化学（人教版）新课堂选修三章末综合测评3

章末综合测评(三)晶体结构与性质(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1．“可燃冰”是一种新能源，其主要成分是甲烷与水分子的结晶水合物(CH4·nH2O)埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌氧性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气)，其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温与高压下形成了类似冰的透明晶体，这就是“可燃冰”。这种可燃冰的晶体类型是()A．离子晶体 B．分子晶体C．原子晶体 D．金属晶体【解析】可燃冰实际上是冰晶体的空腔内容纳甲烷分子，故该晶体为分子晶体。【答案】B2．下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是()Na2ONaAlF3AlCl3Al2O3BCl3CO2SiO292097.812911902073－107－571723A.含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体B．在共价化合物分子中各原子不一定都形成8电子结构C．同族元素的氧化物可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】在金属晶体中就含有金属阳离子，A错；在HCl中H原子形成的是2电子结构，B正确；CO2是分子晶体，而SiO2是原子晶体，C正确；常温下为固体的硫黄形成分子晶体，而常温下为液体的Hg形成金属晶体，D正确。【答案】A3．下表给出几种氯化物的熔点和沸点，据此判断下列叙述与表中数据相吻合的是()NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔点/℃801714190－70沸点/℃1413141218057.57A.AlCl3在加热条件下能升华B．SiCl4晶体属于原子晶体C．AlCl3晶体是典型的离子晶体D．MgCl2在晶体中有分子存在【解析】观察AlCl3的熔点和沸点可看出沸点要低于熔点，可以升华，A正确；从表中看SiCl4的熔点是－70℃，由此看出熔点低，属于分子晶体的特征，B错；离子晶体的熔、沸点应该较高，而AlCl3的熔、沸点不高，肯定不属于典型的离子晶体，C错；MgCl2【答案】A4．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不同，使得熔化的石蜡成椭圆形。【答案】D5．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是()①金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅②CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4③MgO＞H2O＞O2＞N2④金刚石＞生铁＞纯铁＞钠A．①② B．②③C．③④ D．①④【解析】①同属于原子晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅＜碳化硅，错误；②为组成、结构相似的分子晶体，熔、沸点高低要看相对分子质量的大小，正确；③对于不同类型晶体，熔、沸点高低顺序一般为：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，MgO＞H2O＞O2＞N2，正确；④生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。【答案】B6．下列关于金属晶体的叙述正确的是()A．铂金可用于制作首饰不能用金属键理论解释B．熔融后易导电且熔点在1000℃C．Na、Mg的熔点：Na>MgD．体心立方堆积的空间利用率最高【解析】选项A，用铂金制作首饰利用了金属晶体的延展性，能用金属键理论解释。选项B，金属晶体在固态和熔融状态下都能导电，其熔点由于金属的不同，差异很大，故选项中所指的晶体可能是金属晶体。选项C，一般来讲，金属键的强弱与金属价电子数的多少有关，价电子数越多金属键越强；金属键的强弱也与金属阳离子的半径大小有关，金属阳离子的半径越大，金属键越弱。金属键的强弱顺序为Mg>Na，其熔点的高低顺序也为Mg>Na。选项D，金属晶体的各种堆积方式的空间利用率情况是：简单立方堆积为52%，体心立方堆积为68%，六方最密堆积和面心立方最密堆积均为74%。因此简单立方堆积的空间利用率最低，六方最密堆积和面心立方最密堆积的空间利用率最高。【答案】B7．下列晶体分类中正确的是()选项离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体ANH4ClArC6H12O6生铁BH2SO4SiSHgCCH3COONaSiO2I2FeDBa(OH)2石墨普通玻璃Cu【解析】A项中，Ar是分子晶体而不是原子晶体；B项中，H2SO4属于分子晶体而不是离子晶体；D项中，石墨属于混合型晶体而不是原子晶体，普通玻璃不是晶体。【答案】C8．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－形成正八面体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FE【解析】由于是气态团簇分子，其分子式应为E4F4或F4E4；CaF2晶体中，Ca2＋占据8个顶点和6个面心，故Ca2＋共8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个；金刚石晶体中，每个C原子与4个C原子相连，而碳碳键为2个碳原子共用，C原子与C—C键个数比为1∶2。【答案】D9．Al2O3在一定条件下可转化为硬度、熔点都很高的氮化铝晶体，氮化铝的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是()A．氮化铝属于离子晶体B．氮化铝可用于制造切割金属的刀具C．一个氮化铝晶胞中含有9个Al原子D．氮化铝晶体中Al的配位数为2【解析】根据氮化铝晶体的性质，可知它属于原子晶体，能用于制造切割金属的刀具；根据晶胞结构可知，一个氮化铝晶胞中含有的Al原子的数目为8×eq\f(1,8)＋1＝2；观察晶胞结构可得氮化铝晶体中Al的配位数为4。【答案】B10．对于面心立方晶胞(如图所示)的描述错误的是()A．面心立方晶胞是所在晶体内最小的平行六面体B．面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个原子C．平均每个面心立方晶胞中有14个原子D．平均每个面心立方晶胞中有4个原子【解析】在面心立方晶胞顶点和六个面的面心处都有一个原子，平均每个晶胞中含有的原子数＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个。【答案】C11．已知某化合物的晶体是由以下最小单元密置堆积而成的，关于该化合物的以下叙述中正确的是()A．1mol该化合物中有2molYB．1mol该化合物中有6molOC．1mol该化合物中有2molBaD．该化合物的化学式是YBa2Cu3O6【解析】由图中可以看出，白球代表的Y原子位于长方体的八个顶点上，大黑球代表的Ba原子位于长方体的四条棱上，灰球代表的Cu原子位于长方体的内部(共有三个)，小黑球代表的O原子有的位于长方体的内部、有的位于长方体的面上，分别运用均摊法可计算出该结构单元的实际含有的原子个数，进而可确定该化合物的化学式。Y原子个数为8×eq\f(1,8)＝1，Ba原子个数为8×eq\f(1,4)＝2，Cu原子个数为3，O原子个数为10×eq\f(1,2)＋2＝7。【答案】C12．科学家曾合成了一系列具有独特化学特性的(AlH3)n氢铝化合物。已知，最简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6，它的熔点为150℃，燃烧热极高。Al2H6【导学号：】A．Al2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体B．氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料C．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水D．Al2H6中含有离子键和极性共价键【解析】由题意“最简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6，它的熔点为150℃”【答案】D二、非选择题(本题包括4小题，共52分)13．(11分)根据下面图示回答问题：(1)A图是某离子化合物的晶胞，阳离子位于中间，阴离子位于8个顶点，该化合物中阳、阴离子的个数比是________。(2)B图表示构成NaCl晶体的一个晶胞，通过想象与推理，可确定一个NaCl晶胞中含Na＋和Cl－的个数分别为________、________。(3)若Ca、Ti、O形成的某钙钛矿型晶体结构如C图，其化学式为________。(4)石墨晶体结构如D图所示，每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占有的碳原子数为________，C—C键数为________。(5)原子晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，如E图。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有1个原子。试观察该图，推断这个基本结构单元所含硼原子个数、键角、B—B键的个数依次为__________、__________、________。【解析】(1)阳离子数＝1，阴离子数＝8×eq\f(1,8)＝1，即：阳离子数∶阴离子数＝1∶1。(2)Na＋的个数＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Cl－的个数＝12×eq\f(1,4)＋1＝4。(3)Ca原子数＝8×eq\f(1,8)＝1，Ti原子数＝1，O原子数＝12×eq\f(1,4)＝3，所以化学式为CaTiO3。(4)C原子数＝6×eq\f(1,3)＝2，C—C键数＝6×eq\f(1,2)＝3。(5)B原子数＝20×3×eq\f(1,5)＝12，等边三角形的键角为60°，B—B键数＝20×3×eq\f(1,2)＝30。【答案】(1)1∶1(2)44(3)CaTiO3(4)23(5)1260°3014．(11分)下图为CaF2、H3BO3(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题：【导学号：】(1)图1所示的CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的F－数为________，图3中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为________；(2)图2所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是________。H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为________；(3)金属铜具有很好的延展性、导电传热性，对此现象最简单的解释是用“________”理论；(4)三种晶体中熔点最低的是________，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用力为________。【解析】(1)从图1可看出面心上的一个Ca2＋连接4个F－，若将紧邻的晶胞画出，也应连4个F－，则一个Ca2＋连有8个F－。铜晶体属于面心立方最密堆积，配位数为12。(2)H是两电子原子，从图2看，B原子只形成三个共价键，应为6个电子，只有氧原子为8个电子。H3BO3属于分子晶体，一个B原子连有3个O原子，3个O原子又连有3个H原子，所以一个B原子对应6个极性键。(3)“电子气”理论可以解释金属的导电、导热和延展性等物理性质。(4)熔点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，金属晶体看具体情况，此题中H3BO3为分子晶体，熔点最低，熔化时破坏分子间作用力。【答案】(1)812(2)O1∶6(3)电子气(4)H3BO3分子间作用力15．(12分)下图表示一个晶胞，该晶胞为正方体形，原子(或分子、离子)位于正方体的顶点和面心。试回答下列问题(只需回答一种代表物即可)：(1)若这是一个分子晶体的晶胞，其代表物质是______________________。(2)若这是一个金属晶体的晶胞，其代表物质是_____________________。(3)若这是一个不完整的金刚石晶胞，则晶胞中其他碳原子的数目和位置是_________________________________________________________________。(4)若这是一个不完整的NaCl晶胞，且顶点和面心的实心球表示Na＋。则晶胞中Cl－位置是________。(5)若这是一个不完整的CaF2晶胞，且已知CaF2中Ca2＋的配位数为8，则图中实心球表示Ca2＋还是F－？________________。【解析】(1)这是一个面心立方结构，如果是分子晶体，典型物质为干冰、I2等。(2)如果是金属晶体的晶胞，则为面心立方最密堆积，金属中的Ca、Cu、Au、Al、Pb、Pt、Ag都是此类。(3)金刚石的完整结构为，由此可以看出，其他4个碳原子位于4个互不相邻的小立方体的中心。(4)在氯化钠晶体中，每个Na＋的周围与之相连的Cl－有6个，当实心球代表Na＋时，Cl－在体心和12条棱的中心。(5)CaF2晶体是面心立方结构，Ca2＋占据立方体的8个顶角和6个面心，而F－占据8个小立方体的体心，故图中实心球代表Ca2＋。【答案】(1)干冰(2)铜(3)4个，其他4个碳原子位于4个互不相邻的小立方体的中心(4)体心和12条棱的中心(5)Ca2＋16．(18分)开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。【导学号：】(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。①基态原子Ti有________种能量不同的电子，基态Ti3＋的未成对电子有________个。②LiBH4由Li＋和BHeq\o\al(－,4)构成，BHeq\o\al(－,4)的立体构型是________，LiBH4中不存在的作用力有________(填字母)。a．离子键b．共价键c．金属键 D．配位键③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为________。(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。①LiH中，离子半径Li＋________H－(填“>”、“＝”或“<”)。②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：I1I2I3I4I5I/kJ·mol－1738145177331054013630M是________(填元素符号)。③MH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度ag·cm－3，则该晶胞的体积为________cm3[用a、NA表示(NA为阿伏加德罗常数的值)]。(3)氨硼烷(NH3BH3)与镧镍合金(LaNix)都是优良的储氢材料。①H3BNH3的等电子体的化学式为________。②镧镍合金的晶胞结构示意图如图所示(只有1个原子位于晶胞内部)，则x＝______________。氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体，具有类