第3章第2节几种简单的晶体结构模型同步练习（含答案）2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第3章第2节几种简单的晶体结构模型同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列晶体属于分子晶体的是
A．SiC晶体 B．Ar晶体 C．NaCl晶体 D．NaOH晶体
2．下列叙述与范德华力无关的是
A．CO2加压时形成干冰 B．通常状况下氯化氢为气体
C．氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高 D．氯化钾的熔点较高
3．下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是
A．金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有6个碳原子
B．分子晶体中一定存在共价键
C．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF
D．在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键
4．下列说法正确的是
A．Cl2比F2沸点高，因为其相对分子质量较大
B．分子中键长越短，键能越大，熔沸点越高
C．用纯碱溶液洗涤油脂，符合相似相溶原理
D．水加热到很高的温度都难分解，因为水分子间存在氢键
5．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Cl—最近的Na+形成正八面体
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有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
6．下列不能用电子气理论解释的是
A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．锈蚀性
7．金属键的实质是
A．金属阳离子和自由电子之间的相互排斥
B．阴、阳离子之间的相互作用
C．金属阳离子和自由电子之间的相互吸引
D．金属阳离子和自由电子之间的相互作用
8．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可以形成自然界中硬度最大的共价晶体。下列叙述错误的是
A．晶体的熔点高于晶体的熔点
B．固态是分子晶体
C．ZW是共价晶体，其硬度比Z晶体的大
D．Z、W是同一主族的元素，Z、W与元素Y形成的晶体都是共价晶体
9．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是
A．在晶体中，距最近且相等的有6个
B．在晶体中，每个晶胞平均占有4个
C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数之比为1：2
D．晶体在熔融状态下不导电
10．为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中叙述正确的是
A．观察常温下物质的状态，SbCl5是微黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物
B．测定 SbCl3、SbCl5、SnCl4，的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物
C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
11．20世纪，科学家发现并证明碳有新的单质分子(晶体的晶胞结构如图所示)存在，后来科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子。下列说法错误的是
A．晶体中每个分子周围与它距离最近且相等的分子有80个
B．熔点比较：晶体<金刚石
C．金刚石、、管状碳和洋葱状碳互为同素异形体
D．12g金刚石中含有共价键的数目为
12．有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族，与具有相同的电子层结构，离子半径，Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中正确的是
A．X、M两种元素形成的两种化合物的晶体类型不同
B．W、Z、M元素的氢化物都是分子晶体，其沸点依次降低
C．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体
D．元素Y和M形成的化合物具有较大的硬度和较高的熔点
二、多选题
13．下列说法中，不正确的是
A．金属在常温下都是固体
B．晶体中有阳离子，不一定有阴离子
C．镁晶体中1个Mg2+只与2个价电子存在强烈的相互作用
D．金属晶体发生形变时，其内部金属离子与“自由电子”之间的相互作用仍然存在
14．下列性质中，符合分子晶体的是。
A．熔点为1070℃，易溶于水，水溶液能导电
B．熔点为10.31℃，液态不导电，水溶液能导电
C．易溶于CS2，熔点为112.8℃，沸点为444.6℃
D．熔点为97.81℃，质软，导电，密度为0.97 g·cm-3
15．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，K、L、M均是由这些元素组成的氧化物；甲、乙分别是元素Y、W的单质，甲是常见的固体，乙是常见的气体；K是红棕色气体；丙的浓溶液具有强氧化性。上述物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是
A．K、L、M形成的晶体都是分子晶体
B．X和Z形成的分子晶体中一定不存在非极性键
C．L的沸点一定比X、Y组成的化合物沸点高
D．由X、Y、Z、W构成的化合物中可能只含有共价键
三、填空题
16．二氧化硅晶体的熔点高、硬度大；干冰只能在低温下存在；金刚石无色透明、坚硬、质脆，常温下不导电；石墨为黑色有润滑性的固体，能导电；食盐晶体质脆，易溶于水，固态不导电，熔融状态下能导电；绝大多数金属是电和热的良导体，延展性好，易抽成金属丝，碾成金属箔。
(1)晶体之间这些性质差异的根本原因是_______。
(2)请归纳几种类型的晶体结构和性质，完成下表。
晶体类型 金属晶体 离子晶体 共价晶体 分子晶体
结构 构成微粒 _______ _______ _______ _______
微粒间作用力 _______ _______ _______ _______
性质 熔、沸点 _______ _______ _______ _______
硬度 _______ _______ _______ _______
导电性 _______ _______ _______ _______
举例 _______ _______ _______ _______
17．铜及其化合物在工农业生产中有广泛的应用。
Ⅰ.金属铜的原子堆积模型如图-1所示，
(1)该晶胞中每个Cu原子周围最近距离的Cu原子数目为_______。
Ⅱ.能与、、、等形成配位数为4的配合物。
(2)向溶液中加入过量NaOH溶液可生成。中除了配位键外，还存在的化学键类型有_______(填字母)。
A．离子键 B．金属键 C．极性共价键 D．非极性共价键
(3)将CuO投入、的混合溶液中进行“氨浸”，控制温度为50~55℃，pH约为9.5，CuO转化为溶液。
①CuO被浸取的离子方程式为_______。
②结构中，若用两个分子代替两个分子，可以得到两种不同结构的化合物，由此推测的空间构型为_______。
(4)可以与乙二胺()形成配离子，如题图-2所示：
③H、O、N三种元素的电负性从大到小的顺序为_______。
④乙二胺分子中N原子成键时采取的杂化类型是_______。乙二胺和三甲胺均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因是_______。
Ⅲ.将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质，
(5)下列物质中，属于顺磁性物质的是_______(填标号)。
A． B． C．
四、元素或物质推断题
18．已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素，A与B，C、D与E分别位于同一周期。A原子L层上有2对成对电子，B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X，CE、FA为电子数相同的离子晶体。
(1)A元素的基态原子价电子排布式：_______。
(2)X的化学名称为_______。
(3)试解释工业冶炼D不以DE3而是以D2A3为原料的原因：______________。
(4)CE、FA的晶格能分别为786 kJ·mol-1、3401 kJ·mol-1，试分析导致两者晶格能差异的主要原因是_______。
(5)F与B可形成离子化合物，其晶胞结构如下图所示。F与B形成的离子化合物的化学式为_______；该离子化合物晶体的密度为a g·cm-3，则晶胞的体积是_______(只要求列出算式)。
19．已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成化合物的分子式是XY4。试回答：
(1)X元素的原子基态时电子排布式为：___________________________________，Y元素原子最外层电子的电子排布图为：____________。
(2)若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85，试判断XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。
(3)该化合物的空间结构为______________形，中心原子的轨道杂化类型为__________，分子为______________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)该化合物在常温下为液体，该液体微粒间的作用力是____________。
(5)该化合物的沸点与SiCl4比较：________(填化学式)的高，原因是__________________________。
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参考答案：
1．B
【详解】A．为原子晶体，A错误；
B．Ar晶体为分子晶体，B正确；
C．晶体为离子晶体，C错误；
D．NaOH晶体为离子晶体，D错误；
故选B。
2．D
【分析】范德华力主要影响物质的熔点、沸点等物理性质。
【详解】A．降低气体的温度时，气体分子的平均动能逐渐减小，随着温度降低，当分子靠自身的动能不足以克服范德华力时，分子就会聚集在一起形成液体甚至固体，故A不符合题意；
B．氯化氢为分子晶体，分子间范德华力较小，常温下为气体，故B不符合题意；
C．一般来说，分子组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增强，物质的熔、沸点逐渐升高，故C不符合题意；
D．氯化钾中存在的作用力是很强的离子键，所以熔点较高，与范德华力无关，故D符合题意；
故选D。
3．A
【详解】A．金刚石属于共价晶体，其中的碳采取sp3杂化轨道与周围的4个碳原子形成正四面体结构，以共价键形成空间网状结构，晶体中最小环上有6个碳原子，A项正确；
B．分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体形成的晶体为分子晶体，稀有气体是单原子分子，原子间没有共价键，B项错误；
C．HF分子间存在氢键，HI分子间不存在氢键，故HI的沸点低于HF，C项错误；
D．SiO2属于共价晶体，在SiO2晶体中1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，D项错误；
答案选A。
4．A
【详解】A．Cl2比F2相对分子质量较大，范德华力较强，则沸点更高，所以Cl2比F2沸点高，故A正确；
B．影响分子晶体熔沸点的是分子间作用力，和键能、键长无关，故B错误；
C．油脂属于酯类，在纯碱溶液中能水解为易溶于水的甘油和高级脂肪酸钠，与“相似相溶”原理无关，故C错误；
D．水分子的热稳定性由H-O键的键能大小决定，与氢键无关，故D错误；
故选A。
5．D
【详解】A．由晶胞结构可知，氯化钠晶胞中位于顶点的钠离子与棱上的氯离子距离最近，则钠离子周围最近的氯离子有6个，6个氯离子构成一个正八面体，故A正确；
B．由晶胞结构可知，氟化钙晶胞中位于顶点和面心的钙离子数目为8×+6×=4，故B正确；
C．由图可知，金刚石晶体中每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成的共价键平均为4×=2，则晶体中碳原子与碳碳键个数的比为1∶2，故C正确；
D．气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D错误；
故选D。
6．D
【详解】电子气理论可以解释金属晶体的导电性、导热性、延展性等物理性质，但不能解释其化学性质，例如锈蚀性，故答案选D。
7．D
【详解】金属晶体中存在金属阳离子和自由电子之间的吸引作用，金属阳离子之间的排斥作用、自由电子之间的排斥作用，故选：D。
8．D
【分析】氢原子的核外只有一个电子，X为H元素；地壳中含量前两位的元素是氧、硅，故Y和Z分别是O和Si，金刚石是自然界中硬度最大的物质，W为C元素。
【详解】A．晶体是冰，含氢键，熔点高于，A正确；
B．固态是，构成微粒为分子，属于分子晶体，B正确；
C．的结构与金刚石相似，为共价晶体，碳的原子半径小于硅，的硬度比晶体硅的大，C正确；
D．、是分子晶体，则Si、C与元素O形成的晶体不一定是共价晶体，D错误；
故选D。
9．D
【详解】A．根据氯化钠晶体的结构图，在晶体中，距最近且相等的有6个，距最近且相等的有6个，故A正确；
B．根据均摊原则，在晶胞中，位于立方体的8个顶角和6个面心，所以的数目是，故 B正确；
C．金刚石晶体中，每个C原子形成4个共价键，两个C原子共用一个共价键，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为1：2，故C正确；
D．是离子化合物，在熔融状态下能够完全电离出自由移动的和，能够导电，故D错误；
选D。
10．B
【分析】离子化合物的离子之间以强烈的离子键结合，一般熔沸点较高，熔化后可导电；分子晶体的分子之间以微弱的分子间作用力结合，物质的熔沸点比低。溶于水后也可发生电离而导电如HCl等，同样也可能电离产生Cl-，能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，据此分析解答。
【详解】A．离子化合物与物质状态、颜色无关，所以不能据此判断为离子化合物，A错误；
B．SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点较低，它们为分子晶体，而不是离子化合物，B正确；
C．如果SbCl3、SbCl5、SnCl4是共价化合物，它们在水溶液中水的作用下也会电离出氯离子和金属离子，HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，C错误；
D．分子晶体溶于水后也可发生电离而导电如HCl等，同样也可能电离产生Cl-，不能根据溶液是否导电判断是否为离子化合物，应根据熔融状态下该化合物能否导电，若能导电，则为离子化合物，若不能导电，则为共价化合物，D错误；
故合理选项是B。
11．A
【详解】A．以晶胞顶角上的为例，与之距离最近且相等的分子在该点所在面的面心上，所以这样的分子共有个，A错误；
B．金刚石属于共价晶体，属于分子晶体，因此金刚石的熔点比晶体的高，B正确；
C．金刚石、、管状碳和洋葱状碳，都是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，C正确；
D．金刚石中每个碳原子参与形成4个共价键，但每个共价键为2个碳原子所共有，所以12g金刚石中含有共价键的数目为，D正确；
故选：A。
12．D
【分析】有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料，Y为Si元素；X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X+与M2-具有相同的电子层结构，离子半径：Z2-＞W-，则X是Na，Z是S，W是Cl，M是O，据此分析作答。
【详解】由题干信息容易确定X、Y、Z、W、M分别为Na、Si、S、Cl、O。
A．Na和O可以形成氧化钠和过氧化钠，都是离子晶体，A错误；
B．冰晶体中存在着氢键，沸点最高，B错误；
C．晶体硅为共价晶体，硫和氯气的晶体为分子晶体，C错误；
D．元素Y和M形成的化合物具有较大的硬度和较高的熔点，D正确；
故选：D。
13．AC
【详解】A．金属在常温下一般都是固体，但汞在常温下为液态金属，A错误；
B．金属晶体的组成粒子是金属离子和自由电子，所以金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，B正确；
C．金属晶体中的金属阳离子在其电场力能“涉及”到的条件下，与自由电子都有电性作用，C错误；
D．金属虽然发生形变，“各层之间发生了相对滑动”，但不致断裂，就是因为“金属离子与自由电子之间的较强作用”仍然存在，D正确；
综上所述答案为AC。
14．BC
【详解】A．熔点1070℃，熔点高，易溶于水，水溶液导电，属于离子晶体的特点，A不符合题意；
B．熔点为10.31℃，熔点低，符合分子晶体的特点，液态不导电，是由于液态时，只存在分子，没有离子，水溶液能导电，溶于水后，分子在水分子的作用下，电离出自由移动的离子，B符合题意；
C．CS2为非极性分子，能溶于CS2的一般为分子晶体，熔点112.8℃，沸点444.6℃，熔沸点低，属于分子晶体的特点，C符合题意；
D．金属钠熔点为97.81℃，质软、导电、密度0.97g/cm3，这是金属Na的物理性质，为金属晶体的特点，D不符合题意；
综上所述答案为BC。
15．BC
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，K、L、M均是由这些元素组成的氧化物，甲、乙分别是元素Y、W的单质，乙是常见的气体。由K是红棕色气体，丙的浓溶液具有强氧化性，可知K为NO2、丙为HNO3，NO2和H2O、O2按一定比例反应最终生成HNO3，则乙为O2、L为H2O；甲是常见的固体，则甲为C，C与浓硝酸在加热条件下反应生成NO2、H2O和CO2，即M为CO2，则X为H元素，Y为C元素，Z为N元素，W为O元素，据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知K为NO2，L为H2O，M为CO2，这三种物质都是由分子通过分子间作用力形成分子晶体，A正确；
B．X为H元素，Z为N元素，X和Z形成的分子晶体可以N2H4，在N2H4分子中存在N-N非极性键，B错误；
C．X为H元素，Y为C元素，X、Y组成的化合物可以是有机高分子化合物，其沸点远大于H2O，C错误；
D．X为H元素，Y为C元素，Z为N元素，W为O元素，由X、Y、Z、W构成的化合物可以是氨基酸，氨基酸分子中只含有共价键，D正确；
故合理选项是BC。
16．(1)晶体之间这些性质差异的根本原因是构成的微粒不同，微粒间的作用力不同
(2) 金属离子、自由电子 阴阳离子 原子 分子 金属键 离子键（可能有原子间的共价键 共价键 分子间作用力（可能有分子内的共价键） 差异较大 较高 高 低 差异较大 较大 很大 很小 导电 固态不导电，熔化或溶于水导电 不导电（晶体硅等除外） 固态、液态不导电，溶于水可能导电 K、Fe等 NaCl等 金刚石等 H2O等
【详解】（1）晶体之间这些性质差异的根本原因是构成的微粒不同，微粒间的作用力不同；微粒间作用力一般为：共价晶体的共价键>离子键>金属键>氢键>分子间作用力；构成晶体的微粒间作用力越大，则熔沸点越高、硬度越大。
（2）
晶体类型 金属晶体 离子晶体 共价晶体 分子晶体
结构 构成微粒 金属离子、自由电子 阴阳离子 原子 分子
微粒间作用力 金属键 离子键（可能有原子间的共价键） 共价键 分子间作用力（可能有分子内的共价键）
性质 熔、沸点 差异较大 较高 高 低
硬度 差异较大 较大 很大 很小
导电性 导电 固态不导电，熔化或溶于水导电 不导电（晶体硅等除外） 固态、液态不导电，溶于水可能导电
举例 K、Fe等 NaCl等 金刚石等 H2O等
17．(1)12
(2)AC
(3) 正方形
(4) O>N>H sp3 乙二胺可以形成分子间氢键
(5)BC
【详解】（1）金属铜的原子堆积模型位面心立方最密堆积，该晶胞中每个Cu原子周围最近距离的Cu原子数目为12；
（2）根据信息可知能与形成配位键，中除了配位键外，Na+与之间存在离子键，之间存在极性共价键，故还存在的化学键类型有离子键、极性共价键，故答案为：AC；
（3）①将CuO投入、生成，CuO被浸取的离子方程式为；
②结构中，若用两个分子代替两个分子，如果是正四面体结构，两个分子代替两个分子，得到只有一种结构；可以得到两种不同结构的化合物，由此推测的空间构型为正方形结构；
（4）③同周期元素从左到右电负性依次增大，故电负性为O>N>H；
④乙二胺分子中N原子与H和C形成3个键，有一对个电子对，价层电子对为4，采取sp3杂化；乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺不能形成氢键，只有分子间作用力，所以乙二胺沸点高；
（5）具有未成对电子的物质具有顺磁性，Cu+价电子排布为3d10，Cu2+价电子排布为3d9，+2价的铜离子形成的物质具有顺磁性，故答案为BC；
18． 2s22p4 六氟合铝酸钠 Al2O3为离子晶体(或者离子化合物)，而AlCl3为分子晶体(或者共价化合物) CaO晶体中Ca2+、O2-带的电荷大于NaCl晶体中Na+、Cl-带的电荷 CaF2
【分析】已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素，A原子L层上有2对成对电子，所以A为O元素，其基态原子电子排布式为1s22s22p4；由于B与A同周期且原子序数比A大，则B为F元素；B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X，且C、D分别位于同一周期，所以X为Na3AlF6，即C是Na元素、D是Al元素；CE、FA为电子数相同的离子晶体，则E为Cl元素、F为Ca元素。
【详解】(1)根据分析，A为O元素，其基态原子价电子排布式为2s22p4；
(2)根据分析，X的化学式为Na3AlF6，名称为六氟合铝酸钠；
(3)因为Al2O3为离子晶体，熔融状态可导电，而AlCl3为分子晶体，熔融状态不导电，故工业上工业冶炼Al不以AlCl3而是以Al2O3为原料；
(4)根据分析，CE、FA分别为NaCl、CaO，其晶格能分别为786 kJ·mol-1、3401 kJ·mol-1，导致两者晶格能差异的主要原因是因为Ca2＋和Cl－电子层结构相同，O2－和Na＋电子层结构相同，且Ca2＋、O2－带的电荷数大于NaCl晶体中Na＋、Cl－，故NaCl晶格能低于CaO晶格能；
(5)根据晶胞结构，用均摊法进行计算，每个晶胞中钙原子的个数＝×8+×6＝4(个)，F原子位于晶胞内部，未被其他晶胞共用，故F原子的个数为8，所以该化合物的化学式为CaF2。假设现有1 mol CaF2，其中含有NA个钙离子，则含有个晶胞，再假设一个晶胞的体积为V cm3，则1 mol CaF2的体积为×V cm3，根据质量关系列关系式得×V×a＝78，解得该晶胞的体积V＝。
19． 1s22s22p63s23p63d104s24p2 共价键 正四面体 sp3杂化 非极性分子 范德华力 GeCl4 组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高
【详解】X元素与碳元素同主族且位于周期表中的第一长周期，X为Ge元素，Y原子是短周期元素且最外层电子数比内层电子总数少3，Y为Cl元素，化合物XY4为GeCl4。
（1）Ge元素是32号元素，基态原子核外电子排布式为 [Ar] 3d104s24p2或1s22s22p63s23p63d104s24p2；氯元素原子最外层电子的电子排布图为；
（2）Cl元素与Ge元素的电负性差为2.85-2.1=0.75，小于1.7，所以GeCl4为共价化合物，分子内只含有共价键；
（3）Ge元素与C元素处于相同主族，GeCl4与CCl4具有相似的结构和性质，Ge原子采取sp3杂化，GeCl4为正四面体形，空间对称，是非极性分子；
（4）GeCl4在常温下为液体，熔点低，由分子构成．微粒间作用力为范德华力；
（5）这两种化合物的结构相似，GeCl4相对分子质量大，分子间作用力强，沸点高。
【点睛】本题考查原子、分子以及晶体的结构和性质，注意判断GeCl4的化合物类型时要结合电负性差值进行分析，不能因为Ge为金属就直接判断GeCl4为离子化合物，为易错点。
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