2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)測(cè)評(píng)含解析新人教版選修3

PAGE10-第三章測(cè)評(píng)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)第Ⅰ卷(選擇題共48分)一、選擇題(本題包括12小題,每小題4分,共48分)1.下列說法正確的是()A.金屬晶體的熔點(diǎn)都比分子晶體的熔點(diǎn)高B.在金屬晶體中,自由電子與金屬離子的碰撞有能量傳遞,可以用此來說明金屬的導(dǎo)熱性C.金屬鍵可以看作是很多原子共用很多電子所形成的劇烈相互作用,所以和共價(jià)鍵類似,也有飽和性和方向性D.NaCl和SiC晶體熔化時(shí),克服粒子間作用力類型相同解析金屬Hg的熔點(diǎn)比分子晶體I2的熔點(diǎn)低,A錯(cuò)誤;金屬中自由電子受熱后運(yùn)動(dòng)速率增大,與金屬離子碰撞頻率增大,傳遞了能量,故金屬有良好的導(dǎo)熱性,B正確;金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間的劇烈相互作用,自由電子為整個(gè)金屬的全部陽離子所共有,所以金屬鍵沒有方向性和飽和性,而共價(jià)鍵有方向性和飽和性,C錯(cuò)誤;NaCl晶體屬于離子晶體,熔化須要克服離子鍵,SiC晶體屬于原子晶體,熔化須要克服共價(jià)鍵,D錯(cuò)誤。答案B2.晶體具有各向異性。如藍(lán)晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨與層垂直方向上的電導(dǎo)率和與層平行方向上的電導(dǎo)率之比為11①硬度②導(dǎo)熱性③導(dǎo)電性④光學(xué)性質(zhì)A.①③ B.②④C.①②③ D.①②③④解析晶體的各向異性反映了晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的有序性,表現(xiàn)在硬度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、光學(xué)性質(zhì)等方面。答案D3.下表所列物質(zhì)晶體的類型全部正確的一組是()晶體類型原子晶體離子晶體分子晶體A氮化硅磷酸單質(zhì)硫B單晶硅碳酸氫銨水銀C金剛石燒堿冰D鐵尿素冰醋酸解析磷酸是分子晶體,故A錯(cuò)誤;水銀是金屬晶體,故B錯(cuò)誤;金剛石是原子晶體,燒堿是離子晶體,冰是分子晶體,故C正確;鐵是金屬晶體,故D錯(cuò)誤。答案C4.玻璃是常見的非晶體,在生產(chǎn)生活中有著廣泛的用途,下圖是玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖,有關(guān)玻璃的說法錯(cuò)誤的是()石英玻璃的結(jié)構(gòu)模型A.玻璃內(nèi)部微粒排列是無序的B.玻璃熔化時(shí)吸熱,溫度不斷上升C.光纖和玻璃的主要成分都可看成是SiO2,二者都是非晶體D.利用X-射線衍射試驗(yàn)可以鑒別玻璃和水晶解析依據(jù)玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖知,構(gòu)成玻璃的粒子的排列是無序的,所以玻璃是非晶體,因此沒有固定的熔點(diǎn),A對(duì)、B對(duì);區(qū)分晶體與非晶體的最科學(xué)的方法是對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射試驗(yàn),D對(duì)。答案C5.下列推斷正確的是()A.因?yàn)楣矁r(jià)鍵有飽和性和方向性,所以原子晶體不遵循“緊密積累”原理B.穩(wěn)定性按HF、HCl、HBr、HI漸漸減弱,根本緣由是F、Cl、Br、I非金屬性減弱C.晶體中確定存在化學(xué)鍵,金屬晶體熔點(diǎn)確定很高D.固體SiO2確定是晶體解析穩(wěn)定性按HF、HCl、HBr、HI漸漸減弱是因?yàn)楣矁r(jià)鍵的鍵能漸漸減小,B錯(cuò);晶體中可能不含有化學(xué)鍵,如稀有氣體形成的晶體,晶體的熔點(diǎn)不確定很高,金屬晶體的熔點(diǎn)有的很高,如鎢,有的很低,如常溫下呈液態(tài)的汞,C錯(cuò);石英砂的主要成分就是無定形SiO2,它不是晶體,D錯(cuò)。答案A6.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(jiǎn)潔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球棍模型如圖。下列有關(guān)說法確定錯(cuò)誤的是()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將來的儲(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(jiǎn)潔的氫鋁化合物的分子式為Al2H6,它的熔點(diǎn)為150℃”可知,該晶體為分子晶體,H—Al鍵為共價(jià)鍵,而不是離子鍵,故D錯(cuò)。答案D7.下面的排序不正確的是()A.晶體熔點(diǎn)由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4B.熔點(diǎn)由高到低:Na>Mg>AlC.硬度由大到小:金剛石>碳化硅>晶體硅D.晶格能由大到小:MgO>CaO>NaF>NaCl解析A項(xiàng)中的四者都形成分子晶體,故相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔點(diǎn)越高,正確;B項(xiàng)中三者形成金屬晶體,金屬鍵由強(qiáng)到弱的依次為Al>Mg>Na,熔點(diǎn)由高到低應(yīng)為Al>Mg>Na,B錯(cuò);C項(xiàng)中的三者形成原子晶體,共價(jià)鍵的鍵能C—C>C—Si>Si—Si,正確;D項(xiàng)中四者形成離子晶體,離子所帶電荷Ca2+=Mg2+>Na+,O2->F-=Cl-,離子半徑Ca2+>Na+>Mg2+,Cl->O2->F-,正確。答案B8.已知某化合物的晶體是由以下最小單元密置積累而成的,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(zhǎng)方體的八個(gè)頂點(diǎn)上,大黑球代表的Ba原子位于長(zhǎng)方體的四條棱上,灰球代表的Cu原子位于長(zhǎng)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(zhǎng)方體的內(nèi)部、有的位于長(zhǎng)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8×18=1,Ba原子個(gè)數(shù)為8×14=2,Cu原子個(gè)數(shù)為3,O原子個(gè)數(shù)為10×答案C9.下表是幾種物質(zhì)的晶格能數(shù)據(jù):物質(zhì)NaFMgF2AlF3MgOCaOSrOBaO晶格能9232957549237913401E1918由此表中數(shù)據(jù)不能得出的結(jié)論是()A.同一周期的金屬元素與某一種非金屬元素形成的化合物,從左到右晶格能增大B.E的數(shù)值介于3401kJ·mol-1與1918kJ·mol-1之間C.晶格能的大小與成鍵離子核間距的大小、離子所帶電荷的凹凸有關(guān)D.當(dāng)MgO、CaO能電離成金屬離子與O2-時(shí),MgO所須要的溫度低于CaO解析Na、Mg、Al屬于同一周期,與氟形成的化合物晶格能數(shù)據(jù)增大,A項(xiàng)正確;Mg、Ca、Sr、Ba屬于同一主族,由表中數(shù)據(jù)知,從上到下氧化物晶格能減小,B項(xiàng)正確;三種氟化物中,從鈉到鋁,離子半徑是減小的,成鍵離子核間距也是減小的,從表中后四種氧化物晶格能大小改變看,核間距越小,晶格能越大,因此晶格能的差異是由離子所帶電荷不同和離子核間距大小造成的,C項(xiàng)正確;由電離生成的離子有O2-知,它們的電離是在熔化狀態(tài)下進(jìn)行的,MgO的晶格能大,熔點(diǎn)比CaO的高,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D10.下列說法中正確的是()A.金剛石晶體中的最小碳原子環(huán)由6個(gè)碳原子構(gòu)成B.Na2O2晶體中陰離子與陽離子數(shù)目之比為1∶1C.1molSiO2晶體中含2molSi—O鍵D.金剛石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,即使在高溫下也不會(huì)與O2反應(yīng)解析Na2O2的電子式為Na+[∶O····∶O····∶]2-Na+,N(答案A11.有一種藍(lán)色晶體[可表示為MxFey(CN)6],經(jīng)X射線探討發(fā)覺,它的結(jié)構(gòu)特征是Fe3+和Fe2+相互占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn),而CN-位于立方體的棱上。其晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元如圖所示。下列說法正確的是()A.該晶體屬于分子晶體,化學(xué)式為MFe2(CN)6B.該晶體屬于離子晶體,M呈+1價(jià)C.該晶體屬于離子晶體,M呈+2價(jià)D.晶體中與每個(gè)Fe3+距離最近且等距離的CN-有12個(gè)解析三價(jià)鐵離子和二價(jià)鐵離子在晶胞的頂點(diǎn)上,每個(gè)被八個(gè)晶胞共用,故每個(gè)晶胞中三價(jià)鐵離子為4×18=0.5個(gè),同理二價(jià)鐵離子為0.5個(gè),CN-位于邊的中心,每個(gè)CN-被四個(gè)晶胞共用,故每個(gè)晶胞中CN-為12×14=3個(gè)。已知化學(xué)式為MxFey(CN)6,故有兩個(gè)晶胞,陰離子含有一個(gè)三價(jià)鐵離子,一個(gè)二價(jià)鐵離子,六個(gè)CN-,故晶體的化學(xué)式為MFe2(CN)6,M呈+1價(jià),因?yàn)橛须x子,故該晶體屬于離子晶體,故B正確,A、C錯(cuò)誤;晶體中與每個(gè)Fe3+距離最近且等距離的CN答案B12.如圖所示,鐵有δ、γ、α三種同素異形體,三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是()δ-Feγ-Feα-FeA.γ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個(gè)B.α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個(gè)C.將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻,得到的晶體類型相同D.若α-Fe晶胞邊長(zhǎng)為acm,γ-Fe晶胞邊長(zhǎng)為bcm,則兩種晶體的密度比為b3∶a3解析γ-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子為12個(gè),A錯(cuò)誤;α-Fe晶體中與每個(gè)鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個(gè),B正確;冷卻到不同的溫度,得到的晶體類型不同,C錯(cuò)誤;一個(gè)α-Fe晶胞中含有鐵原子的個(gè)數(shù)為1,體積為a3cm3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,密度為56NA·a3g·cm-3,一個(gè)γ-Fe晶胞中含有鐵原子的個(gè)數(shù)為4,體積為b3cm3,密度為56×4NA·b3答案B第Ⅱ卷(非選擇題共52分)二、非選擇題(本題包括4個(gè)大題,共52分)13.(12分)請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻?(1)氯酸鉀熔化時(shí),微粒間克服了;二氧化硅熔化時(shí),微粒間克服了;碘升華時(shí),微粒間克服了。三種晶體熔點(diǎn)由高到低的依次是。

(2)下列六種晶體:①干冰②NaCl③Na④晶體Si⑤CS2⑥金剛石,它們的熔點(diǎn)由低到高的依次為(填序號(hào))。

(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由極性鍵形成的非極性分子有,由非極性鍵形成的非極性分子有,能形成分子晶體的物質(zhì)是,晶體內(nèi)含氫鍵的物質(zhì)的化學(xué)式是,屬于離子晶體的是,屬于原子晶體的是,五種物質(zhì)的熔點(diǎn)由高到低的依次是。

解析(1)氯酸鉀為離子晶體,熔化時(shí)應(yīng)克服離子鍵;SiO2為原子晶體,熔化時(shí)應(yīng)克服共價(jià)鍵;碘為分子晶體,升華時(shí)應(yīng)克服分子間作用力。(2)一般說來,晶體的熔點(diǎn)為原子晶體>離子晶體>分子晶體,金屬晶體改變較大,CO2和CS2與Na相比,Na常溫下是固體,而CS2為液體,CO2為氣體,可知CO2<CS2<Na<NaCl<Si<金剛石。(3)在所給的物質(zhì)中,屬于非極性分子的是H2和CO2,其中H2由非極性鍵形成,而CO2由極性鍵形成;H2、CO2、HF在常溫下都是氣體,形成的是分子晶體,其中HF分子間能形成氫鍵;(NH4)2SO4是銨鹽,形成的是離子晶體;SiC是由硅原子和碳原子形成的原子晶體。答案(1)離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力二氧化硅>氯酸鉀>碘(2)①⑤③②④⑥(3)CO2H2H2、CO2、HFHF(NH4)2SO4SiCSiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H214.(11分)碳及其化合物的用途廣泛,碳元素不僅能形成豐富多彩的有機(jī)化合物,而且還能形成多種無機(jī)化合物,同時(shí)自身可以形成多種單質(zhì)。(1)C60分子形成的晶體中,在晶胞的頂點(diǎn)和面心均含有一個(gè)C60分子,則一個(gè)C60晶胞的質(zhì)量為。

(2)干冰和冰是兩種常見的分子晶體,下列關(guān)于兩種晶體的比較中正確的是。

a.晶體的密度:干冰>冰b.晶體的熔點(diǎn):干冰>冰c.晶體中的空間利用率:干冰>冰d.晶體中分子間相互作用力類型相同(3)金剛石和石墨是碳元素形成的兩種常見單質(zhì),下列關(guān)于這兩種單質(zhì)的敘述中正確的有。

a.金剛石中碳原子的雜化類型為sp3雜化,石墨中碳原子的雜化類型為sp2雜化b.晶體中共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng):金剛石中C—C<石墨中C—Cc.晶體的熔點(diǎn):金剛石>石墨d.晶體中共價(jià)鍵的鍵角:金剛石>石墨e.金剛石晶體中只存在共價(jià)鍵,石墨晶體中則存在共價(jià)鍵、金屬鍵和范德華力f.金剛石和石墨的熔點(diǎn)都很高,所以金剛石和石墨都是原子晶體(4)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,立方BN結(jié)構(gòu)與金剛石相像,在BN晶體中,B原子四周最近的N原子所構(gòu)成的立體圖形為,一個(gè)晶胞中N原子數(shù)目為。

(5)碳與孔雀石共熱可以得到金屬銅,金屬銅采納面心立方最密積累,即在晶胞的頂點(diǎn)和面心均含有一個(gè)Cu原子,則Cu晶體中Cu原子的配位數(shù)為。已知Cu晶體的密度為ρg·cm-3,Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則Cu的原子半徑為。

解析(1)C60形成的分子晶體,滿足分子密積累,其晶胞結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu),故每個(gè)晶胞中含有4個(gè)C60分子,故一個(gè)C60晶胞的質(zhì)量為240個(gè)碳原子的質(zhì)量,即28806.02×1023g。(2)干冰晶體中CO2分子間只存在范德華力,其結(jié)構(gòu)是分子密積累;而冰晶體中存在氫鍵,由于氫鍵具有方向性,冰中水分子不是密積累,故密度:干冰>冰,熔點(diǎn):冰>干冰,空間利用率:干冰>冰。(3)由于晶體中共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng):金剛石中C—C>石墨中C—C,b錯(cuò);熔點(diǎn):金剛石<石墨,c錯(cuò);金剛石中鍵角為109°28',而石墨中鍵角為120°,d錯(cuò);石墨是混合型晶體,f錯(cuò)。(4)在BN晶體中B原子與N原子交替出現(xiàn),故每個(gè)B原子四周有4個(gè)N原子,每個(gè)N原子四周也有4個(gè)B原子,形成正四面體結(jié)構(gòu);在金剛石晶胞中共有碳原子個(gè)數(shù)=8×18+6×12+4=8(個(gè)),故在BN晶胞中B原子和N原子各4個(gè)。(5)由于銅采納面心立方最密積累,銅原子配位數(shù)為12;每個(gè)晶胞中含有4個(gè)銅原子,且面對(duì)角線上的3個(gè)銅原子相切,設(shè)銅原子半徑為r,則有(22r)3答案(1)28806(4)正四面體4(5)12315.(13分)金屬鈦(Ti)被譽(yù)為“21世紀(jì)金屬”,具有良好的生物相容性,它兼具鐵的高強(qiáng)度和鋁的低密度。其單質(zhì)和化合物具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。氮化鈦(Ti3N4)為金黃色晶體,由于具有令人滿足的仿金效果,越來越多地成為黃金的代替品。以TiCl4為原料,經(jīng)過一系列反應(yīng)可以制得Ti3N4和納米TiO2(如圖Ⅰ)。Ⅰ圖Ⅰ中的M是短周期金屬元素,M的部分電離能如下表所示:類型I1I2I3I4I5電離能/(kJ·mol-1)738145177331054013630請(qǐng)回答下列問題:(1)Ti的基態(tài)原子外圍電子排布式為。

(2)M是(填元素符號(hào)),該金屬晶體的積累模型為六方最密積累,配位數(shù)為。

(3)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑,納米TiO2催化的一個(gè)實(shí)例如圖Ⅱ所示?；衔锛椎姆肿又袑?shí)行sp2方式雜化的碳原子有個(gè),化合物乙中實(shí)行sp3方式雜化的原子對(duì)應(yīng)的元素的電負(fù)性由大到小的依次為。

Ⅱ(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相像,如圖Ⅲ所示,該晶胞中N、Ti之間的最近距離為apm,則該氮化鈦的密度為g·cm-3(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,只列計(jì)算式)。該晶體中與N原子距離相等且最近的N原子有個(gè)。

Ⅲ解析(1)Ti為22號(hào)元素,依據(jù)核外電子排布規(guī)律可知,原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2。(2)M是短周期金屬元素,M的第三電離能劇增,則M處于第ⅡA族,能與TiCl4反應(yīng)置換出Ti,則M為Mg。Mg晶體屬于六方最密積累,配位數(shù)為12。(3)化合物甲的分子中實(shí)行sp2雜化的碳原子:苯環(huán)上的六個(gè)、羰基中的一個(gè),共7個(gè);實(shí)行sp3雜化的原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,乙中實(shí)行sp3雜化的原子有C、N、O,同一周期元素中,元素電負(fù)性隨著原子序數(shù)增加而漸漸增大,所以它們的電負(fù)性關(guān)系為O>N>C。(4)依據(jù)均攤法,可知該晶胞中N原子個(gè)數(shù)為6×12+8×18=4,該晶胞中Ti原子個(gè)數(shù)為1+12×14=4,所以晶胞的質(zhì)量m=4×62NAg,而晶胞的體積V=(2a×10-10)3cm3,所以晶體的密度ρ=4×62(2答案(1)3d24s2(2)Mg12(3)7O>N>C(4)4×62(16.(16分)CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料,回答下列問題:(1)Sn為第ⅣA族元素,單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體,SnCl4空間構(gòu)型為