届人教版 晶体结构与性质质 单元测试.docx

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届人教版晶体结构与性质质单元测试

晶体结构与性质

[基础题]

1．下列晶体分类中正确的一组是（　　）

选项

离子晶体

原子晶体

分子晶体

A

NaOH

Ar

SO2

B

H2SO4

石墨

S

C

CH3COONa

水晶

D

Ba（OH）2

金刚石

玻璃

解析：

A项中固态Ar为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体；D项中玻璃是非晶体。

答案：

C

2．离子晶体熔点的高低取决于晶体中晶格能的大小。

判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是（　　）

A．KCl>NaCl>BaO>CaO

B．NaCl>KCl>CaO>BaO

C．CaO>BaO>NaCl>KCl

D．CaO>BaO>KCl>NaCl

解析：

离子晶体中，晶格能越大，晶体熔、沸点越高；离子所带电荷总数越多，半径越小，晶格能越大。

答案：

C

3．关于晶体的叙述中，正确的是（　　）

A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高

B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定

C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高

D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体

解析：

B项，分子的稳定性取决于分子内部的共价键强弱，与分子间作用力无关；C项，分子晶体熔、沸点高低，取决于分子间作用力的大小；D项，也可能是分子晶体，如HCl。

答案：

A

4．现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式正确的是（　　）

解析：

A.A离子个数是1，B离子个数＝1/8×8＝1，所以其化学式为AB，故A错误；B.E离子个数＝1/8×4＝1/2，F离子个数＝1/8×4＝1/2，E、F离子个数比为1：

1，所以其化学式为EF，故B错误；C.X离子个数是1，Y离子个数＝1/2×6＝3，Z离子个数＝1/8×8＝1，所以其化学式为XY3Z，故C正确；D.A离子个数＝1/8×8＋1/2×6＝4，B离子个数＝12×1/4＋1＝4，A、B离子个数比1：

1，所以其化学式为AB，故D错误。

答案：

C

5．下面有关晶体的叙述中，不正确的是（　　）

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＋周围距离相等且紧邻的Na＋共有6个

C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－

D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子

解析：

氯化钠晶体中每个Na＋周围距离相等且紧邻的Na＋共有12个，B项错误。

答案：

B

6.

磁光存储的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。

如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图（白球均在六棱柱内），则该晶体物质的化学式可表示为（　　）

A．Mn2Bi　B．MnBi

C．MnBi3D．Mn4Bi3

解析：

由晶体的结构示意图可知：

白球代表Bi原子，且均在六棱柱内，所以Bi为6个。

黑球代表Mn原子，个数为：

12×

＋2×

＋1＋6×

＝6（个），则二者的原子个数比为6：

6＝1：

1。

答案：

B

7．下列有关说法不正确的是（　　）

A．水合铜离子的模型如图甲所示，1个水合铜离子中有4个配位键

B．CaF2晶体的晶胞如图乙所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋

C．H原子的电子云图如图丙所示，H原子核外大多数电子在原子核附近动动

D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图丁所示，为最密堆积，每个Cu原子的配位数为12

解析：

电子云是用来表示电子出现的概率，但不代表有一个电子在那里，C项错。

答案：

C

8．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比为（　　）

A．3：

9：

4　　　B．1：

4：

2

C．2：

9：

4D．3：

8：

4

解析：

A粒子数为6×

＝

；B粒子数为6×

＋3×

＝2；C粒子数为1；故A、B、C粒子数之比为

：

2：

1＝1：

4：

2。

答案：

B

9．下理有关离子晶体的数据大小比较不正确的是（　　）

A．熔点：

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r（Na＋）>r（Mg2＋）>r（Al3＋），且Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高。

r（F－）

在CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4。

r（Mg2＋）

答案：

A

10．元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。

元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。

元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。

（1）X与Y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。

①在1个晶胞中，X离子的数目为________。

②该化合物的化学式为________。

（2）在Y的氢化物（H2Y）分子中，Y原子轨道的杂化类型是________。

（3）Z的氢化物（H2Z）在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是________________________________________________________________________。

（4）Y与Z可形成YZ

。

①YZ

的空间构型为__________________________（用文字描述）。

②写出一种与YZ

互为等电子体的分子的化学式：

______________________________________________。

（5）X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X（NH3）4]Cl2，1mol该配合物中含有σ键的数目为________。

解析：

X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，为30号元素锌。

Y核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，为16号元素硫，Z为氧。

（1）①由晶胞结构可知，一个晶胞中X离子的数目为：

8×

＋6×

＝4个。

②Y在晶胞内部，共4个，化学式为ZnS。

（2）H2S中硫原子有2对孤电子对，2个成键原子，所以S原子杂化类型为sp3。

（3）在乙醇中的溶解度H2O大于H2S，是因为水分子与乙醇间能形成分子间氢键。

（4）①SO

中由于硫原子是sp3杂化类型，所以为空间正四面体构型。

②与SO

互为等电子体的分子可以采用“左右移位，同族替换”的方法，SO

→SiF4→SiCl4→CCl4等。

（5）[Zn（NH3）4]2＋中Zn与NH3之间以配位键相连，共4个σ键，加上4个NH3的12个σ键，共16个σ键。

答案：

（1）①4　②ZnS　

（2）sp3

（3）水分子与乙醇分子之间形成氢键

（4）①正四面体　②CCl4（或SiCl4等）

（5）16mol（或16×6.02×1023个）

11.

（1）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。

晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为________、________。

（2）V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。

SO2分子中S原子价层电子对数是________对，分子的立体构型为________；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为________；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为________（填图2中字母），该分子中含有________个σ键。

（3）V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为________；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为________。

解析：

（1）分析钒的某种氧化物的晶胞结构可利用切割法计算，晶胞中实际拥有的阴离子氧离子数目为4×1/2＋2＝4，阳离子钒离子个数为8×1/8＋1＝2。

（2）SO2分子中S原子价电子排布式为3s23p4，价层电子对数是3对，分子的立体构型为V形；根据杂化轨道理论判断气态SO3单分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化；由SO3的三聚体环状结构判断，该结构中S原子形成4个键，硫原子的杂化轨道类型为sp3杂化；该结构中S—O键长有两类，一类含有双键的成分，键能较大，键长较短，另一类为配位键，为单键，键能较小，键长较长；由题给结构分析该分子中含有12个键。

（3）根据价层电子对互斥理论判断钒酸钠（Na3VO4）中阴离子的立体构型为正四面体形；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如题图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为NaVO3。

答案：

（1）4　2

（2）3　V形　sp2杂化　sp3杂化　a　12

（3）正四面体形　NaVO3

12．A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大。

第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素。

D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满。

请回答下列问题：

（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是________（用对应的元素符号表示）；基态D原子的电子排布式为________。

（2）A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取________杂化；BC

的立体构型为________（用文字描述）。

（3）1molAB－中含有的π键个数为________。

（4）如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比________。

（5）镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn它们有很强的储氢能力。

已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10－23cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金（氢进入晶胞空隙，体积不变），则LaNin中n＝________（填数值）；氢在合金中的密度为________。

解析：

根据题中已知信息，第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级可知，A为碳元素。

B、C、D元素的判断较容易，B为氮元素，C为氧元素，D为铜元素。

晶胞的原子个数计算主要注意D原子个数计算，在晶胞上、下两个面上共有4个D原子，在前、后、左、右四个面上共有4个D原子，在晶胞的中心还有一个D原子。

故Ca与D的个数比为8×

：

（4×

＋4×

＋1）＝1：

5。

1mol晶胞的体积为6.02×1023×9.0×10－23cm3，

所以ρ（H2）＝

＝0.083g·cm－3。

答案：

（1）C

（2）sp2　平面三角形　（3）2NA（或2×6.02×1023）　（4）1：

5　（5）5　0.083g/cm3

13．

（1）金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。

请回答下列问题：

①NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点FeO________NiO（填“<”或“>”）；

②铁有δ、γ、α三种同素异形体，各晶胞如下图，则δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为________。

（2）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为________；该晶体中，原子之间的强相互作用是________。

（3）某钙钛型复合氧化物如图1所示，以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe等时，这种化合物具有CMR效应。

①用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式：

________。

②已知La为＋3价，当被钙等二价元素A替代时，可形成复合钙钛矿化合物La1－xAxMnO3（x<0.1），此时一部分锰转变为＋4价。

导致材料在某一温度附近有反铁磁—铁磁、铁磁—顺磁及金属—半导体的转变，则La1－xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为________。

③下列有关说法正确的是________。

A．镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区

B．氧的第一电离能比氮的第一电离能大

C．锰的电负性为1.59，Cr的电负性为1.66，说明锰的金属性比铬强

D．铬的堆积方式与钾相同，则其堆积方式如图2所示

解析：

（1）①NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。

由于Ni2＋的离子半径小于Fe2＋的离子半径，则熔点NiO>FeO。

②δ、α两种晶胞中铁原子的配位数分别是8个和6个，所以δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比是4：

3。

（2）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，则最外层电子数为1，则价电子排布式为5d106s1，在晶胞中Cu原子处于面心，N（Cu）＝6×

＝3，Au原子处于顶点位置，N（Au）＝8×

＝1，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3：

1，为金属晶体，原子间的作用力为金属键。

（3）①由图1可知，晶胞中A位于顶点，晶胞中含有A为8×

＝1个，B位于晶胞的体心，含有1个，O位于面心，晶胞中含有O的个数为6×

＝3，则化学式为ABO3。

②设La1－xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量分别为m和n，则有3（1－x）＋2x＋3m＋4n＝6、m＋n＝1，解之得m＝1－x，n＝x，则La1－xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为（1－x）x。

③A.由金属在周期表中的位置可知镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区，故A正确；B.氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，因此氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能，故B错误；C.元素的电负性越强，金属性越弱，故C正确；D.图中堆积方式为镁型，故D错误。

答案：

（1）①<　②4：

3　

（2）3：

1　金属键

（3）①ABO3　②（1－x）：

x　③A、C

[能力题]

14．元素周期表中第三周期包括Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar8种元素。

请回答下列问题：

（1）基态磷原子核外有________种运动状态不同的电子。

（2）第三周期8种元素按单质熔点（℃）大小顺序绘制的柱形图（已知柱形“1”代表Ar）如下所示，则其中“2”原子的结构示意图为________，“8”原子的电子排布式为________。

（3）氢化镁储氢材料的晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为ρg·cm－3，则该晶体的化学式为________，晶胞的体积为________cm3（用ρ、NA表示，其中NA表示阿伏加德罗常数的值）。

（4）实验证明：

KCl、MgO、CaO三种晶体的结构与NaCl晶体的结构相似，已知NaCl、KCl、CaO晶体的晶格能数据如下表：

晶体

NaCl

KCl

CaO

晶格能/（kJ·mol－1）

786

715

3401

则KCl、MgO、CaO三种晶体的熔点从高到低的顺序是________。

其中MgO晶体中一个Mg2＋周围和它最近且等距离的Mg2＋有________个。

（5）Si、C和O的成键情况如下：

化学键

C—O

C===O

Si—O

Si===O

键能/（kJ·mol－1）

360

803

464

640

C和O之间形成含有双键的CO2分子晶体，而Si和O之间则易形成含有单键的SiO2原子晶体，请结合数据分析其原因：

________________________________________________________

_____________________________________________________。

解析：

（1）P的核外有15个电子，每个电子的运动状态均不同。

（2）第三周期元素的单质，除Ar外，只有Cl2为气体，熔点较低，单质硅为原子晶体，熔点最高。

（3）该晶体的晶胞中含有2个“MgH2”，则晶胞的体积为

÷ρ＝

（cm3）。

（4）晶格能越大，离子晶体的熔点越高，而晶格能与离子的电荷和半径有关，可以判断晶格能：

MgO>CaO>KCl，则熔点：

MgO>CaO>KCl。

答案：

（1）15

（2）

　1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2

（3）MgH2　

（4）MgO>CaO>KCl　12

（5）碳与氧之间形成含有双键的分子放出的能量（803kJ·mol－1×2＝1606kJ·mol－1）大于形成含单键的原子晶体放出的能量（360kJ·mol－1×4＝1440kJ·mol－1），故碳与氧之间易形成含双键的CO2分子晶体；硅与氧之间形成含有双键的分子放出的能量（640kJ·mol－1×2＝1280kJ·mol－1）小于形成含单键的原子晶体放出的能量（464kJ·mol－1×4＝1856kJ·mol－1），故硅与氧之间易形成含单键的SiO2原子晶体