高二化学选修3第三章-晶体结构与性质习题.doc

章末质量检测（三） 晶体结构与性质一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1下列说法正确的是()A晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂B原子晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力C区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验D非金属元素的原子间只形成共价键，金属元素的原子与非金属元素的原子间只形成离子键解析：选CA项，分子晶体受热熔化时破坏的是分子间作用力而不是化学键，错误；B项，有的分子晶体中存在氢键，错误；D项，金属元素原子与非金属元素原子间也可形成共价键，如AlCl3，错误。2下列说法中正确的是()A离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个带相反电荷的离子B金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动C分子晶体的熔、沸点低，常温下均呈液态或气态D原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合解析：选D选项A中离子晶体中每个离子周围吸引带相反电荷的离子数目与离子半径有关，如一个Cs可同时吸引8个Cl；选项B中金属内部的自由电子不是在电场力的作用下产生的；选项C中分子晶体的熔、沸点很低，在常温下也有呈固态的，如S属于分子晶体，它在常温下为固态。3下列有关冰和干冰的叙述不正确的是()A干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体B冰是由氢键形成的晶体，每个水分子周围有4个紧邻的水分子C干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华D干冰中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻的分子解析：选A干冰晶体中CO2分子间作用力只有范德华力，分子采取紧密堆积，一个分子周围有12个紧邻的分子；冰晶体中水分子间除了范德华力还存在氢键，由于氢键具有方向性，每个水分子周围有4个紧邻的水分子，采取非紧密堆积的方式，空间利用率小，因而密度小。干冰融化只需克服范德华力，冰融化还需要克服氢键，由于氢键比范德华力大，所以干冰比冰的熔点低得多，而且常压下易升华。4下表中的数据是对应物质的熔点()。物质NaClNa2OAlF3AlCl3BCl3CO2SiO2熔点/8019201 291190107571 723据此作出的下列判断中，错误的是()A铝的化合物的晶体中有离子晶体B同族元素中的氧化物可形成不同类型的晶体C表中只有BCl3和干冰是分子晶体D不同元素的氯化物可形成相同类型的晶体解析：选C由表中所给熔点数据可知，BCl3的熔点最低，为分子晶体；SiO2的熔点最高，为原子晶体；AlCl3的熔点较低，为分子晶体；AlF3的熔点较高，为离子晶体。5下列各项所述的数字不是6的是()A在NaCl晶体中，与一个Na最近的且距离相等的Cl的个数B在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数C在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数D在石墨晶体的层状结构中，最小的环上的碳原子个数解析：选C二氧化硅晶体中，每个最小的环上有6个O原子和6个Si原子共12个原子。6在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是()AHF、HCl、HBr、HI的热稳性依次减弱B金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅CNaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低DF2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高解析：选DHF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱是因为它们的共价键键能逐渐减小，与键能有关；金刚石的硬度大于硅，熔、沸点高于硅是因为CC键键能大于SiSi键键能；NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低是它们的离子键键能随离子半径增大逐渐减小；F2、Cl2、Br2、I2为分子晶体，熔、沸点的高低由分子间作用力决定，与键能无关。7观察下列模型并结合有关信息，判断有关说法正确的是()B12结构单元SF6分子S8HCN结构模型示意图备注熔点1 873 K易溶于CS2A.单质硼属于原子晶体BSF6是由极性键构成的极性分子C固态硫S8属于原子晶体DHCN的结构式为HCN解析：选ASF6空间结构高度对称，是由极性键构成的非极性分子，B项错误；根据S8易溶于CS2可知，固态硫S8属于分子晶体，C项错误；HCN的结构式应为HCN，D项错误。8有关晶体的结构如下图所示，下列说法中不正确的是()A在NaCl晶体中，距Na最近的Cl形成正八面体B在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2C在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为12D该气态团簇分子的分子式为EF或FE解析：选D由于是气态团簇分子，其分子式应为E4F4或F4E4；CaF2晶体中，Ca2占据8个顶点和6个面心，故Ca2共864个；金刚石晶体中，每个C原子与4个C原子相连，而碳碳键为2个碳原子共用，C原子与CC键个数比为12。9氮氧化铝(AlON)属于原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是()AAlON和石英的化学键类型相同BAlON和石英晶体类型相同CAlON和Al2O3的化学键类型不同DAlON和Al2O3晶体类型相同解析：选DAlON与石英均为原子晶体，所含化学键均为共价键，故A、B项正确；Al2O3为离子晶体，晶体中有离子键，不含共价键，故C项正确，D项错误。10下列关于晶体的说法正确的组合是()分子晶体中都存在共价键在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4和12个O2相紧邻SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合晶体中分子间作用力越大，分子越稳定氯化钠熔化时离子键被破坏ABC D解析：选D可用例举法一一排除，若稀有气体的原子构成分子晶体，则晶体中无共价键，错误；构成离子晶体的微粒是阴阳离子，构成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子，错误；在离子晶体NaOH中既有离子键，又有共价键，错误；SiO2是原子晶体，形成空间网状结构，每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合，错误；分子的稳定性与分子内的共价键有关，与晶体中分子间作用力无关，错误。11.右图是氯化铵晶体的晶胞，已知晶体中2个最近的NH核间距离为a cm，氯化铵的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铵晶体的密度(单位gcm3)为()A. B.C. D.解析：选C一个晶胞中含NH：81，含Cl：1个，即一个晶胞含1个NH4Cl，则有：a3M，解得：。12氮化碳结构如下图，其中氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法错误的是()A氮化碳属于原子晶体B氮化碳中碳显4价，氮显3价C氮化碳的化学式为C3N4D每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连解析：选B图示为网状结构，硬度超过金刚石，氮化碳晶体为原子晶体；在晶体中，每个碳原子和4个氮原子形成共价键，每个氮原子与3个碳原子相连，所以氮化碳的化学式为C3N4；由于氮的电负性比碳大，所以氮化碳中碳显4价，氮显3价。二、非选择题(本题包括3小题，共52分)13(16分)下图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分：(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)_，其中每个碳原子与_个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于_晶体。(2)代表石墨的是_，每个正六边形占有的碳原子数平均为_个。(3)代表NaCl的是_，每个Na周围与它最接近且距离相等的Na有_个。(4)代表CsCl的是_，它属于_晶体，每个Cs与_个Cl紧邻。(5)代表干冰的是_，它属于_晶体，每个CO2分子与_个CO2分子紧邻。解析：根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是简单立方单元，每个Na与6个Cl紧邻，每个Cl又与6个Na紧邻，但观察Na与最近距离等距离的Na数时要抛开Cl，从空间结构上看是12个Na。即x轴面上、y轴面上、z轴面上各4个。CsCl晶体由Cs、Cl分别构成立方结构，但Cs组成立方的中心有一个Cl，Cl组成的立方中心又镶入一个Cs，可称为“体心立方”结构，Cl组成紧邻8个Cs，Cs紧邻8个Cl。干冰也是立方体结构，但在立方体每个正方形面的中央都有一个CO2分子，称为“面心立方”。实际上各面中央的CO2分子也组成立方结构，彼此相互套入面的中心。所以每个CO2分子在三维空间里x、y、z三个面各紧邻4个CO2分子，共12个CO2分子。金刚石的基本单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子，石墨的片层由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个六边形占有1个碳原子的各，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是62个。答案：(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子1214(18分)(全国甲卷)东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：(1)镍元素基态原子的电子排布式为_，3d能级上的未成对电子数为_。(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是_。在Ni(NH3)62中Ni2与NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。氨的沸点_(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_；氨是_分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为_。(3)单质铜及镍都是由_键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu1 958 kJmol1、INi1 753 kJmol1，ICuINi的原因是_。(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。若合金的密度为d gcm3，晶胞参数a_nm。解析：(1)镍是28号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，其3d能级电子排布情况为，所以未成对的电子数为2。(2)根据价层电子对互斥理论，SO的键电子对数等于4，孤电子对数(62)40，则阴离子的立体构型是正四面体形。在Ni(NH3)62中，Ni2与NH3之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是N。氨分子间存在氢键，分子间作用力强，所以氨的沸点高于膦(PH3)；氨分子中，N原子的价层电子对数为(53)4，则N原子为sp3杂化，氨分子是极性分子。(3)铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子，所以ICuINi。(4)晶胞中铜原子个数为63，镍原子个数为81，铜和镍的数量比为31。由知，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为d gcm3，根据mV，得d，a3，a cm，则晶胞参数a107 nm。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2或(Ar3d84s2)2(2)正四面体配位键 N高于NH3分子间可形成氢键极性sp3(3)金属铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(4)3110715(18分)(全国丙卷)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：(1)写出基态As原子的核外电子排布式_。(2)根据元素周期律，原子半径Ga_As，第一电离能Ga_As。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立体构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。(4)GaF3的熔点高于1 000 ，GaCl3的熔点为77.9 ，其原因是_。(5)GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与As以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。解析：(1)As的原子序数是33，则基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3(或Ar3d104s24p3)。(2)同周期自左向右原子半径逐渐减小，则原子半径Ga大于As，由于As的4p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，所以第一电离能Ga小于As。(3)AsCl3分子中As原子的价层电子对数(53)4，孤电子对数431，所以其立体构型为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp3。(4)由于GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，所以离子晶体GaF3的熔沸点高。(5)GaAs的熔点为1 238 ，熔点很高，为原子晶体，其中Ga与As以共价键键合。根据晶胞可知晶胞中Ga和As的个数均是4个，所以晶胞的体积是。二者的原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为100%100%。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或Ar3d104s24p3)(2)大于小于(3)三角锥形sp3(4)GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体(5)原子晶体共价100%