共价晶体分子晶体晶体结构的复杂性(40分钟70分)一、选择题(本题包括5小题,每小题10分,共50分)1.(双选)石墨晶体为层状结构,每一层均为碳原子与周围其他3个碳原子相结合而成的平面片层,同层相邻碳原子间距为142pm、相邻片层间距为335pm。如图是其晶体结构片层俯视图。下列说法不正确的是()A.石墨中含有共价键、范德华力、金属键、离子键等多种作用力,所以是混合型晶体B.每个碳原子形成3个σ键,碳原子是sp2杂化C.碳原子数与σ键键数之比为2∶3D.片层之间的碳形成共价键,所以熔点很高【解析】选A、D。石墨是混合型晶体,但不含有离子键,故A错误;每个碳原子形成3个σ键,采取sp2杂化,故B正确;每个碳原子平均含有×3=个σ键,所以碳原子数与σ键键数之比为2∶3,故C正确;石墨片层之间的碳以范德华力结合而不是共价键,故D错误。2.(双选)(2020·菏泽高二检测)观察下列模型并结合有关信息进行判断,下列说法错误的是()HCNS8SF6B12结构单元结构模型示意图备注-易溶于CS2-熔点1873KA.HCN的结构式为HCN,分子中含有1个σ键和2个π键B.固态硫S8属于共价晶体C.SF6是由极性键构成的非极性分子D.单质硼属共价晶体,结构单元中含有30个B—B键【解析】选A、B。“C≡N”键中含有1个σ键和2个π键,A项不正确;S8属于分子晶体,B项不正确;SF6是正八面体对称结构,是非极性分子,C项正确;硼晶体的结构单元中有12个B原子,每个原子形成5个B—B键,而每个B—B键为2个原子所共有,所以B—B键数为12×5/2=30个,D项正确。3.(2020·潍坊高二检测)美国《科学》杂志曾报道:在40GPa的高压下,用激光加热到1800K,人们成功制得了共价晶体CO2,下列对该物质的推断一定不正确的是()A.该共价晶体中含有极性键B.该共价晶体易气化,可用作制冷材料C.该共价晶体有很高的熔点D.该共价晶体硬度大,可用作耐磨材料【解析】选B。CO2由固态时形成的分子晶体变为共价晶体,其成键情况也发生了变化,但化学键依然为极性共价键,故A正确。CO2共价晶体具有高硬度、高熔点等特点,故C、D选项正确,B项错误。4.(2020·铜陵高二检测)AB型的化学式形成的晶体结构情况多种多样。下列图示的几种结构中最有可能是分子晶体的是()A.①③B.②⑤C.⑤⑥D.③④⑤⑥【解析】选B。分子晶体中不存在共用,从各图中可以看出②⑤不存在共用现象,所以最有可能是分子晶体。5.(双选)水分子间可通过一种叫“氢键”的作用(作用力介于化学键与范德华力大小之间)彼此结合而形成(H2O)n,在冰中n值为5。即每个水分子被其他4个水分子包围形成变形四面体,如图所示为(H2O)5单元,由无限个这样的四面体通过氢键构成一个庞大的分子晶体,即冰。下列有关叙述正确的是()A.1mol冰中含有2mol氢键B.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体C.冰晶体具有空间网状结构,是共价晶体D.水分子间通过H—O键形成冰晶体【解析】选A、B。由图可知,每个水分子(处于四面体的中心)与4个水分子(处于四面体的四个顶点)形成四个氢键,因为每个氢键都是由2个水分子共同形成的,所以每个水分子形成的氢键数为4×=2;冰中的水分子是靠氢键结合在一起,氢键不是化学键,而是一种分子间作用力,故C、D两项均错误;H2O分子形成氢键时沿O的四个sp3杂化轨道形成氢键,可以与4个水分子形成氢键,这4个水分子形成空间四面体构型,B项正确。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)6.(2020·广州高二检测)决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题:(1)如图是石墨的结构,其晶体中存在的作用力有______________(填字母)。A.σ键B.π键C.氢键D.配位键E.范德华力F.金属键G.离子键(2)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨晶体,每个碳原子通过________________杂化与周围碳原子成键,多层碳纳米管的层与层之间靠________________结合在一起。(3)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。①关于这两种晶体的说法正确的是________________(填字母)。a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软c.两种晶体中的B—N键均为共价键d.两种晶体均为分子晶体②六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________________,