晶体的结构与性质专项训练单元提高题检测试题.docx
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晶体的结构与性质专项训练单元提高题检测试题
晶体的结构与性质专项训练单元提高题检测试题
一、晶体的结构与性质
1．类推是化学学习和研究中常用的思维方法。
下列类推错误的是
①Mg可由电解熔融MgCl2制取，则Al也可由电解熔融AlCl3制取
②晶体中有阴离子，必有阳离子，则晶体中有阳离子，也必有阴离子
③1mol/L的NaCl溶液每升中含有1molNa+，则1mol/L的FeCl3溶液每升中也含有1molFe3+
④使用pH试纸时必须保持干燥，则湿润的pH试纸测得的pH一定有误差
A．①③B．①②③C．②③④D．①②③④
2．观察下列模型并结合有关信息，判断下列说法不正确的是（）
晶体硼（其每个结构单元中有12个B原子）
NaCl
S8
HCN
结构模型示意图
备注
熔点2573K
——
易溶于CS2
——
A．晶体硼属于原子晶体，结构单元中含有30个B-B键，含20个正三角形
B．NaCl晶体中每个Na+周围距离最近且相等的Na+有6个
C．S8分子中的共价键为非极性键
D．HCN分子中含有2个σ键，2个π键
3．下列对物质性质的描述中属于离子晶体的是（）
A．熔点是1070℃，易溶于水，水溶液能导电
B．熔点是10.31℃，液态不导电，水溶液能导电
C．熔点3550℃，硬度大，不导电
D．熔点是97.80℃，质软、导电，密度是0.97g/cm3
4．下列关于氯化钠晶胞（如图）的说法正确的是（）
A．每个晶胞含有6个Na+和6个Cl-
B．晶体中每个Na+周围有8个Cl-，每个Cl-周围有8个Na+
C．晶体中与每个Na+最近的Na+有8个
D．将晶胞沿体对角线AB作投影，CD两原子的投影将相互重合
5．下列说法正确的是
A．氯化氢气体溶于水破坏离子键，产生H+和Cl-
B．硅晶体熔化与碘化氢分解需克服的化学键类型相同
C．NH3和HCl都极易溶于水，是因为都可以和H2O形成氢键
D．CO2和SiO2的熔沸点和硬度相差很大，是由于它们所含的化学键类型不同
6．二氧化硅晶体是立体网状结构，其晶体模型如图所示。
下列有关二氧化硅晶体的说法正确的是（）
A．二氧化硅晶体最小环上含有12个原子
B．每个硅原子为4个最小环所共有
C．从晶体结构可知，1molSiO2拥有2molSi-O键
D．SiO2晶体是由极性共价键与非极性共价键共同构成的
7．KO2的晶体结构和NaCl相似，KO2可以看作是Na+的位置用K+代替，Cl-的位置用O2-代替，则关于KO2晶体结构的描述正确的是（）
A．如图一个超氧化钾小晶胞中含有4个KO2
B．和K+距离相同且最近的O2-构成的多面体是正六面体
C．和K+距离相同且最近的K+有8个
D．和K+距离相同且最近的O2-共有8个
8．石墨可作电极材料、耐高温耐酸材料、铅笔芯等，以下有关石墨的叙述正确的是
①属原子晶体②属分子晶体③是C60的同素异形体④每个碳原子都形成了4个共用电子对
A．①③④B．②③④C．②③D．③
9．碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物，而且还能形成多种无机化合物，同时自身可以形成多种单质，碳及其化合物的用途广泛。
（1）
分子的晶体中，在晶胞的顶点和面心均含有一个
分子，则一个
晶胞的质量为_______。
（2）干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较中正确的是_____（填字母）。
a.晶体的熔点：
干冰>冰
b.晶体中的空间利用率：
干冰>冰
c.晶体中分子间相互作用力类型相同
（3）金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质，下列关于这两种单质的叙述中正确的是______（填字母）。
a.金刚石中碳原子的杂化类型为
杂化，石墨中碳原子的杂化类型为
杂化
b.晶体中共价键的键长：
金刚石中
<石墨中
C．晶体的熔点：
金刚石>石墨
d.晶体中共价键的键角：
金刚石>石墨
e.金刚石晶体中只存在共价键，石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力
f.金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是原子晶体
（4）金刚石晶胞结构如下图，立方
结构与金刚石相似，在
晶体中，
原子周围最近的
原子所构成的立体图形为_______，
原子与
原子之间共价键与配位键的数目比为_______，一个晶胞中
原子数目为___________。
（5）已知
单质的晶体密度为
，
的相对原子质量为
，阿伏加德罗常数为
，则
的原子半径为_________。
10．GaN是制造5G芯片的材料，氮化镓铝和氮化铝LED可发出紫外光。
回答下列问题：
（1）基态As原子核外电子排布式为[Ar]____________；下列状态的铝元素中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是______________（填标号）。
A．
B．
C．
D．
（2）8—羟基喹啉合铝（分子式C27H18AlN3O3）用于发光材料及电子传输材料，可由LiAlH4与
8—羟基喹啉）合成。
LiAlH4中阴离子的空间构型为______________；8—羟基喹啉合铝中所含元素电负性最大的是______________（填元素符号，下同），第一电离能最大的是__________（填元素符号），N原子的杂化方式为_____________。
（3）已知下列化合物的熔点：
化合物
AlF3
GaF3
AlCl3
熔点/℃
1040
1000
194
①表格中卤化物的熔点产生差异的原因是_______________________________________________。
②熔融AlCl3时可生成具有挥发性的二聚体Al2Cl6分子，分子中每个原子最外层均达到8电子，二聚体Al2Cl6的结构式为______________________________；其中Al的配位数为_________。
11．氯化汞（HgCl2）可用于木材和解剖标本的保存、皮革鞣制和钢铁镂蚀，是分析化学的重要试剂，还可做消毒剂和防腐剂。
HgCl2在水中稍有水解：
HgCl2+H2O
Hg（OH）Cl+HCl
（1）为了抑制上述反应中HgCl2的水解，可以采取的措施是_________。
（选填编号）
a．加水稀释b．增加HCl的浓度c．及时移走产物d．降温
（2）HgCl2与稀氨水反应则生成难溶解的氨基氯化汞，化学方程式为HgCl2+2NH3→Hg（NH2）Cl↓+NH4Cl,上述反应的短周期元素中，非金属性最强元素原子的最外层轨道排布式为__________，该原子核外电子云有_________种不同的伸展方向。
（3）已知PCl3与NH3分子结构相似，PCl3的电子式是_______________；PCl3与NH3的沸点比较，______高，其原因是_______________________。
（4）氮的一种氢化物HN3可用于有机合成，其酸性与醋酸相似，若HN3与氨水混合，此反应的化学方程式是_______________________。
（5）若将0.4mol/LNH4Cl与0.2mol/LNaOH溶液等体积混合后，PH=10，下列关系正确的是（______）
A．c（NH4+）＞c（OH-）＞c（Na+）＞c（NH3•H2O）＞c（H+）
B．c（NH4+）＞c（Na+）＞c（OH-）＞c（NH3•H2O）＞c（H+）
C．c（NH4+）＞c（Na+）＞c（OH-）＞c（H+）＞c（NH3•H2O）
D．c（NH4+）＞c（Na+）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H+）
12．氯的氧化物是氯与氧的二元化合物的总称，也称为氧化氯。
目前Cl2O、ClO2、Cl2O7已能制取。
有关数据见下表：
化学式
Cl2O
ClO2
Cl2O7
相对分子质量
87
67.5
183
沸点/℃
2
9.7
81
完成下列填空：
（1）Cl2O是____酸的酸酐，Cl2O电子式为____________。
（2）下列能判断Cl和O两种元素非金属性强弱的是______（选填编号）。
a．氧化氯的分子式b．与金属反应得电子的数目
c．气态氢化物的稳定性d．最高价氧化物对应水化物的酸性
（3）根据分子间作用力对沸点影响的变化规律：
组成和结构相似的分子，其沸点随着相对分子质量的增大而升高，但上表中相对分子质量是Cl2O7＞Cl2O＞ClO2，其沸点的变化不是Cl2O7＞Cl2O＞ClO2的原因是___________________________。
（4）ClO2和碱溶液反应生成亚氯酸盐（阴离子是ClO2－）和氯酸盐，其离子方程式是________，氧化产物________。
（填离子符号）
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、晶体的结构与性质
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
①氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝不含自由移动的铝离子，电解熔融的氧化铝来制取金属铝，错误；
②晶体中有阳离子，未必一定有阴离子，如：
在金属晶体中，存在金属阳离子和自由移动的电子，错误；
③铁离子在溶液中要水解，1mol•L-1的FeCl3溶液每升中含有Fe3+小于1mol，错误；
④pH试纸在使用之前不能用蒸馏水润湿，否则测定的是稀释以后溶液的pH值，但是弱测定纯水的pH时，不会影响结果，错误；
综上所述，①②③④错误，答案选D。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A.晶体硼是由非金属原子通过共价键形成的，且其熔点高，应属于原子晶体，每个硼原子与其他硼原子间形成5个共价键，则该结构单元中含B一B键的个数为
，每个正三角形平均占有硼原子的个数为
，故结构单元中含正三角形个数为
，故A正确；
B.NaCl晶体中每个Na+周围距离最近且相等的Na+有12个，故B不正确；
C.S8分子中同种原子间形成非极性键，故C正确；
D.HCN的结构式为H－C≡N，故其分子中含有2个σ键、2个π键，故D正确；
故答案选：
B。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
A.熔点是1070℃，易溶于水，水溶液能导电，属于离子晶体的物理性质，A正确；
B.熔点是10.31℃，液态不导电，水溶液能导电，属于分子晶体的物理性质，B错误；
C.不溶于水，熔点3550℃，不导电，属于原子晶体的物理性质，C错误；
D.熔点是97.80℃，质软、导电，密度是0.97g•cm-3，属于金属晶体的物理性质，D错误；
故合理选项是A。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．每个晶胞含有8×
+6×
=4个Na+，12×
+1=4个Cl-，故A错误；
B．晶体中每个Na+周围有上下左右前后6个Cl-，同理每个Cl-周围有6个Na+，故B错误；
C．NaCl晶体为立方面心，与每个Na+距离相等且最近的Na+可看作顶点和面心位置，个数为3×
×8=12，故C错误；
D．将晶胞分成8个小正方体，CD为右上方小正方体的体对角线，与AB平行，若作投影，则相互重合，故D正确；
故选D。
【点睛】
难点D，注意理解题目的含义，沿体对角线AB作投影。
5．B
【解析】
【详解】
A.HCl是共价化合物，氯化氢气体溶于水时破坏共价键，产生H+和Cl-，A错误；
B.硅晶体属于原子晶体，熔化断裂共价键；碘化氢属于分子晶体，碘化氢分解破坏共价键，因此需克服的化学键类型相同，B正确；
C.NH3和HCl都极易溶于水，NH3是因为可以和H2O形成氢键，但HCl分子与H2O分子之间不存在氢键，C错误；
D.CO2和SiO2的熔沸点和硬度相差很大，是由于CO2属于分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力结合，而SiO2属于原子晶体，原子之间以强的共价键结合，熔化时破坏的作用力性质不同，D错误；
故合理选项是B。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．二氧化硅晶体最小环上含有6个硅原子6个氧原子，共12个原子，故A正确；
B．二氧化硅晶体和金刚石晶体的结构类似，每个硅原子为12个最小环共有，故B错误；
C．1个Si与4个O形成Si-O键，则1molSi拥有4molSi-O键，故C错误；
D．SiO2晶体中只含极性共价键，不含非极性共价键，故D项错误。
故答案选：
A。
7．A
【解析】
【分析】
根据题意及观察晶体结构可知，一个超氧化钾小晶胞是一个立方体，每个离子周围有6个离它最近的异号离子；K+占据晶胞的8个顶点和6个面心，每个晶胞占有K+数为：
8×
+6×
=4；O2-占据晶胞的12条棱心和体心，每个晶胞占有O2-数为：
12×
+1=4。
可在此基础上对各选项作出判断。
【详解】
A.根据分析，图中一个超氧化钾小晶胞中含有4个K+和4个O2-，所以一个超氧化钾小晶胞中含有4个KO2，A选项正确；
B.和K+距离相同且最近的O2-有6个：
上、下、左、右、前、后各1个，构成的多面体是正八面体，B选项错误；
C.根据晶胞的含义，观察晶胞结构可知，K+距离相同且最近的K+有12个，C选项错误；
D.由B选项可知，和K+距离相同且最近的O2-共有6个，D选项错误；
答案选A。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
①石墨属混合晶体，故错误；②石墨属混合晶体，故错误；③石墨、金刚石是C60的同素异形体，故正确④六元环中，每个碳原子都形成了3个共用电子对，还有一个6中心、6电子的大π键，故错误；故选D。
9．
bae正四面体3：
14
【解析】
【详解】
（1）C60晶体为面心立方排布，所以每个C60晶胞有4个C60分子（面心3个，顶点1个），所以一个C60晶胞的质量为
；
答案为：
；
（2）a．冰融化时氢键被破，干冰分子之间只存在范德华力，融化时破坏范德华力，氢键比范德华力强，故晶体的熔点冰＞干冰，故a错误；b．水分子间存在氢键，且氢键有方向性，导致水分子形成冰时存在较大的空隙，干冰分子之间只存在范德华力，形成的分子晶体是密堆积，晶体中的空间利用率：
干冰＞冰，故b正确；c．干冰分子之间存在范德华力，水分子间存在氢键，晶体中分子间相互作用力类型不相同，故c错误；
答案为：
b；
（3）a．金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键，构成正四面体，碳原子的杂化类型为sp3杂化；石墨中的碳原子与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成平面正六边形结构，碳原子的杂化类型为sp2杂化，故a正确；b．sp2杂化中，s轨道的成分比sp3杂化更多，而且石墨的碳原子还有大π键所以形成的共价键更短，更牢固，即石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，故b错误；c．石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量，所以晶体的熔点金刚石＜石墨，故c错误；d．金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键，构成正四面体，键角为109°28′，石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成正六角形的平面层状结构，键角为120°，故d错误；e．金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键，构成正四面体，石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成正六角形的平面层状结构，而每个碳原子还有一个2p轨道，其中有一个2p电子．这些p轨道又都互相平行，并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面，形成了大π键．因而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动，类似金属键的性质，石墨为层状结构，层与层之间通过范德华力连接，说明晶体中含有共价键、金属键、范德华力，故e正确；f．金刚石是原子晶体，石墨为层状结构，层与层之间通过范德华力连接，石墨为混合型晶体，不属于原子晶体，故f错误；
答案为：
ae；
（4）由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C原子，在BN晶体中，每个B原子和4个N原子形成共价键，所以B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为正四面体；B原子的配位数是4，B原子与N原子之间共价键的数目是12，所以B原子与N原子之间共价键的数目与配位键的数目比为3：
1，一个晶胞中N原子数目为4；
答案为：
正四面体；3：
1；4；
（5）已知
单质的晶体密度为
，
的相对原子质量为
，是面心立方最密堆积，故晶胞内有4个Cu分子（面心3个，顶点1个），阿伏加德罗常数为
，晶胞的体积为：
，又
，则
。
10．3d104s24p3D正四面体ONsp2AlF3、GaF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体，晶格能：
AlF3>GaF3,
4
【解析】
【分析】
（1）As为33号元素，原子核外电子数为33，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3；能量越高越不稳定，越易失电子，所以激发态的微粒易失电子，原子轨道中处于半满状态时较稳定；
（2）LiAlH4中的阴离子中Al原子价层电子对个数=4+
=4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型；元素的非金属性越强，电负性越大，而金属性越强，通常第一电离能最小；根据分子结构中N原子成键数和孤对电子数判断杂化方式；
（3）通常离子晶体的熔点大于分子晶体，离子晶体的晶格能大熔点高；
②二聚体Al2Cl6中Al原子有空轨道，Cl可以提供孤电子对形成配位键；配合物中的配位数是指直接同中心离子（或原子）配位的原子数目。
【详解】
（1）基态As原子核外有33个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，即[Ar]3d104s24p3；A为失去两个电子后的状态，B为失去一个电子后的状态，C为失去三个电子后的状态，D为有一个电子的跃迁的激发态，A电离最外层一个电子所需能量实际就是第三电离能，B电离最外层一个电子所需能量实际就是第二电离能，C电离最外层一个电子所需能量实际就是第四电离能，D电离最外层一个电子所需能量为处于激发态的1个电子，所以需要能量最大的是C，最小的是D，故答案为D；
（2）LiAlH4中的阴离子中Al原子价层电子对个数=4+
=4且不含孤电子对，sp3杂化，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型及中心原子杂化方式分别为正四面体形；8—羟基喹啉合铝中所含元素分别是C、H、N、O和Al元素，其中氧元素的非金属性最强，则电负性最大的是O；Al是金属元素，易失电子，第一电离能较小，而非金属元素第一电离能同周期从左到右，呈增大趋势，由于N原子价电子半充满，比O原子稳定，第一电离能大于O，则N元素的第一电离能最大；分子中N原子的成键数是2和孤对电子数是1，杂化轨道数目为3，N原子采取sp2杂化；
（3）①表格中卤化物的熔点产生差异的原因是AlF3和GaF3是离子晶体，且晶格能AlF3>GaF3，则AlF3的熔点比GaF3高，而AlCl3是分子晶体，其熔点明显比AlF3和GaF3的熔点低；
②熔融时AlCl3生成可挥发的二聚体Al2Cl6，该二聚体由Al提供空轨道，Cl原子提供电子对形成配位键，其结构式为
；配合物中的配位数是指直接同中心离子（或原子）配位的原子数目，二聚体Al2Cl6中与Al直接相连的原子有4个，故其配位数为4。
11．b、d
4
PCl3两者都是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高HN3+NH3.H2O＝NH4N3+H2OD
【解析】
【分析】
（1）从化学平衡的角度分析，使平衡逆向移动所采取的措施；
（2）所涉及的元素中非金属性最强元素是氯，根据核外电子排布规律写出氯原子最外层电子排布式，确定电子云的空间伸展方向；
（3）仿照氨气的电子式，写出PCl3的电子式，从分子晶体的角度考虑沸点的高低；
（4）仿照醋酸与氨水的反应，写出化学方程式；
（5）根据0.4mol/LNH4Cl与0.2mol/LNaOH反应后的溶液，比较出离子的浓度大小关系。
【详解】
（1）根据水解反应，HgCl2+H2O⇌Hg（OH）Cl+HCl，
a．加水稀释，促进水解，平衡正向移动，不符合题意；
b．增加HCl的浓度，增加生成物的浓度，平衡逆向移动，符合题意；
c．及时移走产物，平衡正向移动，不符合题意；
d．水解是吸热反应，降温平衡逆向移动，符合题意；
（2）非金属性最强元素原子为氯原子，它的最外层轨道排布式为
，该原子核外有1s，2s，2p，3s，3p等5个能级，s轨道是球形的，只有一种空间伸展方向，p轨道是纺锤形的，有三种空间伸展方向，共有4种不同的伸展方向；
（3）磷原子的最外层电子数为5，氯原子的最外层电子数为7，形成三对共用电子对，剩余一对孤对电子，三氯化磷的电子式为：
，PCl3与NH3的沸点高，它们都是分子晶体，虽然氨分子存在氢键，但氨常温下是气体，但三氯化磷常温下是液体，说明范德华力对沸点的影响超过了氢键的影响，两者都是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，故三氯化磷的的沸点高于氨气；
（4）HN3可用于有机合成，其酸性与醋酸相似，为一元弱酸，若HN3与氨水混合后的化学方程式为HN3+NH3∙H2O=NH4N3+H2O；
（5）NaOH和NH4Cl反应方程式为NaOH+NH4Cl=NH3∙H2O+NaCl，NH4Cl溶液浓度是NaOH溶液浓度的2倍，二者等体积混合，根据方程式知，NH4Cl有一半剩余，则溶液中的溶质为等物质的量浓度的NH4Cl、NH3∙H2O、NaCl，NH4Cl中铵根离子水解程度小于NH3∙H2O电离程度，导致溶液出碱性，则c（OH−）＞c（H+），氯离子、钠离子不水解，结合物料守恒知c（Cl−）最大，c（NH4+）＞c（Na+），NH3∙H2O是弱电解质,电离程度较小，所以溶液中粒子浓度大小顺序是c（NH4+）＞c（Na+）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H+），答案选D。
12．HClO（或次氯酸）
acCl2O7、Cl2O、ClO2结构不相似，不符合分子间作用力对沸点影响的变化规律2ClO2+2OH-=ClO2-+ClO3-+H2OClO3-
【解析】
【分析】
（1）酸酐与对应酸中Cl元素的化合价相同，Cl2O的结构为Cl-O-Cl；
（2）利用氢化物的稳定性、得电子能力等判断非金属性；
（3）结构相似的分子，相对分子质量越大，沸点越大；
（4）ClO2和碱溶液反应生成亚氯酸盐（阴离子是ClO2-）和氯酸盐，为氧化还原反应，只有Cl元素的化合价变化。
【详解】
（1）酸酐与对应酸中Cl元素的化合价相同，则Cl2O是为HClO的酸酐，Cl2O的结构为Cl−O−Cl，其电子式为
；
（2）a．氧化氯的分子式中O为负价，则非金属性O大于Cl，故a正确；
b．与金属反应得电子的数目，不能比较非金属性，故b错误；
c．气态氢化物的稳定性强的为水，则非金属性O大于Cl，故c正确；
d．O元素不存在最高价氧化物对应水化物，故d错误；
故答案为：
ac；
（3）上表中相对分子质量是Cl2O7＞Cl2O＞ClO2，其沸点的变化不是Cl2O7＞Cl2O＞ClO2的原因是Cl2O7、Cl2O、ClO2结构不相似，不符合分子间作用力对沸点影响的变化规律；
（4）ClO2和碱溶液反应生成亚氯酸盐（阴离子是ClO2−）和氯酸盐，为氧化还原反应，离子反应为2ClO2+2OH-=ClO2-+ClO3-+H2O，Cl元素失去电子被氧化，则氧化产物为ClO3−。
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