高中化學(xué)人教版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 名師獲獎(jiǎng)

章末檢測(cè)一、選擇題(本題有15小題，每小題3分，共45分)1．下列晶體分類中正確的一組是 ()離子晶體原子晶體分子晶體ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBa(OH)2金剛石玻璃答案C解析從構(gòu)成晶體的粒子和微粒間的相互作用力去判斷晶體的類型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是陰、陽(yáng)離子間通過(guò)離子鍵相互結(jié)合成的離子晶體，純H2SO4中無(wú)H＋，是分子晶體。Ar分子間以范德華力相互結(jié)合為分子晶體，石墨是混合晶體，水晶(SiO2)與金剛石是典型的原子晶體。硫的化學(xué)式用S表示，實(shí)際上是S8，氣體時(shí)為S2，是以范德華力結(jié)合成的分子晶體。玻璃沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，加熱時(shí)逐漸軟化，為非晶體。2．有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說(shuō)法中不正確的是 ()A．在NaCl晶體中，距Na＋最近的Cl－形成正八面體B．在CaF2晶體中，每個(gè)晶胞平均占有4個(gè)Ca2＋C．在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)的比為1∶2D．該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為EF或FE答案D解析CaF2晶體中，Ca2＋占據(jù)8個(gè)頂角，6個(gè)面心，故Ca2＋共8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個(gè)；金剛石晶體中，每個(gè)C原子與4個(gè)C原子相連，而碳碳鍵為2個(gè)碳原子共用，C原子與C—C鍵個(gè)數(shù)比為1∶2；由于是氣態(tài)團(tuán)簇分子，其分子式應(yīng)為E4F4或F4E4。3．下列數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)表，有關(guān)的判斷正確的是 ()Na2ONaAlF3AlCl3Al2O3BCl3CO2SiO2920℃℃1291℃190℃2073℃－107℃－57℃1723℃A.只要含有金屬陽(yáng)離子的晶體就一定是離子晶體B．在共價(jià)化合物分子中各原子都形成8電子結(jié)構(gòu)C．同族元素的氧化物不可能形成不同類型的晶體D．金屬晶體的熔點(diǎn)不一定比分子晶體的高答案D解析本題通過(guò)學(xué)生思維的易混淆點(diǎn)考查學(xué)生思維的全面性。金屬晶體中含有金屬陽(yáng)離子，但不屬于離子晶體，A錯(cuò)；在含有H原子的共價(jià)分子中，H原子形成2個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)；CO2和SiO2分別屬于分子晶體和原子晶體，C錯(cuò)誤；Na的熔點(diǎn)低于AlCl3，D正確。4．下列各組物質(zhì)的沸點(diǎn)，按由低到高順序排列的是 ()A．NH3、CH4、NaCl、NaB．H2O、H2S、MgSO4、SO2C．CH4、H2O、NaCl、SiO2D．Li、Na、K、Rb、Cs答案C解析C項(xiàng)中SiO2是原子晶體，NaCl是離子晶體，CH4、H2O都是分子晶體，且常溫下水為液態(tài)，CH4是氣態(tài)。選項(xiàng)D中的五種堿金屬晶體，由于其金屬鍵漸弱(金屬陽(yáng)離子電荷數(shù)相等，但半徑增大)等原因，熔點(diǎn)依次降低。5．下面有關(guān)晶體的敘述中，不正確的是 ()A．金剛石為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子B．氯化鈉晶體中，每個(gè)Na＋周圍緊鄰且距離相等的Na＋共有6個(gè)C．氯化銫晶體中，每個(gè)Cs＋周圍緊鄰8個(gè)Cl－D．干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周圍緊鄰12個(gè)CO2分子答案B解析金剛石中由共價(jià)鍵構(gòu)成的最小環(huán)狀結(jié)構(gòu)中有6個(gè)碳原子；NaCl晶體中，每個(gè)Na＋周圍緊鄰6個(gè)Cl－，每個(gè)Na＋周圍緊鄰12個(gè)Na＋；氯化銫晶體中，每個(gè)Cs＋周圍緊鄰8個(gè)Cl－，每個(gè)Cs＋周圍緊鄰6個(gè)Cs＋；干冰晶體中，每個(gè)CO2分子周圍緊鄰12個(gè)CO2分子。6．下列式子中，真實(shí)表示物質(zhì)分子組成的是 ()A．H2SO4 B．NH4ClC．SiO2 D．C答案A解析只有分子晶體的化學(xué)式才表示真實(shí)的分子組成。7．X元素的1個(gè)原子失去2個(gè)電子，被Y元素的2個(gè)原子各獲得1個(gè)電子，形成離子化合物Z，下列說(shuō)法中不正確的是 ()A．固態(tài)Z是離子晶體B．Z可以表示為X2YC．固態(tài)Z熔化后能導(dǎo)電D．X可形成＋2價(jià)陽(yáng)離子答案B8．有關(guān)晶體的下列說(shuō)法中正確的是 ()A．晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定B．原子晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高C．冰融化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生斷裂D．氯化鈉熔化時(shí)離子鍵未被破壞答案B解析分子穩(wěn)定是由于分子內(nèi)所含的共價(jià)鍵穩(wěn)定，而與分子間作用力大小無(wú)關(guān)；原子晶體內(nèi)部只存在共價(jià)鍵，共價(jià)鍵越強(qiáng)，破壞共價(jià)鍵所需的能量越多，熔點(diǎn)越高，B正確；冰在融化時(shí)克服的是氫鍵，水分子內(nèi)部并沒(méi)有變化；氯化鈉熔化時(shí)，由于離子間的距離變大，則離子鍵被破壞。9．氯化硼的熔點(diǎn)為℃，沸點(diǎn)為℃。在氯化硼分子中，氯—硼—氯鍵角為120°，它可以水解，水解產(chǎn)物之一是氯化氫。下列對(duì)氯化硼的敘述中正確的是 ()A．氯化硼是原子晶體B．熔化時(shí)，氯化硼能導(dǎo)電C．氯化硼分子是一種極性分子D．水解方程式：BCl3＋3H2OH3BO3＋3HCl答案D解析首先根據(jù)性質(zhì)推導(dǎo)該晶體是分子晶體還是原子晶體，再根據(jù)具體晶體的性質(zhì)判斷選項(xiàng)。因?yàn)锽Cl3的熔沸點(diǎn)較低，故應(yīng)為分子晶體，分子晶體熔化時(shí)不導(dǎo)電，故A、B錯(cuò)；又因氯—硼—氯鍵角為120°，則可確定BCl3為非極性分子，C錯(cuò)。10．下列說(shuō)法正確的是 ()A．一種金屬元素和一種非金屬元素一定能形成離子化合物B．離子鍵只存在于離子化合物中C．共價(jià)鍵只存在于共價(jià)化合物中D．離子化合物中必定含有金屬元素答案B解析AlCl3是共價(jià)化合物，A錯(cuò)；凡含有離子鍵的化合物就是離子化合物，B正確；共價(jià)鍵除存在于共價(jià)化合物中，非金屬單質(zhì)及離子化合物中也可含有共價(jià)鍵，C錯(cuò)；銨鹽屬于離子化合物，但其中沒(méi)有金屬元素，D錯(cuò)。11．下列有關(guān)數(shù)據(jù)的比較，不正確的是 ()A．元素的價(jià)電子數(shù)和所在族的族序數(shù)相等B．NaOH晶體中的陽(yáng)離子和陰離子數(shù)目相等C．CsCl晶體中每個(gè)Cs＋周圍緊鄰的Cl－和每個(gè)Cl－周圍緊鄰的Cs＋個(gè)數(shù)相等D．[Co(NH3)6]3＋中的NH3分子數(shù)與配位鍵數(shù)相等答案A解析A項(xiàng)中主族元素的價(jià)電子數(shù)與所在的族序數(shù)相等，但第ⅠB、ⅡB和第Ⅷ族元素的價(jià)電子數(shù)與族序數(shù)不相等；NaOH與CsCl中陽(yáng)離子與陰離子帶的電荷數(shù)均相等，因此晶體中陰、陽(yáng)離子數(shù)均相等；D項(xiàng)中每個(gè)NH3中有一對(duì)孤電子對(duì)，因此其配位鍵數(shù)與配位數(shù)相等。12．下列各組物質(zhì)的晶體中，化學(xué)鍵類型相同，晶體類型也相同的是 ()A．SO2和SiO2 B．CO2和H2OC．NaCl和HCl D．CCl4和KCl答案B解析A項(xiàng)，SO2為分子晶體，SiO2為原子晶體；B項(xiàng)，CO2和H2O都有共價(jià)鍵，都屬于分子晶體；C項(xiàng)，NaCl中為離子鍵，是離子晶體，HCl中為共價(jià)鍵，是分子晶體；D項(xiàng)，CCl4中為共價(jià)鍵，屬于分子晶體，KCl中為離子鍵，是離子晶體。13．如下圖所示，鐵有δ、γ、α三種同素異形體，三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說(shuō)法正確的是 ()δ－Feeq\o(,\s\up7(1394℃))γ－Feeq\o(,\s\up7(912℃))α－FeA．γ－Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個(gè)B．α－Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個(gè)C．將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻，得到的晶體類型相同D．三種同素異形體的性質(zhì)相同答案B解析A項(xiàng)中，γ－Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子為12個(gè)；C項(xiàng)中，冷卻到不同的溫度，得到的晶體類型不同；D項(xiàng)，同素異形體的物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相似。14．A、B、C、D四種短周期元素的原子半徑依次減小，A與C的核電荷數(shù)之比為3∶4，D能分別與A、B、C形成電子總數(shù)相等的分子X(jué)、Y、Z。下列敘述不正確的是 ()A．X、Y、Z三者均可形成分子晶體B．A、B、C、D只能形成五種單質(zhì)C．X、Y、Z三種化合物的沸點(diǎn)逐漸升高D．自然界存在多種由A、B、C、D四種元素組成的化合物答案B解析A、C的核電荷數(shù)如為3和4，則B的原子半徑無(wú)法介于A、C之間，如為9和12，則不符合原子半徑依次減小這一要求，所以A為碳，C為氧，則B為氮，D為氫，D與碳、氮、氧形成的電子總數(shù)相等的分子均為分子晶體，A正確。四種元素有的可形成多種同素異形體，故B錯(cuò)誤。NH3、H2O分子間均可形成氫鍵，H2O常溫下呈液態(tài)，C正確。蛋白質(zhì)等含上述四種元素，D正確。15．如圖，在氯化鈉晶體中，與每個(gè)Na＋等距離且最近的幾個(gè)Cl－所圍成的空間幾何構(gòu)型為 ()A．十二面體B．正八面體C．正六面體D．正四面體答案B解析在氯化鈉晶體中，與每個(gè)Na＋等距離且最近的Cl－有6個(gè)，正好位于Na＋的上下左右前后，構(gòu)成正八面體。二、非選擇題(本題有5小題，共55分)16．(6分)A、B、C為三種短周期元素，A原子最外層電子數(shù)是次外層的2倍，B原子比A原子多一個(gè)質(zhì)子，C2＋與Ne具有相同的核外電子排布，試推斷：(1)B與C形成的化合物屬于________晶體。(2)工業(yè)上已合成一種硬度比金剛石還大的由A和B組成的晶體，在該晶體中B顯－3價(jià)，則該晶體的化學(xué)式為_(kāi)_______，屬于________晶體。答案(1)離子(2)C3N4原子解析根據(jù)原子結(jié)構(gòu)判斷A為碳元素，B為氮元素，C為鎂元素。B與C形成的化合物Mg3N2為離子晶體，A與B形成的晶體硬度比金剛石還大，所以為原子晶體，由化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為零可推知，其化學(xué)式為C3N4。17．(8分)下表是元素周期表中的前四周期，回答下列問(wèn)題：(1)按原子軌道的重疊方式，①與⑤形成的化合物中的共價(jià)鍵屬于________(填“σ”或“π”)鍵。(2)②、⑤、⑥、⑧四種元素第一電離能由高到低的順序是________(用元素符號(hào)表示)。(3)元素④形成的單質(zhì)的晶體類型可以是原子晶體，如________(填寫(xiě)物質(zhì)名稱)，也可以是________，如C60。(4)元素③、⑥形成的化合物與⑦的氫化物均為AB3型，但這兩種化合物分子的立體結(jié)構(gòu)明顯不同。③、⑥兩種元素形成的化合物分子的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______，⑦的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______。答案(1)σ(2)F、N、Be、K(3)金剛石分子晶體(4)平面三角形三角錐形解析首先根據(jù)元素在周期表中的位置確定①～⑧代表的各元素。①與⑤形成的化合物為NH3，只含N—H鍵，為σ鍵。BF3中B原子的最外層電子全部參與成鍵(sp2雜化)，形成平面三角形結(jié)構(gòu)；而PH3分子中P原子上的一對(duì)孤電子對(duì)的影響使PH3成為三角錐形結(jié)構(gòu)。18．(8分)已知：A.金剛石、、、、E.干冰、F.固體碘，填寫(xiě)下列空白。(用序號(hào)填寫(xiě))(1)熔化時(shí)不需破壞化學(xué)鍵的是________，熔化時(shí)只需破壞共價(jià)鍵的是________，熔點(diǎn)最高的是________，熔點(diǎn)最低的是________。(2)晶體中既存在離子鍵又存在共價(jià)鍵的是________，只存在離子鍵的是________。(3)由極性鍵構(gòu)成的非極性分子是________。答案(1)EFAAE(2)CDB(3)E解析(1)晶體熔化時(shí)需要克服晶體中微粒間的作用力，原子晶體要破壞共價(jià)鍵，離子晶體要破壞離子鍵，金屬晶體要破壞金屬鍵，分子晶體只需破壞分子間作用力。金剛石為原子晶體，熔點(diǎn)最高。干冰是CO2的晶體，是分子晶體，且CO2常溫下為氣體，所以干冰熔點(diǎn)最低。(3)分子的極性與鍵的極性及分子的空間構(gòu)型有關(guān)，CO2分子中，C與O間是極性鍵，分子為直線形，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，為非極性分子。19．(14分)上海世博會(huì)場(chǎng)館，大量的照明材料或屏幕都使用了發(fā)光二極管(LED)。目前市售LED鋁片，材質(zhì)基本以GaAs(砷化鎵)、AlGaInP(磷化鋁鎵銦)、InGaN(氮化銦鎵)為主。已知鎵是鋁同族下一周期的元素。砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖。試回答：(1)鎵的基態(tài)原子的電子排布式是_____________________________________。(2)砷化鎵晶胞中所包含的砷原子(白色球)個(gè)數(shù)為_(kāi)_______，與同一個(gè)鎵原子相連的砷原子構(gòu)成的立體構(gòu)型為_(kāi)_______。(3)N、P、As處于同一主族，其氫化物沸點(diǎn)由高到低的順序是________。(用氫化物分子式表示)(4)砷化鎵可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃時(shí)制得。(CH3)3Ga中鎵原子的雜化方式為_(kāi)_______。(5)比較二者的第一電離能：As________Ga(填“<”“>”或“＝”)。(6)下列說(shuō)法正確的是________。A．砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相同B．GaP與GaAs互為等電子體C．電負(fù)性：As>GaD．砷化鎵晶體中含有配位鍵答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)(2)4正四面體(3)NH3>AsH3>PH3(4)sp2(5)>(6)BCD解析(1)鎵位于元素周期表中第四周期第ⅢA族，故其核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1。根據(jù)“均攤法”：白色球個(gè)數(shù)為(6/2)＋(8/8)＝4。由晶胞圖可知與同一個(gè)鎵原子相連的砷原子構(gòu)成的立體構(gòu)型為正四面體。(3)由于NH3分子間存在氫鍵，所以NH3的沸點(diǎn)最高，由于AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH3，故AsH3的沸點(diǎn)高于PH3。(4)由于Ga原子周圍只有3對(duì)成鍵電子對(duì)，故其雜化方式為sp2。(5)As和Ga處于同一周期，而處于ⅤA族的As外圍電子處于半滿的較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故As的第一電離能大于Ga。(6)由題中晶胞圖可知A顯然是錯(cuò)誤的。根據(jù)等電子體的概念可知選項(xiàng)B正確。根據(jù)電負(fù)性的概念可知選項(xiàng)C正確。由于Ga原子最外層只有3個(gè)電子，而每個(gè)Ga原子與4個(gè)As原子成鍵，因此其中一個(gè)共價(jià)鍵必為配位鍵，D正確。20．(19分)氮化硼(BN)是一種重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂為起始物，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)可以得到BF3和BN，如下圖所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)由B2O3制備BF3、BN的化學(xué)方程式依次是________________________、__________________________。(2)基態(tài)B原子的電子排布式為_(kāi)_______，B和N相比，電負(fù)性較大的是________，BN中B元素的化合價(jià)為_(kāi)_______。(3)在BF3分子中，F(xiàn)—B—F的鍵角是________，B原子的雜化軌道類型為_(kāi)_______，BF3和過(guò)量NaF作用可生成NaBF4，BF4－的立體構(gòu)型為_(kāi)_______。(4)在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學(xué)鍵為_(kāi)_______，層間作用力為_(kāi)_______。(5)六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，晶胞邊長(zhǎng)為pm。立方氮化硼晶胞中含有________個(gè)氮原子、________個(gè)硼原子，立方氮化硼的密度是________g·cm－3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值。阿伏加德羅常數(shù)為NA)。答案(1)B2O3＋3CaF2＋3H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))3CaSO4＋2BF3↑＋3H2OB2O3＋2NH3eq\o(=,\s\up7(高溫))2BN＋3H2O(2)1s22s22p1N＋3(3)120°sp2正四面體形(4)共價(jià)鍵(或極性共價(jià)鍵)分子間作用力(5)44eq\f(25×4