2024-2025学年高中化学第三章晶体结构与性质单元评估含解析新人教版选修3

PAGEPAGE12第三章单元评估eq\o(\s\up7(作业时限：90分钟作业满分：100分),\s\do5())第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(每小题2分，共40分)1．下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是(C)A．CaO与CO2 B．NaCl与HClC．SiC与SiO2 D．Cl2与I2解析：CO2、HCl、Cl2与I2均属于分子晶体，其熔点的凹凸与分子间作用力的大小有关，A、B、D项错误。SiC与SiO2均属于原子晶体，其熔点凹凸取决于共价键的键能大小，C项正确。2．下列晶体分类正确的一组是(C)晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体AKOHNePBHClMgCl2乙醇CNa2CO3晶体硅甲苯DCa(OH)2晶体硅石墨解析：A项，Ne分子间以分子间作用力相结合，为分子晶体；B项，HCl是分子晶体，MgCl2是离子晶体；D项，石墨是混合晶体。3．下列说法正确的是(B)A．由于铵盐中含有离子键，因而其化学性质相当稳定B．分子晶体中都存在分子间作用力，但可能不存在共价键C．在常见的四种晶体类型中，都存在“原子(离子)半径越大，物质熔点越低”的规律D．常温下为气态或液态的物质，其固态时肯定会形成分子晶体解析：A项，铵盐受热易分解，铵盐的化学性质不稳定。B项，以分子间作用力结合形成的晶体为分子晶体，稀有气体为单原子分子，其分子中没有共价键，所以分子晶体中都存在分子间作用力，但可能不存在共价键。C项，分子晶体的熔点主要与分子间作用力有关，分子间作用力越强，熔点越高；离子晶体的熔点由离子键的强弱确定，而离子键的强弱由离子半径和离子所带电荷数共同确定。D项，常温下，Hg为液体，其固态时形成金属晶体，所以常温下为气态或液态的物质，其固态时不肯定会形成分子晶体。4．下列对化学学问概括合理的是(C)A．原子晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体中都肯定存在化学键B．同素异形体之间的转化都是物理改变C．原子晶体的熔点不肯定比金属晶体高，分子晶体的熔点不肯定比金属晶体低D．一种元素可以形成多种氧化物，但同种化合价只对应一种氧化物解析：A项，稀有气体形成的分子晶体中不含有化学键；B项，3O2eq\o(=,\s\up7(放电))2O3是化学改变；C项，晶体硅的熔点比钨低，蔗糖的熔点比汞高；D项，N元素显＋4价的氮氧化物有NO2、N2O4。5．视察下列模型并结合有关信息，推断下列说法不正确的是(C)B的结构单元(有12个B原子)SF6分子S8分子HCN结构模型示意图备注熔点1873K—易溶于CS2—A.单质B属于原子晶体，结构单元中有30个B—B键，含20个正三角形B．SF6是由极性键构成的非极性分子C．固态S8属于原子晶体D．HCN的结构式为H—C≡N解析：单质B为立体网状结构，且熔点高，应为原子晶体；设B的结构单元中有x个三角形，则B原子数N(B)＝3x·eq\f(1,5)＝12，解得x＝20，故B—B键数为N(B—B)＝3×20×eq\f(1,2)＝30(个)，A项正确。SF6为空间对称结构，为非极性分子，B正确。依据价键理论，C、N之间应形成三键，D正确。固态S8为小分子物质，且易溶于CS2，应为非极性分子组成的分子晶体，C错误。6．下列叙述中正确的是(B)A．干冰升华时碳氧键发生断裂B．CaO和SiO2晶体中都不存在单个小分子C．Na2O与Na2O2所含的化学键类型完全相同D．Br2蒸气被木炭吸附时共价键被破坏解析：A、D两项所述改变属于物理改变，故化学键未被破坏，所以A、D两项错误；C选项中，Na2O只含离子键，Na2O2既有离子键又有非极性键，所以C项错误，故选B。7．1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠时释放出的热能为氯化钠的晶格能。下列热化学方程式中，反应热的肯定值等于氯化钠晶格能的数值的是(A)A．Na＋(g)＋Cl－(g)=NaCl(s)ΔH1＝akJ·mol－1B．Na＋(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=NaCl(s)ΔH2＝bkJ·mol－1C．NaCl(s)=Na(g)＋Cl(g)ΔH3＝ckJ·mol－1D．Na(g)＋Cl(g)=NaCl(s)ΔH4＝dkJ·mol－1解析：NaCl的晶格能应是1molNa＋(g)和1molCl－(g)形成1molNaCl(s)释放的能量。8．共价键、金属键、离子键和分子间作用力都是构成物质微粒间的不同相互作用力，下列含有上述两种相互作用力的晶体是(D)A．碳化硅晶体 B．Ar晶体C．NaCl晶体 D．Ca(OH)2晶体解析：SiC晶体、Ar晶体、NaCl晶体中都只含有一种作用力，分别是：共价键、范德华力、离子键。9．下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是(D)XYZWTA.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增C．YX2晶体熔化、液态WX3汽化均需克服分子间作用力D．依据元素周期律，可以推想T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性解析：W元素的核电荷数为X的2倍，则X为氧元素、W为硫元素，依据元素在周期表中的位置关系可知：Y为硅元素、Z为磷元素、T为砷元素。A.O、S、P的原子半径大小关系为：P>S>O，三种元素的气态氢化物的热稳定性为：H2O>H2S>PH3，A不正确；B.在火山口旁边或地壳的岩层里，经常存在游离态的硫，B不正确；C.SiO2晶体为原子晶体，熔化时不需克服分子间作用力，C不正确；D.砷在元素周期表中位于金属与非金属交界线旁边，具有半导体的特性，As2O3中砷为＋3价，处于中间价，所以具有氧化性和还原性。10．下列说法正确的是(D)A．熔点：锂<钠<钾<铷<铯B．由于HCl的分子间作用力大于HI，故HCl比HI稳定C．等质量的金刚石和石墨晶体所含碳碳键的数目相等D．已知AB的离子晶体结构如上图所示，则每个A＋四周距离最近且等距的B－有8个解析：A项熔点应渐渐降低；B项HCl比HI稳定是因为H—Cl键比H—I键坚固的原因；C项12g金刚石中含2molC—C键，12g石墨中含有1.5molC—C键；D项中每个A＋被8个B－所形成的立方体包围，B－亦被8个A＋所形成的立方体包围。11．科学家发觉的C60是一种新型分子，它具有空心、类似于足球的结构。最近科学家又发觉另一种分子“N60”，它与C60的结构相像，在高温或机械撞击时，其积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来。下列关于N60A．N60是由共价键结合而成的空心球状结构，是一种分子晶体B．N60和14N都是氮的同位素C．N60与NO2互为同素异形体D．N60不行能成为很好的火箭燃料解析：A项，由于C60晶体为分子晶体，而N60的结构与之相像，故N60也为分子晶体；B项，同位素是质子数相同中子数不同的同种元素原子，N60是一种分子而非原子；C项，同素异形体是指同种元素形成的不同单质；D项，N60在高温或机械撞击时，其积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来，故N60可能成为很好的火箭燃料。12．下列选项正确的是(A)A．硬度：Li>Na>KB．熔点：金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅C．第一电离能：Na<Mg<AlD．空间利用率：简洁立方积累<面心立方最密积累<体心立方积累解析：碱金属的硬度随金属元素原子序数的增大而减小，所以硬度：Li>Na>K，A项正确；原子晶体中，键长越长其键能越小，则晶体的熔点越低，而键能的大小依次是C—C键>Si—O键>C—Si键>Si—Si键，所以熔点的凹凸依次是金刚石>二氧化硅>碳化硅>晶体硅，B项错误；同周期元素的第一电离能随原子序数的增大而呈现增大趋势，但第ⅡA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，即第一电离能：Mg>Al>Na，C项错误；简洁立方积累的空间利用率为52%，面心立方最密积累的空间利用率为74%，体心立方积累的空间利用率为68%，所以空间利用率：面心立方最密积累>体心立方积累>简洁立方积累，D项错误。13．某物质的晶体中含有Ti、O、Ca三种元素，其晶胞结构如图所示，则晶体中Ti、O、Ca的原子个数比为(A)A．1∶3∶1 B．2∶3∶1C．2∶2∶1 D．1∶3∶3解析：如题图所示，晶胞中Ti原子的个数为8×eq\f(1,8)＝1，O原子的个数为12×eq\f(1,4)＝3，Ca原子的个数为1，所以晶体中Ti、O、Ca的原子个数比为1∶3∶1，A项正确。14．如图，①～④是从NaCl晶体或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构示意图，其中属于从NaCl晶体结构中分割出来的结构示意图是(D)A．①和③ B．②和③C．②和④ D．①和④解析：NaCl晶体中Na＋与Cl－在三维空间上交替出现；与每个Na＋等距离的Cl－有6个，且构成正八面体，同理，与每个Cl－等距离的6个Na＋也构成正八面体，由此可知①和④是属于NaCl晶体的。15．下列数据是对应物质的熔点，有关的推断错误的是(A)Na2ONaAlF3AlCl3Al2O3BCl3CO2SiO2920℃97.5℃1291℃190℃2073℃－107℃－57℃1723℃A.只要含有金属阳离子的晶体就肯定是离子晶体B．在共价化合物分子中各原子不肯定都形成8电子结构C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D．金属晶体的熔点不肯定比分子晶体的高解析：金属晶体中有金属阳离子，A项错误。BCl3中B没达到8电子结构；C与Si同主族，由数据可知，CO2为分子晶体，SiO2为原子晶体；Na的熔点(97.5℃)小于AlCl3(190℃)的熔点。所以B、C、D正确。16．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(B)A．SiC晶体 B．CCl4晶体C．KCl晶体 D．Na晶体解析：A项，SiC晶体为原子晶体，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。17．“类推”是一种重要的学习方法，但有时会产生错误的结论，下列类推结论正确的是(A)A．NaCl晶体中只含有离子键，则MgCl2晶体中也只含有离子键B．第ⅣA族元素氢化物的沸点依次是GeH4>SiH4>CH4，则第ⅤA族元素氢化物的沸点依次是AsH3>PH3>NH3C．晶体中有阴离子，必有阳离子，则晶体中有阳离子，必有阴离子D．干冰(CO2)是分子晶体，则SiO2也是分子晶体解析：B项，NH3分子之间存在氢键，沸点高于AsH3；C项，金属晶体中只有阳离子，没有阴离子；D项，SiO2为原子晶体。18．Al2O3在肯定条件下可制得硬度大、熔点高的氮化铝晶体，其晶体结构如图所示。下列说法正确的是(B)A．氮化铝属于离子晶体B．氮化铝可用于制造切割金属的刀具C．1个氮化铝晶胞中含有9个Al原子D．氮化铝晶体中Al的配位数为2解析：依据氮化铝晶体的性质，可知其属于原子晶体，可用于制造切割金属的刀具；依据晶胞结构可知，1个氮化铝晶胞中含有1＋8×eq\f(1,8)＝2个Al原子，Al的配位数为4。综上可知，B项正确。19．二氧化硅有晶体和无定形两种形态，晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。除石英外，SiO2还有磷石英和方英石等多种变体。方英石结构和金刚石相像，其结构单元如右图。下列有关说法正确的是(A)A．方英石晶体中存在着SiO4结构单元B．1molSi形成2molSi—O键C．如上图所示的结构单元中实际占有18个硅原子D．方英石晶体中，Si—O键之间的夹角为90°解析：本题考查SiO2的晶体结构。由方英石结构示意图知方英石晶体中存在着SiO4的结构单元，A项正确；1molSi形成4molSi—O键，B项错误；题图所示的结构单元实际占有的硅原子数：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8个，C项错误；方英石晶体中存在着SiO4的结构单元，说明Si—O键之间的夹角为109°28′，D项错误。20．如图是某无机化合物的二聚分子结构示意图，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中全部原子的最外层都达到8个电子的稳定结构。下列说法不正确的是(B)A．该物质的化学式是Al2Cl6B．该物质是离子化合物，在熔融状态下能导电C．该物质在固态时所形成的晶体是分子晶体D．该物质中不存在离子键，也不含有非极性键解析：A项，由A、B元素都在第三周期，并且全部原子最外层都达到8个电子的稳定结构，可知A为Cl元素，B为Al元素，A项正确；B、C项，因该物质是二聚分子，故其固态时形成分子晶体，该物质是共价化合物，在熔融状态下不导电，B项错误，C项正确；D项，该物质中不含离子键，只含极性键和配位键，D项正确。第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、非选择题(共60分)21．(6分)(1)分析下列物质的物理性质，推断其晶体类型：A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电原子晶体；B．溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电分子晶体；C．五氟化矾，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中分子晶体；D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电离子晶体。(2)三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，在300℃以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此推断三氯化铁晶体为分子晶体。解析：(1)晶体的熔点凹凸、熔融态能否导电及溶解性等性质相结合，是推断晶体类型的重要依据。原子晶体和离子晶体的熔点都很高或较高，两者最大的差异是熔融态的导电性不同。原子晶体熔融态不导电，离子晶体熔融时或其水溶液都能导电。原子晶体和分子晶体的区分则主要在于熔、沸点有很大差异。一般原子晶体和分子晶体熔融态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂的物质往往也是分子晶体的特征之一。(2)依据题目中的信息知，FeCl3的熔、沸点低，易溶于水等，它符合分子晶体的特征。22．(7分)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：(1)Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。(2)NiO、FeO、MgO的晶体结构类型均与氯化钠相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点：NiO>(填“<”或“>”)FeO；某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图1所示，请改正图中的错误：⑧应为实心球。(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为6、6。(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图2所示(部分原子间连线未画出)。该合金的化学式为LaNi5。解析：(2)晶格能与离子半径有关，其他因素相同时，离子半径越大，晶格能越小，物质熔点越低。(3)由信息可知NiO与氯化钠的晶胞结构相像，所以Ni和O的配位数均为6。(4)La原子在8个顶点上，所以晶胞单独占有的La原子数为8×eq\f(1,8)＝1；Ni原子有4个位于前、后、左、右四个面的面心，有1个位于体心，有4个在上、下两个面上，所以晶胞单独占有的Ni原子数为(4＋4)×eq\f(1,2)＋1＝5，La与Ni的原子数之比为1∶5，则化学式为LaNi5。23．(9分)(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了离子键的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了共价键的作用力；碘升华，粒子间克服了分子间作用力。三种晶体的熔点由高到低的依次是SiO2>KClO3>I2。(2)下列六种晶体：①CO2、②NaCl、③Na、④Si、⑤CS2、⑥金刚石，它们的熔点从低到高的依次为①⑤③②④⑥(用序号表示)。(3)A、B、C、D为四种晶体，性质如下：A固态时能导电，能溶于盐酸；B能溶于CS2，不溶于水；C固态时不导电，液态时能导电，可溶于水；D固态、液态时均不导电，熔点为3500℃。试推断它们的晶体类型：A.金属晶体；B.分子晶体；C.离子晶体；D.原子晶体。(4)图中A～D是中学化学教材中常见的几种晶体结构模型，请填写相应物质的名称：A．氯化铯；B.氯化钠；C.二氧化硅；D.金刚石(或晶体硅)。解析：(1)氯酸钾是离子晶体，熔化离子晶体时须要克服离子键的作用力；二氧化硅是原子晶体，熔化原子晶体时须要克服共价键的作用力；碘为分子晶体，碘升华时需克服的是分子间作用力。由于原子晶体是由共价键形成的具有空间网状结构的晶体，所以原子晶体的熔点最高；其次是离子晶体；由于分子间作用力与化学键相比要弱得多，所以碘的熔点最低。(2)先把六种晶体分类。原子晶体：④⑥；离子晶体：②；金属晶体：③；分子晶体：①⑤。由于C原子半径小于Si原子半径，所以金刚石的熔点高于晶体硅；CO2和CS2同属于分子晶体，二者组成与结构相像，熔点凹凸取决于相对分子质量，故CS2的熔点高于CO2；Na在通常状况下是固态，而CS2是液态，CO2是气态，所以Na的熔点高于CS2和CO2。(3)A固态时能导电，能溶于盐酸，属于金属晶体；B能溶于CS2，不溶于水，属于分子晶体；C固态时不导电，液态时能导电，可溶于水，属于离子晶体；D固态、液态时均不导电，熔点为3500℃，属于原子晶体。(4)由晶胞结构模型可知A、B、C、D分别为氯化铯、氯化钠、二氧化硅、金刚石(或晶体硅)。24．(10分)已知X、Y、Z为同一短周期的三种元素，其原子的部分电离能I(kJ·mol－1)如下表所示：IXYZI1496738577I2456214511817I3691277332754I495401054011578(1)三种元素的电负性大小关系为Z>Y>X。(2)写出Y原子的核外电子排布式1s22s22p63s2，Y的第一电离能大于Z的第一电离能的缘由为Y元素原子最外层s轨道上的电子处于全满状态。(3)X晶体的积累方式为A(填字母序号)。(4)NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相像，其中三种晶体的晶格能数据如下表：晶体NaClKClCaOMgO晶格能(kJ·mol－1)787715340138904种晶体的熔点由高到低的依次是MgO>CaO>NaCl>KCl。解析：依据表中数据，对于X元素而言，I2为I1的10倍左右，说明X原子最外层只有一个电子，X是ⅠA族元素。同理可知，Y是第ⅡA族元素，Z属于第ⅢA族元素，由于它们在同一周期，X、Y、Z分别为Na、Mg、Al，电负性大小关系为Z>Y>X。25．(18分)下图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。(1)代表金刚石的是(填编号字母，下同)D，其中每个碳原子与4个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于原子晶体。(2)代表石墨的是E，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为2个。(3)代表NaCl的是A，每个Na＋四周与它最接近且距离相等的Na＋有12个。(4)代表CsCl的是C，它属于离子晶体，每个Cs＋与8个Cl－紧邻。(5)代表干冰的是B，它属于分子晶体，每个CO2分子与12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？不正确，简述理由：原子团离子中有共价键，除稀有气体形成的晶体外，其他分子晶体中均有共价键。(7)NaCl晶体、HCl晶体、干冰、金刚石的熔点由高到低的依次是金刚石>NaCl晶体>干冰>HCl晶体；其中在熔融或液态时能导电的电解质是NaCl晶体，液态不导电但为电解质的是HCl晶体，在水溶液中能导电的非电解质是干冰。解析：考查依据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是简洁立方单元，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，但视察与Na＋最近且等距离的Na＋时要抛开Cl－，从空间结构上看是12个Na＋。CsCl晶体由Cs＋、Cl－分别构成立方结构，但Cs＋组成的立方体的中心有1个Cl－，Cl－组成的立方体中心又镶入一个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心都有一个CO2分子，称为“面心立方”。事实上各面中心的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分子在三维空间里在x、y、z三个面上各紧邻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eq\f(1,3)，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是6×eq\f(1,3)＝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。常见的离子晶体中，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有弱的作用力，即范德华力，而分子内部(除单原子分子的惰性气体外)都有坚固的共价键。晶体的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坚固，熔点达上千至数千摄氏度。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，熔点在数百度以下至更低的温度。假如形成分子晶体的分子的组成和结构相像，则分子的相对分子质量越大，分子间作用力也越大，熔点也就越高。题中的NaCl、HCl、CO2、金刚石在熔融状态时只有离子晶体能导电。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与水反应生成的H2CO3是弱电解质的原因，所以CO2不是电解质，H2CO3才是电解质。金刚石是原子晶体，所以不溶于一般的无机或有机溶剂，它没有水溶液。26．(10分)(1)钛镁合金是制造高性能飞机的重