人教版高中化学 选修三第三章 晶体结构与性质单元训练题.docx

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人教版高中化学选修三第三章晶体结构与性质单元训练题

第三章晶体结构与性质

一、单选题

1.二氧化硅晶体是立体的网状结构，其结构如图所示。

关于二氧化硅的下列说法中，不正确的是（）

A．晶体中Si、O原子个数比为1∶2

B．晶体中最小原子环上的原子数为8

C．晶体中最小原子环上的原子数为12

D．晶体中Si、O原子最外层都满足8电子稳定结构

2.某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示：

A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为（　　）

A．B2A

B．BA2

C．B7A4

D．B4A7

3.下列关于金属键的叙述中，正确的是（　　）

A．金属键是金属阳离子和自由电子间的强烈相互作用，不是一种电性作用

B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性

C．金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键有饱和性和方向性

D．构成金属键的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动

4.下列叙述正确的是（　　）

A．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键

B．原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键

C．离子晶体中可能含有共价键

D．金属晶体的熔点和沸点都很高

5.PH3是一种无色剧毒气体，其分于结构和NH3相似，但P-H键键能比N—H键键能低。

下列判断错误的是

A．PH3分子呈三角锥形

B．PH3分子是极性分子

C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P－H键键能低

D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N－H键键能高

6.下列物质中,属于含有极性共价键的离子晶体的是（　　）

A．CsCl

B．KOH

C．H2O

D．Na2O2

7.下列叙述正确的是

A．金属与盐溶液的反应都是置换反应

B．阴离子都只有还原性

C．与强酸、强碱都反应的物质只有两性氧化物或两性氢氧化物

D．分子晶体中都存在范德华力，可能不存在共价键

8.下列有关金属晶体判断正确的是（　　）

A．简单立方、配位数6、空间利用率68%

B．钾型、配位数6、空间利用率68%

C．镁型、配位数8、空间利用率74%

D．铜型、配位数12、空间利用率74%

9.下列晶体中，任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价健形成正四面体，并向空间伸展成网状结构的是（　　）

A．金刚石

B．石墨

C．足球烯

D．水晶

10.如图为金属镉的堆积方式，下列说法正确的是（　　）

A．此堆积方式属于非最密堆积

B．此堆积方式为A1型

C．配位数（一个金属离子周围紧邻的金属离子的数目）为8

D．镉的堆积方式与铜的堆积方式不同

11.结合课本上干冰晶体图分析每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子数目为（）

A．6

B．8

C．10

D．12

12.金属晶体的熔沸点之间的差距是由于

A．金属键的强弱不同

B．金属的化合价的不同

C．金属的晶体中电子数的多少不同

D．金属的阳离子的半径大小不同

13.对于离子键的说法正确的是（　　）

A．阴阳离子间的静电引力是离子键

B．阴阳离子间的静电吸引是离子键

C．阴阳离子间的相互作用即为离子键

D．阴阳离子间强烈的相互作用是离子键

14.为了确定SbCl3、SbCl5是否为离子化合物，以下分析正确的是（　　）

A．常温下，SbCl3、SbCl5均为液体，说明SbCl3和SbCl5都是离子化合物

B．SbCl3、SbCl5的熔点依次为73.5℃、2.8℃。

说明SbCl3、SbCl5都不是离子化合物

C．SbCl3、SbCl5溶液中，滴入酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。

说明：

SbCl3、SbCl5都是离子化合物

D．SbCl3、SbCl5的水溶液都可以导电。

说明：

SbCl3、SbCl5都是离子化合物

15.关于金属性质和原因的描述不正确的是（　　）

A．金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系

B．金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电。

C．金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量

D．金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键

二、双选题

16.（多选）下列说法正确的是________。

A．Na2O和SiO2熔化克服的作用力属于同种类型

B．氯化钠和HCl溶于水克服的作用力均是分子间作用力

C．HF、HCl、HBr、HI的熔点HF反常高的原因是HF分子之间能形成氢键

D．某晶体的熔点为112.8℃，溶于CS2、CCl4等溶剂，可推导该晶体可能为分子晶体E．干冰熔化或升华时，CO2分子内的C===O键受到破坏　

17.（多选）下列性质适合分子晶体的是（　　）

A．熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电

B．熔点1003.1℃，液态时导电，水溶液导电

C．能溶于CS2，熔点112.8℃，沸点444.6℃

D．熔点97.81℃，易液化，液态时不导电

18.（多选）干冰汽化时，下列所述内容发生变化的是（　　）

A．分子内共价键

B．分子间作用力

C．分子间的距离

D．分子内共价键的键长　

19.（多选）分析NaCl和CsCl的晶体结构，判断下列说法错误的是（　　）

A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体

B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以阴、阳离子的配位数相等

C．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数分别为6和8

D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阴、阳离子半径比相同

三、填空题

20.Ⅰ.单质硼有无定形和晶体两种，参考表中数据，回答下列问题：

（1）晶体硼的晶体类型是______晶体，理由是______________________________________。

（2）已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体，如图。

该图由20个等边三角形和一定数目的顶点组成，每个顶点上各有一个硼原子。

通过观察及推算，此基本结构单元由________个硼原子构成，其中B—B键的键角为______，B—B键的数目为______。

（3）若将晶体硼结构单元中的每一个顶角消去相同部分，余下部分就与C60的结构相同，则C60由______个正六边形和________个正五边形构成。

Ⅱ.

（1）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________。

（2）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________。

体心立方　　　　面心立方

21.Al和Si、Ge和As在元素周期表的金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。

请回答下列问题：

（1）As的价层电子构型为__________。

（2）AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6℃，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是____________。

（3）超高导热绝缘耐高温纳米材料氮化铝（AlN）在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似。

在四大晶体类型中，AlN属于____________晶体。

（4）SiCl4常用作烟雾剂，因为Si存在3d空轨道，能同H2O发生反应而剧烈水解，在潮湿的空气中产生烟雾，试用化学方程式表示其反应原理

________________________________________________________________________。

22.自从英国化学家巴特列（N.Bartlett）首次合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如XeF2、XeF4等。

巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献。

（1）请根据XeF4的结构示意图（下图1）判断这个分子是极性分子还是非极性分子？

________________________________________________________________________。

（2）XeF2晶体是一种无色晶体，下图2为它的晶胞结构图。

XeF2晶体属于哪种类型的晶体？

__________。

23.铝的下列用途主要是由它的哪些性质决定的？

（1）家用铝锅：

_______________________________________________________________；

（2）作浓硝酸的容器：

__________________________________________________________；

（3）作导线：

__________________________________________________________________；

（4）作包装铝箔：

_______________________________________________________________；

（5）焊接铁轨：

_________________________________________________________________；

（6）冶炼钒、铬、锰：

_____________________________________________________________。

24.已知金属面心立方晶体，其结构如图（Ⅰ）所示，面心立方的结构如图（Ⅱ），该原子的半径为1.27×10－10m，试求金属晶体中的晶胞长度，即图（Ⅲ）中AB的长度。

AB的长度为________m。

四、推断题

25.有下列离子晶体立体构型示意图如下图所示。

（1）以M代表阳离子，以N代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式。

A．__________，B：

________，C：

________，D：

__________________________。

（2）已知FeS2晶体（黄铁矿的主要成分）具有A的立体结构。

①FeS2晶体中具有的化学键类型是__________________________________________。

②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为acm，且用NA代表阿伏加德罗常数，则FeS2晶体的密度是________g·cm－3。

五、计算题

26.用X射线研究某金属晶体，测得在边长为360pm的立方晶胞中含有4个金属原子，此时金属的密度为9.0g/cm3。

试回答下列问题：

（1）此金属晶胞属于哪一种类型？

（2）求每个晶胞的质量。

（3）求此金属的相对原子质量。

（4）求此金属原子的原子半径（pm）。

27.NaCl晶体中Na+与Cl-都是等距离交错排列，若食盐的密度是2.2g·cm-3，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1,食盐的摩尔质量为58.5g·mol-1。

则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离是多少？

答案解析

1.【答案】B

【解析】硅原子占有与其成键的每一个氧原子的

，完全占有的氧原子数为4×

=2，则晶体中Si、O原子个数比为1∶2，A项说法正确。

观察结构示意图，可知晶体中最小原子环上的原子数为12，B项说法错误，C项说法正确。

晶体中，每个Si原子形成四个共价键后借入4个电子而实现了8电子稳定结构，每个氧原子形成2个共价键后借入2个电子而实现了8电子稳定结构，D项说法正确。

答案：

B

2.【答案】B

【解析】A位于晶胞的体内，共8个，B位于晶胞的顶点和面心，晶胞中B的个数为8×0.125+6×0.5=4，

则B与A的离子个数为4：

8=1：

2，则化学式为BA2，

3.【答案】D

【解析】从基本构成微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性

作用，特征都是无方向性和饱和性，自由电子是由金属原子提供的，并且在

整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属的所有阳离子所共有，从这个

角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无

方向性和饱和性。

4.【答案】C

【解析】稀有气体为单原子分子，晶体中分子内无共价键，A不正确；SiO2晶体为原子晶体，硅原子与氧原子间为极性键，B不正确；Na2O2、铵盐等离子晶体中均含有共价键，C正确；不同金属晶体、金属键强弱不同，其熔、沸点差别很大，D不正确。

5.【答案】C

【解析】从上到下，同一主族元素形成的气态氢化物的稳定性越来越弱，对应的化学键越来越强，沸点越来越低，C错

6.【答案】B

【解析】水是共价化合物,形成的晶体是分子晶体。

CsCl、KOH、Na2O2都是离子晶体,但是CsCl中只有离子键。

KOH由K+和OH-组成,OH-中存在极性共价键,因此B选项符合题意。

Na2O2由Na+和组成,中存在非极性共价键,不符合题意。

7.【答案】D

【解析】金属与盐溶液的反应不一定是置换反应，如：

Fe+2FeCl3=3FeCl2，A项错。

阴离子不一定只有还原性，如既有氧化性也有还原性，，等只有氧化性，B项错。

金属铝能溶于强酸，也能溶于强碱，H2S能与强碱反应也能与浓H2SO4或HNO3等强酸反应，NH4HCO3既能与强酸也能与强碱反应，因此与强碱、强酸都反应的物质不一定是只有两性氧化物或两性氢氧化物，C项错。

分子晶体中都存在范德华力，但不一定存在共价键，如He，Ne等，D项正确。

8.【答案】D

【解析】简单立方空间利用率为52%，故A错；钾型配位数为8，故B错；镁型配位数为12，故C错。

9.【答案】A

【解析】A，金刚石是原子晶体，其中任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价键形成正四面体，故A正确；B，石墨是混合晶体，其中任何一个原子都被相邻3个原子包围，故B错误；C，足球烯是分子晶体，其中任何一个原子都被相邻3个原子包围，故C错误；D，水晶是原子晶体，但是一个氧原子连2个硅原子，故D错误；故选A。

10.【答案】D

【解析】据图可看出，镉的堆积方式为“…ABAB…”形式，为A3型，而铜的堆积方式为A1型，故A，B两项错误，D项正确；A3型密堆积的配位数为12，即中间一层有6个，上下两层各有3个，C项错误。

11.【答案】D

【解析】干冰晶体中CO2分子间作用力只有范德华力，干冰融化只需克服范德华力，分子采取密堆积形式，一个分子周围有12个紧邻的分子，D正确；

12.【答案】A

【解析】金属键的强弱决定的，阳离子半径越小，所带电荷数越多，金属键越强，熔沸点越高。

13.【答案】D

【解析】“相互作用”既指静电引力，也指静电斥力，而且这种相互作用还指相邻（直接相邻）的阴阳离子间的强烈相互作用。

14.【答案】B

【解析】从A项中常温为液体、B项中熔点分别为73.5℃、2.8℃可知，二者均为共价化合物，而不是离子化合物，而共价化合物的溶液也可能导电，也可能与AgNO3反应。

15.【答案】A

【解析】金属具有金属光泽是金属中的自由电子吸收了可见光，又把各种波长的光，大部分再发射出来，因而金属一般显银白色光泽；金属导电性是在外加电场下，电子气中的电子定向移动形成电流；导热性是自由电子受热后，与金属离子发生碰撞，传递能量；良好的延展性是原子层滑动，但金属键未被破坏。

16.【答案】CD

【解析】A项，Na2O和SiO2熔化克服的作用力分别为离子键和共价键；B项，NaCl和HCl溶于水克服的作用力分别是离子键和共价键；E项，干冰熔化或升华，化学键未破坏。

17.【答案】CD

【解析】主要根据分子晶体的性质特点来判断，分子晶体熔、沸点一般较低，液态时不导电。

18.【答案】BC

【解析】分子晶体汽化时，只是分子间距离变大了，从而引起分子间作用力也发生变化，而分子本身并没有变化。

19.【答案】BD

【解析】A，NaCl和CsCl都是由离子构成的晶体，离子个数之比为1：

1，则都属于AB型的离子晶体，故A正确；

B，结合图可知，NaCl为立方面向结构，钠离子的配位数为6，CsCl为立方体心结构，铯离子的配位数为8，故B错误；

C，NaCl晶体中，由体心的钠离子看出周围有6个氯离子，CsCl晶体中，由体心的铯离子看出周围有8个氯离子，故C正确；

D，NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，由离子的电子层越多，离子半径越大可知钠离子半径小于铯离子半径，故D错误；故选BD。

20.【答案】Ⅰ.

（1）原子　熔、沸点很高、硬度很大

（2）12　60°　30

（3）20　12Ⅱ.

（1）分子晶体　

（2）2∶1

【解析】Ⅰ.

（1）根据熔、沸点和硬度判断；

（2）硼原子个数和B—B键的个数分别为

×3×20＝12，

×3×20＝30，键角是60°；

（3）正六边形的个数就是原来正三角形的个数，正五边形的个数就是原来顶点的个数。

Ⅱ.

（2）面心立方中铁原子个数为8×

＋6×

＝4，体心立方中铁原子个数为8×

＋1＝2，即两晶胞中实际含有的铁原子个数之比为2∶1。

21.【答案】

（1）4s24p3　

（2）共价键（或σ键）　（3）原子

（4）SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl↑

【解析】砷位于元素周期表第4周期第ⅤA族，价层电子构型为4s24p3；氯化铝熔点低，是分子晶体；氮化铝与金刚石类似，是原子晶体；四氯化硅在潮湿的空气中发烟是由于生成了固态小颗粒的硅酸和盐酸酸雾。

22.【答案】　

（1）非极性分子　

（2）分子晶体

【解析】

23.【答案】

（1）导热性好　

（2）钝化　（3）导电性好　（4）延展性好　（5）强还原性，放热多　（6）强还原性

【解析】

（1）金属晶体中，自由电子获得能量后，在与金属离子或金属原子的碰撞过程中实现了能量传递，把能量从温度高的区域传到温度低的区域，体现了金属的导热性。

（2）铝和浓硝酸反应生成致密的氧化膜而发生钝化。

（3）金属晶体由金属阳离子与自由电子构成，自由电子在外加电场的作用下可以发生定向移动而导电。

（4）金属晶体是由金属阳离子和“自由电子”通过金属键形成的层状紧密堆积结构，当金属受外力作用时，金属晶体中各层会发生相对滑动，产生形变，自由电子使得各层之间始终保持金属键的作用。

金属晶体原子最外层的电子少，容易失去，所以还原性强。

铝和不活动金属氧化物（主要是难熔金属氧化物如Cr2O3、V2O5以及Fe2O3等）的混合物，都叫铝热剂，在反应中铝做还原剂。

反应过程放大量热，可将被还原的金属熔化成液态。

24.【答案】3.59×10－10m

【解析】本题为信息题，面心立方晶体通过观察图（Ⅰ）和图（Ⅱ），可得出其结构特征是：

在一个立方体的八个顶角上均有一个原子，且在六个面的中心各有一个原子。

图（Ⅲ）是一个平面图，则有：

AB2＋BC2＝AC2，且AB＝BC，即2AB2＝（4×1.27×10－10）2，AB＝3.59×10－10m。

25.【答案】　

（1）MN　MN2　MN2　MN　

（2）①离子键、非极性共价键　②

【解析】　

（1）对于A，阴离子位于立方体4个顶点，因此阴离子在该立方体内只有4×

＝

（个），同理阳离子也只有

个，组成上为

∶

＝1∶1，表达式为MN；对于B，阴离子在立方体内有4×

＋2＝4（个），阳离子在立方体内有8×

＋1＝2（个），组成为MN2；对于C，阴离子在立方体内有1个，阳离子在立方体内有4×

＝

（个），组成为MN2；对于D，阴离子在立方体内有1个，阳离子在立方体内有8×

＝1（个），组成为MN。

（2）FeS2晶体中的化学键为离子键和硫硫之间的非极性共价键。

密度ρ＝

，由立方体内阴、阳离子个数和摩尔质量可求出m，而由立方体的边长即阴、阳离子间的距离可求出立方体体积。

ρ＝

＝

g·cm－3。

26.【答案】

（1）面心立方晶胞　

（2）4.2×10－22g[（3）63.21　（4）127.26pm

【解析】

（1）根据题意，此金属晶胞属于面心立方晶胞。

（2）根据晶胞的边长为360pm，可得晶胞的体积为（3.6×10－8）3cm3。

根据质量＝密度×体积，可得晶胞的质量＝9.0g/cm3×（3.6×10－8）cm3≈4.2×10－22g。

（3）金属的摩尔质量＝NA×一个原子的质量＝6.02×1023×4.2×10－22÷4＝63.21（g/mol），相对原子质量在数值上等于该元素的摩尔质量。

（4）在面心立方晶胞中，设原子的半径为r，则晶胞的边长＝

，因此，金属原子的原子半径为＝

×360pm≈127.26pm。

27.【答案】两个距离最近的Na+中心间的距离

=4.0×10-8cm。

【解析】从上述NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体，如图中所示:

其中a代表其边长,d代表两个Na+中心间的距离。

由此小立方体不难想像出顶点上的每个离子均为8个小立方体所共有。

因此小立方体含Na+:

4×1/8=1/2,含Cl-:

4×1/8=1/2,即每个小立方体含有1/2个（Na+-Cl-）离子对，

每个小立方体的质量

解得:

=2.81×10-8cm

两个距离最近的Na+中心间的距离

=4.0×10-8cm。