人教版高中化学选修3第三章《 晶体结构与性质》单元测试题（解析版）

第三章《 晶体结构与性质》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列有关金属键的叙述正确的是(　　)
A． 金属键有饱和性和方向性
B． 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
C． 金属键中的自由电子属于整块金属
D． 金属的性质和金属固体的形成都与金属键无关
2.下列物质固态时熔点的比较正确的是(　　)
A． F2>Cl2>Br2
B． 金刚石>P4>O2
C． S>HBr>金刚石
D． I2>CH4>冰
3.下列有关金属元素特征的叙述正确的是 ( )
A． 易导电
B． 易导热
C． 有延展性
D． 易锈蚀
4.如图是A，b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是（　　）
①a是晶体　②a是非晶体　③b是晶体　④b是非晶体．

A． ①④
B． ②④
C． ①③
D． ②③
5.仅由下列各组元素所组成的化合物,不可能形成离子晶体的是(　　)
A． H、O、S
B． Na、H、O
C． K、Cl、O
D． H、N、Cl
6.二氧化硅晶体是立体的网状结构，其结构如图所示。关于二氧化硅的下列说法中，不正确的是（ ）


A． 晶体中Si、O原子个数比为1∶2
B． 晶体中最小原子环上的原子数为8
C． 晶体中最小原子环上的原子数为12
D． 晶体中Si、O原子最外层都满足8电子稳定结构
7.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积,如图(a)(b)(c)分别代表这三种晶胞的结构,其晶胞内金属原子个数比为(　　)

A． 3∶2∶1
B． 11∶8∶4
C． 9∶8∶4
D． 21∶14∶9
8.如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中○—X、●—Y、?—Z。其对应的化学式不正确的是(　　)

A． 答案A
B． 答案B
C． 答案C
D． 答案D
9.金属晶体和离子晶体是重要晶体类型。下列关于它们的说法中，正确的是(　　)
A． 金属晶体和离子晶体都能导电
B． 在镁晶体中，1个Mg2＋只与2个价电子存在强烈的相互作用
C． 金属晶体和离子晶体都可采取“紧密堆积”方式，原子晶体都可采取“非紧密堆积”方式
D． 金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等相互作用，很难断裂，因而都具有延展性
10.某离子晶体的晶体结构示意图如图，晶体中氧的化合价可看作部分为0价，部分为﹣2价．则下列说法错误的是（　　）

A． 晶体中与每个A+距离最近的A+有12个
B． 晶体中，阴离子与阳离子个数之比为1：1
C． 该离子晶体化学式为A2O2
D． 晶体中，0价氧原子与﹣2价氧原子的数目比为3：1
11.下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是（　　）
A． 熔点：NaF＞MgF2＞AlF3
B． 晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr
C． 阴离子的配位数：CsCl＞NaCl＞CaF2
D． 硬度：MgO＞CaO＞BaO
12.水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是—60.7°C，引起这种差异的主要原因是（ ）
A． 范德华力
B． 共价键
C． 氢键
D． 相对分子质量
13.下列各项所述的数字不是6的是（　　）
A． 在NaCI晶体中，与一个Na+最近的且距离相等的CI﹣的个数
B． 在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数
C． 在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数
D． 在石墨晶体的片层结构中，最小的环上的碳原子个数
14.下列关于金属晶体的叙述不正确的是( )
A． 常温下，金属单质不都以金属晶体形式存在
B． 金属键在一定外力作用下，会因形变而消失
C． 钙的熔、沸点高于钾
D． 温度越高，金属的导电性越弱
15.根据下列实验事实，能确定某晶体一定是离子晶体的是(　　)

A． 晶体熔点达2 500 ℃
B． 晶体不导电，溶于水导电
C． 晶体不导电，熔融能导电
D． 温度越高，溶解度越大
二、填空题
16.现有两组物质的熔点数据如表所示：

根据表中数据回答下列问题。
(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是____________。
(2)B组中HF熔点反常是由于__________。
(3)B组晶体不可能具有的性质是________________。
①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④液体状态能导电
17.二氧化硅晶体是立体的网状结构，其晶体结构模型如图。请认真观察该模型后回答下列问题：

(1)二氧化硅晶体中最小环上有______个原子，晶体结构中存在以__________原子为中心、________原子为顶点的正四面体结构。
(2)晶体中存在的作用力有________。
A．共价键　B．离子键　C．配位键　D．范德华力　E．氢键
(3)美国LawreceLiremore国家实验室(LLNL)的V.Lota.C.S.Yoo和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的原子晶体说法正确的是________。
A．CO2的原子晶体和分子晶体互为同素异形体
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的分子晶体具有相同的物理性质
D．在CO2的原子晶体中，每个C原子结合4个O原子，每个O原子结合两个C原子
18.二氧化硅晶体是立体的网状结构。其晶体模型如下图所示。请认真观察该晶体模型后回答以下问题：

二氧化硅的晶胞结构
(1)二氧化硅晶体中最小环为________元环。
(2)每个硅原子为________个最小环共有。
(3)每个最小环平均拥有________个硅原子、________个氧原子。
19.晶体硅(Si)和金刚砂(SiC)都是与金刚石相似的原子晶体，请根据下表中数据，分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。


________________________________________________________________________。
20.结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题：
(1)已知下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au其堆积方式为：
①简单立方堆积的是__________；
②体心立方堆积的是________________；
③六方最密堆积的是________________；
④面心立方最密堆积的是________________。
(2)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是_______________________________。
A．由分子间作用力形成，熔点很低
B．由共价键结合形成网状晶体，熔点很高
C．固体有良好的导电性、传热性和延展性
(3)下列关于金属晶体的叙述正确的是________。
A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在B．金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失
C．钙的熔、沸点高于钾
D．温度越高，金属的导电性越好
三、推断题
21.某钙钛型复合氧化物如图所示，以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe时，这种化合物具有CMR效应。
(1)用A，B，O表示这类特殊晶体的化学式：____________________。
(2)已知La为＋3价，当被钙等二价元素A替代时，可形成复合钙钛矿化合物La1－xAxMnO3(x<0.1)，此时一部分锰转变为＋4价。导致材料在某一温度附近有反铁磁—铁磁、铁磁—顺磁及金属—半导体的转变，则La1－xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为__________。
(3)Mn的外围电子排布式为______________。
(4)下列有关说法正确的是________。

A．镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区
B．氧的第一电离能比氮的第一电离能大
C．锰的电负性为1.59，Cr的电负性为1.66，说明锰的金属性比铬强
D．铬的堆积方式与钾相同，则其堆积方式如图所示
四、计算题
22.(1)NiO（氧化镍）晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2-的核间距离为×10-8cm，计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7 g·mol-1）。
(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如下图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。

23.NaCl晶体中Na+与Cl-都是等距离交错排列，若食盐的密度是2.2 g·cm-3，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1,食盐的摩尔质量为58.5 g·mol-1。则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离是多少？?


答案解析
1.【答案】C
【解析】金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，故金属键无饱和性和方向性；金属键中的自由电子属于整块金属共用；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，也包括金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用；金属的性质及固体的形成都与金属键强弱有关。
2.【答案】B
【解析】A项中F2、Cl2、Br2均是分子晶体，由“组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高”可知熔点：F23.【答案】D
【解析】金属晶体的导电性导热性及延展性都与金属的电子气理论解释。而金属的锈蚀是金属的还原性的体现，于 电子气没有关系。
4.【答案】A
【解析】由图象可知，吸收热量，温度不断升高，则b为非晶体，而a曲线中吸收热量，温度升高，到达熔点，不断吸收热量，温度保持不变，完成熔化过程，晶体全部熔化之后，吸收热量，温度不断升高，则a为晶体。
5.【答案】A
【解析】强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐等是离子晶体。B项如NaOH、C项如KClO、D项如NH4Cl。
6.【答案】B
【解析】硅原子占有与其成键的每一个氧原子的，完全占有的氧原子数为4×=2，则晶体中Si、O原子个数比为1∶2，A项说法正确。观察结构示意图，可知晶体中最小原子环上的原子数为12，B项说法错误，C项说法正确。晶体中，每个Si原子形成四个共价键后借入4个电子而实现了8电子稳定结构，每个氧原子形成2个共价键后借入2个电子而实现了8电子稳定结构，D项说法正确。答案：B
7.【答案】A
【解析】本题考查晶胞中微粒数的计算方法,用均摊法计算。晶胞a中所含原子=12×+2×+3=6,晶胞b中所含原子=8×+6×=4,晶胞c中所含原子=8×+1=2。
8.【答案】B
【解析】A图中X、Y原(离)子的位置、数目完全等同，化学式XY正确，不符合题意；B图化学式应为XY，符合题意；C图中X的数目：，Y的数目：，化学式X3Y正确，不符合题意；D图中X的数目：，Y的数目：，Z位于内部，数目为1，化学式XY3Z正确，不符合题意。理解感悟：要真正搞清楚及等“折扣”(即分别为8个、4个、2个晶胞或3个、6个完全相同的结构单元所共有)的含义。
9.【答案】C
【解析】金属晶体中的离子不是自由移动的离子，不能导电，A项不正确；镁晶体中的自由电子被整个晶体所共有，不属于某个Mg2＋，B项不正确；离子晶体不具有延展性，D项错误。
10.【答案】D
【解析】选取一个A+为研究对象，然后选取一个过氧根离子为研究对象，通过该离子沿X、Y、Z三轴对晶体进行切割．
A，选取一个A+为研究对象，通过该离子沿X、Y、Z三轴对晶体进行切割，结合图片知，每个A+周围距离最近的A+有12个，故A正确．
B，根据图片知，每个A+周围有6个过氧根离子，每个过氧根离子周围有6个A+，所以该晶体中，阴离子与阳离子个数之比为1：1，故B正确．
C，根据图片知，每个A+周围有6个过氧根离子，每个过氧根离子周围有6个A+，所以该晶体中，阴离子与阳离子个数之比为1：1，该离子的化学式为AO2，故C错误．
D，该晶体中0价氧原子和﹣2价氧原子的个数比为：所以是1.5：0.5=3：1，故D正确。
11.【答案】A
【解析】A，离子半径Na+＞Mg2+＞Al3+，离子半径越小，电荷越多，晶格能越大，则熔点越高，故A错误；
B，离子半径Br﹣＞Cl﹣＞F﹣，离子半径越小，所带电荷数越大，晶格能越大，故B正确；
C，NaCl、CsCl、CaF2的晶胞结构，结合图可知，CsCl为立方体心结构，Cl﹣的配位数是8；在CaF2晶胞中每个Ca2+连接4个氟离子，但在下面一个晶胞中又连接4个氟离子，所以其配位数为8，在CaF2晶胞中每个F﹣连接4个钙离子，所以其配位数为4；NaCl为立方面向结构，钠离子的配位数为6，Cl﹣的配位数是6，则阴离子的配位数：CsCl＞NaCl＞CaF2，故C正确；
D，原子半径Ba＞Ca＞Mg，原子半径越大，键能越小，硬度越小，故D正确．
12.【答案】C
【解析】水分子之间存在氢键，氢键是一种较强的分子间作用力，氢键的存在使水的沸点比硫化氢的高。
13.【答案】C
【解析】A，NaCl晶体属面心立方结构，与一个Na+最近且距离相等的Cl﹣的个数有6个，故A正确；
B，金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数有6个，故B正确；
C，二氧化硅晶体相当于在硅晶体中两个硅原子间分别加上一个O原子，因此最小环上的原子个数为12个，故C错误；
D，石墨晶体的片层结构中，最小环上的碳原子个数为6个，故D正确．
14.【答案】B
【解析】常温下，Hg为液态，A正确；因为金属键无方向性，故金属键在一定范围内不因形变而消失，B错误；钙的金属键强于钾，故熔、沸点高于钾，C正确；温度升高，金属的导电性减弱，D正确。
15.【答案】C
【解析】熔点为2 500 ℃的可以是金属晶体、原子晶体或离子晶体；晶体不导电，水溶液导电可以是离子晶体或分子晶体；多数固体温度升高，溶解度增大。
16.【答案】(1)原子　共价键
(2)HF分子间能形成氢键，熔化时需要消耗的能量更多
(3)③④
【解析】A组熔点很高，应是原子晶体，原子晶体熔化时破坏的是共价键；B组是分子晶体，且结构相似，一般是相对分子质量越大，熔点越高；HF的相对分子质量最小但熔点比HCl高，出现反常的原因是HF分子间存在氢键，HF熔化时除了破坏分子间作用力，还要破坏氢键，所需能量更高，因而熔点更高。分子晶体在固态和熔化状态都不导电。
17.【答案】(1)12　Si　O(或Si)　(2)A　(3)D
【解析】(1)二氧化硅晶体中最小环上有6个硅原子和6个氧原子，并形成以硅原子为中心、氧原子(或硅原子)为顶点的正四面体结构。(2)原子晶体中只存在共价键，且Si—O键为极性键，不是配位键。(3)同素异形体的研究对象是单质；CO2的晶体类型发生转变已生成了新物质，故为化学变化；CO2的不同晶体具有不同的物理性质；CO2原子晶体类似于SiO2晶体，每个C原子结合4个O原子，每个O原子结合2个C原子。
18.【答案】(1)12　(2)12　(3) 　1
【解析】如将金刚石晶体中的碳原子换成硅原子，则可得到晶体硅。与金刚石晶体相比，晶体硅中原子半径较大，Si—Si键的键长较长。如在每个Si—Si键中插入一个氧原子，则可得到SiO2晶体，即图所示的晶体结构。利用金刚石结构所得结论，二氧化硅晶体中的最小环应为12元环(6个氧原子和6个硅原子交替成环)；同理，每个硅原子为12个最小环共有；每个最小环平均拥有6×1/12＝1/2个硅原子和6×1/6＝1个氧原子。
19.【答案】键长越短，键能越大，熔点越高，硬度越大；反之，键长越长，键能越小，熔点越低，硬度越小。
【解析】在原子晶体里，所有原子都以共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构。所以，影响原子晶体的熔点、硬度的主要因素就是共价键的键能大小，键能越大，原子晶体的熔点、硬度越高，而共价键的键能又与键长相关，一般来说，键长越短，键能越大，键长越长，键能越小。
20.【答案】(1)①Po　②Na、K、Fe　③Mg、Zn　④Cu、Au (2)C　(3)BC
【解析】(1)简单立方堆积的空间利用率太低，只有金属Po采取这种方式。体心立方堆积是上层金属原子填入下层的金属原子形成的凹穴中，这种堆积方式的空间利用率比简单立方堆积的高，多数金属是这种堆积方式。六方最密堆积按ABAB……方式堆积，面心立方最密堆积按ABCABC……方式堆积，六方最密堆积常见金属为Mg、Zn、Ti，面心立方最密堆积常见金属为Cu、Ag、Au。
(2)A项属于分子晶体；B项属于原子晶体；而C项是金属的通性。
(3)常温下，Hg为液态，A错；因为金属键无方向性，故金属键在一定范围内不因形变而消失，B正确；钙的金属键强于钾，故熔、沸点高于钾，C正确；温度升高，金属的导电性减弱，D错。
21.【答案】(1)ABO3　(2)(1－x)∶x　(3)3d54s2　(4)AC
【解析】(1)晶胞中有一个A，一个B,3个O，化学式为ABO3。
(2)根据化合价代数和等于0的原则可以确定Mn元素的平均化合价为3＋x，令＋3价Mn有a，＋4价的Mn有b，则3a＋4b＝3＋x，又a＋b＝1，计算得a∶b＝(1－x)∶x。
(4)氮原子的外围电子排布为2s22p3，为半充满的较稳定状态，其第一电离能大于氧原子，选项B错，金属钾属于体心立方，是非密置层堆积，而图中给出的是密置层堆积，选项D错误。
22.【答案】（1）g·cm-3或g·cm-3??
(2)6∶91
【解析】（1）因为NiO的晶体结构与NaCl的晶体结构相同，均为正方体。从晶体结构模型中分割出一个小立方体，其中小立方体的边长为Ni2+与最邻近O2-的核间距离即×10-8cm，在这个小立方体中含Ni2+:，含O2-:，所以,(×10-8)3×Nacm3是0.5 mol NiO具有的体积，则(×10-8)-3Nacm3×ρ=0.5 mol×74.7 g·mol-1,g·cm-3=g·cm-3。解题的关键是确定晶胞的组成后，通过晶体组成计算出存在的微粒数。?
（2）设1 mol Ni0.97O中，含有Ni3+Xmol,Ni2+为(0.97-)mol，根据晶体显电中性，即3mol+2(0.97-)mol=2×1 mol，解得=0.06,Ni2+为(0.97-)mol=0.91 mol，则离子数之比为Ni3+∶Ni2+=0.06∶0.91=6∶91。?
23.【答案】两个距离最近的Na+中心间的距离=4.0×10-8cm。
【解析】从上述NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体，如图中所示:其中a代表其边长,d代表两个Na+中心间的距离。由此小立方体不难想像出顶点上的每个离子均为8个小立方体所共有。因此小立方体含Na+:4×1/8=1/2,含Cl-:4×1/8=1/2,即每个小立方体含有1/2个（Na+-Cl-）离子对，

每个小立方体的质量,
?　　　　　　　,
解得:=2.81×10-8cm?
两个距离最近的Na+中心间的距离=4.0×10-8cm。?