高中化学人教版物质结构与性质第三章晶体结构与性质单元测试 公开课

河南省信阳市二高2023届高三化学复习能力提升训练：选修3晶体结构与性质（有详解）1．实现下列变化时，需要克服相同类型作用力的是（）A.水晶和干冰的熔化B.食盐和醋酸钠的熔化C.液溴和液汞的汽化和NaCl溶于水2．据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，它的分子式为C60Si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有Si60的结构。下列叙述正确的是（）A．该物质有很高的熔点、很大的硬度B．该物质形成的晶体属分子晶体C．该物质分子中Si60被包裹在C60里面D．C60易溶于水3．下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断属于NaCl晶体结构的图象是（）A．图⑴和图⑶B．图⑵和图⑶C．只有图⑴D．图⑴和图⑷4．石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如图），可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是（）A．石墨烯与石墨互为同位素B．0.12g石墨烯中含×l022个碳原子C．石墨烯是一种化合物D．在整个单层片结构中属于每个六边形的碳原子数实际为2个5．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，一般说来金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是（）A．镁的硬度大于铝B．镁的熔沸点低于钙C．镁的硬度大于钾D．钙的熔沸点高于钾6．实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是()A.金刚石和干冰的熔化B.食盐和烧碱的熔化C.液溴和液汞的气化D.氨的气化和水的电离7．下列数据是对应物质的熔点（℃)：BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2－10720739208011291190－571723据此做出的下列判断中错误的是（）A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体8．电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图像和文字。有关其显示原理的叙述中，正确的是（）。A．施加电场时，液晶分子沿垂直于电场方向排列B．移去电场后，液晶分子恢复到原来状态C．施加电场后，液晶分子恢复到原来状态D．移去电场后，液晶分子沿电场方向排列9．上个世纪80年代，科学家通过研制发现了一种新分子，这种新分子具有空心的类似足球状的结构，其化学式是C60。有关C60的下列说法中正确的（）

A．C60中可能含有离子键

B．C60中的化学键只有共价键

C．C60是一种新型的化合物

D．C60是一种混合物10．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．CCl4和KCl

C．NaCl和HCl

D．CO2和H2O11．下列各项比较中前者高于（或大于或强于）后者的是（）A、CCl4和SiCl4的熔点B、邻羟基苯甲醛（）和对羟基苯甲醛（）的沸点C、SO2和CO2在水中的溶解度D、H2SO3和H2SO4的酸性12．类推是化学学习和研究中常用的思维方法．下列类推错误的是（）①Mg可由电解熔融MgCl2制取；则Al也可由电解熔融AlCl3制取②晶体中有阴离子，必有阳离子；则晶体中有阳离子，也必有阴离子③1mol/L的NaCl溶液每升中含有1molNa＋；则1mol/L的FeCl3溶液每升中也含有1molFe3＋④使用pH试纸时必须保持干燥，则湿润的pH试纸测得的pH一定有误差A．①③B．①③④C．②③④D．①②③④13．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。下图为其晶体结构中最小的重复结构单元，其中的每个原子均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是（）A．磷化硼晶体的化学式为BP，属于离子晶体B．磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电C．磷化硼晶体中每个原子均形成4个共价键D．磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠相同14．下列各组物质，化学键类型相同、晶体类型也相同的是（）A．SO2和 B．CCl4和KCl C．NaCl和HCl D．CO2和H2S15．下列晶体中由原子直接构成的单质有（）。A．硫B．生铁C．金刚石D．金属镁16．下列几种氢键：①O—H…O，②N—H…N，③F—H…F，④O—H…N，其强度由强到弱的排列顺序是（）A．③①④②B．①②③④C．③②D．①④③②17．下列叙述不正确的是（）A．金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点依次降低B．CaO晶体结构与NaCl晶体结构相似，每个CaO晶胞中含有4个Ca2＋和4个O2－C．设NaCl的摩尔质量为Mg·mol－1，NaCl的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NAmol－1，在NaCl晶体中，两个距离最近的Cl－中心间的距离为·cmD．X、Y可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角位置，则该晶体的组成式为XY318．下列有关晶体的说法（）①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；②由原子直接构成的晶体就是原子晶体；③分子晶体的堆积均采取分子密堆积；④SiF4、NaF、MgF2三种晶体的熔点依次升高；⑤金属键只存在于金属晶体中；⑥离子键只存在于离子晶体中；⑦H2O的性质非常稳定，原因在于分子之间存在氢键；⑧SO2和SiO2晶体在熔化时破坏的作用力不相同。其中一定正确的有A．3种B．4种C．5种D．6种19．如图3－28表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。图3－28(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)__________，其中每个碳原子与__________个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于__________晶体。(2)代表石墨的是__________，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为__________个。(3)代表NaCl的是__________，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有__________个。(4)代表CsCl的是__________，它属于__________晶体，每个Cs+与__________个Cl-紧邻。(5)代表干冰的是__________，它属于__________晶体，每个CO2分子与__________个CO2分子紧邻。(6)若说“离子晶体中只有离子键，分子晶体中没有化学键”是否正确？简答理由。(7)NaCl晶体、HCl晶体、干冰、金刚石熔点由高而低的顺序是__________；其中在熔融或液态时能导电的电解质是__________，液态不导电但为电解质的是__________，在水溶液中能导电的非电解质是__________。20．如果1mol金属钠的质量为23g，密度ρ=0．97g·cm-3，则每个钠原子的半径约为多少？（设钠为紧密堆积的球体）21．短周期元素在元素中占有重要地位。X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体，在适当条件下可发生如下变化：一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少1个，B、C两种分子中的电子数均等于10。请回答下列问题：（1）X元素在周期表中的位置是________周期____________族

。（2）分析同主族元素性质的递变规律，发现B、C物质沸点反常，这是因为它们的分子之间存在_____________

。（3）在C分子中，Y原子的杂化方式为，与Y原子同主族在第四周期的元素原子基态电子排布式是。（4）NaCl的晶体结构如右上图所示，若将晶胞面心和体心的原子除去，顶点的钠离子换为Xn+（X代表某元素符号）离子，棱上的Cl-换为O2-，就得到X的氧化物的晶体结构。则该X的氧化物的化学式为。22．（1）A、B、C、D是周期表中前10号元素，它们的原子半径依次减小。D能分别与A、B、C形成电子总数相等的多原子分子M、N、W，且在M、N、W分子中，A、B、C原子都采取sp3杂化。①A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为_____(用元素符号表示)。A22-与C22+互为等电子体，C22+的电子式__________②N的沸点比其同族相邻氢化物沸点高的主要原因是_____。W分子的空间构型的名称是_________（2）E、F、G三元素的原子序数依次增大，它们原子的最外层电子排布均为4s1。①F元素基态原子电子排布式为_____②E元素单质的晶体堆积模型为_____(填字母）a．简单立方堆积b．体心立方堆积c．六方最密堆积d．面心立方最密堆积③向G的硫酸盐溶液中通入过量N气体，可生成[G(N)4]2+不考虑空间构型，[G(N)4]2+的结构可用示意图表示为_____(用元素符号表示)。参考答案1．B【解析】2．B【解析】试题分析：该物质的的分子式为C60Si60，这说明该物质形成的晶体类型是分子晶体，A不正确，B正确；碳原子半径小于硅原子半径，所以该物质分子中Si60不可能包裹在C60里面，C不正确。水是极性分子，该物质是非极性分子，难溶于水，D不正确，大啊啊阿香B。考点：考查晶体类型、结构和性质判断点评：该题是高考中的常见题型和考点，属于中等难度试题的考查，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生的逻辑推理能力、自学能力和知识的迁移能力，提高学生的应试能力和学习效率。3．D【解析】试题分析：由于在NaCl晶体中，每个Na+周围同时吸引着最近的等距离的6个Cl-同样每个Cl-周围同时吸引着最近的等距离的6个Na+，图（1）中符合条件，图（4）中选取其中一个离子，然后沿X、Y、Z三轴切割得到6个等距离的且最近的带相反电荷的离子，所以其配位数也是6，故符合条件，故选D。考点：晶胞的计算点评：综合考查了常见晶体的空间构型，难度不大，注意氯化钠和氯化铯晶体的区别。4．D【解析】石墨烯与石墨均为碳的不同单质，属同素异形体，排除AC；0.12g石墨烯的物质的量为，其中含碳原子即×l021个，排除B；由石墨烯的结构可看出，每个碳原子被三个碳环所共同占有，也就是说每个环只占有一个碳原子的1/3，所以一个六元环占6×1/3=2个碳原子。故答案为D5．AB【解析】本题是一道无机信息给予题，除了考查原子结构的基础知识外，还考查学生的自学能力及思维能力。根据题目所给信息：镁和铝的电子层数相同，价电子数：Al>Mg，离子半径：Al3+<Mg2+，金属键：Al>Mg，所以镁的硬度低于铝，选项A错误。镁和钙的价电子数相同，离子半径：Mg2+<Ca2+，金属键：Mg>Ca，镁的熔沸点应高于钙，选项B错误。用以上比较方法可推出：电荷数Mg2+>K+，离子半径：Mg2+<Na+<K+，所以金属键：Mg>K，硬度Mg>K，选项C正确。钙和钾元素位于同一周期，价电子数Ca>K，电荷数Ca2+>K+，离子半径：Ca2+<K+，所以金属键：Ca>K，钙的熔沸点高于钾，选项D正确。6．B【解析】试题分析：金刚石属于原子晶体，熔化时克服共价键，干冰属于分子晶体，熔化时克服分子间作用力，故A错误；食盐和烧碱属于离子晶体，熔化时克服离子键，类型相同，故B正确；液溴属于分子晶体，熔化时克服分子间作用力，汞属于金属晶体，气化时克服金属键，故C错误；氨属于分子晶体，气化时克服分子间作用力，水的电离克服共价键，故D错误。考点：化学键、晶体的类型点评：本题考查了化学键、晶体的类型，该考点是高考考查的重点和热点，本题难度不大。7．B【解析】试题分析：A．氧化铝的熔点高，属于离子晶体，则铝的化合物的晶体中有的是离子晶体，A正确；B．表中只有BCl3、AlCl3和干冰是分子晶体，B错误；C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，例如CO2是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，C正确；D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体，例如CO2是分子晶体，氧化钠是离子晶体，D正确，答案选B。考点：考查晶体类型判断8．B【解析】液晶的显示原理为：施加电场时，液晶分子沿电场方向排列；移去电场后，液晶分子恢复到原来状态。9．B【解析】10．D【解析】试题分析：一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键，非金属元素的原子间容易形成共价键。离子间通过离子键形成的晶体是离子晶体，分子间通过分子间作用力形成的晶体是分子晶体，原子间通过共价键形成的空间网状结构的晶体是原子晶体，由金属阳离子和自由电子构成的晶体是金属晶体，据此可以判断。A、SO2是由极性键形成的分子晶体，二氧化硅是由极性键形成的原子晶体，A不正确；B、四氯化碳是由极性键形成的分子晶体，氯化钾是由离子键形成的离子晶体，B不正确；C、氯化钠是由离子键形成的离子晶体，氯化氢是由极性键形成的分子晶体，C不正确；D、CO2和水都是由极性键形成的分子晶体，D正确，答案选D。考点：考查化学键和晶体类型的判断11．C【解析】试题分析：A、CCl4和SiCl4都是由分子构成的物质，由于SiCl4的相对分子质量大于CCl4，分子间作用力也比CCl4大，所以广泛分子间作用力使物质熔化消耗的能量及高，因而其熔点也比CCl4高。错误。B、邻羟基苯甲醛（）和对羟基苯甲醛（）都属于分子晶体。由于在后者的分子之间还存在氢键，增加了分子之间的相互作用。所以后者的沸点高。错误。C、SO2在水中的溶解度为1:40；而CO2在水中的溶解度是1:1.因此前者大于后者。正确。D、H2SO3是弱酸，而H2SO4是强酸。所以酸性后者强。错误。考点：考查物质的微粒或化学性质的比较的知识。12．D【解析】试题分析：①Mg可由电解熔融MgCl2制取；则Al却是由电解熔融Al2O3的方法制取，因为AlCl3是由分子构成的物质，不能电解冶炼Al。错误。②晶体中有阴离子，必有阳离子；但金属晶体中有阳离子，却没有阴离子。错误。③1mol/L的NaCl溶液每升中含有1molNa＋；则1mol/L的FeCl3溶液中由于Fe3+水解消耗，所以每升中含有Fe3＋小于1mol。错误。④使用pH试纸时必须保持干燥，则用湿润的pH试纸测中性溶液得的pH也没有误差。错误。考点：考查类推法在化学学习和研究中应用时应该注意的问题的知识。13．C【解析】试题分析：根据磷化硼的结构与性质的关系可知磷化硼是原子晶体，根据晶胞结构示意图可知在一个晶胞中含有P：8×1/8+6×1/2=4；N：4×1=4，所以化学式是BP，错误；B．由于磷化硼晶体是原子晶体熔点高，在晶体中无离子，因此在熔融状态下不能导电，错误；C．磷化硼晶体中每个原子均形成4个共价键，正确；D．磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠晶体的堆积方式不同，错误。考点：考查磷化硼的结构与性质的关系的知识。14．D【解析】试题分析：根据晶体的类型和所含化学键的类型分析，离子化合物含有离子键，可能含有共价键，共价化合物只含共价键，双原子分子或多原子分子含有共价键。A、固体SO2是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，二氧化硅、二氧化碳都只含共价键，故A错误；B、CCl4是分子晶体，CCl4中只含共价键，KCl是离子晶体，KCl中只含离子键，故B错误；C、NaCl是离子晶体，NaCl中只含离子键，固体HCl分子晶体，HCl中只含共价键，故C错误；D、固体CO2和H2S都是分子晶体，CO2和H2O都只含共价键，故D正确。考点：考查了晶体类型和化学键知识。15．C【解析】硫、金刚石、金属镁均为单质，但硫单质是由S8分子构成的，属于分子晶体；生铁是合金；金刚石是原子晶体，是由碳原子直接构成的单质；金属镁属于金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成。16．A【解析】试题分析：F、O、N的电负性依次降低，F—H、O—H、N—H键的极性依次降低，故F—H…F中的氢键最强，其次是O—H…O，再次是O—H…N，最弱的是N—H…N。A正确。考点：考查电负性17．D【解析】A项，键长：C—C＜C—Si＜Si—Si，键的强度C—C>C—Si>Si—Si，故熔点按金刚石、碳化硅、晶体硅的顺序依次降低，正确；B项，由一个NaCl晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－可知，每个CaO晶胞中含有4个Ca2＋和4个O2－；C项，设Na＋和Cl－的最近距离为acm，则两个最近的Cl－间的距离为a，又·NA＝M，即a＝，所以Cl－间的最近距离为·cm；D项，1个晶胞中含有X：12×＝3，1个晶胞中含有Y：8×＝1，该晶体的化学式为X3Y或YX3，该项错误。18．A【解析】试题分析：根据构成晶体的微粒之间的作用力，把晶体分为金属晶体、原子晶体、离子晶体、分子晶体，①错误；由原子直接构成的晶体不一定是原子晶体，如稀有气体属于分子晶体，也是由原子之间构成的，②错误；分子晶体的堆积不一定采取分子密堆积，如冰晶体中，因为存在氢键，每个水分子与4个水分子紧邻，③错误；SiF4、NaF、MgF2三种晶体分别是分子晶体、离子晶体、离子晶体，所以四氟化硅的熔点最低，镁离子的半径小于钠离子，且带电荷数多，所以氟化镁的熔点高，④正确；金属键不一定只存在于金属晶体中，如石墨中含有金属键，⑤错误；离子键只存在于离子晶体中，⑥正确；水分子稳定的原因是因为水中的H-O键牢固，与氢键无关，⑦错误；SO2和SiO2晶体在熔化时破坏的作用力不相同，前者属于分子晶体，熔化时破坏范德华力，后者属于原子晶体，熔化时破坏共价键，⑧正确，所以答案选A。考点：考查对晶体性质的认识判断19．(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子12(6)不正确。原子团离子中有共价键；除稀有气体外，分子内均有共价键。(7)C>NaCl>CO2>HClNaClHCl干冰【解析】根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是简单立方单元，每个Na+与6个Cl-紧邻，每个Cl-又与6个Na+紧邻，但观察Na+与最近距离等距离的Na+数时要抛开Cl-，从空间结构上看是12个Na+。即x轴面上、y轴面上、z轴面上各4个。CsCl晶体由Cs+、Cl-分别构成立方结构，但Cs+组成立方的中心有1个Cl-，Cl-组成的立方中心又镶入一个Cs+。可称为“体心立方”结构，Cl-紧邻8个Cs+，Cs+紧邻8个Cl-。干冰也是立方体结构，但在立方体每个正方形面的中央都有一个CO2分子，称为“面心立方”。实际上各面中央的CO2分子也组成立方结构，彼此相互套入面的中心。所以每个CO2分子在三维空间里x、y、z三个面各紧邻4个CO2分子，共12个CO2分子。金刚石的基本单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个六边形占有1个碳原子的各，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是6×=2(个)。对于晶体中的化学键要分清是指晶格质点之间还是晶格质点内部。常见的离子晶体其离子间形成的是离子键。原子晶体则只有晶格质点即原子间的共价键。分子晶体在分子间只是弱作用力，即范德华力，而分子内部除单原子分子的惰性气体外都有牢固的共价键。晶体熔点通常由晶格质点间作用力而定。原子晶体中原子间的共价键牢固，熔点达千至数千摄氏度。离子晶体中离子间的离子键相当强大，熔点在数百至上千摄氏度。分子晶体中分子间作用力弱，熔点在数百摄氏度以下至很低的温度。如果形成分子晶体的分子比较类似，则分子的摩尔质量越大，分子间作用力也越大，熔点也就越高。题述的NaCl、HCl、CO2、金刚石在熔态时只有离子晶体熔化后能导电。在溶液中离子晶体和分子晶体中的电解质(如HCl)能导电。CO2是非电解质，其水溶液能微弱导电，这是由于CO2与水生成的H2CO3是弱电解质的缘故，所以CO2不是电解质，H2CO3才是电解质。金刚石是原子晶体，所以不溶于一般