1、章末综合测评(三)晶体结构与性质(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1“可燃冰”是一种新能源，其主要成分是甲烷与水分子的结晶水合物(CH4nH2O)埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌氧性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气)，其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温与高压下形成了类似冰的透明晶体，这就是“可燃冰”。这种可燃冰的晶体类型是()A离子晶体B分子晶体C原子晶体 D金属晶体【解析】可燃冰实际上是冰晶体的空腔内容纳甲烷分子，故该晶体为分子晶体。【答案】B2下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是()Na2ONaAlF
2、3AlCl3Al2O3BCl3CO2SiO2920 97.8 1 291 190 2 073 107 57 1 723 A.含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体B在共价化合物分子中各原子不一定都形成8电子结构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【解析】在金属晶体中就含有金属阳离子，A错；在HCl中H原子形成的是2电子结构，B正确；CO2是分子晶体，而SiO2是原子晶体，C正确；常温下为固体的硫黄形成分子晶体，而常温下为液体的Hg形成金属晶体，D正确。【答案】A3下表给出几种氯化物的熔点和沸点，据此判断下列叙述与表中数据相吻合的是()NaClMgCl2AlCl
3、3SiCl4熔点/80171419070沸点/1 4131 41218057.57A.AlCl3在加热条件下能升华BSiCl4晶体属于原子晶体CAlCl3晶体是典型的离子晶体 DMgCl2在晶体中有分子存在【解析】观察AlCl3的熔点和沸点可看出沸点要低于熔点，可以升华，A正确；从表中看SiCl4的熔点是70 ，由此看出熔点低，属于分子晶体的特征，B错；离子晶体的熔、沸点应该较高，而AlCl3的熔、沸点不高，肯定不属于典型的离子晶体，C错；MgCl2熔、沸点均很高，不可能是分子晶体，故晶体中不存在单个分子，D错。【答案】A4下列有关晶体的说法中一定正确的是() 【导学号：90990092】原子
4、晶体中只存在非极性共价键稀有气体形成的晶体属于原子晶体干冰晶体升华时，分子内共价键会发生断裂金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物分子晶体的堆积均为分子密堆积离子晶体和金属晶体中均存在阳离子，但金属晶体中却不存在离子键金属晶体和离子晶体都能导电依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体A B只有C D【解析】原子晶体中可能存在极性共价键，如金刚砂(SiC)晶体，错；稀有气体是由单原子分子构成的，形成的晶体是分子晶体，错；干冰晶体升华时破坏的是分子间作用力，错；AlCl3晶体为分子晶体，错；含有氢键的分子晶体的堆积就不是分子密堆积，如冰晶体，错；金属晶体都
5、能导电而离子晶体在固体时都不能导电，错；晶体分类的依据是构成晶体的微粒和微粒间的作用力，错。【答案】B5下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是()金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅CI4CBr4CCl4CH4MgOH2OO2N2金刚石生铁纯铁钠ABCD【解析】同属于原子晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅碳化硅，错误；为组成、结构相似的分子晶体，熔、沸点高低要看相对分子质量的大小，正确；对于不同类型晶体，熔、沸点高低一般为：原子晶体离子晶体分子晶体，MgON2OO2N2，正确；生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。【答案】B6下列关于金属晶体的叙述正确的是()A铂金可用于制作首饰
6、不能用金属键理论解释B熔融后易导电且熔点在1 000左右的晶体可能是金属晶体CNa、Mg的熔点：NaMgD体心立方堆积的空间利用率最高【解析】选项A，用铂金制作首饰利用了金属晶体的延展性，能用金属键理论解释。选项B，金属晶体在固态和熔融状态下都能导电，其熔点由于金属的不同，差异很大，故选项中所指的晶体可能是金属晶体。选项C，一般来讲，金属键的强弱与金属价电子数的多少有关，价电子数越多金属键越强；金属键的强弱也与金属阳离子的半径大小有关，金属阳离子的半径越大，金属键越弱。金属键的强弱顺序为MgNa，其熔点的高低顺序也为MgNa。选项D，金属晶体的各种堆积方式的空间利用率情况是：简单立方堆积为52
7、%，体心立方堆积为68%，六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%。因此简单立方堆积的空间利用率最低，六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高。【答案】B7二氧化硅有晶体和无定形两种形态，晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。除石英外，SiO2还有磷石英和方石英等多种变体。方石英结构和金刚石相似，其结构单元如图。下列有关说法正确的是() 【导学号：90990093】A方石英晶体中存在着SiO4结构单元B1 mol Si形成2 mol SiO键C图示结构单元中实际占有18个硅原子D方石英晶体中，SiO键之间的夹角为90【解析】本题考查SiO2的晶体结构。由方石英结构示意图，知方石英晶体中存在着S
8、iO4的结构单元，A项正确；1 mol Si形成4 mol SiO键，B项错误，题图所示的结构单元实际占有的硅原子数：8648个，C项错误；方英石晶体中存在着SiO4的结构单元，说明SiO键之间的夹角为10928，D项错误。【答案】A8有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是()A在NaCl晶体中，距Na最近的Cl形成正八面体B在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2C在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为12D该气态团簇分子的分子式为EF或FE【解析】由于是气态团簇分子，其分子式应为E4F4或F4E4；CaF2晶体中，Ca2占据8个顶点和6个面心，故Ca2共864个；金刚石晶体中，
9、每个C原子与4个C原子相连，而碳碳键为2个碳原子共用，C原子与CC键个数比为12。【答案】D9.Al2O3在一定条件下可转化为硬度、熔点都很高的氮化铝晶体，氮化铝的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是()A氮化铝属于离子晶体B氮化铝可用于制造切割金属的刀具C一个氮化铝晶胞中含有9个Al原子D氮化铝晶体中Al的配位数为2【解析】根据氮化铝晶体的性质，可知它属于原子晶体，能用于制造切割金属的刀具；根据晶胞结构可知，一个氮化铝晶胞中含有的Al原子的数目为812；观察晶胞结构可得氮化铝晶体中Al的配位数为4。【答案】B10对于面心立方晶胞(如图所示)的描述错误的是()A面心立方晶胞是所在晶体内最小的平行
10、六面体B面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个原子C平均每个面心立方晶胞中有14个原子D平均每个面心立方晶胞中有4个原子【解析】在面心立方晶胞顶点和六个面的面心处都有一个原子，平均每个晶胞中含有的原子数864个。【答案】C11已知某化合物的晶体是由以下最小单元密置堆积而成的，关于该化合物的以下叙述中正确的是 ()A1 mol该化合物中有2 mol YB1 mol该化合物中有6 mol OC1 mol该化合物中有2 mol BaD该化合物的化学式是YBa2Cu3O6【解析】由图中可以看出，白球代表的Y原子位于长方体的八个顶点上，大黑球代表的Ba原子位于长方体的四条棱上，灰球代表的Cu
11、原子位于长方体的内部(共有三个)，小黑球代表的O原子有的位于长方体的内部、有的位于长方体的面上，分别运用均摊法可计算出该结构单元的实际含有的原子个数，进而可确定该化合物的化学式。Y原子个数为81，Ba原子个数为82，Cu原子个数为3，O原子个数为1027。【答案】C12科学家曾合成了一系列具有独特化学特性的(AlH3)n氢铝化合物。已知，最简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6，它的熔点为150 ，燃烧热极高。Al2H6球棍模型如图。下列有关说法肯定错误的是()【导学号：90990093】AAl2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体B氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料CAl2H6在空气中完
12、全燃烧，产物为氧化铝和水DAl2H6中含有离子键和极性共价键【解析】由题意“最简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6，它的熔点为150 ”可知，该晶体为分子晶体，HAl键为共价键，而不是离子键，故D错。【答案】D二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13(11分)根据下面图示回答问题：(1)A图是某离子化合物的晶胞，阳离子位于中间，阴离子位于8个顶点，该化合物中阳、阴离子的个数比是_。(2)B图表示构成NaCl晶体的一个晶胞，通过想象与推理，可确定一个NaCl晶胞中含Na和Cl的个数分别为_、_。(3)若Ca、Ti、O形成的某钙钛矿型晶体结构如C图，其化学式为_。(4)石墨晶体结构如D图所示，
13、每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占有的碳原子数为_，CC键数为_。(5)原子晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，如E图。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有1个原子。试观察该图，推断这个基本结构单元所含硼原子个数、键角、BB键的个数依次为_、_、_。【解析】(1)阳离子数1，阴离子数81，即：阳离子数阴离子数11。(2)Na的个数864，Cl的个数1214。(3)Ca原子数81，Ti原子数1，O原子数123，所以化学式为CaTiO3。(4)C原子数62，CC键数63。(5)B原子数20312，等边三角形的键角为60，BB键数20330。【答案
14、】(1)11(2)44(3)CaTiO3(4)23(5)12603014(9分)下图为CaF2、H3BO3(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题： 【导学号：90990094】(1)图1所示的CaF2晶体中与Ca2最近且等距离的F数为_，图3中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为_；(2)图2所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是_。H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为_；(3)金属铜具有很好的延展性、导电传热性，对此现象最简单的解释是用“_”理论；(4)三种晶体中熔点最低的是_，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作
15、用力为_。【解析】(1)从图1可看出面心上的一个Ca2连接4个F，若将紧邻的晶胞画出，也应连4个F，则一个Ca2连有8个F。铜晶体属于面心立方最密堆积，配位数为12。(2)H是两电子原子，从图2看，B原子只形成三个共价键，应为6个电子，只有氧原子为8个电子。H3BO3属于分子晶体，一个B原子连有3个O原子，3个O原子又连有3个H原子，所以一个B原子对应6个极性键。(3)“电子气”理论可以解释金属的导电、导热和延展性等物理性质。(4)熔点高低一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体，金属晶体看具体情况，此题中H3BO3为分子晶体，熔点最低，熔化时破坏分子间作用力。【答案】(1)812(2)O16(3)
16、电子气(4)H3BO3分子间作用力15(14分)元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。(1)在第三周期中，第一电离能大于Y的元素有_种。(2)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。在1个晶胞中，X离子的数目为_。该化合物的化学式为_。(3)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是_。H2Y分子的立体构型为_。(4)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是_。(5)Y与Z可形成YZYZ的立体构型为_(用文字描述)。写出一种与YZ互为等电子体的分子的化学式：
17、_。(6)X的氯化物与氨水反应可形成配合物X(NH3)4Cl2，1 mol该配合物中含有键的数目为_。【解析】元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数281828，原子最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，为Zn元素；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，则Y是S元素；元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，Z是O元素。(1)第三周期中比元素S电离能大的有Ar、Cl、P三种元素。(2)该晶胞中X离子数目864。该晶胞中Y离子数目4，X和Y离子数目之比等于11，所以该化合物的化学式为ZnS。(3)在H2S中硫原子的价电子对数(62)4，所以硫采取sp3杂化，S原子还
18、有2对孤电子对，所以H2S为V形分子。(4)在乙醇的水溶液中，水分子和乙醇分子之间易形成氢键，氢键的存在导致其溶解性增大。(5)SO中S的价电子对数(62)4，没有孤电子对，所以SO是正四面体结构。等电子体中原子总数相等，且价电子总数相等，所以与SO互为等电子体的分子的化学式为CF4、SiF4、CCl4或SiCl4等。(6)每摩尔配合物X(NH3)4Cl2中，键数目(344)NA16NA。【答案】(1)3(2)4ZnS(3)sp3V形(4)水分子与乙醇分子之间形成氢键(5)正四面体形CCl4或SiCl4、SiF4等(6)16NA16(18分)开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。 【导学号
19、：90990095】(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态原子Ti有_种能量不同的电子，基态Ti3的未成对电子有_个。LiBH4由Li和BH构成，BH的立体构型是_，LiBH4中不存在的作用力有_(填字母)。a离子键 b共价键c金属键 d配位键Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为_。(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。LiH中，离子半径Li_H(填“”、“”或“”)。某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：I1I2I3I4I5I/kJmol17381 4517 73310 54013 630M是_(填元素符号)。M
20、H2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度a gcm3，则该晶胞的体积为_cm3用a、NA表示(NA为阿伏加德罗常数的值)。(3)氨硼烷(NH3BH3)与镧镍合金(LaNix)都是优良的储氢材料。H3BNH3的等电子体的化学式为_。镧镍合金的晶胞结构示意图如下图所示(只有1个原子位于晶胞内部)，则x_。氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体，具有类似金刚石的结构，硬度略小于金刚石。则在下列各项中，立方氮化硼晶体不可用作_(填字母)。a耐磨材料 b切削工具c导电材料 d钻探钻头【解析】(1)基态原子Ti的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，有7个能级，
21、即7种能量不同的电子，Ti3的价电子排布式为3d1，有1个未成对电子；Li和BH以离子键结合，BH中B原子与H原子间以共价键结合，B原子最外层有3个电子，而B原子最外层有4个轨道，能提供一个空轨道与H形成配位键，化合物中不存在金属键；Li、B、H电负性HBLi。(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越多，半径越小，离子半径LiH。M的I3I2，所以M原子最外层有2个电子，M为短周期元素Mg。每个晶胞中含有Mg：812个，含有H：4个，所以晶胞的体积为cm3。(3)用2个C原子替换B和N原子即可得其等电子体为C2H6。每个晶胞中含有La：81，Ni：815，x5。立方氮化硼为原子晶体不导电，故选c。【答案】(1)71正四面体cHBLi(2)Mg(3)C2H65c
