晶体结构与性质章末检测三文档格式.docx

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C．共价键只存在于共价化合物中

D．离子化合物中必定含有金属元素

答案　B

解析　AlCl3是共价化合物，A错；

凡含有离子键的化合物就是离子化合物，B正确；

共价键除存在于共价化合物中，非金属单质及离子化合物中也可含有共价键，C错；

铵盐属于离子化合物，但其中没有金属元素，D错。

4．离子晶体不可能具有的性质是（　　）

A．较高的熔、沸点B．良好的导电性

C．溶于极性溶剂D．坚硬而易粉碎

解析　离子晶体是阴、阳离子通过离子键结合而成的，在固态时，阴、阳离子受到彼此的束缚不能自由移动，因而不导电。

只有在离子晶体溶于水或熔融后，电离成可以自由移动的阴、阳离子，才可以导电。

5．下列叙述的各项性质中，不属于金属晶体的通性的是（　　）

A．导电、导热性B．延展性

C．具有金属光泽D．熔点都很高

解析　金属晶体熔点范围很广，有些比原子晶体还高，有些比分子晶体还低。

6．X元素的1个原子失去2个电子，被Y元素的2个原子各获得1个电子，形成离子化合物Z，下列说法中不正确的是（　　）

A．固态Z是离子晶体

B．Z可以表示为X2Y

C．固态Z熔化后能导电

D．X可形成＋2价阳离子

7．有关晶体的下列说法中正确的是（　　）

A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

B．原子晶体中共价键越强，熔点越高

C．冰融化时水分子中共价键发生断裂

D．氯化钠熔化时离子键未被破坏

解析　分子稳定是由于分子内所含的共价键稳定，而与分子间作用力大小无关；

原子晶体内部只存在共价键，共价键越强，破坏共价键所需的能量越多，熔点越高，B正确；

冰在融化时克服的是氢键，水分子内部并没有变化；

氯化钠熔化时，由于离子间的距离变大，则离子键被破坏。

8．下面二维平面晶体所表示的化学式为AX3是（　　）

A．只有②B．只有④

C．②和③D．①和④

答案　C

解析　用均摊法计算：

图①中每个实心球周围有6个空心球围成正六边形，但每个空心球为3个正六边形共有，因此实心球与空心球的个数比为1∶（6×

）＝1∶2。

图②中，每个实心球周围有6个空心球围成正六边形，但每个空心球为2个正六边形共有，因此实心球与空心球的个数比为1∶（6×

）＝1∶3。

③与②类似。

图④中，每个实心球周围有6个空心球围成正六边形，其中的4个被2个正六边形共有，因此实心球与空心球的个数比为1∶（4×

＋2）＝1∶4。

9．下列各组物质中，按熔点由低到高排列的是（　　）

A．O2、I2、HgB．CO2、Al2O3、KCl

C．Na、K、RbD．H2S、H2Se、H2Te

解析　A项，可联系三种物质在常温下的状态判断，O2为气体，I2为固体，Hg为液体，熔点应为O2<

Hg<

I2；

B项，CO2为气体，而KCl和Al2O3为离子化合物，在常温下均为固体，由于离子半径K＋>

Al3＋，Cl－>

O2－且后者电荷数高于前者，可知Al2O3的熔点应高于KCl；

C项，碱金属的熔、沸点随核电荷数增大而降低；

D项，三种物质为氧族元素的气态氢化物，它们的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，熔点依次升高。

10．下表给出几种氯化物的熔点和沸点。

物质

NaCl

MgCl2

AlCl3

SiCl4

熔点/℃

801

710

190

－68

沸点/℃

1465

1418

180

57

通过上表可得出以上结论：

①AlCl3在加热时可升华；

②SiCl4属于分子晶体；

③1500℃时NaCl的分子组成可用NaCl表示；

④AlCl3是典型的离子晶体。

其中与表中数据一致的是（　　）

A．①和②B．③C．①②③D．全部一致

解析　由表中数据可看出AlCl3的沸点比熔点低，加热可升华，表明它是分子晶体；

SiCl4的熔、沸点低，是分子晶体；

NaCl是离子晶体，只有高温呈气态时，其组成才可以用NaCl表示，选项C正确。

11．下列说法正确的是（　　）

A．熔点：

锂<

钠<

钾<

铷<

铯

B．由于HCl的分子间作用力大于HI，故HCl比HI稳定

C．等质量的金刚石和石墨晶体所含碳碳键的数目相等

D．已知AB的离子晶体结构如图所示，则每个A＋周围距离最近且等距的B－有8个

解析　A项熔点应逐渐降低；

B项HCl比HI稳定是因为H—Cl键比H—I键牢固的缘故；

C项12g金刚石中含2molC—C键，12g石墨中含有1.5molC—C键；

D项中每个A＋被8个B－所形成的立方体包围，B－亦被8个A＋所形成的立方体包围。

12．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是（　　）

NaF＞MgF2＞AlF3

B．晶格能：

NaF＞NaCl＞NaBr

C．阴离子的配位数：

CsCl＞NaCl＞CaF2

D．硬度：

MgO＞CaO＞BaO

解析　由于Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径依次减小，所带电荷数依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大，熔点依次升高，故A错误；

F－、Cl－、Br－的半径依次增大，因此NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小，故B正确；

CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4，故C正确；

Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋的半径依次增大，因此MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小，硬度依次减小，D正确。

13．下列说法中错误的是（　　）

A．从CH4、NH

、SO

为正四面体结构，可推测PH

、PO

也为正四面体结构

B．1mol金刚石晶体中，平均含有2molC—C键

C．水的沸点比硫化氢的高，是因为H2O分子间存在氢键，H2S分子间不能形成氢键

D．某气态团簇分子结构如图所示，该气态团簇分子的分子式为EF或FE

解析　根据等电子体的概念可知A项正确；

金刚石中碳原子形成空间网状的正四面体结构，B正确；

选项C显然是正确的；

选项D中强调该物质是气态团簇分子，即是一个大分子，因此不能用均摊法计算，直接找出分子中原子个数即得化学式，该物质的化学式应为E4F4，选项D错误。

14．通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如图所示，下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是（　　）

A．同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构

B．氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体都有立方的晶胞结构，它们具有相似的物理性质

C．二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键

D．在二氧化硅晶体中，平均每个Si原子形成4个Si—O共价单键

解析　SiO2和CO2的化学式相似，但其晶体结构类型不同，A正确；

CO2为分子晶体，因此分子间存在分子间作用力，而分子内部碳原子和氧原子间形成共价键，NaCl和CsCl为离子晶体，故物理性质不同，C正确、B错误；

根据二氧化硅的结构可判断D正确。

15.在某晶体中，与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的立体构型为正八面体形（如图）。

该晶体不是（　　）

A．NaCl（x＝Na＋，y＝Cl－）

B．CsCl（x＝Cs＋，y＝Cl－）

C．金属钋（Po）

D．C60晶体

解析　由图可知微粒x的配位数为6，而CsCl晶体中，阴、阳离子的配位数均为8，B项错误。

第Ⅱ卷（非选择题，共55分）

二、非选择题（本题包括6个小题，共55分）

16．（5分）Al和Si在元素周期表金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。

请回答下列问题：

（1）AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6℃，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是________。

（2）超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝（AlN）在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似，每个Al原子与________个N原子相连，与同一个Al原子相连的N原子构成的空间构型为________。

在四大晶体类型中，AlN属于________晶体。

（3）Si和C同主族，Si、C和O成键情况如下：

C—O

C==O

Si—O

Si==O

键能kJ/mol

369

803

464

640

在C和O之间可以形成双键，形成CO2分子，而Si和O则不能像碳那样形成稳定分子的原因是________________________________________________________________。

答案　

（1）共价键（或σ键）　

（2）4　正四面体　原子　（3）Si—O键的键能大于C—O键的键能，C==O键的键能大于Si==O键的键能，所以Si和O成单键，而C和O以双键形成稳定分子

解析　AlCl3是化工生产中常用的催化剂，熔点为192.6℃，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，可以推出其分子为共价化合物，因此原子间形成的化学键为共价键；

超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝（AlN）在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似，可以知道或者预测AlN为原子晶体，因此每个Al原子周围有4个N原子，且与同1个Al原子相连的4个N原子构成正四面体结构；

根据数据可以判断化学键的强弱。

17．（8分）金属钾的冶炼可采用如下3种方法，方法一：

KCl＋Na===NaCl＋K↑，方法二：

2KF＋CaC2===CaF2＋2K↑＋2C，方法三：

K2CO3＋2C===2K↑＋3CO↑。

试回答相关问题：

（1）将方法一中四种物质的熔点按由高到低的顺序排列：

_____________________________。

（2）方法二以KF和电石的主要成分（CaC2）为原料来制备K。

CaC2中阴离子内部共价键的类型是__________________________________________________________。

产物之一CaF2的一个不完整的晶胞如图所示，则图中实心球表示Ca2＋还是F－？

____________。

（3）方法三中原料K2CO3中阴离子的空间立体构型为________________，与产物CO互为等电子体的离子为__________（填化学式），CO在配合物中常作为配体，如近年来开始使用的一种新型汽油防震剂Fe（CO）5，该化合物中铁元素的化合价为__________。

答案　

（1）NaCl>

KCl>

Na>

K

（2）σ键和π键（或答非极性共价键）　Ca2＋

（3）平面正三角形　CN－（或其他合理答案）　0价

解析　

（1）NaCl的晶格能大于KCl，因此NaCl的熔点大于KCl，金属钠中金属键强于金属钾，因此熔点Na大于K，由于碱金属的熔点均较低，可判断出两种离子化合物的熔点均高于两种金属晶体。

（2）由CaC2和水反应制乙炔的反应原理可推知C

中化学键的类型。

（3）CO

中碳原子以sp2形式杂化，因此CO

的空间立体构型为平面正三角形。

CO（羰基）为中性配位体，故Fe（CO）5中Fe元素为0价。

18．（12分）下图为CaF2、H3BO3（层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合）、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题。

（1）图1所示的CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的F－数为________个，图3中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为________个。

（2）图2所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是__________。

H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为______________。

（3）金属铜具有很好的延展性、导电性、传热性，对此现象最简单的解释是用“________”理论。

（4）三种晶体中熔点最低的是________，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用力为__________。

答案　

（1）8　12　

（2）O　1∶6　（3）电子气

（4）H3BO3　分子间作用力

解析　本题考查了离子晶体、分子晶体和金属晶体三种不同的晶体类型，涉及配位数、化学键的破坏等知识。

（1）从图1面心上的一个Ca2＋可看出连接4个F－，若将旁边的晶胞画出，也应连4个F－，则一个Ca2＋连有8个F－。

铜属于面心立方最密堆积，配位数为12。

（2）H是两电子，B从图2看，只形成三个共价键，应为6个电子，只有氧为8电子。

H3BO3属于分子晶体，一个B连有3个O,3个O又连有3个H，所以一个B对应6个极性键。

（3）“电子气”理论可以很好地解释金属的导电、导热和延展性等物理性质。

（4）熔点大小一般规律：

原子晶体>

离子晶体>

分子晶体，金属晶体看具体情况，此题H3BO3为分子晶体，应熔点最低，熔化时破坏分子间作用力。

19．（9分）

（1）MH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示。

已知该晶体的密度ag·

cm－3，则该晶胞的体积为________cm3[用a、NA表示（NA为阿伏加德罗常数的值）]。

（2）NaH具有NaCl型晶体结构，已知NaH晶体的晶胞参数a＝488pm（棱长）。

Na＋半径为102pm，H－的半径为________，NaH的理论密度是________g·

cm－3（只列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA）。

（3）氨硼烷（NH3BH3）与镧镍合金（LaNix）都是优良的储氢材料。

①H3BNH3的等电子体的化学式为________。

②镧镍合金的晶胞结构示意图如右图所示（只有1个原子位于晶胞内部），则x＝________。

氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体，具有类似金刚石的结构，硬度略小于金刚石。

则在下列各项中，立方氮化硼晶体不可用作________（填字母）。

a．耐磨材料　b．切削工具　c．导电材料　d．钻探钻头

答案　

（1）

（2）142pm　

（3）①C2H6　②5　c

解析　

（1）每个晶胞中含有Mg的数目为8×

＋1＝2，含有H的数目为4，所以晶胞的体积为

＝

cm3。

（3）①用2个C原子替换B和N原子即可得其等电子体为C2H6。

②每个晶胞中含有La的数目为8×

＝1，Ni的数目为8×

＋1＝5，则x＝5。

立方氮化硼为原子晶体不导电，故选c。

20．（11分）已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素，A与B，C、D与E分别位于同一周期。

A原子L层上有2对成对电子，B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X，CE、FA为电子数相同的离子晶体。

（1）写出A元素的基态原子价电子排布式：

__________。

F离子电子排布式：

______________。

（2）写出X的化学式：

X的化学名称为______________。

（3）写出X涉及化工生产中的一个化学方程式：

________________________________

________________________________________________________________________。

（4）试解释工业冶炼D不以DE3而是以D2A3为原料的原因：

_____________________。

（5）CE、FA的晶格能分别为786kJ·

mol－1、3401kJ·

mol－1，试分析导致两者晶格能差异的主要原因是________________________________________________________________________

（6）F与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。

F与B形成的离子化合物的化学式为__________；

该离子化合物晶体的密度为ag·

cm－3，则晶胞的体积是__________________（只要求列出算式）。

答案　

（1）2s22p4　1s22s22p63s23p6

（2）Na3AlF6　六氟合铝酸钠

（3）2Al2O3（熔融）

4Al＋3O2↑

（4）Al2O3为离子晶体（或者离子化合物），而AlCl3为分子晶体（或者共价化合物）

（5）CaO晶体中Ca2＋、O2－带的电荷大于NaCl晶体中Na＋、Cl－带的电荷

（6）CaF2　V＝

解析　因为A原子L层上有2对成对电子，所以A为O元素，其基态原子价电子排布式为2s22p4。

由于B与A同周期且原子序数比A大，则B为F元素。

B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X且C、D分别位于同一周期，所以X为Na3AlF6，即C是Na元素、D是Al元素，CE、FA为电子数相同的离子晶体，则E为Cl元素、F为Ca元素。

（1）A为O元素，其基态原子价电子排布式为2s22p4，F离子为Ca2＋，其电子排布式为1s22s22p63s23p6。

（2）X的化学式为Na3AlF6，名称为六氟合铝酸钠。

（3）工业上用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝，由于氧化铝的熔点很高，故常加入冰晶石（主要成分是Na3AlF6）以降低其熔点。

（4）AlCl3是共价化合物，熔融的AlCl3不能导电，故工业冶炼金属铝时不用电解熔融AlCl3的方法。

（6）根据晶胞结构，用均摊法进行计算，每个晶胞中钙原子的个数为

×

8＋

6＝4，F原子位于晶胞内部，未被其他晶胞共用，故F原子的个数为8，所以该化合物的化学式为CaF2。

假设现有1molCaF2，其中含有NA个钙离子，则含有

个晶胞，再假设一个晶胞的体积为Vcm3，则1molCaF2的体积为

Vcm3，根据质量关系列关系式得

V×

a＝78，解得该晶胞的体积V＝

。

21．（10分）

（1）碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：

回答下列问题：

①金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为____________。

②金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为________、________。

③C60属于________晶体，石墨属于________晶体。

④石墨晶体中，层内C—C键的键长为142pm，而金刚石中C—C键的键长为154pm。

其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键；

而石墨层内的C—C间不仅存在________共价键，还有________键。

（2）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：

①在石墨烯晶体中，每个C原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C原子。

②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接________个六元环，六元环中最多有________个C原子在同一平面。

（3）①单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以____________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献____________个原子。

②在硅酸盐中，SiO

四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。

图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根：

其中Si原子的杂化形式为______________，Si与O的原子数之比为______________化学式为________________。

答案　

（1）①同素异形体　②sp3杂化　sp2杂化

③分子　混合　④σ　σ　π

（2）①3　2　②12　4　（3）①共价键　3　②sp3　1∶3

[SiO3]

（或SiO

）

解析　

（1）①金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们的组成相同，结构不同、性质不同，互称为同素异形体；

②金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键（即C原子采取sp3杂化方式），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；

③C60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；

石墨的层内原子间以共价键加合，层与层之间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合晶体；

④在金刚石中只存在C—C之间的键；

石墨层内的C—C之间不仅存在σ键，还存在π键。

（2）根据均摊法来计算。

①石墨烯晶体中，每个碳原子被3个六元环共有，每个六元环占有的碳原子数是6×

＝2；

②每个碳原子形成4个共价键，每2个共价键即可形成1个六元环，则可形成6个六元环，每个共价键被2个六元环共用，所以一个碳原子可连接12个六元环；

根据数学知识，3个碳原子可形成一个平面，而每个碳原子都可构成1个正四面体，所以六元环中最多有4个碳原子共面。

（3）①单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以硅硅共价键相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置的有6个原子，每个面心原子贡献二分之一，所以6个面心原子对该晶胞贡献3个原子。

②题干图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中每个硅原子和4个氧原子形成四面体结构，所以硅原子的杂化形式为sp3，Si与O的原子数之比为1∶3，化学式为[SiO3]

或SiO