成都艺术高级中学2019-2020学年高二化学人教版选修3：第三章《晶体结构与性质》单元检测试题

（人教版选修3）第三章《晶体结构与性质》单元检测试题
（考试时间：45分钟 满分：100分）
一、单项选择题：本题包括12小题，每小题4分，共48分。
1.干冰熔点很低是由于(　　)
A.CO2是非极性分子 B.C==O键的键能很小
C.CO2化学性质不活泼 D.CO2分子间的作用力较弱
答案　D
2.关于SiO2晶体的叙述正确的是(　　)
A.60 g SiO2晶体中含有NA个分子(NA表示阿伏加德罗常数的数值)
B.60 g SiO2晶体中，含有2NA个Si—O键
C.SiO2晶体中与同一Si原子相连的4个O原子处于同一四面体的4个顶点
D.SiO2晶体中，1个Si原子和2个O原子形成2个共价键
答案　C
解析　SiO2晶体为共价晶体，晶体中不存在单个分子，A不正确；1 mol SiO2晶体含有Si—O键4 mol，B不正确；SiO2晶体中，与每个Si原子相连的4个O构成正四面体结构，O原子位于顶点，Si原子位于正四面体的中心，C正确；SiO2晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，D不正确。
3.某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是 (　　)
A．3∶9∶4 B．1∶4∶2
C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
答案　B
解析　A粒子数为6×＝；B粒子数为6×＋3×＝2；C粒子数为1；故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。
4．下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是 （ A ）
A．1mol氯化钠中有NA个NaCl分子
B．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等的Na+共有6个
C．氯化铯晶体中，每个CS+周围紧邻8个Cl-
D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl-
答案　A
解析　A．NaCl为立方面心结构，钠离子为12×1/4+1=4，则1mol氯化钠中有4NA个Na+，4NA个Cl-，不存在分子，故A错误；B．由NaCl晶胞结构可知，钠离子在棱心和体心时，顶点和面心为氯离子，则每个Na+周围距离相等的Cl-共有6个，故B正确；C．氯化铯晶体中，铯离子在体心，氯离子在顶点，每个Cs+周围紧邻8个Cl-，故C正确；D．由NaCl晶胞结构可知，钠离子在棱心和体心时，顶点和面心为氯离子，则由A分析可知，平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl-，故D正确；
5．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和Al2O3的化学键类型不同 D．AlON和Al2O3晶体类型相同
答案　D
解析　AlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确，D项错误。
6.氮氧化铝(AlON)属共价晶体，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和Al2O3的化学键类型不同
D.AlON和Al2O3晶体类型相同
答案　D
解析　AlON与石英(SiO2)均为共价晶体，所含化学键均为共价键；Al2O3是离子晶体，晶体中含有离子键。
7.在40GPa高压下，用激光器加热到1 800 K时，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断正确的是（ A ）
A．原子晶体干冰有很高的熔、沸点，有很大的硬度
B．原子晶体干冰易气化，可用作致冷剂
C．原子晶体干冰硬度小，熔、沸点低
D．每摩原子晶体干冰中含2mol C—O键
答案　A
8．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是(　　)

A．①为简单立方堆积，②为六方最密堆积，③为体心立方堆积，④为面心立方最密堆积
B．每个晶胞含有的原子数分别为①1个、②2个、③2个、④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为①6、②8、③8、④12
D．空间利用率的大小关系为①<②<③<④
答案　B
解析　本题考查金属晶体的堆积方式。准确理解并记忆金属晶体的四种常见堆积方式是解答本题的关键。①为简单立方堆积，②为体心立方堆积，③为六方最密堆积，④为面心立方最密堆积，A项错误；每个晶胞含有的原子数分别为①8×＝1，②8×＋1＝2，③8×＋1＝2，④8×＋6×＝4，B项正确；晶胞③中原子的配位数应为12，C项错误；四种晶体的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%，④＝③>②>①，D项错误。
9．已知NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol－1，其晶体密度为d g·cm－3，若图中钠离子与最接近的氯离子的核间距离为a cm，那么阿伏加德罗常数的值可表示为 (　　)
A．117a3d B．58.5/(2a3d)
C．234/(a3d) D．58.5/(4a3d)
答案　B
解析　a3·dNA＝×58.5，NA＝。
10.如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4个水分子形成四面体
B.冰晶体具有空间网状结构，是共价晶体
C.水分子间通过H—O键形成冰晶体
D.冰融化后，水分子之间空隙增大
答案　A
解析　冰晶体中的水分子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，故B、C两项均错误。H2O分子形成氢键时沿O的4个sp3杂化轨道形成氢键，每个水分子可以与4个水分子形成氢键，从而形成空间四面体构型，A项正确。因为冰晶体中形成的氢键具有方向性和饱和性，故水分子靠氢键连接后，分子间空隙变大，因此冰融化成水后，体积减小，水分子之间空隙减小，D项错误。
11．下列说法正确的是(　　)
A．干冰和石英晶体中的化学键类型相同，熔化时需克服微粒间的作用力类型也相同
B．化学变化发生时，需要断开反应物中的化学键，并形成生成物中的化学键
C．CH4和CCl4中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
答案　B
解析　A项，干冰是分子晶体，而石英晶体是原子晶体，熔化时需克服微粒间的作用力分别是分子间作用力和共价键，错误；B项，化学反应的实质是断开旧化学键，形成新的化学键，所以化学变化发生时，需要断开反应物中的化学键，并形成生成物中的化学键，正确；C项，CH4分子中氢原子最外层达2电子的稳定结构，不是8电子稳定结构，错误；D项，NaHSO4晶体溶于水时，电离产生钠离子、氢离子和硫酸根离子，离子键被破坏，共价键也被破坏，错误。
12. 高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如右图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是(　A　)
A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O
B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋
C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个
D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个
答案　A
解析　由题中的晶胞结构知：有8个K＋位于顶点，6个K＋位于面心，则晶胞中含有的K＋数为(8×)＋(6×)＝4(个)；有12个O位于棱上，1个O处于中心，则晶胞中含有O数为12×＋1＝4(个)，所以超氧化钾的化学式为KO2；每个K＋周围有6个O，每个O周围有6个K＋，与每个K＋距离最近的K＋有12个。
二、非选择题：本题包括4小题，共52分。
13．(14分)A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满。请回答下列问题：
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是________(用对应的元素符号表示)；基态D原子的电子排布式为______________________。
(2)A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取________杂化；BC的立体构型为________(用文字描述)。
(3)1 mol AB－中含有的π键个数为________。
(4)如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比________。

(5)镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10－23 cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙，体积不变)，则LaNin中n＝________(填数值)；氢在合金中的密度为________。
解析　根据题中已知信息，第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级可知，A为碳元素。B、C、D元素的判断较容易，B为氮元素，C为氧元素，D为铜元素。晶胞的原子个数计算主要注意D原子个数计算，在晶胞上、下两个面上共有4个D原子，在前、后、左、右四个面上共有4个D原子，在晶胞的中心还有一个D原子。故Ca与D的个数比为8×∶(4×＋4×＋1)＝1∶5。1 mol晶胞的体积为6.02×1023×9.0×10－23cm3，
所以ρ(H2)＝＝0.083 g·cm－3。
答案　(1)C [Ar]3d104s1　(2)sp2　平面三角形　(3)2NA(或2×6.02×1023)　
(4)1∶5　(5)5　0.083 g·cm－3
14.（12分）(1)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_____________
_______________________________________________________。
GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ －49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
(2)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________________。
(3)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________________________，微粒之间存在的作用力是________________。
(4)晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为________。

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。
解析　(1)由表中数据，可知几种锗卤化物的熔、沸点都较低，都属于分子晶体。随着相对分子质量的逐渐增大，其分子间作用力逐渐增强，故熔、沸点逐渐升高。
(2)Zn、Ge、O三种元素中，Zn和Ge是金属元素，O是非金属元素。O的电负性比Zn和Ge的大，又根据同周期元素的电负性从左到右逐渐增大的规律，可知电负性：O＞Ge＞Zn。
(3)由于锗单晶具有金刚石型的结构，故每个锗原子与相邻的四个锗原子形成四个共价键，其原子轨道杂化类型为sp3杂化。
(4)①由Ge单晶晶胞结构示意图，可知D原子与A原子及位于3个相邻面面心的3个原子构成了正四面体结构，D原子位于正四面体的中心，再根据A、B、C三个原子的坐标参数可知D原子的坐标参数为(，，)。②由锗单晶的晶胞结构示意图，可知该晶胞中位于顶点的有8个原子，位于面心的有6个原子，位于内部的有4个原子，则一个晶胞中所含有的锗原子个数为8×＋6×＋4＝8，再由晶胞参数可知该晶胞的边长为565.76 pm的正方体，则其密度为 g·cm－3。
答案　(1)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强　(2)O＞Ge＞Zn　(3)sp3　共价键
(4)①(，，)　②×107
15．（14分）可以由下列反应合成三聚氰胺：CaO＋3CCaC2＋CO↑，CaC2＋N2CaCN2＋C，CaCN2＋2H2O===NH2CN＋Ca(OH)2，NH2CN与水反应生成尿素[CO(NH2)2]，尿素合成三聚氰胺。
(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式：_____________________________________________。
CaCN2中阴离子为CN，与CN互为等电子体的分子有N2O和________(填化学式)，由此可以推知CN的空间构型为________。
(2)尿素分子中C原子采取________杂化。尿素分子的结构简式是________。
(3)三聚氰胺()俗称“蛋白精”。动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸()后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过________结合，在肾脏内易形成结石。
(4)CaO晶胞如图所示，CaO晶体中Ca2＋的配位数为________。CaO晶体和NaCl晶体的晶格能分别为：CaO 3 401 kJ·mol－1、NaCl 786 kJ·mol－1。导致两者晶格能差异的主要原因是_______________________
____________________________________________________________。
解析 (1)Ca的最外层是2个电子，与它同一周期的元素在第四周期，内层排满电子则K到M层分别为2、8、18个电子，则它的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；与CN互为等电子体，必须符合原子数相等，价电子总数相等，故可以是CO2，因为CO2是直线形分子，则CN的空间构型是直线形。(2)尿素分子的结构简式为，分子中的C原子采用sp2杂化方式，碳氧之间的共价键有1个σ键、1个π键。(3)三聚氰酸与三聚氰胺分子之间通过分子间氢键相互结合而形成结石。(4)由晶胞图可看出，1个Ca2＋周围有6个O2－，则晶体中Ca2＋的配位数为6；CaO晶体的晶格能远大于NaCl晶体的晶格能的原因是CaO晶体中Ca2＋、O2－的带电量大于NaCl晶体中Na＋、Cl－的带电量。
答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2　CO2　直线形　(2)sp2　　(3)分子间氢键
(4)6　CaO晶体中Ca2＋、O2－的带电量大于NaCl晶体中Na＋、Cl－的带电量
16．（12分）下图为几种晶体或晶胞的示意图：


请回答下列问题：
(1)上述晶体中，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，原因是________________________。
(4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。
(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是________________________________。
解析 (2)离子晶体的熔点与离子半径及离子所带电荷数有关，离子半径越小，离子所带电荷数越大，则离子晶体熔点越高。金刚石是原子晶体，熔点最高，冰、干冰均为分子晶体，冰中存在氢键，冰的熔点高于干冰。
(4)铜晶胞实际占有铜原子数用均摊法分析，8×＋6×＝4，氯化钙类似于氟化钙，Ca2＋的配位数为8，Cl－配位数为4。
答案 (1)金刚石晶体
(2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰
(3)小于　MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数；且r(Mg2＋)(4)4　8
(5)水分子之间形成氢健