2019-2020年高中化學(xué) 3.3共價鍵 原子晶體練習(xí) 蘇教版選修3一、選擇題1.(xx煙臺高二檢測)下列晶體中屬于原子晶體的是()A.干冰 B.食鹽C.膽礬 D.晶體硅【解析】選D。常見的原子晶體中屬于非金屬單質(zhì)的有金剛石、晶體硅、晶體硼等,屬于非金屬化合物的有二氧化硅、碳化硅、氮化硅等。2.下列說法中不正確的是()A.雙鍵、叁鍵都有鍵B.成鍵原子間原子軌道重疊越多,共價鍵越牢固C.因每個原子未成對電子數(shù)是一定的,故配對原子個數(shù)也一定D.所有原子軌道在空間都有自己的方向性【解析】選D。ss鍵無論s軌道從哪個方向重疊都相同,因此這種共價鍵沒有方向性?！疽族e提醒】(1)碳碳叁鍵和碳碳雙鍵的鍵能不是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍,原因是這些鍵的類型不完全相同。(2)鍵長約等于成鍵兩原子的半徑之和,實際上,由于軌道的重疊,前者比后者略短一些。3.對鍵的認(rèn)識不正確的是()A.s-s鍵與s-p鍵的對稱性相同B.鍵不屬于共價鍵,是另一種化學(xué)鍵C.若分子中含有共價鍵,則至少含有一個鍵D.含有鍵的化合物與只含鍵的化合物的化學(xué)性質(zhì)不同【解析】選B。因s軌道為球形對稱,因此s-s鍵與s-p鍵的對稱性相同,A正確;鍵是共價鍵的一種,B錯;若分子中含有共價鍵,則至少有一個鍵,C正確;形成鍵時,一般會形成雙鍵或叁鍵,因此與只含有鍵的化合物的化學(xué)性質(zhì)不同,D正確?！痉椒ㄒ?guī)律】鍵、鍵判斷方法共價單鍵是鍵,共價雙鍵中有一個是鍵,另一個是鍵,共價叁鍵中有一個是鍵,另兩個是鍵,如CH2CH2中的碳碳雙鍵,一個是鍵,一個是鍵,CHCH中的碳碳叁鍵,一個是鍵,兩個是鍵。【補償訓(xùn)練】下列說法正確的是()A.非金屬元素之間只能形成共價鍵,而不能形成離子鍵B.共價鍵的方向性決定了原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系C.烯烴比烷烴的化學(xué)性質(zhì)活潑是由于烷烴中的鍵比烯烴中的鍵穩(wěn)定D.乙醇分子中不存在鍵【解析】選D。全由非金屬元素構(gòu)成的物質(zhì),只要含有銨根就一定含離子鍵;共價鍵的飽和性決定了原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系;烯烴比烷烴的化學(xué)性質(zhì)活潑是由于烯烴中有鍵。4.(雙選)已知C3N4晶體具有比金剛石更大的硬度,且原子間均以單鍵結(jié)合,下列關(guān)于晶體的說法正確的是()A.C3N4晶體是離子晶體B.C3N4晶體中,CN鍵的鍵長比金剛石中CC鍵的鍵長要短C.C3N4晶體中微粒間通過離子鍵結(jié)合D.C3N4晶體中每個碳原子連接4個氮原子,而每個氮原子連接3個碳原子【解析】選B、D。C3N4晶體原子間均以單鍵結(jié)合,則原子間為共價鍵,且硬度比金剛石大,所以C3N4晶體是原子晶體,A、C錯;因為氮原子比碳原子半徑小,所以CN鍵比CC鍵的鍵長要短,B正確;因為碳原子最外層有4個孤電子對,易形成4個共價鍵,氮原子最外層有3個孤電子對,易形成3個共價鍵,所以C3N4晶體中每個碳原子連接4個氮原子,而每個氮原子連接3個碳原子,D正確。【補償訓(xùn)練】用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松,同時用射頻電火花噴射氮氣,此時碳、氮原子結(jié)合成碳氮化合物薄膜,這種化合物可以比金剛石更堅硬,其原因可能是()A.碳、氮原子構(gòu)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體B.碳、氮的單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)均不活潑C.碳氮鍵比金剛石中的碳碳鍵長D.氮原子最外層電子數(shù)比碳原子多【解析】選A。碳氮化合物薄膜比金剛石更堅硬,說明此薄膜屬于原子晶體范疇;而此原子晶體中共價鍵的鍵長(近似等于原子半徑之和)比CC短。5.(xx蘇州高二檢測)下列關(guān)于原子晶體的說法不正確的是()A.原子晶體硬度較大B.原子晶體的熔、沸點較高C.原子晶體不導(dǎo)電D.金剛石、水晶和干冰屬于原子晶體【解析】選D。原子晶體的硬度較大;熔、沸點較高;原子晶體不導(dǎo)電;干冰不屬于原子晶體。6.(xx大連高二檢測)下列共價鍵的鍵長按由小到大排列的是()A.NClNBrNFB.HClHSHPC.SeHSHOHD.CHNHOH【解析】選B。共價鍵的鍵長可以用原子半徑之和大體上估算,但事實上不等于兩原子半徑之和。【補償訓(xùn)練】鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強弱。下列說法中錯誤的是()化學(xué)鍵SiOSiClHHHClSiSiSiC鍵能/kJmol-1460360436431176347B.HCl的穩(wěn)定性比HI穩(wěn)定性高C.CC的鍵能大于SiSiD.拆開1 mol四氯化硅中的化學(xué)鍵所吸收的能量為360 kJ【解析】選D。雖然SiCl鍵鍵能高于SiC鍵,但SiC是原子晶體,而SiCl4是分子晶體,熔點SiC高,A正確;氯原子半徑小于碘,故HCl鍵的鍵長小于HI鍵,HCl鍵鍵能較高,HCl分子較穩(wěn)定,B正確;碳原子半徑小于硅,故CC鍵鍵長小于SiSi鍵,CC鍵鍵能較高,C正確;1 mol SiCl4中含有4 mol SiCl鍵,需吸收4360 kJ能量,D錯。7.某原子晶體A,其空間結(jié)構(gòu)中的一部分如圖所示,A與某物質(zhì)B反應(yīng)生成C,其實質(zhì)是在每個AA鍵中插入一個B原子,則C的化學(xué)式為()A.ABB.A5B4C.AB2D.A2B5【解析】選C。空間結(jié)構(gòu)的一個單元中含有5個A原子,每個AA鍵中插入一個B原子,5個A原子含有10個AA鍵,所以插入了10個B原子,所以該單元中含有5個A原子10個B原子,所以A、B原子個數(shù)比是12,所以其化學(xué)式是AB2。8.(xx杭州高二檢測)在1 mol石英晶體中,含有SiO鍵數(shù)是()A.1 mol B.2 mol C.3 mol D.4 mol【解析】選D。SiO2的結(jié)構(gòu)類似于金剛石的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),但每個Si鍵合4個O,每個O鍵合2個Si。1 mol石英(SiO2)晶體有1 mol Si,由于每個Si鍵合四個O,就形成4個SiO鍵;所以形成的SiO鍵的物質(zhì)的量為4 mol。9.(xx韶關(guān)高二檢測)下列物質(zhì)的分子中,沒有鍵的是()A.CO2 B.N2 C.CH2CH2 D.HClO【解析】選D。在共價單鍵中只有鍵;雙鍵中有一個鍵、一個鍵;叁鍵中有一個鍵、兩個鍵。各種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式分別為OCO,NN,H2CCH2,HOCl,故只有HClO分子中沒有鍵。10.下列有關(guān)化學(xué)鍵類型的敘述正確的是()A.全部由非金屬元素構(gòu)成的化合物中肯定不存在離子鍵B.所有物質(zhì)中都存在化學(xué)鍵C.已知乙炔的結(jié)構(gòu)式為HCCH,則乙炔中存在2個鍵(CH)和3個鍵(CC)D.乙烷分子中只存在鍵,不存在鍵【解析】選D。銨鹽是離子化合物,含有離子鍵,但其中就沒有金屬元素,A項錯;稀有氣體的原子本身就達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),不存在化學(xué)鍵,B項錯;乙炔中存在3個鍵和2個鍵,即2個CH鍵和碳碳叁鍵中的1個鍵是鍵,而碳碳叁鍵中的兩個是鍵,C項錯。11.(雙選)某國家實驗室成功地在高壓下將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的原子晶體。下列關(guān)于CO2的原子晶體的說法正確的是()A.在一定條件下,CO2的原子晶體轉(zhuǎn)化為分子晶體是物理變化B.CO2的原子晶體和CO2的分子晶體具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)C.在CO2的原子晶體中,每個碳原子周圍結(jié)合4個氧原子,每個氧原子跟2個碳原子相結(jié)合D.CO2的原子晶體的硬度很大,熔、沸點比干冰高得多【解析】選C、D。反應(yīng)過程為OCO有鍵斷裂和重排過程,屬于化學(xué)變化,晶體類型也隨之改變。二者的化學(xué)性質(zhì)相同,但物理性質(zhì)不同,CO2的原子晶體類似于SiO2,即每個碳原子周圍結(jié)合4個氧原子,每個氧原子周圍結(jié)合2個碳原子。由于是原子晶體,因此硬度大,熔、沸點高。二、非選擇題12.用下列分子的序號填空,HF,Br2,H2O,N2,CO2,H2,H2O2,HCN(1)分子中只有鍵的是_;(2)分子中含有鍵的是;(3)分子中所有原子都滿足最外層為8個電子結(jié)構(gòu)的是;(4)分子中含有由兩個原子的s軌道重疊形成的鍵的是;(5)分子中含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的鍵的是;(6)分子中含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的鍵的是。【解析】寫出分子的結(jié)構(gòu)式,明確鍵與鍵的判斷方法與鍵的類型是解題的關(guān)鍵。答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)13.(xx成都高二檢測)氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1 300反應(yīng)獲得。(1)氮化硅晶體屬于晶體。(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,原子間都以單鍵相連,且氮原子和氮原子,硅原子與硅原子不直接相連,同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),請寫出氮化硅的化學(xué)式_。(3)現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣的保護下,加強熱發(fā)生反應(yīng),可得到較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_?！窘馕觥?1)從題給信息知氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,應(yīng)是原子晶體。(2)每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),可知氮顯-3價,硅顯+4價,正負(fù)化合價代數(shù)和為零,可得化學(xué)式為Si3N4。(3)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+ 12HCl。答案:(1)原子(2)Si3N4(3)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+ 12HCl14.單質(zhì)硼有無定形和晶體兩種,參考下列數(shù)據(jù):金剛石晶體硅晶體硼熔點/K>3 5501 4102 573沸點/K4 8272 6282 823摩氏硬度106.59.5(1)晶體硼的晶體類型屬于。(2)已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖所示),其中有二十個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點,每個頂點各有一個硼原子。通過觀察圖形及推算得出此基本結(jié)構(gòu)單元是由個硼原子構(gòu)成;共有個BB鍵,其中BB鍵的鍵角為?！窘馕觥?1)晶體硼的熔、沸點較高,屬于原子晶體。(2)通過硼的基本結(jié)構(gòu)單元圖形可知,每個等邊三角形中有3個硼原子,而每個硼原子為5個等邊三角形共用,故此基本結(jié)構(gòu)單元中硼原子的個數(shù)為=12。從圖形中可知,每個B形成5個化學(xué)鍵,每兩個B形成一個共價鍵,故BB鍵的個數(shù)為125=30個。每三個B形成一個正三角形,故BB鍵的鍵角為60。答案:(1)原子晶體(2)12306015.A、B、C、D分別代表四種不同的短周期元素。A元素的原子最外層電子排布為ns1,B元素的原子價電子排布為ns2np2,C元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍,D元素原子的M電子層的p軌道中有3個電子。(1)C原子的電子排布式為,若A元素的原子最外層電子排布為1s1,則按原子軌道的重疊方式,A與C形成的化合物中的共價鍵屬于(填“”或“”)鍵。(2)當(dāng)n=2時,B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,B與C形成物質(zhì)的化學(xué)式可能為。當(dāng)n=3時,B與C形成的晶體中微粒間的作用力是_。(3)若A元素的原子最外層電子排布為2s1,B元素的原子價電子排布為3s23p2,元素A在周期表中的位置是,A、B、C、D四種元素的第一電離能由大到小的順序是(用元素符號表示)。【解析】C元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍,則C為O;D元素原子的M電子層的p軌道中有3個電子,則D為P。(1)A元素的原子最外層電子排布為1s1,則A為H,A與C形成的化合物有H2O和H2O2。(2)n=2時,B為碳,B與C形成的物質(zhì)為CO2或CO;n=3時,B為硅,B與C形成的晶體為SiO2,晶體內(nèi)部存在的作用力為共價鍵。(3)A元素的原子最外層電子排布為2s1,則A為Li,B元素的原子價電子排布為3s23p2,則B為Si。答案:(1)1s22s22p4(2)CO或CO2共價鍵(3)第2周期A族O>P>Si>Li16.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四種常見元素,其相關(guān)信息如下表:元素相關(guān)信息XX的基態(tài)原子核外2p軌道上有2個電子Y常溫常壓下,Y單質(zhì)是淡黃色固體,常在火山口附近沉積ZZ和Y同周期,Z的電負(fù)性大于YWW的一種核素的質(zhì)量數(shù)為63,中子數(shù)為34(1)Y位于元素周期表第周期第族,Y和Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性較強的是_(寫化學(xué)式)。(2)XY2是一種常用的溶劑,XY2的分子中存在個鍵。在HY、HZ兩種共價鍵中,鍵的極性較強的是_,鍵長較長的是。(3)W的基態(tài)原子核外電子排布式是_。W2Y在空氣中煅燒生成W2O的化學(xué)方程式是_。【解析】X的核外電子排布式為1s22s22p2,是碳元素;Y是硫元素;Z是氯元素;W的原子序數(shù)為63-34=29,是銅元素。(1)Cl的非金屬性比S的非金屬性強,所以HClO4的酸性比H2SO4的酸性強。(2)CS2分子中有2個雙鍵,雙鍵中有一個鍵是鍵,一個鍵是鍵。Cl的電負(fù)性比S的電負(fù)性強,所以HCl鍵的極性比HS鍵的極性強;S的原子半徑比Cl的原子半徑大,所以HS鍵的鍵長比HCl鍵的鍵長長。(3)銅元素原子的3d軌道處于全滿狀態(tài)。Cu2S煅燒時生成SO2,不是SO3。答案:(1)3AHClO4(2)2HClHS(3)1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2