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，
4、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【解析】云母是晶体，具有各向异性，在不同方向的导热性不同，使得熔化的石蜡成椭圆形。【答案】D5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、沸点高低顺序一般为：原子晶
5、体离子晶体分子晶体，MgOH2OO2N2，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
6、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%，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下列晶体分类中正确的是()选项离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体ANH4ClArC6H12O6生铁BH2SO4SiSHgCCH3COONaSiO2I2FeDBa(OH)2石墨普通玻璃Cu【解析】A项中，Ar是分子晶体而不是原子晶体；B项中，H2SO4属于分子晶体而不是离子晶体；D项中，石
7、墨属于混合型晶体而不是原子晶体，普通玻璃不是晶体。【答案】C8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，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】D9Al2O3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
8、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
9、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
10、。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
11、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，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
12、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】(1)11(2)44(3)CaTiO3(4)23(5)12603014(11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
13、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)
14、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)电子气(4)H3BO3分子间作用力15(12分)下图表示一个晶胞，该晶胞为正方体形，原子(或分子、离子)位于正方体的顶点和面心。试回答下列问题(只需回答一种代表物即可)：(
15、1)若这是一个分子晶体的晶胞，其代表物质是_。(2)若这是一个金属晶体的晶胞，其代表物质是_。(3)若这是一个不完整的金刚石晶胞，则晶胞中其他碳原子的数目和位置是_。(4)若这是一个不完整的NaCl晶胞，且顶点和面心的实心球表示Na。则晶胞中Cl位置是_。(5)若这是一个不完整的CaF2晶胞，且已知CaF2中Ca2的配位数为8，则图中实心球表示Ca2还是F？_。【解析】(1)这是一个面心立方结构，如果是分子晶体，典型物质为干冰、I2等。(2)如果是金属晶体的晶胞，则为面心立方最密堆积，金属中的Ca、Cu、Au、Al、Pb、Pt、Ag都是此类。(3)金刚石的完整结构为，由此可以看出，其他4个碳原
16、子位于4个互不相邻的小立方体的中心。(4)在氯化钠晶体中，每个Na的周围与之相连的Cl有6个，当实心球代表Na时，Cl在体心和12条棱的中心。(5)CaF2晶体是面心立方结构，Ca2占据立方体的8个顶角和6个面心，而F占据8个小立方体的体心，故图中实心球代表Ca2。【答案】(1)干冰(2)铜(3)4个，其他4个碳原子位于4个互不相邻的小立方体的中心(4)体心和12条棱的中心(5)Ca216(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：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
17、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)。MH2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
18、)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，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：424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
