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（区一等奖）

河南省示范性高中罗山高中2023届高三化学复习巩固训练：选修3第三章晶体结构与性质（含解析）1．下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)（）A．124gP4含有P—P键的个数为4NAB．12g石墨中含有C—C键的个数为3NAC．12g金刚石中含有C—C键的个数为2NAD．60gSiO2中含Si—O键的个数为2NA2．下列各组物质在熔化时均需克服化学键，且是按熔点由低至高的顺序排列的有（）、Na、LiB.金刚石、碳化硅、晶体硅C.干冰、冰、石英、Cl2、Br2、I23．如图示意的是硼和镁形成的化合物的晶体结构单元；镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为()A．MgBB．MgB2C．Mg2BD．Mg3B4．下列说法中，正确的一组是（）①两种元素组成的共价化合物的分子中的化学键都是极性键②两种不同非金属元素的原子之间形成的化学键都是极性键③分子晶体中相对分子质量越大则熔沸点越高④只要是离子化合物，其熔点就比共价化合物的熔点高⑤离子化合物中一定含有离子键⑥分子内可能没有共价键⑦共价化合物形成的晶体一定是分子晶体⑧原子晶体中一定有非极性共价键②⑤⑥⑦B．②⑤⑥C．①②③⑤⑥⑧②③⑤⑥⑦5．在下列化学反应中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是（）A．2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑B．Mg3N2＋6H2O＝3Mg(OH)2↓＋2NH3↑C．Cl2＋H2O＝HClO＋HClD．NH4Cl＋NaOHNaCl＋NH3↑＋H2O6．下列关于晶体的说法正确的组合是（）①分子晶体中都存在共价键②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子③金刚石、SiC、、H2O、H2S晶体的熔点依次降低④离子化合物中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键

⑤CaTiO3晶体中（晶胞结构如图所示）每个Ti4+和12个O2-相紧邻⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合

⑦晶体中分子间作用力越大，分子越稳定⑧氯化钠溶于水时离子键被破坏A.①②③⑥

B.①②④

C.③⑤⑦

D.③⑤⑧7．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．①②③④8．下列关于金属晶体的叙述正确的是（）A.常温下，金属单质都以金属晶体形式存在B.金属离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失C.钙的熔沸点低于钾D.温度越高，金属的导电性越好9．已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是（）A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石更牢固B．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构10．下列关于金属及金属键的说法正确的是（）A．金属键具有方向性和饱和性B．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子D．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光11．NaF、NaI、MgO晶体均为离子晶体，根据下列数据，这三种晶体的熔点高低顺序是（）。物质①NaF②NaI③MgO离子电荷数112离子间距离/10－10A．①＞②＞③B．③＞①＞②C．③＞②＞①D．②＞①＞③12．下列各离子化合物中，阳离子与阴离子的半径之比最小的是（）A．KCl B．NaBr C．LiI D．KF13．下列叙述正确的是（）A．正四面体构型的分子中键与键之间的夹角均是109°28′B．粒子间以分子间作用力结合而成的晶体其熔点一般不会很高C．离子晶体中含有离子键，不能含有共价键D．金属阳离子只能存在于离子晶体中14．通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如下图所示：下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是（）A．在氯化钠晶体中每个Cl周围同时吸引6个Na，在氯化铯晶体中每个Cl周围同时吸引8个CsB．氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体都有立方的晶胞结构，它们具有相似的物理性质C．二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键D．在二氧化硅晶体中，平均每个Si原子形成4个Si一O共价单键15．下列说法正确的是()A．BF3和NF3的空间构型都为平面三角形B．互为手性异构体的分子的化学式相同C．熔点：Na-K合金＜氯化钠＜钠<<金刚石D．空间利用率：体心立方堆积＜六方最密堆积＜面心立方最密堆积16．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__________。17．1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体，如右图，该结构的建立基于以下考虑：C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；C60分子只含有五边形和六边形；碳与碳之间既有单键又有双键，每个碳原子仍然满足四个价键饱和；多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。请完成下列问题：(1)一个C60分子中有多少个五边形和多少个六边形？(2)一个C60分子中有多少个C=C？(3)已知C70分子的结构模型也遵循C60的那些规律，请确定C70分子结构中上述几项参数。18．1963年在格陵兰Ika峡湾发现一种水合碳酸钙矿物ikaite。它形成于冷的海水中，温度达到8oC即分解为方解石和水。1994年的文献指出：该矿物晶体中的Ca2+离子被氧原子包围，其中2个氧原子来自同一个碳酸根离子，其余6个氧原子来自6个水分子。它的单斜晶胞的参数为：a=887pm,b=823pm,c=1102pm,β=°，密度d=1.83gcm3，Z⑴通过计算得出这种晶体的化学式。⑵研究了这种晶体在加压下受热膨胀体积增大的情形，并与冰及钙离子配位数也是8的二水合石膏晶体(gypsum)作了对比，结果如下图所示（纵坐标为相对体积）：ikaiteicegypsumikaiteicegypsum为什么选取冰和二水合石膏作对比？实验结果说明什么？⑶这种晶体属于哪种类型的晶体？简述理由。19．A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_______；（2）B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，C元素的正一价禽子的电子层结构与氙相同，B、C形成的化合物的化学式为________；其晶体内每个B离子周围有_____个C离子与之紧相邻。其晶体的主要物理性质有：___________________________________(写出两条即可)。（3）D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为______，其基态原子的电子排布式为___________________________________。（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，其单质在一定条件下能与硫(S)反应，试写出该反应方程式_____________________________。20．（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．C【解析】P4为正四面体结构，则1个P4分子有6个P-P键，则：124g/(124g.mol-1)×NA×6=6NA，故A错误；B、在石墨中每个C与另外3个C相连，每个C形成3/2个C-C键，因此是3/2NA个，不是3NA个；C：金刚石中每个C都与另外4个C相连，每个C-C键中有2个价电子，而12g即1molC有4mol电子，因此C-C键有2mol即2NA；D：SiO2中每个Si与4个O相连，而每个O与2个Si相连，因此每个氧提供2个成键电子，而每个Si提供4个成键电子，60g即1molSiO2中共有成键电子4+2*2=8mol，而每个Si-O中有2个电子，因此Si-O为4mol即4NA个2．A【解析】金属熔化克服金属键的作用，根据碱金属熔沸点的顺序从上至下依次降低，故A正确；原子晶体熔化时要克服共价键的作用，又根据键长越短键能越高，熔沸点越高，所以金刚石、碳化硅、晶体硅熔沸点依次降低，B不可选；分子晶体熔化时不需要克服共价键的作用，只需克服分子间作用力即可；C、D也不可选。3．C【解析】水分子是不会变化的，选项A不正确；碘加热时可以升华，所以选项B不正确；选项D不正确，应该是微粒之间的距离发生了变化，所以答案选C。4．B【解析】5．A【解析】试题分析：A．2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑发生时断裂离子键、极性共价键、非极性共价键，形成离子键、极性共价键、非极性共价键，符合题意，正确。B．Mg3N2＋6H2O＝3Mg(OH)2↓＋2NH3↑形成时断裂离子键、极性共价键，形成离子键、极性共价键，错误。C．Cl2＋H2O＝HClO＋HCl发生时，断裂非极性共价键、极性共价键，形成极性共价键，错误。D．NH4Cl＋NaOHNaCl＋NH3↑＋H2O发生时断裂离子键、极性共价键、形成离子键、极性共价键，不符合题意，错误。考点：考查化学反应发生时的化学键的断裂与形成的知识。6．D【解析】7．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。8．B【解析】试题分析：常温下，金属单质不都是以金属晶体形式存在的，例如汞在常温下呈液态，故A错误；金属离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失，故B正确，为本题的答案；钙的熔沸点高于钾，故C错误；温度越高，金属的导电性越差，故D错误。考点：金属晶体点评：本题考查了金属晶体，该考点是高考常考的考点，本题难度不大，本题要记忆的是汞是一种比较特殊的金属，因为其在常温下呈现液体。9．D【解析】试题分析：A、晶体具有比金刚石还大的硬度，则该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石更牢固，A正确；B、碳最外层有4个电子，氮最外层有5个电子，则该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子，B正确；C、构成该晶体的微粒间只以单键结合，每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子，则晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构，C正确；D、金刚石在只有非极性共价键，但C3N4晶体中C、N之间以极性共价键结合，原子间以极性键形成空间网状结构，D错误，答案选D。考点：考查晶体结构和性质判断10．B【解析】试题分析：A、金属键存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，没有方向性和饱和性，A错误；B、金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，这些“自由电子”为所有阳离子所共用，其本质也是电性作用，B正确；C、金属中存在金属阳离子和“自由电子”，当给金属通电时，“自由电子”定向移动而导电，C错误；D、金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，并不是能放出可见光，D错误，答案选B。考点：考查金属和金属键的判断11．B【解析】NaF、NaI、MgO均为离子晶体，它们熔点高低由离子键强弱决定，而离子键的强弱与键长和离子电荷数有关，MgO中键长最短，离子电荷数最高，故离子键最强。12．C【解析】根据同主族元素，阴、阳离子半径随着原子序数的增大而增大，要使阳离子与阴离子的半径之比最小，即要求阳离子半径最小，阴离子半径最大，而阳离子半径最小的是锂离子，阴离子半径最大的是碘离子，故选C．13．B【解析】试题分析：白磷P4也是正四面体构型，其键角为60°，A项错误；以分子间作用力结合的晶体为分子晶体，分子晶体的熔沸点低，B项正确；离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键，C项错误；金属阳离子还可能存在金属晶体中，D项错误。答案选B。考点：晶体的结构点评：四原子形成的正四面体构型键角60°，五原子形成的正四面体构型键角109°28′。14．B【解析】15．B【解析】试题分析：BF3的空间构型为平面三角形，但是NF3的空间构型为三角锥形，故A错误；．互为手性异构体的分子的化学式相同，故B正确；熔点应该为Na-K合金＜钠＜氯化钠<<金刚石，所以C错误；体心立方堆积的空间利用率为68%，六方最密堆积、面心立方最密堆积的空间利用率都为74%，故D错误。考点：分子构型、熔点、晶体的空间利用率点评：本题考查了分子构型、熔点、晶体的空间利用率，属于对基本知识的考查，本题难度不大。16．(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，所以不溶于一般无机或有机溶剂，它没有水溶液。17．(1)一个C60分子中有12个五边形和20个六边形。(2)一个C60分子中有30个C=C。(3)C70分子结构中的五边形和六边形的个数分别为12、25，C—C单键数和C=C双键数分别为70、35。【解析】(1)设C60分子中含有个五边形和个六边形。先求欧拉定理中棱边数：每个顶点伸出三条棱，而每条棱又总是由两个顶点共有，所以，每个顶点单独伸出的棱有3×1/2=条，60个顶点共伸出的棱为60×=90条。至此，依据欧拉定理可写出：①为了求出和，还要建立一个方程式。因为五边形和六边形构成多面体时是共用棱边和顶点的，所以，还可以根据棱边数守恒和顶点数守恒写出两个方程式。棱边数守恒：每条棱是由两个多面体共用的，所以，一个五边形单独占有的棱边数为5/2=条，一个六边形单独占有的棱边数为6/2=3条，所以，②至此联立①②可以解得：=12，=20。(2)首先要明确一个概念：在图中顶点间形成的棱都以单线标出，但有的是表示单键，有的是表示双键。从空间结构来说，每个碳原子连接三条棱，而从化学价键来说，每个碳原子连接四条键线。(一个双键也只是一个键，可以说有两条键线但不能说是两个键)。设一个C60分子中含的C—C单键数和C=C双键数分别为，则根据棱边守恒有：④再利用键线守恒列一个方程式。每个原子连接四条键线而每条键线被两个原子所共有，所以，每个原子单独占有的键线数为4/2=2，所以，60个碳原子共有键线120条：⑤联立④⑤解得：=60，=30。即C60中含的双键数为30。(3)设C70分子结构中的五边形和六边形的个数分别为，设C—C单键数和C=C双键数分别为，则一个C70分子中的棱边总数为70×=105；依据欧拉定理有：⑥；依据顶点数守恒有：⑦；联立⑥⑦得：=12,=25。根据棱边守恒又写出：=105⑧；根据键线守恒有：=70×2=140⑨；联立⑧⑨得：=70，=35。即C70中含的双键数为35。18．⑴ikaite晶胞体积：V=abcsinβ=10-24cm3)°=10-22设晶胞中含有n个水分子，晶胞的质量：m=4(100+18n)/NA(g)晶体密度：d=m/V=4(100+18n)/(102310-22)（gcm3）=1.83gcm-3100+18n=208n=6该晶体的化学式为CaCO36H2O⑵Ikaite在冷水中形成，而且含有大量结晶水，分解温度又接近冰的熔点，可能与冰的结构有相似性，故选取冰作参比物；石膏是带结晶水的钙的含氧酸盐，而且钙的配位数也是8，可能与ikaite结构相似，故选取石膏作参比物。实验结果说明ikaite的结构跟冰相似。⑶分子晶体。晶体分解温度接近冰的熔点，体积随温度的变化趋势也接近冰，可认为晶体中的化学微粒是CaCO36H2O，它们以分子间作用力（氢键和范德华力）构成晶体。【解析】⑴根据题意，设ikaite的化学式为CaCO3·nH2O，利用公式（其中，ρ=abcsinβ），求得摩尔质量M，进而求得n。⑵题中之所以选择这两种物质作类比，是想了解ikaite的结构，因此组成、性质等相似性是类比的基础。从图象上