三维设计版高中化学 第三章 晶体结构与性质阶段质量检测 新人教版选修3.docx
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三维设计版高中化学第三章晶体结构与性质阶段质量检测新人教版选修3
"【三维设计】2013版高中化学第三章晶体结构与性质阶段质量检测新人教版选修3"
（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．关于晶体与化学键关系的下列说法中，正确的是（ ）
A．离子晶体中一定存在共价键
B．原子晶体中可能存在离子键
C．金属晶体中存在离子，但却不存在离子键
D．分子晶体中一定存在共价键
解析：
离子晶体中可能有共价键（如NaOH），也可能没有共价键（如NaCl）；原子晶体中只有共价键，因为有离子键的化合物一定为离子化合物；而金属晶体中存在离子，但只有金属键；分子晶体中可能有共价键（如CO2），也可能没有（如He）。
答案：
C
2．由下列各组的三种元素构成的化合物中既有离子晶体，又有分子晶体的是（ ）
A．H、O、S B．Na、S、O
C．H、N、OD．H、S、O
解析：
A、D中三种元素构成的化合物只能为分子晶体；B项中三种元素只能形成离子晶体；C项中HNO3为分子晶体，NH4NO3为离子晶体。
答案：
C
3．下列物质所属晶体类型分类正确的是（ ）
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
解析：
A选项中石墨为混合型晶体，B选项中生石灰为离子晶体，C选项中氯化铯为离子晶体。
答案：
D
4．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
解析：
在石墨晶体内还存在着范德华力、金属键。
答案：
C
5．下列说法中错误的是（ ）
A．离子晶体在熔化状态下能导电
B．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
C．原子晶体中一定有非极性共价键
D．分子晶体中不一定含有共价键
解析：
SiO2晶体中只有极性键；稀有气体形成的分子晶体中没有化学键。
答案：
C
6．[双选题]共价键、金属键、离子键和分子间作用力是构成物质的粒子间的不同相互作用，含有上述两种相互作用的晶体是（ ）
A．SiO2晶体B．CCl4晶体
C．NaCl晶体D．NaOH晶体
解析：
SiO2晶体为原子晶体，晶体内部只存在共价键；CCl4晶体是分子晶体，分子之间存在分子间作用力，在分子内部，C、Cl之间以共价键结合；NaCl晶体为离子晶体，晶体内部只存在离子键；NaOH晶体为离子晶体，钠离子和氢氧根离子以离子键相结合，而氢氧根离子中的氢原子和氧原子以共价键结合。
答案：
BD
7．已知某些晶体的熔点（见下表）：
NaCl
AlF3
AlCl3
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
MgO
熔点/℃
801
1291
190
107
2045
－56.6
1723
2852
据此判断下列说法中，错误的是（ ）
A．由铝元素组成的晶体中有的是离子晶体
B．表中所列物质只有BCl3和CO2是分子晶体
C．同族元素的氧化物可以形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可以形成相同类型的晶体
解析：
不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律为：
原子晶体＞离子晶体＞金属晶体＞分子晶体。
从表中所给的数据可判断出CO2、BCl3、AlCl3为分子晶体，AlF3为离子晶体，故A正确，B错误；因CO2、SiO2为不同类型的晶体，C正确；显然D也正确。
答案：
B
8．下列有关数据的比较，不正确的是（ ）
A．元素的价电子数和所在族的族序数相等
B．NaOH晶体中的阳离子和阴离子数目相等
C．CsCl晶体中每个Cs＋周围紧邻的Cl－和每个Cl－周围紧邻的Cs＋个数相等
D．[Co（NH3）6]3＋中的NH3分子数与配位键数相等
解析：
A项中主族元素的价电子数与所在族序数相等，但ⅠB、ⅡB和第Ⅷ族元素的价电子数与族序数不相等；NaOH与CsCl中阳离子与阴离子带的电荷数相等，因此晶体中阴、阳离子相等；D项中每个NH3分子中有一对孤对电子，因此配位键数与NH3分子数相等。
答案：
A
9.下图是氯化铵晶体的晶胞，已知晶体中2个最近的NH
核间距离为acm，氯化铵的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铵晶体的密度（单位g·cm－3）为（ ）
A.
B.
C.
D.
解析：
一个晶胞中含NH
：
8×
＝1，含Cl－1个，即一个晶胞含1个NH4Cl，则有：
a3·ρ＝
·M，解得：
ρ＝
。
答案：
C
10．[双选题]金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型，下列关于它们的说法中，正确的是
（ ）
A．金属晶体导电，离子晶体在一定条件下也能导电
B．在镁晶体中，1个Mg2＋只与2个价电子存在强烈的相互作用
C．金属晶体和离子晶体都可采取“紧密堆积”方式
D．金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等强烈的相互作用，很难断裂，因而都具有延展性
解析：
金属晶体中有电子气，能导电，离子晶体在溶于水或熔融状态下可以导电，A项正确；金属晶体中的电子气属于整个晶体，B项不正确；D项中离子晶体没有延展性，不正确。
答案：
AC
11．下列金属晶体的堆积方式的空间利用率最低的是（ ）
A．NaB．Mg
C．PoD．Au
解析：
Po是简单立方堆积，其空间利用率最低，Mg、Na、Au分别属于镁型、钾型、铜型，空间利用率较高。
答案：
C
12．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
解析：
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，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。
答案：
D
13．如图所示晶体结构是一种具有优良的压电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元（晶胞）。
晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是（各原子所带电荷均已略去）（ ）
A．8；BaTi8O12B．8；BaTi4O9
C．6；BaTiO3D．3；BaTi2O3
解析：
由图可知，晶体中钛原子位于立方体的顶点，为8个晶胞所共有，每个晶胞中与钛原子紧邻的氧原子数为3，且每个氧原子位于晶胞的棱上，为4个晶胞所共有，故晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为：
3×8×
＝6；晶体中每个晶胞中各元素原子的数目：
“Ba”为1，“Ti”为8×
＝1，“O”为12×
＝3，故此晶体材料的化学式为BaTiO3。
答案：
C
14．有关晶体的下列说法中正确的是（ ）
A．分子晶体中共价键越强，熔点越高
B．原子晶体中分子间作用力越强，熔点越高
C．氯化钠晶体熔化时离子键发生断裂
D．金属晶体熔化时金属键未发生断裂
解析：
分子晶体的熔点与分子间作用力有关；原子晶体的熔点与共价键的强弱有关，金属晶体熔化时破坏了金属键。
答案：
C
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
解析：
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，由于氮的非金属性比碳强，所以氮化碳中碳显＋4价，氮显－3价。
答案：
B
16．下列关于晶体的说法一定正确的是（ ）
A．分子晶体中都存在共价键
B．CaTiO3晶体（如图）中每个Ti4＋和12个O2－相紧邻
C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
解析：
稀有气体都是单原子分子，它们的晶体中不存在共价键，A项不正确；在题目所给晶体结构模型中，每个Ti4＋周围有3个O2－与之相邻，晶体中每个Ti4＋周围共有3×8×
＝12个O2－，B项正确；在SiO2的晶体中Si、O以单键相结合，故每个硅原子与4个氧原子结合，C项不正确；金属汞的熔点比I2、蔗糖等的熔点低，D项不正确。
答案：
B
二、非选择题（本题包括6小题，共52分）
17．（8分）有A、B、C三种晶体，分别由C、H、Na、Cl四种元素中的一种或几种形成，对这三种晶体进行实验，结果如表所示：
项目
熔点/℃
硬度
水溶性
导电性
水溶液与Ag＋反应
A
811
较大
易溶
水溶液（或熔融）导电
白色沉淀
B
3500
很大
不溶
不导电
不反应
C
－114.2
很小
易溶
液态不导电
白色沉淀
（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）晶体中粒子间的作用分别为：
A________________，B________________，
C________________。
解析：
根据四种晶体的性质解答。
答案：
（1）NaCl C（金刚石） HCl
（2）离子晶体 原子晶体 分子晶体
（3）离子键 共价键 分子间作用力
18．（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________的作用力；碘的升华，粒子间克服了________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）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：
A____________；B____________；C__________；
D____________。
（4）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____________；B____________；C__________；
D____________。
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，其熔点取决于相对分子质量，故CS2的熔点高于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在水中反应即熔化成小球，说明它的熔点比NaCl低得多。
答案：
（1）离子键 共价键 分子间 SiO2>KClO3>I2
（2）①⑤③②④⑥ （3）金属晶体 分子晶体 离子晶体 原子晶体
（4）CsCl NaCl SiO2 金刚石
19．（10分）氮、磷、砷是同主族元素，该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用。
请回答下列问题：
（1）基态As原子的电子排布式为____________。
（2）K3[Fe（CN）6]晶体中Fe3＋与CN－之间的键型为________，该化学键能够形成的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）分析下表中四种物质的相关数据，回答下列问题：
氢化物
CH4
SiH4
NH3
PH3
沸点（K）
101.7
161.2
239.7
185.4
分解温度（K）
873
773
1073
713.2
①SiH4的沸点比CH4高的原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
②NH3的分解温度比PH3高的原因是_____________________________________
________________________________________________________________________。
（4）氮化硼（BN）是一种新合成的结构材料，它超硬、耐磨、耐高温，这种BN晶体属于________晶体。
解析：
SiH4和CH4的沸点高低与分子间作用力有关。
NH3和PH3分解破坏的是共价键，而不是分子间作用力。
答案：
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3或
[Ar]3d104s24p3
（2）配位键
CN－能提供孤对电子，Fe3＋具有空轨道
（3）①组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力也越大，因此SiH4的沸点高于CH4
②N—H键键能大于P—H键，因此NH3分解温度高于PH3
（4）原子
20．（8分）前4周期元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大，其中A和B同周期，固态的AB2能升华，常用作致冷剂；C和E原子都有一个未成对电子，C＋比E－少一个电子层，E原子得一个电子后3p轨道全充满；D的最高化合价和最低化合价代数和为4，其最高价氧化物中D的质量分数为40%，且核内质子数等于中子数；F为红色单质，广泛用于电气工业。
回答下列问题：
（1）元素电负性：
D_______E；A、C单质熔点：
A_______C（填“>”、“<”或“=”）。
（2）AE4常用作有机溶剂，其固态晶体类型为____________。
（3）F的核外电子排布式为______________；向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀，后沉淀溶解为深蓝色溶液，加入乙醇会析出蓝色晶体，该晶体中F离子与NH3之间的化学键为________。
（4）B的氢化物的沸点高于D的氢化物，其原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
（5）元素X的某价态阴离子Xn－中所有电子正好充满K和L电子层，CnX的晶体结构如右图所示。
该晶体中阳离子和阴离子个数比为________，晶体中每个Xn－被________个等距离的C＋离子包围。
解析：
由题设条件可知A为C，B为O，C为Na，D为S，E为Cl，F为Cu。
答案：
（1）< >
（2）分子晶体
（3）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 配位键
（4）H2O分子间除了范德华力之外，还形成分子间氢键，而H2S分子间只有范德华力 （5）3∶1 6
21．（8分）（2010·山东高考）碳族元素包括C、Si、Ge、Sn、Pb。
（1）碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过________杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠__________结合在一起。
（2）CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为________________。
（3）用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br键的键角______120°（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：
Pb4＋处于立方晶胞顶点，Ba2＋处于晶胞中心，O2－处于晶胞棱边中心。
该化合物化学式为________，每个Ba2＋与________个O2－配位。
解析：
（1）石墨晶体是混合型晶体，同一层内碳原子之间以共价键结合成正六边形结构，层与层之间通过范德华力结合，故碳纳米管中碳原子的杂化方式为sp2杂化，层与层之间靠范德华力结合。
（2）电负性越大，非金属性越强，即吸引电子对的能力越强，故电负性的大小关系为C＞H＞Si。
（3）在SnBr2分子中，中心原子Sn有2对成键电子、1对孤电子对，采用sp2杂化，故键角小于120°。
（4）1个晶胞中有1个Ba2＋，Pb4＋的个数为8×
＝1，O2－的个数为12×
＝3，故化学式为BaPbO3，每个Ba2＋与12个O2－配位。
答案：
（1）sp2 分子间作用力（或：
范德华力）
（2）C＞H＞Si （3）＜ （4）BaPbO3 12
22．（8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晶片，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：
（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空间构型为________。
（3）下列说法正确的是________。
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空间构型为正四面体。
（3）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）BCD
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