高中化学人教版 (2019)选择性必修2金属晶体与离子晶体练习

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2金属晶体与离子晶体练习，共30页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.已知几种氧化物的化学键中离子键的百分数如下表:
下列说法不正确的是( )
A. Al2O3 通常当作共价晶体来处理
B. 熔点: Al2O3>Na2O
C. 氧化物中两元素电负性的差值越大，离子键的百分数越大
D. K2O 的化学键中离子键的百分数小于 62%
解析:钾元素的电负性比钠的小，钾与氧元素的电负性差值比钠与氧元素的电负性差值大，离子键的百分数应大于 62%。
2. 下列各组物质的晶体类型相同的是( )
A.C(金刚石)和 CO2 B. CH4 和 H2O
C. Cu 和 CuCl2 D. SiO2 和 Na2SiO3
3. 我国科学家以 C60 为原料,制造出一种单层 C60 聚合物单晶新材料(局部结构如图)。下列有关说法不正确的是( )
A. 单层聚合 C60 与金刚石互为同素异形体
B. C60 中的12C中子数为 6
C. C60 和石墨均为分子晶体
D. 单层聚合 C60 中有非极性共价键
4. 根据表中给出物质的熔点数据( AlCl3 沸点为 260 °C),判断下列说法错误的是 ( )
A.MgO 中的离子键比 NaCl 中的离子键弱
B. SiCl4 晶体是分子晶体
C. AlCl3 晶体是分子晶体
D.B 晶体是共价晶体
5.碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示,下列说法错误的是( )
A. 在石墨烯晶体中，每个 C 原子连接 3 个六元环
B. 石墨烯晶体中的化学键全部是碳碳单键
C. 在金刚石晶体中, C 原子采用 sp3 杂化
D. 在金刚石晶体中，六元环中最多有 4 个 C 原子在同一平面
6. 设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 在含 4 ml Si−O 的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为 4NA
B. 金刚石晶体中，碳原子数与 C−C 数目之比为 1:2
C. 30 g 二氧化硅晶体中含有 0.5NA 个二氧化硅分子
D. 晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的共价晶体
7. 石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原子填充在石墨各层原子中。 比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写为 CxK ，其平面图形如图所示。 x 的值为( )
A. 8 B. 12 C. 24 D. 60
8. 黑砷在催化电解水方面受到关注，其晶体结构如图所示，与石墨类似。下列说法正确的是( )
A. 黑砷中 As−As 的强度均相同
B. 黑砷与 C60 都属于混合型晶体
C. 黑砷与石墨均可作为电的良导体
D. 黑砷单层中 As 原子与As−As 的个数比为 3:2
9. 下列说法不正确的是( )
A. 电子气理论解释了金属晶体具有良好的导电性、导热性及延展性的原因
B. Na2CO3 晶体具有较高的熔点是因为晶体中既有离子键又有共价键
C. I2 晶体的晶胞如图所示,则晶胞中 I2 分子有 3 种取向
碘晶胞
D. 某晶体可能不属于四种典型类型中的任何一种
10.几种单质的沸点如图所示。下列推断正确的是( )
A.D 可能为共价晶体, H 可能为分子晶体
B.G 可能为离子晶体, A 可能为分子晶体
C.G、H 一定是分子晶体, E、F 一定是金属晶体
D.D 可能为共价晶体, B 一定是离子晶体
11. 如图表示一个晶胞, 该晶胞为立方体结构, 粒子(分子、原子或离子)位于立方体的顶角和面心。下列说法正确的是( )

A. 若是一个完整的分子晶体晶胞，其可表示冰、干冰晶体
B. 若是一个不完整的金刚石晶胞，则晶胞中缺失的碳原子位于 8 个小立方体的中心
C. 若是一个不完整的 NaCl 晶胞，则图中结构粒子表示 Cl−,Na+ 均位于 12 条棱边的中心
D. 若是一个不完整的 CaF2 晶胞，则图中结构粒子表示 Ca2+
二、非选择题
12. 硫及其化合物有许多用途，相关物质的熔、沸点数据如表所示。
回答下列问题。
(1)基态 Fe 原子价层电子的轨道表示式为_____。
(2)根据价层电子对互斥理论， H2S 、 SO2 、 SO3 的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_____。
(3)图(a)为 S8 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_____。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间结构为_____形，其中共价键的类型有_____种；固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中 S 原子的杂化轨道类型为_____。
(5) FeS2 晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为 a nm,FeS2 相对分子质量为 M ，设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 S22− 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_____ nm 。
13. 金刚石、石墨、 C60 和石墨烯的结构示意图如下:
(1)石墨晶体中存在的作用力有_____。
(2)金刚石质硬但脆，金刚石能被砸碎的原因是_____；
金刚石、石墨、C60的熔点由高到低的顺序是_____。
(3) C60 晶体的堆积方式为_____；
晶体中 C60 的配位数为_____。
(4)石墨烯具有神奇的特性，石墨烯即单层石墨。石墨烯中碳原子的杂化轨道类型为_____；碳碳键的键角是_____；12g 石墨烯中含有_____个六元环。
14. 碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物,还能形成多种无机化合物,如 B,同时自身可以形成多种单质，如 D 和 E，碳及其化合物的用途广泛。
已知 A(一种常见的调味品)为离子晶体，B 为分子晶体。
(1)图中分别代表了四种晶体，分别是
A_____，B_____，C_____，D_____。
(填名称或化学式)
(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较，正确的是_____ (填字母)。
a. 晶体的密度:干冰>冰
b.晶体的熔点:干冰>冰
c.晶体中的空间利用率:干冰>冰
d.晶体中分子间相互作用力的类型相同
(3)金刚石的晶胞结构如图，一个晶胞中的 C 原子数目为_____。
(4)金属铜采用面心立方最密堆积，已知 Cu 单质的晶体密度为 ρ g⋅cm−3 ， Cu 的相对原子质量为 M ，阿伏加德罗常数的值为 NA ，则 Cu 的原子半径为_____ cm。
标准答案
一、单选题
1.答案:D
2.答案:B
3.答案:C
4.答案:A
解析:NaCl 和 MgO 是离子晶体，离子键越强，熔、沸点越高，由表中数据可知，NaCl 的熔点小于 MgO ,故 MgO 中的离子键比 NaCl 中的离子键强, A 项错误。 SiCl4 是共价化合物，熔、沸点较低，为分子晶体，硼为非金属单质，熔、沸点很高，是共价晶体，B、D 项正确。AlCl3虽是由活泼金属和活泼非金属形成的化合物，但其晶体的熔、沸点较低，属于分子晶体，C 项正确。
5.答案:B
6.答案:B
解析:在二氧化硅晶体中，每个硅原子形成 4 条 Si−O ，故含有 4 ml Si−O 的二氧化硅晶体的物质的量为 1 ml ,即含有 2NA 个氧原子, A 项错误。金刚石晶体中每个碳原子均与另外 4 个碳原子形成共价键,且每两个碳原子形成一个 C−C ,故 1 ml 碳原子构成的金刚石中共有 2 ml C−C,因此碳原子数与 C−C 数目之比为 1:2 , B项正确。二氧化硅晶体中不存在分子，C 项错误。晶体氖是由单原子分子靠分子间作用力结合在一起形成的,属于分子晶体, D 项错误。
7.答案:A
解析:可选取题图中6个钾原子围成的大正六边形为结构单元，顶角钾原子被 3 个大正六边形共用,则该结构单元中实际含有的钾原子数为 6×13+1=3 ,该六边形内含有的碳原子数为 24 , 故钾原子数与碳原子数之比为 1 : 8 。
8.答案:C
解析:黑砷中存在两种长度的键长，则键能不同，故 A 项错误。C60属于分子晶体，黑砷属于混合型晶体，故 B 项错误。黑砷晶体结构与石墨类似，石墨是电的良导体， 则黑砷也是电的良导体，故 C 项正确。根据图知，黑砷晶体每层原子之间组成六元环结构,一个六元环有 6 个 As,每个 As与相邻的 3 个 As 以As−As 相结合,即每个 As 属于 3 个六元环,实际属于这个六元环的 As 原子数为 6×13=2 ,但每个六元环中的 As−As 属于相邻两个六元环,则实际属于这个六元环的As−As 为 6×12=3 ,故黑砷单层中As原子与As−As的个数比为 2:3 ，故 D 项错误。
9.答案: C
解析:金属晶体具有良好的导电性、导热性及延展性，均可以用电子气理论解释， 故A正确； Na2CO3 晶体中既有离子键又有共价键，靠阴、阳离子强烈的相互作用和共价键进行结合,故 Na2CO3 晶体具有较高的熔点,故 B 正确; 从题图中可以看出, I2 晶胞中 I2 分子有两种不同取向，故 C 错误；石墨属于混合型晶体，不属于四种典型类型中的任何一种，故 D 正确。
10.答案: A
解析:共价晶体的熔、沸点较高，分子晶体的熔、沸点较低，D 的沸点很高、H 的沸点较低，所以 D 可能为共价晶体，H 可能为分子晶体，故 A 正确；单质中不含离子键, 所以 G 不是离子晶体, 故 B 错误; 金属晶体的熔、沸点有的很高, 有的较低, 分子晶体的熔、沸点较低, E、F 不一定是金属晶体,也可能是分子晶体,故 C 错误; 单质中不含离子键,则 B 不是离子晶体,故 D 错误。
11.答案: D
解析:若是一个完整的分子晶体晶胞，其可表示干冰晶体，不能表示冰晶体，故 A 错误；金刚石晶胞结构如图,若是一个不完整的金刚石晶胞,则晶胞中缺失的碳原子位于 4 个小立方体的中心，故 B 错误；若是一个不完整的 NaCl 晶胞， 顶角和面心的粒子表示 Cl− ,则晶胞中 Na+ 在 12 条棱边的中心和体心，故 C 错误; CaF2 晶胞结构如图,若是一个不完整的 CaF2 晶胞,已知 CaF2 中 Ca2+ 的配位数为 8,则题图中结构粒子表示 Ca2+ ，故 D 正确。
二、非选择题
12.答案: 1
(2) H2S
(3)两者都是分子晶体， S8 相对分子质量大，分子间作用力强
(4)平面三角 2 sp3
(5) 4MNAa3×1021 22a
解析:(5) FeS2 晶体的晶胞中 Fe2+ 位于立方体的棱上和体心，一个晶胞中含有 Fe2+ 的个数为 12×14+1=4 (个)，含有 S22− 的个数为 6×12+8×18=4 (个)，因此一个晶胞中含有 4 个 FeS2 ,晶体的密度为 ρ=mV=4MNA×a×10−73 g⋅cm−3=4MNAa3×1021 g⋅cm−3 。 S22− 形成正八面体, 其中四个 S22− 形成的正方形
的对角线即为晶胞的边长 a nm ,若正八面体的边长为 x , 则 2x=a nm ,因此 x=a2 nm=2a2 nm 。
13.答案:(1)共价键、范德华力
(2)共价键具有方向性，当受到大的外力作用时会发生原子间错位而断裂 石墨、 金刚石、 C60
(3)分子密堆积 12
(4) sp2 120∘ 3.01×1023
解析:(1)石墨晶体中层内存在C−C 共价键，层与层之间存在范德华力。
(2)金刚石中只存在 C−C 共价键，共价键具有方向性，当受到大的外力作用时会发生原子间错位而断裂。金刚石属于共价晶体，石墨片层内以共价键结合，片层之间以分子间作用力结合，为混合型晶体， C60 属于分子晶体，它们的熔点由高到低的顺序是石墨、金刚石、 C60 。
(3) C60 是由 60 个碳原子构成的 C60 分子,属于分子晶体,堆积方式为分子密堆积。 晶体中 C60 的配位数为 12 。
(4)石墨烯为片层结构，碳原子的杂化轨道类型为 sp2 ,碳碳原子之间形成六元环，键角是 120∘ 。每个六元环含有 6×13 个碳原子,所以 12 g 石墨烯中含有 3.01×1023 个六元环。
14.答案:(1)NaCl 干冰 金刚石 石墨
(2)ac
(3)8
(4) 122×34MNAρ
解析:(1)根据图中晶胞或晶体的结构，结合说明可知，A 为氯化钠、B 为干冰、C 为金刚石、D 为石墨。
(2)冰中水分子间存在氢键，且氢键有方向性, 导致冰存在较大的空隙，密度比水小， 干冰分子之间只存在范德华力，形成的分子晶体是密堆积，密度比冰大，晶体中的空间利用率:干冰 > 冰，故 a、c 正确；冰熔化时氢键被破坏，干冰分子之间只存在范德华力，熔化时破坏范德华力，氢键比范德华力强，故晶体的熔点:冰〉一干冰，故 b 错误； 干冰分子之间只存在范德华力，冰中水分子之间既存在范德华力又存在氢键，晶体中分子间相互作用力的类型不相同，故 d 错误。
(3)由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有 4 个 C 原子，面心上有 6 个 C 原子，顶角有 8 个 C 原子,所以金刚石晶胞中 C 原子数目为4+6×12+8×18=8 。
(4)金属铜采用面心立方最密堆积，每个晶胞内 Cu 原子数目为 8×18+6×12=4 ，设铜原子的半径为 r cm ，则晶胞的棱长为 4r2 cm=22r cm ，所以 22r3×ρ=4MNA ，解得 r=122× 34MNAρ 。
氧化物
Na2O
Al2O3
SiO2
离子键的百分数/%
62
41
33
晶体
NaCl
MgO
SiCl4
AlCl3
B
熔点/℃
801
2800
-70
180
2500
物质
H2S
S8
FeS2
熔点/℃
-85.5
115.2
>600
(分解)
沸点/℃
-60.3
444.6
物质
SO2
SO3
H2SO4
熔点/℃
-75.5
16.8
10.3
沸点/℃
-10.0
45.0
337.0