晶體結構與性質章末檢測(三)

章末檢測(三)(時間：90分鐘

滿分：100分)第Ⅰ卷(選擇題，共

45分)一、選擇題

(本題包括

15個小題，每小題

3分，共

45分)1．下列式子中，真實表示物質分子組成的是 ( )A．H2SO4B．NH4ClC．SiO2D．C答案 A解析 只有分子晶體的化學式才表示真實的分子組成。2.在20世紀90年代末期，科學家發(fā)現(xiàn)并證明碳有新的單質形態(tài)C60存在。后來人們又相繼得到了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世紀初，科學家又發(fā)現(xiàn)了管狀碳分子和洋蔥狀碳分子，大大豐富了碳元素單質的家庭。下列有關說法錯誤的是 ( )A．熔點比較： C60<C70<C90<金剛石B．已知C(石墨)===C(金剛石) H>0，則石墨比金剛石穩(wěn)定C．C60晶體結構如圖所示，每個 C60分子周圍與它最近且等距離的D．金剛石、C60、C70、管狀碳和洋蔥狀碳都不能與 H2發(fā)生加成反應

C60分子有

12個答案

D解析

本題考查碳單質的幾種晶體的結構及性質。

C60、C70、C90均是分子晶體，相對分子質量越大，熔點越高，金剛石是原子晶體，熔點比分子晶體高得多，

A項正確；石墨轉化成金剛石是吸熱過程，說明石墨能量低，故石墨比金剛石穩(wěn)定，

B項正確；由

C60的晶體結構，可知每個

C60分子周圍與它最近且等距離的

C60分子有

12個，C

項正確；C60的結構中存在碳碳雙鍵，可與

H2發(fā)生加成反應，

D項錯誤。3．下列說法正確的是 ( )．一種金屬元素和一種非金屬元素一定能形成離子化合物．離子鍵只存在于離子化合物中C．共價鍵只存在于共價化合物中D．離子化合物中必定含有金屬元素答案 B解析 AlCl3是共價化合物， A錯；凡含有離子鍵的化合物就是離子化合物， B正確；共價鍵除存在于共價化合物中，非金屬單質及離子化合物中也可含有共價鍵，

C錯；銨鹽屬于離子化合物，但其中沒有金屬元素，

D錯。4．離子晶體不可能具有的性質是

(

)A．較高的熔、沸點

B．良好的導電性C．溶于極性溶劑

D．堅硬而易粉碎答案

B解析 離子晶體是陰、陽離子通過離子鍵結合而成的，在固態(tài)時，陰、陽離子受到彼此的束縛不能自由移動， 因而不導電。只有在離子晶體溶于水或熔融后， 電離成可以自由移動的陰、陽離子，才可以導電。5．下列敘述的各項性質中，不屬于金屬晶體的通性的是 ( )A．導電、導熱性 B．延展性C．具有金屬光澤 D．熔點都很高答案 D解析 金屬晶體熔點范圍很廣，有些比原子晶體還高，有些比分子晶體還低。6．X

元素的

1個原子失去

2個電子，被

Y元素的

2個原子各獲得

1個電子，形成離子化合物Z，下列說法中不正確的是

(

)A．固態(tài)

Z是離子晶體B．Z

可以表示為

X2YC．固態(tài)

Z熔化后能導電D．X

可形成＋

2價陽離子答案

B7．有關晶體的下列說法中正確的是 ( )．晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定．原子晶體中共價鍵越強，熔點越高C．冰融化時水分子中共價鍵發(fā)生斷裂D．氯化鈉熔化時離子鍵未被破壞答案 B解析 分子穩(wěn)定是由于分子內所含的共價鍵穩(wěn)定，而與分子間作用力大小無關；原子晶體內部只存在共價鍵，共價鍵越強，破壞共價鍵所需的能量越多，熔點越高， B正確；冰在融化時克服的是氫鍵，水分子內部并沒有變化；氯化鈉熔化時，由于離子間的距離變大，則離子鍵被破壞。8．下面二維平面晶體所表示的化學式為 AX3是( )A．只有②B．只有④C．②和③D．①和④答案C解析用均攤法計算：圖①中每個實心球周圍有6個空心球圍成正六邊形，但每個空心球為13個正六邊形共有，因此實心球與空心球的個數(shù)比為1∶(6×3)＝1∶2。圖②中，每個實心球周圍有6個空心球圍成正六邊形，但每個空心球為2個正六邊形共有，因此實心球與空心球的個數(shù)比為1∶(6×1)＝1∶3。③與②類似。圖④中，每個實心球周圍有6個空心球圍成正六21邊形，其中的4個被2個正六邊形共有，因此實心球與空心球的個數(shù)比為1∶(4×2＋2)＝1∶4。9．下列各組物質中，按熔點由低到高排列的是()A．O2、I2、HgB．CO2、Al2O3、KClC．Na、K、RbD．H2S、H2Se、H2Te答案D解析A項，可聯(lián)系三種物質在常溫下的狀態(tài)判斷，O2為氣體，I2為固體，Hg為液體，熔點應為O2<Hg<I2；B項，CO2為氣體，而 KCl和Al2O3為離子化合物，在常溫下均為固體，由于離子半徑K＋>Al3＋，Cl－>O2－且后者電荷數(shù)高于前者，可知Al2O3的熔點應高于KCl；C項，堿金屬的熔、沸點隨核電荷數(shù)增大而降低；D項，三種物質為氧族元素的氣態(tài)氫化物，它們的相對分子質量依次增大，范德華力依次增大，熔點依次升高。10．下表給出幾種氯化物的熔點和沸點。物質NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔點/℃801710190－68沸點/℃1465141818057通過上表可得出以上結論：①AlCl3在加熱時可升華；② SiCl4屬于分子晶體；③ 1500℃時示；④AlCl3是典型的離子晶體。其中與表中數(shù)據(jù)一致的是 (

NaCl)

的分子組成可用

NaCl

表A．①和②B．③C．①②③D．全部一致答案C解析由表中數(shù)據(jù)可看出AlCl3的沸點比熔點低，加熱可升華，表明它是分子晶體；SiCl4的熔、沸點低，是分子晶體；NaCl是離子晶體，只有高溫呈氣態(tài)時，其組成才可以用NaCl表示，選項C正確。11．下列說法正確的是()A．熔點：鋰<鈉<鉀<銣<銫B．由于HCl的分子間作用力大于HI，故HCl比HI穩(wěn)定C．等質量的金剛石和石墨晶體所含碳碳鍵的數(shù)目相等D．已知AB的離子晶體結構如圖所示，則每個A＋周圍距離最近且等距的B－有8個答案

D解析

A項熔點應逐漸降低；

B項HCl

比HI

穩(wěn)定是因為

H—Cl

鍵比

H—I

鍵牢固的緣故；

C項12g金剛石中含2molC—C鍵，12g石墨中含有1.5molC—C鍵；D項中每個A＋被8個B－所形成的立方體包圍，B－亦被8個A＋所形成的立方體包圍。12．下列有關離子晶體的數(shù)據(jù)大小比較不正確的是 ( )A．熔點：NaF＞MgF2＞AlF3B．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBrC．陰離子的配位數(shù)： CsCl＞NaCl＞CaF2D．硬度：MgO＞CaO＞BaO答案A解析由于Na＋、Mg2＋、Al3＋的離子半徑依次減小，所帶電荷數(shù)依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大，熔點依次升高，故A錯誤；F－、Cl－、Br－的半徑依次增大，因此NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次減小，故B正確；CsCl、NaCl、CaF2中陰離子的配位數(shù)分別為8、6、4，故C正確；Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋的半徑依次增大，因此MgO、CaO、BaO的晶格能依次減小，硬度依次減小，D正確。13．下列說法中錯誤的是()A．從CH4、NH＋4、SO42－為正四面體結構，可推測PH4＋、PO43－也為正四面體結構B．1mol金剛石晶體中，平均含有2molC—C鍵C．水的沸點比硫化氫的高，是因為H2O分子間存在氫鍵，H2S分子間不能形成氫鍵D．某氣態(tài)團簇分子結構如圖所示，該氣態(tài)團簇分子的分子式為EF或FE答案 D解析 根據(jù)等電子體的概念可知 A項正確；金剛石中碳原子形成空間網(wǎng)狀的正四面體結構，B正確；選項 C顯然是正確的；選項 D中強調該物質是氣態(tài)團簇分子，即是一個大分子，因此不能用均攤法計算，直接找出分子中原子個數(shù)即得化學式，該物質的化學式應為 E4F4，選項D錯誤。14．通常情況下，氯化鈉、氯化銫、二氧化碳和二氧化硅的晶體結構分別如圖所示，下列關于這些晶體結構和性質的敘述不正確的是 ( )．同一主族的元素與另一相同元素所形成的化學式相似的物質不一定具有相同的晶體結構．氯化鈉、氯化銫和二氧化碳的晶體都有立方的晶胞結構，它們具有相似的物理性質C．二氧化碳晶體是分子晶體，其中不僅存在分子間作用力，而且也存在共價鍵D．在二氧化硅晶體中，平均每個 Si原子形成 4個Si—O共價單鍵答案 B解析 SiO2和CO2的化學式相似，但其晶體結構類型不同， A正確；CO2為分子晶體，因此分子間存在分子間作用力，而分子內部碳原子和氧原子間形成共價鍵， NaCl和CsCl為離子晶體，故物理性質不同， C正確、B錯誤；根據(jù)二氧化硅的結構可判斷 D正確。15.在某晶體中，與某一個微粒 x距離最近且等距離的另一個微粒 y所圍成的立體構型為正八面體形(如圖)。該晶體不是( )A．NaCl(x＝Na＋，y＝Cl－)＋－B．CsCl(x＝Cs，y＝Cl)C．金屬釙(Po)D．C60晶體答案

B解析

由圖可知微粒

x的配位數(shù)為

6，而

CsCl

晶體中，陰、陽離子的配位數(shù)均為

8，B

項錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題，共 55分)二、非選擇題 (本題包括 6個小題，共 55分)16．(5分)Al和Si在元素周期表金屬和非金屬過渡位置上，其單質和化合物在建筑業(yè)、電子工業(yè)和石油化工等方面應用廣泛。請回答下列問題：(1)AlCl3是化工生產中的常用催化劑，熔點為192.6℃，熔融狀態(tài)以二聚體Al2Cl6形式存在，其中鋁原子與氯原子的成鍵類型是________。(2)超高導熱絕緣耐高溫納米氮化鋁(AlN)在絕緣材料中的應用廣泛，AlN晶體與金剛石類似，每個Al原子與________個N原子相連，與同一個Al原子相連的N原子構成的空間構型為________。在四大晶體類型中，AlN屬于________晶體。(3)Si和C同主族，Si、C和O成鍵情況如下：C—OC==OSi—OSi==O鍵能kJ/mol369803464640在C和O之間可以形成雙鍵，形成CO2分子，而Si和O則不能像碳那樣形成穩(wěn)定分子的原因是________________________________________________________________。答案(1)共價鍵(或σ鍵)(2)4正四面體原子(3)Si—O鍵的鍵能大于C—O鍵的鍵能，C==O鍵的鍵能大于 Si==O鍵的鍵能，所以 Si和O成單鍵，而 C和O以雙鍵形成穩(wěn)定分子解析

AlCl

3是化工生產中常用的催化劑，熔點為

192.6℃，熔融狀態(tài)以二聚體

Al2Cl6形式存在，可以推出其分子為共價化合物，因此原子間形成的化學鍵為共價鍵；超高導熱絕緣耐高溫納米氮化鋁 (AlN)在絕緣材料中的應用廣泛，AlN為原子晶體，因此每個 Al原子周圍有 4個

AlN 晶體與金剛石類似，可以知道或者預測N原子，且與同1個Al原子相連的 4個

N原子構成正四面體結構；根據(jù)數(shù)據(jù)可以判斷化學鍵的強弱。17．(8分)金屬鉀的冶煉可采用如下 3種方法，方法一： KCl＋Na===NaCl＋K↑，方法二：2KF＋CaC2===CaF2＋2K↑＋2C，方法三：K2CO3＋2C===2K↑＋3CO↑。試回答相關問題：(1)將方法一中四種物質的熔點按由高到低的順序排列： _____________________________。(2)方法二以KF和電石的主要成分(CaC2)為原料來制備K。CaC2中陰離子內部共價鍵的類型是__________________________________________________________。產物之一CaF2的一個不完整的晶胞如圖所示，則圖中實心球表示2＋－？____________。Ca還是F(3)方法三中原料K2CO3中陰離子的空間立體構型為________________，與產物CO互為等電子體的離子為__________(填化學式)，CO在配合物中常作為配體，如近年來開始使用的一種新型汽油防震劑Fe(CO)5，該化合物中鐵元素的化合價為__________。答案(1)NaCl>KCl>Na>K2＋(2)σ鍵和π鍵(或答非極性共價鍵)Ca(3)平面正三角形－0價CN(或其他合理答案)解析(1)NaCl的晶格能大于KCl，因此NaCl的熔點大于KCl，金屬鈉中金屬鍵強于金屬鉀，因此熔點Na大于K，由于堿金屬的熔點均較低，可判斷出兩種離子化合物的熔點均高于兩種金屬晶體。(2)由CaC2和水反應制乙炔的反應原理可推知C22－中化學鍵的類型。(3)CO32－中碳原子以sp2形式雜化，因此CO32－的空間立體構型為平面正三角形。CO(羰基)為中性配位體，故Fe(CO)5中Fe元素為0價。18．(12分)下圖為CaF2、H3BO3(層狀結構，層內的H3BO3分子通過氫鍵結合)、金屬銅三種晶體的結構示意圖，請回答下列問題。(1)圖1所示的CaF2晶體中與 Ca2＋最近且等距離的 F－數(shù)為________個，圖3中未標號的銅原子形成晶體后周圍最緊鄰的銅原子數(shù)為

________個。(2)圖

2所示的物質結構中最外層已達

8電子結構的原子是

__________。H3BO3晶體中

B原子個數(shù)與極性鍵個數(shù)比為

______________。(3)金屬銅具有很好的延展性、導電性、傳熱性，對此現(xiàn)象最簡單的解釋是用“

________”理論。(4)三種晶體中熔點最低的是 ________，其晶體受熱熔化時，克服的微粒之間的相互作用力為__________。答案(1)812(2)O1∶6(3)電子氣(4)H3BO3分子間作用力解析本題考查了離子晶體、分子晶體和金屬晶體三種不同的晶體類型，涉及配位數(shù)、化學鍵的破壞等知識。(1)從圖1面心上的一個Ca2＋可看出連接4個F－，若將旁邊的晶胞畫出，－2＋－。銅屬于面心立方最密堆積，配位數(shù)為12。(2)H是也應連4個F，則一個Ca連有8個F兩電子，B從圖2看，只形成三個共價鍵，應為6個電子，只有氧為8電子。H3BO3屬于分子晶體，一個B連有3個O,3個O又連有3個H，所以一個B對應6個極性鍵。(3)“電子氣”理論可以很好地解釋金屬的導電、導熱和延展性等物理性質。(4)熔點大小一般規(guī)律：原子晶體>離子晶體>分子晶體，金屬晶體看具體情況，此題H3BO3為分子晶體，應熔點最低，熔化時破壞分子間作用力。19．(9分)(1)MH2是金屬氫化物儲氫材料，其晶胞結構如圖所示。已知該晶體的密度ag·cm－3，則該晶胞的體積為________cm3[用a、NA表示(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)]。(2)NaH具有NaCl型晶體結構，已知NaH晶體的晶胞參數(shù)＋半徑為102pm，a＝488pm(棱長)。Na－的半徑為________，NaH的理論密度是________g·cm－3H(只列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)為 NA)。(3)氨硼烷(NH3BH3)與鑭鎳合金(LaNix)都是優(yōu)良的儲氫材料。H3BNH3的等電子體的化學式為________。②鑭鎳合金的晶胞結構示意圖如右圖所示(只有1個原子位于晶胞內部)，則x＝________。氨硼烷在高溫下釋放氫后生成的立方氮化硼晶體，具有類似金剛石的結構，硬度略小于金剛石。則在下列各項中，立方氮化硼晶體不可用作________(填字母)。a．耐磨材料b．切削工具c．導電材料d．鉆探鉆頭答案(1)52(2)142pm24×4303a·NANA×488×10(3)①C2H6②5c解析(1)每個晶胞中含有Mg的數(shù)目為8×1＋1＝2，含有H的數(shù)目為4，所以晶胞的體積為82×26g·mol1

－1NAmol＝52cm3。－3ag·cma·NA(3)①用2個C原子替換B和N原子即可得其等電子體為C2H6。②每個晶胞中含有La的數(shù)目為8×1＝1，Ni的數(shù)目為8×1＋1＝5，則x＝5。立方氮化硼為原子晶體不導電，故選c。8220．(11分)已知A、B、C、D、E、F為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的前20號元素，A與B，C、D與E分別位于同一周期。A原子L層上有2對成對電子，B、C、D的核外電子排布相同的簡單離子可形成一種C3DB6型離子晶體X，CE、FA為電子數(shù)相同的離子晶體。(1)寫出A元素的基態(tài)原子價電子排布式：__________。F離子電子排布式：______________。(2)寫出X的化學式：______________。X的化學名稱為______________。(3)寫出X涉及化工生產中的一個化學方程式：________________________________________________________________________________________________________。(4)試解釋工業(yè)冶煉D不以DE3而是以D2A3為原料的原因：_____________________。－1－1，試分析導致兩者晶格能差異的主要(5)CE、FA的晶格能分別為786kJ·mol、3401kJ·mol原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)F與B可形成離子化合物，其晶胞結構如圖所示。F與B形成的離子化合物的化學式為__________；該離子化合物晶體的密度為ag·cm－3，則晶胞的體積是__________________(只要求列出算式)。答案(1)2s24226262p1s2s2p3s3p(2)Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉電解(3)2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑冰晶石(4)Al2O3為離子晶體(或者離子化合物 )，而AlCl3為分子晶體(或者共價化合物 )(5)CaO晶體中Ca2＋、O2－帶的電荷大于 NaCl晶體中Na＋、Cl－帶的電荷－1(6)CaF2V＝4×78g·mol－3×6.02×1023－1ag·cmmol解析因為A原子L層上有2對成對電子，所以A為O元素，其基態(tài)原子價電子排布式為2s22p4。由于B與A同周期且原子序數(shù)比 A大，則B為F元素。B、C、D的核外電子排布相同的簡單離子可形成一種C3DB6型離子晶體X且C、D分別位于同一周期，所以X為Na3AlF6，即C是Na元素、D是Al元素，CE、FA為電子數(shù)相同的離子晶體，則E為Cl元素、F為Ca元素。(1)A為O元素，其基態(tài)原子價電子排布式為2s22p4，F(xiàn)離子為Ca2＋，其22626的化學式為Na3AlF6，名稱為六氟合鋁酸鈉。(3)工業(yè)上電子排布式為1s2s2p3s3p。(2)X用電解熔融氧化鋁的方法制備金屬鋁，由于氧化鋁的熔點很高，故常加入冰晶石(主要成分是Na3AlF6)以降低其熔點。(4)AlCl3是共價化合物，熔融的AlCl3不能導電，故工業(yè)冶煉金屬鋁時不用電解熔融AlCl3的方法。(6)根據(jù)晶胞結構，用均攤法進行計算，每個晶胞中鈣原子的個數(shù)為1×8＋1×6＝4，F(xiàn)原子位于晶胞內部，未被其他晶胞共用，故F原子的個數(shù)為8，所82以該化合物的化學式為CaF。假設現(xiàn)有1molCaF2，其中含有N個鈣離子，則含有NA個晶2A43NA3胞，再假設一個晶胞的體積為Vcm，則1molCaF2的體積為4×Vcm，根據(jù)質量關系列關NA－14×78gmol·系式得4×V×a＝78，解得該晶胞的體積V＝agcm·－3×6.02×1023mol－1。21．(10分)(1)碳元素的單質有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結構圖：回答下列問題：①金剛石、石墨、 C60、碳納米管等都是碳元素的單質形式，它們互為 ____________。②金剛石、石墨烯 (指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為 ________、________。C60屬于________晶體，石墨屬于________晶體。④石墨晶體中，層內 C—C鍵的鍵長為 142pm，而金剛石中 C—C鍵的鍵長為 154pm。其原因是金剛石中只存在 C—C間的________共價鍵；而石墨層內的 C—C間不僅存在________共價鍵，還有 ________鍵。(2)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結構如圖所示：①在石墨烯晶體中，每個C原子連接________個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有 ________個C原子。②在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個C原子連接六元環(huán)中最多有________個C原子在同一平面。

________個六元環(huán)，(