2022年高三化学寒假同步测试卷：06分子晶体与原子晶体 Word版含答案

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(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．晶体与非晶体的本质差别是( )
A．有无各向异性
B．有无一定的几何外形
C．有无固定熔点
D．构成固体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列
2．下列关于晶体自范性的叙述中，不正确的是( )
A．晶体的自范性是指在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形
B．缺角的硫酸铜晶体在饱和硫酸铜溶液中慢慢变为完美的立方体晶块，体现了晶体的自范性
C．圆形容器中结出的冰是圆形的，不能体现晶体的自范性
D．由玻璃可制成规则的玻璃立方体，体现了晶体的自范性
3．晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率是与层平行的方向上的导电率的1/104。晶体的各向异性主要表现在( )
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A．只有①③ B．只有②④
C．只有①②③ D．①②③④
4．有关晶体的下列说法中，正确的是( )
A．晶体中分子间氢键越强，分子越稳定
B．原子晶体中共价键越弱，熔点越低
C．冰融化时水分子中共价键发生断裂
D．原子晶体中只存在极性共价键，不可能存在其他类型的化学键
5．某离子化合物的晶胞为如图所示的立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单元。阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是( )
A．1∶8 B．1∶4
C．1∶2 D．1∶1
6．已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是( )
A．ZXY3 B．ZX2Y6
C．ZX4Y8 D．ZX8Y12
7．HF分子晶体、NH3分子晶体与冰的结构极为相似，在HF分子晶体中，与F原子距离最近的HF分子有几个( )
A．3 B．4
C．5 D．12
8．如图是某无机化合物的二聚分子，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子的最外层都达到8个电子的稳定结构。下列说法不正确的是( )
A．该化合物的化学式是Al2Cl6
B．该化合物是离子化合物，在熔融状态下能导电
C．该化合物在固态时所形成的晶体是分子晶体
D．该化合物中不存在离子键，也不含有非极性共价键
9．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如下图)。下列有关说法正确的是( )
A．正硼酸晶体属于原子晶体
B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C．分子中硼原子最外层为8电子稳定结构
D．含1 ml H3BO3的晶体中有3 ml氢键
10．氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。下列关于这两种晶体的说法正确的是( )
①立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
②六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
③两种晶体中的B—N键均为共价键
④两种晶体均为分子晶体
A．①③ B．②③
C．③④ D．②④
11．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界中最硬的原子晶体。下列叙述错误的是( )
A．WX4是沼气的主要成分 B．固态X2Y是分子晶体
C．ZW是原子晶体 D．ZY2的水溶液俗称“水玻璃”
12．下列性质适合于分子晶体的是( )
A．熔点为1 070 °C，易溶于水，水溶液导电
B．熔点为10．31 °C，液态时不导电，水溶液能导电
C．不溶于水，常温下为固体，硬度很大
D．熔点为97．81 °C，质软，导电，密度为0．97g·cm－3
13．最近，美国Lawrece Liermre国家实验室的V·Lta·C·S·Y和H·Cynn成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2 结构的原子晶体，下列关于CO2的原子晶体说法中，正确的是( )
A．CO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体
B．在一定条件下，CO2原子晶体转化为分子晶体是物理变化
C．CO2的原子晶体和CO2分子晶体具有相同的物理性质和化学性质
D．在CO2的原子晶体中，每1个C原子周围结合4个O原子，每1个O原子跟2个C原子相结合
14．下列有关晶体结构的叙述中，不正确的是( )
A．冰晶体中，每个水分子与周围最近的4个水分子通过氢键相吸引，并形成四面体
B．干冰晶体中，每个晶胞平均含有8个氧原子
C．金刚石晶体中，碳原子与C—C键之比为1∶2
D．二氧化硅晶体中，最小环是由6个硅原子组成的六元环
15．下表是某些原子晶体的熔点和硬度。
分析表中的数据，判断下列叙述正确的是( )
A．构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高
B．构成原子晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越高
C．构成原子晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大
D．构成原子晶体的原子的相对分子质量越大，晶体的硬度越大
16．已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法错误的是( )
A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固
B．该晶体中每个碳原子连接4个氮原子、每个氮原子连接3个碳原子
C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构
D．该晶体结构与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17．(18分)现有以下8种晶体：
A．干冰 B．CS2
C．金刚石 D．SiC
E．晶体硅 F．水晶
G．冰 H．晶体氩
(1)属于分子晶体，且分子的立体构型为直线形的是________(用晶体编号填空，下同)。
(2)通过非极性键形成的原子晶体是________；晶体内不含化学键的是________。
(3)直接由原子构成的晶体是________________，其中属于分子晶体的是________。
(4)受热熔化时，化学键发生变化的是________，干冰的熔点比冰的熔点低得多，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)干冰、CS2、水晶都是同主族的两种元素组成的化合物，它们的熔点高低顺序为________＞________＞________(用化学式填空)，其原因是_______________________
________________________________________________________________________
(6)金刚石、SiC、晶体硅都是同主族元素组成的晶体，它们的熔点高低顺序为________＞________＞________(用名称填空)，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
18．(9分)氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃反应获得。
(1)氮化硅晶体属于________晶体。
(2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且氮原子和氮原子，硅原子与硅原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式________。
(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
19．(12分)卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。试回答下列问题：
(1)如图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的熔点与其相对分子质量的关系图。它们的熔点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)卤素互化物可发生的反应：
H2O＋BrCl===HBrO＋HCl
KBr＋BrCl===KCl＋Br2
①写出KI与IBr反应的化学方程式 。
②若要验证①反应能否发生，请你设计一个简单的实验：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)试推测ICl的熔点所处的最小范围
________________________________________________________________________。
20．(13分)二氧化碳在一定条件下可以得到分子晶体，在特殊条件下也可以得到原子晶体。
(1)如图为CO2分子晶体的晶胞结构，观察图形。试说明每个CO2分子周围有________个与之紧邻且等距的CO2分子；该晶胞结构平均占有________个CO2分子。在CO2分子晶体中撒入镁粉，用红热的铁棒引燃后，再盖上另一块CO2分子晶体，出现的现象为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
反应的化学方程式是
________________________________________________________________________；
该实验不但证明金属镁可以跟CO2反应，而且也说明了CO2分子晶体具有________的特性。
(2)在40 GPa高压下，用激光器加热到1 800 K时，人们成功制得原子晶体干冰，其结构和性质与SiO2原子晶体相似，下列说法正确的是________。
A．原子晶体干冰易升华，可用作制冷剂
B．原子晶体干冰有很高的熔点和沸点
C．原子晶体干冰的硬度小，不能用作耐磨材料
D．原子晶体干冰在一定条件下可与氢氧化钠反应
E．每摩尔原子晶体干冰中含有4 ml C—O键
参考答案与解析
1．【解析】选D。晶体具有各向异性和固定的熔点，这是由于构成晶体的粒子在三维空间里呈周期性的有序排列的结果。本质上，晶体的自范性(能自发呈现多面体外形)是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。
2．【解析】选D。D项，玻璃是非晶体。圆形容器中结出的圆形的冰不能体现自发的形成规则外形，故不能体现晶体的自范性。
3．【解析】选D。晶体的各向异性反应了晶体内部质点排列的高度有序性，表现在硬度、导热性、导电性、光学性质等方面。
4．【解析】选B。氢键的强弱只影响晶体的物理性质，分子的稳定性则取决于分子内化学键的强弱，A项错误；冰融化时克服分子间作用力和氢键，C项错误；晶体Si中只存在非极性共价键，D项错误。
5．【解析】选D。依据均摊法，在该晶胞中阳离子个数为1，阴离子个数为8×eq \f(1,8)＝1，故阴、阳离子个数比为1∶1。
6．【解析】选A。由晶胞可知X占据8个顶点，属于该晶胞的X＝8×eq \f(1,8)＝1；Y占据12条棱的中间，属于该晶胞的Y＝12×eq \f(1,4)＝3；Z占据晶胞的体心，属于该晶胞的Z＝1。故化学式为ZXY3。
7．【解析】选B。根据HF分子晶体与冰结构相似可知，每个HF分子周围有4个HF分子与之最近，构成四面体，故B项正确。
8．【解析】选B。由A、B元素都在第三周期，并且所有原子最外层都达到8个电子的稳定结构，可知A为Cl，B为Al，故A正确；因是二聚分子，故其固态时形成分子晶体，B错，C正确；该化合物中不含离子键，只含极性共价键，D正确。
9．【解析】选D。A项，正硼酸应属于分子晶体；B项，H3BO3分子稳定性与分子内部的共价键有关，与分子间的氢键无关；C项，分子中的硼原子不符合8电子稳定结构；D项，中的3个氢均形成氢键。
10．【解析】选B。立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有σ键和π键无关，与晶体的结构有关，即立方相氮化硼晶体为原子晶体，硬度较大，①错误；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，根据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的，故其作用力小，质地较软，②正确；B和N都是非金属元素，两种晶体中的B—N键都是共价键，③正确；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，属于混合型晶体，立方相氮化硼晶体为原子晶体，④错误。
11．【解析】选D。根据题意分析可推知：X是氢元素，Y是氧元素，Z是硅元素，W是碳元素。则WX4代表甲烷，X2Y代表水，ZW代表碳化硅，ZY2代表二氧化硅，由此可知，A、B、C均正确，D错误，水玻璃是Na2SiO3的水溶液。
12．【解析】选B。A选项熔点高，不是分子晶体，分子晶体熔点较低；C选项中物质硬度很大，不是分子晶体；D选项是金属钠的性质，钠不是分子晶体。
13．【解析】选D。此处CO2为原子晶体，类似SiO2结构。
14．【解析】选D。二氧化硅晶体中，最小环是由6个硅原子和6个氧原子组成的十二元环。
15．【解析】选B。原子晶体的熔点和硬度与构成原子晶体的原子间的共价键键能有关，而原子间的共价键键能与原子半径的大小有关。
16．【解析】选D。因为C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，可以推测它属于原子晶体，由于氮原子半径小于碳原子半径，C—N键键长小于C—C键键长，C—N键键能大于C—C键键能，所以构成C3N4晶体的C—N键更牢固；该晶体结构是由C—N极性键形成的空间网状结构。
17． (1)AB
(2)CE H
(3)CDEFH H
(4)CDEF 干冰中CO2分子之间只存在范德华力，冰中H2O分子之间存在范德华力和氢键，且氢键的强度比范德华力大
(5)SiO2 CS2 CO2 SiO2是原子晶体，CS2和CO2是分子晶体，CS2和CO2组成和结构相似，且相对分子质量CS2>CO2
(6)金刚石 碳化硅 晶体硅 金刚石、碳化硅、晶体硅都是原子晶体，键长：C—C键Si—Si键
18． (1)原子 (2)Si3N4
(3)3SiCl4＋2N2＋6H2eq \(=====,\s\up7(强热))Si3N4＋12HCl
19．【解析】(1)卤素单质及XX′型卤素互化物都是双原子分子，组成和结构相似，其相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。
(2)①主要考查学生运用信息、模拟信息的能力，KI＋IBr===KBr＋I2。
②欲验证反应能否发生，实际上是证明是否有I2生成，检验I2生成的方法是向混合物中滴加几滴淀粉溶液，若变蓝，则反应能发生，否则，反应不能发生。
(3)依据图像给出的信息，随着相对分子质量的增加，熔点逐渐升高，计算ICl的相对分子质量，最小范围介于Br2和IBr的熔点之间。
【答案】(1)相对分子质量越大，分子间的作用力越强
(2)① KI＋IBr===KBr＋I2 ②向反应物混合液中滴加几滴淀粉溶液，若变蓝，证明能反应，否则不能反应
(3)介于Br2的熔点和IBr的熔点之间
20．【解析】(1)题给出CO2分子晶体的晶胞。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：3×8/2＝12(个)；在此晶胞中，8个CO2分子处于顶角，为8个同样晶胞共用，6个CO2分子处于面心，为2个同样晶胞共用，所以，该晶胞平均占有的CO2分子数为：8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4(个)；(2)该题应从SiO2的结构和性质来判断。
【答案】(1)12 4 镁粉在CO2分子晶体中继续燃烧，发出耀眼的白光，并有黑色物质生成 2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO＋C 易升华
(2)BDE原子晶体
金刚石
氮化硼
碳化硅
石英
硅
锗
熔点/℃
3 900
3 000
2 700
1 710
1 410
1 211
硬度
10
9．5
9．5
7
6．5
6．0
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
答案