高中化学人教版物质结构与性质第三章晶体结构与性质 名师获奖

章末检测一、选择题(本题有15小题，每小题3分，共45分)1．下列晶体分类中正确的一组是 ()离子晶体原子晶体分子晶体ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBa(OH)2金刚石玻璃答案C解析从构成晶体的粒子和微粒间的相互作用力去判断晶体的类型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是阴、阳离子间通过离子键相互结合成的离子晶体，纯H2SO4中无H＋，是分子晶体。Ar分子间以范德华力相互结合为分子晶体，石墨是混合晶体，水晶(SiO2)与金刚石是典型的原子晶体。硫的化学式用S表示，实际上是S8，气体时为S2，是以范德华力结合成的分子晶体。玻璃没有固定的熔点，加热时逐渐软化，为非晶体。2．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是 ()A．在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE答案D解析CaF2晶体中，Ca2＋占据8个顶角，6个面心，故Ca2＋共8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个；金刚石晶体中，每个C原子与4个C原子相连，而碳碳键为2个碳原子共用，C原子与C—C键个数比为1∶2；由于是气态团簇分子，其分子式应为E4F4或F4E4。3．下列数据是对应物质的熔点表，有关的判断正确的是 ()Na2ONaAlF3AlCl3Al2O3BCl3CO2SiO2920℃℃1291℃190℃2073℃－107℃－57℃1723℃A.只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体B．在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构C．同族元素的氧化物不可能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答案D解析本题通过学生思维的易混淆点考查学生思维的全面性。金属晶体中含有金属阳离子，但不属于离子晶体，A错；在含有H原子的共价分子中，H原子形成2个电子的稳定结构，B错；CO2和SiO2分别属于分子晶体和原子晶体，C错误；Na的熔点低于AlCl3，D正确。4．下列各组物质的沸点，按由低到高顺序排列的是 ()A．NH3、CH4、NaCl、NaB．H2O、H2S、MgSO4、SO2C．CH4、H2O、NaCl、SiO2D．Li、Na、K、Rb、Cs答案C解析C项中SiO2是原子晶体，NaCl是离子晶体，CH4、H2O都是分子晶体，且常温下水为液态，CH4是气态。选项D中的五种碱金属晶体，由于其金属键渐弱(金属阳离子电荷数相等，但半径增大)等原因，熔点依次降低。5．下面有关晶体的叙述中，不正确的是 ()A．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围紧邻且距离相等的Na＋共有6个C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子答案B解析金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有6个碳原子；NaCl晶体中，每个Na＋周围紧邻6个Cl－，每个Na＋周围紧邻12个Na＋；氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－，每个Cs＋周围紧邻6个Cs＋；干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子。6．下列式子中，真实表示物质分子组成的是 ()A．H2SO4 B．NH4ClC．SiO2 D．C答案A解析只有分子晶体的化学式才表示真实的分子组成。7．X元素的1个原子失去2个电子，被Y元素的2个原子各获得1个电子，形成离子化合物Z，下列说法中不正确的是 ()A．固态Z是离子晶体B．Z可以表示为X2YC．固态Z熔化后能导电D．X可形成＋2价阳离子答案B8．有关晶体的下列说法中正确的是 ()A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B．原子晶体中共价键越强，熔点越高C．冰融化时水分子中共价键发生断裂D．氯化钠熔化时离子键未被破坏答案B解析分子稳定是由于分子内所含的共价键稳定，而与分子间作用力大小无关；原子晶体内部只存在共价键，共价键越强，破坏共价键所需的能量越多，熔点越高，B正确；冰在融化时克服的是氢键，水分子内部并没有变化；氯化钠熔化时，由于离子间的距离变大，则离子键被破坏。9．氯化硼的熔点为℃，沸点为℃。在氯化硼分子中，氯—硼—氯键角为120°，它可以水解，水解产物之一是氯化氢。下列对氯化硼的叙述中正确的是 ()A．氯化硼是原子晶体B．熔化时，氯化硼能导电C．氯化硼分子是一种极性分子D．水解方程式：BCl3＋3H2OH3BO3＋3HCl答案D解析首先根据性质推导该晶体是分子晶体还是原子晶体，再根据具体晶体的性质判断选项。因为BCl3的熔沸点较低，故应为分子晶体，分子晶体熔化时不导电，故A、B错；又因氯—硼—氯键角为120°，则可确定BCl3为非极性分子，C错。10．下列说法正确的是 ()A．一种金属元素和一种非金属元素一定能形成离子化合物B．离子键只存在于离子化合物中C．共价键只存在于共价化合物中D．离子化合物中必定含有金属元素答案B解析AlCl3是共价化合物，A错；凡含有离子键的化合物就是离子化合物，B正确；共价键除存在于共价化合物中，非金属单质及离子化合物中也可含有共价键，C错；铵盐属于离子化合物，但其中没有金属元素，D错。11．下列有关数据的比较，不正确的是 ()A．元素的价电子数和所在族的族序数相等B．NaOH晶体中的阳离子和阴离子数目相等C．CsCl晶体中每个Cs＋周围紧邻的Cl－和每个Cl－周围紧邻的Cs＋个数相等D．[Co(NH3)6]3＋中的NH3分子数与配位键数相等答案A解析A项中主族元素的价电子数与所在的族序数相等，但第ⅠB、ⅡB和第Ⅷ族元素的价电子数与族序数不相等；NaOH与CsCl中阳离子与阴离子带的电荷数均相等，因此晶体中阴、阳离子数均相等；D项中每个NH3中有一对孤电子对，因此其配位键数与配位数相等。12．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是 ()A．SO2和SiO2 B．CO2和H2OC．NaCl和HCl D．CCl4和KCl答案B解析A项，SO2为分子晶体，SiO2为原子晶体；B项，CO2和H2O都有共价键，都属于分子晶体；C项，NaCl中为离子键，是离子晶体，HCl中为共价键，是分子晶体；D项，CCl4中为共价键，属于分子晶体，KCl中为离子键，是离子晶体。13．如下图所示，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法正确的是 ()δ－Feeq\o(,\s\up7(1394℃))γ－Feeq\o(,\s\up7(912℃))α－FeA．γ－Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个B．α－Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有6个C．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同D．三种同素异形体的性质相同答案B解析A项中，γ－Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子为12个；C项中，冷却到不同的温度，得到的晶体类型不同；D项，同素异形体的物理性质不同，化学性质相似。14．A、B、C、D四种短周期元素的原子半径依次减小，A与C的核电荷数之比为3∶4，D能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子X、Y、Z。下列叙述不正确的是 ()A．X、Y、Z三者均可形成分子晶体B．A、B、C、D只能形成五种单质C．X、Y、Z三种化合物的沸点逐渐升高D．自然界存在多种由A、B、C、D四种元素组成的化合物答案B解析A、C的核电荷数如为3和4，则B的原子半径无法介于A、C之间，如为9和12，则不符合原子半径依次减小这一要求，所以A为碳，C为氧，则B为氮，D为氢，D与碳、氮、氧形成的电子总数相等的分子均为分子晶体，A正确。四种元素有的可形成多种同素异形体，故B错误。NH3、H2O分子间均可形成氢键，H2O常温下呈液态，C正确。蛋白质等含上述四种元素，D正确。15．如图，在氯化钠晶体中，与每个Na＋等距离且最近的几个Cl－所围成的空间几何构型为 ()A．十二面体B．正八面体C．正六面体D．正四面体答案B解析在氯化钠晶体中，与每个Na＋等距离且最近的Cl－有6个，正好位于Na＋的上下左右前后，构成正八面体。二、非选择题(本题有5小题，共55分)16．(6分)A、B、C为三种短周期元素，A原子最外层电子数是次外层的2倍，B原子比A原子多一个质子，C2＋与Ne具有相同的核外电子排布，试推断：(1)B与C形成的化合物属于________晶体。(2)工业上已合成一种硬度比金刚石还大的由A和B组成的晶体，在该晶体中B显－3价，则该晶体的化学式为________，属于________晶体。答案(1)离子(2)C3N4原子解析根据原子结构判断A为碳元素，B为氮元素，C为镁元素。B与C形成的化合物Mg3N2为离子晶体，A与B形成的晶体硬度比金刚石还大，所以为原子晶体，由化合物中元素化合价代数和为零可推知，其化学式为C3N4。17．(8分)下表是元素周期表中的前四周期，回答下列问题：(1)按原子轨道的重叠方式，①与⑤形成的化合物中的共价键属于________(填“σ”或“π”)键。(2)②、⑤、⑥、⑧四种元素第一电离能由高到低的顺序是________(用元素符号表示)。(3)元素④形成的单质的晶体类型可以是原子晶体，如________(填写物质名称)，也可以是________，如C60。(4)元素③、⑥形成的化合物与⑦的氢化物均为AB3型，但这两种化合物分子的立体结构明显不同。③、⑥两种元素形成的化合物分子的立体结构为________，⑦的氢化物分子的立体结构为________。答案(1)σ(2)F、N、Be、K(3)金刚石分子晶体(4)平面三角形三角锥形解析首先根据元素在周期表中的位置确定①～⑧代表的各元素。①与⑤形成的化合物为NH3，只含N—H键，为σ键。BF3中B原子的最外层电子全部参与成键(sp2杂化)，形成平面三角形结构；而PH3分子中P原子上的一对孤电子对的影响使PH3成为三角锥形结构。18．(8分)已知：A.金刚石、、、、E.干冰、F.固体碘，填写下列空白。(用序号填写)(1)熔化时不需破坏化学键的是________，熔化时只需破坏共价键的是________，熔点最高的是________，熔点最低的是________。(2)晶体中既存在离子键又存在共价键的是________，只存在离子键的是________。(3)由极性键构成的非极性分子是________。答案(1)EFAAE(2)CDB(3)E解析(1)晶体熔化时需要克服晶体中微粒间的作用力，原子晶体要破坏共价键，离子晶体要破坏离子键，金属晶体要破坏金属键，分子晶体只需破坏分子间作用力。金刚石为原子晶体，熔点最高。干冰是CO2的晶体，是分子晶体，且CO2常温下为气体，所以干冰熔点最低。(3)分子的极性与键的极性及分子的空间构型有关，CO2分子中，C与O间是极性键，分子为直线形，结构对称，为非极性分子。19．(14分)上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED铝片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。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________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的立体构型为________。(3)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是________。(用氢化物分子式表示)(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为________。(5)比较二者的第一电离能：As________Ga(填“<”“>”或“＝”)。(6)下列说法正确的是________。A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同B．GaP与GaAs互为等电子体C．电负性：As>GaD．砷化镓晶体中含有配位键答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)(2)4正四面体(3)NH3>AsH3>PH3(4)sp2(5)>(6)BCD解析(1)镓位于元素周期表中第四周期第ⅢA族，故其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1。根据“均摊法”：白色球个数为(6/2)＋(8/8)＝4。由晶胞图可知与同一个镓原子相连的砷原子构成的立体构型为正四面体。(3)由于NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点最高，由于AsH3的相对分子质量大于PH3，故AsH3的沸点高于PH3。(4)由于Ga原子周围只有3对成键电子对，故其杂化方式为sp2。(5)As和Ga处于同一周期，而处于ⅤA族的As外围电子处于半满的较稳定结构，故As的第一电离能大于Ga。(6)由题中晶胞图可知A显然是错误的。根据等电子体的概念可知选项B正确。根据电负性的概念可知选项C正确。由于Ga原子最外层只有3个电子，而每个Ga原子与4个As原子成键，因此其中一个共价键必为配位键，D正确。20．(19分)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：请回答下列问题：(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是________________________、__________________________。(2)基态B原子的电子排布式为________，B和N相比，电负性较大的是________，BN中B元素的化合价为________。(3)在BF3分子中，F—B—F的键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4－的立体构型为________。(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________。(5)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为pm。立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是________g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗常数为NA)。答案(1)B2O3＋3CaF2＋3H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))3CaSO4＋2BF3↑＋3H2OB2O3＋2NH3eq\o(=,\s\up7(高温))2BN＋3H2O(2)1s22s22p1N＋3(3)120°sp2正四面体形(4)共价键(或极性共价键)分子间作用力(5)44eq\f(25×4