届二轮复习 晶体结构与性质 专题卷全国通用.docx

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届二轮复习晶体结构与性质专题卷全国通用

晶体结构与性质

一、单选题

1.下列叙述正确的是（　　）

①离子化合物中可能含有共价键　②构成晶体的粒子一定含有共价键　③共价化合物中不可能含有离子键　④晶体中含阳离子时一定含阴离子。

A．①②B．①③C．②④D．③④

2.下列叙述正确的是（　　）

A．氧化镁的晶格能大于氧化钙，由岩浆晶出规则可推测氧化钙先从岩浆中析出

B．氟化氢水溶液中氢键的表示形式共有4种

C．N2H4、CO32﹣、H3O+的中心原子都是sp3杂化

D．P4和CH4分子都是正四面体结构且键角都为109°28′

3.金属的下列性质中，不能用金属的电子气理论加以解释的是（　　）

A．易导电B．易导热C．易腐蚀D．有延展性

4.下列说法中正确的是（　　）

A．冰融化时，分子中氢氧键发生断裂

B．原子晶体中共价键越强，熔点和沸点越高

C．分子晶体中共价键键能越大，该分子晶体的熔点和沸点一定也越高

D．分子晶体中分子间作用力越大，该物质越稳定

5.金属原子在二维空间里的放置如图所示的两种方式，下列说法中正确的是

A．图（a）为非密置层，配位数为6

B．图（b）为密置层，配位数为4

C．图（a）在三维空间里堆积可得六方最密堆积和面心立方最密堆积

D．图（b）在三维空间里堆积仅得简单立方

6.已知NaCl、CsCl晶体结构中离子配位数分别为6和8，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构示意图是（　　）

A．①和③B．①和④C．只有③D．只有④

7.下列关于晶体的叙述中错误的是（　　）

A．金刚石中由共价键形成的最小的碳原子环上有六个碳原子　

B．NaCl晶胞中共有4个Na+和4个Cl﹣　

C．在CsCl晶体中每个Cs+周围紧邻的有8个Cl﹣，而和每个Cs+等距离紧邻的也有8个Cs+　

D．在面心立方最密堆积的金属晶体中，每个金属原子周围紧邻的有12个金属原子

8.下列物质中，属于离子晶体，并且含有共价键的是（　　）

A．CaCl2B．MgOC．N2D．NH4Cl

9.如图所示的是某原子晶体A空间结构的一个单元，A与某物质B反应生成C，其实质是每个A﹣A键中插入一个B原子，则C物质的化学式为（　　）

A．ABB．A5B4C．AB2D．A2B5

10.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是（　　）

A．晶体一定比非晶体的熔点高B．晶体有自范性但排列无序

C．非晶体无自范性而且排列无序D．固体SiO2一定是晶体

11.下列物质属于原子晶体的是（　　）

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．不溶于水，熔点3550℃，不导电

D．熔点是97.80℃，质软、导电，密度是0.97g•cm-3．

12.关于下图不正确的说法是（　　）

A．此种最密堆积为面心立方最密堆积

B．该种堆积方式称为铜型

C．该种堆积方式可用符号……ABCABC……表示

D．该种堆积方式称为镁型

13.CaC2和MgC2都是离子化合物，下列叙述中不正确的是（　　）

A．CaC2和MgC2都跟水反应生成乙炔

B．C

的电子式为[

C⋮⋮C

]2－

C．CaC2在水中以Ca2＋和C

形式存在

D．MgC2的熔点不可能在100℃以下

14.最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。

鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。

该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为（　　）

A．Mg2CNi3B．MgC2NiC．MgCNi2D．MgCNi3

15.下列关于金属键的叙述中，正确的是（　　）

A．金属键是金属阳离子和自由电子间的强烈相互作用，不是一种电性作用

B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性

C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键有饱和性和方向性

D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动

16.下列说法不正确的是（）

A．离子晶体不一定都含有金属元素

B．离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键

C．金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体

D．熔化后能导电的晶体一定是离子晶体

17.下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是（　　）

A．具有规则几何外形的固体均为晶体

B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性

C．晶体研碎后即变为非晶体

D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体

18.如下图，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化．下列说法正确的是（　　）

A．γFe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个

B．αFe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个

C．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同

D．三种同素异形体的性质相同

19.下列有关晶体的叙述中，错误的是（　　）

A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子　

B．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等且最近的Na+共有6个　

C．金属晶体中，以“…ABCABCABC…”形式的堆积称为面心立方堆积　

D．干冰晶体中，每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子共有12个

20.将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si（NH2）4。

将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅（Si3N4）固体，氮化硅是一种新型的耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。

则氮化硅所属的晶体类型是（）

A．原子晶体　　B．分子晶体

C．混合晶体　　D．无法确定

二、填空题

21.如图，在金刚石网状结构中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有___________个碳原子，每个碳原子上的任意两个C—C键的夹角都是____________________。

金刚石晶体结构

22.通常人们把形成1mol某化学键所释放的能量看成该化学键的键能。

键能的大小可以用于衡量化学键的强弱，也可以用于估算化学反应的反应热（ΔH），化学反应的ΔH等于反应中断裂的旧化学键的键能之和与反应中形成的新化学键的键能之和的差。

请根据下表中的数据回答下列问题：

（1）比较下列两组物质的熔点高低（填“＞”或“＜”）：

SiC________Si；SiCl4________SiO2。

（2）如右图所示，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。

23.能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。

（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金（含铁）空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，回答铁镍基态原子未成对电子数各为_____________、________________。

（2）C60可用作储氢材料，已知金刚石中的C－C键的键长为0.154nm，C60中C－C键键长为0.140～0.145nm，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确？

_________，阐述理由：

_____________________________________________________。

C60晶体（其结构模型如图）中每个C60分子周围与它距离最近且等距离的C60分子有_____个。

（3）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途。

富勒烯（C60）的结构如下图所示，分子中碳原子轨道的杂化类型为_________；1molC60分子中σ键的数目为________。

科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。

该物质的K原子和C60分子的个数比为________。

（4）继C60后，科学家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是______________。

Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中π键的数目为______个。

（5）请解释如下现象：

熔点：

Si60>N60>C60，而破坏分子所需要的能量：

N60>C60>Si60，其原因是：

________________________________________________________________________。

三、推断题

24.下表是元素周期表的一部分。

表中所列的字母分别代表一种化学元素。

试回答下列问题：

（1）请写出元素o的基态原子电子排布式__________________________________。

（2）d的氢化物的分子构型为____________，中心原子的杂化形式为________；k在空气中燃烧产物的分子构型为________，中心原子的杂化形式为________，该分子是________（填“极性”或“非极性”）分子。

（3）第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如下图，其中序号“8”代表________（填元素符号）；其中电负性最大的是________（填下图中的序号）。

（4）由j原子跟c原子以1∶1相互交替结合而形成的晶体，晶型与晶体j相同。

两者相比熔点更高的是________，试从结构角度加以解释___________________________________________________________________。

（5）i单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。

若已知i的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，i的相对原子质量为M，请回答：

①晶胞中i原子的配位数为________，一个晶胞中i原子的数目为________。

②该晶体的密度为________（用字母表示）。

25.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）其中代表金刚石的是（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）其中代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最接近且距离相等的Na＋有________个。

（3）代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与______个CO2分子紧邻。

26.有A，B，C3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3种晶体进行实验，结果如表所示

（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）晶体中微粒间的作用力分别为：

A________，B________，C________。

四、计算题

27.

（1）NiO（氧化镍）晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2-的核间距离为

×10-8cm，计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7g·mol-1）。

（2）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如下图所示的缺陷：

一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。

结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。

某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。

28.下图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。

实验测得金属钨的密度为19.30g·cm－3，钨的相对原子质量是183.9。

假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题：

（1）每一个晶胞中均摊到________个钨原子。

（2）计算晶胞的边长a。

（3）计算钨的原子半径r（提示：

只有体对角线上的各个球才是彼此接触的）。

29.NaCl晶体中Na+与Cl-都是等距离交错排列，若食盐的密度是2.2g·cm-3，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1,食盐的摩尔质量为58.5g·mol-1。

则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离是多少？

答案解析

1.【答案】B

【解析】部分离子化合物中阴离子或阳离子若是离子团，则内部原子是通过共价键结合的，①符合题意。

金属晶体是由金属阳离子和自由电子通过金属键构成，不含共价键；离子晶体是由阴、阳离子构成，阴、阳离子间作用力为离子键，但若阴离子或阳离子是离子团，则离子团内部含共价键；分子晶体是由分子通过分子间作用力构成，但若为单原子分子构成，则只有分子间作用力，不含有化学键，若为多原子分子构成，分子内部原子间是通过共价键结合的；原子晶体是由原子通过共价键结合的；②不符合题意。

只要含有离子键的化合物就是离子化合物，③符合题意。

含阳离子的晶体有离子晶体和金属晶体，离子晶体中含阴离子，但金属晶体含的是自由电子，④不符合题意。

所以选B。

2.【答案】B

【解析】A，离子晶体的晶格能与离子半径成反比，与电荷成正比，晶格能越大，晶体越先晶出，镁离子和钙离子所带电荷相等，镁离子半径小于钙离子，所以氧化镁的晶格能大于氧化钙，则氧化镁先晶出，故A错误；B，氟化氢水溶液里，氟化氢分子之间、水分子之间、氟化氢分子中的氢原子和水分子中的氧原子之间、水分子中的氢原子和氟化氢分子中的氟原子之间都能形成氢键，所以该溶液中能形成4种氢键，故B正确；

C，中心原子含有4个价层电子对的原子采用sp3杂化，N2H4、H3O+的中心原子含有4个价层电子对，为sp3杂化，CO32﹣中含有3个价层电子对，为sp2杂化，故C错误；

D，白磷分子是正四面体结构，其键角为60°，甲烷分子中键角是109°28′，故D错误；

故选B

3.【答案】C

【解析】大多金属易被腐蚀，是因为金属原子易失去电子。

4.【答案】B

【解析】分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力，而分子中的共价键影响的是分子的稳定性，所以A，C，D都是错误的；原子晶体是原子间通过共价键形成的，其熔、沸点取决于共价键强弱，所以应该选择B选项。

5.【答案】C

【解析】金属原子在二维空间里有两种排列方式，一种是密置层排列，一种是非密置层排列。

密置层排列的空间利用率高，原子的配位数为6，非密置层的配位数较密置层小，为4。

由此可知，上图中（a）为密置层，（b）为非密置层。

密置层在三维空间堆积可得到六方最密堆积和面心立方最密堆积两种堆积模型，非密置层在三维空间堆积可得简单立方和体心立方堆积两种堆积模型。

所以，只有C选项正确。

6.【答案】B

【解析】由于在NaCl晶体中，每个Na+周围同时吸引着最近的等距离的6个Cl﹣同样每个Cl﹣周围同时吸引着最近的等距离的6个Na+，图①中符合条件，图④中选取其中一个离子，然后沿X、Y、Z三轴切割得到6个等距离的且最近的带相反电荷的离子，所以其配位数也是6，故符合条件。

7.【答案】C

【解析】A，金刚石结构中，每个碳原子能形成4个共价键，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子，故A正确；

B，根据均摊法，氯化钠晶胞中，氯离子个数4，钠离子个数4，故B正确；

C，在CsCl晶体中每个Cs+周围都紧邻8个Cl﹣，每个Cs+等距离紧邻的有6个Cs+，

故C错误；

D，面心立方晶胞中，每个顶点、面心上各有一个金属原子，所以每个金属原子周围紧邻的有3×8×0.5=12个金属原子，故D正确；

8.【答案】D

【解析】N2中只有共价键。

CaCl2、MgO、NH4Cl都是离子晶体，CaCl2、MgO中只含离子键；NH4Cl是离子晶体，其中NH

中N—H是共价键。

9.【答案】C

【解析】A空间结构的一个单元中含有5个A原子，每个A﹣A键中插入一个B原子，5的A原子含有10个A﹣A键，所以插入了10个B原子，根据A，B两种原子的个数比确定C物质的化学式．

解答：

解：

A空间结构的一个单元中含有5个A原子，每个A﹣A键中插入一个B原子，5的A原子含有10个A﹣A键，所以插入了10个B原子，所以该单元中含有5个A原子10个B原子，所以A，B原子个数比是1：

2，所以其化学式是AB2，故选C。

10.【答案】C

【解析】A，晶体和非晶体的区别：

晶体有固定的熔点，非晶体没有熔点；

B，晶体有自范性且排列有序；

C，非晶体无自范性，原子排列相对无序；

D，SiO2其存在形态有结晶形和无定形两大类。

11.【答案】C

【解析】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，故A错误；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，故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，故C正确；D，熔点是97.80℃，质软、导电，密度是0.97g•cm-3，属于金属钠的物理性质，故D错误；

12.【答案】D

【解析】从图示可看出，该堆积方式的第一层和第四层重合，所以这种堆积方式属于铜型堆积，这种堆积方式可用符号“…ABCABC…”表示，属面心立方最密堆积，而镁属于六方堆积，所以选项D不正确。

13.【答案】C

【解析】CaC2和MgC2属同主族元素形成的结构相似的离子化合物，故其化学性质也应相似，如A项所述，故C

不可能在水溶液中存在。

又由于离子化合物中含有离子键，强度较大，故MgC2的熔点不可能低于100℃，故A，B，D正确。

14.【答案】D

【解析】由计算法则知，属于该晶胞的原子个数Mg—1个、Ni—3个、C—1个。

15.【答案】D

【解析】从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性

作用，特征都是无方向性和饱和性，自由电子是由金属原子提供的，并且在

整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个

角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无

方向性和饱和性。

16.【答案】D

【解析】A离子晶体不一定都含有金属元素，如NH4Cl。

B离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如NaOH、Na2O2中均含有共价键。

C金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体。

D熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体，如金属等。

17.【答案】B

【解析】A，具有规则几何外形的固体不一定是晶体，故A错误；

B，晶体的规则几何外形是自发形成的，有些固体尽管有规则的几何外形，但由于不是自发形成的，所以不属于晶体，所以晶体具有自范性，非晶体没有自范性，故B正确；

C，晶体研碎后还是晶体，故B错误；

D，将玻璃加工成规则的固体，玻璃仍然不是晶体，属于玻璃态物质，故D错误；

18.【答案】B

【解析】A．γ﹣Fe晶体中与每个铁原子距离相等应为定点和面心的铁，最近的铁原子个数=3×8×0.5=12，故错误；

B．α﹣Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子，铁原子个数=2×3=6，故正确；

C．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，温度不同，分别得到α﹣Fe、γ﹣Fe、δ﹣Fe，晶体类型不相同，故错误；

D．由于三种同素异形体的结构不同，所以它们性质差异很大，故错误；

19.【答案】B．

【解析】A．金刚石晶体中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子，每个碳原子形成四个共价键，从而形成空间网状结构，故A正确；

B．NaCl晶体中，Na+周围最近的Na+在小立方体的面对角线上，故有12个Na+最近且等距离，故B错误；

C．金属晶体中，以“…ABCABCABC…”形式的堆积，也就是在晶胞的八个顶点和六个面心上都各有一个金属原子，称为面心立方堆积，C正确；

D．干冰晶体中，CO2分子分布在晶胞的八个顶点和六个面心上，所以每个CO2分子周围距离（即小立方体的面对角线长度）相等且最近的CO2分子共有12个．故D正确；

20.【答案】A

【解析】根据在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅（Si3N4）固体，说明耐高温。

氮化硅是一种新型的耐高温、耐磨材料，属于原子晶体的性质，是原子晶体，选A

21.【答案】6109°28′

【解析】由图看出最小的环上有6个C原子；每个碳原子与周围4个碳原子以共价键结合形成以该碳原子为中心，其它4个碳原子位于四个顶点的正四面体，故C—C键的夹角都是109°28′。

22.【答案】

（1）＞　＜　

（2）如下图所示

　（3）236

【解析】此题考查的是根据微粒间作用力的大小比较物质熔、沸点的高低及反应热的计算。

（1）SiC和Si均为原子晶体，熔、沸点由共价键的键能大小决定，由于E（Si—C）＞E（Si—Si），故破坏Si—C键比破坏Si—Si键所需能量高，即SiC熔点高。

（2）晶体硅的结构与金刚石相似，5个原子构成正四面体结构，其中1个位于四面体中心。

（3）ΔH＝4×360kJ/mol＋2×436kJ/mol－2×176kJ/mol－4×431kJ/mol＝236kJ/mol。

23.【答案】

（1）4　2

（2）不正确　C60为分子晶体，熔化时不需破坏化学键，破坏较弱的分子间作用力；金刚石为原子晶体，熔化时破坏较强的共价键　6

（3）sp2　90NA　3∶1

（4）N、C、Si　30

（5）由于结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力（或范德华力）越强，熔化所需的能量越多，故熔点是Si60>N60>C60；而破坏分子需断开共价键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，或成键电子数越多，原子半径越小，断键所需能量越多，故破坏分子需要的能量顺序为N60>C60>Si60。

【解析】

（1）基态铁原子和基态镍原子的价电子排布式分别为3d64s2、3d84s2，未成对电子数分别为4个和2个。

（2）C60固态为分子晶体，分子间作用力弱，熔化时不破坏化学键，熔点低，而金刚石原子间以较强的共价键结合，熔化时破坏共价键需要较大的能量，熔点高。

由C60晶胞可看出每个C60分子周围最近的C60分子有6个，分别位于六个面的中心。

（3）每个C原子形成3个σ键和1个π键，所以C原子采取sp2杂化，1molC60分子中σ键的数目为3×60×

×NA＝90NA。

1个晶胞中含有：

K原子数＝12×

＝6，C60分子数＝8×

＋1＝2。

个数比为3∶1。

（4）三原子在周期表中的位置为

，电负性为N＞C＞Si。

由题意知2个Si原子形成一个π键，所以π键数为30个。

（5）由于结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力（或范德华力）越强，熔化所需的能量越多，故熔点是Si60>N60>C60；而破坏分子需断开共价键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，或成键电子数越多，原子半径越小，断键所需能量越多，故破坏分子需要的能量顺序为N60>C60>Si60。

24.【答案】

（1）1s22s22p63s23p63d64s2

（2）三角锥形　sp3　角形（或V形）　sp2　极性　（3）Si　2

（4）SiC（或jc，或前者）　因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体，由于C的原子半径小，SiC中C—Si键键长比晶体Si中Si—Si键长短，键能大，因而熔