第三章《晶体结构与性质》单元测试卷-高中人教版化学物质结构与性质

第三章《晶体结构与性质》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（）
A．晶体和非晶体在熔化过程中温度都上升
B．玻璃是晶体
C．晶体有熔点，非晶体没有熔点
D．冰是非晶体
2.仅由下列各组元素所组成的化合物,不可能形成离子晶体的是() A． H、O、S
B． Na、H、O
C． K、Cl、O
D． H、N、Cl
3.下列有关金属元素特征的叙述正确的是（）
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在一般化合物中只显正价
C．金属元素在不同的化合物中的化合价均不同
D．金属元素的单质在常温下均为金属晶体
4.二氧化硅晶体是空间立体网状结构，如图所示：
关于二氧化硅晶体的下列说法中，正确的是()
A． 1 mol SiO2晶体中Si—O键为2 mol
B．二氧化硅晶体的分子式是SiO2
C．晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子结构
D．晶体中最小环上的原子数为8
5.下列说法中一定正确的是()
A．固态时能导电的物质一定是金属晶体
B．熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体
C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体
D．固态不导电而熔融状态导电的晶体一定是离子晶体
6.下列说法中正确的是()
A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力
B．第ⅠA族元素与第ⅠA族元素形成的化合物一定是离子化合物
C．离子化合物的熔点一定比共价化合物的熔点高
D．离子化合物中可能只含有非金属元素
7.下列物质所属晶体类型分类正确的是()
A．答案A
B．答案B
C．答案C
D．答案D
8.下面的排序错误的是（）
A．晶体熔点由高到低：MgO＞H2O＞NH3
B．熔点由高到低：金刚石＞生铁＞纯铁＞钠
C．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
D．晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
9.物质结构理论推出：金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用，叫金属键．金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高，且据研究表明，一般说来金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强．由此判断下列说法正确的是( )
A．镁的硬度大于铝
B．镁的熔沸点低于钙
C．镁的硬度小于钾
D．钙的熔沸点高于钾
10.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
11.金属晶体具有延展性的原因是()
A．金属键很微弱
B．金属键没有饱和性
C．密堆积层的阳离子容易发生滑动，但不会破坏密堆积的排列方式，也不会破坏金属键
D．金属阳离子之间存在斥力
12.当A，B两种元素原子分别获得两个电子形成8电子稳定结构时，A放出的能量大于B放出的能量；C，D两元素的原子分别失去1个电子形成8电子稳定结构时，D吸收的能量大于C吸收的能量，A，B，C，D之间分别形成化合物时，最容易形成离子化合物的是()
A． D2A
B． C2B
C． C2A
D． D2B
13.下列说法中，正确的是()
A．冰熔化时，分子中H—O键发生断裂
B．原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔、沸点就越高
D．分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定
14.CaC2和MgC2都是离子化合物，下列叙述中不正确的是()
A． CaC2和MgC2都跟水反应生成乙炔
B ． C的电子式为[CⅠⅠC]2－
C． CaC2在水中以Ca2＋和C形式存在
D． MgC2的熔点不可能在100 Ⅰ以下
15.下列关于分子晶体的说法正确的是()
A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
B．在分子晶体中一定存在共价键
C．冰和固体Br2都是分子晶体
D．稀有气体不能形成分子晶体
二、计算题(共3小题)
16.用晶体的X—射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数，对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。

又知铜的密度为9.00 g·cm－3，该铜晶胞的体积是cm3，晶胞的质量是g，阿伏加德罗常数为。

[列式计算，已知A r（Cu）＝63.6]
17.用X射线研究某金属晶体，测得在边长为360 pm的立方晶胞中含有4个金属原子，此时金属的密度为9.0 g/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)。

18.Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、长寿命等特点，在中国已实现了产业化。

该合金的晶胞结构如图所示。

(1)该晶体的化学式为___________________________。

(2)已知该晶胞的摩尔质量为M g·mol－1，密度为d g·cm－3。

设N A为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是________ cm3(用含M、d、N A的代数式表示)。

三、填空题(共3小题)
19.元素X的某价态离子X n＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所示。

(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为________。

(2)该晶体中X n＋中n＝____________。

(3)X元素的原子序数是________。

(4)晶体中每个N3－被________个等距离的X n＋包围。

20.有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数：E＜Q＜T＜X＜Z。

E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且I1（E）＜I1（T）＜I1（Q），其中基态Q原子的2p能级均处于半充满状态，且QT与ET2互为等电子体。

X为元素周期表前四周期中电负性最小的元素，Z的原子序数为28。

请回答下列问题（答题时如需表示具体元素，请用相应的元素符号）：
（1）基态Z原子的核外电子排布式为。

（2）Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要原因是___________________________________________________________。

（3）化合物甲由T、X两种元素组成，其晶胞如图甲所示，则甲的化学式为。

（4）化合物乙的晶胞如图乙所示，乙由E、Q两种元素组成，硬度超过金刚石。

Ⅰ乙的晶体类型为，其硬度超过金刚石的原因是___________________________________________________________
___________________________________________________________。

Ⅰ乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为。

21.回答下列问题：
（1）CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是。

（2）熔点：金刚石晶体硅；沸点：CH4SiH4。

（填“＞”或“＜”）
（3）下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是（填序号）。

A.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B.四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C.常温下，二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D.锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
（4）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞（其晶胞结构如图所示，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内）类似。

每个冰晶胞平均占有个水分子。

冰晶胞与金刚石晶胞中微粒排列方式相同的原因是__________________________________________________
___________________________________________________________。

（5）二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子，二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是个。

（6）已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如右上图所示），其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角上各有1个B原子。

通过观察图形及推算，此晶体结构单元由个硼原子构成，其中B—B键的键角为，共含有个B—B键。

答案解析
1.【答案】C
【解析】A，晶体有熔点，非晶体没有熔点，故A错误；
B，玻璃在熔化过程中温度不断升高，所以玻璃是非晶体．故B错误；
C，晶体熔化时温度不变，有固定的熔点，而非晶态在熔化时温度升高，没有固定的熔点．故C正确；
D，冰在熔化过程中不断吸热但温度保持不变，所以冰是晶体．故D错误．
2.【答案】A
【解析】强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等是离子晶体。

B项如NaOH、C项如KClO、D项如NH4Cl。

3.【答案】B
【解析】变价金属的中间价态离子（如Fe2+）既有还原性又有氧化性，所以A项不符合题意；金属元素在化合物中一般显正价，所以B项符合题意；同种金属元素在不同化合物中的化合价可以相同，也可以不同，所以C项不符合题意；汞在常温下为液体，此时不属于晶体所以D不符合题意。

4.【答案】C
【解析】A选项错误，SiO2晶体中，1个硅原子与周围4个氧原子形成Si—O键，所以1 mol SiO2晶体中Si—O键为4 mol；B选项错误，晶体中1个硅原子与周围4个氧原子形成共价键，1个氧原子与周围2个硅原子形成共价键，SiO2表示晶体中Si、O原子个数比为1Ⅰ2，并不是分子式；C 选项正确，1个硅原子分别与4个氧原子形成4对共用电子对，1个氧原子分别与2个硅原子形成2对共用电子对，所以Si、O原子最外电子层都满足8电子结构；D选项错误，晶体中最小环上硅与氧交替连接，SiO2晶体中最小环上的原子数为12，其中含有6个硅原子，6个氧原子。

5.【答案】D
【解析】四种晶体在不同状态下的导电性区别如下:
另外,固态石墨也可以导电,而石墨是混合晶体。

6.【答案】D
【解析】形成离子键的阴、阳离子之间不但存在阴、阳离子之间的相互吸引，也存在着电子之间的相互排斥和原子核之间的相互排斥，A项错误；氢是ⅠA族元素，与ⅠA族元素形成的化合物HX都是共价化合物，B项错误；NaCl是离子化合物，SiO2是共价化合物，但前者的熔点较低，C 项错误；NH4Cl、(NH4)2SO4等都是只含有非金属元素的离子化合物，D项正确。

7.【答案】D
【解析】石墨属于混合晶体，生石灰、氯化铯属于离子晶体，氮化铝属于原子晶体，故只有D正确。

8.【答案】B
【解析】A，通常条件下MgO是固体，H2O是液体，NH3是气体，故熔点晶体熔点由高到低：MgO＞H2O＞NH3，故A正确；
B，生铁是合金，熔点小于纯铁的熔点，故熔点为金刚石＞纯铁＞生铁＞钠，故B错误；
C，晶体中键长C﹣C＜C﹣Si＜Si﹣Si，故化学键强弱为C﹣C＞C﹣Si＞Si﹣Si，故硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故C正确；
D，离子半径F﹣＜Cl﹣＜Br﹣＜I﹣，故离子键强度NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，故晶格能NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，故D正确；
9.【答案】D
【解析】价电子数Al＞Mg，原子半径Al＜Mg，所以Al的金属键更强，所以A的说法错误．Mg 和Ca的价电子数相同，而原子半径Mg＜Ca，所以金属键的强弱Mg＞Ca，所以B的说法错误．价电子数Mg＞K，原子半径Mg＜Ca＜K，所以C的说法错误．价电子数Ca＞K，原子半径Ca＜K，所以D的说法正确。

10.【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；
11.【答案】C
【解析】金属晶体具有延展性的原因是密堆积层的阳离子在外力作用下很容易滑动，但它们的密堆积排列方式仍然存在，不会被破坏，金属键仍存在。

12.【答案】C
【解析】由题意知，A，B为ⅠA族元素，且非金属性：A>B。

C，D为ⅠA族元素，且金属性：
C>D。

故属于离子化合物的可能性最大的是C2A。

13.【答案】B
【解析】冰熔化时，只破坏了分子间作用力，不破坏共价键，A错误；分子晶体的熔、沸点高低与分子间的作用力有关，与分子中的共价键无关，所以C错误；分子的稳定性与分子中的共价键有关，与分子间作用力无关，所以D错误。

理解感悟应熟练掌握原子晶体、分子晶体的熔、沸点大小比较的规律，同时应明确分子的稳定性与分子内共价键键能大小有关。

14.【答案】C
【解析】CaC2和MgC2属同主族元素形成的结构相似的离子化合物，故其化学性质也应相似，如A项所述，故C不可能在水溶液中存在。

又由于离子化合物中含有离子键，强度较大，故MgC2的熔点不可能低于100 Ⅰ，故A，B，D正确。

15.【答案】C
【解析】A项，分子晶体中分子间作用力越大，晶体的熔点越高，不影响分子的稳定性；B项，在He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn形成的分子晶体中只有分子间作用力，而无共价键；D项，稀有气体能形成分子晶体。

16.【答案】4.70×10－23 4.23×10－22N A＝≈6.01×1023mol－1
【解析】铜晶胞的体积V＝（361×10－10cm）3≈4.70×10－23cm3，所以晶胞的质量为m＝ρV＝4.70×10－23cm3×9.00 g·cm－3＝4.23×10－22g；又知铜晶体为面心立方结构，一个晶胞中含4个Cu原子，所
以阿伏加德罗常数为N A＝≈6.01×1023mol－1。

17.【答案】(1)面心立方晶胞(2)4.2×10－22g[ (3)63.21(4)127.26 pm
【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360 pm，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＝9.0 g/cm3×(3.6×10－8) cm3≈4.2×10－22g。

(3)金属的摩尔质量＝N A×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＝×360 pm≈127.26 pm。

18.【答案】(1)LaNi5或(Ni5La)(2)
19.【答案】(1)3Ⅰ1(2)1(3)29(4)6
【解析】根据晶胞结构，利用均摊法计算出一个晶胞中阴阳离子个数；根据微粒结构特点和N3－推断出X n＋为Fe3＋
20.【答案】（1）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2（2）这两种氢化物均为极性分子且相互之间能形成氢键（3）KO2（4）Ⅰ原子晶体C—N键的键长小于C—C键的，键能大于C—C键的Ⅰsp3
21.【答案】（1）分子间作用力（范德华力）
（2）＞＜（3）BD
（4）8碳原子与氧原子都为sp3杂化，且氢键和共价键都具有方向性和饱和性（每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键）
（5）6（6）1260°30。