人教版高中化学选修三第3章 晶体结构与性质 测试题.docx

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人教版高中化学选修三第3章晶体结构与性质测试题

第3章《晶体结构与性质》测试题

一、单选题（每小题只有一个正确答案）

1．金属的下列性质中与金属晶体结构无关的是（）

A．导电性B．化学反应中易失去电子C．延展性D．硬度

2．下列说法正确的是（）

A．NaOH是含有非极性共价键的离子晶体

B．氯化钠与氯化铯的晶体结构完全相同

C．金刚石、硅、锗的熔点和硬度依次降低

D．NaF、MgF2、AlF3三种离子晶体的晶格能逐渐减小

3．下列说法正确的是（）

A．124gP4含有的P－P键的个数为6NA

B．12g石墨中含有的C－C键的个数为2NA

C．12g金刚石中含有的C－C键的个数为1.5NA

D．60gSiO2中含Si－O键的个数为2NA

4．下列有关晶体的说法中正确的是（）

A．分子晶体中均存在共价键

B．晶体结构相似的原子晶体，共价键越弱，熔点越低

C．晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂

D．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

5．下列有关化学用语正确的是（）

A．比例模型

可以表示CO2分子或SiO2分子

B．次氯酸的电子式：

C．HCO3-的电离方程式：

HCO3-＋H2O

CO32-＋H3O＋

D．含18个中子的氯原子的核素符号：

1735Cl

6．下列有关金属晶体的说法中不正确的是（　　）

A．金属晶体是一种“巨分子”B．“电子气”为所有原子所共有

C．简单立方体堆积的空间利用率最低D．体心立方堆积的空间利用率最高

7．按下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是（　　）

A．由分子间作用力结合而成，熔点低

B．固体或熔融后易导电，熔点在1000℃左右

C．由共价键结合成网状结构，熔点高

D．固体和熔融状态不导电，但溶于水后可能导电

8．下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是（　　）

A．CH4＞SiH4＞GeH4＞SnH4B．KCl＞NaCl＞MgCl2＞MgO

C．Rb＞K＞Na＞LiD．石墨＞金刚石＞SiO2

9．根据量子力学计算，氮化碳结构有五种，其中一种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，已知该氮化碳的二维晶体结构如图所示。

下列有关氮化碳的说法不正确的是（）

A．该晶体中的碳、氮原子核外都满足8电子稳定结构

B．氮化碳中碳显+4价，氮显-3价

C．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子和三个碳原子相连

D．氮化碳的分子式为C3N4

10．下列说法不正确的是（）

A．通常状况下，金属钠中的金属键比金属钾中的金属键强

B．晶格能的大小反映了离子晶体开始分解温度的高低

C．离子键没有方向性和饱和性

D．在晶胞中处于立方体顶点的原子或离子为8个晶胞共享

11．短周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，R原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，X元素的焰色反应呈黄色，W元素和Z元素同主族，且Z元素的核电荷数是W的2倍，Y是地壳中除氧外含量最多的非金属元素。

下列说法不正确的是（　　）

A．W与X形成的两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶2

B．Y、R、Z最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序：

Z>R>Y

C．W的简单氢化物稳定性比Z的简单氢化物稳定性低

D．Y与W形成的化合物YW2的熔点高、硬度大

12．下列说法和解释错误的是（）

A．冰融化时，需破坏晶体中的全部氢键，所以冰融化时密度变大

B．卤化物

从F到I，由于分子量增大，分子间范德华力增大，熔沸点也逐渐升高

C．由于石墨晶体中层间距较远，电子不易实现迁移，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向

D．金属中的“电子气”在电场中可以定向移动，所以金属具有良好的导电性。

13．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）

A．12g金刚石含有的C-C键数为2NA，6.0g二氧化硅含有的Si-O键数为0.4NA

B．lmol硫在空气中完全燃烧生成SO3消耗的氧气分子数为3NA

C．常温常压下，2.24LCO2和N2O混合物中所含有的原子数为0.3NA

D．4.6g金属钠与500mL0.2mol·L-1的盐酸充分反应，转移电子数为0.1NA

14．下列有关说法正确的是（）

A．用金属活动性顺序可解释反应:

Na（l）+KC1

（1）=NaCl（l）+K（g）

B．0.1mol/LNaCN溶液中含HCN和CN-总数目为0.1×6.02×1023

C．6.0gSiO2晶体中硅氧键的总数为0.4×6.02×1023

D．常温下，CH3COOH分子不可能存在于pH=8的溶液中

二、填空题

15．离子键的强弱主要决定于离子半径和离子的电荷值。

一般规律是：

离子半径越小，电荷值越大，则离子键越强。

试分析：

①K2O②CaO③MgO的离子键由强到弱的顺序是

16．干冰晶胞中平均含有个CO2分子；CO2分子的排列方向有种；与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子共有个。

17．氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类仅次于碳元素。

（1）氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为，氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为。

（2）根据等电子原理，判断NO2+离子中，氮原子轨道的杂化类型为，1molO22+所含

键的数目为。

（3）氧元素与过渡元素可以形成多种价态的金属氧化物。

如铬可生成Cr2O3、CrO3等，试写出Cr3+核外电子排式。

（4）钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构如图所示：

由此可判断该钙的氧化物的化学式为。

已知晶胞边长为540pm，则该氧化物的密度是g·cm－3。

18．A、B、C、D四种元素处于同一周期，在同族元素中，A的气态氢化物的沸点最高，B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的，C的电负性介于A、B之间，D与B相邻。

（1）C原子的价电子排布式为。

（2）A、B、C三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是（写元素符号）。

（3）B的单质分子中存在个

键。

（4）D和B形成一种超硬、耐磨、耐高温的新型化合物，该化合物属于晶体，其硬度比金刚石（填“大”或“小”）。

（5）A的气态氢化物的沸点在同族中最高的原因是。

19．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。

回答下列问题:

（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号________________，该能层具有的原子轨道数为________________、电子数为________________。

（2）硅主要以硅酸盐、________________等化合物的形式存在于地壳中。

（3）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。

（4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备。

工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为________________。

（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实:

硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是___________。

SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________。

（6）在硅酸盐中，SiO44+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________.

三、实验题

20．随着科学技术的发展，阿伏加德罗常数的测定手段越来越多，测定的精度也越来越高。

现有一种简单可行的测定方法，具体步骤为：

①准确称取mg干燥后的NaCl固体细粒并转移到定容仪器A中；

②用滴定管向A仪器中加苯，不断振荡，继续加苯到A仪器的刻度，

计算出NaCl固体的体积Vcm3。

（1）步骤①中仪器A最好使用_______________（填序号）

A．量筒B．烧杯C．容量瓶D．试管

（2）步骤②中是否用酸式滴定管还是用碱式滴定管_____________，理由是__________。

（3）能否用水代替苯_________，理由是_____________________。

（4）已知NaCl晶体中，靠得最近的Na+、Cl－间的距离为acm（如图），则用上述方法测得的阿伏加德常数NA的表达式为_______________。

四、推断题

21．A、B、C、D、E代表5种元素。

请填空：

（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_______；

（2）B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，C元素的正一价禽子的电子层结构与氙相同，B、C形成的化合物的化学式为________；其晶体内每个B离子周围有_____个C离子与之紧相邻。

其晶体的主要物理性质有：

___________________________________（写出两条即可）。

（3）D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为______，其基态原子的电

子排布式为___________________________________。

（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，其单质在一定条件下能与硫（S）反应，试写出该反应方程式_____________________________。

22．A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2-和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。

回答下列问题：

（1）四种元素中电负性最大的是________（填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为________；

（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是________（填分子式），原因是________；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为______和_______；

（3）C和D反应可生成组成比为1：

3的化合物E，E的立体构型为________，中心原子的杂化轨道类型_______；

（4）化合物D2A的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为_______；

（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a=0.566nm，F的化学式为________，晶胞中A原子的配位数为_______；列式计算晶体F的密度_______。

五、计算题

23．如图是金属钨的晶胞结构模型图。

实验测得金属钨的密度为19.3g.cm-3，钨的相对原子质量为183.9.假定金属钨为等径的刚性球。

（必须列式计算）

（1）每个晶体分摊到的钨原子个数；

（2）计算晶胞的边长a和钨的原子半径r；

（3）计算金属钨晶胞的空间利用率。

参考答案

1．B

【解析】

试题分析：

金属晶体中原子间以金属键相互结合。

A、金属晶体中存在许多自由电子，在外加电场的作用下定向移动形成电流，正确；B、在化学反应中金属易失电子与金属原子的结构有关，与晶体结构无关，错误；C、金属在受外力时金属的各原子层发生相对滑动，但不改变原来的排列方式，所以具有很好的延展性，正确；D、硬度的大小与金属键的强弱有关，正确，答案选B。

考点：

考查金属晶体的结构与性质的关系

2．C

【解析】

【详解】

A.NaOH是含有极性共价键的离子晶体，故A错误；B.氯化钠中,一个钠离子周围最近的氯离子有6个,一个氯离子周围最近的钠离子有6个;氯化铯中,一个铯离子周围最近的氯离子有8个,一个氯离子周围最近的铯离子有8个,晶体结构不同,故B错误;C.原子半径:

C

1,2,3;Na+、Mg2+、Al3+电荷逐渐增大、离子半径在减小,以NaF、MgF2、AlF3三种离子晶体的晶格能逐渐增大,故D错误;答案：

C。

【点睛】

不同非金属元素之间形成的化学键是极性共价键;共价键的键能越大,原子晶体的硬度越大;原子晶体的熔点和硬度大于金属晶体;离子化合物中,电荷数越多,半径越小,晶格能越大.以此分析解答。

3．A

【解析】

试题分析：

A项124克P4为1mol，P4为四面体结构每个P4中有6个P-P键，因此是6NA,故A正确。

B项中石墨中1个C-C键中两端的C原子会形成3个共价键，也就是这个C原子被均分成

，那么1个C-C键连接2个C原子，所以一个碳碳共价键占有

个C原子即1个C，对应1.5个C-C键。

C项中金刚石中每个C都与令外4个C相连，每个C-C键中有2个价电子，而12g即1molC有4mol电子因此C-C键有2mol即2NA。

D项中SiO2中每个Si与4个O相连，而每个O与2个Si相连，因此每个氧提供2个成键电子而每个Si提供4个成键电子，60g即1molSiO2中共有成键电子

，而每个Si-O中有2个电子，因此Si-O为4mol即4NA个。

考点：

化学键的类型和结构及共价键数目的计算。

点评：

本题考查了化学键的类型和结构及共价键数目的计算，牢固掌握共价键的计算、分子的空间构型。

4．B

【解析】

试题分析：

A、稀有气体的晶体为分子晶体，不含化学键，错误；B、原子晶体中原子间的作用为共价键，所以晶体结构相似的原子晶体，共价键越弱，熔点越低，正确；C、分子晶体在受热融化时破坏的是分子间作用力，错误；D、分子晶体中分子之间存在范德华力，还有可能存在氢键，分之内可能含有化学键，错误。

考点：

本题考查晶体结构与性质。

5．C

【解析】

【分析】

A、CO2为分子晶体，SiO2为原子晶体；

B、次氯酸中O最外层2个单电子，分别与H和Cl形成共价键；

C、碳酸氢根部分电离出碳酸根和氢离子；

D、含18个中子的氯原子的质量数为35。

【详解】

A项、CO2为分子晶体，可以利用

表示，SiO2为原子晶体，不能用此表示，故A错误；

B项、次氯酸中O最外层2个单电子，分别与H和Cl形成共价键，即电子式为

，故B错误；

C项、碳酸氢根部分电离出碳酸根和氢离子，题中H3O＋为水合氢离子，故C正确；

D项、含18个中子的氯原子，其质量数为17＋18＝35，故该核素的符号为3517Cl，故D错误。

故选C。

【点睛】

本题考查化学用语的判断，题目难度中等，试题综合性较大，涉及结构式、比例模型与球棍模型、电子式等知识，熟练掌握常用的化学用语，注意不同化学用语的书写要求是解答关键。

6．D

【解析】

【详解】

A.把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有电子所共用，从而把所有金属原子维系在一起，金属晶体是一种“巨型分子”，故A正确；

B.把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有电子所共用，故B正确；

C.金属晶体的堆积方式中空间利用率分别是：

简单立方52%，体心立方68%，面心立方74%，因此简单立方堆积的空间利用率最低，故C正确；

D.金属晶体的堆积方式中空间利用率，面心立方的空间利用率最高，故D错误。

故选D。

7．B

【解析】根据叙述，A为分子晶体；B中固体能导电，熔点在1000℃左右，不是很高，排除石墨等固体，应为金属晶体；C为原子晶体；D为离子晶体。

答案选B。

8．D

【解析】A分子晶体，分子组成和结构相似，相对分子质量越大，熔点越高，选项A错误；B、离子半径越小，所带电荷越多，晶格能越大，熔点越高，选项B错误；C、金属性越弱，金属键越强，熔点越高，选项C错误；D、石墨C—C的键长比金刚石C—C键长短，键能大，所以石墨的熔点比金刚石高，熔点石墨＞金刚石＞SiO2，选项D正确。

答案选D。

9．D

【解析】

【详解】

A.根据图中结构可知，每个碳原子周围有四个共价键，每个氮原子周围有三个共价键，碳原子最外层有4个电子，形成四个共价健后成8电子稳定结构，氮原子最外层有5个电子，形成三个共价键后，也是8电子稳定结构，A正确；

B.由于元素的非金属性N>C，所以形成共价键时，共用电子对偏向N，偏离C，所以氮化碳中碳显+4价，氮显-3价，B正确；

C.根据晶体结构可知每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子和三个碳原子相连，C正确；

D.由于氮化碳是原子晶体，不存在分子，因此没有分子式，D错误；

故合理选项是D。

10．B

【解析】

试题分析：

A、钠的原子半径较钾要小，因此金属钠中的金属键比金属钾中的金属键强，A正确；B、离子晶体的晶格能与其熔点成正比，离子晶体的晶格能越大，离子晶体的熔点越高，B错误；C、离子键是阴阳离子之间的静电作用，故离子键没有方向性和饱和性，C正确；D、在晶胞中处于立方体顶点的原子或离子为8个晶胞共享，D正确。

考点：

考查了晶体的结构和性质的相关知识。

11．C

【解析】

试题分析：

短周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，R原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，R是C元素；X元素的焰色反应呈黄色，X是Na元素；W元素和Z元素同主族，且Z元素的核电荷数是W的2倍，W是O元素，Z是S元素；Y是地壳中除氧外含量最多的非金属元素，Y是Si元素。

A．O与Na形成的两种化合物分别是Na2O和Na2O2,它们的阴、阳离子的个数比均为1∶2，A正确；B．Si、C、S的非金属性逐渐增强，所以它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序：

S>C>Si，B正确；C．O元素的非金属性强于S元素，所以O的简单氢化物稳定性比S的简单氢化物稳定性高，C错误；D．SiO2是原子晶体，具有熔点高、硬度大的特点，D正确，答案选C。

考点：

考查元素推断、元素周期律

12．A

【解析】

【详解】

A.水分子间存在范德华力和氢键，冰融化时，需要破坏晶体中的范德华力和氢键，冰融化时密度变小，故A错误；

B.对于分子晶体来说，熔沸点高低取决于分子间的作用力范德华力，一般来说，对于组成和结构相似的分子，随分子量的增大，分子间力增大，其熔沸点升高，故B正确；

C.石墨晶体中层与层之间相隔340pm，距离较大，是以范德华力结合起来的，即层与层之间属于分子晶体，电子不易实现迁移，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向，故C正确；

D.金属内部有自由电子，当有外加电压时电子定向移动，因此金属可以导电，故D正确。

故选A。

13．A

【解析】A.12g金刚石中含有1molC原子，在金刚石中，每个C原子与转化为的4个C原子相连，因此每个C原子形成2个C-C键，C-C键数为2NA；6.0g二氧化硅中和0.1mol硅原子，每个硅原子形成4个Si-O键，含有的Si-O键数为0.4NA，故A正确；B.硫在空气中完全燃烧生成SO2，故B错误；C.常温常压下，气体摩尔体积不是22.4L/mol，2.24LCO2和N2O的物质的量不是0.1mol，故C错误；D.4.6g金属钠的物质的量为0.2mol，与500mL0.2mol·L-1的盐酸充分反应，剩余的钠会与水继续反应，转移电子数为0.2NA，故D错误；故选A。

点睛：

掌握好以物质的量为中心的各化学量与阿伏加德罗常数的关系是解题的基础。

本题的易错点为D，钠也能够与水反应；难点是A，要熟悉金刚石和二氧化硅的晶体结构。

14．C

【解析】A.不能用金属活动性顺序解释此反应，应该用平衡移动原理解释，在反应条件下只有钾是气体，有利于钾从反应混合物中分离出来，使化学平衡向生成钾的方向移动，故A不正确；B.0.1mol/LNaCN 溶液的体积未知，故无法计算其中所含的HCN和CN-总数目，B不正确；C.SiO2晶体中，每个硅原子与其周围4个氧原子形成共价键，6.0gSiO2晶体的物质的量为0.1mol，其中硅氧键的总数为0.4×6.02×1023，C正确；D.常温下，醋酸钠水溶液中因醋酸根离子水解生成氢氧根离子而使溶液显碱性，故CH3COOH分子可以存在于pH=8 的溶液中，D不正确。

本题选C。

15．③①②

【解析】

【分析】

根据离子半径Mg2+

【详解】

离子半径Mg2+

因此，本题正确答案是:

③①②。

16．4；4；12；

【解析】

试题分析：

4：

4种：

顶点一种，前后面心、左右面心、上下面心各一种。

一共4种。

12个：

首先观察CO2分子所处的位置：

有8个在顶点上，6个在面心上。

若以顶点上CO2为标准计算，与之距离最近且相等的CO2分子在每个晶胞中只有3个，均处在相邻的面心上，而该CO2分子与周围8个CO2晶胞相邻，其中面心的CO2分子又被相邻两个CO2晶胞所共有，这样可以算出满足这种条件的CO2分子的个数为：

8×3/2＝12个。

考点：

晶胞排列

点评：

本题考查CO2分子晶胞的排列和晶胞的计算。

这样的题是考试的常考题型，

17．

（1）FNOV

（2）sp2NA

（3）[Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3

（4）CaO2；3.04g/cm3

【解析】

（1）第一电离能由大到小顺序是FNO，由于O中的孤电子对对数=（6-2×1）/2=2，所以OF2分子的空间构型是V形。

（2）NO2+与CO2是等电子体，所以N是sp杂化；O22+离子与N2互为等电子体，1molN2中含有2mol

，故1molO22+所含

键的数目2NA。

（3）Cr是24号元素，所以Cr3+的核外电子排布式是[Ar]3d3或1s22s22p63s23p6d3

（4）该晶胞结构与NaCl结构相似，所以它的化学式为CaO2，密度=4×72/（NA×5403×10-30）=3.04g/cm3。

18．

（1）

。

（2分）

（2）F>N>O（1分）（3）2（1分）（4）原子（1分）大（1分）（5）HF分子之间可以形成氢键从而使熔沸点升高（2分）

【解析】

略

19．M94二氧化硅共价键3Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。

而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。

而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键sp31∶3[SiO3]n2n-（或SiO32-）

【解析】

试题分析：

（1）硅原子核外有14个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，对应能层分别别为K、

L、M，其中能量最高的是最外层M层，该能层有s、p、d三个能级，s能级有1个轨道，p能级

有3个轨道，d能级有5个轨道，所以共有9个原子轨道，硅原子的M能层有4个电子（3s23p2）。

故答案为：

M；9；4；

（2）硅元素在自然界中主要以化合态（二氧化硅和硅酸盐）形式存在。

故答案为：

二氧化硅；

（3）硅晶体和金刚石晶体类似都属于原子晶体，硅原子之间以共价键结合