人教版高中化学选修三第三章 晶体结构与性质测试题含答案及解析.docx

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人教版高中化学选修三第三章晶体结构与性质测试题含答案及解析

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人教版高中化学选修三第三章晶体结构与性质测试题

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分

第Ⅰ卷

一、单选题（共20小题,每小题3.0分,共60分）

1.不能用金属键理论解释的是（）

A．导电性

B．导热性

C．延展性

D．锈蚀性

2.下列对各组物质性质的比较中，不正确的是（　　）

A．熔点：

Li＞Na＞K

B．导电性：

Ag＞Cu＞Al＞Fe

C．密度：

Na﹤Mg﹤Al

D．空间利用率：

体心立方堆积＜六方最密堆积＜面心立方最密堆积

3.下列说法中错误的是（　　）

A．在NH4+和Fe（CO）5中都存在配位键

B．SO2、SO3都是极性分子

C．元素电负性越大的原子，该元素的原子吸引电子的能力越强

D．离子晶体的晶格能随着离子间距的减少而增大，晶格能越大，晶体的熔点越高

4.仅由下列各组元素所组成的化合物,不可能形成离子晶体的是（　　）

A．H、O、S

B．Na、H、O

C．K、Cl、O

D．H、N、Cl

5.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+和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

6.物质结构理论推出：

金属晶体中金属离子与自由电子之间的强烈相互作用，叫金属键．金属键越强，其金属的硬度越大，熔沸点越高，且据研究表明，一般说来金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强．由此判断下列说法正确的是（）

A．镁的硬度大于铝

B．镁的熔沸点低于钙

C．镁的硬度小于钾

D．钙的熔沸点高于钾

7.下列叙述正确的是（　　）

A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属原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．金属是借助自由电子的运动，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减弱

8.金属的下列性质中，不能用金属的电子气理论加以解释的是（　　）

A．易导电

B．易导热

C．易腐蚀

D．有延展性

9.关于SiO2晶体的叙述正确的是（）

A．通常状况下，60克SiO2晶体中含有的分子数为NA（NA表示阿伏加德罗常数的数值）　　

B．60克SiO2晶体中，含有2NA个Si－O键　　

C．晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点　　

D．SiO2晶体中含有1个硅原子，2个氧原子

10.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Si原子和3个O原子

C．最小的环上，Si和O原子数之比为1：

2

D．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子

11.有关晶体的叙述中正确的是（　　）

A．在SiO2晶体中，由Si、O构成的最小单元环中共有8个电子

B．在12g金刚石中，含C—C共价键键数为4NA

C．干冰晶体熔化只需克服分子间作用力

D．金属晶体是由金属原子直接构成的

12.对于离子键的说法正确的是（　　）

A．阴阳离子间的静电引力是离子键

B．阴阳离子间的静电吸引是离子键

C．阴阳离子间的相互作用即为离子键

D．阴阳离子间强烈的相互作用是离子键

13.如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元（晶胞）的排列方式，图中○—X、●—Y、⊗—Z。

其对应的化学式不正确的是（　　）

14.石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如图所示），可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。

下列说法正确的是（　　）

A．石墨烯与石墨互为同位素

B．0.12g石墨烯中含6.02×1022个碳原子

C．石墨烯是一种有机物

D．石墨烯中碳原子间以共价键结合

15.下列数据是对应物质的熔点，有关判断错误的是（　　）

A．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体

B．在共价化合物分子中各原子都满足8电子稳定结构

C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体

D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高

16.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

17.根据下表的数据，判断下列说法的正确的是（　　）

A．晶格能的大小与正负离子电荷数和距离成正比

B．晶格能越大，即正负离子间的静电引力越强，晶体的熔点就越高，硬度越大

C．NaF晶体比NaCl晶体稳定

D．表中物质CaO的晶体最稳定

18.下列叙述正确的是（　　）

A．氧化镁的晶格能大于氧化钙，由岩浆晶出规则可推测氧化钙先从岩浆中析出

B．氟化氢水溶液中氢键的表示形式共有4种

C．N2H4、CO32﹣、H3O+的中心原子都是sp3杂化

D．P4和CH4分子都是正四面体结构且键角都为109°28′

19.金属的下列性质中和金属晶体结构无关的是（　　）

A．良好的导电性

B．反应中易失去电子

C．良好的延展性

D．良好的导热性

20.闪烁着银白色光泽的金属钛（22Ti）因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。

已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是（　　）

A．上述钛原子中，中子数不可能为22

B．钛元素在周期表中处于第4周期

C．钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置

D．钛元素是d区的过渡元素

第Ⅱ卷

二、非选择题（共4小题,每小题10.0分,共40分）

21.C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示（石墨仅表示出其中的一层结构）：

（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“离子”、“原子”或“分子”）晶体，C60分子中含有双键的数目是________。

（3）硅晶体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个。

（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________个。

22.如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na＋或Cl－所处的位置。

这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。

（1）请将其中代表Na＋的圆圈涂黑（不必考虑体积大小），以完成NaCl晶体结构示意图。

（2）晶体中，在每个Na＋的周围与它最接近的且距离相等的Na＋共有________个。

（3）在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na＋或Cl－为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl－的个数等于________，即________（填计算式）；Na＋的个数等于________，即________（填计算式）。

（4）设NaCl的摩尔质量为Mrg·mol－1，食盐晶体的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA。

食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离为____________________________________cm。

23.纯铜在工业上主要用来制造导线、电器元件等，铜能形成＋1和＋2价的化合物。

（1）写出基态Cu＋的核外电子排布式：

_____________________________________________。

（2）如图是铜的某种氧化物的晶胞示意图，该氧化物的化学式为________。

（3）向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu（NH3）4]SO4·H2O沉淀，该物质中的NH3通过________键与中心离子Cu2＋结合，NH3分子中N原子的杂化方式是________。

与NH3分子互为等电子体的一种微粒是________。

（4）CuO的熔点比CuCl的熔点_____________________________________（填“高”或“低”）。

24.石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性。

制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。

石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如下：

（1）下列有关石墨烯说法正确的是________。

A．石墨烯的结构与金刚石相似

B．石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面

C．12g石墨烯含σ键数为NA

D．从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力

（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。

①钴原子在基态时，核外电子排布式为：

________。

②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是________________________________________________________________________。

③下图是金与铜形成的金属互化物合金，它的化学式可表示为：

________。

④含碳源中属于非极性分子的是________（a.甲烷

b．乙炔　c．苯　d．乙醇）

⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有：

________。

答案解析

1.【答案】D

【解析】金属键是金属阳离子与自由电子之间的静电作用，它决定了金属晶体的一些性质，可以解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等金属晶体的物理性质，但不能解释其化学性质，例如锈蚀性。

2.【答案】B

【解析】　同主族的金属单质，原子序数越大，熔点越低，这是因为它们的价电

子数相同，随着原子半径的增大，金属键逐渐减弱，所以A选项正确；常用的金属导体中，导电性最好的是银，其次是铜，再次是铝、铁，所以B选项正确。

Na、Mg、Al是同周期的金属单质，密度逐渐增大，故C项正确；不同堆积方式的金属晶体空间利用率分别是：

简单立方堆积52%，体心立方最密堆积68%，六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%，因此D项错误。

3.【答案】B

【解析】A，NH4+中氮原子提供孤电子对，氢原子提供空轨道，从而形成配位键Fe（CO）5中铁原子提供空轨道，碳原子提供孤电子对，所以形成配位键，故A正确；

B，SO2是极性分子，SO3分子是非极性分子，所以二者分子的极性不同，故B错误；

C，元素电负性是表示对键合电子的吸引力的大小，电负性越大对键合电子吸引力越大，故C正确；

D，离子键的强弱可以用离子晶体的晶格能来衡量，晶格能随着离子间距的减少而增大，晶格能越大，键能越大，则离子晶体的熔点越高，故D正确。

4.【答案】A

【解析】强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等是离子晶体。

B项如NaOH、C项如KClO、D项如NH4Cl。

5.【答案】B

【解析】惰性气体都是单原子分子，它们的晶体中不存在共价键，A不正确；在题目所给晶体结构模型中每个Ti4+周围有3个O2-与之相邻，用均摊法不难求得晶体中每个Ti4+周围共有：

3×8×

=12个O2-，B正确；在SiO2的晶体中Si、O以单键相结合，故每个硅原子与4个氧原子结合，C不正确。

金属汞的熔点比I2、蔗糖等的熔点都低，D不正确。

6.【答案】D

【解析】价电子数Al＞Mg，原子半径Al＜Mg，所以Al的金属键更强，所以A的说法错误．Mg和Ca的价电子数相同，而原子半径Mg＜Ca，所以金属键的强弱Mg＞Ca，所以B的说法错误．价电子数Mg＞K，原子半径Mg＜Ca＜K，所以C的说法错误．价电子数Ca＞K，原子半径Ca＜K，所以D的说法正确。

7.【答案】D

【解析】　金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是因为金属晶体中金属阳离子与自由电子存在较强作用各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故A项不正确；金属里的自由电子要在外力作用下才能发生定向移动产生电流，故B项不正确；金属的导热性是由于自由电子碰撞金属离子将能量进行传递，故C项不正确。

8.【答案】C

【解析】大多金属易被腐蚀，是因为金属原子易失去电子。

9.【答案】C

【解析】60克SiO2晶体即1molSiO2，晶体中含有Si－O键数目为4mol（每个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成Si－O共价键），含4NA个Si－O键；SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只是硅氧原子个数比为

。

10.【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个顶角所以A错误；在二氧化硅晶体中，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正确，BC都错误。

11.【答案】C

【解析】金刚石中每个C原子平均拥有2个C—C共价键，12g金刚石中，C—C键数应为2NA；金属晶体是由金属离子和自由电子形成的。

12.【答案】D

【解析】“相互作用”既指静电引力，也指静电斥力，而且这种相互作用还指相邻（直接相邻）的阴阳离子间的强烈相互作用。

13.【答案】B

【解析】A图中X、Y原（离）子的位置、数目完全等同，化学式XY正确，不符合题意；B图化学式应为XY，符合题意；C图中X的数目：

，Y的数目：

，化学式X3Y正确，不符合题意；D图中X的数目：

，Y的数目：

，Z位于内部，数目为1，化学式XY3Z正确，不符合题意。

理解感悟：

要真正搞清楚

及

等“折扣”（即分别为8个、4个、2个晶胞或3个、6个完全相同的结构单元所共有）的含义。

14.【答案】D

【解析】石墨烯与石墨互为同素异形体，A错误；0.12g石墨烯中含有的碳原子数为

×6.02×1023mol－1＝6.02×1021个，B错误；石墨烯是碳单质的一种，是无机物，C错误；石墨烯分子中碳原子间是以共价键相结合的，D正确。

15.【答案】B

【解析】根据表中熔点数据可知，Na属于金属晶体，含金属阳离子，A正确；BCl3为分子晶体，但硼原子没有满足8电子稳定结构，B错；C和Si同为第ⅣA族元素，但CO2为分子晶体，SiO2为原子晶体，即同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，C正确；Na为金属晶体，AlCl3为分子晶体，但AlCl3的熔点比Na的熔点高，D正确。

16.【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；

17.【答案】C

【解析】根据表中的数据可知，晶格能主要影响因素是离子电荷，电荷越高，晶格能越大，而且熔点越高，硬度越大；其次就是离子半径，离子半径越小，晶格能越大，而且熔点越高，硬度越大；

A，根据表中的数据可知，NaF电荷数1，MgO电荷数2，晶格能的大小与正负离子电荷数成正比，MgO、CaO中所带电荷相同，但镁离子半径小于钙离子半径，键长MgO小于CaO，晶格能：

MgO＞CaO，所以晶格能的大小与距离成反比，故A错误；

B，离子键本质是阴、阳离子间的静电作用，不只是引力，还有斥力等，晶格能越大，即正负离子间的静电作用力越强，晶体的熔点就越高，硬度越大，故B错误；

C，NaF晶体与NaCl晶体，两种化合物所带离子电荷相同，由于离子半径：

Cl﹣＞F﹣，因此晶格能：

NaF＞NaCl＞，NaF晶体比NaCl晶体稳定，故C正确；

D，MgO、CaO中所带电荷相同为2，但镁离子半径小于钙离子半径，NaF晶体与NaCl晶体中阴阳离子所带电荷都为1，离子半径：

Cl﹣＞F﹣，所以NaF、NaCl、MgO、CaO4种离子晶体熔点从高到低的顺序是MgO＞CaO＞NaF＞NaCl，晶格能越大，晶体越稳定，表中物质MgO的晶体最稳定，故D错误；

故选C

18.【答案】B

【解析】A，离子晶体的晶格能与离子半径成反比，与电荷成正比，晶格能越大，晶体越先晶出，镁离子和钙离子所带电荷相等，镁离子半径小于钙离子，所以氧化镁的晶格能大于氧化钙，则氧化镁先晶出，故A错误；B，氟化氢水溶液里，氟化氢分子之间、水分子之间、氟化氢分子中的氢原子和水分子中的氧原子之间、水分子中的氢原子和氟化氢分子中的氟原子之间都能形成氢键，所以该溶液中能形成4种氢键，故B正确；

C，中心原子含有4个价层电子对的原子采用sp3杂化，N2H4、H3O+的中心原子含有4个价层电子对，为sp3杂化，CO32﹣中含有3个价层电子对，为sp2杂化，故C错误；

D，白磷分子是正四面体结构，其键角为60°，甲烷分子中键角是109°28′，故D错误；

故选B

19.【答案】B

【解析】A，C，D三项都是金属共有的物理性质，这些性质都是由金属晶体结构决定的。

B项，金属易失电子是由金属原子的结构决定的，与晶体结构无关。

20.【答案】C

【解析】题给三种同位素原子中，中子数最小为26，故A选项正确；Ti位于第4周期ⅣB族，属于d区元素，故B，D选项正确；同种元素的不同同位素在周期表中的位置相同，C选项错误。

21.【答案】

（1）B　

（2）分子　30　（3）2　（4）2

【解析】

（1）所给三种物质都只由碳元素组成，故它们互为同素异形体。

（2）C60中只含碳元素，且不具有向空间无限伸展的网状结构，所以为分子晶体；C60的分子中总的价电子数为60×4＝240，由图示可知已成键的价电子数为60×3，所以可形成的双键数为

＝30。

（3）由金刚石的结构模型可知，每个碳原子都与相邻的碳原子形成一个单键，故每个碳原子相当于形成（

×4）个单键，则1mol硅中可形成2mol硅硅单键。

（4）石墨层状结构中每个碳原子为三个正六边形共有，即对每个六边形贡献

个碳原子，所以每个正六边形占有

×6＝2（个）碳原子。

22.【答案】

（1）（答案不唯一，合理即可）

（2）12（3）4　12×

＋1＝4　4　8×

＋6×

＝4（答案不唯一，只要与第1问对应即可）

（4）

·

【解析】

（2）从体心Na＋看，与它最接近的且距离相等的Na＋共有12个。

（3）根据离子晶体的晶胞，求阴、阳离子个数比的方法是均摊法。

由此可知，如图NCl晶胞中，若顶角为钠，则含Na＋：

8×

＋6×

＝4个；含Cl－：

12×

＋1＝4个。

（4）设Cl－与Na＋的最近距离为acm，则两个最近的Na＋间的距离为

acm，又：

·NA＝Mr。

即a＝

。

所以Na＋间的最近距离为

·

。

23.【答案】

（1）1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10　

（2）CuO（3）配位　sp3杂化　H3O＋　

【解析】

（2）A：

4　B：

8×

＋4×

＋2×

＋1＝4，故化学式为CuO。

（4）CuO和CuCl均为离子晶体，r（O2－）

24.【答案】

（1）BD

（2）①[Ar]3d74s2　②乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键　③Cu3Au或AuCu3　④abc　⑤sp3和sp2杂化

【解析】

（1）石墨烯是层状结构，而金刚石的碳原子是四面体形，A不正确；从结构上来看，12g石墨烯含σ键数为1.5NA，C错。

（2）①根据构造原理即可写出钴的电子排布式，注意能量4s<3d轨道。

②乙醇分子间存在氢键，导致沸点较高。

③金在立方体的顶点上有8个，实际属于该晶胞只有一个，而六个面上各有一个铜原子，属于该晶胞的有3个，故其化学式为Cu3Au或AuCu3。

④甲烷是正四面体、乙炔是直线形、苯是正六边形，都是非极性分子。

⑤在酞菁分子中有两类氮原子，形成碳、氮双键的氮原子采取的是sp2杂化，而形成三条单键的氮原子则是sp3杂化。