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1、名校精品资料-化学3.3共价键 原子晶体课时训练达标巩固区一、选择题1.(2015烟台高二检测)下列晶体中属于原子晶体的是()A.干冰 B.食盐C.胆矾 D.晶体硅【解析】选D。常见的原子晶体中属于非金属单质的有金刚石、晶体硅、晶体硼等,属于非金属化合物的有二氧化硅、碳化硅、氮化硅等。2.下列说法中不正确的是()A.双键、叁键都有键B.成键原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固C.因每个原子未成对电子数是一定的,故配对原子个数也一定D.所有原子轨道在空间都有自己的方向性【解析】选D。ss键无论s轨道从哪个方向重叠都相同,因此这种共价键没有方向性。【易错提醒】(1)碳碳叁键和碳碳双键的键能不是碳碳
2、单键键能的3倍和2倍,原因是这些键的类型不完全相同。(2)键长约等于成键两原子的半径之和,实际上,由于轨道的重叠,前者比后者略短一些。3.对键的认识不正确的是()A.s-s键与s-p键的对称性相同B.键不属于共价键,是另一种化学键C.若分子中含有共价键,则至少含有一个键D.含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同【解析】选B。因s轨道为球形对称,因此s-s键与s-p键的对称性相同,A正确;键是共价键的一种,B错;若分子中含有共价键,则至少有一个键,C正确;形成键时,一般会形成双键或叁键,因此与只含有键的化合物的化学性质不同,D正确。【方法规律】键、键判断方法共价单键是键,共价双键中有一个是
3、键,另一个是键,共价叁键中有一个是键,另两个是键,如CH2CH2中的碳碳双键,一个是键,一个是键,CHCH中的碳碳叁键,一个是键,两个是键。【补偿训练】下列说法正确的是()A.非金属元素之间只能形成共价键,而不能形成离子键B.共价键的方向性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系C.烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的键比烯烃中的键稳定D.乙醇分子中不存在键【解析】选D。全由非金属元素构成的物质,只要含有铵根就一定含离子键;共价键的饱和性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系;烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烯烃中有键。4.(双选)已知C3N4晶体具有比金刚石更大的硬度,且原子间均以单键结合,下
4、列关于晶体的说法正确的是()A.C3N4晶体是离子晶体B.C3N4晶体中,CN键的键长比金刚石中CC键的键长要短C.C3N4晶体中微粒间通过离子键结合D.C3N4晶体中每个碳原子连接4个氮原子,而每个氮原子连接3个碳原子【解析】选B、D。C3N4晶体原子间均以单键结合,则原子间为共价键,且硬度比金刚石大,所以C3N4晶体是原子晶体,A、C错;因为氮原子比碳原子半径小,所以CN键比CC键的键长要短,B正确;因为碳原子最外层有4个孤电子对,易形成4个共价键,氮原子最外层有3个孤电子对,易形成3个共价键,所以C3N4晶体中每个碳原子连接4个氮原子,而每个氮原子连接3个碳原子,D正确。【补偿训练】用激
5、光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松,同时用射频电火花喷射氮气,此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜,这种化合物可以比金刚石更坚硬,其原因可能是()A.碳、氮原子构成空间网状结构的晶体B.碳、氮的单质化学性质均不活泼C.碳氮键比金刚石中的碳碳键长D.氮原子最外层电子数比碳原子多【解析】选A。碳氮化合物薄膜比金刚石更坚硬,说明此薄膜属于原子晶体范畴;而此原子晶体中共价键的键长(近似等于原子半径之和)比CC短。5.(2015苏州高二检测)下列关于原子晶体的说法不正确的是()A.原子晶体硬度较大B.原子晶体的熔、沸点较高C.原子晶体不导电D.金刚石、水晶和干冰属于原子晶体【解析】选D。原子晶体的硬度较大
6、;熔、沸点较高;原子晶体不导电;干冰不属于原子晶体。6.(2015大连高二检测)下列共价键的键长按由小到大排列的是()A.NClNBrNFB.HClHSHPC.SeHSHOHD.CHNHOH【解析】选B。共价键的键长可以用原子半径之和大体上估算,但事实上不等于两原子半径之和。【补偿训练】键能的大小可以衡量化学键的强弱。下列说法中错误的是()化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol-1460360436431176347A.SiCl4的熔点比SiC熔点低B.HCl的稳定性比HI稳定性高C.CC的键能大于SiSiD.拆开1 mol四氯化硅中的化学键所吸收的能量为360 kJ【解
7、析】选D。虽然SiCl键键能高于SiC键,但SiC是原子晶体,而SiCl4是分子晶体,熔点SiC高,A正确;氯原子半径小于碘,故HCl键的键长小于HI键,HCl键键能较高,HCl分子较稳定,B正确;碳原子半径小于硅,故CC键键长小于SiSi键,CC键键能较高,C正确;1 mol SiCl4中含有4 mol SiCl键,需吸收4360 kJ能量,D错。7.某原子晶体A,其空间结构中的一部分如图所示,A与某物质B反应生成C,其实质是在每个AA键中插入一个B原子,则C的化学式为()A.ABB.A5B4C.AB2D.A2B5【解析】选C。空间结构的一个单元中含有5个A原子,每个AA键中插入一个B原子,
8、5个A原子含有10个AA键,所以插入了10个B原子,所以该单元中含有5个A原子10个B原子,所以A、B原子个数比是12,所以其化学式是AB2。8.(2015杭州高二检测)在1 mol石英晶体中,含有SiO键数是()A.1 mol B.2 mol C.3 mol D.4 mol【解析】选D。SiO2的结构类似于金刚石的空间网状结构,但每个Si键合4个O,每个O键合2个Si。1 mol石英(SiO2)晶体有1 mol Si,由于每个Si键合四个O,就形成4个SiO键;所以形成的SiO键的物质的量为4 mol。9.(2015韶关高二检测)下列物质的分子中,没有键的是()A.CO2 B.N2 C.CH
9、2CH2 D.HClO【解析】选D。在共价单键中只有键;双键中有一个键、一个键;叁键中有一个键、两个键。各种物质的结构式分别为OCO,NN,H2CCH2,HOCl,故只有HClO分子中没有键。10.下列有关化学键类型的叙述正确的是()A.全部由非金属元素构成的化合物中肯定不存在离子键B.所有物质中都存在化学键C.已知乙炔的结构式为HCCH,则乙炔中存在2个键(CH)和3个键(CC)D.乙烷分子中只存在键,不存在键【解析】选D。铵盐是离子化合物,含有离子键,但其中就没有金属元素,A项错;稀有气体的原子本身就达到稳定结构,不存在化学键,B项错;乙炔中存在3个键和2个键,即2个CH键和碳碳叁键中的1
10、个键是键,而碳碳叁键中的两个是键,C项错。11.(双选)某国家实验室成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体。下列关于CO2的原子晶体的说法正确的是()A.在一定条件下,CO2的原子晶体转化为分子晶体是物理变化B.CO2的原子晶体和CO2的分子晶体具有相同的物理性质和化学性质C.在CO2的原子晶体中,每个碳原子周围结合4个氧原子,每个氧原子跟2个碳原子相结合D.CO2的原子晶体的硬度很大,熔、沸点比干冰高得多【解析】选C、D。反应过程为OCO有键断裂和重排过程,属于化学变化,晶体类型也随之改变。二者的化学性质相同,但物理性质不同,CO2的原子晶体类似于SiO2,即每个碳原子周
11、围结合4个氧原子,每个氧原子周围结合2个碳原子。由于是原子晶体,因此硬度大,熔、沸点高。二、非选择题12.用下列分子的序号填空,HF,Br2,H2O,N2,CO2,H2,H2O2,HCN(1)分子中只有键的是_;(2)分子中含有键的是;(3)分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是;(4)分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是;(5)分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是;(6)分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是。【解析】写出分子的结构式,明确键与键的判断方法与键的类型是解题的关键。答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)13
12、.(2015成都高二检测)氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300反应获得。(1)氮化硅晶体属于晶体。(2)已知氮化硅的晶体结构中,原子间都以单键相连,且氮原子和氮原子,硅原子与硅原子不直接相连,同时每个原子都满足8电子稳定结构,请写出氮化硅的化学式_。(3)现用四氯化硅和氮气在氢气的保护下,加强热发生反应,可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为_。【解析】(1)从题给信息知氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,应是原子晶体。(2)每个原子都满足8电子稳定结构,可知氮显-3价,硅显+4价,正负化合价代数和为零
13、,可得化学式为Si3N4。(3)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+ 12HCl。答案:(1)原子(2)Si3N4(3)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+ 12HCl14.单质硼有无定形和晶体两种,参考下列数据:金刚石晶体硅晶体硼熔点/K3 5501 4102 573沸点/K4 8272 6282 823摩氏硬度106.59.5(1)晶体硼的晶体类型属于。(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图所示),其中有二十个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点各有一个硼原子。通过观察图形及推算得出此基本结构单元是由个硼原子构成;共有个BB键,其中BB键的键角为。【解析
14、】(1)晶体硼的熔、沸点较高,属于原子晶体。(2)通过硼的基本结构单元图形可知,每个等边三角形中有3个硼原子,而每个硼原子为5个等边三角形共用,故此基本结构单元中硼原子的个数为=12。从图形中可知,每个B形成5个化学键,每两个B形成一个共价键,故BB键的个数为125=30个。每三个B形成一个正三角形,故BB键的键角为60。答案:(1)原子晶体(2)12306015.A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素。A元素的原子最外层电子排布为ns1,B元素的原子价电子排布为ns2np2,C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,D元素原子的M电子层的p轨道中有3个电子。(1)C原子的电子排布式为,若A元素的原子最外层电子排布为1s1,则按原
