1、第 3 章 晶体结构与性质 测试题(时间:90 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题包括 14 小题 ,每小题 4 分,共 56 分。每小题只有一个选项符合题意)1.下面关于 SiO2 晶体网状结构的叙述正确的是( )A.存在四面体结构单元,O 处于中心,Si 处于 4 个顶角B.最小的环上,有 3 个硅原子和 3 个氧原子C.最小的环上,Si 和 O 原子数之比为 12D.最小的环上,有 6 个硅原子和 6 个氧原子解析:二氧化硅是原子晶体,结构为空间网状 ,存在硅氧四面体结构,硅处于中心,氧处于 4 个顶角,A 项错误;在 SiO2 晶体中,每 6 个硅原子和 6 个氧原子形成一个 1
2、2 元环(最小环),所以 D项正确,B、C 两项都错误。答案:D2.萤石(CaF 2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明 CaF2 一定是离子晶体的是( )A.CaF2 难溶于水,其水溶液的导电性极弱B.CaF2 的熔点较高,硬度较大C.CaF2 固体不导电,但在熔融状态下导电D.CaF2 在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小解析:化合物中存在离子键则必为离子晶体 ,而离子晶体区别于其他晶体的突出特点是熔融状态下能导电,故选 C。答案:C3.下列说法正确的是( )A.冰融化时,分子中 HO 键发生断裂B.原子晶体中,共价键越强,熔点越高C.分子晶体中,共价键键能越大 ,该分子晶体的熔、沸点越
3、高D.分子晶体中,分子间作用力越大 ,该物质越稳定解析:A 项,冰为分子晶体,融化时破坏的是分子间作用力,故 A 项错误。B 项,原子晶体的熔点取决于共价键的强弱,共价键越强,熔点越高,故 B 项正确。C 项中,分子晶体熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小,而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小,所以 C、D 项错误。 答案:B4.在硼酸B(OH) 3分子中,硼原子与 3 个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中硼原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )A.sp,范德华力 B.sp 2,范德华力C.sp2,氢键 D.sp3,氢键解析:根据题给信息,硼酸分子是平面结构 ,
4、键角 120,这是 sp2 杂化的特征。由于硼酸分子中含有OH,又能形成类似石墨的层状结构,说明硼酸分子间是按一定取向结合的 ,符合氢键的特征,有饱和性和方向性,所以,同层分子间以氢键结合,层间以分子间作用力结合。答案:C5.认真分析 NaCl 和 CsCl 的晶体结构 ,判断下列说法错误的是( )A.NaCl 和 CsCl 都属于 AB 型的离子晶体B.NaCl 和 CsCl 晶体中阴、阳离子个数比相同,所以阴、阳离子的配位数相等C.NaCl 和 CsCl 晶体中阴、阳离子的配位数分别为 6 和 8D.NaCl 和 CsCl 都属于 AB 型的离子晶体,所以阴、阳离子半径比相同答案:BD6.
5、氮化铝(AlN) 具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,被广泛用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:Al 2O3+N2+3C 2AlN+3CO。下列叙述正确的是( )A.在氮化铝的合成反应中,N 2 是还原剂,Al 2O3 是氧化剂B.上述反应中每生成 2 mol AlN,N2 就得到 3 mol 电子C.氮化铝中氮元素的化合价为-3 价D.氮化铝晶体属于分子晶体解析:由反应方程式看出反应中 N 元素由零价降为-3 价,Al 和 O 元素价态未变,C 元素由零价升高为+2 价,因此反应中 N2 应为氧化剂,Al 2O3 既不是氧化剂也不是还原剂,碳应为还原剂,
6、A错。B 项中生成 2 mol AlN,N2 应得 6 mol 电子,B 错。根据题设条件“氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质”可知 AlN 不属于分子晶体 ,应属于原子晶体,D 错。答案:C7.下列说法中正确的是( )A.离子晶体中每个离子周围均吸引着 6 个带相反电荷的离子B.金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子,电子定向运动C.分子晶体的熔、沸点很低,常温下都呈液态或气态D.原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合解析:A 项中 CsCl 晶体中每个离子都吸引 8 个相反电荷的离子;B 项中金属晶体内部本身就存在自由电子,外加电场仅能使其产生定向移动;C 项中
7、如 P、S 等分子晶体常温下呈固态。答案:D8.下列叙述正确的是( )A.晶体中分子间作用力越大, 分子越稳定B.PCl3 和 BCl3 分子中所有原子的最外层都达到 8 电子稳定结构C.H2S 和 CS2 分子都是含极性键的极性分子D.熔点由高到低的顺序是金刚石 碳化硅晶体硅解析:A 项中分子间作用力的大小决定分子的物理性质,而分子的稳定性取决于化学键的强弱;B项中硼元素的原子最外层只有 3 个电子,在 BCl3 分子中硼原子最外层只有 6 个电子;C 项中CS2 是直线形分子,分子无极性;D 项中三种晶体均属于原子晶体且结构相似 ,熔点的高低取决于原子间共价键的强弱,三种共价键强度为 CC
8、CSiSiSi,故 D 项正确。答案:D9.硼和镁形成的化合物具有超导性。如图所示的是该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面各有一个镁原子,6 个硼原子位于棱柱内,则该化合物的化学式可表示为( )A.MgB B.MgB 2 C.Mg2B D.Mg 3B2解析:位于顶点的镁原子为 6 个六棱柱共有,位于面心的镁原子为 2 个六棱柱共有,故含镁12+2=3,6 个硼原子位于棱柱内,只为一个晶胞共有,所以镁原子数与硼原子数之比为 12,即化学式为 MgB2。答案:B10.金刚石是由碳原子所形成的正四面体结构向空间无限延伸而得到的具有空间网状结构的原子晶体。在立方体中,若一碳原
9、子位于立方体中心,则与它直接相邻的四个碳原子位于该立方体互不相邻的四个顶点上(如图中的小立方体) 。图中与小立方体顶点的四个碳原子直接相邻的碳原子数和位置分别为( )A.12,大立方体的 12 条棱的中点B.8,大立方体的 8 个顶点C.6,大立方体的 6 个面的中心D.14,大立方体的 8 个顶点和 6 个面的中心解析:与小立方体顶点的四个碳原子直接相邻的碳原子分别位于大立方体的 12 条棱的中点,共 12 个(如图所示)。答案:A11.下列说法中正确的是( )A.金刚石晶体中的最小碳原子环由 6 个碳原子构成B.Na2O2 晶体中阴离子与阳离子数目之比为 11C.1 mol SiO2 晶体
10、中含 2 mol SiO 键D.金刚石化学性质稳定,即使在高温下也不会与 O2 反应解析:Na 2O2 的电子式为 Na+ 2-Na+,B 项错误;1 mol SiO2 晶体中含有 4 mol SiO 键,C项错误;金刚石高温下可与 O2 反应生成 CO2,D 项错误。答案:A12.用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面,熔化了的石蜡成椭圆形,这是因为( )A.云母是热的不良导体,传热不均匀B.石蜡是热的不良导体,传热不均匀C.石蜡具有各向异性,不同方向导热性能不同D.云母具有各向异性,不同方向导热性能不同解析:云母是晶体,具有各向异性 ,在不同方向的导热性能不同,使得熔化的石蜡成椭
11、圆形。答案:D13.下列数据是对应物质的熔点表,有关的判断正确的是( )Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O3 BCl3 CO2 SiO2920 97.8 1 291 190 2 073 -107 -57 1 723 A.只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体B.在共价化合物分子中各原子都形成 8e-结构C.同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体D.金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高解析:金属晶体中含有金属阳离子 ,但不属于离子晶体,A 项错误;在含有氢原子的共价化合物分子中氢原子形成 2 个电子的稳定结构,B 项错误;CO 2 和 SiO2 分别属于分子晶体和原子晶体,C 项错
12、误;Na 的熔点低于 AlCl3,D 项正确。答案:D14.下列有关数据的比较中,不正确的是( )A.元素的价电子数和所在族的族序数相等B.NaOH 晶体中的阳离子和阴离子数目相等C.CsCl 晶体中每个 Cs+周围紧邻的 Cl-和每个 Cl-周围紧邻的 Cs+个数相等D.Co(NH3)63+中的 NH3 分子数与配位键数相等解析:所有主族元素及BB 族元素的价电子数一般与族序数相同,而B、B、0 族、第族元素价电子数则与族序数不相同,故 A 项错误。答案:A二、非选择题(本题包括 4 小题 ,共 44 分)15.(8 分) 现有甲、乙、丙三种离子晶体的晶胞(晶体中最小重复单元),在甲晶体中
13、X 处于晶胞中心,乙中 A 处于晶胞中心。请推知:甲晶体中 X 离子与 Y 离子的个数比是 。乙晶体中 A 离子与 B 离子的个数比是 。丙晶体的一个晶胞中有 个 C 离子,有 个 D 离子。 解析:求离子晶体的晶胞中阴、阳离子个数比的方法 :(1)处于顶点的离子,同时为 8 个晶胞共有,每个离子有属于晶胞。(2)处于棱上的离子,同时为 4 个晶胞共有 ,每个离子有属于晶胞。(3)处于面上的离子,同时为两个晶胞共有,每个离子有属于晶胞。 (4)处于内部的离子则完全属于该晶体。甲中:N(X 离子)N(Y 离子)=1(4)=21乙中:N(A 离子)N(B 离子)=1(8)=11丙中:C 离子个数
14、:12+1=4D 离子个数:8+6=4丙晶体的一个晶胞中有 4 个 C 离子,4 个 D 离子。答案:21 11 4 416.(12 分) 已知:A、B、C、D 、E、F 是周期表中前 36 号元素,A 是原子半径最小的元素,B 元素基态原子的 2p 轨道上只有两个电子,C 元素的基态原子 L 层只有 2 对成对电子,D 是元素周期表中电负性最大的元素,E 2+的核外电子排布与 Ar 原子相同 ,F 的核电荷数是 D 和 E 的核电荷数之和。请回答下列问题:(1)分子式为 BC2 的立体结构为 ;F 2+的核外电子排布式为 。 (2)A 分别与 B、 C 形成的最简单化合物的稳定性:B C(填
15、“ 大于”或“小于”);A、C 两元素可组成原子个数比为 11 的化合物,C 元素的杂化类型为 。 (3)A2C 所形成的晶体类型为 ;F 单质形成的晶体类型为 ,其采用的堆积方式为 。 (4)F 元素氧化物的熔点比其硫化物的 ( 填“高” 或“低”),请解释其原因 。 解析:由题意可以判断出 A 为 H 元素,根据电子排布特点可以得出 B 为 C 元素,C 为 O 元素。电负性最大的是非金属性最强的 F 元素,F 应该是 29 号元素 Cu。(1)CO 2 的立体结构为直线形,Cu 2+电子排布式为 1s22s22p63s23p63d9。(2)比较非金属性可知稳定性 CH4OC (2)4 (3)CN -、等 (4)sp 2 杂化 7N A (5)3 1
