1、第三章 晶体结构与性质一、单选题 1.下列关于氯化钠晶体结构的说法中正确的是()A 氯化钠晶体中，阴、阳离子的配位数相等B 氯化钠的晶体结构中，每1个Na仅结合1个ClC 氯化钠的晶胞中的质点代表一个NaClD 氯化钠晶体中存在单个的NaCl分子2.下面的排序错误的是（）A 晶体熔点由高到低：MgOH2ONH3B 熔点由高到低：金刚石生铁纯铁钠C 硬度由大到小：金刚石碳化硅晶体硅D 晶格能由大到小：NaFNaClNaBrNaI3.下列说法中，正确的是()A 冰熔化时，分子中HO键发生断裂B 原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点越高C 分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔、沸点就越高D 分子
2、晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定4.为了研究问题的方便，我们把在物质晶体立体示意图中处于图中某一位置（如顶点）的一种粒子（如原子、离子或分子）叫做一个质点在下列各种物质的晶体中与其任意一个质点（原子或离子）存在直接的强烈相互作用的质点的数目表示正确的是（）A 干冰12B 水晶4C 氯化铯一6D 晶体硅45.下列判断错误的是A 沸点：B 熔点：C 酸性：D 碱性：6.某固体仅由一种元素组成,其密度为5.0 gcm-3,用X射线研究该固体的结构时得知:在边长110-7cm 的正方体中含有20个原子,则此元素的相对原子质量最接近下列数据中的()A 32B 120C 150D 1807.下列电子式
3、书写正确的是()A 答案AB 答案BC 答案CD 答案D8.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是A HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱B NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减低C F2、C12、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高D H2S的稳定性小于H2O的稳定性9.自然界中的CaF2又称萤石,是一种难溶于水的固体,属于典型的离子晶体。下列实验一定能说明CaF2是离子晶体的是()A CaF2难溶于水,其水溶液的导电性极弱B CaF2的熔沸点较高,硬度较大C CaF2固体不导电,但在熔融状态下可以导电D CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度
4、极小10.关于金属晶体的六方最密堆积的结构形式的叙述正确的是()A 晶胞是六棱柱B 晶胞是六面体C 每个晶胞中含4个原子D 每个晶胞中含17个原子二、双选题 11.（多选）如图为碘晶体晶胞结构有关说法中正确的是（）A 碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构B 用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子C 碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体D 碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力12.（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13.（多选）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5
5、2%6B 钠Na钾型74%12C 锌Zn镁型68%8D 银Ag铜型74%1214.(多选)下列叙述不正确的是()A 由分子构成的物质其熔点一般较低B 分子晶体在熔化时，共价键没有被破坏C 分子晶体中一定存在共价键D 分子晶体中分子间作用力越大，其化学性质越稳定三、填空题 15.Al和Si、Ge和As在元素周期表的金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。请回答下列问题：(1)As的价层电子构型为_。(2)AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6 ，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是_。(3)超高导热绝缘耐高温
6、纳米材料氮化铝(AlN)在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似。在四大晶体类型中，AlN属于_晶体。(4)SiCl4常用作烟雾剂，因为Si存在3d空轨道，能同H2O发生反应而剧烈水解，在潮湿的空气中产生烟雾，试用化学方程式表示其反应原理_。16.在核电荷数118的元素中，其单质属于金属晶体的有_；金属中，密度最小的是_，地壳中含量最多的金属元素是_，熔点最低的是_，既能与酸反应又能碱反应的是_，单质的还原性最强的是_。17.二氧化硅晶体是立体的网状结构。其晶体模型如下图所示。请认真观察该晶体模型后回答以下问题：二氧化硅的晶胞结构(1)二氧化硅晶体中最小环为_元环。(2)每个硅原子为_个
7、最小环共有。(3)每个最小环平均拥有_个硅原子、_个氧原子。18.德国和美国科学家首次制出了由20个碳原子组成的空心笼分子C20，该笼状结构是由许多正五边形构成的(如左图所示)。请回答：(1)C20分子中共有_个正五边形，共有_条棱边。C20晶体属于_。(填晶体类型)(2)科学界拟合成一种“二重构造”的球形分子(C60Si60)，即把“足球型”的C60置于“足球型”的Si60内，并把硅原子与碳原子以共价键结合。合成“二重构造”球形分子C60Si60的化学反应类似于_(填序号)。A由乙烯制聚乙烯B乙酸与乙醇制乙酸乙酯C乙醇制乙醛D乙烯与丙烯合成乙丙树脂19.(1)金属导电是靠_，该粒子在外加电场
8、作用下发生定向移动形成电流，金属导电能力随温度升高而_；电解质溶液导电是靠_，电解质溶液导电能力随温度升高而_。(2)金属晶体中金属原子的价电子数越_，原子半径越_，金属阳离子与自由电子之间的静电作用就越强，金属键就越_，因此，金属晶体的熔、沸点就越_，硬度就越_。如Na、Mg、Al的熔点由高到低的顺序为_，硬度由大到小的顺序为_。四、推断题 20.有A，B，C，D，E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。则：(1)D的元素符号为
9、_。A的单质分子中键的个数为_。(2)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是_。(3)A，B，C 3种元素的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(4)写出基态E原子的价电子排布式：_。(5)A的最简单氢化物分子的空间构型为_，其中A原子的杂化类型是_。(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为gcm3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a_cm。(用、NA的计算式表示)五、计算题 21.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19.30 gcm3，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
10、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)。22.NaCl晶体中Na+与Cl-都是等距离交错排列，若食盐的密度是2.2 gcm-3，阿伏加德罗常数为6.021023mol-1,食盐的摩尔质量为58.5 gmol-1。则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离是多少？答案解析1.【答案】A【解析】氯化钠晶体中，每个Na周围结合6个Cl，而每个Cl周围结合6个Na，阴、阳离子配位数均为6，A符合题意，B不符合题意；氯化钠晶体中的质点表示Na+或Cl-，C不符合题意； NaCl只表示Na和Cl个数
11、比为11，D不符合题意。2.【答案】B【解析】A，通常条件下MgO是固体，H2O是液体，NH3是气体，故熔点晶体熔点由高到低：MgOH2ONH3，故A正确；B，生铁是合金，熔点小于纯铁的熔点，故熔点为金刚石纯铁生铁钠，故B错误；C，晶体中键长CCCSiSiSi，故化学键强弱为CCCSiSiSi，故硬度由大到小：金刚石碳化硅晶体硅，故C正确；D，离子半径FClBrI，故离子键强度NaFNaClNaBrNaI，故晶格能NaFNaClNaBrNaI，故D正确；3.【答案】B【解析】冰熔化时，只破坏了分子间作用力，不破坏共价键，A错误；分子晶体的熔、沸点高低与分子间的作用力有关，与分子中的共价键无关，
12、所以C错误；分子的稳定性与分子中的共价键有关，与分子间作用力无关，所以D错误。理解感悟应熟练掌握原子晶体、分子晶体的熔、沸点大小比较的规律，同时应明确分子的稳定性与分子内共价键键能大小有关。4.【答案】D【解析】A，干冰为分子晶体，晶体中质点之间的作用力较弱，分子间不存在强烈的相互作用，分子内每个C原子与2个O原子成键，故A错误；B，水晶为二氧化硅，每个Si原子与4个O原子成键，而每个O原子与2个Si原子成键，数目可能为2或4，故B错误；C，氯化铯晶胞是体心立方晶胞，配位数为8，质点的数目为8，故C错误；D，硅晶体中每个Si原子与其它四个Si原子成键，故D正确5.【答案】A【解析】B考查不同类
13、型晶体的熔沸点高低，一般认为是：原子晶体离子晶体分子晶体，所以B正确； C项正确，一般元素非金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的酸性越强；D正确，一般元素金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的碱性越强。A项错误，NH3分子间存在氢键，故最高，AsH3、PH3分子间不存在氢键，只有范德华力，组成和结构相似的分子相对分子质量越大，其分子间作用力越大，熔沸点越高故应该为：NH3AsH3PH3。6.【答案】C【解析】M=V=6.021023mol-15.0 gcm-3150 gmol-1,故Mr=150。7.【答案】B【解析】Na2S的电子式为，A不符合题意；NH3的电子式为，C不符合题意；H2S的
14、电子式为：。8.【答案】C【解析】卤族元素的氢化物稳定性与键能有关，半径越小，键能越大，越稳定。A不正确。离子化合物的熔点与离子半径及所带电荷数有关，电荷数相同，半径越大键能越小，熔点越低。B不正确硫化氢与水，氧的半径小，键能大，水就稳定。D不正确。卤素单质组成和结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力就越大，熔沸点就越高。C正确。9.【答案】C【解析】难溶于水,其水溶液的导电性极弱,不能说明CaF2一定是离子晶体;熔沸点较高,硬度较大,也可能是原子晶体的性质,B不能说明CaF2一定是离子晶体;熔融状态下可以导电,一定有自由移动的离子生成,C说明CaF2一定是离子晶体;CaF2在有机溶剂(如苯
15、)中的溶解度极小,只能说明CaF2是极性分子,不能说明CaF2一定是离子晶体。10.【答案】B【解析】金属晶体的六方最密堆积结构形式的晶胞是六棱柱的1/3平行六面体，有8个顶点和1个内部原子，晶胞中绝对占有2个原子。11.【答案】AD【解析】A，碘分子的排列有2种不同的取向，在顶点和面心不同，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构，故A正确；B，用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘分子，即有8个碘原子，故B错误C，碘晶体为无限延伸的空间结构，构成微粒为分子，是分子晶体，故C错误；D，碘晶体中的碘原子间存在II非极性键，且晶体中分子之间存在范德华力，故D正确；12.【答案】BC【解析】A
16、，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：BC13.【答案】AD【解析】B项钾型空间利用率为68%，配位数为8；C项中Zn为镁型，空间利用率为74%，配位数为12；A、D堆积方式，空间利用率和配位数均正确。14.【答案】CD【解析】由分子构成的物质，即分子晶体中存在两种作用力，一种是分子内部原子与原子间存在的共价键(稀有气体除外)，另一种是分子与分子间的作用力，当分子晶体熔化或汽化时，破坏的是分子间作用力而不是共价键，其溶
17、于水时破坏的不一定是共价键，例如乙醇。15.【答案】(1)4s24p3(2)共价键(或键)(3)原子(4)SiCl43H2O=H2SiO34HCl【解析】砷位于元素周期表第4周期第A族，价层电子构型为4s24p3；氯化铝熔点低，是分子晶体；氮化铝与金刚石类似，是原子晶体；四氯化硅在潮湿的空气中发烟是由于生成了固态小颗粒的硅酸和盐酸酸雾。16.【答案】Li、Be、Na、Mg、AlLiAlNaBe、AlNa【解析】金属元素在元素周期表中的位置，一般可根据周期、族和主族序数来推断。凡是周期序数(原子的电子层数)大于主族序数(原子的最外层电子数)的元素，均为金属元素；若两序数相等的元素一般为既能与酸反
18、应又能与碱反应的金属元素(H例外)，但其单质仍为金属晶体，如Be、Al；周期序数小于主族序数的元素一般为非金属元素。17.【答案】(1)12(2)12(3)1【解析】如将金刚石晶体中的碳原子换成硅原子，则可得到晶体硅。与金刚石晶体相比，晶体硅中原子半径较大，SiSi键的键长较长。如在每个SiSi键中插入一个氧原子，则可得到SiO2晶体，即图所示的晶体结构。利用金刚石结构所得结论，二氧化硅晶体中的最小环应为12元环(6个氧原子和6个硅原子交替成环)；同理，每个硅原子为12个最小环共有；每个最小环平均拥有61/121/2个硅原子和61/61个氧原子。18.【答案】(1)1230分子晶体 (2)AD
19、【解析】(1)正五边形12，棱边30(2)由于C60和Si60相似，所以该反应类似于加聚19.【答案】(1)自由电子减弱自由移动的离子增强(2)多小强高大AlMgNaAlMgNa【解析】(1)金属能导电是金属中的自由电子在外加电场的作用下定向移动，且导电能力随温度升高而减弱。电解质溶液的导电过程实际上是阴、阳离子定向移动的过程，导电能力随温度升高而增强。(2)金属键与金属原子的半径、价电子数目有关，一般情况下，金属原子半径越小，价电子数越多，金属键越强，则金属的熔、沸点越高，硬度越大。20.【答案】(1)Ca2(2)H2O分子间存在氢键(3)FNO(4)3d104s1(5)三角锥形sp3(6)
20、【解析】根据题意及电子排布式的规律判断可知，元素A，B，C，D，E分别是N、O、F、Ca、Cu。(1)A单质是N2，其结构式是NN，含有两个键。(2)由于H2O的分子间有氢键，使得其沸点是同族元素氢化物中最高的。(3)N的2p能级是半充满状态，比较稳定，其第一电离能比O要大，但比同周期的F要小。(5)NH3的空间构型是三角锥形，其中N是sp3杂化。(6)根据晶胞的结构，应用“均摊法”计算可得，1个晶胞中含有4个Ca2，8个F，故其密度为(312/NA)a3，解得a。21.【答案】(1)2(2)3.16108cm(3)1.37108cm【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Va3计算晶胞的边长。22.【答案】两个距离最近的Na+中心间的距离=4.010-8cm。【解析】从上述NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体，如图中所示:其中a代表其边长,d代表两个Na+中心间的距离。由此小立方体不难想像出顶点上的每个离子均为8个小立方体所共有。因此小立方体含Na+:41/8=1/2,含Cl-:41/8=1/2,即每个小立方体含有1/2个（Na+-Cl-）离子对，每个小立方体的质量,解得:=2.8110-8cm两个距离最近的Na+中心间的距离=4.010-8cm。
