2020-2021人教版化学选修三-第三章-晶体结构与性质章末复习.docx

【创新方案】2022-2021高中化学 第三章 晶体结构与性质章末复习 新人教版选修3
(限时90分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是(　　)
A．SO2和SiO2 B．CO2和H2O
C．NaCl和HCl D．CCl4和KCl
解析：A项，SO2为分子晶体，SiO2为原子晶体；B项，CO2和H2O都有共价键，都属于分子晶体；C项，NaCl中为离子键，是离子晶体，HCl中为共价键，是分子晶体；D项，CCl4中为共价键，属于分子晶体，KCl中为离子键，是离子晶体。
答案：B
2．下列叙述中正确的是(　　)
A．离子晶体中确定不含非极性共价键
B．原子晶体的熔点确定高于其他晶体
C．由分子组成的物质其熔点肯定较低
D．构成晶体的粒子肯定含有共价键
解析：离子晶体中可能含非极性共价键，如过氧化钠；原子晶体的熔点不肯定高于其他晶体，如金属晶体中的钨熔点很高；稀有气体的晶体是分子晶体，但其中却没有共价键。
答案：C
3．[双选题]原子晶体中可能存在的化学键是(　　)
A．离子键 B．非极性键
C．极性键 D．金属键
解析：金刚石中含有非极性键，二氧化硅晶体中含有极性键。
答案：BC
4．下表所列有关晶体的说法中，有错误的是(　　)
选项
A
B
C
D
晶体名称
碘化钾
干冰
石墨
碘
组成晶体微粒名称
阴、阳离子
分子
原子
分子
晶体内存在的作用力
离子键
范德华力
共价键
范德华力
解析：在石墨晶体内还存在着范德华力、金属键。
答案：C
5．下列物质的熔、沸点凹凸挨次正确的是(　　)
A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅
B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4
C．MgO＞H2O＞N2＞O2
D．金刚石＞生铁＞钠＞纯铁
解析：A项中物质全部为原子晶体，推断其熔、沸点凹凸可比较其原子半径：Si＞C＞O，故键长关系为Si—Si＞Si—C＞Si—O＞C—C，故A项中的熔、沸点挨次错误；B项为同种类型的分子晶体，可比较其相对分子质量大小，相对分子质量越大，熔、沸点越高；C项中，N2与O2为同种类型的分子晶体，O2的熔沸点比N2高；D项中，熔、沸点关系为金刚石＞纯铁＞生铁＞钠，合金的熔、沸点比纯金属低。
答案：B
6．已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体说法错误的是(　　)
A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石更坚固
B．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子
C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构
D．该晶体与金刚石相像，都是原子间以非极性键形成空间网状结构
解析：两原子间以极性键形成空间网状结构。
答案：D
7．下列有关数据的比较，不正确的是(　　)
A．元素的价电子数和所在族的族序数相等
B．NaOH晶体中的阳离子和阴离子数目相等
C．CsCl晶体中每个Cs＋四周紧邻的Cl－和每个Cl－四周紧邻的Cs＋个数相等
D．[Co(NH3)6]3＋中的NH3分子数与配位键数相等
解析：A项中主族元素的价电子数与所在的族序数相等，但ⅠB、ⅡB和第Ⅷ族元素的价电子数与族序数不相等；NaOH与CsCl中阳离子与阴离子带的电荷数均相等，因此晶体中阴、阳离子数均相等；D项中每个NH3中有一对孤电子对，因此其配位键数与配位数相等。
答案：A
8．下列晶体熔化时不需要破坏化学键的是(　　)
A．晶体硅 B．食盐
C．干冰 D．金属钾
解析：溶化晶体硅破坏共价键；溶化食盐破坏离子键；溶化干冰破坏分子间作用力；溶化金属钾破坏金属键。
答案：C
9．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(　　)
A．HF、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
C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
D．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点渐渐上升
解析：HF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱是由于它们的共价键键能渐渐减小，与键能有关；金刚石的硬度大于硅，熔、沸点高于硅是由于C—C键键能大于Si—Si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渐渐减小；F2、Cl2、Br2、I2为分子晶体，熔、沸点的凹凸由分子间作用力打算，与键能无关。
答案：D
10．金属晶体和离子晶体是重要晶体类型。下列关于它们的说法中，正确的是(　　)
A．金属晶体和离子晶体都能导电
B．在镁晶体中，1个Mg2＋只与2个价电子存在猛烈的相互作用
C．金属晶体和离子晶体都可实行“紧密积累”方式
D．金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等猛烈的相互作用，很难断裂，因而都具有延展性
解析：离子晶体中没有自由离子，故不导电，A项不正确；金属晶体中有电子气，能导电，金属晶体中的电子气属于整个晶体，故B项不正确；D项中离子晶体没有延展性。
答案：C
11．[双选题]下列各项的叙述中都包含两个数值，前一数值大于后一数值的是(　　)
A．单质碘中的分子间作用力和干冰中的分子间作用力
B．CsCl晶体中与一个Cl－紧邻的Cs＋数和NaCl晶体中与一个Cl－紧邻的Na＋数
C．晶体硅中Si—Si键的键能和金刚石中C—C键的键能
D．水分子中O—H键的键角和甲烷分子中C—H键的键角
解析：A项，常温时单质碘是固体，而二氧化碳是气体，分子间作用力前者大于后者；B项，Cl－紧邻的Cs＋数是8，NaCl晶体中与一个Cl－紧邻的Na＋数是6；C项，硅原子半径大于碳原子半径，所以晶体硅中Si—Si键的键能小于金刚石中C—C键的键能；D项，O—H键的键角为105°，甲烷分子中C—H键的键角为109°28′。
答案：AB
12.下面有关离子晶体的叙述中(氯化钠晶胞如右图)，不正确的是(　　)
A．1 mol氯化钠中有NA个NaCl分子
B．氯化钠晶体中，每个Na＋四周距离相等的Na＋共有12个
C．氯化铯晶体中，每个Cs＋四周紧邻8个Cl－
D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－
解析：氯化钠为离子晶体，不存在分子。
答案：A
13．下列金属晶体的积累方式的空间利用率最低的是(　　)
A．Na B．Mg
C．Po D．Au
解析：Po是简洁立方积累，其空间利用率最低，Mg、Na、Au分别属于六方最密、体心立方、面心立方最密积累，空间利用率较高。
答案：C
14.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g·cm－3)为(　　)
A. B.
C. D.
解析：一个晶胞中含：8×＝1，含Cl－1个，即一个晶胞含1个NH4Cl，则有a3·ρ＝·M，解得：ρ＝。
答案：C
15．[双选题]据下列给出几种物质的熔点和沸点推断下列有关说法中错误的是(　　)

NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
单质B
熔点
801℃
710℃
190℃
－68℃
2 300℃
沸点
1 465℃
1 418℃
182.7℃
57℃
2 500℃
A．SiCl4是分子晶体
B．单质B是原子晶体
C．AlCl3是离子晶体
D．MgCl2所含离子键的强度比NaCl大
解析：SiCl4的熔沸点很低，是分子晶体；B的熔沸点很高，属于原子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，属于分子晶体；依据熔沸点，MgCl2所含离子键的强度比NaCl小。
答案：CD
16．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Ca2＋
C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2
D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE
解析：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，6个面心，故Ca2＋共8×＋6×＝4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C－C键个数比为1∶2。
答案：D
二、非选择题(本题包括6小题，共52分)
17．(6分)A、B、C、D都是短周期元素，它们的原子序数依次增大。A的单质与其他物质化合时只能被还原，且A的原子半径在同周期中不是最小的。B的原子半径是短周期元素(除稀有气体元素外)中最大的。C单质有良好的导电、导热性，它能与强碱溶液反应。D元素的最高正价与负价的代数和等于2。试推断：
(1)单质A是________晶体；单质B是________晶体；单质C是________晶体。
(2)单质D有多种，其中能溶于二硫化碳的单质属于________晶体，名称为________。
(3)A和B形成的化合物(点燃时)化学式为________________，属于________________晶体。
解析：由题给信息推知A是O，B是Na，C是Al，D是P。
答案：(1)分子　金属　金属　(2)分子　白磷
(3)Na2O2　离子
18．(14分)(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了________的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了________的作用力；碘的升华，粒子间克服了________的作用力。三种晶体的熔点由高到低的挨次是________。
(2)下列六种晶体：①CO2　②NaCl　③Na　④Si　⑤CS2　⑥金刚石，它们的熔点从低到高的挨次为________________________(填序号)。
(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的非极性分子有________，由非极性键形成的非极性分子有________，能形成分子晶体的物质是________，含有氢键的晶体的化学式是________，属于离子晶体的是________，属于原子晶体的是________，五种物质的熔点由高到低的挨次是________________________。
(4)A、B、C、D为四种晶体，性质如下：
A．固态时能导电，能溶于盐酸
B．能溶于CS2，不溶于水
C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水
D．固态、液态时均不导电，熔点为3 500℃
试推断它们的晶体类型：
A________；B________；C________；D________。
(5)下图中A～D是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型，请填写相应物质的名称：
A________；B________；C________；D________。

解析：(1)氯酸钾是离子晶体，熔化离子晶体时需要克服离子键的作用力；二氧化硅是原子晶体，熔化原子晶体时需要克服共价键的作用力；碘为分子晶体，熔化分子晶体时需克服的是分子间的作用力。由于原子晶体是由共价键形成的空间网状结构的晶体，所以原子晶体的熔点最高；其次是离子晶体；由于分子间作用力与化学键相比较要小得多，所以碘的熔点最低。
(2)先把六种晶体分类。原子晶体：④、⑥；离子晶体：②；金属晶体：③；分子晶体：①、⑤。由于C原子半径小于Si原子半径，所以金刚石的熔点高于晶体硅；CO2和CS2同属于分子晶体，其熔点与相对分子质量成正比，故CS2熔点高于CO2；Na在通常状况下是固态，而CS2是液态，CO2是气态，所以Na的熔点高于CS2和CO2；Na在水中即熔化成小球，说明它的熔点较NaCl低。
(3)H2、CO2是非极性分子，HF是极性分子，它们均形成分子晶体；(NH4)2SO4属离子晶体，SiC属原子晶体。
答案：(1)离子键　共价键　分子间　SiO2＞KClO3＞I2　(2)①⑤③②④⑥　(3)CO2　H2　H2、CO2、HF　HF　(NH4)2SO4　SiC　SiC＞(NH4)2SO4＞HF＞CO2＞H2　(4)金属晶体　分子晶体　离子晶体　原子晶体　(5)CsCl　NaCl　SiO2　金刚石
19．(9分)有A、B、C三种晶体，分别由C、H、Na、Cl四种元素中的一种或几种形成，对这三种晶体进行试验，结果见下表。
项目
熔点/℃
硬度
水溶性
导电性
水溶液与Ag＋反应
A
811
较大
易溶
水溶液(或熔融)导电
白色沉淀
B
3 500
很大
不溶
不导电

C
－114.2
很小
易溶
液态不导电
白色沉淀
(1)晶体的化学式分别为：
A________；B________；C________。
(2)晶体的类型分别为：
A________；B________；C________。
(3)晶体中粒子间的作用分别为：
A________；B________；C________。
解析：由表可知A应为离子晶体，B应为原子晶体，C应为分子晶体；又已知A、B、C分别由C、H、Na、Cl四元素中的一种或几种形成，再结合其水溶液与Ag＋的反应，可确定：A为NaCl，B为C(金刚石)，C为HCl；粒子间的作用力分别为离子键、共价键和分子间作用力。
答案：(1)NaCl　C(金刚石)　HCl
(2)离子晶体　原子晶体　分子晶体
(3)离子键　共价键　分子间作用力
20．(9分)单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据，回答问题。

金刚石
晶体硅
晶体硼
熔点/K
＞3 823
1 683
2 573
沸点/K
5 100
2 628
2 823
硬度/Moh
10
7.0
9.5
(1)晶体硼的晶体类型是________，理由是______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，其中含20个等边三角形和肯定数目的顶角，每个顶角上各有一个原子，试观看上图，回答：这个基本结构单元由_____个硼原子组成，其中B—B键的键角是_____，共含有___个B—B键。
(3)若将晶体硼结构单元中的每一个顶角削去，余下部分结构就与C60的结构相同，则有________个正六边形和________个正五边形。
解析：(1)依据表格，晶体硼有比原子晶体硅高的熔、沸点和硬度，可知晶体硼为原子晶体。
(2)B原子个数和B—B键的个数分别为×3×20＝12，×3×20＝30，夹角是60°；
(3)正六边形的个数就是原来正三角形的个数，正五边形的个数就是原来顶点的个数。
答案：(1)原子晶体　熔、沸点很高、硬度很大
(2)12　60°　30　(3)20　12
21．(6分)(2022·新课标节选)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为_________________ g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－离子与b位置Zn2＋离子之间的距离为____________________ pm。

解析：每个晶胞的质量为(540.0×10－10cm)3×ρ；运用均摊法可求得每个晶胞中含有4个“ZnS”，故每个晶胞的质量又可表示为×4 g。因此有：(540.0×10－10cm)3×ρ＝×4 g，解得ρ＝4.1 g·cm3；ZnS晶胞中，面对角线上两个相邻S2－的距离为540 pm×＝270 pm。每个Zn2＋与四周4个S2－形成正四周体结构，两个S2－与Zn2＋之间连线的夹角为109°28′，两个相邻S2－与Zn2＋形成等腰三角形(如图所示)，则ab之间的距离为pm。
答案：＝4.1
(135或)
22．(8分)通常人们把拆开1 mol某化学键所吸取的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)。化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol－1
460
360
436
431
176
347
请回答下列问题：
(1)比较下列两组物质的熔点凹凸(填“＞”或“＜”)：
SiC________Si；SiCl4________SiO2。
(2)右图中立方体中心的“●”表示硅晶体中的一个原子，请在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的硅原子。
(3)工业上高纯硅可通过下列反应制取：
SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)；
该反应的反应热ΔH＝________kJ·mol－1。
解析：(1)SiC与Si皆为原子晶体，由于Si—C键能大于Si—Si键能，故SiC的熔点比Si高；SiCl4为分子晶体，SiO2为原子晶体，前者的熔点低于后者；
(2)依据硅原子与硅原子可形成四个相等的硅硅键可知，除立方体中心的硅原子外，与它相邻的硅原子应处于可形成正四周体的四个顶点上。
(3)依据题意，所给反应的旧化学键键能之和为：
4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1＝2 312 kJ·mol－1，新化学键键能之和为：
4×431 kJ·mol－1＋2×176 kJ·mol－1(每摩尔硅原子相当于形成2 mol Si—Si)＝2076 kJ·mol－1，所以反应热为：
2 312 kJ·mol－1－2 076 kJ·mol－1＝236 kJ·mol－1。
答案：(1)＞　＜　(2)如下图
或
(3)＋236