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）
文档属性
| 名称 | 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） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 243.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2018-11-12 19:21:18 | ||
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文档简介
第三章《 晶体结构与性质》单元测试题
一、选择题(每小题只有一个正确答案)
1.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． 元素的非金属型越强，其单质的活泼型一定越强
2.金属晶体的中金属原子的堆积基本模式有（ ）
A． 1 B． 2 C． 3 D． 4
3.最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为( )
A． Mg2CNi3 B． MgC2Ni C． MgCNi2 D． MgCNi3
4.如图是某原子晶体A空间结构中的一个单元。A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A键中间插入一个B原子。则C物质的化学式为 ( )?
A． AB? B． A5B4? C． AB2? D． A2B5????
5.关于金属晶体的六方最密堆积的结构形式的叙述正确的是( )
A． 晶胞是六棱柱 B． 晶胞是六面体
C． 每个晶胞中含4个原子 D． 每个晶胞中含17个原子
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.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，X、Y、Z分别处于立方体的顶点、棱边的中点、立方体的体心。则下面关于该化合物的说法正确的是( )
A． 该晶体的化学式为ZXY3 B． 该晶体的熔点一定比金属晶体熔点高
C． 每个X周围距离最近的Y有8个 D． 每个Z周围距离最近的X有16个
8.最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为（ ）
A． Ti14C13 B． TiC C． Ti4C4 D． Ti4C3
9.下列叙述正确的是( )
A． 金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属原子之间有较 强的作用
B． 通常情况下，金属里的自由电子会发生定向移动而形成电流
C． 金属是借助自由电子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分
D． 金属的导电性随温度的升高而减弱
10.石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如图所示)，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
11.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
12.下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( )
①O2、I2、Hg ②CO、KCl、SiO2 ③Na、K、Rb ④Na、Mg、Al
A． ①③ B． ①④ C． ②③ D． ②④
13.如图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是( )
A． (1)和(3) B． (2)和(3) C． (1)和(4) D． 只有(4)
14.CH4、NH3、H2O、HF的熔、沸点由大到小的关系是( )
A． CH4、NH3、H2O、HF B． H2O、HF、NH3、CH4
C． HF、CH4、NH3、H2O D． HF、H2O、CH4、NH3
15.如图所示，食盐晶体由钠离子和氯离子构成。已知食盐的M＝58.5 g·mol－1，食盐的密度是2.2 g·cm－3，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近下列哪个数据( )
A． 3.0×10－8cm B． 3.5×10－8cm C． 4.0×10－8cm D． 5.0×10－8cm
二、填空题
16.如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl﹣所处的位置，这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的．
（1）请将其中代表Na+的圆圈涂黑（不必考虑体积大小），以完成NaCl晶体结构示意图．
（2）晶体中，在每个Na+的周围与它最接近的且距离相等的Na+共有 个．
（3）晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞．在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na+或Cl﹣为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl﹣的个数等于，即（填计算式）；Na+的个数等于 ，即 （填计算式） ．
17.NaCl晶体模型如图所示，在NaCl晶NaCl的晶体结构体中，每个Na＋周围同时吸引________个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着________个Na＋；在NaCl晶胞中含有________个Na＋、________个Cl－，晶体中每个Na＋周围与它距离最近且相等的Na＋共有________个。
18.一种离子晶体的晶胞如图其中阳离子A以红球表示，阴离子B以黑球表示．
（1）每个晶胞中含A离子的数目为，含B离子数目为。
（2）若A的核外电子排布与Ar相同，B的电子排布与Ne相同，则该离子化合物的化学式是 ；
（3）阳离子周围距离最近的阴离子数为，阴离子周围距离最近的阳离子数 。
（4）已知A的离子半径为r m，则该晶胞的体积是 m3。
19.在离子晶体中，阴、阳离子按一定规律在空间排列，如下图（Ⅰ）所示就是NaCl的晶体结构。在离子晶体中，阴阳离子具有或接近有球对称的电子云，它们可以被看成是不等径的刚性圆球，并彼此相切如下图（Ⅱ）。离子键的键长是相邻阴、阳离子的半径之和如下图（Ⅲ）。已知a为常数。
试回答下列问题：
（1）在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引 个Cl－，而Na＋数目与Cl－数目之比为 。
（2）NaCl晶体离子键的键长为 。
（3）Na＋半径与Cl－半径之比＝ 。（已知＝1.414，＝1.732，＝2.236）
（4）NaCl晶体不存在着分子，但在温度达到1 413℃时，NaCl晶体形成气体，并以分子形式存在，现有29.25 g NaCl晶体，强热使温度达到1 450 ℃，测得气体体积为5.6 L（已折算为标准状况），则此时氯化钠气体的分子式（化学式）为 。
20.Al和Si、Ge和As在元素周期表的金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)As的价层电子构型为__________。
(2)AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6 ℃，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是____________。
(3)超高导热绝缘耐高温纳米材料氮化铝(AlN)在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似。在四大晶体类型中，AlN属于____________晶体。
(4)SiCl4常用作烟雾剂，因为Si存在3d空轨道，能同H2O发生反应而剧烈水解，在潮湿的空气中产生烟雾，试用化学方程式表示其反应原理
________________________________________________________________________。
三、推断题
21.已知A，B，C，D，E、F六种元素的原子序数依次增大，其中A元素的原子半径在短周期元素中最小；B原子核外电子有6种不同的运动状态；D原子L层上有2对成对电子。E元素在地壳中含量居第二位，F 与E位于同一周期，且是该周期元素中电负性最大的元素。
根据以上信息回答下列问题：
(1)E元素可分别与D元素、F元素形成两种常见化合物，这两种化合物的熔沸点高低顺序为____________(用化学式表示)，原因是________________________________________________________________________。
(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是________________________________________________________________________。
(3)1 mol B2A2分子中含σ键的数目是____________。
(4)图(Ⅰ)是B元素的单质晶体的一个晶胞，该晶胞中含有_____个原子，该晶体类型为________。
(5)E单质存在与金刚石结构类似的晶体，晶体中原子之间以_________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献______个原子。
(6)BD2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图(Ⅱ)所示。该晶体的类型属于__________(填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体，该晶体中B原子轨道的杂化类型为__________。
答案 (1)SiO2＞SiCl4 二氧化硅为原子晶体，而SiCl4为分子晶体 (2)NH3分子间形成氢键，同族其他元素氢化物分子间不能形成氢键 (3)3NA(或1.806×1024) (4) 8 原子晶体 (5)共价键 3 (6) 原子 sp3杂化
解析 (1)这两种化合物为SiO2和SiCl4，SiO2为原子晶体，原子间以共价键结合，SiCl4固态为分子晶体，分子间以范德华力结合，共价键作用力强，范德华力较弱，所以SiO2沸点高于SiCl4。
(2)C的氢化物为NH3、NH3分子间存在氢键，分子间作用力强，所以同族元素的氢化物中，NH3沸点最高。
22.1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献．
（1）科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体的晶格能数据如下表：
四、计算题
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？?
24.（1）中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体． NiO（氧化镍〕晶体的结构与NaQ相同，Ni2+与最邻近O2﹣的核间距离为a10﹣8cm，计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7g．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晶体中就存在如图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代．其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NiO970，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比．
答案解析
1.【答案】A
【解析】分子中含两个氢原子的酸不一定是二元酸，例如甲酸HCOOH；金属晶体中含有金属阳离子，但不是离子晶体；元素的非金属型越强，其单质的活泼型不一定越强，例如氮气。
2.【答案】D
【解析】金属晶体有四种堆积基本模式：简单立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积、体心立方堆积。
3.【答案】D
【解析】由计算法则知，属于该晶胞的原子个数Mg—1个、Ni—3个、C—1个。
4.【答案】C
【解析】在C物质中，1个A周围有4个B，而1个B周围有2个A，所以C物质的化学式为AB2。?
5.【答案】B
【解析】金属晶体的六方最密堆积结构形式的晶胞是六棱柱的1/3—平行六面体，有8个顶点和1个内部原子，晶胞中绝对占有2个原子。
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】晶胞中，X的个数，Y的个数， Z的个数1，所以该晶体的化学式为ZXY3，A项正确；金属晶体的熔点有的比某些分子晶体都低，如汞，有的熔点比某些原子晶体都高，如钨，所该晶体的熔点不一定比金属晶体高，所以B项错；每个X周围距离最近的Y有6个，C项错；每个Z周围距离最近的X有12个，D项错。
8.【答案】A
【解析】根据题意知，该结构就是其分子结构，分子中含有的原子就是其化学式中含有的原子，直接数出其中的Ti原子和C原子个数即可，其分子式为Ti14C13．
9.【答案】D
【解析】 金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是因为金属晶体中金属阳离子与自由电子存在较强作用各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故A项不正确；金属里的自由电子要在外力作用下才能发生定向移动产生电流，故B项不正确；金属的导热性是由于自由电子碰撞金属离子将能量进行传递，故C项不正确。
10.【答案】D
【解析】石墨烯与石墨互为同素异形体，A错误；0.12 g石墨烯中含有的碳原子数为×6.02×1023mol－1＝6.02×1021个，B错误；石墨烯是碳单质的一种，是无机物，C错误；石墨烯分子中碳原子间是以共价键相结合的，D正确。
11.【答案】A
【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。
12.【答案】D
【解析】①中Hg在常温下为液态，而I2为固态，故①错；②中SiO2为原子晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，故②正确；③中Na、K、Rb价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故③错；④中Na、Mg、Al价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故④正确。
13.【答案】C
【解析】NaCl晶胞是立方体结构，每个Na＋周围有6个Cl－，每个Cl－周围有6个Na＋；与每个Na＋等距离的Cl－有6个，且构成正八面体，同理，与每个Cl－等距离的6个Na＋也构成正八面体，由此可知图(1)和(4)属于从NaCl晶体中分割出来的，C项正确。
14.【答案】B
【解析】由于HF、H2O、NH3中存在氢键，故其熔、沸点比CH4高。
15.【答案】C
【解析】从图中可看出，顶角上的每个离子为8个小立方体所共有，因此每个小立方体实际上只能分摊得个“NaCl”。设每个小立方体的边长为a。则(2a3×2.2 g·cm－3)×6.0×1023mol－1＝58.5 g·mol－1。所以，两个距离最近的钠离子中心间的距离为4.0×10－8cm。
16.【答案】（1）
（2）12
（3）4, 12×0.25+1=4， 4， 8×0.125+6×0.5=4
【解析】（1）氯化钠晶体中，钠离子或氯离子的配位数都是6，氯化钠晶体的结构示意图为
（2）在NaCl晶胞中，Na+或Cl﹣所处的位置是顶点面心和棱边的中点，钠离子、氯离子的配位数都是6，所以与Na+最接近的且距离相等的Na+共有12个
（3）根据均摊法：①处于顶点的离子，同时为8个晶胞共有，每个离子有1/8属于晶胞．②处于棱上的离子，同时为4个晶胞共有，每个离子有1/4属于晶胞．③处于面上的离子，同时为2个晶胞共有，每个离子有1/2属于晶胞．④处于晶胞内部（体心）的离子，则完全属于该晶胞．由此可知，在NaCl晶胞中，含Cl﹣：12×0.25+1=4个；含Na+：8×0.125+6×0.5=4个．
17.【答案】6 6 4 4 12
【解析】在氯化钠晶体中，一个Na＋位于晶胞的中心，12个Na＋分别位于晶胞的12条棱上，则属于该晶胞的Na＋相当于3个，因此一个晶胞中共含有4个Na＋；8个Cl－分别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl－相当于1个，6个Cl－分别位于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl－相当于3个，所以一个晶胞中共含有4个Cl－。可见NaCl晶体中Na＋、Cl－的个数比为1∶1。图中位于晶胞中心的Na＋实际上共有3个平面通过它，通过中心Na＋的每个平面都有4个Na＋位于平面的四角，这4个Na＋与中心Na＋距离最近且距离相等。所以在NaCl晶体中，每个Na＋周围与它距离最近且距离相等的Na＋共有12个，按相似的方法可推出每个Cl－周围与它距离最近且距离相等的Cl－也共有12个。
18.【答案】（1）4 8
（2）CaF2
（3）8 4
（4）16r3
【解析】（1）每个晶胞中含A离子的数目=8×0.125+ 6×0.5=4，含B离子数目为8，
（2）通过（1）知，该物质的化学式为：AB2，A是金属阳离子，则A的化合价是+2价，若A的核外电子排布与Ar相同，则A是Ca元素，B的化合价是﹣1价，且B的电子排布与Ne相同，则B是F元素，则该离子化合物的化学式是CaF2，
（3）阳离子周围距离最近的阴离子数为8，阴离子周围距离最近的阳离子数是4，
（4）该晶胞中正方形对角线的长度=4rm，则该晶胞的边长=2rm，则该晶胞的体积=（2rm）3=16r3m3，
19.【答案】（1）6 1∶1 （2） （3）0.414 （4）Na2Cl2
【解析】观察题中图Ⅱ：2（r＋＋r－）＝a，r＋＋r－＝，即离子键键长为，＝sin 45°，即＝1.414，＝0.414。
由题意29.25 g氯化钠在1 450 ℃时为0.25 mol，故其摩尔质量为117 g·mol－1，氯化钠气体的分子式为Na2Cl2。
20.【答案】(1)4s24p3 (2)共价键(或σ键) (3)原子
(4)SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl↑
【解析】砷位于元素周期表第4周期第ⅤA族，价层电子构型为4s24p3；氯化铝熔点低，是分子晶体；氮化铝与金刚石类似，是原子晶体；四氯化硅在潮湿的空气中发烟是由于生成了固态小颗粒的硅酸和盐酸酸雾。
21.【答案】B
【解析】由表可知：AlCl3、BCl3、CO2是共价化合物且形成分子晶体；SiO2是原子晶体；其他是离子晶体。
22.【答案】（1）MgO＞CaO＞NaCl＞KCl；（2）①1s22s22p63s23p63d104s1； C；
②；③水的熔、沸点较高，结冰时密度减小；④正四面体
【解析】（1）离子半径Mg2+＜Na+＜O2﹣＜Ca2+＜Cl﹣；离子电荷数Na+=Cl﹣＜O2﹣=Mg2+=Ca2+，离子晶体的离子半径越小，带电荷数越多，晶格能越大，则晶体的熔沸点越高，则有NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是MgO＞CaO＞NaCl＞KCl，
（2）①Cu的原子序数为29，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu为面心立方密堆积，配位数为12，故C符合
②Cu2+提供空轨道，水中氧原子提供孤对电子，形成配位键，水合铜离子的结构简式为：，
③氢键较一般分子间作用力强，所以水的熔、沸点较高，由于氢键具有方向性，结冰时，氢键增多，体积增大，密度减小；
④SO42﹣中中心原子S的价层电子对数=4+=4、孤电子对数为0，为正四面体结构，
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。?
24.【答案】（1）NiO晶体的密度为；
（2）晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6：91
【解析】（1）1cm3中阴、阳离子总数=；
1cm3中 Ni2+﹣O2﹣离子对数=
密度===
答：NiO晶体的密度为；
（2）设1mol Ni0.97O中含Ni3+xmol，Ni2+为（0.97﹣x）mol，根据晶体仍呈中性，可知 3x+2×（0.97﹣x）=2×1，
x=0.06mol Ni2+为（0.97﹣x）mol=0.91mol，即离子数之比 Ni3+：Ni2+=0.06：0.91=6：91，
答：晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6：91
一、选择题(每小题只有一个正确答案)
1.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． 元素的非金属型越强，其单质的活泼型一定越强
2.金属晶体的中金属原子的堆积基本模式有（ ）
A． 1 B． 2 C． 3 D． 4
3.最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为( )
A． Mg2CNi3 B． MgC2Ni C． MgCNi2 D． MgCNi3
4.如图是某原子晶体A空间结构中的一个单元。A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A键中间插入一个B原子。则C物质的化学式为 ( )?
A． AB? B． A5B4? C． AB2? D． A2B5????
5.关于金属晶体的六方最密堆积的结构形式的叙述正确的是( )
A． 晶胞是六棱柱 B． 晶胞是六面体
C． 每个晶胞中含4个原子 D． 每个晶胞中含17个原子
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.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，X、Y、Z分别处于立方体的顶点、棱边的中点、立方体的体心。则下面关于该化合物的说法正确的是( )
A． 该晶体的化学式为ZXY3 B． 该晶体的熔点一定比金属晶体熔点高
C． 每个X周围距离最近的Y有8个 D． 每个Z周围距离最近的X有16个
8.最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为（ ）
A． Ti14C13 B． TiC C． Ti4C4 D． Ti4C3
9.下列叙述正确的是( )
A． 金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属原子之间有较 强的作用
B． 通常情况下，金属里的自由电子会发生定向移动而形成电流
C． 金属是借助自由电子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分
D． 金属的导电性随温度的升高而减弱
10.石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如图所示)，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
11.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
12.下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是( )
①O2、I2、Hg ②CO、KCl、SiO2 ③Na、K、Rb ④Na、Mg、Al
A． ①③ B． ①④ C． ②③ D． ②④
13.如图所示是从NaCl或CsCl晶体结构中分割出来的部分结构图，其中属于从NaCl晶体中分割出来的结构图是( )
A． (1)和(3) B． (2)和(3) C． (1)和(4) D． 只有(4)
14.CH4、NH3、H2O、HF的熔、沸点由大到小的关系是( )
A． CH4、NH3、H2O、HF B． H2O、HF、NH3、CH4
C． HF、CH4、NH3、H2O D． HF、H2O、CH4、NH3
15.如图所示，食盐晶体由钠离子和氯离子构成。已知食盐的M＝58.5 g·mol－1，食盐的密度是2.2 g·cm－3，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近下列哪个数据( )
A． 3.0×10－8cm B． 3.5×10－8cm C． 4.0×10－8cm D． 5.0×10－8cm
二、填空题
16.如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl﹣所处的位置，这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的．
（1）请将其中代表Na+的圆圈涂黑（不必考虑体积大小），以完成NaCl晶体结构示意图．
（2）晶体中，在每个Na+的周围与它最接近的且距离相等的Na+共有 个．
（3）晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞．在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na+或Cl﹣为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl﹣的个数等于，即（填计算式）；Na+的个数等于 ，即 （填计算式） ．
17.NaCl晶体模型如图所示，在NaCl晶NaCl的晶体结构体中，每个Na＋周围同时吸引________个Cl－，每个Cl－周围也同时吸引着________个Na＋；在NaCl晶胞中含有________个Na＋、________个Cl－，晶体中每个Na＋周围与它距离最近且相等的Na＋共有________个。
18.一种离子晶体的晶胞如图其中阳离子A以红球表示，阴离子B以黑球表示．
（1）每个晶胞中含A离子的数目为，含B离子数目为。
（2）若A的核外电子排布与Ar相同，B的电子排布与Ne相同，则该离子化合物的化学式是 ；
（3）阳离子周围距离最近的阴离子数为，阴离子周围距离最近的阳离子数 。
（4）已知A的离子半径为r m，则该晶胞的体积是 m3。
19.在离子晶体中，阴、阳离子按一定规律在空间排列，如下图（Ⅰ）所示就是NaCl的晶体结构。在离子晶体中，阴阳离子具有或接近有球对称的电子云，它们可以被看成是不等径的刚性圆球，并彼此相切如下图（Ⅱ）。离子键的键长是相邻阴、阳离子的半径之和如下图（Ⅲ）。已知a为常数。
试回答下列问题：
（1）在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引 个Cl－，而Na＋数目与Cl－数目之比为 。
（2）NaCl晶体离子键的键长为 。
（3）Na＋半径与Cl－半径之比＝ 。（已知＝1.414，＝1.732，＝2.236）
（4）NaCl晶体不存在着分子，但在温度达到1 413℃时，NaCl晶体形成气体，并以分子形式存在，现有29.25 g NaCl晶体，强热使温度达到1 450 ℃，测得气体体积为5.6 L（已折算为标准状况），则此时氯化钠气体的分子式（化学式）为 。
20.Al和Si、Ge和As在元素周期表的金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)As的价层电子构型为__________。
(2)AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6 ℃，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是____________。
(3)超高导热绝缘耐高温纳米材料氮化铝(AlN)在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似。在四大晶体类型中，AlN属于____________晶体。
(4)SiCl4常用作烟雾剂，因为Si存在3d空轨道，能同H2O发生反应而剧烈水解，在潮湿的空气中产生烟雾，试用化学方程式表示其反应原理
________________________________________________________________________。
三、推断题
21.已知A，B，C，D，E、F六种元素的原子序数依次增大，其中A元素的原子半径在短周期元素中最小；B原子核外电子有6种不同的运动状态；D原子L层上有2对成对电子。E元素在地壳中含量居第二位，F 与E位于同一周期，且是该周期元素中电负性最大的元素。
根据以上信息回答下列问题：
(1)E元素可分别与D元素、F元素形成两种常见化合物，这两种化合物的熔沸点高低顺序为____________(用化学式表示)，原因是________________________________________________________________________。
(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是________________________________________________________________________。
(3)1 mol B2A2分子中含σ键的数目是____________。
(4)图(Ⅰ)是B元素的单质晶体的一个晶胞，该晶胞中含有_____个原子，该晶体类型为________。
(5)E单质存在与金刚石结构类似的晶体，晶体中原子之间以_________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献______个原子。
(6)BD2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图(Ⅱ)所示。该晶体的类型属于__________(填“分子”、“原子”、“离子”或“金属”)晶体，该晶体中B原子轨道的杂化类型为__________。
答案 (1)SiO2＞SiCl4 二氧化硅为原子晶体，而SiCl4为分子晶体 (2)NH3分子间形成氢键，同族其他元素氢化物分子间不能形成氢键 (3)3NA(或1.806×1024) (4) 8 原子晶体 (5)共价键 3 (6) 原子 sp3杂化
解析 (1)这两种化合物为SiO2和SiCl4，SiO2为原子晶体，原子间以共价键结合，SiCl4固态为分子晶体，分子间以范德华力结合，共价键作用力强，范德华力较弱，所以SiO2沸点高于SiCl4。
(2)C的氢化物为NH3、NH3分子间存在氢键，分子间作用力强，所以同族元素的氢化物中，NH3沸点最高。
22.1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献．
（1）科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体的晶格能数据如下表：
四、计算题
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？?
24.（1）中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体． NiO（氧化镍〕晶体的结构与NaQ相同，Ni2+与最邻近O2﹣的核间距离为a10﹣8cm，计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7g．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晶体中就存在如图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代．其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NiO970，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比．
答案解析
1.【答案】A
【解析】分子中含两个氢原子的酸不一定是二元酸，例如甲酸HCOOH；金属晶体中含有金属阳离子，但不是离子晶体；元素的非金属型越强，其单质的活泼型不一定越强，例如氮气。
2.【答案】D
【解析】金属晶体有四种堆积基本模式：简单立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积、体心立方堆积。
3.【答案】D
【解析】由计算法则知，属于该晶胞的原子个数Mg—1个、Ni—3个、C—1个。
4.【答案】C
【解析】在C物质中，1个A周围有4个B，而1个B周围有2个A，所以C物质的化学式为AB2。?
5.【答案】B
【解析】金属晶体的六方最密堆积结构形式的晶胞是六棱柱的1/3—平行六面体，有8个顶点和1个内部原子，晶胞中绝对占有2个原子。
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】晶胞中，X的个数，Y的个数， Z的个数1，所以该晶体的化学式为ZXY3，A项正确；金属晶体的熔点有的比某些分子晶体都低，如汞，有的熔点比某些原子晶体都高，如钨，所该晶体的熔点不一定比金属晶体高，所以B项错；每个X周围距离最近的Y有6个，C项错；每个Z周围距离最近的X有12个，D项错。
8.【答案】A
【解析】根据题意知，该结构就是其分子结构，分子中含有的原子就是其化学式中含有的原子，直接数出其中的Ti原子和C原子个数即可，其分子式为Ti14C13．
9.【答案】D
【解析】 金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是因为金属晶体中金属阳离子与自由电子存在较强作用各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，故A项不正确；金属里的自由电子要在外力作用下才能发生定向移动产生电流，故B项不正确；金属的导热性是由于自由电子碰撞金属离子将能量进行传递，故C项不正确。
10.【答案】D
【解析】石墨烯与石墨互为同素异形体，A错误；0.12 g石墨烯中含有的碳原子数为×6.02×1023mol－1＝6.02×1021个，B错误；石墨烯是碳单质的一种，是无机物，C错误；石墨烯分子中碳原子间是以共价键相结合的，D正确。
11.【答案】A
【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。
12.【答案】D
【解析】①中Hg在常温下为液态，而I2为固态，故①错；②中SiO2为原子晶体，其熔点最高，CO是分子晶体，其熔点最低，故②正确；③中Na、K、Rb价电子数相同，其原子半径依次增大，金属键依次减弱，熔点逐渐降低，故③错；④中Na、Mg、Al价电子数依次增多，原子半径逐渐减小，金属键依次增强，熔点逐渐升高，故④正确。
13.【答案】C
【解析】NaCl晶胞是立方体结构，每个Na＋周围有6个Cl－，每个Cl－周围有6个Na＋；与每个Na＋等距离的Cl－有6个，且构成正八面体，同理，与每个Cl－等距离的6个Na＋也构成正八面体，由此可知图(1)和(4)属于从NaCl晶体中分割出来的，C项正确。
14.【答案】B
【解析】由于HF、H2O、NH3中存在氢键，故其熔、沸点比CH4高。
15.【答案】C
【解析】从图中可看出，顶角上的每个离子为8个小立方体所共有，因此每个小立方体实际上只能分摊得个“NaCl”。设每个小立方体的边长为a。则(2a3×2.2 g·cm－3)×6.0×1023mol－1＝58.5 g·mol－1。所以，两个距离最近的钠离子中心间的距离为4.0×10－8cm。
16.【答案】（1）
（2）12
（3）4, 12×0.25+1=4， 4， 8×0.125+6×0.5=4
【解析】（1）氯化钠晶体中，钠离子或氯离子的配位数都是6，氯化钠晶体的结构示意图为
（2）在NaCl晶胞中，Na+或Cl﹣所处的位置是顶点面心和棱边的中点，钠离子、氯离子的配位数都是6，所以与Na+最接近的且距离相等的Na+共有12个
（3）根据均摊法：①处于顶点的离子，同时为8个晶胞共有，每个离子有1/8属于晶胞．②处于棱上的离子，同时为4个晶胞共有，每个离子有1/4属于晶胞．③处于面上的离子，同时为2个晶胞共有，每个离子有1/2属于晶胞．④处于晶胞内部（体心）的离子，则完全属于该晶胞．由此可知，在NaCl晶胞中，含Cl﹣：12×0.25+1=4个；含Na+：8×0.125+6×0.5=4个．
17.【答案】6 6 4 4 12
【解析】在氯化钠晶体中，一个Na＋位于晶胞的中心，12个Na＋分别位于晶胞的12条棱上，则属于该晶胞的Na＋相当于3个，因此一个晶胞中共含有4个Na＋；8个Cl－分别位于晶胞的8个顶点上，则属于该晶胞的Cl－相当于1个，6个Cl－分别位于晶胞的6个面心上，则属于该晶胞的Cl－相当于3个，所以一个晶胞中共含有4个Cl－。可见NaCl晶体中Na＋、Cl－的个数比为1∶1。图中位于晶胞中心的Na＋实际上共有3个平面通过它，通过中心Na＋的每个平面都有4个Na＋位于平面的四角，这4个Na＋与中心Na＋距离最近且距离相等。所以在NaCl晶体中，每个Na＋周围与它距离最近且距离相等的Na＋共有12个，按相似的方法可推出每个Cl－周围与它距离最近且距离相等的Cl－也共有12个。
18.【答案】（1）4 8
（2）CaF2
（3）8 4
（4）16r3
【解析】（1）每个晶胞中含A离子的数目=8×0.125+ 6×0.5=4，含B离子数目为8，
（2）通过（1）知，该物质的化学式为：AB2，A是金属阳离子，则A的化合价是+2价，若A的核外电子排布与Ar相同，则A是Ca元素，B的化合价是﹣1价，且B的电子排布与Ne相同，则B是F元素，则该离子化合物的化学式是CaF2，
（3）阳离子周围距离最近的阴离子数为8，阴离子周围距离最近的阳离子数是4，
（4）该晶胞中正方形对角线的长度=4rm，则该晶胞的边长=2rm，则该晶胞的体积=（2rm）3=16r3m3，
19.【答案】（1）6 1∶1 （2） （3）0.414 （4）Na2Cl2
【解析】观察题中图Ⅱ：2（r＋＋r－）＝a，r＋＋r－＝，即离子键键长为，＝sin 45°，即＝1.414，＝0.414。
由题意29.25 g氯化钠在1 450 ℃时为0.25 mol，故其摩尔质量为117 g·mol－1，氯化钠气体的分子式为Na2Cl2。
20.【答案】(1)4s24p3 (2)共价键(或σ键) (3)原子
(4)SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl↑
【解析】砷位于元素周期表第4周期第ⅤA族，价层电子构型为4s24p3；氯化铝熔点低，是分子晶体；氮化铝与金刚石类似，是原子晶体；四氯化硅在潮湿的空气中发烟是由于生成了固态小颗粒的硅酸和盐酸酸雾。
21.【答案】B
【解析】由表可知：AlCl3、BCl3、CO2是共价化合物且形成分子晶体；SiO2是原子晶体；其他是离子晶体。
22.【答案】（1）MgO＞CaO＞NaCl＞KCl；（2）①1s22s22p63s23p63d104s1； C；
②；③水的熔、沸点较高，结冰时密度减小；④正四面体
【解析】（1）离子半径Mg2+＜Na+＜O2﹣＜Ca2+＜Cl﹣；离子电荷数Na+=Cl﹣＜O2﹣=Mg2+=Ca2+，离子晶体的离子半径越小，带电荷数越多，晶格能越大，则晶体的熔沸点越高，则有NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是MgO＞CaO＞NaCl＞KCl，
（2）①Cu的原子序数为29，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu为面心立方密堆积，配位数为12，故C符合
②Cu2+提供空轨道，水中氧原子提供孤对电子，形成配位键，水合铜离子的结构简式为：，
③氢键较一般分子间作用力强，所以水的熔、沸点较高，由于氢键具有方向性，结冰时，氢键增多，体积增大，密度减小；
④SO42﹣中中心原子S的价层电子对数=4+=4、孤电子对数为0，为正四面体结构，
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。?
24.【答案】（1）NiO晶体的密度为；
（2）晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6：91
【解析】（1）1cm3中阴、阳离子总数=；
1cm3中 Ni2+﹣O2﹣离子对数=
密度===
答：NiO晶体的密度为；
（2）设1mol Ni0.97O中含Ni3+xmol，Ni2+为（0.97﹣x）mol，根据晶体仍呈中性，可知 3x+2×（0.97﹣x）=2×1，
x=0.06mol Ni2+为（0.97﹣x）mol=0.91mol，即离子数之比 Ni3+：Ni2+=0.06：0.91=6：91，
答：晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6：91