高中化学选修3练习第三章 晶体结构与性质.docx
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高中化学选修3练习第三章晶体结构与性质
第三章 晶体结构与性质
第一节 晶体的常识
知识点一 晶体与非晶体的考查
1.下列物质具有固定熔、沸点的是（ ）
①氯化钠溶液 ②胆矾 ③石蜡 ④白磷 ⑤塑料
A.①②B.②④
C.③⑤D.④⑤
2.[2019·山西忻州一中测试]晶体具有各向异性||。
如蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同;又如石墨在与层垂直的方向上的导电率是与层平行的方向上的导电率的
||。
晶体的各向异性主要表现在（ ）
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A.只有①③B.只有②④
C.只有①②③D.①②③④
知识点二 晶胞的考查
3.有关晶胞的叙述正确的是（ ）
①晶胞是晶体结构中的基本结构单元
②不同晶体的晶胞形状完全相同
③习惯采用的晶胞是平行六面体
④晶胞都是正八面体
A.①③B.②④
C.①④D.②③
4.最近发现||，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性||。
鉴于这三种元素都是常见元素||，从而引起广泛关注||。
该新型超导晶体的一个晶胞如图L3-1-1所示||，则该晶体的化学式为（ ）
图L3-1-1
A.Mg2CNi3
B.MgC2Ni
C.MgCNi2
D.MgCNi3
5.有四种晶体||，其粒子排列方式如图L3-1-2所示||，其中化学式不是MN的是（ ）
A B
C D
图L3-1-2
6.[2019·四川成都龙泉中学月考]某离子化合物的晶胞为如图L3-1-3所示的立体结构||，晶胞是整个晶体中最基本的重复单元||。
阳离子位于此晶胞的中心||，阴离子位于8个顶点||，该离子化合物中||，阴、阳离子个数比是（ ）
图L3-1-3
A.1∶8B.1∶4
C.1∶2D.1∶1
7.将一块缺角的胆矾晶体置于饱和的硫酸铜溶液中||，一段时间后（浓度不变）||，发现缺角晶体变完整了||。
若溶剂不挥发||，则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是（ ）
A.晶体的质量变小||，溶液的质量变大
B.晶体的质量变大||，溶液的质量变小
C.晶体和溶液的质量都不变
D.无法确定
8.[2019·四川自贡曙光中学月考]普通玻璃和水晶的根本区别在于（ ）
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成粒子无规则地排列||，水晶的基本构成粒子按一定规律呈周期性重复排列
C.水晶有固定的熔点||，普通玻璃无固定的熔点
D.水晶可用于能量转换||，普通玻璃不能用于能量转换
9.如图L3-1-4所示是芒硝和玻璃的熔化曲线||，下列说法中正确的是（ ）
图L3-1-4
A.a是芒硝属于晶体
B.a是玻璃属于非晶体
C.b是玻璃属于晶体
D.b是芒硝属于非晶体
10.铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构如图L3-1-5所示||。
Pb4+处于立方晶胞顶角||，Ba2+处于晶胞中心||，O2-处于晶胞面心||，则该化合物的化学式为（ ）
图L3-1-5
A.BaPbO3B.BaPb2O3
C.BaPbOD.BaPbO4
11.石墨晶体是层状结构||，在每一层内||，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合||，如图L3-1-6是其晶体结构的俯视图||，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是（ ）
图L3-1-6
A.10个B.18个
C.24个D.14个
12.
（1）Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4||，铜晶胞结构如图L3-1-7（a）所示||，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 ||。
图L3-1-7
（2）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物||，其晶体结构单元如图（b）所示||。
则该化合物的化学式为 ||。
（3）图（c）是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图||，则该合金中Ca和Cu的原子个数比为 ||。
13.元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层||，它与N3-形成的晶体的晶胞结构如图L3-1-8所示||。
图L3-1-8
（1）该晶体的阳离子与阴离子个数比为 ||。
（2）Xn+中n= ||。
（3）X元素的原子序数是 ||。
（4）晶体中每个N3-被 个等距离且最近的Xn+包围||。
14.A、B、C、D为主族元素||，A、B、C同周期且原子半径逐渐减小||，A、B原子的最外层电子数之和等于C、D原子的最外层电子数之和||。
A元素基态原子的最外层电子排布式为nsnnpn||，B的气态氢化物可与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐||。
D元素位于元素周期表中第一长周期||，是维持青少年骨骼正常生长发育的重要元素之一||，其原子最外层电子数等于最内层电子数||。
试回答下列问题:
（1）C元素基态原子的核外电子排布式是 ||。
（2）A、B两元素各有多种氢化物||，其电子总数为10的氢化物中沸点最高的是 （填化学式）||。
（3）下列晶体结构示意图中（黑点表示阳离子||，白点表示阴离子）||，能表示C与D形成的离子化合物的结构的是 （填字母标号“a”或“b”）||。
（a） （b）
图L3-1-9
15.乙炔是有机合成工业的一种原料||。
工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔||。
（1）将乙炔通入[Cu（NH3）2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀||。
Cu+基态核外电子排布式为 ||。
（2）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H2C
CH—CN）||。
丙烯腈分子中碳原子的杂化轨道类型是 ;分子中处于同一直线上的原子数目最多为 个||。
第二节 分子晶体与原子晶体
第1课时 分子晶体
知识点一 分子晶体判断的考查
1.下列化学式既能表示物质的组成||，又能表示物质的一个分子的是（ ）
A.H3PO4B.SiC
C.SiO2D.C
2.[2019·河南罗山高中检测]下列晶体由原子直接构成||，且属于分子晶体的是（ ）
A.固态氢B.固态氖
C.磷D.三氧化硫
3.下列性质适合于分子晶体的是（ ）
①熔点1070℃||，易溶于水||，水溶液导电
②熔点10.31℃||，液态不导电||，水溶液导电
③能溶于CS2||，熔点112.8℃||，沸点444.6℃
④熔点97.81℃||，质软、导电||，密度为0.97g·cm-3
A.①②B.①③C.②③D.②④
知识点二 分子晶体性质的考查
4.下列分子晶体||，关于熔、沸点高低的比较中正确的是（ ）
A.Cl2>I2B.CCl4>CF4
C.PH3>NH3D.CO2>H2O
5.下列有关物质的结构和性质的叙述错误的是（ ）
A.水是一种非常稳定的化合物||，这是因为水中存在氢键
B.由极性键形成的分子可能是非极性分子
C.水和冰中都含有氢键
D.分子晶体中一定存在范德华力||，可能有共价键
6.[2019·四川内江二中月考]下列说法正确的是（ ）
A.分子晶体都具有分子密堆积的特征
B.分子晶体中||，分子间作用力越大||，通常熔点越高
C.分子晶体中||，共价键键能越大||，分子的熔、沸点越高
D.分子晶体中||，分子间作用力越大||，分子越稳定
7.[2019·重庆永川中学月考]如图L3-2-1是某无机化合物的二聚分子||，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素||，分子中所有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（ ）
图L3-2-1
A.该化合物的化学式是Al2Cl6
B.该化合物是离子化合物||，在熔融状态下能导电
C.该化合物在固态时所形成的晶体是分子晶体
D.该化合物中不存在离子键||，也不含有非极性共价键
8.科学家发现的C60是一种新的分子||，它具有空心、类似于足球的结构||。
最近科学家又确认存在着另一种分子“N60”||，它与C60的结构相似||，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N60的说法中正确的是（ ）
A.N60是由共价键结合而成的空心球状结构||，是一种原子晶体
B.N60和14N都是氮的同位素
C.N60与NO2互为同素异形体
D.N60的发现开发出了新的能源||，可能成为很好的火箭燃料
9.[2019·河南洛阳市期中]如图L3-2-2为冰的一种骨架形式||，依此为单位向空间延伸||，请问该冰中的每个水分子有几个氢键（ ）
图L3-2-2
A.2B.4
C.8D.12
10.水分子间可通过氢键彼此结合而形成（H2O）n||，在冰中n值为5||。
即每个水分子被其他4个水分子包围形成变形四面体||，如图L3-2-3所示为（H2O）5单元||，由无限个这样的四面体通过氢键构成一个庞大的分子晶体||，即冰||。
下列有关叙述正确的是（ ）
图L3-2-3
A.1mol冰中含有4mol氢键
B.1mol冰中含有4×5mol氢键
C.平均每个水分子只含有2个氢键
D.平均每个水分子只含有5/4个氢键
11.
（1）比较下列分子晶体的熔沸点的高低（填“>”或“<”）||。
①CO2 SO2;②HF HI;
③O3 O2;④Ne Ar||。
（2）图L3-2-4为CO2分子晶体结构的一部分||，观察图形||，试说明每个CO2分子周围有 个与之紧邻且等距的CO2分子;该结构单元平均占有 个CO2分子||。
图L3-2-4
12.回答下列各题:
（1）①H2~H2、②H2O~H2O、③CH3OH~H2O、④CCl4~H2O||，上述各对分子之间只存在范德华力的有 ||，存在氢键的有 ||。
（填序号）
（2）在下列物质（①苯、②NH3、③C3H8、④
、⑤对羟基苯甲醛、⑥CH3CH2OH）中||，能形成分子间氢键的有 ||，能形成分子内氢键的有 ||，不能形成氢键的有 ||。
（填序号）
（3）冰融化时||，要克服H2O分子间的 和 ||。
（4）在NCl3、PCl3、AsCl3、SbCl3中沸点最低的是 ;在KF、KCl、KBr、KI中||，熔点最高的是 ||。
13.卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物||，XX'型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近||。
试回答下列问题:
图L3-2-5
（1）如图L3-2-5是部分卤素单质和XX'型卤素互化物的熔点与其相对分子质量的关系图||。
它们的熔点随着相对分子质量的增大而升高||，其原因是 ||。
（2）卤素互化物可发生的反应:
H2O+BrCl
HBrO+HCl
KBr+BrCl
KCl+Br2
①写出KI与IBr反应的化学方程式:
||。
②若要验证①反应能否发生||，请你设计一个简单的实验:
||。
（3）试推测ICl的熔点所处的最小范围:
||。
14.水分子间存在一种“氢键”的作用（作用力介于范德华力与化学键之间）||，彼此结合而形成（H2O）n||。
在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的四面体||，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体||。
（1）水蒸气中常含有部分（H2O）2||，要确定（H2O）2的存在||，可采用的方法是 ||。
A.把1L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应||，测产生氢气的体积
B.把1L水蒸气通过浓硫酸后||，测浓硫酸增重的质量
C.该水蒸气冷凝后||，测水的pH
D.该水蒸气冷凝后||，测氢氧原子个数比
（2）水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子||，其电离方程式为 ||。
已知在相同条件下H2O2的沸点明显高于水的沸点||，其可能原因是 ||。
（3）在冰的结构中||，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接||。
在冰晶体中除氢键外||，还存在范德华力（11kJ/mol）||。
已知冰的升华热是51kJ/mol||，则冰晶体中氢键的能量是 kJ/mol||。
15.据报道||，科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60||。
已知:
①N60分子中每个氮原子均以N—N键结合三个N原子而形成8电子稳定结构;②N—N键的键能为167kJ·mol-1||。
请回答下列问题:
（1）N60分子组成的晶体为 晶体||，其熔、沸点比N2 （填“高”或“低”）||，原因是 ||。
（2）1molN60分解成N2时 （填“吸收”或“放出”）的热量是 kJ（已知N≡N键的键能为942kJ·mol-1）||，表明稳定性N60 （填“>”“<”或“=”）N2||。
（3）由
（2）列举N60的用途（举一种）:
||。
16.[2019·甘肃重点中学联考]
（1）三聚氰胺（
）中六元环结构与苯环类似||，它与硝基苯的相对分子质量之差为3||，三聚氰胺的熔点为354℃||，硝基苯的熔点是5.7℃||。
①三聚氰胺中||，环上与环外的氮原子杂化轨道类型分别为 ||。
②导致三聚氰胺与硝基苯熔点相差很大的根本原因是 ||。
（2）一定条件下||，碳、氮两种元素可形成一种化合物||，该化合物可作耐磨材料||，其熔点 （填“高于”“低于”或“无法判断”）金刚石的熔点||。
（3）铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一||，其晶胞结构如图L3-2-6所示||。
则铁镁合金的化学式为 ||，若该晶胞的参数为dnm||，则该合金的密度为 （不必化简||，用NA表示阿伏伽德罗常数的值）||。
图L3-2-6
第2课时 原子晶体
知识点一 原子晶体及结构特点的考查
1.[2019·湖北武汉模拟]下列有关晶体的说法中||，不正确的是（ ）
A.晶体中一定存在化学键
B.根据晶胞的组成就可推知晶体的组成
C.分子晶体在固态和熔融态下均不导电
D.原子晶体中只存在共价键||，不可能存在其他类型的化学键
2.[2019·云南曲靖一中月考]已知C3N4晶体可能具有比金刚石还大的硬度||，且原子间均以单键结合||，下列说法正确的是（ ）
A.C3N4晶体中C—N共价键的键长比金刚石中的C—C共价键的键长要长
B.C3N4晶体与SiO2晶体类型一致||，二者都有较高的熔沸点
C.C3N4晶体中每个C原子连接3个N原子||，每个N原子连接4个C原子
D.C3N4晶体中除了有共价键外还有范德华力
3.二氧化硅晶体是空间立体网状结构||，如图L3-2-7所示||。
下列关于二氧化硅晶体的说法中不正确的是（ ）
图L3-2-7
A.1molSiO2晶体中含2molSi—O键
B.晶体中Si、O原子个数比为1∶2
C.晶体中Si、O原子最外电子层都满足8电子稳定结构
D.晶体中最小环上的原子数为12
知识点二 原子晶体性质的考查
4.美国《科学》杂志曾报道:
在40GPa的高压下||，用激光加热到1800K||，人们成功制得了原子晶体CO2||，下列对该物质的推断一定不正确的是（ ）
A.该原子晶体中含有极性键
B.该原子晶体易升华||，可用作制冷材料
C.该原子晶体有很高的熔、沸点
D.该原子晶体硬度大||，可用作耐磨材料
5.碳化硅（SiC）晶体有类似金刚石的结构||，其中碳原子和硅原子的位置是交替的||。
它与晶体硅和金刚石相比较||，正确的是（ ）
A.熔点从高到低的顺序是碳化硅>金刚石>晶体硅
B.熔点从高到低的顺序是金刚石>晶体硅>碳化硅
C.三种晶体中的结构单元都是正四面体结构
D.三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体
6.根据下表中给出的有关数据||，判断下列说法中错误的是（ ）
AlCl3
SiCl4
晶体硼
金刚石
晶体硅
熔点/℃
190
-60
2300
>3550
1410
沸点/℃
183
57
2550
4827
2355
A.SiCl4是分子晶体
B.晶体硼是原子晶体
C.AlCl3是分子晶体||，加热能升华
D.金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱
7.根据下列性质判断||，属于原子晶体的物质是（ ）
A.熔点2700℃||，导电性好||，延展性强
B.无色晶体||，熔点3550℃||，不导电||，质硬||，难溶于水和有机溶剂
C.无色晶体||，能溶于水||，质硬而脆||，熔点为800℃||，熔化时能导电
D.熔点-56.6℃||，微溶于水||，硬度小||，固态或液态时不导电
8.下列晶体性质的比较正确的是（ ）
A.熔点:
晶体硅>碳化硅>金刚石
B.沸点:
NH3>H2O>HF
C.硬度:
白磷>冰>二氧化硅
D.熔点:
SiI4>SiBr4>SiCl4
9.[2019·河北邢台联考]下列说法中||，正确的是（ ）
A.冰融化时||，分子中H—O键发生断裂
B.原子晶体中||，共价键越强||，熔点越高
C.分子晶体中||，共价键键能越大||，该分子晶体的熔沸点一定越高
D.分子晶体中||，分子间作用力越大||，该物质越稳定
10.下表是某些原子晶体的熔点和硬度||。
原子晶体
金刚石
氮化硼
碳化硅
石英
硅
锗
熔点/℃
>3550
3000
2700
1710
1410
1211
硬度
10
9.5
9.5
7.5
7.0
6.0
分析表中的数据||，判断下列叙述正确的是（ ）
A.构成原子晶体的原子种类越多||，晶体的熔点越高
B.构成原子晶体的原子间的共价键键能越大||，晶体的熔点越高
C.构成原子晶体的原子的半径越大||，晶体的硬度越大
D.构成原子晶体的原子的相对分子质量越大||，晶体的硬度越大
11.[2019·黑龙江鸡西十九中期中]某原子晶体A||，其空间结构中的一部分如图L3-2-8所示||。
A与某物质B反应生成C||，其实质是在每个A—A键中插入一个B原子||，则C的化学式为（ ）
图L3-2-8
A.ABB.A5B4
C.AB2D.A2B5
12.
（1）六方氮化硼在高温高压下可转化为立方氮化硼||，其晶胞结构如图L3-2-9所示||，晶胞边长为dcm||，该晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子||。
（2）N与砷（As）是同族元素||，B与镓（Ga）是同族元素||，立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似||，两种晶体中熔点较高的是 （填写名称）;立方砷化镓晶体的晶胞边长为apm（1pm=10-12m）||，则其密度为 （用含a的式子表示||，设NA为阿伏伽德罗常数的值）g·cm-3||。
图L3-2-9
13.单质硼有无定形和晶体两种||，参考下表数据:
金刚石
晶体硅
晶体硼
熔点/K
>3550
1410
2300
沸点/K
4827
2335
2550
硬度
10
7.0
9.5
（1）晶体硼的晶体类型属于 晶体||，理由是 ||。
（2）已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体||，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点||，每个顶点上各有1个B原子||。
通过观察图形及推算||，此晶体结构单元由 个硼原子构成||。
其中B—B键的键角为 ||。
图L3-2-10
14.C60、金刚石和石墨的结构模型如图L3-2-11所示（石墨仅表示出其中的一层结构）:
图L3-2-11
（1）C60、金刚石和石墨三者的关系是互为 ||。
A.同分异构体B.同素异形体
C.同系物D.同位素
（2）固态时||，C60属于 （填“原子”或“分子”）晶体||，C60分子中含有双键的数目是
个||。
（3）晶体硅的结构跟金刚石相似||，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是 NA||。
（4）石墨层状结构中||，平均每个正六边形占有的碳原子数是 ||。
15.有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素||，原子序数EE、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级||，且I1（E）X为周期表前四周期中电负性最小的元素||，Z的原子序数为28||。
请回答下列问题（答题时如需表示具体元素||，请用相应的元素符号）:
（1）写出Q的电子式:
||，基态Z原子的核外电子排布式为 ||。
（2）Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物||，其主要原因有 等两种||。
（3）化合物甲由T、X两元素组成||，其晶胞如图L3-2-12所示||，则甲的化学式为 ||。
图L3-2-12
（4）化合物乙的晶胞如图L3-2-13所示||，乙由E、Q两元素组成||，硬度超过金刚石||。
图L3-2-13
①乙的晶体类型为 ||，其硬度超过金刚石的原因是 ||。
②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为 ||。
第三节 金属晶体
知识点一 金属键的考查
1.金属键的实质是（ ）
A.自由电子与金属阳离子之间的相互作用
B.金属原子与金属原子间的相互作用
C.金属阳离子与阴离子的吸引力
D.自由电子与金属原子之间的相互作用
2.[2019·福建厦门六中月考]下列关于金属及金属键的说法正确的是（ ）
A.金属键具有方向性与饱和性
B.金属键是金属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.常温下||，金属单质都以金属晶体的形式存在
知识点二 金属晶体性质的考查
3.下列有关金属的叙述正确的是（ ）
A.金属受外力作用时常常发生变形而不易折断||，是由于金属离子之间有较强的作用
B.通常情况下||，金属里的自由电子会发生定向移动||，而形成电流
C.金属是借助金属离子的运动||，把能量从温度高的部分传到温度低的部分
D.金属的导电性随温度的升高而降低
4.金属具有延展性的原因是（ ）
A.金属原子半径都较大||，价电子较少
B.金属受外力作用变形时||，金属阳离子与自由电子间仍保持较强烈作用
C.金属中大量自由电子受外力作用时||，运动速度加快
D.自由电子受外力作用时能迅速传递能量
5.[2019·宁夏大学附中期中]如图L3-3-1是金属晶体内部结构的简单示意图||。
图L3-3-1
仔细观察该结构||，以下有关金属能导电的理由叙述正确的是（ ）
A.金属能导电是因为含有金属阳离子
B.金属能导电是因为含有的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
C.金属能导电是因为含有电子且无规则运动
D.金属能导电是因为金属阳离子和自由电子的相互作用
6.关于晶体的下列说法
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