2024-2025学年新教材高中化学第3章晶体结构与性质章末综合测评3含解析新人教版选择性必修2

PAGE10-晶体结构与性质(总分：100分时间：90分钟)一、选择题：本题共10小题，每题2分，共20分，每题只有一个选项符合题意)1．下列关于晶体的说法正确的组合是()①组成金属的粒子是原子②在晶体中只要有阳离子就确定有阴离子③晶体中分子间作用力越大，分子越稳定④氯化钠熔化时离子键被破坏⑤离子晶体中确定有离子键，分子晶体中确定没有离子键⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合A．①②③ B．①②④C．④⑤ D．③⑤⑥C[组成金属晶体的粒子是金属阳离子和自由电子，无阴离子；SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合；分子的稳定性由共价键的键能确定，与分子间作用力无关。]2．共价键、金属键、离子键和分子间作用力是微观粒子间的不同相互作用，含有上述两种相互作用的晶体是()A．SiC晶体 B．CCl4晶体C．KCl晶体 D．Na晶体B[A项，SiC晶体为共价晶体，晶体中只存在共价键；B项，CCl4晶体是分子晶体，分子之间存在分子间作用力，在分子内部C、Cl之间以共价键结合；C项，KCl晶体为离子晶体，晶体中只存在离子键；D项，Na晶体为金属晶体，晶体中只存在金属键。]3．下列说法正确的是()A．晶体在受热熔化过程中确定存在化学键的断裂B．共价晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力C．区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X－射线衍射试验D．非金属元素的原子间只形成共价键，金属元素的原子与非金属元素的原子间只形成离子键C[A项，分子晶体受热熔化时破坏的是分子间作用力而不是化学键，错误；B项，有的分子晶体中存在氢键，错误；D项，金属元素原子与非金属元素原子间也可形成共价键，如AlCl3，错误。]4．仅由下列各组元素所组成的化合物的晶体，不行能属于离子晶体的是()A．H、O、S B．Na、H、OC．K、Cl、O D．Na、O、SA[A项不行能形成离子化合物，B、C、D三项形成的离子化合物可能为NaOH、KClO3、Na2SO3等。]5．下列叙述中正确的是()A．共价晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体中都确定存在化学键B．同素异形体之间的转化都是物理改变C．共价晶体的熔点不确定比金属晶体的高，分子晶体的熔点不确定比金属晶体的低D．已知12g金刚石中含有2NA个C—C键，则60gSiO2中也含有2NA个Si—O键C[稀有气体的晶体中不含有化学键，A项错；3O22O3是化学改变，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；60gSiO2中有4NA个Si—O键，D项错。]6．石墨烯是从石墨材料中剥离出来的由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图：下列有关说法正确的是()A．石墨烯中碳原子的杂化方式为sp3杂化B．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子C．从石墨中剥离石墨烯须要破坏化学键D．石墨烯具有导电性D[石墨烯是平面结构，碳原子的杂化方式为sp2杂化，故A错误；石墨烯中平均每个六元碳环含有2个碳原子，故B错误；从石墨中剥离石墨烯须要破坏分子间作用力，不破坏化学键，故C错误；石墨烯具有导电性，故D正确。]7．某物质的试验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法正确的是()A．协作物中中心离子的电荷数和配位数均为6B．该协作物可能是平面正方形结构C．Cl－和NH3分子均与Pt4＋配位D．协作物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不与Pt4＋配位C[由化合价规则知PtCl4·2NH3中铂为＋4价，A项错误；加入AgNO3溶液无沉淀生成，加入强碱无NH3放出，表明PtCl4·2NH3溶液中不存在Cl－、NH3，又因为Pt4＋有空轨道，故Pt4＋是中心离子，NH3、Cl－是配体，C项正确，D项错误；因配位数是6，故协作物不行能是平面正方形结构，B项错误。]8．下列说法中错误的是()A．从CH4、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)为正四面体结构，可推想PHeq\o\al(＋,4)、POeq\o\al(3－,4)也为正四面体结构B．1mol金刚石晶体中，平均含有2molC—CC．水的沸点比硫化氢的高，是因为H2O分子间存在氢键，H2S分子间不能形成氢键D．某气态团簇分子结构如图所示，该气态团簇分子的分子式为EF或FED[依据等电子体的概念可知A项正确；金刚石中碳原子形成空间网状的正四面体结构，B项正确；选项D中强调该物质是气态团簇分子，即是一个大分子，因此不能用均摊法计算，干脆找出分子中原子个数即得化学式，该物质的化学式应为E4F4或F4E49．通常状况下，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．同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相像的物质不确定具有相同的晶体结构B．氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体都有立方的晶胞结构，它们具有相像的物理性质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—O共价单键B[SiO2和CO2的化学式相像，但其晶体结构类型不同，A正确；CO2为分子晶体，因此分子间存在分子间作用力，而分子内部碳原子和氧原子间形成共价键，NaCl和CsCl为离子晶体，故物理性质不同，C正确，B错误；依据二氧化硅的结构可推断D正确。]10．现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是()C[利用均摊法确定粒子个数比。A项错误，8个B粒子位于顶点，一个A粒子位于体心，所以化学式应为AB或BA；B项错误，E和F的数目完全一样，所以化学式为FE或EF；C项正确，一个晶胞内X、Y、Z三种粒子的个数分别为1、3、1；D项错误，A粒子位于8个顶点和6个面心，真正属于一个晶胞的A粒子为4个，B粒子位于12条棱上和体心，真正属于一个晶胞的B粒子为4个，所以化学式为AB或BA。]二、选择题(本题共5小题，每题4分，共20分，每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)11．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0，部分为－2。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。下列说法正确的是()A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个Oeq\o\al(－,2)B．晶体中每个K＋四周有8个Oeq\o\al(－,2)，每个Oeq\o\al(－,2)四周有8个K＋C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个D．晶体中，0价氧元素与－2价氧元素的原子个数比为1∶3A[在一个超氧化钾晶胞中，含K＋数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，O2－数为12×eq\f(1,4)＋1＝4，故化学式为KO2，且每个晶胞中含有4个K＋和4个Oeq\o\al(－,2)，故A项正确；晶体中每个K＋四周有6个Oeq\o\al(－,2)，每个Oeq\o\al(－,2)四周有6个K＋，故B项不正确；晶体中与每个K＋最近距离的K＋有12个，故C项不正确；设0价氧原子个数为x，－2价氧原子个数为y，依据KO2为电中性得：2y＝eq\f(x＋y,2)，eq\f(x,y)＝eq\f(3,1)，故D项不正确。]12．视察下列空间模型并结合有关信息，推断有关说法正确的是()B12结构单元SF6分子S8HCN空间结构模型示意图备注熔点1873K—易溶于CS2—A.单质硼属于共价晶体B．SF6是由极性键构成的极性分子C．固态硫S8属于共价晶体D．HCN的结构式为H∶C∶∶NA[SF6空间结构高度对称，是由极性键构成的非极性分子，B项错误；依据S8易溶于CS2可知，固态硫S8属于分子晶体，C项错误；HCN的结构式应为H—C≡N，D项错误。]13．锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列推断正确的是()A．该晶体属于离子晶体B．该晶胞中Zn2＋和S2－数目不相等C．阳离子的配位数为6D．氧化锌的熔点高于硫化锌AD[A项，该晶体属于离子晶体，正确；B项，从晶胞图分析，含有Zn2＋的数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，S2－位于立方体内，S2－的数目为4，所以该晶胞中Zn2＋与S2－的数目相等，错误；C项，在ZnS晶胞中，1个S2－四周距离最近的Zn2＋有4个，1个Zn2＋四周距离最近的S2－有4个，则S2－的协作数为4，Zn2＋的配位数也为4，错误；D项，ZnO和ZnS中，O2－的半径小于S2－的半径，离子所带的电荷数相等，所以ZnO中的离子键比ZnS强，熔点高，正确。]14．有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6]，经X­射线探讨发觉，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋相互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。下列说法正确的是()A．该晶体的化学式为MFe3(CN)6B．该晶体属于离子晶体，M呈＋1价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－为3个B[由题图可推出，晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2＋个数为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，含Fe3＋个数也为eq\f(1,2)，CN－的个数为12×eq\f(1,4)＝3，因此阴离子的化学式为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6，A项错误；由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M的化合价为＋1价，B项正确，C项错误；由题图可看出与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个，D项错误。]15．已知CsCl晶体的密度为ρg·cm－3，NA为阿伏加德罗常数的值，相邻的两个Cs＋的核间距为acm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为()A．NA·a3·ρ B.eq\f(NA·a3·ρ,6)C.eq\f(NA·a3·ρ,4) D.eq\f(NA·a3·ρ,8)A[该立方体中含1个Cl－，Cs＋数目为8×eq\f(1,8)＝1，依据ρV＝eq\f(M,NA)知，M＝ρVNA＝ρa3NAg·mol－1，以g·mol－1为单位时摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量是ρa3NA。]【备选题目】对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物分子(SiX4)，下列叙述正确的是()A．SiX4呈空间网状结构，硬度大B．NaX的熔点一般高于SiX4C．NaX易水解D．SiX4由原子构成，熔化时破坏共价键B[硅的卤化物(SiX4)属于分子晶体，不是空间网状结构，其硬度较小，A错误；钠的卤化物(NaX)为离子化合物，属于离子晶体，硅的卤化物(SiX4)为共价化合物，属于分子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点，即NaX的熔点一般高于SiX4，故B正确；钠的强酸盐不水解，NaX(NaF除外)不易水解，C错误；硅的卤化物(SiX4)是由分子构成的，属于分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，故D错误。]三、非选择题(本题共5小题，共60分。)16．(10分)配位化学创始人维尔纳发觉，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，马上产生氯化银，沉淀的物质的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol。(1)请依据试验事好用协作物的形式写出它们的化学式。CoCl3·6NH3：_________________________________________________，CoCl3·5NH3：_________________________________________________，CoCl3·4NH3(绿色和紫色)：______________________________________。(2)CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)的组成相同而颜色不同的缘由是_________________________________________________________。(3)上述协作物中，中心离子的配位数都是________。[解析]沉淀的物质的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol，可知物质的量分别为1mol的四种协作物，能电离出来的Cl－(即外界Cl－)的物质的量分别为3mol、2mol、1mol、1mol，故它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl。[答案](1)[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)4Cl2]Cl(2)它们互为同分异构体(3)617．(8分)在一个小烧杯中加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，视察试验现象。(1)在表面皿上加少量冷水的目的是_______________________________。(2)视察到的试验现象是__________________________________________。(3)在表面皿上得到的碘是晶体，其晶胞结构如图所示。碘晶胞中平均含有________个原子。(4)这种得到碘晶体的方法是________。[解析]由碘晶体晶胞示意图知，碘晶胞中平均含有的碘分子数为eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，则碘晶胞中平均含有的碘原子数为4×2＝8。获得晶体的途径有三种：熔融态物质凝固；气态物质冷却不经液态干脆凝固(凝华)；溶质从溶液中析出。[答案](1)冷却碘蒸气(2)烧杯中充溢紫色的蒸气，表面皿底部有紫黑色的晶体(3)8(4)凝华18．(18分)氮化硼(BN)晶体是一种新型无机合成材料。用硼砂(Na2B4O7)和尿素反应可以得到氮化硼：Na2B4O7＋2CO(NH2)2=4BN＋Na2O＋4H2O＋2CO2↑依据要求回答下列问题：(1)组成反应物的全部元素中，第一电离能最大的是________。(2)尿素分子()中π键与σ键数目之比为________；尿素分子中处于同一平面的原子最多有________个。(3)尿素分子确定条件下形成六角形“超分子”(结构如图)。“超分子”中尿素分子间主要通过什么作用力结合。答：________(填1种)。(4)图示“超分子”的纵轴方向有一“通道”。直链烷烃分子刚好能进入通道。并形成“超分子”的包合物；支链烷烃因含有侧链，空间体积较大而无法进入“通道”。利用这一性质可以实现直链烷烃和支链烷烃的分别。①直链烷烷烃分子能进入通道时，通过什么作用力与“超分子”结合，从而形成“超分子”包合物？答：________。②下列物质可以通过尿素“超分子”进行分别的是________。A．乙烷和丁烷 B．丁烷和异丁烷C．异戊烷和新戊烷 D氯化钠和氯化钾(5)BN晶体有a、B两种类型，且a­BN结构与石墨相像、B­BN结构与金刚石相像。①a­BN晶体中N原子杂化方式是________；②B­BN晶体中，每个硼原子形成________个共价键。这些共价键中，有________个为配位键。[解析](1)第一电离能同周期从左到右，呈增大趋势；同主族从上到下，渐渐减小，位于周期表右上方的元素第一电离能大，又由于N＞O。(2)分子内只含一条双键，即只含一条π键；相邻原子之间均存在σ键，数目为7；碳氧双键及相连的原子确定共平面，即O、C、N原子确定共平面，与每个N相连的H可能共平面。(3)由于存在的粒子为分子，应从分子间作用力方面考虑，H与N相连，且分子内还含有极性较强的C、O双键，可以想到分子间可形成氢键。(4)①粒子为分子，不具备形成分子间氢键的条件，只能考虑到作用力为范德华力；②不含支链的分子可通过，含有支链的分子不能通过，可得到答案；A.都不含支链，不行分别；B.丁烷不含支链，异丁烷含有支链，可以分别；C.异戊烷和新戊烷都含有支链，不行分别；D.氯化钠和氯化钾均以离子形式存在，二者相同，不行分别。(5)①与石墨结构相像，石墨中C以sp2杂化；②结构与金刚石相像，金刚石中，C原子形成4条共价键；B原子最外层有3个电子占据3条杂化轨道，只能形成3条共价键，还有一条空轨道，形成配位键。[答案](1)N(2)1∶76(3)氢键(4)①范德华力②B(5)①sp2②4119．(12分)下图为CaF2、H3BO3(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题。(1)图1所示的CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的F－数为________个(2)图2所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是________。(3)金属铜具有很好的延展性、导电性、传热性，对此现象最简洁的说明是用“________”理论。(4)三种晶体中熔点最低的是________，其晶体受热熔化时，克服的粒子之间的相互作用力为________。[解析]本题考查了离子晶体、分子晶体和金属晶体三种不同的晶体类型，涉及配位数、化学键的破坏等学问。(1)从图1面心上的一个Ca2＋可看出连接4个F－，若将旁边的晶胞画出，也应连4个F－，则一个Ca2＋连有8个F－。(2)H是两电子，B从图2看，只形成三个共价键，应为6个电子，只有氧为8电子。(3)“电子气”理论可以很好地说明金属的导电、导热和延展性等物理性质。(4)熔点大小的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体，金属晶体看详细状况，此题H3BO3为分子晶体，熔点最低，熔化时破坏分子间作用力。[答案](1)8(2)O(3)电子气(4)H3BO3分子间作用力20．(12分)现有原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素，其中X是原子半径最小的元素，Y原子在基态时其最外层电子数是其内层电子数的2倍，Q原子在基态时其2p原子轨道上有2个未成对电子，W元素的原子中3d能级上有4个未成对电子。回答下列问题：(1)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要缘由是________________。(2)元素W能形成多种协作物，其中W(CO)5在常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可推断W(CO)5晶体属于________(填晶体类型)晶体，该晶体中W的化合价为________。(3)下列说法正确的是________(填字母)。A．分子晶体中，共价键的键能越大，该分子晶体的熔、沸点越高B．电负性依次：X＜Y＜Z＜QC．因为CaO中的离子键比KCl的强，所以KCl比CaO的熔点低D．H2YO3的分子结构中含有一个非羟基氧，故其为中强酸(4)Q和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的