章末验收评估三晶体结构与性质.docx
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章末验收评估三晶体结构与性质
章末验收评估（三） 晶体结构与性质
（时间：
90分钟 总分：
100分）
一、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共45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
2．下表所列有关晶体的说法中，有错误的是（ ）
选项
A
B
C
D
晶体名称
碘化钾
干冰
石墨
碘
构成晶体粒子名称
阴、阳离子
分子
原子
分子
晶体内存在的作用力
离子键
范德华力
共价键
范德华力
3.二氧化硅有晶体和无定形两种形态，晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。
除石英外，SiO2还有磷石英和方英石等多种变体。
方英石结构和金刚石相似，其结构单元如图。
下列有关说法正确的是（ ）
A．方英石晶体中存在着SiO4结构单元
B．1molSi形成2molSi－O键
C．图示结构单元中实际占有18个硅原子
D．方英石晶体中，Si－O键之间的夹角为90°
4．下列说法中正确的是（ ）
A．离子晶体中每个离子周围均吸引着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．分子晶体的熔沸点很低，常温下都呈液态或气态
D．原子晶体中的各相邻原子以共价键相结合
5．下列物质所属晶体类型分类正确的是（ ）
选项
A
B
C
D
原子晶体
石墨
生石灰
碳化硅
金刚石
分子晶体
冰
固态氨
氯化铯
干冰
离子晶体
氮化铝
食盐
明矾
芒硝
金属晶体
铜
汞
铝
铁
6.下列说法中，正确的是（ ）
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键越强，熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定
7．下列有关晶体的叙述中，不正确的是（ ）
A．金刚石为网状结构，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
8．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
9．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
据此作出的下列判断中，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
10．有关晶体的结构如下图所示，下列说法中不正确的是（ ）
A．在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋
C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2
D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE
11.食盐晶体的结构示意图如图所示。
已知食盐的密度为ρg/cm3，摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是（ ）
A.
cm B.
cm
C.
cmD.
cm
12．AB型的化学式形成的晶体结构情况多种多样。
如图所示的几种结构中最有可能是分子晶体的是（ ）
A．①②③ B．③④⑥
C．②⑤D．①②
13．氮氧化铝（AlON）属于原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是（ ）
A．AlON和石英的化学键类型相同
B．AlON和石英晶体类型相同
C．AlON和Al2O3的化学键类型不同
D．AlON和Al2O3晶体类型相同
14．下列关于晶体的说法正确的组合是（ ）
①分子晶体中都存在共价键
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
⑤CaTiO3晶体中（晶胞结构如图所示）每个Ti4＋和12个O2－相紧邻
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑦晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
⑧氯化钠熔化时离子键被破坏
A．①②③⑥ B．①②④
C．③⑤⑦D．③⑤⑧
15．氮化碳结构如下图，其中β氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。
下列有关氮化碳的说法错误的是（ ）
A．氮化碳属于原子晶体
B．氮化碳中碳显－4价，氮显＋3价
C．氮化碳的化学式为C3N4
D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连
二、非选择题（本题包括5小题，共55分）
16．（12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：
（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。
17．（9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________，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________；
（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________________________________________________________________________。
18．（9分）
（1）分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：
A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电________；
B．溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电
________________________________________________________________________；
C．五氟化矾，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中________；
D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电________。
（2）三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，在300℃以上易升华。
易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。
据此判断三氯化铁晶体为__________。
（3）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。
面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为________。
19．（15分）（新课标全国卷Ⅰ）早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。
回答下列问题：
（1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。
（2）基态Fe原子有________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为________。
可用硫氰化钾检验Fe3＋，形成的配合物的颜色为________。
（3）新制备的Cu（OH）2可将乙醛（CH3CHO）氧化为乙酸，而自身还原成Cu2O。
乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________，1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。
乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是________。
Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。
（4）Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为________。
列式表示Al单质的密度________g·cm－3（不必计算出结果）。
20．（10分）（江苏高考）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。
（1）Cu＋基态核外电子排布式为
________________________________________________________________________。
（2）与OH－互为等电子体的一种分子为
________________________________________________________________________
（填化学式）。
（3）醛基中碳原子的轨道杂化类型是________；1mol乙醛分子中含有σ键的数目为________。
（4）Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。
铜晶胞结构如右图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。
答案
1．选C A中，分子晶体受热熔化时破坏的是分子间作用力；B中，大部分分子晶体中都存在共价键（稀有气体的晶体例外）；D中，非金属元素原子间也可形成离子键（如NH4Cl），金属元素原子与非金属元素原子间也可形成共价键（如AlCl3）。
2．选C 在石墨晶体内还存在着范德华力、金属键。
3．选A 本题考查SiO2的晶体结构。
由方英石结构示意图，知方英石晶体中存在着SiO4的结构单元，A项正确；1molSi形成4molSi－O键，B项错误，题图所示的结构单元实际占有的硅原子数：
8×
＋6×
＋4＝8个，C项错误；方英石晶体中存在着SiO4的结构单元，说明Si－O键之间的夹角为109°28′，D项错误。
4．选D A项中CsCl晶体中每个离子都吸引8个带相反电荷的离子；B项中金属内部本身就存在自由电子，外加电场仅能导致其产生定向移动；C项中P、S等分子晶体常温下呈固态。
5．选D A选项中石墨为混合晶体，B选项中生石灰为离子晶体，C选项中氯化铯为离子晶体。
6．选B A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力及氢键，A项错误。
B项，原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，B项正确。
C项，分子晶体熔、沸点的高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，所以C项错误，D项也错误。
7．选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上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。
8．选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的熔点依次降低是它们的离子键键能随离子半径增大逐渐减小；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。
9．选C 由表中所给熔点数据可知，BCl3的熔点最低，应为分子晶体；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。
10．选D 由于是气态团簇分子，其分子式应为E4F4或F4E4；CaF2晶体中，Ca2＋占据8个顶点和6个面心，故Ca2＋共8×
＋6×
＝4个；金刚石晶体中，每个C原子与4个C原子相连，而碳碳键为2个碳原子共用，C原子与C－C键个数比为1∶2。
11．选B 食盐晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，每个晶胞的体积为
×4cm3，设食盐晶体里Na＋和Cl－的间距为xcm，所以可得（2x）3＝
×4，解得x＝
，即在食盐晶体中Na＋和Cl－的间距大约是
cm。
12．选C 从①、③、④、⑥的结构上看，构成晶体的结构单元都是向外延伸和扩展的，符合离子晶体或原子晶体的结构特点，而②、⑤的结构没有这种特点，该结构中每一个“
”或“
”可看成是一个原子，形成晶体时为分子晶体。
13．选D AlON与石英均为原子晶体，所含化学键均为共价键，故A、B项正确；Al2O3为离子晶体，晶体中有离子键，不含共价键，故C项正确，D项错误。
14．选D 可用例举法一一排除，若稀有气体构成的分子晶体，则晶体中无共价键，①错；构成离子晶体的微粒是阴阳离子，构成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子，②错；在离子晶体NaOH中既有离子键，又有共价键，④错；SiO2是原子晶体，形成空间网状结构，每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合，⑥错；分子的稳定性与分子内的共价键有关，与晶体中分子间作用力无关，⑦错误。
15．选B 图示为网状结构，硬度超过金刚石，氮化碳晶体为原子晶体；每个碳原子和4个氮原子形成共价键，每个氮原子与3个碳原子相连，所以氮化碳的化学式为C3N4；由于氮的电负性比碳大，所以氮化碳中碳显＋4价，氮显－3价。
16．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1/3，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是6×1/3＝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
17．解析：
从图1可看出面心上的一个Ca2＋连接4个F－，若将紧邻的晶胞画出，也应连4个F－，则一个Ca2＋连有8个F－。
铜晶体属于面心立方最密堆积，配位数为12。
（2）H是两电子原子，从图2看，B原子只形成三个共价键，应为6个电子，只有氧原子为8个电子。
H3BO3属于分子晶体，一个B原子连有3个O原子，3个O原子又连有3个H原子，所以一个B原子对应6个极性键。
（3）“电子气”理论可以解释金属的导电、导热和延展性等物理性质。
（4）熔点高低一般规律：
原子晶体>离子晶体>分子晶体，金属晶体看具体情况，此题中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
18．解析：
（1）晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶解性等性质相结合，是判断晶体类型的重要依据。
原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高，两者最大的差异是熔融态的导电性不同。
原子晶体熔融态不导电，离子晶体熔融时或其水溶液都能导电。
原子晶体和分子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。
一般原子晶体和分子晶体熔融态时都不能导电。
另外易溶于一些有机溶剂的物质往往也是分子晶体的特征之一。
（2）根据题目中的信息知，FeCl3的溶、沸点低，易溶于水等，它符合分子晶体的特征。
（3）此处考查晶胞的数法，面心立方中铁原子个数为8×
＋6×
＝4个，体心立方中铁原子个数为8×
＋1＝2个，即两细胞中实际含有的铁原子个数之比为2∶1。
答案：
（1）原子晶体 分子晶体 分子晶体 离子晶体
（2）分子晶体 （3）3∶2
19．解析：
（1）区分晶体、准晶体和非晶体可运用X射线衍射的方法。
（2）基态铁原子的3d能级上有4个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，Fe（SCN）3呈血红色。
（3）由乙醛的结构式
知，—CH3、—CHO上的碳原子分别为sp3、sp2杂化。
由于1个乙醛分子中含有4个CH键、1个CCS键、1个CO键，共有6个σ键，故1mol乙醛分子中含有6NA个σ键。
乙酸分子之间能形成氢键而乙醛分子之间不能形成氢键，故乙酸的沸点明显高于乙醛。
根据均摊原理，一个晶胞中含有的氧原子为4＋6×
＋8×
＝8（个），再结合化学式Cu2O知一个晶胞中含有16个铜原子。
（4）面心立方晶胞中粒子的配位数是12。
一个铝晶胞中含有的铝原子数为8×
＋6×
＝4（个），一个晶胞的质量为
×27g，再利用密度与质量、晶胞参数a的关系即可求出密度，计算中要注意1nm＝10－7cm。
答案：
（1）X—射线衍射
（2）4 1s22s22p63s23p63d5 血红色 （3）sp3、sp2 6NA CH3COOH存在分子间氢键 16 （4）12
20．解析：
（1）Cu为29号元素，Cu＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
（2）OH－为10电子粒子，HF为与OH－互为等电子体的分子。
（3）醛基的空间构型是平面三角形，所以醛基中碳原子的轨道杂化类型为sp2。
由乙醛的结构式可以得出，1个乙醛分子中含6个σ键，所以1mol乙醛分子中含σ键6mol即6×6.02×1023个。
（4）根据铜晶胞结构示意图可以看出，在每个铜原子周围与其距离最近的铜原子每层有4个，共有3层，所以铜晶体内每个铜原子周围与其距离最近的铜原子共有12个。
答案：
（1）[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
（2）HF
（3）sp2 6×6.02×1023个 （4）12
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