1、第三章 晶体结构与性质 章末检测试卷(100分)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分)1下列叙述中正确的是()A具有规则几何外形的固体一定是晶体B晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形C具有各向异性的固体一定是晶体D粉末状的固体一定不是晶体答案C解析有些人工加工而成的固体也具有规则的几何外形，但不是晶体，如玻璃制品，A项错误；晶体与非晶体的根本区别在于其内部微粒是否呈周期性有序排列，晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特定的对称性都是其内部粒子规律排列的外部反映，B项错误；具有各向异性的固体一定是晶体，非晶体不具有各向异性，C项正确；不
2、管固体的颗粒大小如何，只要其组成粒子在三维空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体，D项错误。2下列说法正确的是()A冰融化时，分子中HO发生断裂B共价晶体中，共价键越强，熔点越高C分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高D分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定答案B解析A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误；B项，共价晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，正确；分子晶体的熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D项错误。3下列关于晶体的说法中正确的是()A晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子B晶体中只要有阴
3、离子，就一定有阳离子C有金属光泽的晶体，一定是金属晶体D根据晶体能否导电，可以判断晶体是否属于金属晶体答案B解析金属晶体中，有金属阳离子而没有阴离子；根据电荷守恒，晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子；有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如晶体碘、晶体硅；能导电的晶体不一定是金属晶体，如石墨。4下列叙述中，不正确的是()A金属元素在化合物中一般显正价B金属元素的单质在常温下均为金属晶体C金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用，故金属键无饱和性和方向性D构成金属晶体的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动答案B解析因金属原子的最外层电子数很少，且原子核对外层电子的引力小，金属原子一般只能失电
4、子，不能得电子，所以在化合物中一般显正价，A项正确；Hg在常温下为液态，B项错误；金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无方向性和饱和性，C项正确；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，属于整块固态金属，D项正确。5干冰和二氧化硅晶体同属第A族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是()A二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量BCO的键能比SiO的键能小C干冰为分子晶体，二氧化硅为共价晶体D干冰易升华，二氧化硅不能答案C解析干冰和SiO2所属晶体类型不同，干冰为分子晶体，熔化时
5、破坏分子间作用力；SiO2为共价晶体，熔化时破坏共价键，所以SiO2的熔点较高。6下表是某些共价晶体的熔点和硬度，分析表中的数据，判断下列叙述正确的是()共价晶体金刚石氮化硼碳化硅石英硅锗熔点/3 9003 0002 7001 7101 4101 211硬度109.59.576.56.0构成共价晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大，晶体的熔点越高构成共价晶体的原子半径越大，晶体的硬度越大构成共价晶体的原子半径越小，晶体的硬度越大A B C D答案D解析共价晶体的熔、沸点和硬度等物理性质取决于晶体内的共价键，构成共价晶体的原子半径越小，键长越短，键能越大，对应
6、共价晶体的熔、沸点越高，硬度越大。7(2020宁夏吴忠中学高二单元测试)下面的排序不正确的是()A晶体熔点由低到高：F2Cl2Br2I2B熔点由高到低：RbKNaC硬度由大到小：金刚石碳化硅晶体硅D晶格能由大到小：NaFNaClNaBrNaI答案B解析卤素单质的晶体都属于分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，范德华力只与相对分子质量有关，所以熔点由低到高：F2Cl2Br2I 2，A正确；钠、钾、铷属于金属晶体，熔点与金属键的强弱有关，金属离子的电荷数越多、离子半径越小，金属键越强，熔点越高，钠、钾、铷离子的电荷数相同，半径由大到小的顺序为RbKNa，熔点由低到高的顺序为RbK”“”或“”)图甲
7、中1号C与相邻C形成的键角。(5)下图为钛酸钡晶体的晶胞结构，该晶体经X射线分析得出，重复单元为立方体，顶点位置被Ti4所占据，体心位置被Ba2所占据，棱心位置被O2所占据。写出该晶体的化学式：_。若将Ti4置于晶胞的体心，Ba2置于晶胞顶点，则O2处于立方体的_位置。Ti4的氧配位数和Ba2的氧配位数分别为_。(6)Li2S是目前正在开发的锂离子电池的新型固体电解质，其晶胞结构如图所示，已知晶胞参数a588 pm。S2的配位数为_。设NA为阿伏加德罗常数的值，Li2S的晶胞密度为_(列出计算式)gcm3。(7) A、B、C 为原子序数依次递增的前四周期的元素，A 的第一电离能介于镁和硫两元素
8、之间，A 单质晶体的晶胞结构如图1所示。B的价电子排布为(n1)sn(n1)pn2，C位于元素周期表的ds区，其基态原子不存在不成对电子。B与C所形成化合物晶体的晶胞如图2所示。A 单质晶体属于_(填晶体类型)晶体。B 与 C 所形成化合物晶体的化学式为_。答案(1)六2(2)范德华力石墨烯同层碳原子中，1个碳原子和周围3个碳原子结合后，还剩1个价电子 ，单层磷烯同层磷原子中，1个磷原子和周围3个磷原子结合后，还剩2个价电子(3)sp3杂化Ge4S104(4)3sp3杂化(5)BaTiO3面心6、12(6)81030(7)共价ZnS解析(1)观察黑磷晶体结构片段可知，最小的环为六元环，每个环有
9、6个P原子，但每个P原子被3个环共用，则每个环平均含有62个P原子。(3)S原子的最外层电子数为6，由图可知S原子形成2个共价键，则阴离子A中S原子含有2对成键电子对和2对孤电子对，即其价层电子对数为4，属于sp3杂化；阴离子A中含有4个Ge和10个S，其中4个S只形成一个共价键，则还要得到一个电子才能形成8电子稳定结构，则A离子带有4个负电荷，即离子的化学式为Ge4S104。(4)石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以键和相邻3个碳原子连接。图乙中1号碳形成了4个共价键，故其杂化方式为sp3杂化；图甲中的键角为120，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近10928。(5)由
10、结构可知，Ba2位于体心有1个，Ti4位于顶点，数目为81个，O2位于棱心，数目为123个，故其化学式为BaTiO3。根据晶胞结构可知，每个Ti4周围有6个O2，若Ti4位于晶胞的体心，Ba2位于晶胞的顶点，则O2处于立方体面心上。根据晶胞的结构可知，每个Ti4周围有6个O2，所以Ti4的氧配位数为6；立方晶胞12条棱上的12个O原子均与体心Ba2等距，所以Ba2的氧配位数为12。(6)以最右面中心S2分析，连接左边有4个锂离子，右边的晶胞中也应该有4个锂离子，因此配位数为8。设NA为阿伏加德罗常数的值，根据晶胞结构计算出锂离子有8个，硫离子8个顶点算1个，6个面心算3个，即共4个，Li2S的
11、晶胞密度 gcm31030 gcm3。(7)A、B、C为原子序数依次递增的前四周期的元素，A的第一电离能介于镁和硫两元素之间，A单质晶体的晶胞结构如图1所示，可知A为硅形成的晶体，属于共价晶体。B的价电子排布为(n1)sn(n1)pn2，有三个电子层，最外层有6个电子，B为S原子，C位于元素周期表的ds区，其基态原子不存在不成对电子，为Zn原子，由晶胞图知B与C所形成化合物晶体的化学式为ZnS。19(12分)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种11型氢化物分子中既有键又有键。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2个未成对电子。工业上
12、利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看作一种含氧酸盐)。M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，M晶体的最小重复单元为正方体(如图所示)，边长为4.031010 m，顶点位置为Z4所占，体心位置为Ba2所占，所有棱心位置为O2所占。(1)Y在周期表中位于_；Z4的核外电子排布式为_。(2)X的该种氢化物分子的立体构型为_，这种氢化物的熔点应该_(填“高于”或“低于”)X与Y形成的化合物的熔点。(3)制备M的化学方程式是_；在M晶体中，若将Z4置于立方体的体心，Ba2置于立方体的顶点，则O2处于立方体的_；在M晶体中，Z4的氧配位数为_；已知O2半径为1.401
13、010 m，则Z4半径为_m。考点晶胞的结构分析与计算题点晶胞的综合分析与计算答案(1)第四周期A族1s22s22p63s23p6(2)直线形低于(3)TiO2BaCO3BaTiO3CO2面心66.151011解析由X的一种11型氢化物分子中既有键又有键，可得氢化物中既有单键又有双键，X应是碳。氢化物是乙炔，分子中碳原子采用sp杂化。次外层有2个未成对电子的价电子排布式为3d24s2或3d84s2，又由于Z的核电荷数小于28，则只有3d24s2符合题意，Z是钛。(1)根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48，可得Y的核电荷数等于20，为Ca，位于第四周期A族。(2)C2H2分子的立体构型为
14、直线形，X与Y形成的CaC2是离子晶体，其熔点高于C2H2。(3)若Ti4位于立方体的体心，Ba2位于立方体的顶点，则O2位于6个面的面心(符合113的个数比)。每个Ti4的上、下、左、右、前、后共有6个紧邻且等距离的O2，故其氧配位数为6。晶胞边长等于O2和Ti4半径之和的2倍，所以r(Ti4)(4.031010 m21.401010 m)6.151011 m。20(10分)(1)NiO、FeO的晶体结构类型与NaCl的相同，Ni2和Fe2的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO_(填“”或“”)FeO。CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a gcm3，N
15、A表示阿伏加德罗常数的值，则CaO晶胞的体积为_cm3。(2)NaF的熔点_的熔点(填“”“”或“”)，其原因是_。(3)如图是CaF2晶体的晶胞示意图，回答下列问题：Ca2的配位数是_，F的配位数是_。CaF2晶体的密度为a gcm3，则晶胞的体积是_cm3(只要求列出计算式)。考点晶胞的结构分析与计算题点晶胞的综合分析与计算答案(1)(2)两者均为离子晶体，且离子所带电荷数均为1，但后者离子半径大，离子键较弱，因此熔点较低(3)84解析(1)晶格能：NiOFeO，所以熔点：NiOFeO。由于CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，所以CaO晶胞中也含有4个钙离子和4个氧离子，因此CaO晶胞
16、的体积V cm3 cm3。(2)两者均为离子化合物，且离子所带电荷数均为1，但后者离子半径大，离子键较弱，因此熔点较低。(3)每个Ca2周围吸引8个F，每个F周围吸引4个Ca2，所以Ca2的配位数为8，F的配位数为4。a gcm3，Vcm3。21(10分)(1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，其晶胞结构如图甲所示，则金刚砂晶体类型为_；在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为_；若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度表达式为_。(2)硅的某种单质的晶胞结构如图乙所示。GaN晶体晶胞结构与该硅晶体相似。则GaN晶体中，每个Ga原子与_个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为
17、_。若该硅晶体的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中最近的两个硅原子之间的距离为_cm(用代数式表示即可)。答案(1)共价晶体12(2)4正四面体形解析(1)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，硬度大，属于共价晶体；每个碳原子连接4个硅原子，每个硅原子连接4个碳原子，所以每个碳原子周围最近的碳原子数目为12；该晶胞中C原子个数为864，Si原子个数为4，晶胞边长为a1010 cm，体积V(a1010 cm)3，。(2)根据物质的晶胞结构可知，在GaN晶体中，每个Ga原子与4个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为正四面体形。在晶体Si的晶胞中含有Si原子的数目是8648，则1个晶胞的体积为 cm3 cm3，晶胞的边长为 cm，在晶胞中两个最近的Si原子之间的距离为晶胞体对角线长的，即 cm。
