2019高中化学阶段质量检测（三）晶体结构与性质精练新人教版

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晶体结构与性质(时间：60分钟　满分：100分)一、选择题(本题共8个小题，每小题3分，共24分)1．下列说法正确的是(　　)A．晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂B．原子晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力C．区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验D．非金属元素的原子间只形成共价键，金属元素的原子与非金属元素的原子间只形成离子键2．(2016·汕头高二检测)氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是(　　)A．AlON和石英的化学键类型相同B．AlON和石英晶体类型相同C．AlON中N元素的化合价为－1D．电解熔融AlON或电解熔融Al2O3都能得到Al3．下列说法正确的是(　　)A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键B．分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸C．含有金属离子的晶体一定是离子晶体D．元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强4．(2016·太原高二检测)下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是(　　)A．金属Mg和金属Cu的空间利用率B．C—O和Si—O的键能C．H2SO3和H2SO4中心原子的价层电子对数D．邻羟基苯甲醛()和对羟基苯甲醛()的沸点5．(2016·湖北重点高中联考)某物质的晶体内部一个截面上原子的排布情况如图所示，则该晶体的化学式可表示为(　　)nA．A2BB．ABC．AB2D．A3B6．分析下列各物质的物理性质，判断其固态属于离子晶体的是(　　)A．碳化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电B．溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电C．五氧化二钒，无色晶体，熔点19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电7．二氧化硅有晶体和无定形两种形态，晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。除石英外，SiO2还有磷石英和方英石等多种变体。方英石结构和金刚石相似，其结构单元如图。下列有关说法正确的是(　　)A．方英石晶体中存在着SiO4结构单元B．1molSi形成2molSi—O键C．图示结构单元中实际占有18个硅原子D．方英石晶体中，Si—O键之间的夹角为90°8．(2016·忻州高二检测)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．ZXY3B．ZX2Y6C．ZX4Y8D．ZX8Y12二、非选择题(本题共5个小题，共76分)9．(10分)如图为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－n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________________________________________________________________________。10．(15分)(2016·海南高二检测)Ⅰ.下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是(　　)Na2ONaAlF3AlCl3Al2O3BCl3CO2SiO2920℃97.8℃1291℃190℃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．同族元素的氧化物可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Ⅱ.如图为几种晶体或晶胞的构型示意图。请回答下列问题：(1)这些晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是____________。(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_________________。(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能________(填“大于”或“小于”)MgO晶体的晶格能，原因是__________________。(4)每个铜晶胞中实际占有________个铜原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。(5)冰的熔点远高于干冰，除因为H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是__________________________________________________________。n11．(16分)(2016·豫东十校高二联考)M、N、O、P、Q是元素周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。M原子最外层电子数为内层电子数的3倍；N的焰色反应呈黄色；O的氢化物是一种强酸，其浓溶液可与M、Q的化合物反应生成O的单质；P是一种金属元素，其基态原子中有6个未成对电子。请回答下列问题：(1)元素Q的名称为__________，P的基态原子价层电子排布式为__________。(2)O的氢化物的沸点比其上一周期同族元素的氢化物低，是因为__________________________。(3)M、O电负性大小顺序是__________(用元素符号表示)，O的最高价含氧酸根的空间构型为________，其中心原子的杂化类型为___________。(4)M、N形成的化合物的晶胞如图所示，该晶胞的化学式为________，其中M离子的配位数为________，该晶体类型为________。[能力提升]12．(17分)(2016·德阳高二检测)碳元素在生产生活中具有非常重要的作用，在新物质的制备中也发挥了举足轻重的作用。碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：(1)与碳同周期，且基态原子的核外未成对电子数与碳相等的元素，其基态原子的电子排布式为______。(2)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为____________。(3)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为________、________。常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是______________。(4)C60属于________晶体，C60晶体内含有的微粒间作用有________________。(5)金刚石晶胞含有________个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r＝________a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率________(不要求计算结果)。13．(18分)(2016·宜昌高二检测)X、Y、Z、M、W均为周期表中前四周期的元素。X元素的基态原子外围电子排布式为3s2n；Y原子的L能层的P能级上有一个空轨道；Z元素的基态原子最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子；M的基态原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；W为过渡元素，它的基态原子外围电子排布成对的电子数和未成对电子数相同且为最外层电子数的两倍。回答下列问题(相关回答均用元素符号表示)：(1)W的基态原子的外围电子排布图为________其基态原子核外有________种不同电子运动状态。(2)Z的氢化物的沸点比其下一周期同族元素氢化物的沸点高的原因是________________________________________________________________________。(3)W与YM易形成配合物W(YM)5，在W(YM)5中W的化合价为_________；与YM分子互为等电子体的离子的化学式为________。(写一种即可)(4)W单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式，晶胞分别如图A、B所示：图B中原子堆积方式为___________，A、B中W原子的配位数之比为_________。A、B晶胞的棱长分别为acm和bcm，则A、B两种晶体的密度之比为________。(5)X和W组成的合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图甲(黑球代表W，白球代表X)。则该合金的化学式为______________________________。阶段质量检测(三)1．解析：选C　A项，分子晶体受热熔化时破坏的是分子间作用力；B项，大部分分子晶体中都存在共价键(稀有气体的晶体例外)；D项，非金属元素原子间也可形成离子键(如NH4Cl)，金属元素原子与非金属元素原子间也可形成共价键(如AlCl3)。2．解析：选D　氮氧化铝和石英都是原子晶体，化学键类型相同，A正确；二者都是原子晶体，B正确；AlON中Al显＋3，O为－2，N为－1，C正确；熔融状态下只会断裂离子键，而氮氧化铝中只存在于共价键，D错误。3．解析：选A　分子中含两个氢原子的酸不一定是二元酸，如甲酸HCOOH；金属晶体中含有金属阳离子，但不是离子晶体；元素的非金属性越强，其单质的活泼性不一定越强，如氮气。4．解析：选B　金属Mg属于六方最密堆积，金属Cu属于面心立方最密堆积，二者的空间利用率相同均为74%，A错误；原子半径越小，共价键键能越大，原子半径：C＜Si，则C—O和Si—O的键能前者高，B正确；H2SO3中S的价层电子对个数＝3＋(6＋2－2×3)＝4，H2SO4中S的价层电子对个数＝4＋n(6＋2－2×4)＝4，二者相同，C错误；邻羟基苯甲醛的两个基团靠的很近，能形成分子内氢键；而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低，D错误。5．解析：选B　根据物质的结构可知：在1个A周围有4个B；在一个B周围有4个A，A、B原子个数比是1∶1，所以该晶体的化学式是B。6．解析：选D　A项中熔点很高且熔融态不导电，推断为原子晶体；D项中熔融时或溶于水中都能导电，为离子晶体；B、C项为分子晶体的性质。7．解析：选A　本题考查SiO2的晶体结构。由方英石结构示意图，知方英石晶体中存在着SiO4的结构单元，A项正确；1molSi形成4molSi—O键，B项错误；如图所示的结构单元实际占有的硅原子数：8×＋6×＋4＝8个，C项错误；方英石晶体中存在着SiO4的结构单元，说明Si—O键之间的夹角为109°28′，D项错误。8．解析：选A　离子晶体晶胞结构利用切割法分析。根据离子晶胞结构可知X全部在顶点处，其个数是8×＝1，Y全部在棱上，则个数是12×＝3，Z在体心处，全部属于该晶胞，则该物质的化学式是ZXY3，选A。9．解析：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是两电子原子，从图2看，B原子只形成三个共价键，应为6个电子，只有氧原子为8个电子。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10．解析：Ⅰ.A项含有金属阳离子的可能为金属晶体；B项共价化合物中各原子不一定形成8电子结构，如BCl3。Ⅱ.(1)分析各种物质的晶胞发现以共价键结合的晶体为金刚石晶体。(2)结合不同晶体的熔点特点，及氢键的知识确定熔点高低顺序为：金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰。(4)分析铜晶胞的特点顶点的Cu原子为8×＝1，位于面上的Cu为6×＝3，所以实际占有4个铜原子。本题以物质的结构为基础考查，难度不大。答案：Ⅰ.A、B　Ⅱ.(1)金刚石晶体　(2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰　(3)小于　因为钙离子和氧离子电荷数大于钠离子和氯离子，并且氧的离子半径也小(4)4　8　(5)冰的晶态时存在氢键，而干冰没有n11．解析：依题意可知：M为氧元素，N为钠元素，O是氯元素，P是铬元素，Q是锰元素，因此有：(1)元素Q的名称为锰，P的基态原子价层电子排布式为3d54s1。(2)O的氢化物的沸点比其上一周期同族元素的氢化物低是因为HF分子间存在氢键，而HCl分子间无氢键。(3)M、O电负性大小顺序是O＞Cl，O的最高价含氧酸根为ClO，空间构型为正四面体形。空间构型其中心原子的杂化类型为sp3杂化。(4)M微粒的数目为：8×＋6×＝4；N微粒的数目为8；因此M、N形成的化合物的晶胞的化学式为Na2O；其中M离子的配位数为8，该晶体类型为离子晶体。答案：(1)锰　3d54s1　(2)HF分子间存在氢键，而HCl分子间无氢键　(3)O＞Cl　正四面体形　sp3杂化(4)Na2O　8　离子晶体12．解析：(1)C元素和O元素基态原子的核外未成对电子数都是2，所以氧原子的基态原子的电子排布式为1s22s22p4。(2)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，性质不同，它们互为同素异形体。(3)在金刚石中碳原子的4个价电子与4个C原子形成四个共价键，C的杂化形式是sp3杂化，在石墨中碳原子与相邻的三个碳原子形成三个共价键，C的杂化形式为sp2杂化；因为甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力，所以常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态。(4)C60是由60个C原子以共价键形成的分子，属于分子晶体。C60晶体内含有的微粒间作用有范德华力和共价键。(5)根据晶胞中粒子个数的计算公式＝体内数目×1＋面上数目×＋棱上数目×＋顶角数目×。金刚石晶胞中，顶点8个，相当于1个C原子，面心上6个，相当于3个C原子，而在其8个四面体空隙中有一半也是C原子，且在晶胞内，故含有4个C原子，加在一起，可得一个金刚石晶胞中有8个C原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则正方体对角线的就是C－C键的键长，即a＝2r，所以r＝a，碳原子在晶胞中的空间占有率为＝。答案：(1)1s22s22p4　(2)同素异形体　(3)sp3　sp2　甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力(4)分子　范德华力、共价键　(5)8　　＝13．解析：X、Y、Z、M、W均为周期表中前四周期的元素。X元素的基态原子外围电子排布式为3s2n，则X为第三周期第二主族元素，为镁；Y原子的L能层的P能级上有一个空轨道，为碳元素；Z元素的基态原子最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，为氮元素；M的基态原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，为氧元素；W为过渡元素，它的基态原子外围电子排布成对的电子数和未成对电子数相同且为最外层电子数的两倍，则电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，则W为铁。(1)W为铁，26号元素，其基态原子的外围电子排布图为；铁的基态原子有26种不同电子运动状态。(2)Z为氮元素，其气态氢化物为氨气，因为氨分子间形成氢键，所以沸点比同主族的下一周期的氢化物沸点高。(3)W与YM易形成配合物W(YM)5，即Fe(CO)5，根据化合价代数和为0分析，CO的化合价的代数和为0，则铁的化合价为0，根据等电子体的定义，一氧化碳的等电子体必须是双原子分子或离子，且电子数相等，所以与一氧化碳分子互为等电子体的离子的化学式为CN－或C。(4)A中原子占据体心和顶点，为体心立方结构，原子数为1＋8×＝2，B中占据顶点和面心，原子数为6×＋8×＝4，所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为1∶2，A、B晶胞的棱长分别为acm和bcm，体积分别为a3cm3、b3cm3，晶胞的密度等于晶胞中铁原子的质量与体积的比，为∶＝b3∶2a3。(5)铁位于面心和顶点，数目为6×＋8×＝4，镁原子位于体心，数目为8，化学式为FeMg2(或Mg2Fe)。答案：(1)　26　(2)氨分子间形成氢键　(3)0　CN－(或C)　(4)面心立方最密堆积　2∶3　b3∶2a3　(5)FeMg2(或Mg2Fe)