人教版高中化学选修三 第三章 晶体结构与性质 章末测试题含答案Word格式.docx
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5.测知氯化钠晶体中相邻的Na+与Cl﹣的距离为acm,该晶体密度为dg/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为( )
A.
B.
C.
D.
6.下列晶体中,熔点最高的是( )
A.KF
B.MgO
C.CaO
D.NaCl
7.我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:
HCHO+O2
CO2+H2O。
下列有关说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.CO2分子晶体中的化学键为非极性键,
C.HCHO分子中既含σ键又含π键
D.每生成1.8gH2O消耗2.24LO2
8.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
9.离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子的核间距离、晶格能的大小,据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是( )
A.KCl>
NaCl>
BaO>
CaO
B.NaCl>
KCl>
CaO>
BaO
C.CaO>
NaCl
D.CaO>
KCl
10.已知某晶体晶胞如图所示,则该晶体的化学式为( )
A.XYZ
B.X2Y4Z
C.XY4Z
D.X4Y2Z
11.如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式,图中○—X、●—Y、⊗—Z。
其对应的化学式不正确的是( )
12.利用晶体结构,可以用来解释( )
A.晶体有规则的几何外形,非晶体没有规则的几何外形
B.晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点
C.晶体的导电性能比非晶体好
D.晶体的各向异性
13.AB,CD,EF均为1∶1型离子化合物,根据下列数据判断它们的熔沸点由高到低的顺序是( )
A.CD>
AB>
EF
B.AB>
EF>
CD
C.AB>
CD>
D.EF>
14.下列数据是对应物质的熔点,有关判断错误的是( )
A.含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体
B.在共价化合物分子中各原子都满足8电子稳定结构
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D.金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
15.下列关于氯化钠晶体结构的说法中正确的是( )
A.氯化钠晶体中,阴、阳离子的配位数相等
B.氯化钠的晶体结构中,每1个Na+仅结合1个Cl-
C.氯化钠的晶胞中的质点代表一个NaCl
D.氯化钠晶体中存在单个的NaCl分子
16.下列说法不正确的是()
A.离子晶体不一定都含有金属元素
B.离子晶体中除含离子键外,还可能含有其他化学键
C.金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体
D.熔化后能导电的晶体一定是离子晶体
17.下列叙述正确的是( )
A.带相反电荷的离子之间的相互吸引称为离子键
B.金属元素与非金属元素化合时,不一定形成离子键
C.某元素的原子最外层只有一个电子,它跟卤素结合时所形成的化学键一定是离子键
D.非金属原子间不可能形成离子键
18.在金属晶体中,如果金属原子的价电子数越多,原子半径越小,自由电子与金属阳离子间的作用力越大,金属的熔沸点越高。
由此判断下列各组金属熔沸点高低顺序,其中正确的是( )
A.Mg>Al>Ca
B.Al>Na>Li
C.Al>Mg>Ca
D.Mg>Ba>Al
19.水的沸点是100℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是—60.7°
C,引起这种差异的主要原因是()
A.范德华力
B.共价键
C.氢键
D.相对分子质量
20.下列物质固态时熔点的比较正确的是( )
A.F2>
Cl2>
Br2
B.金刚石>
P4>
O2
C.S>
HBr>
金刚石
D.I2>
CH4>
冰
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.铝单质的晶胞结构如图甲所示,原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。
若已知铝原子半径为d,NA表示阿伏加德罗常数,相对原子质量为M,请回答:
(1)晶胞中Al原子的配位数为__________,一个晶胞中Al原子的数目为_________。
(2)该晶体的密度可表示为_______________________________。
22.如图所示,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置。
这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
NaCl晶胞
(1)请将其中代表Na+的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体的结构示意图。
(2)在晶体中,每个Na+的周围与它最接近且距离相等的Na+共有________个。
(3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。
在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na+或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl-的个数等于________,即________(填计算式);
Na+的个数等于________,即________(填计算式)。
(4)设NaCl的摩尔质量为Mg/mol,食盐晶体的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数为NA,食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为________cm。
23.如图,直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置。
(1)请将其中代表Na+的圆圈涂黑(不必考虑体积大小),以完成NaCl晶体结构示意图。
(2)晶体中,在每个Na+的周围与它最接近的且距离相等的Na+共有________个。
(3)在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na+或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有,一个晶胞中Cl-的个数等于________,即________(填计算式);
(4)设NaCl的摩尔质量为Mrg·
mol-1,食盐晶体的密度为ρg·
cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA。
食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为____________________________________cm。
24.石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性。
制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。
石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如下:
(1)下列有关石墨烯说法正确的是________。
A.石墨烯的结构与金刚石相似
B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C.12g石墨烯含σ键数为NA
D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①钴原子在基态时,核外电子排布式为:
________。
②乙醇沸点比氯乙烷高,主要原因是________________________________________________________________________。
③下图是金与铜形成的金属互化物合金,它的化学式可表示为:
④含碳源中属于非极性分子的是________(a.甲烷
b.乙炔 c.苯 d.乙醇)
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图,酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有:
答案解析
1.【答案】D
【解析】由计算法则知,属于该晶胞的原子个数Mg—1个、Ni—3个、C—1个。
2.【答案】D
【解析】由题给条件可知:
X为H元素,Y为O元素,Z为Si元素,W为C元素。
则WX4为CH4;
X2Y为H2O,其晶体类型为分子晶体;
ZW为SiC,属原子晶体;
ZY2为SiO2,SiO2难溶于水,也不能与水反应,Na2SiO3溶液俗称“水玻璃”。
3.【答案】B
【解析】水中存在分子内H、O原子之间的相互作用,分子间的H、O原子也相互作用。
而化学键只指分子内相邻原子间强烈的相互作用。
故①叙述不正确。
离子键不是存在于任何金属和非金属微粒间,只是活泼金属和活泼非金属化合时,才可形成离子键。
故②叙述不正确。
在离子化合物中,阴、阳离子间存在相互作用,但不单指吸引力还有相互排斥力。
故③叙述也不正确。
氯化氢分子中不存在离子,它属于共价化合物,分子中没有离子键。
故④叙述不正确。
化学反应的本质是旧键断裂、新键形成的过程,但HCl中存在共价键而非离子键。
故⑤不正确。
4.【答案】C
【解析】活泼的金属原子和活泼的非金属原子之间形成离子化合物,阳离子和阴离子均达到稳定结构。
这样体系的能量降低,其结构的稳定性增强,故A,D不符合题意;
阴、阳离子结合成化合物的静电作用叫做离子键,静电作用包括相互吸引和相互排斥两个方面,B不符合题意;
离子键的形成并不一定发生电子的得失,如Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应,Ba2+与SO42-结合生成BaSO4沉淀,有离子键形成,但没有电子得失,C符合题意。
5.【答案】C
【解析】一个NaCl的晶胞中所包含的Na+为:
12×
0.25+1=4,Cl﹣数目为:
8×
0.125+6×
0.5=4,即1个NaCl晶胞的体积实际上是4个Na+和4个Cl﹣共同所占的体积,由NaCl晶胞示意图可知1个Na+与1个Cl﹣共同占有的体积为V=1/4×
(2acm)3=2a3cm3,由等式NA×
d×
V=58.5,
6.【答案】B
【解析】四种物质均属于离子晶体,Mg2+半径最小,O2-电荷较大,故选择B。
7.【答案】C
【解析】从题给信息入手分析,结合原子成键特点,在准确理解相关概念的前提下进行判断。
A.通过分析化学方程式可知,该反应等同于甲醛的燃烧,属于放热反应。
B.CO2的结构式为O===C===O,可见CO2中的共价键是由不同元素的原子形成的,属于极性键。
C.甲醛中碳原子采取sp2杂化,有三个等同的sp2杂化轨道伸向平面三角形的三个顶点,分别形成3个σ键,一个未参加杂化的p轨道与O原子的2p轨道形成π键。
D.根据题给化学方程式可知,每生成1.8g水消耗0.1mol氧气,但由于题中并没有给出温度和压强,所以不能确定氧气的体积一定为2.24L。
8.【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。
9.【答案】D
【解析】对于离子晶体来说,离子所带电荷数越多,阴、阳离子间的核间距离越小,晶格能越大,离子键越强,熔点越高。
一般在阴、阳离子的核间距离相当时首先看离子所带电荷数,CaO、BaO所带电荷数都大于KCl、NaCl,所以CaO、BaO熔点大于KCl、NaCl;
其次再在电荷数相当时,看阴、阳离子的核间距离,r(Ba2+)>
r(Ca2+),熔点CaO>
BaO,r(K+)>
r(Na+),熔点NaCl>
KCl。
10.【答案】C
【解析】该晶体的晶胞是正方体形晶胞。
该晶胞拥有的X原子数为
。
Y原子位于该晶胞体内共有4个,因此该晶胞中拥有的Y原子数为4,Z只有1个,位于晶胞的体心上,故该晶体的化学式为XY4Z。
11.【答案】B
【解析】A图中X、Y原(离)子的位置、数目完全等同,化学式XY正确,不符合题意;
B图化学式应为XY,符合题意;
C图中X的数目:
,Y的数目:
,化学式X3Y正确,不符合题意;
D图中X的数目:
,Z位于内部,数目为1,化学式XY3Z正确,不符合题意。
理解感悟:
要真正搞清楚
及
等“折扣”(即分别为8个、4个、2个晶胞或3个、6个完全相同的结构单元所共有)的含义。
12.【答案】D
【解析】晶体的某些物理性质的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性。
13.【答案】D
【解析】离子晶体熔点的高低与阴阳离子所带电荷数及离子键键长有关,电荷越多、键长越短,离子键越强,熔点越高。
14.【答案】B
【解析】根据表中熔点数据可知,Na属于金属晶体,含金属阳离子,A正确;
BCl3为分子晶体,但硼原子没有满足8电子稳定结构,B错;
C和Si同为第ⅣA族元素,但CO2为分子晶体,SiO2为原子晶体,即同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,C正确;
Na为金属晶体,AlCl3为分子晶体,但AlCl3的熔点比Na的熔点高,D正确。
15.【答案】A
【解析】氯化钠晶体中,每个Na+周围结合6个Cl-,而每个Cl-周围结合6个Na+,阴、阳离子配位数均为6,A符合题意,B不符合题意;
氯化钠晶体中的质点表示Na+或Cl-,C不符合题意;
NaCl只表示Na+和Cl-个数比为1∶1,D不符合题意。
16.【答案】D
【解析】A离子晶体不一定都含有金属元素,如NH4Cl。
B离子晶体中除含离子键外,还可能含有其他化学键,如NaOH、Na2O2中均含有共价键。
C金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体,如AlCl3是分子晶体。
D熔化后能导电的晶体不一定是离子晶体,如金属等。
17.【答案】B
【解析】阴、阳离子结合成化合物的静电作用叫做离子键,静电作用包括相互吸引和相互排斥两个方面,A不符合题意;
如AlCl3、BeCl2是由金属与活泼非金属形成的共价化合物,B符合题意;
如HCl是通过共价键形成的,C不符合题意;
如NH4+是由非金属元素形成的阳离子,铵盐为离子化合物,含离子键,D不符合题意。
18.【答案】C
【解析】电荷数:
Al3+>Mg2+=Ca2+=Ba2+>Li+=Na+,金属阳离子半径:
r(Ba2+)>r(Ca2+)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)>r(Li+),则C正确;
B中Li>Na,D中Al>Mg>Ba。
19.【答案】C
【解析】水分子之间存在氢键,氢键是一种较强的分子间作用力,氢键的存在使水的沸点比硫化氢的高。
20.【答案】B
【解析】A项中F2、Cl2、Br2均是分子晶体,由“组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔点越高”可知熔点:
F2<
Cl2<
Br2;
不同晶体类型熔点的判断:
一般地,原子晶体的熔点大于分子晶体的熔点,在常温时,P4为固体,O2为气体,所以B项正确;
同理,因为标准状况下HBr、CH4是气态,冰、I2、S是固态,所以C、D两项错误。
21.【答案】
(1)12 4
(2)
【解析】
(1)由图甲可知Al晶胞为面心立方晶胞,配位数为12。
一个Al晶胞中含有Al的数目为8×
+6×
=4个。
(2)由图乙知晶胞的棱长为
=2
d。
若该晶体的密度为ρ,则ρ×
(2
d)3=
×
M,ρ=
22.【答案】
(1)
(2)12 (3)4 8×
4 12×
+1
(4)
·
【解析】本题考查NaCl晶体的结构。
(1)NaCl晶体中Na+和Cl-相间排列成面心立方结构。
(2)从体心Na+看,与它最近的且距离相等的Na+共有12个。
(3)根据立方体结构的特点,可求阴、阳离子的个数。
NaCl晶胞中,含Cl-:
=4(个),含Na+:
+1=4(个)。
(4)设Cl-和Na+的最近距离为acm,则两个最近的Na+间的距离为
acm,有
NAmol-1=Mg·
mol-1,a=
,所以两个Na+间的最近距离为
cm。
23.【答案】
(1)(答案不唯一,合理即可)
(2)12(3)4 12×
+1=4 4 8×
=4(答案不唯一,只要与第1问对应即可)
(2)从体心Na+看,与它最接近的且距离相等的Na+共有12个。
(3)根据离子晶体的晶胞,求阴、阳离子个数比的方法是均摊法。
由此可知,如图NCl晶胞中,若顶角为钠,则含Na+:
=4个;
含Cl-:
+1=4个。
(4)设Cl-与Na+的最近距离为acm,则两个最近的Na+间的距离为
acm,又:
NA=Mr。
即a=
所以Na+间的最近距离为
24.【答案】
(1)BD
(2)①[Ar]3d74s2 ②乙醇分子间可形成氢键,而氯乙烷分子间无氢键 ③Cu3Au或AuCu3 ④abc ⑤sp3和sp2杂化
(1)石墨烯是层状结构,而金刚石的碳原子是四面体形,A不正确;
从结构上来看,12g石墨烯含σ键数为1.5NA,C错。
(2)①根据构造原理即可写出钴的电子排布式,注意能量4s<
3d轨道。
②乙醇分子间存在氢键,导致沸点较高。
③金在立方体的顶点上有8个,实际属于该晶胞只有一个,而六个面上各有一个铜原子,属于该晶胞的有3个,故其化学式为Cu3Au或AuCu3。
④甲烷是正四面体、乙炔是直线形、苯是正六边形,都是非极性分子。
⑤在酞菁分子中有两类氮原子,形成碳、氮双键的氮原子采取的是sp2杂化,而形成三条单键的氮原子则是sp3杂化。
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