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 第3章第4节

第三章第四节一、选择题1．下列叙述中错误的是eq\x(导学号09440558)()A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强B．在氯化钠晶体中，除氯离子和钠离子的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用C．任何离子键在形成的过程中必定有电子的得与失D．钠与氯气反应生成氯化钠后，体系能量降低答案：C解析：活泼的金属元素原子和活泼的非金属元素原子之间形成离子化合物，阳离子和阴离子均达到稳定结构，这样体系的能量降低，其结构的稳定性增强，故A、B、D三项正确。离子键的形成只有阴、阳离子间的静电作用，并不一定发生电子的得与失，如Na＋与OH－结合成NaOH。2．如下图，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eq\x(导学号09440559)()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：首先要理解最近的离子在什么位置，以一个晶胞为例，处在中心位置上的Na＋被六个面上的Cl－所包围，这6个Cl－离中心Na＋最近将六个面心的Cl－连成一个图形即正八面体，如图，也可以有其它连接方法。3．实现下列变化，需克服相同类型作用的是eq\x(导学号09440560)()A．石墨和干冰的熔化 B．纯碱和烧碱的熔化C．氯化钠和铁的熔化 D．食盐和冰醋酸的熔化答案：B解析：要克服相同类型作用力，说明二者晶体类型相同，B选项都是离子晶体，熔化时破坏的是离子键。4．离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子之间距离、晶格能的大小，据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是eq\x(导学号09440561)()A．KCl＞NaCl＞BaO＞CaO B．NaCl＞KCl＞CaOC．CaO＞BaO＞KCl＞NaCl D．CaO＞BaO＞NaCl＞KCl答案：D解析：对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子核间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高，阳离子半径大小顺序为：Ba2＋＞K＋＞Ca2＋＞Na＋；阴离子半径：Cl－＞O2－，比较可得只有D项是正确的。5．元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ3；X、Y和Z的原子序数之和为26；Y和Z在同一周期。下列有关推测正确的是eq\x(导学号09440562)()A．XYZ3是一种可溶于水的酸，且X与Y可形成共价化合物XYB．XYZ3是一种微溶于水的盐，且X与Z可形成离子化合物XZC．XYZ3是一种易溶于水的盐，且Y与Z可形成离子化合物YZD．XYZ3是一种离子化合物，且Y与Z可形成离子化合物YZ2答案：B解析：由题目可知，化学式为XYZ3可能的物质有：NaNO3、MgCO3、HClO3。若XYZ3为一种可溶于水的酸HClO3，则Y和Z不在同一周期，A项错误；若XYZ3为MgCO3，微溶于水，X、Z可形成离子化合物MgO，B项正确；若XYZ3为易溶于水的盐NaNO3，Y、Z形成的YZ(NO)不是离子化合物，C项错误；若XYZ3为离子化合物NaNO3(或MgCO3)，Y、Z形成的YZ2(NO2或CO2)不是离子化合物，D项错误。6．已知食盐的密度为ρg·cm－3，其摩尔质量为Mg·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的核间距大约是eq\x(导学号09440563)()\r(3,\f(2M,ρNA))cm B．eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm\r(3,\f(2NA,ρM))cm D．eq\r(3,\f(M,8ρNA))cm答案：B解析：已知一个晶胞中有4个“NaCl分子”，且食盐晶体中Na＋与Cl－的核间距的2倍正好是晶胞的边长。设晶胞的边长为a，故有eq\f(a3·ρ,M)×NA＝4，解得a＝eq\r(3,\f(4M,ρNA))，则eq\f(a,2)＝eq\r(3,\f(M,2ρNA))cm。7．已知金属钠与两种卤族元素形成的化合物Q、P，它们的晶格能分别为923kJ·mol－1、786kJ·mol－1，下列有关说法中不正确的是eq\x(导学号09440564)()A．Q的熔点比P的高 B．若P是NaCl，则Q一定是NaFC．Q中成键离子核间距较小 D．若P是NaCl，则Q可能是NaBr答案：D解析：本题主要涉及晶格能的大小与物质性质及影响晶格能大小的内部因素之间的关系问题，解答时应从晶格能的大小对物质性质的影响以及影响晶格能大小的因素等角度进行分析。Q的晶格能大于P的晶格能，故Q的熔点比P的高，A项正确；因F－的半径比Cl－的小(其他卤素离子的半径比Cl－的大)，故NaF的晶格能强于NaCl的，故B项正确，D项错误。因Q、P中成键离子均为一价离子，电荷数相同，故晶格能的差异是由成键离子核间距决定的，晶格能越大，表明核间距越小，C项正确。二、非选择题8．下列叙述正确的是________。eq\x(导学号09440565)A．带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键B．金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键D．非金属原子间不可能形成离子键，只含有非金属元素的化合物不可能是离子化合物E．离子化合物中一定含有金属元素，含金属元素的化合物一定是离子化合物F．离子键只存在于离子化合物中，离子化合物中一定含有离子键，不可能含有非极性键G．强酸、强碱和大多数盐都属于离子化合物H．离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收热量，属于化学变化I．NaCl和CsCl晶体中，每个离子周围带相反电荷离子的数目分别是6和8，由此可以说明离子键有饱和性答案：BC解析：离子键包括阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力两个方面，A项错误；金属与非金属元素的电负性相差小于时往往形成共价键，如Al与Cl、Be与Cl(AlCl3、BeCl2是共价化合物)等，B项正确；氢原子最外层只有一个电子，HX中的化学键均为共价键，C项正确；由铵盐是离子化合物可知D、E项均错误；离子化合物中一定含有离子键，还可能含有非极性键，如Na2O2，F项错误；强碱和大多数盐是离子化合物，但强酸(如H2SO4、HNO3、HI等)不属于离子化合物；G项错误；离子化合物受热熔化需破坏(削弱)离子键(静电作用)，这个过程属于物理变化，H项错误。离子键没有饱和性和方向性，I项错误。9．下图表示一些晶体中的某些结构，请回答下列问题：eq\x(导学号09440566)(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)________，其中每个碳原子与________个碳原子最近且距离相等。金刚石属于________晶体。(2)代表石墨的是________，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)已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为______________。答案：(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子12(6)石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰解析：根据晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是立方体结构，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，每个Na＋(或Cl－)周围与它最近且距离相等的Na＋(或Cl－)有12个。CsCl晶体由Cs＋、Cl－构成立方体结构，但Cs＋组成的立方体中心有1个Cl－，Cl－组成的立方体中心又镶入一个Cs＋，每个Cl－与8个Cs＋紧邻，每个Cs＋与8个Cl－紧邻。干冰也是立方体结构，但在立方体的每个正方形面的中央都有一个CO2分子，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。金刚石的基本结构单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层结构由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个正六边形占有1个碳原子的eq\f(1,3)，所以平均每个正六边形占有的碳原子数是6×eq\f(1,3)＝2。(6)离子晶体的熔点由其离子键的强弱决定，由于半径Na＋<Cs＋，所以熔点NaCl>CsCl。石墨虽为混合晶体，但粒子间作用力有范德华力、共价键，若要熔化，不仅要破坏范德华力，还要破坏共价键，且石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，所以石墨中碳碳键的键能比金刚石中碳碳键的大，则石墨的熔点比金刚石的熔点要高。一、选择题1．下列有关叙述正确的是eq\x(导学号09440567)()A．只含有离子键的化合物才是离子化合物B．硫酸铵晶体是含有离子键、极性键和配位键的分子晶体C．由于I－I键的键能比F－F、Cl－Cl、Br－Br键的键能都小，所以在卤素单质中碘的熔点最低D．在分子晶体中一定不存在离子键，而在离子晶体中可能存在共价键答案：D解析：离子晶体中可能存在共价键，如(NH4)2SO4，A、B错，D对；X—X键键能决定X2的稳定性而不是单质的熔点，且卤素单质中I2的熔点最高，C错。2．北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是eq\x(导学号09440568)()A．K3C60中只有离子键 B．K3CC．该晶体在熔融状态下能导电 D．C60与12C答案：C解析：K3C60中K＋与Ceq\o\al(3－,60)之间为离子键，Ceq\o\al(3－,60)中的C—C键为共价键，A、B错误；K3C60为离子化合物，在熔融状态下能导电，C正确；C60为单质，12C为原子，而同素异形体为同种元素形成的不同单质，二者不属于同素异形体，D错误。3．有关晶体的结构如图所示，则下列说法中不正确的是eq\x(导学号09440569)()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，碳原子与碳碳键的个数比为12D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE答案：D解析：A.氯化钠晶体中，距Na＋最近的Cl－是6个，即钠离子的配位数是6,6个氯离子形成正八面体结构，A正确；＋位于晶胞顶点和面心，数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，即每个晶胞平均占有4个Ca2＋，B正确；C碳碳键被两个碳原子共有，每个碳原子形成4条共价键，即平均1molC原子形成4×eq\f(1,2)＝2mol碳碳键，碳原子与碳碳键的个数比为12，C正确；D.该气态团簇分子不是晶胞，分子式为E4F4或F4E4，D错误。4．下表中列出了有关晶体的说明，错误的是eq\x(导学号09440570)()选项ABCD晶体名称氯化钾氩白磷(P4)烧碱构成晶体微粒名称阴、阳离子原子分子阴、阳离子晶体中存在的作用力离子键共价键、范德华力共价键、范德华力离子键、共价键答案：B解析：A.氯化钾为离子晶体，构成微粒为离子，构成晶体粒子间的作用力为离子键，A正确；B.氩为单原子分子，原子间没有共价键，B错误；C.白磷为分子晶体，构成微粒为分子，分子内原子之间以共价键结合，分子之间的作用力为范德华力，C正确；D.烧碱(NaOH)为离子晶体，含有离子键和共价键，构成微粒为阴、阳离子，D正确。5．AB、CD、EF均为11型离子化合物，根据下列数据判断它们熔点由高到低的顺序是eq\x(导学号09440571)()物质ABCDEF离子电荷数112键长/10－10>AB>EF B．AB>EF>CDC．AB>CD>EF D．EF>AB>CD答案：D解析：离子化合物形成的离子晶体中，离子键的键长越短，阴、阳离子所带电荷数越多，则晶体的熔点越高，三种物质所带电荷：EF>AB＝CD，键长：EF<AB<CD，所以熔点由高到低的顺序是EF>AB>CD。6．下列数据是对应物质的熔点(℃)：Na2ONaClAlF3AlCl39208011291190BCl3Al2O3CO2SiO2－1072073－571723据此做出的下列判断中错误的是eq\x(导学号09440572)()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答案：B解析：A.由表中数据可知，Al2O3为离子晶体，A正确；B.表中AlCl3、BCl3和CO2是分子晶体，熔点都较低，B错误；和Si同主族，但其氧化物的晶体类型不同，分别属于分子晶体和原子晶体，C正确；和Al不同主族，但对应的氧化物都为离子晶体，说明不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体，D正确。二、非选择题7．镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。eq\x(导学号09440573)(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有________。(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示，请改正图中错误：__________________。(3)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：氟化物NaFMgF2SiF4熔点/K12661534183解释表中氟化物熔点差异的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电性(2)⑧应为黑色(3)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2的熔点远比SiF4的高，又因为Mg2＋的半径小于Na＋的半径，且Mg2＋的电荷数大于Na＋的电荷数，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点高于NaF的熔点解析：(1)钠、钾、钙等氯化物在熔融盐中电离，所以其作用除了可变成混合物而降低熔点外，还能够增大熔融盐中的离子浓度，增强导电性。(2)因为氧化镁与氯化钠的晶胞相似，所以在晶体中每个Mg2＋周围应该有6个O2－，每个O2－周围应该有6个Mg2＋，根据此规则可得⑧应该改为黑色。(3)物质的熔点与其晶体的类型有关，如果形成的是分子晶体，则其熔点较低，而如果形成的是离子晶体，则其熔点较高，在离子晶体中，离子半径越小，电荷数越多，则形成的离子键越强，所得物质的熔、沸点越高。三种物质中，氟化钠和氟化镁是离子晶体，而氟化硅是分子晶体。8．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。eq\x(导学号09440574)(1)下列关于CaF2的表述正确的是________。a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2c．阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电(2)CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。已知AlFeq\o\al(3－,6)在溶液中可稳定存在。(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为_____