)考階段練習）二茂鐵是一種含鐵的有機化合物，黃色針狀晶體，熔點173℃(在100℃時開始升華)，沸點249℃，可看作是與兩個正五邊形的環(huán)戊二烯負離子配體形成的夾心型分子(如圖所示)。下列關于二茂鐵晶體的說法不正確的是

A．存在離子鍵、配位鍵、范德華力 B．為分子晶體
C．存在大π鍵 D．二茂鐵易溶于有機溶劑
【答案】A
【解析】
A．據題干信息可知二茂鐵是有機化合物，熔沸點較低，則二茂鐵晶體為分子晶體，故不存在離子鍵，A錯誤；
B．二茂鐵晶體為分子晶體，B正確；
C．圖示五元環(huán)中存在大鍵，C正確；
D．有機物一般易溶于有機溶劑，D正確；
故選A。
9．（2022春·黑龍江雙鴨山·高二?？茧A段練習）用NA表示阿伏伽德羅常數的是，下列敘述中不正確的是
A．1mol金剛石晶體中含有碳碳單鍵的數目是2NA
B．12g石墨烯(單層石墨)中含有六元環(huán)的個數為0.5 NA
C．1mol二氧化硅晶體中含有硅氧單鍵的數目為4NA
D．1molP4晶體中，P-P鍵的數目為4NA
【答案】D
【解析】A．在金剛石晶體中，每個C原子與周圍的4個C原子以單鍵相連，平均每個C原子形成2個碳碳單鍵，則1mol金剛石晶體中含有碳碳單鍵的數目是2NA，A正確；
B．在石墨烯中，6個C原子形成1個六元環(huán)，平均每個C原子形成3個六元環(huán)，則平均1個六元環(huán)含有2個C原子，12g石墨烯(單層石墨)的物質的量為1mol，則含有六元環(huán)的個數為×NAmol-1=0.5 NA，B正確；
C．在二氧化硅晶體中，每個Si原子與4個O原子相連，每個O原子與2個Si原子相連，則平均每個“SiO2”中含有硅氧鍵的數目為2+=4，所以1mol二氧化硅晶體中含有硅氧單鍵的數目為4NA，C正確；
D．1個P4分子中含有6個P-P鍵，則1molP4晶體中，P-P鍵的數目為6NA，D不正確；
故選D。
10．（2022秋·湖北孝感·高三校聯(lián)考階段練習）科學研究發(fā)現(xiàn)蚊子能聞到CO2的氣味，這種氣味會刺激蚊子眼睛掃描特定的顏色，并朝其靠近，這項研究有助于人們設計出更好的驅蚊劑、誘捕器等。下列有關CO2的說法錯誤的是
A．CO2是直線形分子
B．CO2是由極性鍵形成的非極性分子
C．CO2分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構
D．CO2形成的晶體為共價晶體
【答案】D
【解析】A．二氧化硅中C原子為sp雜化，為直線形分子，故A正確；
B．形成于不同種元素間的共價鍵為極性鍵，二氧化碳中的碳氧雙鍵為極性鍵，而二氧化碳是直線形分子，分子中正負電荷中心重合，故為非極性分子，故B正確；
C．CO2的電子式為，各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構，故C正確；
D．二氧化碳晶體中分子間以分子間作用力結合形成分子晶體，故D錯誤；
故選：D。
11．（2022春·新疆昌吉·高二?？计谥校┫铝嘘P于共價晶體、分子晶體的敘述中，正確的是
A．HI的相對分子質量大于HF，所以HI的沸點高于HF
B．晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定
C．金剛石為網狀結構，碳原子與周圍4個碳原子形成正四面體結構
D．在SiO2晶體中，1個硅原子和2個氧原子形成2個共價鍵
【答案】C
【解析】
A．氟化氫分子間存在氫鍵，沸點更高，A錯誤；
B．分子間作用力影響物質的物理性質，共價鍵越強，分子越穩(wěn)定，B錯誤；
C．金剛石為網狀結構，碳原子以共價鍵與周圍4個碳原子相連形成正四面體結構，C正確；
D．在SiO2晶體中，1個硅原子和4個氧原子形成4個共價鍵，D錯誤；
故選C。
12．（2022春·福建泉州·高二?？计谥校┠澄镔|可溶于水、乙醇，熔點為209.5℃，其結構簡式如圖所示。下列說法正確的是

A．該物質為原子晶體
B．該物質分子中σ鍵和π鍵的個數比為3∶1
C．該物質分子中含有極性共價鍵和非極性共價鍵
D．該物質分子中每個原子最外層均達到8電子穩(wěn)定結構
【答案】B
【解析】A．該物質屬于分子晶體，A項錯誤；
B．共價單鍵為σ鍵，共價雙鍵中一個σ鍵和一個是π鍵，共價三鍵中一個σ鍵和兩個是π鍵，所以該物質分子中σ鍵和π鍵的個數比為9∶3，B項正確；
C．一般，同種非金屬元素形成非極性共價鍵，不同種元素形成極性共價鍵。物質分子中含有極性共價鍵，C項錯誤；
D．氫原子沒有達到8電子穩(wěn)定結構，只需要2電子穩(wěn)定結構，D項錯誤；
13．（2022春·河南鄭州·高二?？茧A段練習）科研人員制出了由18個碳原子構成的環(huán)碳分子(如圖示)。對該物質的說法正確的是

A．與互為同素異形體 B．硬度大、熔點高
C．與乙炔互為同系物 D．是一種共價晶體
【答案】A
【解析】A．由結構簡式可知，環(huán)碳分子與碳60是由碳元素形成的不同種單質，互為同素異形體，故A正確；
B．由結構簡式可知，環(huán)碳分子是由分子構成的硬度小、熔點低的分子晶體，故B錯誤；
C．由結構簡式可知，環(huán)碳分子是單質，與乙炔結構不同，不可能互為同系物，故C錯誤；
D．由結構簡式可知，環(huán)碳分子是由分子構成的硬度小、熔點低的分子晶體，故D錯誤；
故選A。
14．（2023·河南·輝縣市第一高級中學高二階段練習）碳元素和硅元素在化學中占有極其重要的地位。
(1)SiC的晶體結構與晶體硅的相似,其中C原子的雜化方式為　　　　　　,微粒間存在的作用力是　　　　　　　　,SiC和晶體Si的熔點高低順序是　　　　。?
(2)C、Si為同一主族的元素,CO2和SiO2的化學式相似,但結構和性質有很大的不同。CO2中C與O原子間形成σ鍵和π鍵,SiO2中Si與O原子間不能形成π鍵。從原子半徑大小的角度分析,為何C、O原子間能形成π鍵,而Si、O原子間不能形成π鍵:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。SiO2屬于　　　　　晶體,CO2屬于　　　　晶體,所以熔點CO2　　　　SiO2(填“”)。?
(3)金剛石、晶體硅、二氧化硅、CO2四種晶體的構成微粒分別是　　　　　　　　　　　　　　　(用“原子”或“分子”回答),熔化時克服的微粒間的作用力分別是　　　　　　　　　　　　。?
【答案】(1)sp3　共價鍵　SiC>Si
(2)Si的原子半徑較大,Si、O原子間距離較大,p軌道“肩并肩”重疊程度較小,故不能形成穩(wěn)定的π鍵　共價　分子　
晶體硅。
(2)SiO2為共價晶體,CO2為分子晶體,所以熔點高低是SiO2>CO2。
(3)金剛石、晶體硅、二氧化硅均為共價晶體,構成微粒為原子,熔化時破壞共價鍵;CO2為分子晶體,由分子構成,CO2分子間以分子間作用力結合。
15．(1)CO能與金屬Fe形成化合物Fe(CO)5,該化合物熔點為253 K,沸點為376 K,其固體屬于　　　　　晶體。?
(2)F2與其他鹵素單質反應可以形成鹵素互化物,如ClF3、BrF3,常溫下它們都是易揮發(fā)的液體。ClF3的熔、沸點比BrF3的　　　　(填“高”或“低”)。?
(3)下圖為CO2分子晶體結構的一部分。觀察圖示可知,每個CO2分子周圍有　　　　　個與之緊鄰的CO2分子;該結構單元平均占有　　　　個CO2分子。?

【答案】(1)分子　(2)低　(3)12　4
【解析】(1)由化合物熔點為253 K,沸點為376 K可知,其熔、沸點較低,所以為分子晶體。(2)組成和結構相似的分子晶體,相對分子質量越大,范德華力越大,熔、沸點越高,所以ClF3的熔、沸點比BrF3的低。
16．水分子間存在一種“氫鍵”的作用(作用力介于范德華力與化學鍵之間)，彼此結合而形成(H2O)2。在冰中每個水分子被4個水分子包圍形成變形四面體，通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體。
(1)1 mol冰中有________mol“氫鍵”。
(2)水蒸氣中常含有部分(H2O)2，要確定(H2O)2的存在，可采用的方法是_____。
A．標準狀況下把1 L水蒸氣冷凝后與足量金屬鈉反應，測產生氫氣的體積
B．標準狀況下把1 L水蒸氣通過濃硫酸后，測濃硫酸增重的質量
C．該水蒸氣冷凝后，測水的pH
D．該水蒸氣冷凝后，測氫氧原子個數比
(3)水分子可電離生成兩種含有相同電子數的粒子，其電離方程式為__________________________。已知在相同條件下雙氧水的沸點明顯高于水的沸點，其可能原因是
_________________________________________________________________________。
(4)在冰晶體中除氫鍵外，還存在范德華力(11 kJ·mol－1)。已知冰的升華熱是
51 kJ·mol－1，則冰晶體中氫鍵的能量是________kJ·mol－1。
【答案】(1)2　
(2)AB　
(3)H2O＋H2OH3O＋＋OH－　雙氧水分子之間存在更強烈的氫鍵作用
(4)20
【解析】(1)1 mol冰中含有氫鍵的物質的量為1×4 mol÷2＝2 mol。(2)A項，該物質也能與金屬鈉反應產生氫氣，1 L水蒸氣冷凝后與足量金屬鈉反應，若混有該物質，由于(H2O)2也能生成氫氣，且一分子(H2O)2生成2分子氫氣，所以產生氫氣體積多，正確；B項，該物質也能被濃硫酸吸收，若1 L水蒸氣通過濃硫酸后，由于相對H2O而言，(H2O)2的相對分子質量大，所以分子數目相同時，濃硫酸增重的質量大，說明存在該物質，正確；C項，該物質的pH也等于7，無論該物質是否存在，pH都等于7，錯誤；D項，該物質的分子中氫氧原子個數比仍為2∶1，無論是否存在，氫氧原子個數比不變，錯誤。(3)雙氧水的相對分子質量比水的相對分子質量稍大，但題中強調雙氧水的沸點明顯高于水，因此可判斷雙氧水分子之間存在著更為強烈的氫鍵作用。(4)1 mol冰吸收的總能量為51 kJ，克服范德華力吸收的能量為11 kJ，故克服氫鍵吸收的總能量為40 kJ，而1 mol 冰中含有2 mol氫鍵，故冰晶體中氫鍵的能量是20 kJ·mol－1。
17．工業(yè)制玻璃時，主要反應的化學方程式為：
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
完成下列填空：
(1)鈉原子核外電子排布式為___________。與電子排布式相比，軌道表示式增加了核外電子運動狀態(tài)中___________的描述。
(2)上述反應中，反應物和生成物所形成晶體的晶體類型共有___________種，屬于共價晶體的是___________。
(3)上述物質中的非金屬元素原子半徑由大到小的順序為___________(用元素符號表示)。碳的非金屬性弱于氧，從原子結構角度解釋原因___________。
(4)向一定量的Na2CO3溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌。隨著鹽酸的加入，溶液中各種離子數目變化如圖所示， b、c分別代表___________、___________(填離子符號)。

(5)室溫下，同濃度的Na2SiO3溶液和Na2CO3溶液中，對水電離程度的影響___________ (選填“前者大”或“后者大”)，作出判斷并說明理由___________。
【答案】1s22s22p63s1或[Ar]3s1 電子云的伸展方向、電子的自旋 3 SiO2 Si、C、O 碳與氧原子電子層數相同，但碳的原子半徑大于氧，對最外層電子吸引弱于氧，非金屬性弱 CO HCO 前者大 Si的非金屬性比C弱，所以H2SiO3酸性弱，Na2SiO3水解程度大
【詳解】
(1)鈉原子的核外電子數是11，其核外電子排布式為1s22s22p63s1[Ar]3s1；軌道表示式是表示原子核外電子排布的圖式之一，又稱電子排布圖，用一個方框、圓圈或兩條短線表示一個給定量子數的軌道，用箭頭“↑”或“↓”來自旋狀態(tài)不同電子，因此與電子排布式相比，軌道表示式增加了核外電子運動狀態(tài)中電子云的伸展方向、電子的自旋的描述；
(2)上述反應中，碳酸鈉和硅酸鈉形成的是離子晶體，二氧化硅形成的是共價晶體，二氧化碳形成的是分子晶體，因此反應物和生成物所形成晶體的晶體類型共有3種，屬于共價晶體的是SiO2；
(3)同周期自左向右原子半徑逐漸減小，同主族從上到下原子半徑逐漸增大，則上述物質中的非金屬元素原子半徑由大到小的順序為Si＞C＞O。碳與氧原子電子層數相同，但碳的原子半徑大于氧，對最外層電子吸引弱于氧，非金屬性弱，所以碳的非金屬性弱于氧；
(4)向一定量的Na2CO3溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌，發(fā)生的反應依次為Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑。隨著鹽酸的加入，溶液中各種離子數目變化如圖所示，因此a表示鈉離子的，b代表碳酸根離子的，c代表碳酸氫根離子的，d代表氯離子的；
(5)由于Si的非金屬性比C弱，所以H2SiO3酸性弱，Na2SiO3水解程度大，因此室溫下，同濃度的Na2SiO3溶液和Na2CO3溶液中，對水電離程度的影響前者大。
18．碳及其化合物的用途廣泛,碳元素不僅能形成豐富多彩的有機化合物,而且還能形成多種無機化合物,同時自身可以形成多種單質。
(1)C60分子形成的晶體中,在晶胞的頂點和面心均含有一個C60分子,則一個C60晶胞的質量約為　　　　　。?
(2)干冰和冰是兩種常見的分子晶體,下列關于這兩種晶體的比較正確的是　　　　。?
a.晶體的密度:干冰>冰
b.晶體的熔點:干冰>冰
c.晶體的空間利用率:干冰>冰
d.晶體中分子間相互作用力類型相同
(3)金剛石晶胞的結構如圖所示,立方BN的結構與金剛石相似,在BN晶體中,B原子周圍最近的N原子所構成的空間結構為　　　　　　　,一個BN晶胞中N原子數目為　　　　。?

(4)碳與孔雀石共熱可以得到金屬銅,金屬銅采用面心立方最密堆積,即在晶胞的頂點和面心均含有一個Cu原子,則Cu晶體中與一個Cu原子距離最近的銅原子數為　　　　　　。已知Cu晶體的密度為ρ g·cm-3,Cu的相對原子質量為M,阿伏加德羅常數為NA,則Cu的原子半徑為　　　　　　　 cm。?
【答案】(1) g
(2)ac
(3)正四面體　4
(4)12?。?Mρ/NA）1/3cm
【解析】(1)C60形成的分子晶體,在晶胞的頂點和面心均含有一個C60分子,故每個晶胞中含有4個C60分子,故一個C60晶胞的質量為240個碳原子的質量,即約為 g。
(2)干冰晶體中CO2分子間只存在范德華力,其結構是分子密堆積;而冰晶體中存在氫鍵,由于氫鍵具有方向性,冰中水分子不是密堆積,故密度:干冰>冰;熔點:冰>干冰;空間利用率:干冰>冰。
(3)在BN晶體中B原子與N原子交替出現(xiàn),故每個B原子周圍有4個N原子,每個N原子周圍也有4個B原子,形成正四面體結構;在金剛石晶胞中共有碳原子個數為8×1/8+6×1/2+4=8,故在BN晶胞中B原子和N原子各4個。
(4)由于銅采用面心立方最密堆積,與一個銅原子距離最近的銅原子數為12;每個晶胞中含有4個銅原子,且面對角線上的3個銅原子相切,設銅原子半徑為r,則有(2r)3×ρ=8M/NA,故r=（ Mρ/NA）1/3cm。