学年人教版选修3第3章 晶体结构与性质单元测试题1.docx

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学年人教版选修3第3章晶体结构与性质单元测试题1

章末综合测评（三）

（时间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．下列说法正确的是（　　）

A．晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂

B．原子晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力

C．区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验

D．非金属元素的原子间只形成共价键，金属元素的原子与非金属元素的原子间只形成离子键

C　[A项，分子晶体受热熔化时破坏的是分子间作用力而不是化学键，错误；B项，有的分子晶体中存在氢键，错误；D项，金属元素原子与非金属元素原子间也可形成共价键，如AlCl3错误。

]

2．下列说法正确的是（　　）

【导学号：

79652176】

A．离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个带相反电荷的离子

B．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动

C．分子晶体的熔、沸点低，常温下均呈液态或气态

D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合

D　[选项A中离子晶体中每个离子周围吸引带相反电荷的离子数目与离子半径有关，如一个Cs＋可同时吸引8个Cl－；选项B中金属内部的自由电子不是在电场力的作用下产生的；选项C中分子晶体的熔、沸点很低，在常温下也有呈固态的，如S属于分子晶体，它在常温下为固态。

]

3．下列晶体中由原子直接构成的有（　　）

A．金属钾　　　　　　B．氢气

C．金刚石D．白磷

C　[A项为金属晶体，其构成粒子为K＋和自由电子；B、D两项皆为分子晶体，其组成粒子只有分子，因此A、B、D均错误；C项金刚石为原子晶体，其组成粒子为碳原子，故C正确。

]

4．下列说法中正确的是（　　）

A．完全由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物

B．构成分子晶体的粒子一定含有共价键

C．分子晶体的熔点一定比金属晶体的熔点低

D．含有金属离子的晶体一定是离子晶体

A　[由非金属元素组成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl，故A正确；稀有气体元素所形成的分子晶体中不含共价键，B不正确；金属汞的熔点低于许多分子晶体，C也不正确；金属晶体中也含有金属阳离子，故D也不正确。

]

5．用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面，熔化了的石蜡成椭圆形，这是因为（　　）

【导学号：

79652177】

A．云母是热的不良导体，传热不均匀

B．石蜡是热的不良导体，传热不均匀

C．石蜡具有各向异性，不同方向导热性能不同

D．云母具有各向异性，不同方向导热性能不同

D　[云母是晶体，具有各向异性，在不同方向的导热性能不同，使得熔化的石蜡成椭圆形。

]

6．对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是（　　）

A．SiO2和CO2中，Si和O、C和O之间都是共价键

B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8

C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应

D．该族元素的主要化合价是＋4和＋2

B　[C的原子序数为6，最外层电子数是4，次外层电子数为2，所以B不正确；CO2和SiO2都是共价化合物、酸性氧化物，因此A、C正确；第ⅣA族元素的主要化合价为＋4和＋2，D正确。

]

7．共价键、金属键、离子键和分子间作用力都是构成物质粒子间的作用力，含有以上所说的两种作用力的晶体是（　　）

【导学号：

79652178】

A．SiO2晶体B．铜晶体

C．MgCl2晶体D．NaOH晶体

D　[SiO2晶体中只含有Si—O共价键；铜晶体中只含有金属键；MgCl2晶体中只含有Mg2＋和Cl－之间的离子键；NaOH晶体中含有O—H共价键和Na＋与OH－之间的离子键，所以含有两种作用力的为NaOH晶体。

]

8．下列有关晶格能的叙述正确的是（　　）

A．晶格能是气态原子形成1摩尔离子晶体时所释放的能量

B．晶格能通常取正值，但有时也取负值

C．晶格能越大，形成的离子晶体越稳定

D．晶格能越大，物质的硬度反而越小

C　[晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体时所释放的能量，晶格能取正值，且晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。

]

9．关于体心立方堆积型晶体（如图）的结构的叙述中正确的是（　　）

A．是密置层的一种堆积方式

B．晶胞是六棱柱

C．每个晶胞内含2个原子

D．每个晶胞内含6个原子

C　[本题主要考查常见金属晶体的堆积方式，体心立方堆积型晶体是非密置层的一种堆积方式，为立方体形晶胞，其中有8个顶点，一个体心，晶胞所含原子数为8×

＋1＝2。

]

10．在硼酸[B（OH）3]分子中，硼原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。

则分子中硼原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是（　　）

【导学号：

79652179】

A．sp，范德华力B．sp2，范德华力

C．sp2，氢键D．sp3，氢键

C　[根据题给信息，硼酸分子是平面结构，键角120°，这是sp2杂化的特征。

由于硼酸分子中含有—OH，又能形成类似石墨的层状结构，说明硼酸分子间是按一定取向结合的，符合氢键的特征，有饱和性和方向性，所以，同层分子间以氢键结合，层间以分子间作用力结合。

]

11．下表中的数据是对应物质的熔点（℃）。

物质

NaCl

Na2O

AlF3

AlCl3

BCl3

CO2

SiO2

熔点/℃

801

920

1291

190

－107

－57

1723

据此做出的下列判断中错误的是（　　）

A．铝的化合物的晶体中有离子晶体

B．同族元素中的氧化物可形成不同类型的晶体

C．表中只有BCl3和干冰是分子晶体

D．不同元素的氯化物可形成相同类型的晶体

C　[由表中所给熔点数据可知，BCl3的熔点最低，为分子晶体；SiO2的熔点最高，为原子晶体；AlCl3的熔点较低，为分子晶体；AlF3的熔点较高，为离子晶体。

]

12．下列各组物质的沸点，按由低到高顺序排列的是（　　）

【导学号：

79652180】

A．NH3、CH4、NaCl、Na

B．H2O、H2S、MgSO4、SO2

C．CH4、H2O、NaCl、SiO2

D．Li、Na、K、Rb、Cs

C　[C项中SiO2是原子晶体，NaCl是离子晶体，CH4、H2O都是分子晶体，且常温下水为液态，CH4是气态；选项D中的五种碱金属晶体，由于其金属键渐弱（金属阳离子电荷数相等，但半径增大）等原因，熔点逐渐降低。

]

13．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、沸点逐渐升高

D　[HF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱是因为它们的共价键键能逐渐减小，与键能有关；金刚石的硬度大于硅，熔、沸点高于硅是因为C—C键键能大于Si—Si键键能；NaF、NaCl、NaBr、NaⅠ的熔点依次降低是因为它们的离子键键能随离子半径增大而逐渐减小；F2、Cl2、Br2、I2为分子晶体，熔、沸点的高低由分子间作用力决定，与键能无关。

]

14．下面有关晶体的叙述中，不正确的是（　　）

A．金刚石为立体网状结构，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＋周围紧邻且距离相等的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

B　[金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有6个碳原子；NaCl晶体中，每个Na＋周围紧邻6个Cl－，每个Na＋周围紧邻12个Na＋；氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－，每个Cs＋周围紧邻6个Cs＋；干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子。

]

15．下列有关冰和干冰的叙述不正确的是（　　）

【导学号：

79652181】

A．干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体

B．冰是由氢键形成的晶体，每个水分子周围有4个紧邻的水分子

C．干冰比冰的熔点低得多，常压下易升华

D．干冰中只存在范德华力不存在氢键，一个分子周围有12个紧邻的分子

A　[干冰晶体中CO2分子间作用力只有范德华力，分子采用紧密堆积，一个分子周围有12个紧邻的分子；冰晶体中水分子间除了范德华力还存在氢键，由于氢键具有方向性，每个水分子周围有4个紧邻的水分子，采用非紧密堆积的方式，空间利用率小，因而密度小。

干冰融化只需克服范德华力，冰融化还需要克服氢键，由于氢键比范德华力大，所以干冰比冰的熔点低得多，而且常压下易升华。

]

16．观察下列模型并结合有关信息，判断有关说法正确的是（　　）

B12结构单元

SF6分子

S8

HCN

结构模型示意图

备注

熔点1873K

—

易溶于CS2

—

A．单质硼属于原子晶体

B．SF6是由极性键构成的极性分子

C．固态硫S8属于原子晶体

D．HCN的结构式为H∶C∶∶N

A　[SF6空间结构高度对称，是由极性键构成的非极性分子，B项错误；根据S8易溶于CS2可知，固态硫S8属于分子晶体，C项错误；HCN的结构式应为H—C≡N，D项错误。

]

[教师独具]

美国科学家用有机分子和球形笼状分子C60，首次制成了“纳米车”（如图），每辆“纳米车”是用一个有机分子和四个球形笼状分子“组装”而成。

下列说法正确的是（　　）

A．我们可以直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动

B．“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段

C．“纳米车”是一种分子晶体

D．C60熔点比金刚石熔点高

B　[根据题意，“纳米车”是肉眼看不见的，A项错误；“纳米车”只是几个分子的“组装”体，并非晶体，C项错误；C60属于分子晶体，熔点要比金刚石低得多，D项错误。

]

二、非选择题（本题包括6小题，共52分）

17．（6分）判断下列晶体类型：

【导学号：

79652182】

（1）SiI4：

熔点120.5℃，沸点271.5℃，易水解。

属________。

（2）硼：

熔点2300℃，沸点2500℃，硬度大。

属________。

（3）AlCl3：

熔点190℃，沸点180℃，易升华。

属________。

（4）苛性钾：

熔点300℃，沸点1320℃，溶于水能导电，晶体不导电。

属________。

[解析]　一般来说三种晶体的熔点由高到低的顺序为原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，再根据其导电性来判断是哪种晶体。

[答案]　

（1）分子晶体　

（2）原子晶体　（3）分子晶体　（4）离子晶体

18．（8分）现有几组物质的熔点（℃）数据：

A组

B组

C组

D组

金刚石：

＞3550

Li：

181

HF：

－84

NaCl：

801

硅晶体：

1410

Na：

98

HCl：

－114

KCl：

770

硼晶体：

2300

K：

63

HBr：

－87

RbCl：

715

二氧化硅：

1710

Rb：

39

HI：

－51

CsCl：

645

据此回答下列问题：

【导学号：

79652183】

（1）A组属于________晶体，其熔化时克服的粒子间的作用力是________。

（2）B组晶体共同的物理性质是________（填序号）。

①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性

（3）C组中HF熔点反常是由于_______________________________________

_______________________________________________________________。

（4）D组晶体可能具有的性质是________（填序号）。

①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④熔融状态下能导电

（5）D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl＞RbCl＞CsCl，其原因解释为__________________________________________________________________

________________________________________________________________

_______________________________________________________________。

[解析]　通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质，应用氢键解释HF的熔点反常，利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因。

[答案]　

（1）原子　共价键

（2）①②③④

（3）HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多（只要答出HF分子间能形成氢键即可）

（4）②④

（5）D组晶体都为离子晶体，r（Na＋）

19．（10分）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：

【导学号：

79652184】

（1）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）代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。

（3）代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最接近且距离相等的Na＋有________个。

（4）代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。

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

[解析]　根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。

NaCl晶体是简单立方单元，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，但观察Na＋与最近距离等距离的Na＋数时要抛开Cl－，从空间结构上看是12个Na＋。

即x轴面上、y轴面上、z轴面上各4个。

CsCl晶体由Cs＋、Cl－分别构成立方结构，但Cs＋组成立方的中心有一个Cl－，Cl－组成的立方中心又镶入一个Cs＋，可称为“体心立方”结构，Cl－组成紧邻8个Cs＋，Cs＋紧邻8个Cl－。

干冰也是立方体结构，但在立方体每个正方形面的中央都有一个CO2分子，称为“面心立方”。

实际上各面中央的CO2分子也组成立方结构，彼此相互套入面的中心。

所以每个CO2分子在三维空间里x、y、z三个面各紧邻4个CO2分子，共12个CO2分子。

金刚石的基本单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子，石墨的片层由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个六边形占有1个碳原子的各

，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是6×

＝2个。

[答案]　

（1）D　4　原子　

（2）E　2　（3）A　12

（4）C　离子　8　（5）B　分子　12

20．（10分）

（1）氯酸钾熔化，粒子间克服了________的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了共价键的作用力；碘的升华，粒子间克服了分子间作用力的作用力。

三种晶体的熔点由高到低的顺序是____________________________。

（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顺序为__________________（填序号）。

（3）在H2、（NH4）2SO4、SiC、CO2、HF中，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顺序是__________________。

（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3500℃

试推断它们的晶体类型：

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________；C________。

【导学号：

79652185】

[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　SiO2＞KClO3＞I2　

（2）①⑤③②④⑥　（3）H2、CO2、HF　HF　（NH4）2SO4　SiC　SiC＞（NH4）2SO4＞HF＞CO2＞H2　（4）离子晶体　原子晶体　（5）CsCl　SiO2

21．（10分）上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。

目前市售LED铝片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、InGaN（氮化铟镓）为主。

已知镓是铝同族下一周期的元素。

砷化镓的晶胞结构如图。

试回答：

【导学号：

79652186】

（1）镓的基态原子的电子排布式是________________________________。

（2）砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的立体构型为________。

（3）N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是______________________（用氢化物分子式表示）。

（4）砷化镓可由（CH3）3Ga和AsH3在700℃时制得。

（CH3）3Ga中镓原子的杂化方式为________。

（5）比较二者的第一电离能：

As________Ga（填“<”“>”或“＝”）。

（6）下列说法正确的是________（填序号）。

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同

B．GaP与GaAs互为等电子体

C．电负性：

As＞Ga

D．砷化镓晶体中含有配位键

[解析]　

（1）镓位于元素周期表中第四周期第ⅢA族，故其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1。

（2）根据“均摊法”：

白色球个数为（6/2）＋（8/8）＝4。

由晶胞图可知与同一个镓原子相连的砷原子构成的立体构型为正四面体。

（3）由于NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点最高，由于AsH3的相对分子质量大于PH3，故AsH3的沸点高于PH3。

（4）由于Ga原子周围只有3对成键电子对，故其杂化方式为sp2。

（5）As和Ga处于同一周期，而处于ⅤA族的As外围电子处于半满的较稳定结构，故As的第一电离能大于Ga。

（6）由题中晶胞图可知A显然是错误的。

根据等电子体的概念可知选项B正确。

根据电负性的概念可知选项C正确。

由于Ga原子最外层只有3个电子，而每个Ga原子与4个As原子成键，因此其中一个共价键必为配位键，D正确。

[答案]　

（1）1s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1）

（2）4　正四面体　（3）NH3＞AsH3＞PH3　（4）sp2　（5）＞

（6）BCD

22．（8分）如图为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：

【导学号：

79652187】

图ⅠCaF2晶胞　图ⅡH3BO3层状结构　

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

（2）图Ⅱ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，克服的粒子之间的相互作用力为________。

[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点。

（1）从图Ⅰ面心上的一个Ca2＋可看出连接四个F－，若将旁边的晶胞画出，也应连四个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Ⅱ看，只形成三个共价键，应为6个电子，只有O为8电子。

H3BO3属于分子晶体，一个B连有三个O，三个O又连有三个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性、传热性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，熔点最低，熔化时破坏分子间作用力。

[答案]　

（1）8　12　

（2）O　1∶6

（3）电子气　（4）H3BO3　分子间作用力