2019届一轮复习人教版晶体结构与性质作业(7)

2019届一轮复习人教版晶体结构与性质作业(7)

晶体结构与性质 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 32 S 32‎ ‎ Cl 35.5 K 23 Cu 14 ‎ 一、选择题（本题包括16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意。）‎ ‎1．下列物质所属晶体类型分类正确的是 A B C D 原子晶体 石墨 生石灰 碳化硅 金刚石 分子晶体 冰 固态氨 氯化铯 干冰 离子晶体 氮化铝 食盐 明矾 芒硝 金属晶体 铜 汞 铝 铁 ‎2．由短周期元素构成的某离子化合物中，一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为20。下列说法中正确的是 A．晶体中阳离子和阴离子的个数不一定相等 B．晶体中一定只有离子键没有共价键 C．所含元素一定不在同一周期也不在第一周期 D．晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径 ‎3．下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属同种类型的是 A．碘与干冰分别受热变为气体 ‎ B．硝酸铵与硝酸分别受热变为气体 C．氯化钠与氯化氢分别溶解在水中 D．晶体钠与冰分别受热熔化 ‎4．下列性质适合于离子晶体的是 A．熔点-218℃，难溶于水 B．熔点3900℃，硬度很大，不导电 C．难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱 D．难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电 ‎5．下列说法正确的是 A．原子晶体中只存在非极性共价键 B．因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的沸点高于HF C．干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂 D．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物 ‎6．下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是 A．CH4>SiH4>GeH4>SnH4‎ B．KCl>NaCl>MgCl2>MgO C．Rb>K>Na>Li D．石墨>金刚石>SiO2>钠 ‎7．根据下表给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为160℃)，判断下列说法错误的是 晶体 NaCl MgO SiCl4‎ AlCl3‎ 晶体硼 熔点/℃‎ ‎801‎ ‎2800‎ ‎－70‎ ‎180‎ ‎2500‎ A．MgO中的离子键比NaCl中的离子键强 B．SiCl4晶体是分子晶体 C．AlCl3晶体是离子晶体 D．晶体硼是原子晶体 ‎8．钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示，有关说法不正确的是 A．该晶体属于离子晶体 B．晶体的化学式为Ba2O2‎ C．该晶体晶胞结构与NaCl相似 D．与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有12个 ‎9．下列数据是对应物质的熔点表，有关的判断正确的是 Na2O Na AlF3‎ AlCl3‎ ‎920℃‎ ‎97.8℃‎ ‎1291℃‎ ‎190℃‎ Al2O3‎ BCl3‎ CO2‎ SiO2‎ ‎2073℃‎ ‎－107℃‎ ‎－57℃‎ ‎1723℃‎ A．只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体 B．在共价化合物中各原子都形成8电子结构 C．同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体 D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 ‎10．同主族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似，化合物PH4I是一种无色晶体，下列对它的描述中不正确的是 A．在加热此化合物时有紫色气体产生 B．它是一种离子化合物 C．这种化合物不能跟强碱发生化学反应 D．该化合物在一定条件下由PH3与HI化合而成 ‎11．某固体仅由一种元素组成，其密度为5.0 g·cm−3，用X射线研究该固体的结构时得知：在边长1×10−7 cm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．32　 　B．120　 　C．150　 　D．180‎ ‎12．下列关于晶体的说法一定正确的是 CaTiO3的晶体结构模型(Ca2+、O2−、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶点)‎ A．分子晶体中都存在共价键 B．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高 C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合 D．CaTiO3晶体中每个Ti4+与12个O2−相紧邻 ‎13．石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如图)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 ‎ A．石墨烯与石墨互为同位素 B．0.12 g石墨烯中含6.02×1022个碳原子 C．石墨烯是一种有机物 D．石墨烯中碳原子间以共价键结合 ‎14．下面的排序不正确的是 A．晶体熔点的高低：‎ B．熔点由高到低：Na>Mg>Al C．硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅 D．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI ‎15．氮化碳结构如下图，其中β-氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法中错误的是 A．β-氮化碳属于原子晶体 B．β-氮化碳中碳显-4价，氮显+3价 C．β-氮化碳的化学式为C3N4‎ D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连 ‎16．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．该气态团簇分子的分子式为EF或FE 二、非选择题（本共52分。）‎ ‎17．（1）氯酸钾熔化时，微粒间克服了_______________；‎ 二氧化硅熔化时，微粒间克服了________；碘升华时，微粒间克服了________。三种晶体熔点由高到低的顺序是________________。‎ ‎（2）下列六种晶体：①CO2、②NaCl、③Na、④Si、⑤CS2、⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为____________(填序号)。‎ ‎（3）在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的非极性分子有______________(填化学式，下同)，由非极性键形成的非极性分子有________，能形成分子晶体的物质是____________，晶体中含有氢键的是________，属于离子晶体的是__________，属于原子晶体的是________，五种物质的熔点由高到低的顺序是______________。‎ ‎18．水是生命之源，它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。‎ ‎（1）水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为________。‎ ‎（2）写出与H2O分子互为等电子体的微粒________________(填2种)。‎ ‎（3）下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是________(请用相应的编号填写)‎ ‎19．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Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的F－数为________，图Ⅲ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Ⅱ所示的物质结构中最外能层已达8电子结构的原子是________，H3BO3晶体中硼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为_______________________________________________________‎ ‎__________________________。‎ ‎20．C60、金刚石、石墨、二氧化碳和氯化铯的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)：‎ ‎（1）C60、金刚石和石墨三者的关系是互为　　　　。‎ A．同分异构体 B．同素异形体 C．同系物 D．同位素 ‎（2）固态时，C60属于　　　　(填“原子”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键的数目是　　　　。‎ ‎（3）晶体硅的结构跟金刚石相似，1mol晶体硅中含有硅—硅单键的数目约是　　　　NA。‎ ‎（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是　　　　。‎ ‎（5）观察CO2分子晶体结构的一部分，试说明每个CO2分子周围有　　　个与之紧邻且等距的CO2分子；该结构单元平均占有　　　　个CO2分子。‎ ‎（6）观察图形推测，CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a，则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为　　　　，每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为　　　，距离为　　　　，每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为　　　　，距离为　　　　，每个Cs+周围紧邻且等距的Cl−数目为　　　　。‎ ‎21．某离子晶体的晶胞结构如图所示。试求：‎ ‎（1）晶体中每一个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式是________________________。‎ ‎（2）晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。‎ ‎（3）晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角(∠XYX)为________。‎ ‎（4）设该晶体的摩尔质量为M g·mol−1，晶体密度为ρ g·cm−3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间距离为________cm。‎ 答案解析 ‎1. 【解析】石墨属于混合晶体，生石灰、氯化铯属于离子晶体，氮化铝属于原子晶体，故只有D正确。‎ ‎【答案】D ‎2. 【解析】在短周期中符合题设条件的物质有：NaF、Na2O、MgO、NaOH、NH4F等，故A正确；NaOH、NH4F含共价键，故B不正确；所含元素可在同一周期，也可在第一周期，如NH4F，故C不正确；NaF、Na2O、MgO等其阳离子半径都比阴离子半径小，故D不正确。‎ ‎【答案】A ‎3. 【解析】碘、干冰都是分子晶体，且都无氢键，变为气体时只克服范德华力；硝酸铵是离子晶体变为气体时克服离子键和共价键，硝酸是分子晶体，且含有氢键，变为气体时需克服范德华力和氢键；氯化钠、氯化氢溶于水分别克服离子键、共价键；晶体钠与冰受热熔化分别克服金属键、分子间作用力。‎ ‎【答案】A ‎4. 【解析】离子晶体液态时能导电，难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，固体不导电，故A、C均不符合离子晶体的特点；B中熔点达3900℃，硬度很大，不导电，应是原子晶体，故只有D符合题意。‎ ‎【答案】D ‎5. 【解析】A项SiO2中存在极性键；B项HF分子间含有氢键，故HF沸点高；D项AlCl3为共价化合物。‎ ‎【答案】C ‎6. 【解析】晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大者分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越大，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项物质均为同主族的金属晶体，其熔点高低取决于金属键的强弱，金属原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。碱金属原子半径依Li→Cs的顺序增大，价电子数相同，故熔点应是Li最高，Cs最低；原子晶体的熔点取决于共价键的键能，石墨中C—C键键长比金刚石中C—C键的键长更短，键能更大，所以石墨熔点比金刚石略高，金刚石熔点又比二氧化硅高，钠的熔点很低。‎ ‎【答案】D ‎7. 【解析】NaCl和MgO是离子化合物，形成离子晶体，故熔、沸点越高，说明晶格能越大，离子键越强，A项正确；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，是原子晶体，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，但其晶体熔、沸点较低，应属于分子晶体。‎ ‎【答案】C ‎8. 【解析】由晶胞结构及“均摊法”计算：一个晶胞中含Ba2+：8×1/8＋6× 1/2＝4个，含O：12×1/4＋1＝4个，故晶体化学式是BaO2，其他选项可结合NaCl晶胞知识作出判断。‎ ‎【答案】B ‎9. 【解析】金属晶体中含有金属阳离子，但不属于离子晶体，A错；BCl3分子中硼原子的最外层只有6个电子，B错；CO2和SiO2分别属于分子晶体和原子晶体，C错；Na的熔点低于AlCl3，D正确。‎ ‎【答案】D ‎10. 【解析】此题为信息题，可把PH看作NH来回答。因铵盐易分解且是离子化合物，分解产生的HI不稳定，易分解，故A、B项正确；NH3与HI易化合，故D项正确；又NH与OH−能反应，故PH与OH−能反应，故C项不正确。‎ ‎【答案】C ‎11. 【解析】M＝Vm·ρ＝×6.02×1023 mol−1×5. 0 g·cm−3≈150g·mol−1，故Mr＝150。‎ ‎【答案】C ‎12. 【解析】A项分子晶体中的稀有气体仅以分子间作用力结合，无共价键存在；B项中金属汞常温为液态，比I2、S的熔点低；C项中每个硅原子连接4个氧原子。D项选择一个顶点的Ti4+，则该立方体中与其紧邻的O2−占3个，而面心上的O2−占，顶点上的Ti4+占，故其紧邻的O2−个数为3×8×＝12。‎ ‎【答案】D ‎13. 【解析】石墨烯与石墨均为碳单质，两者互为同素异形体，故A、C错误；0.12 g石墨烯为0.01 mol，碳原子数为6.02×1021个，故B项错误；由题意可知石墨烯应该是单层的石墨，其结构与石墨相似，碳原子之间以共价键结合。‎ ‎【答案】D ‎14. 【解析】A中，由于可以形成分子内氢键，使得晶体熔点降低。B中，Na、Mg、Al均为金属晶体，金属键NaMg>Na。C中，共价键键能金刚石>SiC>晶体硅，故硬度顺序与其一致。D中，晶格能大小与离子半径、离子所带电荷有关；半径越小离子带电荷越多，晶格能越大，故D正确。‎ ‎【答案】B ‎15. 【解析】图为网状结构，硬度超过金刚石晶体，氮化碳晶体为原子晶体，每个C和4个N形成共价键，每个氮原子与3个碳原子相连，所以氮化碳的化学式为C3N4，由于N的非金属性比碳强，所以氮化碳中碳显+4价，氮显-3价。‎ ‎【答案】B ‎16. 【解析】CaF2晶体中，Ca2+占据8个顶角、6个面心，故CaF2晶胞中含Ca2+的个数为8×+6×=4；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；由于是气态团簇分子，其分子式应为E4F4或F4E4。‎ ‎【答案】D ‎17. 【解析】（1）氯酸钾是离子晶体，熔化时微粒间克服离子键；SiO2是原子晶体，熔化时克服共价键；碘是分子晶体，熔化时克服分子间作用力。（2）一般地，不同晶体的熔点：原子晶体>离子晶体>分子晶体，金属晶体熔点变化大；一般情况下，熔点：固体>液体>气体，则可得出：CO2氯酸钾>碘 ‎（2）①⑤③②④⑥‎ ‎（3）CO2　H2　H2、CO2、HF　HF　(NH4)2SO4　SiC　SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2‎ ‎18. 【解析】（1）中，氧原子的基态核外电子排布为：1s22s22p4。（2）中，与H2O分子互为等电子体的微粒应该是：3原子最外层电子数为8的分子或离子，可以是H2S，或NH。（3）中，因为冰是分子晶体，所以只有干冰(B)和碘(C)与之相同。‎ ‎【答案】（1）1s22p22p4‎ ‎（2）H2S、NH ‎（3）BC ‎19. 【解析】（1）从图Ⅰ面心上的一个Ca2+可看出连接四个F−，若将旁边的晶胞画出，也应连四个F−，则一个Ca2+连有8个F−。铜属于面心立方最密堆积，配位数为12。（2）H是两电子，B从图Ⅱ看，只形成三个键，应为6个电子，只有氧为8电子。H3BO3属于分子晶体，一个B连有三个O，三个O又连有三个H，所以一个B对应6个化学键。（3）“电子气”理论可以很好地解释金属的导电、导热和延展性等物理性质。（4）熔点大小一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，金属晶体看具体情况，此题H3BO3为分子晶体，应最小，熔化时破坏分子间作用力和氢键。‎ ‎【答案】（1）8　 12　 ‎ ‎（2）O　 1∶6　 ‎ ‎（3）电子气 ‎（4）H3BO3　 分子间作用力、氢键 ‎20. 【解析】（1）所给三种物质均为只由碳元素组成的单质，故它们互为同素异形体。（2）C60中只含碳元素，且不具有向空间无限伸展的网状结构，所以为分子晶体；C60的分子中的总的价电子的数目为60×4=240，由图示可知已成键的价电子数为60×3，所以可形成的双键的数目为(240-180)÷2=30。（3）由金刚石的结构模型可知，每个碳原子都与相邻的碳原子形成一个单键，故每个碳原子相当于形成(×4)个单键，则1mol硅中可形成2mol硅硅单键。（4）石墨层状结构中每个碳原子为三个正六边形共有，即对每个六边形贡献个碳原子，所以每个正六边形占有的碳原子的数目为×6=2。（5）题给出CO2分子晶体的一部分。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分子的个数为4×3=12；在此结构中，8个CO2分子处于顶角，为8个同样结构共用，6个CO2分子处于面心，为2个同样结构共用。所以，该结构单元平均占有的CO2分子的个数为8×+6×=4。（6）以图中大立方体中心的Cs+为基准，与其最近的Cs+分别位于其上、下、前、后、左、右的六个方位；与其次近的Cs+分别位于通过中心Cs+的三个切面的大正方形的顶点，个数为4×3=12；与其第三近的Cs+分别位于大立方体的8个顶点上；每个Cs+周围紧邻且等距的Cl−数目为8。‎ ‎【答案】（1）B　‎ ‎（2）分子　30　‎ ‎（3）2　‎ ‎（4）2　‎ ‎（5）12　4‎ ‎（6）6　12　a　8　a　8‎ ‎21. 【解析】（1）此结构虽不符合晶胞“无隙并置”，但可将每个Y与所连接的X划为1个立方单元，此立方结构单元计算晶体组成，此立方单元中只有1个Y，且每个Y同时吸引4个X，而X处于顶点上为8个立方单元所共有，即每个X同时吸引8个Y。在每个该立方单元中含X：×4＝(个)，含Y：1个，则化学式为XY2或Y2X。（2）在一个立方单元中，每个X与它的距离最接近的X有三个，每个X位于立方单元的顶点处，同时被8个立方单元共有，则每个X周围有3×＝12(个)(每个面为两个立方单元共有)。（3）在此立方单元中，Y与四个X形成正四面体结构，故键角为109°28′。（4）因为一个立方单元中只含个XY2，则有＝ρ·V·NA，V＝，而V＝l3(设边长为l)，则l3＝，l＝，设X与X间的距离为S，S＝l＝·＝。‎ ‎【答案】（1）4　 8　 XY2(或Y2X) ‎ ‎（2）12‎ ‎（3）109°28′　 ‎ ‎（4） ‎