高中化学 第三章 晶体结构与性质检测A新人教版选修3.docx

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高中化学第三章晶体结构与性质检测A新人教版选修3

第三章检测（A）

（时间:

90分钟　满分:

100分）

一、单项选择题（本题包括18小题。

每小题3分,共54分）

1下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是（　　）

A.存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角

B.最小的环上,有3个硅原子和3个氧原子

C.最小的环上,O和Si原子数之比为1∶2

D.最小的环上,有6个硅原子和6个氧原子

答案：

D

解析：

二氧化硅是原子晶体,结构为空间网状,存在硅氧四面体结构,硅处于中心,氧处于4个顶角,A项错误;在SiO2晶体中,每6个硅原子和6个氧原子形成一个12元环（最小环）,所以D项正确,B、C两项都错误。

2萤石（CaF2）是一种难溶于水的固体。

下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是（　　）

A.CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱

B.CaF2的熔点较高,硬度较大

C.CaF2固体不导电,但在熔融状态下导电

D.CaF2在有机溶剂（如苯）中的溶解度极小

答案：

C

解析：

化合物中存在离子键则必为离子晶体,而离子晶体区别于其他晶体的突出特点是熔融状态下能导电,故选C。

3美国科学家用有机分子和球形笼状分子C60,首次制成了“纳米车”（如图）,每辆“纳米车”是用一个有机分子和四个球形笼状分子“组装”而成。

下列说法正确的是（　　）

A.我们可以直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动

B.“纳米车”的诞生,说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段

C.“纳米车”是一种分子晶体

D.C60熔点比金刚石熔点高

答案：

B

解析：

根据题意,“纳米车”是肉眼看不见的,A项错误;“纳米车”只是几个分子的“组装”体,并非晶体,C项错误;C60属于分子晶体,熔点要比金刚石低得多,D项错误。

4下列说法中正确的是（　　）

①所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理　②同一周期的主族元素从左到右,元素的第一电离能、电负性都是逐渐增大的　③所有的化学键和氢键都具有相同的特征:

方向性和饱和性　④所有的配合物都存在配位键,所有含配位键的化合物都是配合物　⑤所有含极性键的分子都是极性分子　⑥所有离子晶体中都含有离子键　⑦所有金属晶体的熔点都高于分子晶体的熔点

A.①②⑦B.⑥

C.③④⑤D.①②⑥

答案：

B

解析：

①中并不是所有原子的核外电子排布都遵循构造原理,因为全充满、半充满或全空状态的能级能量较低,原子较稳定。

②对于同一周期的主族元素而言,元素的第一电离能从左到右在总体上呈现增大的趋势,但第ⅡA族和第ⅤA族元素最外电子层p能级处于全空或半充满状态,较稳定,第一电离能大于同周期的相邻元素。

③中如金属键不存在方向性和饱和性。

④配合物中都存在配位键,但存在配位键的化合物不一定是配合物,如NH4Cl。

⑤含有极性键的分子如果立体构型对称,就是非极性分子,如CO2、CH4等。

⑥含有离子键的晶体就是离子晶体,因此所有离子晶体中都含有离子键,正确。

⑦金属晶体的熔点不一定高于分子晶体,如常温下汞为液态,而分子晶体硫则为固态。

5氯化硼的熔点为10.7℃,沸点为12.5℃。

在氯化硼分子中,氯—硼—氯键角为120°,它可以水解,水解产物之一是氯化氢。

下列对氯化硼的叙述中正确的是（　　）

A.氯化硼是原子晶体

B.熔化时,氯化硼能导电

C.氯化硼分子是一种极性分子

D.水解方程式:

BCl3+3H2O

H3BO3+3HCl

答案：

D

解析：

首先根据性质推导该晶体是分子晶体还是原子晶体,再根据晶体的性质判断选项。

因为BCl3的熔沸点较低,故应为分子晶体,分子晶体熔化时不导电,故A、B错;又因氯—硼—氯键角为120°,则可确定BCl3为非极性分子,C错。

6下列性质适合于离子晶体的是（　　）

A.熔点-218℃,难溶于水

B.熔点3900℃,硬度很大,不导电

C.难溶于水,固体时导电,升温时导电能力减弱

D.难溶于水,熔点高,固体不导电,熔化时导电

答案：

D

解析：

离子晶体液态时能导电,难溶于非极性溶剂,熔点较高、质硬而脆,固体不导电,故A、C均不符合离子晶体的特点;B中所述物质熔点达3900℃,硬度很大,不导电,应是原子晶体,故只有D符合题意。

7如图所示为甲烷晶体的晶胞结构,下列有关说法正确的是（　　）

A.甲烷晶胞中的球体只代表一个碳原子

B.晶体中1个CH4分子有12个紧邻的CH4分子

C.CH4晶体熔化时需克服共价键

D.一个甲烷晶胞中含有8个CH4分子

答案：

B

解析：

甲烷是分子晶体,熔化时需克服范德华力;晶胞中的球体代表的是甲烷分子,并不是碳原子;以该甲烷晶胞为单元,处于顶点的某一个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个,而这3个甲烷分子在面上,因此每个面上的甲烷分子都被共用2次,故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子有3×8;甲烷晶胞属于面心立方晶胞,既然甲烷晶胞中的球体代表甲烷分子,故该晶胞中含有甲烷的分子个数为8,只有B项正确。

8氮化铝（AlN）具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,被广泛用于电子工业、陶瓷工业等领域。

在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:

Al2O3+N2+3C

2AlN+3CO。

下列叙述正确的是（　　）

A.在氮化铝的合成反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂

B.上述反应中每生成2molAlN,N2就得到3mol电子

C.氮化铝中氮元素的化合价为-3价

D.氮化铝晶体属于分子晶体

答案：

C

解析：

由反应方程式看出,反应中N元素由零价降为-3价,Al和O元素价态未变,C元素由零价升高为+2价,因此反应中N2为氧化剂,Al2O3既不是氧化剂也不是还原剂,碳为还原剂,A错;生成2molAlN,N2应得6mol电子,B错;根据题设条件“氮化铝（AlN）具有耐高温、抗冲击等优良性质”可知AlN不属于分子晶体,应属于原子晶体,D错。

9下列说法中正确的是（　　）

A.离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子

B.金属导电的原因是在外加电场作用下金属产生自由电子,电子定向移动

C.分子晶体的熔、沸点很低,常温下都呈液态或气态

D.原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合

答案：

D

解析：

A项,CsCl晶体中每个离子都吸引8个带相反电荷的离子;B项,金属晶体内部本身就存在自由电子,外加电场仅能使其产生定向移动;C项中如P、S等分子晶体常温下呈固态。

10下列叙述正确的是（　　）

A.晶体中分子间作用力越大,分子越稳定

B.PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构

C.H2S和CS2分子都是含极性键的极性分子

D.熔点由高到低的顺序是金刚石>碳化硅>晶体硅

答案：

D

解析：

A项中分子间作用力的大小决定分子的物理性质,而分子的稳定性取决于化学键的强弱;B项中硼元素的原子最外层只有3个电子,在BCl3分子中硼原子最外层只有6个电子;C项中CS2是直线形分子,分子无极性;D项中三种晶体均属于原子晶体且结构相似,熔点的高低取决于原子间共价键的强弱,三种共价键强度为C—C>C—Si>Si—Si,故D项正确。

11硼和镁形成的化合物具有超导性。

如图所示的是该化合物的晶体结构单元:

镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面各有一个镁原子,6个硼原子位于棱柱内,则该化合物的化学式可表示为（　　）

A.MgBB.MgB2C.Mg2BD.Mg3B2

答案：

B

解析：

位于顶点的镁原子为6个六棱柱共有,位于面心的镁原子为2个六棱柱共有,故含镁12,只为一个晶胞共有,所以镁原子数与硼原子数之比为1∶2,即化学式为MgB2。

12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（　　）

答案：

C

13下列说法中正确的是（　　）

A.金刚石晶体中的最小碳原子环由6个碳原子构成

B.Na2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为1∶1

C.1molSiO2晶体中含2molSi—O键

D.金刚石化学性质稳定,即使在高温下也不会与O2反应

答案：

A

解析：

Na2O2的电子式为Na+[;1molSiO2晶体中含有4molSi—O键,C项错误;金刚石高温下可与O2反应生成CO2,D项错误。

14用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面,熔化了的石蜡成椭圆形,这是因为（　　）

A.云母是热的不良导体,传热不均匀

B.石蜡是热的不良导体,传热不均匀

C.石蜡具有各向异性,不同方向导热性能不同

D.云母具有各向异性,不同方向导热性能不同

答案：

D

解析：

云母是晶体,具有各向异性,在不同方向的导热性能不同,使得熔化的石蜡成椭圆形。

15观察下列模型并结合有关信息进行判断,下列说法错误的是（　　）

HCN

S8

SF6

B12结构单元

结构

模型

示意图

备注

—

易溶于CS2

—

熔点1873K

A.HCN的结构式为H—C≡N,分子中“C≡N”键含有1个σ键和2个π键

B.固态硫S8属于原子晶体

C.SF6是由极性键构成的非极性分子

D.单质硼属于原子晶体

答案：

B

16下列有关数据的比较中,不正确的是（　　）

A.元素的价电子数和所在族的族序数相等

B.NaOH晶体中的阳离子和阴离子数目相等

C.CsCl晶体中每个Cs+周围紧邻的Cl-和每个Cl-周围紧邻的Cs+个数相等

D.[Co（NH3）6]3+中的配体数与配位键数相等

答案：

A

解析：

所有主族元素及ⅢB~ⅦB族元素的价电子数一般与族序数相等,而ⅠB、ⅡB、第Ⅷ族元素价电子数则与族序数不相等,故A项错误。

17下列有关金属的说法不正确的是（　　）

A.金属的导电性、导热性、延展性都与自由电子有关

B.六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高

C.钠晶胞结构如图

钠晶胞中每个钠原子的配位数为6

D.温度升高,金属的导电性将变差

答案：

C

解析：

金属键是金属阳离子和自由电子之间的相互作用,接通电源后,自由电子会定向移动形成电流;自由电子与金属阳离子通过碰撞传递能量;金属发生形变,自由电子和金属阳离子之间的作用力不消失,不会破坏金属键,故A项正确。

金属的四种堆积分别为简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方最密堆积和六方最密堆积,其中简单立方堆积利用率最低,六方最密堆积和面心立方最密堆积空间利用率一样高,故B项正确。

钠晶胞中每个钠原子的配位数为8,故C项错误。

温度升高,金属阳离子与自由电子之间碰撞加剧,金属导电性变差,故D项正确。

18最近科学家在实验室里成功地将CO2在高压下转化为类似SiO2的原子晶体。

下列关于该CO2晶体的晶胞的叙述中,不正确的是（　　）

A.该晶体中C、O原子个数比为1∶2

B.该晶体中O—C—O的键角为180°

C.该晶体的熔、沸点高,硬度大

D.该晶体中C、O原子最外层都满足8电子稳定结构

答案：

B

解析：

由SiO2原子晶体的结构,可以得出CO2原子晶体的结构。

将CO2由分子晶体转化为原子晶体,其C、O组成比不变,只是原子排列发生变化,故A项正确;该晶体是以C原子为中心的四面体结构,故O—C—O键角不可能为180°,B项错误;由于晶体中C—O键的键长比Si—O键的键长短,故该晶体熔、沸点高,硬度大,C项正确;晶体中每个C原子通过4个单键与O原子相连达到8电子稳定结构,而每个O原子也通过2个单键与C原子相连达到8电子稳定结构,故D项正确。

二、非选择题（本题包括6小题,共46分）

19（4分）现有甲、乙、丙三种离子晶体的晶胞（晶体中最小的重复单元）,在甲晶体中X离子处于晶胞中心,乙中A离子处于晶胞中心。

请推断:

甲晶体中X离子与Y离子的个数比是　　　。

乙晶体中A离子与B离子的个数比是　　　。

丙晶体的一个晶胞中有　　　个C离子,有　　　个D离子。

答案：

2∶1　1∶1　4　4

解析：

求离子晶体的晶胞中阴、阳离子个数比的方法:

（1）处于顶点的离子,同时为8个晶胞共有,每个离子

（2）处于棱上的离子,同时为4个晶胞共有,每个离子（3）处于面上的离子,同时为2个晶胞共有,每个离子（4）处于内部的离子则完全属于该晶胞。

甲中:

N（X离子）∶N（Y离子）=1∶（4

乙中:

N（A离子）∶N（B离子）=1∶（8

丙中:

C离子个数:

12

D离子个数:

8

丙晶体的一个晶胞中有4个C离子,4个D离子。

20（6分）

（1）铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是Pb4+处于立方晶胞顶点,Ba2+处于晶胞中心,O2-处于晶胞棱边中心,该化合物化学式为　　　　　　　　,每个Ba2+与　　　个O2-配位。

（2）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示）,但CaC2晶体中含有哑铃

答案：

（1）BaPbO3　12

（2）4

解析：

（1）每个晶胞含有Pb4+:

8,Ba2+:

1个,O2-:

12,故化学式为BaPbO3。

Ba2+处于晶胞中心,只有1个,O2-处于晶胞棱边中心,共12个,故每个Ba2+与12个O2-配位。

（2）从晶胞结构图中可以看出,1个Ca2+周围距离最近4个,而不是6个,要特别注意题给的信息。

21（10分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献之一。

在制取合成氨原料气的过程中,常混有一些杂质,如CO会使催化剂中毒。

除去CO的化学反应方程式（HAc表示醋酸）为:

[Cu（NH3）2Ac]+CO+NH3

[Cu（NH3）3（CO）]Ac。

请回答下列问题:

（1）C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　　。

（2）配合物[Cu（NH3）3（CO）]Ac中心原子的配位数为　　　　。

（3）写出与CO互为等电子体的离子　　　　　　　　。

（任写一个） 

（4）在一定条件下NH3与CO2能合成化肥尿素[CO（NH2）2],尿素中,C原子轨道的杂化类型为　　　　　　　　;1mol尿素分子中,σ键的数目为　。

答案：

（1）N>O>C　

（2）4　（3）CN-

解析：

氮原子的p能级处于半充满状态,较稳定,因此其第一电离能反常,大于氧。

配合物[Cu（NH3）3（CO）]Ac中心原子Cu的配位数为4,配体有NH3、CO。

原子个数相同、价电子数相同的粒子互为等电子体,与CO互为等电子体的离子有CN-,因此碳原子采取sp2杂化,该双键中一个是σ键,另一个是π键;尿素分子中的单键均为σ键,因此1mol尿素分子中,σ键的数目为7NA。

22（10分）已知:

A、B、C、D、E、F是周期表中前36号的元素,A是原子半径最小的元素,B元素基态原子的2p轨道上只有两个电子,C元素的基态原子L层只有2对成对电子,D是元素周期表中电负性最大的元素,E2+的核外电子排布与Ar原子相同,F的核电荷数是D和E的核电荷数之和。

请回答下列问题:

（1）分子式为BC2的立体构型为　　　　　　　;F2+的核外电子排布式为　。

（2）A分别与B、C形成的最简单化合物的稳定性:

B

（填“大于”或“小于”）C;A、C两元素可组成原子个数比为1∶1的化合物,C元素的杂化类型为　。

（3）A2C所形成的晶体类型为　　　　　　　　;F单质形成的晶体类型为　　　　　　　　,其采用的堆积方式为　。

（4）D与E可形成离子化合物,其晶胞结构如图。

该离子化合物晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞的体积是　　　　　　　　。

（用含ρ的代数式表示） 

答案：

（1）直线形　1s22s22p63s23p63d9

（2）小于　sp3杂化

（3）分子晶体　金属晶体　面心立方最密堆积

（4

解析：

由题意可以判断出A为H元素,根据电子排布特点可以得出B为C元素,C为O元素。

电负性最大的是非金属性最强的F元素,E为Ca元素,F应该是29号元素Cu。

（1）CO2的立体构型为直线形,Cu2+电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。

（2）通过非金属性强弱可知稳定性CH4

（3）冰为分子晶体,Cu为金属晶体,堆积方式为面心立方最密堆积。

（4）根据晶胞结构可以知道1molCaF2晶胞中有4molCaF2,氟化钙的摩尔质量为78g·mol-1,一个晶胞的质量为4g,由密度可求得晶胞的体积cm3。

23（10分）MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一,在活性材料MnO2中加入CoTiO3纳米粉体,可以提高其利用率,优化碱锰电池的性能。

（1）写出基态Mn原子的核外电子排布式　。

（2）CoTiO3晶体结构模型如图。

在CoTiO3晶体中与1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为　　、　　。

（3）三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图。

三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是　　　　　　　;1mol三聚氰胺分子中σ键的数目为　　　　　　。

答案：

（1）1s22s22p63s23p63d54s2

（2）6　12

（3）sp2、sp3杂化　15NA

解析：

（2）从图可知,Ti处于6个氧原子组成的正八面体中心。

（3）六元环中的氮原子为sp2杂化、侧链氨基中的氮原子为sp3杂化。

24（6分）

（1）下图为离子晶体立体构型示意图（“”为阳离子,“”为阴离子）,以M代表阳离子,以N代表阴离子,写出各离子晶体的组成表达式:

A　　　　　　　　　　　　　;B　　　　　　　　　　　　　;C　　　　　　　　　　　　　;D　　　　　　　　　　　　　。

（2）下面是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图,其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是　　　　。

答案：

（1）MN　MN2　MN2　MN

（2）①④

解析：

（1）在A中M、N都在立方体的顶点且个数相等,故化学式为MN;在B中,含M,含N）=4个;在C中,含M,含N1个;在D中,含M,含N1个（体心）。

（2）NaCl晶体是简单立方体结构,每个Na+周围有6个Cl-,每个Cl-周围有6个Na+;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,由此可知图①和④是属于NaCl晶体的。