高二化学人教版物质结构与性质第三章《晶体结构与性质》测试卷

第三章《晶体结构与性质》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.晶胞是构成晶体的基本重复单元．在二氧化硅晶胞中有8个硅原子位于立方晶胞的8个顶角，有6个硅原子位于晶胞的6个面心，还有4个硅原子与16个氧原子在晶胞内构成4个硅氧四面体，它们均匀错开排列于晶胞内．根据图示二氧化硅晶胞结构，每个晶胞内所含“SiO2”基元数为（）
A． 4个
B． 6个
C． 8个
D． 18个
2.短周期非金属元素X和Y能形成XY2型化合物，下列有关XY2的判断不正确的是()
A． XY2一定是分子晶体
B． XY2的电子式可能是:: :X: ::
C． XY2水溶液不可能呈碱性
D． X可能是ⅣA，ⅣA或ⅣA族元素。

3.下列有关比较正确的是()
A．熔点：CH4＞SiH4＞GeH4＞SnH4
B．晶格能：NaBr＞NaCl＞MgO
C．键的极性：N—H键＞O—H键＞F—H键
D．热稳定性：HF＞H2O＞NH3
4.氮化钠(Na3N)熔融时能导电，与水作用产生NH3。

下列对氮化钠晶体的描述错误的是()
A．构成晶体的两种微粒的电子层结构相同
B．构成晶体的两种微粒半径不相等
C．与盐酸反应生成的盐的化学键类型相同
D．与盐酸反应生成的盐的晶体类型相同
5.下列叙述中正确的是（）
A．原子晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体中都一定存在化学键
B．同素异形体之间的转化都是物理变化
C．原子晶体的熔点不一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低
D．已知12 g金刚石中含有2N A个C—C键，则60 g SiO2中也含有2N A个Si—O键
6.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
7.水的沸点是100Ⅳ，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
8.下列有关这种CO2晶体推断正确的是( )
A．原子晶体CO2有很高的熔、沸点，很大的硬度，可用作耐磨材料
B．原子晶体CO2易升华，可用做制冷剂
C．原子晶体CO2的硬度和耐磨性都不如水晶
D．每摩尔原子晶体CO2含2 mol C－O键，每摩C原子与4 mol O原子形成共价键
9.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
10.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 ＋O2CO2＋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1.8 g H2O消耗2.24 L O2
11.表中原子化热、晶格能、键能的单位都是kJ•mol﹣1
则下列说法正确的是（）
A． Na（s）与Cl2（g）反应生成1mol NaCl（s）放出的热量为556.1kJ
B． Si（s）+2Cl2（g）═SiCl4（g）ⅣH=﹣602kJ•mol﹣1
C．从表中可以看出，氯化钠的熔点比晶体硅高
D．从表中数据可以看出，微粒半径越大金属键、离子键的越弱，而共价键却越强
12.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积,如图
(a)(b)(c)分别代表这三种晶胞的结构,其晶胞内金属原子个数比为()
A． 3Ⅳ2Ⅳ1
B． 11Ⅳ8Ⅳ4
C． 9Ⅳ8Ⅳ4
D． 21Ⅳ14Ⅳ9
13.下列有关晶体的说法中一定正确的是()
Ⅳ原子晶体中只存在非极性共价键
Ⅳ稀有气体形成的晶体属于原子晶体
Ⅳ干冰晶体升华时，分子内共价键会发生断裂
Ⅳ金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
Ⅳ分子晶体的堆积均为分子密堆积
Ⅳ离子晶体和金属晶体中均存在阳离子，但金属晶体中却不存在离子键
Ⅳ金属晶体和离子晶体都能导电
Ⅳ依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体
A． ⅣⅣⅣ
B．只有Ⅳ
C． ⅣⅣⅣⅣ
D． ⅣⅣⅣ
14.有一种蓝色晶体[可表示为：MFe y(CN)6]，经研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上。

其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。

下列说法错误的是()
A．该晶体的化学式为MFe2(CN)6
B．该晶体熔融可导电，且属于化学变化
C．该晶体属于离子晶体，M呈＋2价
D．晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－有6个
15.下列关于晶体的说法一定正确的是()
CaTiO3的晶体结构模型
（图中Ca2+、O2-、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶点）
A．分子晶体中都存在共价键
B． CaTiO3晶体中每个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
二、计算题(共2小题)
16.下图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。

实验测得金属钨的密度为19.30 g·cm－3，钨的相对原子质量是183.9。

假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题：
(1)每一个晶胞中均摊到________个钨原子。

(2)计算晶胞的边长a。

(3)计算钨的原子半径r(提示：只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。

17.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)
18.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。

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。

（3）下列说法正确的是（填字母）。

A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B.第一电离能：As＜Ga
C.电负性：As＞Ga
D.GaP与GaAs互为等电子体
（4）N、P、As处于同一主族，其简单氢化物沸点由高到低的顺序是。

（5）砷化镓可由（CH3）3Ga和AsH3在700 Ⅳ时制得。

（CH3）3Ga中镓原子的杂化方式为。

19.下列物质中：Ⅳ白磷(P4)Ⅳ水晶Ⅳ氯化铵Ⅳ氢氧化钙Ⅳ氟化钠Ⅳ过氧化钠Ⅳ石墨，固态下都为晶体，回答下列问题(填写序号)：
不含金属离子的离子晶体是________，只含离子键的离子晶体是________，既有离子键又有非极性键的离子晶体是________，既有离子键又有极性键的离子晶体是_____。

20.前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。

回答下列问题：
（1）D2＋的价层电子排布图为________________________________。

（2）四种元素中的第一电离能最小的是（填元素符号，下同），电负性最大的是。

（3）A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。

Ⅳ该化合物的化学式为________________________________________；
D的配位数为。

Ⅳ列式计算该晶体的密度g·cm－3。

（4）A－、B＋和C3＋三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为__________，
配位体是。

答案解析
1.【答案】C
【解析】每个晶胞中的硅原子数为8×0.125+6×0.5+4×1=8，氧原子数为16个，即每个晶胞中含有（SiO2）8个，即每个晶胞内所含“SiO2”基元数为8，故选为C．
2.【答案】A
【解析】短周期常见由金属元素形成的XY2型化合物有很多，可结合具体例子分析，A项说法错误，XY2可能是分子晶体(CO2)，也有可能是原子晶体(SiO2)；如果是CO2或者CS2电子式可能是: : :X: ::形式，B项说法正确；根据常见XY2型化合物，XY2水溶液不可能呈碱性，C项说法正确；ⅣA、VA或ⅣA族元素都有可能为＋2或者＋4价，所以都有可能形成XY2型化合物，D项说法也正确。

3.【答案】D
【解析】A中物质形成的晶体均为分子晶体，其熔点和范德华力有关，且相对分子质量越大，范德华力越大，故A项错误；离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子晶体的晶格能越大，所以晶格能：NaBr＜NaCl＜MgO，B项错误；由于电负性：N＜O＜F，所以键的极性：N—H键＜O—H 键＜F—H键，C项错误；由于非金属性：F＞O＞N，故热稳定性：HF＞H2O＞NH3，D项正确。

4.【答案】C
【解析】A项，Na＋与N3－均有10个电子，所以两种微粒的电子层结构相同；B项，核外电子排布相同时，核电荷数越大，微粒半径越小，Na＋与N3－的电子层结构相同，Na＋的核电荷数大，所以Na＋的半径小于N3－的半径；C项，氮化钠(Na3N)与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl，NaCl中只有离子键，NH4Cl中含有离子键、共价键和配位键，所以化学键类型不同；D项，氮化钠(Na3N)与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl，二者中均含有离子键，属于离子化合物，是离子晶体。

5.【答案】C
【解析】稀有气体的晶体中不含有化学键，A项错；3O22O3是化学变化，B项错；晶体硅的熔点比金属钨的熔点低，蔗糖的熔点比汞高，C项正确；60 g SiO2中有4N A个Si—O键，D项错。

6.【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。

7.【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。

8.【答案】A
【解析】原子晶体CO2中C和O原子之间以共价键结合成空间立体网状结构，共价键作用强，所以其具有很高的熔、沸点，很大的硬度，A正确，B不正确；CO2与SiO2组成相似，将SiO2晶体中的Si原子换成C原子就是原子晶体CO2的结构，由于C－O键的键长小于Si－O键的键长，C －O键的键能大于Si－O键的键能，所以原子晶体CO2的硬度和耐磨性都强于水晶，C不正确；在原子晶体CO2中，每个C原子都处于四个氧原子构成的四面体的中心，所以每摩尔原子晶体CO2中含有4 mol C－O键，每摩C原子与4 mol O原子形成共价键，D不正确。

9.【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。

10.【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1.8 g水消耗0.1 mol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2.24 L。

11.【答案】B
【解析】A，Na与Cl2反应的ⅣH=2×108.5KJ/mol+243KJ/mol﹣2×786KJ/mol=﹣1112KJ/mol，故A 错误；
B，反应的ⅣH=176KJ/mol×2+243KJ/mol×2﹣360KJ/mol×4=﹣602KJ/mol，故B正确；
C，NaCl是离子晶体，硅是原子晶体，晶体类型不同，其熔点高低不能只看其晶格能和键能大小，故C错误；
D，微粒半径越大共价键也是越弱，故D错误；
12.【答案】A
【解析】本题考查晶胞中微粒数的计算方法,用均摊法计算。

晶胞a中所含原子=12×+2×+3=6,晶胞b中所含原子=8×+6×=4,晶胞c中所含原子=8×+1=2。

13.【答案】B
【解析】本题考查四种晶体的性质，对于ⅣSiO2晶体中有极性键，对于Ⅳ只能形成分子晶体，对于Ⅳ干冰升华破坏范德华力，而不破坏共价键，对于ⅣAlCl3是共价化合物，对于Ⅳ冰不是分子密堆积，
对于Ⅳ说法正确，对于Ⅳ离子晶体不导电，对于Ⅳ划分晶体类型的依据，微粒间作用力和微粒类型，而不是堆积方式。

14.【答案】C
【解析】三价铁离子和二价亚铁离子在顶角上，每个离子被八个晶胞共用，故每个晶胞中三价铁离子的数目为4×＝0.5个，同理二价亚铁离子的数目为0.5个，氰根离子位于棱上，被四个晶胞共用，故每个晶胞中氰根离子的数目为12×＝3个，已知化学式为MFe y(CN)6，晶胞中离子个数比为Fe3＋ⅣFe2＋ⅣCN－＝1Ⅳ1Ⅳ6，故晶体的化学式为MFe2(CN)6，A项正确；M呈＋1价，C项错误；晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－有6个，D项正确。

15.【答案】B
【解析】惰性气体都是单原子分子，它们的晶体中不存在共价键，A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，用均摊法不难求得晶体中每个Ti4+周围共有：3×8×=12
个O2-，B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不正确。

金属汞的熔点比I2、蔗糖等的熔点都低，D不正确。

16.【答案】(1)2(2)3.16×10－8cm(3)1.37×10－8cm
【解析】(1)正确应用均摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。

(2)应用基本关系式：，先求出晶胞的体积，然后根据V＝a3计算晶胞的边长。

17.【答案】(1)LaNi5或(Ni5La)(2)
【解析】(1)从图中可以看出，La位于平行六面体的顶角，晶胞中La的原子数为4×＋4×＝1。

平行六面体的上、下两个面各有2个Ni原子，四个侧面各有1个Ni原子，体心还有1个Ni原子。

故晶胞中Ni的原子数为×8＋1＝5。

故该晶体的化学式为LaNi5或Ni5La。

(2)晶胞的体积为V＝cm3。

18.【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
（2）4（3）CD（4）NH3＞AsH3＞PH3（5）sp2
【解析】（2）根据均摊法可得，晶胞中白球的个数为8×1/8＋6×1/2＝4。

（3）As与Ga处于同一周期且原子序数：As＞Ga，同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，第一电离能呈增大趋势（ⅣA、ⅣA族反常）：砷化镓晶胞结构与NaCl的晶胞结构不同；GaP与GaAs原子总数和价电子总数相等，互为等电子体。

（4）一般同主族非金属元素简单氢化物的沸点随相对分子质量的增大而升高，但第ⅣA、ⅣA、ⅣA族的第二周期元素的简单氢化物因存在氢键，所以沸点反常得高。

19.【答案】ⅣⅣⅣⅣ和Ⅳ
【解析】属于离子晶体的有ⅣⅣⅣⅣ，其中Ⅳ只含非金属元素，NaF中只含离子键，Na2O2中有离子键和非极性共价键，NH4Cl和Ca(OH)2有离子键和极性共价键。

20.【答案】（1）
（2）K F
（3）ⅣK2NiF46Ⅳ≈3.4
（4）离子键、配位键[FeF6]3－F－
【解析】推断具体元素，根据元素的性质以及化合物的结构与性质分析、解决问题。

A、B、C、D元素的原子序数依次增大，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，且B＋比A－多8个电子，故A为F元素，B为K元素；在第四周期中未成对电子数为4的原子的价电子排布式为3d64s2，故C为Fe元素；D的原子序数比Fe大2，D为Ni元素。

（1）Ni原子的价电子排布式为3d84s2，Ni原子失去最外层4s轨道的两个电子变成Ni2＋，故价层电子排布图为。

（2）F是电负性最大的元素；同周期元素中随原子序数的增大，第一电离能呈增大趋势，四种元素中第一电离能最小的是K元素。

（3）Ⅳ在该化合物中F原子位于棱、面心以及晶胞体内，故F原子个数为×16＋×4＋2＝8个，K 原子位于棱和体内，故K原子个数为×8＋2＝4个，Ni原子位于8个顶点上和晶胞体内，故Ni原子个数为×8＋1＝2个，K、Ni、F原子的个数比为4Ⅳ2Ⅳ8＝2Ⅳ1Ⅳ4，所以化学式为K2NiF4；由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子，故配位数为6。

Ⅳ结合解析Ⅳ，根据密度公式可知ρ＝＝g·cm－3≈3.4 g·cm－3。

（4）在K3FeF6中含有K＋与[FeF6]3－之间的离子键和[FeF6]3－中Fe3＋与F－之间的配位键，在配离子[FeF6]3－中F－是配位体。