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

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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.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。

据图分析，石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为（　　）

A．2∶3

B．2∶1

C．1∶3

D．3∶2

2.在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是（　　）

A．6个　120°

B．5个　108°

C．4个　109°28′

D．6个　109°28′

3.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

4.在40GPa高压下，用激光器加热到1800K时，人们成功制得原子晶体干冰，其结构和性质与SiO2原子晶体相似，下列说法正确的是（　　）

A．原子晶体干冰易汽化，可用作制冷剂

B．原子晶体干冰有很高的熔点和沸点

C．原子晶体干冰的硬度小，不能用作耐磨材料

D．1mol原子晶体干冰中含2molC—O键

5.MCl晶体具有立方体结构，其晶胞结构如图所示，在该晶体中，每个M＋周围与它最接近的且距离相等的M＋的个数共有（　　）

A．6个

B．8个

C．12个

D．16个

6.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

7.美国LawreceLiermore国家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分异构体

B．在一定条件下，CO2原子晶体转化为CO2分子晶体是物理变化

C．CO2的原子晶体和CO2分子晶体具有相同的物理性质和化学性质

D．在CO2的原子晶体中，每一个C原子结合4个O原子，每一个O原子跟两个C原子相结合

8.金属晶体熔、沸点高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小相关。

由此判断下列说法正确的是（　　）

A．金属镁的硬度大于金属铝

B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐增大

C．金属镁的熔点大于金属钠

D．金属镁的硬度小于金属钙

9.氢是重要而洁净的能源。

要利用氢气作为能源，必须解决好安全有效地储存氢气的问题。

化学家研究出利用合金储存氢气的方法，其中镧（La）镍（Ni）合金是一种储氢材料，这种合金的晶体结构已经测定，其基本结构单元如图所示，则该合金的化学式可表示为（　　）

A．LaNi5

B．LaNi

C．La14Ni24

D．La7Ni12

10.为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物,可以进行下列实验,其中合理、可靠的是（　　）

A．观察常温下的状态,SbCl5是苍黄色液体,SnCl4为无色液体。

结论:

SbCl5和SnCl4都是离子化合物

B．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。

结论:

SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物

C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中,滴入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀。

结论:

SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物

D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性,发现它们都可以导电。

结论:

SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物

二、双选题

11.（多选）下列有关晶体的叙述中，错误的是（）

A．离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时化学键不被破坏

B．白磷晶体中，结构粒子之间通过共价键结合

C．石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体

D．构成分子晶体的结构粒子中一定存在共价键

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）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

14.（多选）下列关于金属晶体的叙述正确的是（　　）

A．常温下,金属单质都以金属晶体形式存在

B．金属阳离子与自由电子之间的强烈作用,在一定外力作用下,不因形变而消失

C．钙的熔点高于钾

D．温度越高,金属的导电性越好

三、填空题

15.铝单质的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。

若已知铝原子半径为d，NA表示阿伏加德罗常数，相对原子质量为M，请回答：

（1）晶胞中Al原子的配位数为__________，一个晶胞中Al原子的数目为_________。

（2）该晶体的密度可表示为_______________________________。

16.下图为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题。

（1）该晶胞“实际”拥有的铜原子数是________个。

（2）该晶胞称为________。

（填序号）

A．六方晶胞

B．体心立方晶胞

C．面心立方晶胞

（2）此晶胞立方体的边长为acm，Cu的相对原子质量为64，金属铜的密度为ρg/cm3，则阿伏加德罗常数为________（用a、ρ表示）。

17.有下列8种晶体，用序号回答下列问题：

A．水晶B．冰醋酸C．白磷D．固态氩E．氯化铵F．铝G．金刚石

（1）直接由原子构成的分子晶体是.

（2）由极性分子构成的晶体是,属于分子晶体的单质是.

（3）在一定条件下能导电而不发生化学反应的是，分子内存在化学键，但受热熔化时，化学键不发生变化的是。

18.溴化碘是一种卤素互化物，具有很高的化学活性，有许多性质跟卤素单质相似。

它在常温下是深红色固体，熔点41℃，沸点116℃，则固体溴化碘是________晶体，含有________键。

19.某离子晶体晶胞结构如图1所示：

X位于立方体的顶点，Y位于立方体中心．试分析：

（1）晶体中每个Y同时吸引着　　个X，每个X同时吸引着　　个Y，该晶体的化学式为　或　。

（2）晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有　　个．

（3）晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX的度数为　　．

（4）设该晶体的摩尔质量为Mg•mol﹣1，晶体的密度为ρg•cm﹣3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为　cm．

（5）图2的图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是　　．

四、推断题

20.几组物质的熔点（℃）数据：

据此回答下列问题：

（1）A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。

（2）B组晶体共同的物理性质是________（填序号）。

①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性

（3）C组中HF熔点反常是由于________________________________________________________________________

________。

（4）D组晶体可能具有的性质是________（填序号）。

①硬度小②水溶液能导电

③固体能导电④熔融状态能导电

（5）D组晶体的熔点由高到低的顺序为：

NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因解释为：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

五、计算题

21.

（1）中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体．NiO（氧化镍〕晶体的结构与NaQ相同，Ni2+与最邻近O2﹣的核间距离为a10﹣8cm，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晶体中就存在如图所示的缺陷：

一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代．其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NiO970，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比．

22.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）。

答案解析

1.【答案】A

【解析】每个碳原子被3个六边形共用，每条共价键被2个六边形共用，则石墨晶体中碳原子个数与共价键个数之比为（6×

）∶（6×

）＝2∶3。

2.【答案】D

【解析】根据金刚石的晶体结构特点可知最小环上碳原子数为6个，任意两个C—C键夹角为109°28′。

3.【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。

4.【答案】B

【解析】解析　已制得原子晶体干冰，所以应具有原子晶体的性质，熔、沸点高，硬度大。

所以B正确。

5.【答案】A

【解析】根据MCl的晶胞结构可以看出每个M＋的正上、正下、左、右、前、后各有一个M＋与之距离相等且最近，故每个M＋周围与它最接近的且距离相等的M＋共有6个。

6.【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。

7.【答案】D

【解析】A．二氧化碳原子晶体中不含分子，故A错误；B．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，所以二者的转变是化学变化，故B错误；CCO2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，其化学性质也不同，故C错误；D．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D正确；故选D。

8.【答案】C

【解析】镁离子比铝离子的半径大，而所带的电荷少，所以金属镁比金属铝的金属键弱，熔、沸点和硬度都小；从Li到Cs，离子的半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔、沸点和硬度都逐渐减小；金属镁比金属钠离子的半径小而所带电荷多，金属键强，所以金属镁比金属钠的熔、沸点和硬度都大；镁比钙离子的半径小，金属键强，所以金属镁比金属钙的熔、沸点和硬度都大。

9.【答案】A

【解析】据上述物质的结构知La原子的数目为

，而Ni原子的数目为

，所以La与Ni的原子个数比为3∶15＝1∶5。

10.【答案】B

【解析】离子化合物一般熔点较高,熔化后可导电;分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电,如HCl等溶于水电离产生Cl-,能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应,产生白色沉淀,故A，C，D都不可靠。

11.【答案】BD

【解析】离子晶体是通过离子键将阴、阳离子结合在一起的，所以熔化时，离子键遭破坏；而分子晶体是通过范德华力将分子结合在一起的，所以熔化时，分子内部的化学键未发生变化，破坏的只是范德华力，则A正确；白磷晶体是分子晶体，在分子内部存在共价键，而分子之间是通过范德华力结合的，则B错误；石英晶体是原子晶体，则C正确；稀有气体在固态时也属于分子晶体，而稀有气体是单原子分子，在分子内部不存在共价键，则D错误。

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】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．

14.【答案】BC

【解析】:

常温下,Hg为液态,A项错误;因为金属键无方向性,故金属键在一定范围内不因形变而消失,B项正确;钙的金属键强于钾,故熔点高于钾,C项正确;温度升高,金属的导电性减弱,D项错误。

15.【答案】

（1）12　4　

（2）

【解析】

（1）由图甲可知Al晶胞为面心立方晶胞，配位数为12。

一个Al晶胞中含有Al的数目为8×

＋6×

＝4个。

（2）由图乙知晶胞的棱长为

＝2

d。

若该晶体的密度为ρ，则ρ×（2

d）3＝

×M，ρ＝

。

16.【答案】

（1）4　

（2）C　（3）

【解析】处于立方体顶点的金属原子为8个晶胞共用，此晶胞只占

；处于面心上的金属原子为2个晶胞共用，此晶胞只占

。

（1）用“切割分摊法”：

8×

＋6×

＝4；

（2）面心立方晶胞；（3）

×64＝ρ·a3，NA＝

。

17.【答案】答案：

（1）D

（2）B；E；C、D（3）F；B、C

【解析】直接由原子构成的分子晶体是稀有气体D；由极性分子构成的晶体是B，含有共价键的离子晶体是E，是分子晶体而且是单质的是C和D；一定条件下能导电但是不发生化学反应的是F，分子内存在化学键受热熔化不破坏化学键说明是分子晶体所以是BC，受热熔化需需要克服共价键的是原子晶体所以是AG

18.【答案】分子　极性共价

【解析】溴化碘（IBr）熔、沸点较低，由分子晶体的特性可知应为分子晶体，是由两种不同的非金属元素构成的共价化合物，所含有的化学键为极性共价键。

19.【答案】

（1）4；8；XY2或Y2X；

（2）12；（3）109°28′；（4）

；（5）②④

【解析】

（1）根据图象知，晶体中每个Y同时吸引着4个X，每个X同时吸引着8个Y，该晶胞中X原子个数=4×

，Y原子个数=1，所以X和Y原子个数之比为1：

2，其化学式为XY2或Y2X；

（2）晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X个数=3×8×

=12；

（3）该晶胞中四个X和一个Y原子形成正四面体结构，所以其键角是109°28′；

（4）设晶体中两个距离最近的X中心间的距离为acm，则晶胞的棱长=

，体积═

cm3，ρ=

=

，所以a=

；

（5）NaCl属于立方晶体，每个钠离子周围有6个氯离子、每个氯离子周围有6个钠离子，根据配位数知②④正确

20.【答案】

（1）原子　共价键　

（2）①②③④

（3）HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多（只要答出HF分子间能形成氢键即可）

（4）②④

（5）D组晶体都为离子晶体，r（Na＋）＜r（K＋）＜r（Rb＋）＜r（Cs＋），在离子所带电荷相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高

【解析】通过读取表格中数据先判断出晶体的类型及晶体的性质，应用氢键解释HF的熔点反常，利用晶格能的大小解释离子晶体熔点高低的原因。

21.【答案】

（1）NiO晶体的密度为

；

（2）晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6：

91

【解析】

（1）1cm3中阴、阳离子总数=

；

1cm3中Ni2+﹣O2﹣离子对数=

密度=

=

=

答：

NiO晶体的密度为

；

（2）设1molNi0.97O中含Ni3+xmol，Ni2+为（0.97﹣x）mol，根据晶体仍呈中性，可知3x+2×（0.97﹣x）=2×1，

x=0.06molNi2+为（0.97﹣x）mol=0.91mol，即离子数之比Ni3+：

Ni2+=0.06：

0.91=6：

91，

答：

晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6：

91

22.【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。