第3章第2节几种简单的晶体结构模型同步练习 （含解析）2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 第3章第2节几种简单的晶体结构模型同步练习 （含解析）2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-05 13:28:29 | ||
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文档简介
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．下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是
A．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连
B．通常状况下，1molSiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小环上有6个碳原子
D．1mol金刚石中含有4NA个C-C键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
2．某无机化合物的二聚分子结构如图，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构。关于该化合物的说法不正确的是
A．化学式是Al2Cl6
B．不存在离子键和非极性共价键
C．在固态时所形成的晶体是分子晶体
D．在熔融状态下能导电
3．萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．Ca位于元素周期表s区
B．每个周围距离最近且等距的有4个
C．位于构成的四面体空隙
D．基态氟原子核外电子的原子轨道有四种伸展方向
4．干冰晶胞结构如图所示，即8个CO2分子占据立方体的顶点，且在6个面的中心又各有1个CO2分子。在每个CO2分子周围距离a(其中a为立方体棱长)的CO2分子有
A．4个 B．8个 C．12个 D．6个
5．下列有关物质性质的比较中，正确的是
A．酸性： B．沸点：
C．稳定性： D．熔点：
6．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
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．下表中是几种物质的熔点：
物质
熔点/℃ 920 801 1291 190
物质
熔点/℃ 2073 1723
据此做出的下列判断中错误的是
A．铝的化合物晶体中有的是离子晶体
B．表中只有、干冰是分子晶体
C．同主族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同主族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
9．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
10．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是
A．从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取杂化，每个杂化轨道含轨道与轨道
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电
D．石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子
11．下列说法正确的是
A．的沸点高于，可推测的沸点高于
B．液晶、等离子体都是物质的聚集体
C．晶体是分子晶体，可推测晶体也是分子晶体
D．是碳链为直线形的非极性分子，可推测也是碳链为直线形的非极性分子
12．图为冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H。下列有关说法正确的是
A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
B．冰晶体具有空间网状结构，是共价晶体
C．水分子间通过键形成冰晶体
D．冰融化后，水分子之间的空隙增大
13．乙炔可用于照明、焊接及切断金属(氧炔焰)，也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。乙炔可以用CaC2与水反应制取，CaC2晶体的晶胞结构如图所示，CaC2晶体中由于的存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的描述错误的是
A．CaC2晶体中存在离子键、共价键
B．和距离相等且最近的构成的多面体是正六面体
C．和距离相等且最近的有4个
D．如图所示的结构中共含有4个和4个
14．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，下列说法不正确的是
A．在石墨烯晶体中，每个正六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3：2
B．石墨烯中含碳碳双键
C．金刚石晶体中，碳原子采用杂化
D．金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子
15．几种物质的沸点如图所示。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
二、填空题
16．硅酸盐的结构
在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合_______个O，Si在中心， O在四面体的四个顶角。许多这样的四面体还可通过顶角的O相互连接。每个O为两个四面体所共有，与_______个Si相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度_______、熔点_______，难溶于_______、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
17．晶胞是晶体中最小的重复单位，数目巨大的晶胞无隙并置构成晶体。NaCl晶体是一个正六面体(如图一)。我们把阴、阳离子看成不等径的圆球，并彼此相切(已知a为常数)。
请计算下列问题：
(1)每个晶胞平均分摊___________个Na+，___________个Cl-。
(2)NaCl晶体中阴、阳离子的最短距离为___________(用a表示)。
(3)NaCl晶体为“巨分子”，在高温下(≥1413 ℃时)晶体转变成气态团簇分子。现有1 mol NaCl晶体，加强热使其变为气态团簇分子，测得气体体积为11.2 L(已折算为标准状况)。则此时氯化钠气体的分子式为___________。
三、结构与性质
18．教材插图具有简洁而又内涵丰富的特点。请回答以下问题：
(1)第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素原子核外有_______种不同运动状态的电子。
(2)如图2所示，每条折线表示周期表第ⅣA~ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是_______；判断依据是_______。
(3)在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。则该晶体的类型属于_______晶体。
(4)第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有_______种。
(5)图4是碳化硅的晶胞结构。若碳化硅晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为，则碳化硅晶体的密度为_______(列出计算式即可)。
19．共价晶体是由原子直接通过共价键形成的空间网状结构的晶体，因其具有高熔、沸点，硬度大，耐磨等优良特性而具有广泛的用途。设为阿伏加德罗常数的值。
(1)晶体硅是良好的半导体材料，被广泛用于信息技术和能源科学等领域。晶体硅是与金刚石结构类似的晶体(其晶胞如图甲所示)，晶体硅的1个晶胞中含_______个Si原子，在晶体硅的空间网状结构中最小环为_______元环，每个最小环独立含有_______个Si原子，含1molSi原子的晶体硅中键的数目为_______。
(2)金刚砂()也与金刚石具有相似的晶体结构(如图乙所示)，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答下列问题：
①金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是_______(均用化学式表示)。
②在金刚砂的结构中，一个硅原子结合了_______个碳原子，其中的键角是_______。
③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环，其中一个最小的环上独立含有_______个键。
④金刚砂的晶胞结构如图丙所示，在中，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为_______；若金刚砂的密度为，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为_______pm(用代数式表示即可)。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．C
【详解】A．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与4个O原子直接相连，A错误；
B．SiO2属于共价晶体，不存在SiO2分子，B错误；
C．金刚石的网状结构中，每个碳原子与周围的4个成键碳原子共同组成正四面体结构，每个碳原子都是SP3杂化，键角109°28′，由共价键形成的最小环上有6个碳原子，C正确；
D．金刚石中每个C原子与另外四个C原子形成4个C-C键，每个C-C键为两个C原子共享，因此属于每个C原子的成键数目是，1mol金刚石中含有个C原子，故含有个C-C键，D错误；
故选C。
2．D
【详解】A．将二聚分子变成单分子，得BA3化学式，根据两种元素都处于第三周期，可能是PCl3 或AlCl3，而在PCl3所有原子已达稳定结构，形成二聚分子是不可能的，所以只可能是AlCl3，该化合物的化学式是Al2Cl6，A正确；
B．该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，只存在Cl-Al键，Cl与Cl之间没有形成非极性共价键，所以也不存在非极性共价键， B正确；
C．该化合物是无机化合物的形成的二聚分子，属于共价化合物，是分子晶体， C正确；
D．该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，也不是离子化合物，在熔融状态下不能导电，D错误；
故选D。
3．B
【详解】A．Ca位于第四周期第ⅡA族，为元素周期表s区，A正确；
B．由面心的可知，每个周围距离最近且等距的有8个，B错误；
C．由晶胞结构图可知，距离最近且等距的为4个，所以位于构成的四面体空隙，C正确；
D．基态氟原子核外电子排布式为1s22s22p5，其中s能级有一种伸展方向，p能级有三种伸展方向，共4种，D正确；
故选B。
4．C
【详解】根据题图，以顶点CO2分子为研究对象，在该CO2分子周围距离为a的CO2分子有4×3=12个均处于面心位置，C正确，故选C。
5．A
【详解】A．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性：，A正确；
B．HF能形成氢键导致其沸点高于HCl，沸点：，B错误；
C．非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，稳定性：，C错误；
D．离子晶体沸点和晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比；氧化镁中离子半径更小、所带电荷更多，故晶格能更大，熔点：，D错误；
故选A。
6．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。
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．B
【详解】A．由表格中的数据可知是离子晶体，A正确；
B．由表格中的数据可知、、干冰均为分子晶体，B错误；
C．同主族碳、硅元素的氧化物二氧化碳是分子晶体，二氧化硅是共价晶体，故同主族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，C正确；
D．S和C分别属于不同主族的元素，而，形成的是都是分子晶体，D正确；
故选B。
9．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。
10．C
【详解】A．石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，层内碳原子间存在共价键，每个C原子形成3个键，且每个C原子为3个六元环所共有，据此分析解题。石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，从石墨中剥离出石墨烯需要破坏范德华力，故A错误；
B．石墨中的碳原子采取杂化，每个杂化轨道含轨道与轨道，故B错误；
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，故C正确；
D．每个C原子为3个六元环所共有，则石墨烯中平均每个六元环含有的碳原子数为，故D错误；
故选：C。
11．B
【详解】A．SiH4和CH4都属于分子晶体，影响分子晶体的沸点高低的因素是分子间作用力的大小，相对分子质量越大，分子间作用力越大，NH3分子间存在氢键，沸点反常偏高大于PH3，故A错误；
B．液晶、等离子体都是物质的聚集体，故B正确；
C．CO2 晶体是分子晶体，但是SiO2 晶体是原子晶体，故C错误；
D．C2H6中两个 CH3对称，是非极性分子，是直线型，而C3H8是锯齿形结构，是极性分子，故D错误；
答案选B。
12．A
【详解】A．如图所示，每个水分子可以与另外四个水分子之间形成氢键，从而形成四面体结构，A正确；
B．冰晶体属于分子晶体，B错误；
C．冰晶体中的水分子主要是靠氢键结合在一起，氢键不是化学键，而是一种分子间作用力，C错误；
D．冰晶体中形成的氢键具有方向性和饱和性，故水分子间由氢键连接后，分子间空隙变大，而冰融化成水后，体积减小，水分子之间空隙减小，D错误；
故选A。
13．B
【详解】A．中含离子键，属于离子晶体，其中中含非极性键，A正确；
B．由于晶胞沿一个方向拉长，故和距离相等且最近的只有4个，且在同一平面上(与拉长方向垂直的面)，构成的是正方形，B错误；
C．和距离相等且最近的只有4个，且也在同一平面上(与拉长方向垂直的面)，C正确；
D．根据“均摊法”可知，该晶胞中的个数为，的个数为，D正确；
故答案选B。
14．B
【详解】A．在石墨烯晶体中，最小的环为六元环，每个碳原子连接3个C-C化学键，每个六元环占有的碳原子数为6=2个，个数比为3:2，A正确；
B．石墨烯晶体中，单层上的碳原子除形成单键外，还形成大键，不存在碳碳双键，B错误；
C．金刚石晶体中，每个碳原子形成4个键，采用杂化，C正确；
D．由金刚石晶体结构模型可知，最小的环为6元环，D正确；
答案选B。
15．A
【分析】不同类型的晶体熔、沸点高低规律为：原子晶体（共价晶体）＞离子晶体＞分子晶体；金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨等，有的则很低，如汞等；据此分析解答。
【详解】A．由题图知，D的沸点最高，D晶体可能是共价晶体，G、H在常温下呈气态，一定是分子晶体，A正确；
B．由题图知，G在常温下呈气态，一定是分子晶体，B错误；
C．由题图知，E、F的沸点较低，可能为金属晶体或者离子晶体，C错误；
D．由题图知，B的沸点较低，可能为金属晶体或者离子晶体，D错误；
故答案选A。
16． 4 2 高(大) 高 水
【分析】硅原子最外层只有4个电子，离8电子稳定结构还差4个，氧原子最外层有6个电子，离8电子稳定结构还差2个，则每个Si结合4个O，每个O与2个Si相结合，由图可知，硅酸盐中硅氧四面体形成了空间网状结构。
【详解】在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，每个Si结合4个O，Si在中心， O在四面体的四个顶角。许多这样的四面体还可通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高(大)、熔点高，难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
17． 4 4 Na2Cl2
【详解】(1)根据晶胞结构示意图可知，该晶胞中钠离子位于晶胞的棱上和体内，则其个数为=12×+1=4，氯离子位于晶胞的顶点和面心，其个数为=8×+6×=4；
(2)根据图二知，NaCl晶体中阴、阳离子的最短距离为a的一半即；
(3)1 mol氯化钠的质量=1 mol×58.5 g·mol-1=58.5 g，标准状况下，气体体积为11.2 L的氯化钠的物质的量=0.5 mol，则此时M==117 g·mol-1，所以氯化钠气体的分子式为Na2Cl2。
18．(1)12
(2) 第二周期的元素的氢化物没有分子间氢键的是，为第ⅣA族元素，因此a为
(3)共价
(4)三
(5)
【详解】（1）该元素的第二电离能和第三电离能的差距较大，说明能层发生变化，故元素为Mg，最外层有12中运动状态不同的电子，故答案为：12；
（2）如图2所示，每条折线表示周期表第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化中，N、O、F三种氰化物可以形成分子间氢键，会造成熔沸点反常，第二周期的元素的氢化物没有分子间氢键的是CH4，为第ⅣA族元素，因此a为SiH4，故答案为：SiH4；第二周期的元素的氢化物没有分子间氢键的是，为第ⅣA族元素，因此a为；
（3）CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示，该晶胞结构与二氧化硅类似，故形成了共价晶体二氧化碳，故答案为：共价；
（4）同周期主族元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势，但IIA族的np为全充满、VA族的np为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，则第一电离能：Al＜Mg＜Si＜S＜P，介于Al、P之间的第三周期元素有3种，故答案为：三；
（5）晶胞中，C原子的数目为4，Si原子的数目为8×+6×=4，晶胞质量为m=g，晶胞体积为V=(a×10-10)3cm3，晶胞密度ρ＝g/cm3，故答案为：。
19．(1) 8 6
(2) 4 109°28′ 1 12
【详解】（1）晶体硅是与金刚石结构类似的晶体，晶体硅的1个晶胞中含Si原子的数目为，根据结构分析，可知在晶体硅的空间网状结构中最小环为6元环，每个硅原子被12个环共用，因此每个最小环独立含有Si原子的数目为，每个Si原子与周围4个Si原子形成4个共价键，每2个Si原子共用1个键，即含1molSi原子的晶体硅中键的数目为。
（2）①共价晶体中，共价键键长越短，键能越大，熔、沸点越高，因此金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是。
②根据金刚砂的结构可知一个硅原子结合了4个碳原子，形成正四面体结构，其键角是109°28′。
③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环，一个最小环里共有6个键，1个键被6个环共用，因此一个最小的环上独立含有键的个数为。
④以SiC晶胞顶角上的碳原子为研究对象，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为12；1个金刚砂晶胞中含有4个碳原子、4个硅原子，若金刚砂的密度为，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为晶胞体对角线长的四分之一，1个晶胞的体积为，因此最近的碳、硅原子之间的距离为。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是
A．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连
B．通常状况下，1molSiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小环上有6个碳原子
D．1mol金刚石中含有4NA个C-C键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
2．某无机化合物的二聚分子结构如图，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构。关于该化合物的说法不正确的是
A．化学式是Al2Cl6
B．不存在离子键和非极性共价键
C．在固态时所形成的晶体是分子晶体
D．在熔融状态下能导电
3．萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．Ca位于元素周期表s区
B．每个周围距离最近且等距的有4个
C．位于构成的四面体空隙
D．基态氟原子核外电子的原子轨道有四种伸展方向
4．干冰晶胞结构如图所示，即8个CO2分子占据立方体的顶点，且在6个面的中心又各有1个CO2分子。在每个CO2分子周围距离a(其中a为立方体棱长)的CO2分子有
A．4个 B．8个 C．12个 D．6个
5．下列有关物质性质的比较中，正确的是
A．酸性： B．沸点：
C．稳定性： D．熔点：
6．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
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．下表中是几种物质的熔点：
物质
熔点/℃ 920 801 1291 190
物质
熔点/℃ 2073 1723
据此做出的下列判断中错误的是
A．铝的化合物晶体中有的是离子晶体
B．表中只有、干冰是分子晶体
C．同主族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同主族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
9．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
10．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是
A．从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取杂化，每个杂化轨道含轨道与轨道
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电
D．石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子
11．下列说法正确的是
A．的沸点高于，可推测的沸点高于
B．液晶、等离子体都是物质的聚集体
C．晶体是分子晶体，可推测晶体也是分子晶体
D．是碳链为直线形的非极性分子，可推测也是碳链为直线形的非极性分子
12．图为冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H。下列有关说法正确的是
A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
B．冰晶体具有空间网状结构，是共价晶体
C．水分子间通过键形成冰晶体
D．冰融化后，水分子之间的空隙增大
13．乙炔可用于照明、焊接及切断金属(氧炔焰)，也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。乙炔可以用CaC2与水反应制取，CaC2晶体的晶胞结构如图所示，CaC2晶体中由于的存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的描述错误的是
A．CaC2晶体中存在离子键、共价键
B．和距离相等且最近的构成的多面体是正六面体
C．和距离相等且最近的有4个
D．如图所示的结构中共含有4个和4个
14．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，下列说法不正确的是
A．在石墨烯晶体中，每个正六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3：2
B．石墨烯中含碳碳双键
C．金刚石晶体中，碳原子采用杂化
D．金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子
15．几种物质的沸点如图所示。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
二、填空题
16．硅酸盐的结构
在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合_______个O，Si在中心， O在四面体的四个顶角。许多这样的四面体还可通过顶角的O相互连接。每个O为两个四面体所共有，与_______个Si相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度_______、熔点_______，难溶于_______、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
17．晶胞是晶体中最小的重复单位，数目巨大的晶胞无隙并置构成晶体。NaCl晶体是一个正六面体(如图一)。我们把阴、阳离子看成不等径的圆球，并彼此相切(已知a为常数)。
请计算下列问题：
(1)每个晶胞平均分摊___________个Na+，___________个Cl-。
(2)NaCl晶体中阴、阳离子的最短距离为___________(用a表示)。
(3)NaCl晶体为“巨分子”，在高温下(≥1413 ℃时)晶体转变成气态团簇分子。现有1 mol NaCl晶体，加强热使其变为气态团簇分子，测得气体体积为11.2 L(已折算为标准状况)。则此时氯化钠气体的分子式为___________。
三、结构与性质
18．教材插图具有简洁而又内涵丰富的特点。请回答以下问题：
(1)第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素原子核外有_______种不同运动状态的电子。
(2)如图2所示，每条折线表示周期表第ⅣA~ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是_______；判断依据是_______。
(3)在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。则该晶体的类型属于_______晶体。
(4)第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有_______种。
(5)图4是碳化硅的晶胞结构。若碳化硅晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为，则碳化硅晶体的密度为_______(列出计算式即可)。
19．共价晶体是由原子直接通过共价键形成的空间网状结构的晶体，因其具有高熔、沸点，硬度大，耐磨等优良特性而具有广泛的用途。设为阿伏加德罗常数的值。
(1)晶体硅是良好的半导体材料，被广泛用于信息技术和能源科学等领域。晶体硅是与金刚石结构类似的晶体(其晶胞如图甲所示)，晶体硅的1个晶胞中含_______个Si原子，在晶体硅的空间网状结构中最小环为_______元环，每个最小环独立含有_______个Si原子，含1molSi原子的晶体硅中键的数目为_______。
(2)金刚砂()也与金刚石具有相似的晶体结构(如图乙所示)，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。试回答下列问题：
①金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是_______(均用化学式表示)。
②在金刚砂的结构中，一个硅原子结合了_______个碳原子，其中的键角是_______。
③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环，其中一个最小的环上独立含有_______个键。
④金刚砂的晶胞结构如图丙所示，在中，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为_______；若金刚砂的密度为，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为_______pm(用代数式表示即可)。
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参考答案：
1．C
【详解】A．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与4个O原子直接相连，A错误；
B．SiO2属于共价晶体，不存在SiO2分子，B错误；
C．金刚石的网状结构中，每个碳原子与周围的4个成键碳原子共同组成正四面体结构，每个碳原子都是SP3杂化，键角109°28′，由共价键形成的最小环上有6个碳原子，C正确；
D．金刚石中每个C原子与另外四个C原子形成4个C-C键，每个C-C键为两个C原子共享，因此属于每个C原子的成键数目是，1mol金刚石中含有个C原子，故含有个C-C键，D错误；
故选C。
2．D
【详解】A．将二聚分子变成单分子，得BA3化学式，根据两种元素都处于第三周期，可能是PCl3 或AlCl3，而在PCl3所有原子已达稳定结构，形成二聚分子是不可能的，所以只可能是AlCl3，该化合物的化学式是Al2Cl6，A正确；
B．该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，只存在Cl-Al键，Cl与Cl之间没有形成非极性共价键，所以也不存在非极性共价键， B正确；
C．该化合物是无机化合物的形成的二聚分子，属于共价化合物，是分子晶体， C正确；
D．该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，也不是离子化合物，在熔融状态下不能导电，D错误；
故选D。
3．B
【详解】A．Ca位于第四周期第ⅡA族，为元素周期表s区，A正确；
B．由面心的可知，每个周围距离最近且等距的有8个，B错误；
C．由晶胞结构图可知，距离最近且等距的为4个，所以位于构成的四面体空隙，C正确；
D．基态氟原子核外电子排布式为1s22s22p5，其中s能级有一种伸展方向，p能级有三种伸展方向，共4种，D正确；
故选B。
4．C
【详解】根据题图，以顶点CO2分子为研究对象，在该CO2分子周围距离为a的CO2分子有4×3=12个均处于面心位置，C正确，故选C。
5．A
【详解】A．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性：，A正确；
B．HF能形成氢键导致其沸点高于HCl，沸点：，B错误；
C．非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，稳定性：，C错误；
D．离子晶体沸点和晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比；氧化镁中离子半径更小、所带电荷更多，故晶格能更大，熔点：，D错误；
故选A。
6．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。
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．B
【详解】A．由表格中的数据可知是离子晶体，A正确；
B．由表格中的数据可知、、干冰均为分子晶体，B错误；
C．同主族碳、硅元素的氧化物二氧化碳是分子晶体，二氧化硅是共价晶体，故同主族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，C正确；
D．S和C分别属于不同主族的元素，而，形成的是都是分子晶体，D正确；
故选B。
9．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。
10．C
【详解】A．石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，层内碳原子间存在共价键，每个C原子形成3个键，且每个C原子为3个六元环所共有，据此分析解题。石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，从石墨中剥离出石墨烯需要破坏范德华力，故A错误；
B．石墨中的碳原子采取杂化，每个杂化轨道含轨道与轨道，故B错误；
C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，故C正确；
D．每个C原子为3个六元环所共有，则石墨烯中平均每个六元环含有的碳原子数为，故D错误；
故选：C。
11．B
【详解】A．SiH4和CH4都属于分子晶体，影响分子晶体的沸点高低的因素是分子间作用力的大小，相对分子质量越大，分子间作用力越大，NH3分子间存在氢键，沸点反常偏高大于PH3，故A错误；
B．液晶、等离子体都是物质的聚集体，故B正确；
C．CO2 晶体是分子晶体，但是SiO2 晶体是原子晶体，故C错误；
D．C2H6中两个 CH3对称，是非极性分子，是直线型，而C3H8是锯齿形结构，是极性分子，故D错误；
答案选B。
12．A
【详解】A．如图所示，每个水分子可以与另外四个水分子之间形成氢键，从而形成四面体结构，A正确；
B．冰晶体属于分子晶体，B错误；
C．冰晶体中的水分子主要是靠氢键结合在一起，氢键不是化学键，而是一种分子间作用力，C错误；
D．冰晶体中形成的氢键具有方向性和饱和性，故水分子间由氢键连接后，分子间空隙变大，而冰融化成水后，体积减小，水分子之间空隙减小，D错误；
故选A。
13．B
【详解】A．中含离子键，属于离子晶体，其中中含非极性键，A正确；
B．由于晶胞沿一个方向拉长，故和距离相等且最近的只有4个，且在同一平面上(与拉长方向垂直的面)，构成的是正方形，B错误；
C．和距离相等且最近的只有4个，且也在同一平面上(与拉长方向垂直的面)，C正确；
D．根据“均摊法”可知，该晶胞中的个数为，的个数为，D正确；
故答案选B。
14．B
【详解】A．在石墨烯晶体中，最小的环为六元环，每个碳原子连接3个C-C化学键，每个六元环占有的碳原子数为6=2个，个数比为3:2，A正确；
B．石墨烯晶体中，单层上的碳原子除形成单键外，还形成大键，不存在碳碳双键，B错误；
C．金刚石晶体中，每个碳原子形成4个键，采用杂化，C正确；
D．由金刚石晶体结构模型可知，最小的环为6元环，D正确；
答案选B。
15．A
【分析】不同类型的晶体熔、沸点高低规律为：原子晶体（共价晶体）＞离子晶体＞分子晶体；金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨等，有的则很低，如汞等；据此分析解答。
【详解】A．由题图知，D的沸点最高，D晶体可能是共价晶体，G、H在常温下呈气态，一定是分子晶体，A正确；
B．由题图知，G在常温下呈气态，一定是分子晶体，B错误；
C．由题图知，E、F的沸点较低，可能为金属晶体或者离子晶体，C错误；
D．由题图知，B的沸点较低，可能为金属晶体或者离子晶体，D错误；
故答案选A。
16． 4 2 高(大) 高 水
【分析】硅原子最外层只有4个电子，离8电子稳定结构还差4个，氧原子最外层有6个电子，离8电子稳定结构还差2个，则每个Si结合4个O，每个O与2个Si相结合，由图可知，硅酸盐中硅氧四面体形成了空间网状结构。
【详解】在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，每个Si结合4个O，Si在中心， O在四面体的四个顶角。许多这样的四面体还可通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高(大)、熔点高，难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。
17． 4 4 Na2Cl2
【详解】(1)根据晶胞结构示意图可知，该晶胞中钠离子位于晶胞的棱上和体内，则其个数为=12×+1=4，氯离子位于晶胞的顶点和面心，其个数为=8×+6×=4；
(2)根据图二知，NaCl晶体中阴、阳离子的最短距离为a的一半即；
(3)1 mol氯化钠的质量=1 mol×58.5 g·mol-1=58.5 g，标准状况下，气体体积为11.2 L的氯化钠的物质的量=0.5 mol，则此时M==117 g·mol-1，所以氯化钠气体的分子式为Na2Cl2。
18．(1)12
(2) 第二周期的元素的氢化物没有分子间氢键的是，为第ⅣA族元素，因此a为
(3)共价
(4)三
(5)
【详解】（1）该元素的第二电离能和第三电离能的差距较大，说明能层发生变化，故元素为Mg，最外层有12中运动状态不同的电子，故答案为：12；
（2）如图2所示，每条折线表示周期表第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化中，N、O、F三种氰化物可以形成分子间氢键，会造成熔沸点反常，第二周期的元素的氢化物没有分子间氢键的是CH4，为第ⅣA族元素，因此a为SiH4，故答案为：SiH4；第二周期的元素的氢化物没有分子间氢键的是，为第ⅣA族元素，因此a为；
（3）CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示，该晶胞结构与二氧化硅类似，故形成了共价晶体二氧化碳，故答案为：共价；
（4）同周期主族元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势，但IIA族的np为全充满、VA族的np为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，则第一电离能：Al＜Mg＜Si＜S＜P，介于Al、P之间的第三周期元素有3种，故答案为：三；
（5）晶胞中，C原子的数目为4，Si原子的数目为8×+6×=4，晶胞质量为m=g，晶胞体积为V=(a×10-10)3cm3，晶胞密度ρ＝g/cm3，故答案为：。
19．(1) 8 6
(2) 4 109°28′ 1 12
【详解】（1）晶体硅是与金刚石结构类似的晶体，晶体硅的1个晶胞中含Si原子的数目为，根据结构分析，可知在晶体硅的空间网状结构中最小环为6元环，每个硅原子被12个环共用，因此每个最小环独立含有Si原子的数目为，每个Si原子与周围4个Si原子形成4个共价键，每2个Si原子共用1个键，即含1molSi原子的晶体硅中键的数目为。
（2）①共价晶体中，共价键键长越短，键能越大，熔、沸点越高，因此金刚砂、金刚石、晶体硅的熔点由低到高的顺序是。
②根据金刚砂的结构可知一个硅原子结合了4个碳原子，形成正四面体结构，其键角是109°28′。
③金刚砂的结构中含有C、Si原子以共价键结合形成的环，一个最小环里共有6个键，1个键被6个环共用，因此一个最小的环上独立含有键的个数为。
④以SiC晶胞顶角上的碳原子为研究对象，每个C原子周围最近且等距的C原子数目为12；1个金刚砂晶胞中含有4个碳原子、4个硅原子，若金刚砂的密度为，则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为晶胞体对角线长的四分之一，1个晶胞的体积为，因此最近的碳、硅原子之间的距离为。
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