人教版高中化学 选修三第三章 晶体结构与性质单元练习题.docx

人教版高中化学 选修三第三章 晶体结构与性质单元练习题.docx

《人教版高中化学 选修三第三章 晶体结构与性质单元练习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中化学 选修三第三章 晶体结构与性质单元练习题.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

人教版高中化学选修三第三章晶体结构与性质单元练习题

第三章晶体结构与性质

一、单选题

1.如图是某原子晶体A空间结构中的一个单元。

A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A键中间插入一个B原子。

则C物质的化学式为（　　）

A．AB

B．A5B4

C．AB2

D．A2B5

2.离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子的核间距离、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（　　）

A．KCl>NaCl>BaO>CaO

B．NaCl>KCl>CaO>BaO

C．CaO>BaO>KCl>NaCl

D．CaO>BaO>NaCl>KCl

3.下列说法中一定正确的是（　　）

A．固态时能导电的物质一定是金属晶体

B．熔融状态能导电的晶体一定是离子晶体

C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体

D．固态不导电而熔融状态导电的晶体一定是离子晶体

4.现有如下各种说法：

①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合

②金属和非金属化合形成离子键

③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引

④根据电离方程式HCl===H＋＋Cl－，判断HCl分子里存在离子键

⑤H2和Cl2的反应过程是H2、Cl2里共价键发生断裂生成H、Cl，而后H、Cl形成离子键的过程

则对各种说法的判断正确的是（　　）

A．①②⑤正确　　　　　　　

B．都不正确

C．④正确，其他不正确

D．仅①不正确

5.有个实验室成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体，下列关于CO2的原子晶体说法正确的是（　　）

A．CO2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体

B．在CO2的原子晶体中，每一个C原子周围结合4个O原子，每一个O原子跟两个C原子相结合

C．CO2的原子晶体和CO2的分子晶体具有相同的物理性质

D．在一定条件下，CO2原子晶体转化为分子晶体是物理变化

6.下列关于晶体的说法一定正确的是（　　）

CaTiO3的晶体结构模型（图中Ca2＋、O2－、Ti4＋分别位于立方体的体心、面心和顶点）

A．分子晶体中都存在共价键

B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相紧邻

C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合

D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高

7.已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为（　　）

A．XYZ

B．X2Y4Z

C．XY4Z

D．X4Y2Z

8.如图所示的是某原子晶体A空间结构的一个单元，A与某物质B反应生成C，其实质是每个A﹣A键中插入一个B原子，则C物质的化学式为（　　）

A．AB

B．A5B4

C．AB2

D．A2B5

9.金属键具有的性质是

A．饱和性

B．方向性

C．无饱和性和方向性

D．既有饱和性又有方向性

10.下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是（）

A．存在四面结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角

B．平均每个最小的环上，有3个Si原子和3个O原子

C．平均每个最小的环上，Si和O原子数之比为1：

2

D．平均每个最小的环上，有6个Si原子和6个O原子

二、双选题

11.（多选）普鲁士蓝晶体结构如下图所示（每两个立方体中，一个K+在其中一个立方体中心，另一个则无K+），下列说法正确的是（　　）

A．化学式可以表示为KFe2（CN）6

B．一个立方体中含有12个π键

C．普鲁士蓝中含有配位键

D．Fe3+周围有12个Fe2+离子

12.（多选）分析NaCl和CsCl的晶体结构，判断下列说法错误的是（　　）

A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体

B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以阴、阳离子的配位数相等

C．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子的配位数分别为6和8

D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阴、阳离子半径比相同

13.（多选）如图为碘晶体晶胞结构．有关说法中正确的是（　　）

A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构

B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体

D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力

14.（多选）下列晶体直接由原子构成的有（　　）

A．硫磺

B．石英晶体

C．晶体硅

D．金属铝

三、填空题

15.溴化钠、氯化钠和氧化镁等离子晶体的核间距和晶格能（部分）如下表所示

（1）溴化钠晶体比氯化钠晶体晶格能________（填“大”或“小”），主要原因是_______________________________________________。

（2）氧化镁晶体比氯化钠晶体晶格能大，主要原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）溴化钠、氯化钠和氧化镁晶体中，硬度最大的是________。

工业制取单质镁时，往往电解的是氯化镁而不是氧化镁，主要原因是________________________________________________________________________。

16.Al和Si、Ge和As在元素周期表的金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。

请回答下列问题：

（1）As的价层电子构型为__________。

（2）AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6℃，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是____________。

（3）超高导热绝缘耐高温纳米材料氮化铝（AlN）在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似。

在四大晶体类型中，AlN属于____________晶体。

（4）SiCl4常用作烟雾剂，因为Si存在3d空轨道，能同H2O发生反应而剧烈水解，在潮湿的空气中产生烟雾，试用化学方程式表示其反应原理

________________________________________________________________________。

17.

（1）构成分子晶体的粒子是____，这类粒子间的作用力一定有________，还可能有____。

如果分子间作用力只是________，若以一个分子为中心，其周围通常可以有____个紧邻的分子，分子晶体的这一特征称为____。

干冰中CO2分子采取的就是这样的堆积方式。

若分子内存在吸引电子能力较强、半径较小的________原子与H原子所形成的共价键，则会形成氢键，氢键不仅具有饱和性，也具有________。

能形成氢键的物质较多，如__________________等。

在冰中，每个水分子与相邻的____个水分子形成氢键，呈________立体结构。

（2）在原子晶体中，所有原子都以____键结合，整个原子晶体是一个三维的________结构。

在金刚石中，C原子采取________杂化方式，每个C原子与另外________个C原子以共价键相结合，键角为________，晶体中最小碳环由________个C原子构成，且不在同一个平面内。

晶体硅的结构与金刚石类似，SiO2的晶体结构可以看作是在晶体硅的Si—Si键之间插入________原子而形成的，在12gSiO2晶体中含有化学键的物质的量为________mol。

18.完成表格

19.如图所示，在CsCl晶体中，每个Cs+周围与之最接近且距离相等的是Cs+有_________个。

CsCl的晶体结构

四、推断题

20.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）其中代表金刚石的是（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）其中代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最接近且距离相等的Na＋有________个。

（3）代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与______个CO2分子紧邻。

五、计算题

21.下图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。

实验测得金属钨的密度为19.30g·cm－3，钨的相对原子质量是183.9。

假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题：

（1）每一个晶胞中均摊到________个钨原子。

（2）计算晶胞的边长a。

（3）计算钨的原子半径r（提示：

只有体对角线上的各个球才是彼此接触的）。

22.

（1）NiO（氧化镍）晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2-的核间距离为

×10-8cm，计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7g·mol-1）。

（2）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如下图所示的缺陷：

一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。

结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。

某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。

答案解析

1.【答案】C

【解析】在C物质中，1个A周围有4个B，而1个B周围有2个A，所以C物质的化学式为AB2。

2.【答案】D

【解析】对于离子晶体来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子间的核间距离越小，晶格能越大，离子键越强，熔点越高。

一般在阴、阳离子的核间距离相当时首先看离子所带电荷数，CaO、BaO所带电荷数都大于KCl、NaCl，所以CaO、BaO熔点大于KCl、NaCl；其次再在电荷数相当时，看阴、阳离子的核间距离，r（Ba2＋）>r（Ca2＋），熔点CaO>BaO，r（K＋）>r（Na＋），熔点NaCl>KCl。

3.【答案】D

【解析】四种晶体在不同状态下的导电性区别如下:

另外,固态石墨也可以导电,而石墨是混合晶体。

4.【答案】B

【解析】水中存在分子内H、O原子之间的相互作用，分子间的H、O原子也相互作用。

而化学键只指分子内相邻原子间强烈的相互作用。

故①叙述不正确。

离子键不是存在于任何金属和非金属微粒间，只是活泼金属和活泼非金属化合时，才可形成离子键。

故②叙述不正确。

在离子化合物中，阴、阳离子间存在相互作用，但不单指吸引力还有相互排斥力。

故③叙述也不正确。

氯化氢分子中不存在离子，它属于共价化合物，分子中没有离子键。

故④叙述不正确。

化学反应的本质是旧键断裂、新键形成的过程，但HCl中存在共价键而非离子键。

故⑤不正确。

5.【答案】B

【解析】A，同素异形体的研究对象是单质．CO2是化合物，不是单质，故二者不互为同素异形体，故A错误；B，CO2原子晶体与SiO2结构类似，每个碳原子与4个氧原子通过1对共用电子对连接，每个氧原子与2个碳原子通过1对共用电子对连接，故B正确；C，CO2原子晶体与CO2分子晶体，结构不同，二者是不同的物质，物理性质不同，如CO2原子晶体硬度很大，CO2分子晶体硬度不大，故C错误；D，CO2原子晶体转化为CO2分子晶体，结构已发生改变，且二者的性质也有较大差异，故二者是不同的物质，二者的转变是化学变化，故D错误。

故选B。

6.【答案】B

【解析】图中晶胞每个Ti4＋处在立方体的顶点，所以一个Ti4＋同时属于8个立方体所共有，在这8个立方体中有12个O2－与之相紧邻；A中稀有气体属于分子晶体，但稀有气体是单原子分子，不存在共价键；C中SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键结合；D中金属晶体中的汞在常温时呈液态，它的熔点比常温下呈固态的分子晶体要低。

7.【答案】C

【解析】该晶体的晶胞是正方体形晶胞。

该晶胞拥有的X原子数为

。

Y原子位于该晶胞体内共有4个，因此该晶胞中拥有的Y原子数为4，Z只有1个，位于晶胞的体心上，故该晶体的化学式为XY4Z。

8.【答案】C

【解析】A空间结构的一个单元中含有5个A原子，每个A﹣A键中插入一个B原子，5的A原子含有10个A﹣A键，所以插入了10个B原子，根据A，B两种原子的个数比确定C物质的化学式．

解答：

解：

A空间结构的一个单元中含有5个A原子，每个A﹣A键中插入一个B原子，5的A原子含有10个A﹣A键，所以插入了10个B原子，所以该单元中含有5个A原子10个B原子，所以A，B原子个数比是1：

2，所以其化学式是AB2，故选C。

9.【答案】C

【解析】金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无饱和性和方向性，ABD不符合题意；

10.【答案】C

【解析】要应用均摊法解题，由于每个Si原子被12个环所共用，每个O原子被6个环所共用，每个Si-O键被6个环所共用，则均摊之后在每个环上含有0.5个Si，1个O，2个Si-O键，此时则B，D错误，C正确了，也即在1molSiO2中含有4molSi-O键。

11.【答案】AC

【解析】A，每隔一个立方体中心有一个钾离子，所以一个晶胞中钾离子个数=1÷2=0.5，该立方体中铁原子个数=

=1，CN﹣位于每条棱中点，该立方体中含有CN﹣个数=

=3，所以平均化学式是K0.5Fe（CN）3，化学式可以表示为KFe2（CN）6，故A正确；

B，每个CN﹣含有2个π键，每个立方体中含有CN﹣个数为3，所以一个立方体中含有6个π键，故B错误；

C，普鲁士蓝中Fe3+含有空轨道，CN﹣中N原子提供孤电子对，形成配位键，故C正确；

D，普鲁士蓝中Fe3+周围Fe2+离子个数为

=3个，故D错误．故选：

AC．

12.【答案】BD

【解析】A，NaCl和CsCl都是由离子构成的晶体，离子个数之比为1：

1，则都属于AB型的离子晶体，故A正确；

B，结合图可知，NaCl为立方面向结构，钠离子的配位数为6，CsCl为立方体心结构，铯离子的配位数为8，故B错误；

C，NaCl晶体中，由体心的钠离子看出周围有6个氯离子，CsCl晶体中，由体心的铯离子看出周围有8个氯离子，故C正确；

D，NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，由离子的电子层越多，离子半径越大可知钠离子半径小于铯离子半径，故D错误；故选BD。

13.【答案】AD

【解析】A，碘分子的排列有2种不同的取向，在顶点和面心不同，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构，故A正确；

B，用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘分子，即有8个碘原子，故B错误

C，碘晶体为无限延伸的空间结构，构成微粒为分子，是分子晶体，故C错误；

D，碘晶体中的碘原子间存在I﹣I非极性键，且晶体中分子之间存在范德华力，故D正确；

14.【答案】BC

【解析】A，硫磺属于分子晶体，晶体直接由分子构成，故A错误；B，石英晶体属于原子晶体，是由原子直接构成的，故B正确；C，晶体硅是原子晶体，是由原子直接构成的，故C正确；D，金属铝是由铝离子和自由电子构成的，故D错误．故选：

BC．

15.【答案】

（1）小　NaBr比NaCl离子的核间距大

（2）氧化镁晶体中的阴、阳离子的电荷数绝对值大，并且半径小（3）氧化镁　氧化镁晶体比氯化镁晶体晶格能大，熔点高，电解时消耗电能大

【解析】晶格能与离子所带的电荷成正比，而与离子半径的大小成反比。

离子所带的电荷数越多，晶格能越大；离子半径越小晶格能越大。

16.【答案】

（1）4s24p3　

（2）共价键（或σ键）　（3）原子

（4）SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl↑

【解析】砷位于元素周期表第4周期第ⅤA族，价层电子构型为4s24p3；氯化铝熔点低，是分子晶体；氮化铝与金刚石类似，是原子晶体；四氯化硅在潮湿的空气中发烟是由于生成了固态小颗粒的硅酸和盐酸酸雾。

17.【答案】

（1）分子　范德华力　氢键　范德华力　12　分子密堆积　N、O、F　方向性　HF、NH3、H2O　4　正四面体

（2）共价　空间网状结构　sp3　4　109°28′　6　氧　0.8

【解析】本题考查了分子密堆积和氢键，以及典型的分子晶体和原子晶体的结构。

在SiO2晶体中每一个硅原子都与周围的四个氧原子形成了四个硅氧键，并且不存在共用的情况，所以SiO2晶体中化学键的数目为硅原子数目的四倍。

12gSiO2晶体的物质的量是0.2mol，所以化学键的物质的量为0.8mol。

18.【答案】

【解析】分子晶体的结构和性质的考查。

构成粒子是分子，相互作用力是分子间作用力。

硬度小熔沸点低固态熔融状态均不导电。

19.【答案】6

【解析】由图可知Cs+在8个Cl-所构成的小正方体的中心，这个小正方体有六个面，则中心的Cs+关于每个面有一个Cs+与之相邻，故离这个Cs+最近且距离相等的Cs+共有6个。

20.【答案】

（1）D　4　原子　　

（2）A　12（3）B　分子　12

【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＋与距离最近且等距离的Na＋数时要抛开Cl－，从空间结构上看是12个Na＋，即x、y、z轴面上各有4个Na＋。

CsCl晶体由Cs＋、Cl－分别构成立方结构，但Cs＋组成立方体的中心有1个Cl－，Cl－组成的立方体中心又镶入1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另一个CO2分子也组成立方结构，彼此相互套入面的中心。

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，每个碳原子为三个六边形共用，即每个六边形占有1个碳原子的各1/3，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是6×

＝2个。

21.【答案】

（1）2    

（2）3.16×10－8cm    （3）1.37×10－8cm

【解析】

（1）正确应用均摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。

（2）应用基本关系式：

，先求出晶胞的体积，然后根据V＝a3计算晶胞的边长。

22.【答案】

（1）

g·cm-3或

g·cm-3

（2）6∶91

【解析】

（1）因为NiO的晶体结构与NaCl的晶体结构相同，均为正方体。

从晶体结构模型中分割出一个小立方体，其中小立方体的边长为Ni2+与最邻近O2-的核间距离即

×10-8cm，在这个小立方体中含Ni2+:

，含O2-:

，所以,（

×10-8）3×Nacm3是0.5molNiO具有的体积，则（

×10-8）-3Nacm3×ρ=0.5mol×74.7g·mol-1,

g·cm-3=

g·cm-3。

解题的关键是确定晶胞的组成后，通过晶体组成计算出存在的微粒数。

（2）设1molNi0.97O中，含有Ni3+

Xmol,Ni2+为（0.97-

）mol，根据晶体显电中性，即3

mol+2（0.97-

）mol=2×1mol，解得

=0.06,Ni2+为（0.97-

）mol=0.91mol，则离子数之比为Ni3+∶Ni2+=0.06∶0.91=6∶91。