2019-2020学年高二人教版化学选修三练习：3章 晶体结构与性质 测评A Word版含答案.doc

1、第三章测评第三章测评(A) (时间:90 分钟满分:100 分) 一、选择题(本题包括 13 小题,每小题 4 分,共 52 分。每小题只有一个选项符合题意) 1.在常温常压下呈气态的化合物,降温使其固化得到的晶体属于() A.分子晶体 B.原子晶体 C.离子晶体 D.何种晶体无法判断 解析:因该化合物在常温常压下呈气态,故降温使其固化得到的晶体应属于分子晶体。 答案:A 2.下表中列出了有关晶体的说明,错误的是() 选项ABCD 晶体名称 碘 化 钾 干 冰 石 墨 碘 组 成 晶 体 微 粒名称 阴、 阳 离子 分 子 原 子 分 子 晶 体 内 存 在 的作用力 离 子 键 范 德华力

2、共 价键 范 德华力 解析:石墨是混合晶体,晶体内存在共价键、金属键和范德华力。 答案:C 3.下列晶体分类中正确的一组是() 离子晶 体 原 子 晶 体 分子晶 体 NaOH A r SO2 H2SO4 石 墨 S CH3C OONa 水 晶 Ba(OH )2 金 刚石 玻璃 解析:从构成晶体的粒子和微粒间的相互作用力去判断晶体的类型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都 是阴、阳离子间通过离子键相互结合成的离子晶体,纯 H2SO4中无 H+,是分子晶体。Ar 分子间以范德华力相 互结合为分子晶体,石墨是混合晶体,水晶(SiO2)与金刚石是典型的原子晶体。 硫的化学式用 S 表示,实

3、际上是 S8,气体时为 S2,是以范德华力结合成的分子晶体。玻璃没有固定的熔点,加热时逐渐软化,为非晶体。 答案:C 4.下列有关晶体的说法中正确的是() A.氯化钾溶于水时离子键未被破坏 B.金属晶体中金属键越强,熔点越高 C.冰融化时分子中共价键发生断裂 D.分子间作用力越大,分子越稳定 解析:氯化钾溶于水时离子键被破坏,A 项错误;冰融化时破坏的是分子间作用力而共价键没有发生断 裂,C 项错误;分子间作用力越大,分子晶体的熔点越高,D 项错误。 答案:B 5.下列性质适合于离子晶体的是() A.熔点-218 ,难溶于水 B.熔点 3 900 ,硬度很大,不导电 C.难溶于水,固体时导电,

4、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 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 两项均不符 合离子晶体的特点;B 项中熔点达 3 900 ,硬度很大,不导电,应是原子晶体,故只有 D 项符合题意。 答案:D 6.科学家发现钇钡铜氧化合物在 90 K 时即具超导性,该化合物的晶胞结构如图所示: 该化合物以 Y2O3、BaCO3和 CuO 为原料,经研磨烧结而成,其原料配比为() A.111B.146 C.123D.223 解析:晶胞中钡原子个数为 2,铜原子个数为8+8=3,钇原子个数为 1,则 Y2O3、BaCO3、C

5、uO 之比为1 23=146。 答案:B 7.玻璃是常见的非晶体,在生产生活中有着广泛的用途,下图是玻璃的结构示意图,有关玻璃的说法错误 的是() 石英玻璃的结构模型 A.玻璃内部微粒排列是无序的 B.玻璃熔化时吸热,温度不断上升 C.光纤和玻璃的主要成分都可看成是 SiO2,二者都是非晶体 D.利用 X-射线衍射实验可以鉴别玻璃和水晶 解析:根据玻璃的结构示意图知,构成玻璃的粒子的排列是无序的,所以玻璃是非晶体,因此没有固定的 熔点,A 对、B 对;区分晶体与非晶体的最科学的方法是对固体进行 X-射线衍射实验,D 对。 答案:C 8.下列有关金属晶体和离子晶体的叙述中,不正确的是() A.金

6、属钠形成的晶体中,每个原子周围与其距离最近的原子有 8 个 B.金属镁形成的晶体中,每个原子周围与其距离最近的原子有 6 个 C.在 NaCl 晶体中,每个 Na+周围与其距离最近的 Na+有 12 个 D.在 CsCl 晶体中,每个 Cs+周围与其距离最近的 Cl-有 8 个 解析:金属钠为体心立方堆积,每个原子周围与其距离最近的原子有8个,故A项正确;金属镁为六方最密 堆积,每个原子周围与其距离最近的原子有 12 个,故 B 项错误;据 NaCl、 ZnS 的晶胞结构可知,NaCl 晶体中每 个 Na+周围与其距离最近的 Na+有 12 个,CsCl 晶体中每个 Cs+周围与其距离最近的

7、Cl-有 8 个,故 C、D 项正 确。 答案:B 9.下列说法中正确的是() 所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理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所有的化学键和氢键都具有相同的特征:方向性和饱和性所有的配合物 都存在配位键,所有含配位键的化合物都是配合物所有含极性键的分子都是极性分子所有离子晶 体中都含有离子键所有金属晶体的熔点都高于分子晶体的熔点 A.B. C.D. 解析: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轨道能 量较低,原子较稳定。对于同一周期的主族元素而言,元素的第一电离能在总体上呈现增大的趋势,但如第

8、 A 族元素处于半充满状态,较稳定,第一电离能大于同周期的第A 族元素。中如金属键不存在方向性 和饱和性。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。含有极性键的 分子如果立体结构对称,就是非极性分子,如 CO2、CH4等。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。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。 答案:B 10.下列说法正确的是() A.同周期的A 族元素的金属性比A 族元素的金属性强 B.第三周期元素的阴离子半径从左到右逐渐增大 C.A 族的气态氢化物一定比A 族的稳定性强 D.原子晶体的

9、熔点一定比离子晶体的高 解析:同周期元素,从左到右金属性逐渐减弱,A 项正确;同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,阴离子 半径也符合该规律,B 项错误;第A 族 NH3的稳定性大于第A 族的 H2S,C 项错误;原子晶体的熔点不一定 比离子晶体的高,如氧化镁为离子晶体,其熔点高达 2 800 ,而 SiO2的熔点只有 1 600 ,D 项错误。 答案:A 11.金属晶体的堆积方式、空间利用率和配位数关系正确的是() A.钋 Po简单立方堆积52%6 B.钠 Na体心立方堆积74%12 C.锌 Zn六方最密堆积68%8 D.银 Ag面心立方最密堆积74%8 答案:A 12.下表是几种物质的晶格能

10、数据: 物质 N aF M gF2 A lF3 M gO C aO S rO B aO 9 23 2 957 5 492 3 791 3 401 1 918 由此表中数据不能得出的结论是() A.同一周期的金属元素与某一种非金属元素形成的化合物,从左到右晶格能增大 B.E 的数值介于 3 401 kJmol-1与 1 918 kJmol-1之间 C.晶格能的大小与成键离子核间距的大小、离子所带电荷的高低有关 D.当 MgO、CaO 能电离成金属离子与 O2-时,MgO 所需要的温度低于 CaO 解析:Na、Mg、Al 属于同一周期,与氟形成的化合物晶格能数据增大,A 项正确;Mg、Ca、Sr、

11、Ba 属于 同一主族,由表中数据知,从上到下氧化物晶格能减小,B 项正确;三种氟化物中,从钠到铝,离子半径是减小的, 成键离子核间距也是减小的,从表中后四种氧化物晶格能大小变化看,核间距越小,晶格能越大,因此晶格能 的差异是由离子所带电荷不同和离子核间距大小造成的,C 项正确;由电离生成的离子有 O2-知,它们的电离 是在熔化状态下进行的,MgO 的晶格能大,熔点比 CaO 的高,D 项错误。 答案:D 13.由短周期元素组成的某离子化合物中,一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为 20。下列说法中 正确的是() A.晶体中阳离子和阴离子的个数不一定相等 B.晶体中一定只有离子键没有共价键 C

12、.所含元素一定不在同一周期也不在第一周期 D.晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径 解析:在短周期中符合题设条件的物质有:NaF、 Na2O、 MgO、 NaOH、 NH4F 等,故 A 项正确;NaOH、 NH4F 含共价键,B 项不正确;所含元素可在同一周期,也可在第一周期,如 NH4F,故 C 项不正确;NaF、Na2O、MgO 等其阳离子半径都比阴离子半径小,故 D 项不正确。 答案:A 二、非选择题(本题包括 4 小题,共 48 分) 14.(10 分)原子序数依次增大的四种元素 A、B、C、D 分别处于第一至第四周期,其中 A 原子核只有一 个质子;B 原子核外电子有 6 种不同的运

13、动状态,B 与 C 可形成正四面体形分子,D 原子外围电子排布为 3d104s1。 请回答下列问题: (1)这四种元素中电负性最大的是(填元素符号),第一电离能最小的是(填元素符号)。 (2)C 所在的主族元素气态氢化物中,沸点最低的是(填化学式)。 (3)B 元素可形成多种单质,其中“只有一层原子厚”的物质,被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、 传导电子速度最快的新型材料,该材料晶体结构如图所示,其原子的杂化类型为。 (4)D 的醋酸盐晶体局部结构如图,该晶体中含有的化学键是(填选项序号)。 极性键非极性键 配位键金属键 (5)某学生所做的有关 D 元素的实验流程如下: D 单质棕色的烟绿

14、色溶液蓝色沉淀蓝色溶液黑色沉淀 已知 D 的硫化物为黑色难溶性物质,请书写第反应的离子方程式:。 解析:氢的原子序数为1,A为氢元素;原子核外电子的运动状态互不相同,故B为碳元素;CCl4为正四面体 结构,C 是氯元素;D 是铜元素。 (1)氯是这几种元素中电负性最大的元素。铜为金属,容易失去电子,第一电离能最小。 (2)第A 族中,因 HF 分子间可以形成氢键,导致其沸点最高,其他氢化物沸点随着相对分子质量的增大 而增大,故 HCl 的沸点最低。 (3)该单质为层状正六边形结构,故碳原子采取 sp2杂化。 (4)(CH3COO)2Cu 中 CH3COO-离子中存在非极性键、极性键,CH3CO

15、O-与 Cu2+之间存在配位键。 (5) 结 合 图 示 和 Cu2+能 够 形 成 Cu(NH3)42+, 其 转 化 关 系 为 CuCuCl2CuCl2溶 液 Cu(OH)2Cu(NH3)4Cl2CuS 沉淀。则离子方程式为Cu(NH3)42+H2S+2H2OCuS+2N+2NH3H2O。 答案:(1)ClCu (2)HCl (3)sp2 (4) (5)Cu(NH3)42+H2S+2H2OCuS+2N+2NH3H2O 15.(11 分)(1)在元素周期表第三周期中,性质最活泼的金属所形成晶体的堆积模型是,配位数 为。 (2)根据 VSEPR 模型,H2O 的立体结构为形,中心原子的杂化轨

16、道类型是;含有 8 个质子、 10 个中子的原子的化学符号为;周期表中电负性最大的元素为;最外层电子排布为 4s24p1的原 子的核电荷数为。 (3)下列 7 种物质:白磷(P4);水晶;氯化铵;氢氧化钙;氟化钠;过氧化钠;石墨,上述固态下都 为晶体。回答下列问题(填写序号):不含金属离子的离子晶体是;既含范德华力,又有非极性键的晶体 是;熔化时既要克服范德华力,又要破坏化学键的是。 (4)下图中 AD 是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型,请填写相应物质的名称: B.;D.。 解析:(1)钠为体心立方,其配位原子数为 8。 (2)H2O 分子中成键电子对数为=4,故氧原子是 sp3杂化;

17、因分子中有两对孤电子对,致使其分子为 V 形分 子。元素周期表中电负性最大的元素是 F。最外层电子排布为 4s24p1的原子,则其内层电子已完全填充满, 故其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p1,故该原子的核电荷数为 31。 (3)NH4Cl 是离子晶体,但不含金属元素。P4为分子晶体,分子间存在分子间作用力,分子内含非极性键。 石墨是层状结构,层间存在分子间作用力,层内则是共价键和金属键,熔化时既破坏了层间的分子间作用力, 又破坏层内的化学键。 (4)根据晶胞结构可知,A、B、C、D 分别为 CsCl、NaCl、SiO2和金刚石。 答案:(1)体心立方堆积8 (2

18、)Vsp3OF31 (3) (4)氯化钠金刚石 16.(12 分)A 族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含A 族元素的化 合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题。 (1)S 单质的常见形式为 S8,其环状结构如下图所示,S 原子采用的轨道杂化方式是。 (2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能 量,O、S、Se 原子的第一电离能由大到小的顺序为。 (3)Se 原子序数为,其核外 M 层电子的排布式为。 (4)H2Se 的酸性比 H2S(填“强”或“弱”)。气态 SeO3分子的立体构型为,S 离子的立体

19、构型 为。 (5)H2SeO3的 K1和 K2分别为 2.710-3和 2.510-8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为 1.210-2,请根据结构 与性质的关系解释: H2SeO3和 H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因:; H2SeO4比 H2SeO3酸性强的原因: 。 (6)ZnS 在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方 ZnS 晶体结构如下图所示,其晶 胞边长为 540.0 pm,密度为gcm-3(列式并计算),a 位置 S2-与 b 位置 Zn2+之间的距离为pm(列式 表示)。 解析:(1)首先根据 S8的结构和价电子特点,确定其杂化方式。S 的价电

20、子数是 6,其中形成 2 个键,还有 两对孤电子对,故杂化方式为 sp3。 (2)在周期表中,同主族元素从上到下得电子能力减弱,第一电离能依次减小。 (3)Se 在 S 的下一周期,其原子序数是 16+18=34,电子排布式为Ar3d104s24p4。 (4)HSe 键的键长比 HS 键的键长长,所以 HSe 键易断裂,故 H2Se 酸性比 H2S 强。SeO3中 Se 的杂 化方式为 sp2杂化,立体构型为平面三角形。S 中 S 的杂化方式为 sp3杂化,与 3 个 O 成键,故立体构型为三角 锥形。 (5)第一步电离产生的 H+抑制 HSe 和 HSe 的电离,使得 HSe 和 HSe 较

21、难电离出 H+。 同种元素形成的不同含氧酸,若表示为(HO)mROn,则 n 值越大,R 元素的化合价越高,正电性越 高,ROH 中 O 的电子更易向 R 原子偏移,OH 键越易断裂,易电离产生 H+。 H2SeO3和 H2SeO4可分别表示为(HO)2SeO 和(HO)2SeO2,前者 n 值为 1,后者 n 值为 2,显然 H2SeO4的酸 性强于 H2SeO3。 (6)ZnS 晶胞的体积为(540.010-10cm)3。S2-位于晶胞的顶点和面心,Zn2+位于晶胞的内部,一个 ZnS 晶胞 中含有 S2-:8+6=4 个,含有 4 个 Zn2+,即一个 ZnS 晶胞含有 4 个 S2-和

22、 4 个 Zn2+,则晶胞的密度为=4.1 gcm-3。 ZnS 晶胞中,面对角线上两个相邻 S2-的距离为 540 pm=270 pm。 每个 Zn2+与周围 4 个 S2-形成正四面体结构, 两个 S2-与 Zn2+ 之间连线的夹角为 10928,两个相邻 S2-与 Zn2+形成等腰三角形(如图所示),则 ab 之间的距离为 pm。 答案:(1)sp3(2)OSSe(3)343s23p63d10 (4)强平面三角形三角锥形(5)第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢 离子 H2SeO3和 H2SeO4可分别表示为(HO)2SeO 和(HO)2SeO2。H2SeO3中的 Se

23、 为+4 价,而 H2SeO4中的 Se 为+6 价,正电性更高,导致 SeOH 中 O 的电子更向 Se 偏移,越易电离出 H+ (6)=4.1 或 135 17.(15 分)C60、金刚石、石墨、二氧化碳和氯化铯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“原子”或“分子”)晶体,C60分子中含有双键的数目是。 (3)晶体硅的结构跟金刚石相似,1 mol 晶体硅中含有硅硅单键的数目约是NA。 (4)石墨层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是。 (5)观

24、察 CO2分子晶体结构的一部分,试说明每个 CO2分子周围有个与之紧邻且等距的 CO2分 子;该结构单元平均占有个 CO2分子。 (6)观察图形推测,CsCl 晶体中两距离最近的 Cs+间距离为 a,则每个 Cs+周围与其距离为 a 的 Cs+数目 为,每个 Cs+周围距离相等且次近的 Cs+数目为,距离为,每个 Cs+周围距离相等且 第三近的 Cs+数目为,距离为,每个 Cs+周围紧邻且等距的 Cl-数目为。 解析:(1)所给三种物质均为只由碳元素组成的单质,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的分子中的总的价电子 数为

25、604=240,由图示可知已成键的价电子数为 603,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 1 mol 硅中可形成 2 mol 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。 (5)题给出 CO2分子晶体的一部分。取任一顶角的 CO2分子,则与之距离最近且等距的是共用该顶角的 三个面的面心上的 CO2分子,共 3 个;而该顶角被 8 个同样晶胞共用,而面心上的分子被 2 个晶胞共用,这样符 合题意的 CO2分子有:3=12 个;在此结构中,8 个 CO2分子处于顶角,为 8 个同样结构共用,6 个 CO2分子处于 面心,为 2 个同样结构共用。所以,该结构单元平均占有的 CO2分子数为 8+6=4(个)。 (6)以图中大立方体中心的 Cs+为基准,与其最近的 Cs+分别位于其上、下、前、后、左、右的六个方位; 与其次近的 Cs+分别位于通过中心 Cs+的三个切面的大正方形的顶点,个数为 43=12;与其第三近的 Cs+分别 位于大立方体的 8 个顶点上;每个 Cs+周围紧邻且等距的 Cl-数目为 8。 答案:(1)B(2)分子30(3)2(4)2(5)124(6)612a8a8