2022-2023学年人教版 (2019) 选择性必修2 第3章 晶体结构与性质 单元测试题

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第三章　单元测试题(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1．晶体与非晶体的本质区别是(　　)A．晶体有规则的几何外形，而非晶体没有规则的几何外形B．晶体内粒子有序排列，而非晶体内粒子无序排列C．晶体有固定熔、沸点，而非晶体没有固定熔、沸点D．晶体的硬度大，而非晶体的硬度小2．下列说法正确的是(　　)A．晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂B．共价晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力C．区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X­射线衍射实验D．非金属元素的原子间只形成共价键，金属元素的原子与非金属元素的原子间只形成离子键3．下表所列有关晶体的说法中，有错误的是(　　)4.氮氧化铝(AlON)属于共价晶体，是一种超强透明材料，下列叙述错误的是(　　)A．AlON和SiO2所含化学键的类型相同B．电解熔融AlON可得到AlC．AlON中N元素的化合价为－1D．AlON和SiO2的晶体类型相同5．下列式子中，能真实表示物质分子组成的是(　　)A．H2SO4 B．NH4ClC．SiO2 D．C6．用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面，熔化了的石蜡呈椭圆形，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7．已知氯化铝易溶于苯和乙醚，其熔点为190 ℃，则下列结论不正确的是(　　)A．氯化铝是电解质 B．固态氯化铝是分子晶体C．固态氯化铝是离子晶体 D．氯化铝为非极性分子8．观察下列模型并结合有关信息进行判断，下列说法错误的是(　　)A.HCN的结构式为H—C≡N，分子中“C≡N”键含有1个σ键和2个π键B．固态硫S8属于共价晶体，分子中S原子采用sp3杂化C．SF6是由极性键构成的非极性分子，分子构型为八面体型D．单质硼属于共价晶体9．在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的是(　　)A．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大B．金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点C．KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低D．CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高10．下面二维平面晶体所表示的化学式为AX3是(　　)A．只有② B．只有④C．②和③ D．①和④11．在20世纪90年代末期，科学家发现并证明碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的家庭。下列有关说法错误的是(　　)A．熔点比较：C60H，所以该比例模型中最左端的是氢原子，中间的是碳原子，最右边的是氮原子，其结构式为H—C≡N，分子中“C≡N”键含有1个σ键和2个π键，故A项正确；固态S是由S8构成的，根据其溶解性可知，该晶体中存在的微粒是分子，属于分子晶体，故B项错误；SF6空间构型为对称结构，分子的极性抵消，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，SF6为非极性分子，根据图示，分子构型为八面体型，故C项正确；根据B12 的熔点1 873 K，该晶体熔点较高，属于共价晶体，故D项正确。答案：B9．解析：钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大，这是因为它们中的金属键逐渐增强，与化学键的强弱有关；金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点，这是因为C—C键的键长比Si—Si键的键长短，C—C键的键能比Si—Si键的键能大，也与化学键的强弱有关；KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低，这是因为它们中的离子键的强度逐渐减弱，与化学键的强弱有关；CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高，这是因为分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，与化学键的强弱无关。答案：D10．解析：用均摊法计算：图①中每个实心球周围有6个空心球围成正六边形，但每个空心球为3个正六边形共有，因此实心球与空心球的个数比为1:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6×\f(1,3)))＝1:2。图②中，每个实心球周围有6个空心球围成正六边形，但每个空心球为2个正六边形共有，因此实心球与空心球的个数比为1:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6×\f(1,2)))＝1:3。③与②类似。图④中，每个实心球周围有6个空心球围成正六边形，其中的4个被2个正六边形共有，因此实心球与空心球的个数比为1:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(1,2)＋2))＝1:4。答案：C11．解析：C60、C70、C90均是分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，金刚石是共价晶体，熔点比分子晶体高得多，A项正确；石墨转化成金刚石是吸热过程，说明石墨能量低，故石墨比金刚石稳定，B项正确；由C60的晶体结构，可知每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个，C项正确；金刚石、C60、C70之间的转化反应，化合价未变，不属于氧化还原反应，D项错误。答案：D12．解析：晶胞中钡原子个数为2，铜原子个数为eq \f(1,8)×8＋eq \f(1,4)×8＝3，钇原子个数为1，则Y2O3、BaCO3、CuO之比为eq \f(1,2):2:3＝1:4:6。答案：B13．解析：依据均摊规则，晶胞中共有4个铁原子，8个镁原子，故化学式为Mg2Fe，一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”，其质量为eq \f(4,NA)×104 g＝eq \f(416,NA) g。晶胞中Fe的配位数为8，Mg的配位数为4，C错误。答案：C14．解析：(1)由表格中的数据可知AlCl3的熔沸点较低，则AlCl3属于分子晶体，熔点比沸点略高，加热时能升华，故正确；(2)由表格中的数据可知CCl4的熔沸点较低，则CCl4是分子晶体，故正确；(3)由表格中的数据可知，NaCl的沸点为1 413℃，属于离子晶体，粒子之间以离子键结合，但1 500℃时NaCl蒸气中分子组成可用NaCl表示，故正确；(4)由表格中的数据可知AlCl3的熔沸点较低，则AlCl3属于分子晶体，故错误。答案：C15．解析：题图所示晶胞含有3个钠离子、1个氯离子，所以该晶体的化学式为Na3Cl，故C正确。答案：C16．解析：由阴、阳离子构成，不可能是分子晶体，离子晶体在固态时不能导电；类比NHeq \o\al(＋,4)为正四面体，推测[PCl4]＋为正四面体，而[PCl3]2＋应类比BF3为正三角形结构。答案：D17．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晶体是简单立方单元，每个Na＋与6个Cl－紧邻，每个Cl－又与6个Na＋紧邻，但观察Na＋与最近距离等距离的Na＋数时要抛开Cl－，从空间结构上看是12个Na＋。即x轴面上、y轴面上、z轴面上各4个。CsCl晶体由Cs＋、Cl－分别构成立方结构，但Cs＋组成立方的中心有一个Cl－，Cl－组成的立方中心又镶入一个Cs＋，可称为“体心立方”结构，Cl－周围紧邻8个Cs＋，Cs＋紧邻8个Cl－。干冰也是立方体结构，但在立方体每个正方形面的中央都有一个CO2分子，称为“面心立方”。实际上各面中央的CO2分子也组成立方结构，彼此相互套入面的中心。所以每个CO2分子在三维空间里x、y、z三个面各紧邻4个CO2分子，共12个CO2分子。金刚石的基本单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，即每个六边形占有1个碳原子的eq \f(1,3)，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是6×eq \f(1,3)＝2个。答案：(1)D　4　共价　(2)E　2　(3)A　12　(4)C　离子　8　(5)B　分子　1218．解析：(1)(2)(3)(4)晶体的熔点高低、熔融态能否导电及溶解性等性质相结合，是判断晶体类型的重要依据。共价晶体和离子晶体的熔点都很高或较高，两者最大的差异是熔融态的导电性不同。共价晶体熔融态不导电，离子晶体熔融时或其水溶液都能导电。共价晶体和分子晶体的区别则主要在于熔、沸点有很大差异。一般共价晶体和分子晶体熔融态时都不能导电。另外易溶于一些有机溶剂的物质往往也是分子晶体的特征之一。(5)由于Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O，分子间作用力(分子量)P4O6>SO2，所以熔点大小顺序是MgO>Li2O>P4O6>SO2。答案：(1)共价晶体　(2)分子晶体　(3)离子晶体　(4)分子晶体　(5)Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O，分子间作用力(分子量)P4O6>SO219．解析：(1)由图可知一个金刚石晶胞中有8个C原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则正方体对角线的1/4就是C－C键的键长，即eq \f(\r(3),4)a＝2r，所以r＝eq \f(\r(3),8)a，碳原子在晶胞中的空间占有率ω＝eq \f(8×\f(4,3)πr3,a3)＝eq \f(8×\f(4,3)π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),8)a))3,a3)＝eq \f(\r(3)π,16)。(2)①在该晶胞中三种元素所形成的离子的个数比为Ba2＋:Ti4＋:O2－＝1:eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8))):eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(12×\f(1,4)))＝1:1:3。②将共用一个Ti4＋的8个晶胞的体心Ba2＋连接起来构成新的立方体晶胞，则O2－原子正好处在面心位置。③晶胞顶点位置上的Ti4＋与其前、后、左、右、上、下的6个Ti4＋距离最近且相等，若将它们连接起来，则形成正八面体。④Ti4＋周围与其距离最近且相等的O2－有6个，立方晶胞12条棱上的12个O2－与体心位置上的Ba2＋距离最近且相等。(3)①根据A、B两点坐标参数，结合C点位置可以推出C点坐标参数。②由图可知Pb2＋与S2－配位数均为6；由于S2－采用面心立方最密堆积方式，故面对角线为4r(S2－)据数学知识有4r(S2－)＝eq \r(2)a，据此可求得r(S2－)；③晶胞质量m＝eq \f(4MPbS,NA)晶胞体积V＝(0.594×10－7 cm)3，据此可得密度。答案：(1)8　eq \f(\r(3),8)　eq \f(8×\f(4,3)πr3,a3)＝eq \f(\r(3)π,16)(2)①BaTiO3　②面心　③6　正八面体　④6、12(3)①eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))　②6　0.210　③eq \f(4×239,6.02×1023×0.594×10－73)20．解析：(1)当原子轨道填充为半满全满时，较稳定，P为半满结构，因此第一电离能最大，故A项不符合题意；共价键的极性与原子得失电子能力有关，得失电子能力差别越大，极性越强，得电子能力，同主族元素从上到下依次减弱，故B项符合题意；离子键与离子半径有关，离子半径越大，离子键越强，同主族元素离子半径从上到下依次增大，因此离子键强度逐渐减小，故C项符合题意；热稳定性，同主族元素，越往下，越稳定，因此D不符合题意 。(2)柠檬酸的晶体属于分子晶体，羧基中C原子形成3个σ键，其它碳原子形成4个σ键，都没有孤电子对，碳原子杂化方式为：sp2、sp3；柠檬酸分子内存在共价键，分子之间存在范德华力、氢键 。(3)①SiX4属于分子晶体，不含分子间氢键，范德华力越大，熔、沸点越高，范德华力随着相对质量的增大而增大，即熔、沸点增高；②同主族从上到下非金属性减弱，得电子能力减弱，因此PbX2中化学键的离子性减弱，共价性增强；(4)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中，共计是8个，根据化学式可知氧原子个数是4个，则Li2O的密度是ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(8×7＋4×16,NA0.466 5×10－73)g/cm3。(5)可以根据磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式推导：POeq \o\al(2－,4)、P2Oeq \o\al(4－,7)、P3Oeq \o\al(5－,10)：磷原子的变化规律为：1,2,3,4，n；氧原子的变化规律为：4,7,10,3n＋1；酸根所带负电荷数的变化规律为：3,4,5，n＋2。因此这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n＋1)(n＋2)－。答案：(1)BC　(2)分子晶体　sp2、sp3　共价键、氢键、范德华力　(3)①均为分子晶体，范德华力随相对分子质量增大而增大　②减弱　增强 　(4)eq \f(8×7＋4×16,NA0.466 5×10－73)　(5)(PnO3n＋1)(n＋2)－21．解析：(1)晶体熔沸点：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，金刚石为共价晶体、NaCl是离子晶体，H2O、HCl 为分子晶体。含有氢键的分子晶体熔、沸点较高，H2O中含有氢键、HCl 不含氢键，则金刚石、NaCl、H2O、HCl 晶体的熔点依次降低，故A正确；碘升华与分子间作用力有关，与化学键无关，故B错误；含有自由移动离子的离子化合物能导电，硫酸钠为离子晶体，熔融状态下离子键被削弱，电离出自由移动阴阳离子，能导电，故C正确；干冰和石英都是共价化合物，但是干冰为分子晶体、石英为共价晶体，所属的晶体类型不同，导致其物理性质差别较大，故D正确。(2)根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物，所以一定存在离子键。作为离子化合物，氟化锌在有机溶剂中应该不溶，而氯化锌、溴化锌和碘化锌都是共价化合物，分子的极性较小，能够溶于乙醇等弱极性有机溶剂。(3)在晶胞中含有的Mn离子数目为：eq \f(1,4)×12＋1＝4，含有的O离子数目为：eq \f(1,8)×8＋eq \f(1,2)×6＝4，Mn离子:O离子＝4:4＝1:1，所以该氧化物的化学式为MnO，化合物中元素正负化合价代数和等于0，由于O的化合价为－2价，所以Mn的化合价为＋2价；根据晶胞结构可知：在Mn离子上、下、前、后、左、右6个方向各有一个O离子，所以Mn离子的配位数是6。(4)由图1可知，每个晶胞中含Sm原子：4×eq \f(1,2)＝2，含Fe原子：4×eq \f(1,4)＋1＝2，含As原子：4×eq \f(1,2)＝2，含O原子：eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)＋2×\f(1,2)))(1－x)＝2(1－x)，含F原子：eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)＋2×\f(1,2)))x＝2x，所以该化合物的化学式为SmFeAsO1－xFx；根据该化合物的化学式为SmFeAsO1－xFx，一个晶胞的质量为eq \f(2[281＋161－x＋19x],NA)，一个晶胞的体积为a2c×1.0－30 cm3，则密度ρ＝eq \f(2[281＋161－x＋19x],a2cNA×10－30) g/cm3；根据原子1的坐标eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，可知原子2和3的坐标分别为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))。答案：(1)B 　(2)离子键　ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小(3)＋2　6　(4)SmFeAsO1－xFxeq \f(2[281＋161－x＋19x],a2cNA×10－30)　eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))　eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))选项ABCD晶体名称碘化钾干冰石墨碘构成晶体粒子名称阴、阳离子分子原子分子晶体内存在的作用力离子键范德华力共价键范德华力HCNS8SF6B12结构单元结构模型示意图备注—易溶于CS2—熔点1 873 K物质NaClMgCl2AlCl3CCl4熔点/℃801712190－22.6沸点/℃1 4651 412182.776.8氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/℃1 5702 80023.8－75.5