高中化学选择性必修2 第3章 第3节（提能训练）

第三章第三节

课后-提能训练

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A组-基础达标

1.下图是金属晶体的电子气理论示意图。用该理论解释金属导电的原因是（）

A.金属能导电是因为含有金属阳离子

B.金属能导电是因为含有的自由电子在外电场作用卜做定向运动

C.金属能导电是因为含有的电子作无规则运动

D.金属能导电是因为金属阳禽子和自由电子的相互作用

【答案】B

【解析】也子气理论可以很好地解释金属的一些现发，如金属的导也、导热、延展性等。

金属中含有金属阳离子和自由电子，在外加电场的作用下，自由电子定向移动形成电流。

2.下列关于过渡晶体的说法正确的是（）

A.石墨属于过渡晶体

B.SiCh属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理

C.绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体

D.Na2O晶体中离子键的百分数为100%

【答案】B

【解析】石墨属于混合型晶体，A错误；SiCh属于过渡晶体，但一般按共价晶体来处理，

B正确；大多数含有离子键的晶体不是典型的离子晶体，而是过渡晶体，C错误；N&O晶

体中离子键的百分数为62%,D错误。

3.下列关于金属晶体的叙述正确的是（）

A.温度越高，金属的导电性越强

B.常温下，金属单质都以金属晶体形式存在

C.金属晶体中金属原子紧密堆积，能充分利用空间的原因是金属键没有饱和性和方向

性

D.金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在外力作用下会发生断裂，故金属无延展

【答案】C

【解析】温度升高，金属离子的热运动加快，对自由电子的移动造成阻碍，导电性减弱,

A错误：常温下，Hg为液态，不属于晶体形态，B错误；金属受外力作用变形时，金属阳

离子与自由电子间仍保持较强烈作用，即金属具有延展性，D错误：正是因为金属键无方向

性和饱和性，所以金属晶体中的金属原子一般采用最密堆积，尽量充分利用空间，C正确。

4.下列有关晶体性质的叙述，可能为金属晶体性质的是（）

A.由分子间作用力结合而成，熔点低

B.固体或熔融后易导电，熔点在1000℃左右

C.由共价键结合成网状结构，熔点高

D.固体不导电，但溶于水或熔融后能导电

【答案】B

【解析】由分子间作用力结合而成，熔点低是分子品体的性质，A错误；固体或熔融后

能导电是金属晶体的特性，B正确、D错误；由共价键结合成网状结构，熔点高为共价晶体

的性质，C错误。

5.CaO晶胞如下图所示，其中与Ca2+最近的。2-数为（）

C.8D.12

【答案】B

【解析】根据CaO晶胞图示，可知与Ca?+邻近的一为6个，分别位于Ca?+的前、后、

左、右、上、下方位。

6.如图所示是硼和镁形成的化合物的晶体结构单元，镁原子间形成正六棱柱，旦棱柱

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（）

OMg

A.MgBB.MgB>

C.Mg?BD.MgjB?

【答案】B

【解析】正六棱柱晶胞的顶点原子有卷属于该晶胞，故晶胞中Mg原子个数为12：<1+

2x1=3,6个B原子在晶胞内部，故该化合物化学式可表示为MgB2o

7.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似（如图所示），但CaC2晶体中由于哑铃形C歹的

存在，使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是()

QCa2*8C：

A.CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大

B.与Ca?’距离相同且最近的C专构成的多面体是止六面体

C.与Ca?+距离相同且最近的Cf有4个

D.CaCz晶胞中共含有4个Ca?十和4个C1

【答案】B

【解析】CaC2晶体属于离子晶体，故有较高的熔点和较大的硬度，A正确；因为晶胞

沿一个方向拉长，故和Ca2+距离相同且最近的Cf只有4个(与拉长方向垂直的同一面上)，

4个Cf构成的是正方形，B错误；以Ca?+为中心，与之等距离且最近的是同一平面上的4

个G，C正确；该晶胞中含有Ca?+的个数=12X；+1=4,含有Ch的个数=8乂!+6)<)=

4,D正确。

8.金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，如图所示，即在立方体的8个顶

点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子

的直径为d,用以表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。

(1)金晶体的每个晶胞中含有个金原子。

(2)欲计算一个金晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定。

(3)一个晶胞的体积是____________。

(4)金晶体的密度是。

【答案】(1)4(2)每个面心的原子和四个顶点的原子相互接触

(3)2@(4凝

【解析】(1)由题中对金晶体晶胞的叙述，可求出每个晶胞中所拥有的金原子个数，即

8x1+6x1=4o

oZ

(2)金原子的排列是紧密堆积形式，每个而心的原子和四个顶点的原子要相互接触。

(3)下图是金晶体中原子之间相互位置关系的平面图，AC为金原子直径的2倍，AB为

立方体的边长，由图可得，立方体的边长为也d,所以一个晶胞的体积为(正功3=2啦/。

4A/_V2M

（4）一个晶胞的质量等于4个金原子的质量，所以〃=

NA。吸足一府。

B组-能力提升

9.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方最密堆积、面心立方最密堆积和

体心立方堆积,如图甲、乙、丙分别代表这二种堆积方式的结构,其晶胞内金属原子个数比

为（）

C.9：8：4D.21：14：9

【答案】B

【解析】由均摊思想可知，甲晶胞内金属原子的个数为3+2X；+12Xt=6,乙晶胞内

金属原子的个数为6xl+8X1=4,丙晶胞内金属原子的个数为1+8义5=2,则甲、乙、丙

Zoo

三种堆积方式的晶胞内金属原子个数比为3：2：1。

10.由原子序数为1〜20的元素组成的离子化合物中，一个阳离子和一个阴离子的核外

电子数之和为20,下列说法正确的是（）

A.晶体中阳离子和阴离子个数一定相等

B.晶体中一定只有离子键而没有共价键

C.所含元素可能在同一主族也可能在第一周期

D.晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径

【答案】C

【解析】原子序数为1〜20的元素形成的离子化合物，一个阳离子和一个阴离子的核外

电子数之和为20,kaNaOIhNII4r>Na?。、KH等，这些高子化合物中，阴、F口离子个数

不一定相等，A错误。OFT、NH；中有共价键，B错误。从以上分析可知，元素可以在第一

周期，如H元素在第一周期；所含元素可能在同一主族，如KH中两种元素均在第IA族，

C正确。晶体中阳离子半径不一定大于阴离子半径，如Na+半径比-半径小，D错误。

11.石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。

下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是（）

A.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键

B.石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含点轨道的成分与质轨道的成分

C.石矍属于混合晶体，层与层之间存化范德华力和氢键；层内碳原子间存化共价键；

石墨能导电，有类似金属晶体的性质

D.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子

【答案】B

【解析】石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，层内存在共价键，每个C原

子形成3个o键，且每个C原子为3个环共有。石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德

华力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，A错误。石墨中的碳原子采取sp?杂化，

I7

每个sp?杂化就道含少轨道的成分与宓轨道的成分，B正确。石墨属于混合晶体，层内碳原

子间存在共价键：石墨能导电，具有类似金属晶体的性质：层与层之间存在范德华力但不存

在氢键，C错误。每个C原子为3个环共有，则石墨炜中平均每个六元碳环含有碳原子数

为6X^=2,D错误。

12.食盐晶体是由钠离子（图中的）和氯离子（图中的％”）组成的，且均为等距离的

交错排列。已知食盐的密度是2.2g-cm-3,阿伏加德罗常数是6.02X1023mo「。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于（）

A.3.0X108cmB.3.5X108cm

C.4.0X1O_8cmD.5.0X10-8cm

【答案】C

【解析】根据晶胞结构图可知，每个晶胞中有钠离子SxJ+6X；=4个，氯离子1+12X）

4X58.5

602XlO2^

=4个，根据V=宁可计算出晶胞的体积为一^^一cn?=L77X10-22cm3o所以晶胞的边

长为5.61X10-8cm,则晶胞的面对角线长为镜X5.61X10-8cm=8.0X10-8cm。在食盐晶

体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为晶胞面对角爱的一半，所以两个距离最近的钠离

子中心间的距离为4.0X10-8cm。

13.如图为一些晶体中的部分结构，它们分别是NaCKCsCk干冰、金刚石、石墨中

的某一种。

BCDE

(1)代表金刚石的是(填字母，下同)，其中每个碳原子与个碳原子最近

且距离相等,金刚石属于晶体。

(2)代表石墨的是,其中每个正六边形平均占有的碳原子数为o

(3)代表NaCl的是,每个Na*与个Na+紧邻。

(4)代表CsCl的是,它属于晶体，每个Cs+与个C「紧邻。

(5)代表干冰的是,它属于晶体，每个CO2分子与个CO2分子

紧邻。

【答案】(1)D4共价(2)E2(3)A12

(4)C离子8(5)B分子12

【解析】根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶胞是立方单

元，每个Na+与6个C「紧邻，每个C「又与6个Na卡紧邻，但观察Na卡与最近且等距离的

Na,数时要抛开Cr，从空间结构上看是12个Na。即x轴面上、)，轴面上、z轴面上各4

个。CsCl晶体是由Cs+、C「构成的体心立方结构。干冰也是立方体结构，但在立方体每个

正方形而心都有1个CO2分子，称为“而心立方”，所以每个Cd分子在三维空间里.人)，、

z三个面各紧邻4个CO2分子，共12个CO2分子。金刚石中每个碳原子紧邻4个其他碳原

子。石墨的片层由正六边影结构组成，每个碳原子紧邻3个碳原子，即每个正六边账占有的

碳原子数是6Xq=2。

14.钛(Ti)、帆(V)、谋(Ni)、锢(La)等在储氢材料方面具有广泛的用途。如图I、图H

是一些晶体材料的结构示意图。

图I

请回答下列问题：

(1)写出基态银原子的核外电子排布式：。

(2)阚系合金是稀土系储氢合金的典型代表。某合金储氢后的晶胞如图I所示，该合金

的化学式为，1mol帽形成的该合金能储存mol氢气。

(3)嫦娥三号卫星上的PTC元件(热敏电阻)的主要成分——钢钛矿晶体的晶胞结构如图

II所示，该晶体经X射线分析鉴定，重复单位为立方体，边长为acm。顶点位置被Ti,十所

占据，体心位置被Ba?十所占据，所有棱心位置被。2一所与据。

①该晶体中的0元素与H元素形成的化合物的中心原子的杂化类型为,其分

子的空间结构为，

②写出该晶体的化学式：。

③若该晶体的密度为〃g・cm3,阿伏加德罗常数的值为NA，则〃=cm。

【答案】⑴1s22s22P63s23P63d84s2(或[Ar]3d84s2)

(2)LaNi53

⑶①sp3杂化V形②BaTiCh③

【解析】⑴Ni是28号元素，其基态原子的电子排布式是Is22s22P63s23P63d84s2或

[Ar]3d84s2。(2)根据某合金储氢后的晶胞结构示意图可知，每个晶胞中含有的原子数目为La：

8乂2=1、即：8乂3+1=5,所以化学式是1@用5；1mol该合金吸附氢气的物质的量是8moiX；

+2moixg=3molo(3)①该晶体中的0元素与H元素形成的化合物是H20,中心原子0原

子的杂化类型为sp3杂化，其分子空间结构为V形：②根据晶胞结构示意图可知，每个晶胞

中含有的原子数为Ba:1、Ti:8x|=hO:12x1=3,所以该晶体的化学式是BaTiCh;

o4

③由于晶胞为立方体，边长为acm,1mol晶胞中含有ImolBaTiCh,若该晶体的密度为〃g・cm

233g.moL

NAFHOII

r,阿伏加德罗常数的值为NA,则根据晶体的密度p=-^为「=篇g-cm、，可得。

阶段重点突破练

一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

1.下列说法中，正确的是()

A.冰融化时，分子中H—O键发生断裂

B.共价晶体中，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、沸点一定越高

D.分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定

答案B

解析A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误；B项，共价晶体熔点的

高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，正确：分子晶体熔、沸点高低取决于分

子间作用力的大小，而共价健的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D项错误。

2.氮氧化铝（A10N）属共价晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是（）

A.A10N和石英的化学键类型相同

B.A10N和石英晶体类型相同

C.A10N和AbOa的化学键类型不同

D.A10N和A12O3晶体类型相同

答案D

解析A1ON与石英（SiChi均为共价晶体，所含化学键均为共价键，A、B项正确；AL03不

是共价晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确、D项错误。

3.干冰和二氧化硅晶体同属IVA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因

是（）

A.二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量

B.C—0的键能比Si—O的键能小

C.干冰为分子晶体，二氧化硅为共价晶体

D.干冰易升华，二氧化硅不能

答案C

解析干冰和SiO2所属晶体类型不同，干冰为分子晶体，塔化时破坏分子间作用力：SiO2

为共价晶体，熔化时破坏共价键，所以SiO2的熔点较高。

4.下图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法中正确的是（）

A.碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结

构

B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原了

C.碘晶体为无限延伸的空间结构，是共价晶体

D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力

答案A

解析在立方体的顶面上，有5个12,4个方向相同，A项正确；每个晶胞中有4个碘分子，

B项错误；碘晶体是分子晶体，C项错误；碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于

分子与分子之间，D项错误。

5.最近科学家成功的制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个

共价单键与氧原子结合为一种三维骨架的无限伸展结构，下列对该晶体的叙述错误的是

（）

A.该物质的化学式为CO?

B.晶体的熔、沸点高，硬度大

C.晶体中碳原子数与C-0化学键数之比为1:2

D.该物质的性质与二氧化碳相似

答案CD

解析晶体中每个碳原子均以四个共价单就与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价

单键相结合，所以碳氧原子个数之比为1：2,化学式为CO2,A正确；该化合物晶体属于

共价晶体，熔、沸点高，硬度大，B正确；该晶体中，每个碳原子含有4个C—0共价键，

C原子与C—O化学键数3之比为1：4,C错误；该化合物晶体属于共价晶体，二氧化碳为

分子晶体，性质与二氧化碳不相似，D错误。

6.黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体.是一种比石■墨烯更优秀的新型材料。白磷、红磷都

是分子晶体，黑磷晶体具有与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正

确的是（）

A.黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp2杂化

B.黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力

C.黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上

D.P元素三种常见的单质中，黑磷的熔、沸点最高

答案BD

解析由结构可知黑璘晶体中磷原子的杂化方式为sp3杂化，故A错误；黑磷晶体中层与层

之间的作用力是分子间作用力，故B正确：石墨中碳原子为sp2杂化，每层原子均在同一平

面内，但磷原子的杂化方式为sp3杂化，每一层的各原子不可能在同一平面内，故C错误：

黑磷为共价晶体，而其他两种单质为分子晶体，则黑磷的熔、沸点最高，故D正确。

二、非选择题

7.铭、伸、硒、澳的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）：其中铭的

化合物四氯化错可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为一49.5℃,沸点为83.1°C,则其晶体类

型为，中心原子的杂化类型为。

答案Br>As>Se>Ge分子晶体sp3

8.（1）某短周期元素组成的分子的球棍模型如图所示。已知分子中所有原子的最外层均达到

8电子稳定结构，原子间以单键相连。下列有关说法中错误的是（填字母）。

。表示X原子

Q表示Y原子

A.X原子可能为VA族元素

B.Y原子一定为IA族元素

C.该分子中，既含极性键，又含非极性键

D.从圆球的大小分析，该分子可能为N2F4

⑵若上述模型中Y原子最外层达到2电子稳定结构且其相对分子质量与Ch相同，则该物质

的分子式为，它与P2H4常温下均为气体，但比HH4易液化，常用作火箭燃料，其主

要原因是。

答案（1）R（2）N2H4N2Hd分子之间形成氢键，致使N2M沸点升高，易液化

9.在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，晶体结构如图所示。晶体中每个氮原子与另外三

个氮原子结合形成三维骨架结构。氮原子的杂化软道类型为o这种高聚氮N-N的

1

键能为160kJmol",,而N2的键能为942kJmol_,其可能潜在的应用是

答案sp3制炸药（或高能燃料）

10.白磷（P4）的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图（小圆圈表示白磷分子）。已知晶胞的边

长为〃cm,阿伏加德罗常数为NAmorl则该晶胞中含有的P原子的个数为,该

晶体的密度为g-cm、（用含NA、a的式子表示）。

答牝安案16西496

解析根据均摊法，P原子的个数为（8xg+6X；

X4=16：晶胞的摩尔质量是16X31

tn496

moP'=496g-mol,,1个晶胞的体积是43cm:

11.金刚石的晶胞如图，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚

石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体(金刚砂)。

⑴金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是(用化学式表示)。

(2)金刚石的晶胞参数为apm(1pni=1()12m)。1cm3晶体的平均质:最为

g(只要求列算式，阿伏加第罗常数的值为M)。

Mg9.6Xio31

答案(l)C>SiC>Si(2)aw、