高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第三章 晶体结构与性质综合与测试课后复习题

章末过关检测(A)

(时间：60分钟，满分：100分)

一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)

1．晶体与非晶体的本质区别是(　　)

A．晶体有规则的几何外形，而非晶体没有规则的几何外形

B．晶体内粒子有序排列，而非晶体内粒子无序排列

C．晶体有固定熔、沸点，而非晶体没有固定熔、沸点

D．晶体的硬度大，而非晶体的硬度小

答案：B

2．(2019·福建三明一中段考)在单质的晶体中，一定不存在的粒子是(　　)

A．原子　　　　　　　　 B．分子

C．阳离子  D．阴离子

答案：D

3．下列有关金属的说法不正确的是(　　)

A．金属的导电性、导热性、延展性都与自由电子有关

B．六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高

C．钠晶胞结构如图：，钠晶胞中每个钠原子的配位数为6

D．温度升高，金属的导电性将变小

解析：选C。钠晶胞中每个钠原子的配位数为8，故C错误。

4．金属晶体堆积密度大，原子配位数大，能充分利用空间的原因是(　　)

A．金属原子价电子数少

B．金属晶体中有自由电子

C．金属原子的半径大

D．金属键没有饱和性和方向性

解析：选D。由于金属键无饱和性和方向性，从而使金属晶体堆积密度大，原子配位数大，空间利用率高。

5．(2019·灵丘高二月考)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体()。下列有关该晶体的说法正确的是(　　)

A．该晶体中存在氢键  B．该晶体中不存在范德华力

C．该晶体属于离子晶体  D．该晶体熔点比较高

答案：A

6．下列有关晶体的叙述中，不正确的是(　　)

A．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子

B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围紧邻且距离相等的Na＋共有6个

C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－

D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子

解析：选B。金刚石中由共价键构成的最小环状结构中有6个碳原子，A正确；NaCl晶体中，每个Na＋周围紧邻且距离相等的Na＋有12个，B错误；氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－，C正确；干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子，D正确。

7．下列有关晶胞的说法正确的是(　　)

A．晶胞中所含粒子数即为晶体的化学式

B．若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用

C．若晶胞为六棱柱(如图)，顶点上的粒子为6个晶胞共用

D．晶胞中不可能存在多个粒子

解析：选C。晶胞中的粒子数不一定为晶体的化学式，如金属铜的晶胞中，铜原子个数为4，A错；平行六面体即立方体，侧棱上的粒子为4个晶胞共用，B错；1个晶胞中一般都有多个粒子，D错。

8．金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。下列关于它们的说法正确的是(　　)

A．金属晶体和离子晶体都能导电

B．在镁晶体中，1个Mg2＋只与2个自由电子存在强烈的相互作用

C．金属晶体和离子晶体都可采取紧密堆积方式

D．金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等强烈的相互作用，化学键很难断裂，因而都具有延展性

解析：选C。A项，离子晶体中没有自由移动的微粒，故不能导电；B项，金属晶体中有自由电子，能导电，金属晶体中的自由电子属于整个晶体；D项，离子晶体没有延展性。

9．下列说法中错误的是(　　)

A．从CH4、NH、SO为正四面体结构，可推测PH、PO也为正四面体结构

B．1 mol金刚石晶体中，平均含有2 mol C—C键

C．水的沸点比硫化氢的高，是因为H2O分子间存在氢键，H2S分子间不能形成氢键

D．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体

解析：选D。根据等电子体的概念可知A正确；金刚石中碳原子形成空间网状的正四面体结构，1 mol金刚石晶体中，平均含有2 mol C—C键，B正确；选项C显然是正确的；金属晶体中含有金属阳离子和自由电子，所以含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，D错误。

10．(2019·瓦房店高级中学高二期中)F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易水解，其中：6XeF4＋12H2O===2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑。下列推测正确的是(　　)

A．XeF2分子中各原子均达到8电子稳定结构

B．某种氟化氙的晶体结构单元如右图，可推知其化学式为XeF2

C．XeF4按已知方式水解，每生成3 mol O2，共转移12 mol电子

D．XeF2加入水中，在水分子作用下将重新生成Xe和F2

解析：选B。A.XeF2分子中Xe最外层电子数为8＋2＝10，故A错误；B.晶胞中Xe原子个数为8×＋1＝2，F原子个数为8×＋2＝4，故Xe、F原子个数比为1∶2，化学式为XeF2，故B正确；C.由题给水解方程式可知，每生成3 mol O2，共转移16 mol电子，故C错误；D.F2和水剧烈反应，不可能生成F2，故D错误。

11．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Ca2＋

C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2

D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE

解析：选D。由于该分子是气态团簇分子，所以其分子式应为E4F4或F4E4；CaF2晶体中，Ca2＋占据8个顶点和6个面心，故Ca2＋共8×＋6×＝4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C—C键个数比为1∶2。

12．据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，它的分子式为C60Si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有Si60结构。下列叙述正确的是(　　)

A．该物质有很高的熔点、很大的硬度

B．该物质形成的晶体属于分子晶体

C．该物质分子中Si60被包裹在C60里面

D．该物质的相对分子质量为1 200

解析：选B。由分子式及信息可知该物质为分子晶体，A错误，B正确；Si的原子半径大于C，所以Si60的体积大于C60的体积，C错误；相对分子质量为(12＋28)×60＝2 400，D错误。

13.已知NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol－1，其晶体密度为d g·cm－3，若图中钠离子与最近的氯离子的核间距为a cm，那么阿伏加德罗常数的值可表示为(　　)

A．117a3d　　　　　　　 B.

C.   D.

解析：选B。该立方体中含Na＋、Cl－的个数均为4×＝，根据＝a3·d，得NA＝，故正确答案为B。

14．(2019·福州高二检测)硅酸盐与二氧化硅一样，都以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示成，其中○表示氧原子，●表示硅原子。硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成不同的多聚硅酸根离子。如图所示为某无限长单链的多聚硅酸根离子的结构，试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为(　　)

A．1∶2  B．1∶3

C．1∶4  D．2∶5

解析：选B。由无限长单链的多聚硅酸根离子的结构图可知，重复结构单元为，○表示氧原子，中心黑点表示硅原子，则结构单元中硅原子个数为1，氧原子个数为2＋2×＝3，所以该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为1∶3。

15．铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法不正确的是(　　)

A．铁镁合金的化学式为Mg2Fe

B．晶体中存在的化学键类型为金属键

C．晶格能：氧化钙＞氧化镁

D．该晶胞的质量是 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)　

解析：选C。依据均摊法计算，晶胞中共有4个铁原子，8个镁原子，故化学式为Mg2Fe，一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”，其质量为 g＝ g。在元素周期表中，镁元素在钙元素的上一周期，故Mg2＋半径比Ca2＋半径小，氧化镁的晶格能较氧化钙大，故C项错误。

二、非选择题(本题包括5小题，共55分)

16．(11分)(1)有A、B、C三种晶体，分别由C、H、Na、Cl四种元素中的一种或两种组成，对这三种晶体进行实验，结果如下表所示：

①晶体的化学式：A________，B________，C________。

②晶体的类型：A________，B________，C________。

③晶体中微粒间的作用力：A________，B________，C________。

(2)如图为离子晶体立体构型示意图：(“”表示阳离子，“”表示阴离子)

以M表示阳离子，N表示阴离子，写出各离子晶体的化学式：A___________、B___________、C____________、D____________。

答案：(1)①NaCl　C　HCl

②离子晶体　原子晶体　分子晶体

③离子键　共价键　分子间作用力

(2)MN　MN2　MN2　MN

17．(12分)如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分：

请回答下列问题：

(1)代表金刚石的是________(填编号字母，下同)，其中每个碳原子与________个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于________晶体。

(2)代表石墨的是________，每个正六边形占有的碳原子数平均为________个。

(3)代表NaCl的是________，每个Na＋周围与它最接近且距离相等的Na＋有________个。

(4)代表CsCl的是________，它属于________晶体，每个Cs＋与________个Cl－紧邻。

(5)代表干冰的是________，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻。

解析：根据不同晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是简单立方单元，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，但观察与Na＋最近且等距离的Na＋数时要抛开Cl－，从空间结构上看是12个Na＋，即x轴面上、y轴面上、z轴面上各4个。CsCl晶体由Cs＋、Cl－分别构成立方体结构，但Cs＋组成立方体的中心有一个Cl－，Cl－组成的立方体中心又镶入一个Cs＋，可称为“体心立方”结构，Cl－周围紧邻8个Cs＋，Cs＋紧邻8个Cl－。干冰也是立方体结构，但在立方体每个正方形面的中央都有一个CO2分子，称为“面心立方”结构。实际上各面中央的CO2分子也组成立方结构，彼此相互套入面的中心。所以每个CO2分子在三维空间里x、y、z三个面各紧邻4个CO2分子，共12个CO2分子。金刚石的基本单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个六边形占有1个碳原子的，所以大的结构中每个六边形平均占有的碳原子数是6×＝2。

答案：(1)D　4　原子　(2)E　2　(3)A　12　(4)C　离子　8　(5)B　分子　12

18．(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构示意图，请回答下列问题：

(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)H是2电子结构，从图2看，B原子只形成3个共价键，应为6电子结构，只有氧原子为8电子结构。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)8　12　(2)O　1∶6　(3)电子气　(4)H3BO3　分子间作用力

19．(10分)(1)MgH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为a g·cm－3，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)]。

(2)NaH具有NaCl型晶体结构，已知NaH晶体的晶胞参数a＝488 pm(棱长)。Na＋半径为102 pm，H－的半径为________，NaH的理论密度是________g·cm－3(只列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。

(3)氨硼烷(NH3BH3)与镧镍合金(LaNix)都是优良的储氢材料。

①NH3BH3的等电子体的化学式为________。

②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)每个晶胞中含有Mg的数目为8×＋1＝2，含有H的数目为4×＋2＝4，所以晶胞的体积为＝ cm3。

(3)①用2个C原子替换B和N原子即可得其等电子体为C2H6。②每个晶胞中含有La的数目为8×＝1，Ni的数目为8×＋1＝5，则x＝5。立方氮化硼为原子晶体，不导电，故选c。

答案：(1)　(2)142 pm　

(3)①C2H6　②5　c

20．(11分)(1)(2019·高考全国卷Ⅰ)图(a)是MgCu2 的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2 的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。

(2)(2018·高考全国卷Ⅲ)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图甲所示，这种堆积方式称为________。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为________ g·cm－3(列出计算式)。

(3)(2018·高考全国卷Ⅱ)FeS2晶体的晶胞如图乙所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于S所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。

解析：(1)观察题图(a)和题图(b)可知，4个铜原子相切并与面对角线平行，有(4x)2＝2a2，x＝a。镁原子堆积方式类似金刚石，有y＝a。已知1 cm＝1010 pm，晶胞体积为(a×10－10)3 cm3，代入密度公式计算即可。

(2)题图中原子的堆积方式为六方最密堆积。六棱柱底部正六边形的面积＝6×a2 cm2，六棱柱的体积＝6×a2c cm3，该晶胞中Zn原子个数为12×＋2×＋3＝6，已知Zn的相对原子质量为65，阿伏加德罗常数的值为NA，则Zn的密度ρ＝＝ g·cm－3。

(3)该晶胞中Fe2＋位于棱上和体心，个数为12×＋1＝4，S位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，故晶体密度为×4 g÷(a×10－7 cm)3＝×1021 g·cm－3。根据晶胞结构，S所形成的正八面体的边长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞边长的，故该正八面体的边长为a nm。

答案：(1)a　a　　(2)六方最密堆积　　(3)×1021　a