章末綜合測評(三)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(時(shí)間45分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分)1．“可燃冰”是一種新能源，其主要成分是甲烷與水分子的結(jié)晶水合物(CH4·nH2O)埋于海底地層深處的大量有機(jī)質(zhì)在缺氧環(huán)境中，厭氧性細(xì)菌把有機(jī)質(zhì)分解，最后形成石油和天然氣(石油氣)，其中許多天然氣被包進(jìn)水分子中，在海底的低溫與高壓下形成了類似冰的透明晶體，這就是“可燃冰”。這種可燃冰的晶體類型是()A．離子晶體 B．分子晶體C．原子晶體 D．金屬晶體【解析】可燃冰實(shí)際上是冰晶體的空腔內(nèi)容納甲烷分子，故該晶體為分子晶體?！敬鸢浮緽2．下列數(shù)據(jù)是對應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)，有關(guān)的判斷錯(cuò)誤的是()Na2ONaAlF3AlCl3Al2O3BCl3CO2SiO292097.812911902073－107－571723A.含有金屬陽離子的晶體一定是離子晶體B．在共價(jià)化合物分子中各原子不一定都形成8電子結(jié)構(gòu)C．同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體D．金屬晶體的熔點(diǎn)不一定比分子晶體的高【解析】在金屬晶體中就含有金屬陽離子，A錯(cuò)；在HCl中H原子形成的是2電子結(jié)構(gòu)，B正確；CO2是分子晶體，而SiO2是原子晶體，C正確；常溫下為固體的硫黃形成分子晶體，而常溫下為液體的Hg形成金屬晶體，D正確。【答案】A3．下表給出幾種氯化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，據(jù)此判斷下列敘述與表中數(shù)據(jù)相吻合的是()NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔點(diǎn)/℃801714190－70沸點(diǎn)/℃1413141218057.57A.AlCl3在加熱條件下能升華B．SiCl4晶體屬于原子晶體C．AlCl3晶體是典型的離子晶體D．MgCl2在晶體中有分子存在【解析】觀察AlCl3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)可看出沸點(diǎn)要低于熔點(diǎn)，可以升華，A正確；從表中看SiCl4的熔點(diǎn)是－70℃，由此看出熔點(diǎn)低，屬于分子晶體的特征，B錯(cuò)；離子晶體的熔、沸點(diǎn)應(yīng)該較高，而AlCl3的熔、沸點(diǎn)不高，肯定不屬于典型的離子晶體，C錯(cuò)；MgCl2【答案】A4．用燒熱的鋼針去接觸涂有薄薄一層石蠟的云母片的反面，熔化了的石蠟成橢圓形，這是因?yàn)?)A．云母是熱的不良導(dǎo)體，傳熱不均勻B．石蠟是熱的不良導(dǎo)體，傳熱不均勻C．石蠟具有各向異性，不同方向?qū)嵝阅懿煌珼．云母具有各向異性，不同方向?qū)嵝阅懿煌窘馕觥吭颇甘蔷w，具有各向異性，在不同方向的導(dǎo)熱性不同，使得熔化的石蠟成橢圓形。【答案】D5．下列物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低順序中，正確的是()①金剛石＞晶體硅＞二氧化硅＞碳化硅②CI4＞CBr4＞CCl4＞CH4③MgO＞H2O＞O2＞N2④金剛石＞生鐵＞純鐵＞鈉A．①② B．②③C．③④ D．①④【解析】①同屬于原子晶體，熔、沸點(diǎn)高低主要看共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，顯然對鍵能而言，晶體硅＜碳化硅，錯(cuò)誤；②為組成、結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，熔、沸點(diǎn)高低要看相對分子質(zhì)量的大小，正確；③對于不同類型晶體，熔、沸點(diǎn)高低順序一般為：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，MgO＞H2O＞O2＞N2，正確；④生鐵為鐵合金，熔點(diǎn)要低于純鐵，錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽6．下列關(guān)于金屬晶體的敘述正確的是()A．鉑金可用于制作首飾不能用金屬鍵理論解釋B．熔融后易導(dǎo)電且熔點(diǎn)在1000℃C．Na、Mg的熔點(diǎn)：Na>MgD．體心立方堆積的空間利用率最高【解析】選項(xiàng)A，用鉑金制作首飾利用了金屬晶體的延展性，能用金屬鍵理論解釋。選項(xiàng)B，金屬晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下都能導(dǎo)電，其熔點(diǎn)由于金屬的不同，差異很大，故選項(xiàng)中所指的晶體可能是金屬晶體。選項(xiàng)C，一般來講，金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬價(jià)電子數(shù)的多少有關(guān)，價(jià)電子數(shù)越多金屬鍵越強(qiáng)；金屬鍵的強(qiáng)弱也與金屬陽離子的半徑大小有關(guān)，金屬陽離子的半徑越大，金屬鍵越弱。金屬鍵的強(qiáng)弱順序?yàn)镸g>Na，其熔點(diǎn)的高低順序也為Mg>Na。選項(xiàng)D，金屬晶體的各種堆積方式的空間利用率情況是：簡單立方堆積為52%，體心立方堆積為68%，六方最密堆積和面心立方最密堆積均為74%。因此簡單立方堆積的空間利用率最低，六方最密堆積和面心立方最密堆積的空間利用率最高。【答案】B7．下列晶體分類中正確的是()選項(xiàng)離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體ANH4ClArC6H12O6生鐵BH2SO4SiSHgCCH3COONaSiO2I2FeDBa(OH)2石墨普通玻璃Cu【解析】A項(xiàng)中，Ar是分子晶體而不是原子晶體；B項(xiàng)中，H2SO4屬于分子晶體而不是離子晶體；D項(xiàng)中，石墨屬于混合型晶體而不是原子晶體，普通玻璃不是晶體?！敬鸢浮緾8．有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法中不正確的是()A．在NaCl晶體中，距Na＋最近的Cl－形成正八面體B．在CaF2晶體中，每個(gè)晶胞平均占有4個(gè)Ca2＋C．在金剛石晶體中，碳原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)的比為1∶2D．該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為EF或FE【解析】由于是氣態(tài)團(tuán)簇分子，其分子式應(yīng)為E4F4或F4E4；CaF2晶體中，Ca2＋占據(jù)8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，故Ca2＋共8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個(gè)；金剛石晶體中，每個(gè)C原子與4個(gè)C原子相連，而碳碳鍵為2個(gè)碳原子共用，C原子與C—C鍵個(gè)數(shù)比為1∶2?！敬鸢浮緿9．Al2O3在一定條件下可轉(zhuǎn)化為硬度、熔點(diǎn)都很高的氮化鋁晶體，氮化鋁的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是()A．氮化鋁屬于離子晶體B．氮化鋁可用于制造切割金屬的刀具C．一個(gè)氮化鋁晶胞中含有9個(gè)Al原子D．氮化鋁晶體中Al的配位數(shù)為2【解析】根據(jù)氮化鋁晶體的性質(zhì)，可知它屬于原子晶體，能用于制造切割金屬的刀具；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個(gè)氮化鋁晶胞中含有的Al原子的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋1＝2；觀察晶胞結(jié)構(gòu)可得氮化鋁晶體中Al的配位數(shù)為4?！敬鸢浮緽10．對于面心立方晶胞(如圖所示)的描述錯(cuò)誤的是()A．面心立方晶胞是所在晶體內(nèi)最小的平行六面體B．面心立方晶胞的每個(gè)頂點(diǎn)上和每個(gè)面的中心上都各有一個(gè)原子C．平均每個(gè)面心立方晶胞中有14個(gè)原子D．平均每個(gè)面心立方晶胞中有4個(gè)原子【解析】在面心立方晶胞頂點(diǎn)和六個(gè)面的面心處都有一個(gè)原子，平均每個(gè)晶胞中含有的原子數(shù)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個(gè)?！敬鸢浮緾11．已知某化合物的晶體是由以下最小單元密置堆積而成的，關(guān)于該化合物的以下敘述中正確的是()A．1mol該化合物中有2molYB．1mol該化合物中有6molOC．1mol該化合物中有2molBaD．該化合物的化學(xué)式是YBa2Cu3O6【解析】由圖中可以看出，白球代表的Y原子位于長方體的八個(gè)頂點(diǎn)上，大黑球代表的Ba原子位于長方體的四條棱上，灰球代表的Cu原子位于長方體的內(nèi)部(共有三個(gè))，小黑球代表的O原子有的位于長方體的內(nèi)部、有的位于長方體的面上，分別運(yùn)用均攤法可計(jì)算出該結(jié)構(gòu)單元的實(shí)際含有的原子個(gè)數(shù)，進(jìn)而可確定該化合物的化學(xué)式。Y原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Ba原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,4)＝2，Cu原子個(gè)數(shù)為3，O原子個(gè)數(shù)為10×eq\f(1,2)＋2＝7?！敬鸢浮緾12．科學(xué)家曾合成了一系列具有獨(dú)特化學(xué)特性的(AlH3)n氫鋁化合物。已知，最簡單的氫鋁化合物的分子式為Al2H6，它的熔點(diǎn)為150℃，燃燒熱極高。Al2H6【導(dǎo)學(xué)號：】A．Al2H6在固態(tài)時(shí)所形成的晶體是分子晶體B．氫鋁化合物可能成為未來的儲(chǔ)氫材料和火箭燃料C．Al2H6在空氣中完全燃燒，產(chǎn)物為氧化鋁和水D．Al2H6中含有離子鍵和極性共價(jià)鍵【解析】由題意“最簡單的氫鋁化合物的分子式為Al2H6，它的熔點(diǎn)為150℃”【答案】D二、非選擇題(本題包括4小題，共52分)13．(11分)根據(jù)下面圖示回答問題：(1)A圖是某離子化合物的晶胞，陽離子位于中間，陰離子位于8個(gè)頂點(diǎn)，該化合物中陽、陰離子的個(gè)數(shù)比是________。(2)B圖表示構(gòu)成NaCl晶體的一個(gè)晶胞，通過想象與推理，可確定一個(gè)NaCl晶胞中含Na＋和Cl－的個(gè)數(shù)分別為________、________。(3)若Ca、Ti、O形成的某鈣鈦礦型晶體結(jié)構(gòu)如C圖，其化學(xué)式為________。(4)石墨晶體結(jié)構(gòu)如D圖所示，每一層由無數(shù)個(gè)正六邊形構(gòu)成，則平均每一個(gè)正六邊形所占有的碳原子數(shù)為________，C—C鍵數(shù)為________。(5)原子晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體，如E圖。其中含有20個(gè)等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個(gè)頂角上各有1個(gè)原子。試觀察該圖，推斷這個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元所含硼原子個(gè)數(shù)、鍵角、B—B鍵的個(gè)數(shù)依次為__________、__________、________?！窘馕觥?1)陽離子數(shù)＝1，陰離子數(shù)＝8×eq\f(1,8)＝1，即：陽離子數(shù)∶陰離子數(shù)＝1∶1。(2)Na＋的個(gè)數(shù)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Cl－的個(gè)數(shù)＝12×eq\f(1,4)＋1＝4。(3)Ca原子數(shù)＝8×eq\f(1,8)＝1，Ti原子數(shù)＝1，O原子數(shù)＝12×eq\f(1,4)＝3，所以化學(xué)式為CaTiO3。(4)C原子數(shù)＝6×eq\f(1,3)＝2，C—C鍵數(shù)＝6×eq\f(1,2)＝3。(5)B原子數(shù)＝20×3×eq\f(1,5)＝12，等邊三角形的鍵角為60°，B—B鍵數(shù)＝20×3×eq\f(1,2)＝30。【答案】(1)1∶1(2)44(3)CaTiO3(4)23(5)1260°3014．(11分)下圖為CaF2、H3BO3(層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合)、金屬銅三種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，請回答下列問題：【導(dǎo)學(xué)號：】(1)圖1所示的CaF2晶體中與Ca2＋最近且等距離的F－數(shù)為________，圖3中未標(biāo)號的銅原子形成晶體后周圍最緊鄰的銅原子數(shù)為________；(2)圖2所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外層已達(dá)8電子結(jié)構(gòu)的原子是________。H3BO3晶體中B原子個(gè)數(shù)與極性鍵個(gè)數(shù)比為________；(3)金屬銅具有很好的延展性、導(dǎo)電傳熱性，對此現(xiàn)象最簡單的解釋是用“________”理論；(4)三種晶體中熔點(diǎn)最低的是________，其晶體受熱熔化時(shí)，克服的微粒之間的相互作用力為________?！窘馕觥?1)從圖1可看出面心上的一個(gè)Ca2＋連接4個(gè)F－，若將緊鄰的晶胞畫出，也應(yīng)連4個(gè)F－，則一個(gè)Ca2＋連有8個(gè)F－。銅晶體屬于面心立方最密堆積，配位數(shù)為12。(2)H是兩電子原子，從圖2看，B原子只形成三個(gè)共價(jià)鍵，應(yīng)為6個(gè)電子，只有氧原子為8個(gè)電子。H3BO3屬于分子晶體，一個(gè)B原子連有3個(gè)O原子，3個(gè)O原子又連有3個(gè)H原子，所以一個(gè)B原子對應(yīng)6個(gè)極性鍵。(3)“電子氣”理論可以解釋金屬的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和延展性等物理性質(zhì)。(4)熔點(diǎn)高低一般規(guī)律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，金屬晶體看具體情況，此題中H3BO3為分子晶體，熔點(diǎn)最低，熔化時(shí)破壞分子間作用力。【答案】(1)812(2)O1∶6(3)電子氣(4)H3BO3分子間作用力15．(12分)下圖表示一個(gè)晶胞，該晶胞為正方體形，原子(或分子、離子)位于正方體的頂點(diǎn)和面心。試回答下列問題(只需回答一種代表物即可)：(1)若這是一個(gè)分子晶體的晶胞，其代表物質(zhì)是______________________。(2)若這是一個(gè)金屬晶體的晶胞，其代表物質(zhì)是_____________________。(3)若這是一個(gè)不完整的金剛石晶胞，則晶胞中其他碳原子的數(shù)目和位置是_________________________________________________________________。(4)若這是一個(gè)不完整的NaCl晶胞，且頂點(diǎn)和面心的實(shí)心球表示Na＋。則晶胞中Cl－位置是________。(5)若這是一個(gè)不完整的CaF2晶胞，且已知CaF2中Ca2＋的配位數(shù)為8，則圖中實(shí)心球表示Ca2＋還是F－？________________?！窘馕觥?1)這是一個(gè)面心立方結(jié)構(gòu)，如果是分子晶體，典型物質(zhì)為干冰、I2等。(2)如果是金屬晶體的晶胞，則為面心立方最密堆積，金屬中的Ca、Cu、Au、Al、Pb、Pt、Ag都是此類。(3)金剛石的完整結(jié)構(gòu)為，由此可以看出，其他4個(gè)碳原子位于4個(gè)互不相鄰的小立方體的中心。(4)在氯化鈉晶體中，每個(gè)Na＋的周圍與之相連的Cl－有6個(gè)，當(dāng)實(shí)心球代表Na＋時(shí)，Cl－在體心和12條棱的中心。(5)CaF2晶體是面心立方結(jié)構(gòu)，Ca2＋占據(jù)立方體的8個(gè)頂角和6個(gè)面心，而F－占據(jù)8個(gè)小立方體的體心，故圖中實(shí)心球代表Ca2＋?！敬鸢浮?1)干冰(2)銅(3)4個(gè)，其他4個(gè)碳原子位于4個(gè)互不相鄰的小立方體的中心(4)體心和12條棱的中心(5)Ca2＋16．(18分)開發(fā)新型儲(chǔ)氫材料是氫能利用的重要研究方向?！緦?dǎo)學(xué)號：】(1)Ti(BH4)3是一種儲(chǔ)氫材料，可由TiCl4和LiBH4反應(yīng)制得。①基態(tài)原子Ti有________種能量不同的電子，基態(tài)Ti3＋的未成對電子有________個(gè)。②LiBH4由Li＋和BHeq\o\al(－,4)構(gòu)成，BHeq\o\al(－,4)的立體構(gòu)型是________，LiBH4中不存在的作用力有________(填字母)。a．離子鍵b．共價(jià)鍵c．金屬鍵 D．配位鍵③Li、B、H元素的電負(fù)性由大到小排列順序?yàn)開_______。(2)金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲(chǔ)氫材料。①LiH中，離子半徑Li＋________H－(填“>”、“＝”或“<”)。②某儲(chǔ)氫材料是短周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能如下表所示：I1I2I3I4I5I/kJ·mol－1738145177331054013630M是________(填元素符號)。③MH2是金屬氫化物儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知該晶體的密度ag·cm－3，則該晶胞的體積為________cm3[用a、NA表示(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)]。(3)氨硼烷(NH3BH3)與鑭鎳合金(LaNix)都是優(yōu)良的儲(chǔ)氫材料。①H3BNH3的等電子體的化學(xué)式為________。②鑭鎳合金的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示(只有1個(gè)原子位于晶胞內(nèi)部)，則x＝______________。氨硼烷在高溫下釋放氫后生成的立方氮化硼晶體，具有類