晶体的结构与性质专项训练单元自检题检测试题

晶体的结构与性质专项训练单元自检题检测试题一、晶体的结构与性质1．经X射线研究证明PCl5在固态时，其空间构型分别是正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于PCl5的推断正确的是（）A．PCl5晶体是分子晶体B．PCl5晶体由[PCl3]2+和[PCl2]2-构成，且离子数目之比为1∶1C．PCl5晶体由[PCl4]+和[PCl6]-构成，且离子数目之比为1∶1D．PCl5晶体具有良好的导电性2．实验室常用氟化钙固体和浓硫酸混合加热制HF：CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑。下列关于该反应的说法错误的是A．该反应利用了浓硫酸的酸性和难挥发性B．CaF2晶体中Ca2+和F－的配位数之比为1：2C．影响H2SO4和CaSO4熔点的作用力不同D．HF是极性分子且分子极性强于HC13．下列说法不正确的是A．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等B．金属离子的电荷越多、半径越小，金属晶体的熔点越高C．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏D．DNA分子的两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构，使遗传信息得以精准复制4．下列关于氯化钠晶胞（如图）的说法正确的是（）A．每个晶胞含有6个Na+和6个Cl-B．晶体中每个Na+周围有8个Cl-，每个Cl-周围有8个Na+C．晶体中与每个Na+最近的Na+有8个D．将晶胞沿体对角线AB作投影，CD两原子的投影将相互重合5．对下列图形解释的说法错误的是（）A．晶体金红石的晶胞如图1所示，推知化学式为TiO2（注：氧原子分别位于晶胞的上下底面和内部）B．配合物（如图2）分子中含有分子内氢键C．某手性分子如图3：可通过酯化反应让其失去手性D．可以表示氯化钠晶体，是氯化钠的晶胞6．下列说法中错误的是（）A．离子晶体在熔化状态下能导电B．在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子C．原子晶体中一定有非极性共价键D．分子晶体中不一定含有共价键7．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300mm、重达81kg的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列叙述正确的是（）A．形成晶体硅的速率越快越好B．晶体硅有固定的熔沸点，研碎后就变成了非晶体C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关8．下列关于等离子体的叙述正确的是（）A．物质一般有固态、液态和气态三态，等离子体却被认为是物质存在的第四态B．为了使气体变成等离子体，必须使其通电C．等离子体通过电场时，所有粒子的运动方向都发生改变D．等离子体性质稳定，不易发生化学反应9．二茂铁[(C2H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁的熔点是173℃(在100℃以上能升华)，沸点是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂。下列说法不正确的是（）A．二茂铁属于分子晶体B．在二茂铁中，C5H5-与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键C．已知环戊二烯的结构式为，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化D．C5H5-中一定含有键10．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Na+最近的Cl-有6个B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE11．含硅元素的化合物广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成岩石．晶体硅(熔点1410℃)用途广泛，制取与提纯方法有多种．(1)炼钢开始和结束阶段都可能发生反应：Si+2FeO2Fe+SiO2，其目的是________________．A．得到副产品硅酸盐水泥B．制取SiO2，提升钢的硬度C．除去生铁中过多的Si杂质D．除过量FeO，防止钢变脆(2)一种由粗硅制纯硅过程如下：Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)，在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式：________________．对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)下列叙述正确的是________________A．NaX易水解B．SiX4是共价化合物C．NaX的熔点一般高于SiX4D．SiF4晶体是由共价键形成的空间网状结构(3)粗硅经系列反应可生成硅烷(SiH4)，硅烷分解也可以生成高纯硅．硅烷的热稳定性弱于甲烷，所以Si元素的非金属性弱于C元素，用原子结构解释其原因：________________．(4)此外，还可以将粗硅转化成三氯氢硅(SiHCl3)，通过反应：SiHCl3(g)+H2(g)⇌Si(s)+3HCl(g)制得高纯硅．不同温度下，SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时，各反应物的物质的量之比)的变化关系如图所示．下列说法正确的是________________(填字母序号)．a．该反应的平衡常数随温度升高而增大b．横坐标表示的投料比应该是c．实际生产中为提高SiHCl3的利用率，可适当降低压强(5)硅元素最高价氧化物对应的水化物是H2SiO3．室温下，0.1mol/L的硅酸钠溶液和0.1mol/L的碳酸钠溶液，碱性更强的是___________，其原因是________________．已知：H2SiO3：Ka1=2.0×10﹣10、Ka2=1.0×10﹣12，H2CO3：Ka1=4.3×10﹣7Ka2=5.6×10﹣11．12．氯的氧化物是氯与氧的二元化合物的总称，也称为氧化氯。目前Cl2O、ClO2、Cl2O7已能制取。有关数据见下表：化学式Cl2OClO2Cl2O7相对分子质量8767.5183沸点/℃29.781完成下列填空：(1)Cl2O是____酸的酸酐，Cl2O电子式为____________。(2)下列能判断Cl和O两种元素非金属性强弱的是______(选填编号)。a．氧化氯的分子式b．与金属反应得电子的数目c．气态氢化物的稳定性d．最高价氧化物对应水化物的酸性(3)根据分子间作用力对沸点影响的变化规律：组成和结构相似的分子，其沸点随着相对分子质量的增大而升高，但上表中相对分子质量是Cl2O7＞Cl2O＞ClO2，其沸点的变化不是Cl2O7＞Cl2O＞ClO2的原因是___________________________。(4)ClO2和碱溶液反应生成亚氯酸盐（阴离子是ClO2－）和氯酸盐，其离子方程式是________，氧化产物________。（填离子符号）【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、晶体的结构与性质1．C【解析】【分析】在固体状态时，由空间构型分别为正四面体和正八面体两种离子构成，在杂化轨道理论中，正四面体构型的粒子只有型，正八面体只有型，结合该固体状态化学式知，晶体由和构成，据此分析解答。【详解】A.在固体状态时，由空间构型分别为正四面体和正八面体两种离子构成，所以其构成微粒是阴阳离子，为离子晶体，A项错误；B.在杂化轨道理论中，正四面体构型的粒子只有型，正八面体只有型，结合该固体状态化学式知，晶体由和构成，在离子化合物中，阴阳离子所带电荷相等，所以阴阳离子数目之比为1:1，B项错误；C.根据B项分析晶体由和构成，C项正确；D.根据分析，该物质是一个离子晶体，离子晶体在水溶液或熔融状态下能导电，在固体时没有自由移动离子而不能导电，D项错误；答案选C。2．B【解析】【分析】【详解】A.硫酸与CaF2的反应体现了浓硫酸的酸性，且该反应属于难挥发酸制易挥发酸，也体现了浓硫酸的难挥发性，故A正确；B.CaF2晶体中Ca2+和F－的配位数分别是8和4，配位数之比为2:1，故B错误；C.H2SO4是分子晶体，影响熔点的是分子间作用力，CaSO4是离子晶体，影响CaSO4熔点的是离子键的强度，故C正确；D.HF和HC1均为极性分子，H和F的电负性之差较大，则HF分子极性强于HC1，故D正确；故选B。【点睛】CaF2晶胞中拥有4个Ca2+和8个F－，Ca2+和F－的个数比为1：2，CaF2晶体中Ca2+和F－的配位数分别是8和4，配位数之比为2:1是解答关键。3．A【解析】【分析】【详解】A．2p和3p轨道形状均为哑铃形，但是原子轨道离原子核越远，能量越高，2p轨道能量低于3p，A选项错误；B．金属离子的电荷数越多，半径越小，则金属离子与自由电子之间的金属键越强，其金属晶体的硬度越大，熔沸点越高，B选项正确；C．石墨属于层状结构晶体，每层石墨原子间为共价键，层与层之间为分子间作用力，金刚石只含有共价键，因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，C选项正确；D．DNA分子的两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构，DNA复制时，在有关酶的作用下，两条链的配对碱基之间的氢键断裂，碱基暴露出来，形成了两条模板链，以半保留的方式进行复制，使遗传信息得以精准复制，D选项正确；答案选A。4．D【解析】【分析】【详解】A．每个晶胞含有8×+6×=4个Na+，12×+1=4个Cl-，故A错误；B．晶体中每个Na+周围有上下左右前后6个Cl-，同理每个Cl-周围有6个Na+，故B错误；C．NaCl晶体为立方面心，与每个Na+距离相等且最近的Na+可看作顶点和面心位置，个数为3××8=12，故C错误；D．将晶胞分成8个小正方体，CD为右上方小正方体的体对角线，与AB平行，若作投影，则相互重合，故D正确；故选D。【点睛】难点D，注意理解题目的含义，沿体对角线AB作投影。5．D【解析】【分析】【详解】A.晶体金红石的晶胞如图1所示，Ti为8×+1=2，O为4×+2=4，推知化学式为TiO2（注：氧原子分别位于晶胞的上下底面和内部），故A正确；B.配合物（如图2）分子中含有分子内氢键，故B正确；C.某手性分子可通过酯化反应让其失去手性，由变成，故C正确；D.不可以表示氯化钠晶体，是氯化钠的晶胞的，故D错误；故选D。6．C【解析】【分析】【详解】A．离子晶体在熔化时会发生电离，存在自由移动的离子，能够导电，故A正确；B．晶体只要有阴离子就一定有阳离子，但含有阳离子的不一定有阴离子，如金属晶体，故B正确；C．原子晶体中不一定含有非极性共价键，如二氧化硅，故C错误；D．分子晶体中可能不含化学键，如稀有气体，故D正确；故选C。【点睛】本题的易错点为B，要注意晶体中只要有阴离子就一定有阳离子，为离子晶体，但有阳离子的不一定有阴离子，金属晶体的构成微粒为金属阳离子和自由电子。7．C【解析】【分析】【详解】A．晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故A错误；B．晶体硅有固定的熔点，研碎后仍为原子晶体，故B错误；C．晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，所以区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行x-射线衍射实验，故C正确；D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体有各向异性，故D错误；故答案为C。8．A【解析】【分析】高温加热、用X射线、紫外线和γ射线来照射气体，可以使气体转变为等离子体，等离子体是物质的第四态，即电离了的“气体”，据此分析判断。【详解】A．物质一般有固态、液态和气态三态，等离子体却被认为是物质存在的第四态，故A正确；B．高温加热、用X射线、紫外线和γ射线来照射气体，可以使气体转变为等离子体，不一定要通电，故B错误；C．等离子体中也存在中性微粒，通过电场时运动方向不发生改变，故C错误；D．等离子体性质活泼，可发生在一般条件下无法进行的化学反应，故D错误；故选A。【点睛】本题的易错点为C，要注意等离子体存在中性微粒。9．B【解析】【分析】【详解】A.根据二茂铁的物理性质，如熔点低、易升华、易溶于有机溶剂等，可知二茂铁为分子晶体，A正确；B.C5H5-与Fe2+之间形成的化学键时，碳原子提供孤电子对，Fe2+提供空轨道，二者形成配位键，配位键属于共价键，B错误；C.由图可知：只有1号碳原子形成4个σ共价键，无孤电子对，杂化类型为sp3杂化；2、3、4、5号碳原子有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2杂化，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，C正确；D.C5H5-中碳原子没有达到饱和，故存在碳碳双键，而碳碳双键中含有一个σ键，一个π键，D正确；故合理选项是B。10．D【解析】【详解】A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-有6个，所以钠离子的配位数是6，故A正确；B．在CaF2晶体中，Ca2+位于晶胞的顶点和面心，晶胞中含有Ca2+的个数为：8×+6×=4，故B正确；C．在金刚石晶体中，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，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数之比为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；答案选D。11．CDSiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+0.025akJ/molBCC和Si最外层电子数相同(或“是同主族元素”)，C原子半径小于Si(或“C原子电子层数少于Si”)Si元素的非金属性弱于C元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷ac硅酸钠硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2，硅酸钠更易水解【解析】【分析】(1)根据炼钢的要求把生铁中的含碳量去除到规定范围，并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程，简单地说，是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含量的过程；在使碳等元素降到规定范围后，钢水中仍含有大量的氧元素，是有害的杂质，使钢塑性变坏，轧制时易产生裂纹；(2)每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，则生成1mol纯硅吸收的热量为=0.025akJ，据此写出反应热化学方程式；A．强酸的钠盐不水解；B．硅的卤化物（SiX4）是由非金属元素原子间通过共用电子对形成的化合物；C．离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点；D．SiF4晶体属于分子晶体；(3)硅烷的分解温度远低于甲烷的原因为：C和Si最外层电子数相同（或“是同主族元素”），C原子半径小于Si（或“C原子电子层数少于Si”）Si元素的非金属性弱于C元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷；(4)a．因为随着温度的升高，SiHCl3的转化率增大，平衡右移，则该反应的平衡常数随温度升高而增大；b．增大一种反应物的浓度，能提高其它反应物的转化率，而本身的转化率反而降低，故横坐标表示的投料比应该是；c．降低压强平衡向气体系数减小方向移动；(5)依据盐类水解规律“越弱越水解”解答。【详解】(1)炼钢的要求把生铁中的含碳量去除到规定范围，并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程，简单地说，是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含量的过程，这一过程基本上是一个氧化过程，是用不同来源的氧(如空气中的氧、纯氧气、铁矿石中的氧)来氧化铁水中的碳、硅、锰等元素．化学反应主要是2FeO+Si2Fe+SiO2、FeO+MnFe+MnO；在使碳等元素降到规定范围后，钢水中仍含有大量的氧，是有害的杂质，使钢塑性变坏，轧制时易产生裂纹，故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂(例如锰铁、硅铁和铝等)，以除去钢液中多余的氧：Mn+FeOMnO+Fe，Si+2FeOSiO2+2Fe，2Al+3FeOAl2O3+3Fe，故答案选CD；(2)由题意可知：每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，即生成=40mol纯硅吸收的热量为akJ热量，则生成1mol纯硅吸收的热量为kJ=0.025akJ，所以该反应的热化学方程式：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+0.025akJ/mol；A．钠的强酸盐不水解，NaX(NaF除外)不易水解，故A错误；B．硅的卤化物(SiX4)是由非金属元素原子间通过共用电子对形成的化合物，是共价化合物，故B正确；C．钠的卤化物(NaX)为离子化合物属于离子晶体，硅的卤化物(SiX4)为共价化合物属于分子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点，即NaX的熔点一般高于SiX4，故C正确；D．SiF4晶体是由分子间作用力结合而成，故D错误；故答案为BC；(3)C和Si最外层电子数相同(或“是同主族元素”)，C原子半径小于Si(或“C原子电子层数少于Si”)Si元素的非金属性弱于C元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷，故硅烷的分解温度远低于甲烷；(4)a．因为随着温度的升高，SiHCl3的转化率增大，平衡右移，则该反应的平衡常数随温度升高而增大，故a正确；b．增大一种反应物的浓度，能提高其它反应物的转化率，而本身的转化率反而降低，故横坐标表示的投料比应该是，故b错误；c．SiHCl3(g)+H2(g)⇌Si(s)+3HCl