第3章第2节几种简单的晶体结构模型同步练习

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第3章第2节几种简单的晶体结构模型同步练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列关于SiO2和金刚石的叙述正确的是A．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与2个O原子直接相连B．通常状况下，1molSiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)C．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小环上有6个碳原子D．1mol金刚石中含有4NA个C-C键(NA表示阿伏加德罗常数的值)2．某无机化合物的二聚分子结构如图，该分子中A、B两种元素都是第三周期的元素，分子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构。关于该化合物的说法不正确的是A．化学式是Al2Cl6B．不存在离子键和非极性共价键C．在固态时所形成的晶体是分子晶体D．在熔融状态下能导电3．萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是A．Ca位于元素周期表s区B．每个周围距离最近且等距的有4个C．位于构成的四面体空隙D．基态氟原子核外电子的原子轨道有四种伸展方向4．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Cl—最近的Na+形成正八面体B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有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EF5．TiO2可用于油漆、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤等行业，也可用于制作电焊条、提炼钛和制造钛白粉。钛白粉(纳米级)广泛应用于功能陶瓷、催化剂、化妆品和光敏材料等白色无机颜料。一种TiO2的晶胞结构如图所示，其中与每个氧原子直接相连的钛原子数目为A．4 B．12 C．3 D．66．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是A．在晶体中，距最近且相等的有6个B．在晶体中，每个晶胞平均占有4个C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数之比为1：2D．晶体在熔融状态下不导电7．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．从石墨中剥离出石墨烯需要破坏化学键B．石墨中的碳原子采取杂化，每个杂化轨道含轨道与轨道C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电D．石墨烯中平均每个六元环含有3个碳原子8．20世纪，科学家发现并证明碳有新的单质分子(晶体的晶胞结构如图所示)存在，后来科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子。下列说法错误的是A．晶体中每个分子周围与它距离最近且相等的分子有80个B．熔点比较：晶体三氧化二碳>干冰D．CO2、C2O3和分子中碳原子的杂化方式均相同12．乙炔可用于照明、焊接及切断金属(氧炔焰)，也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。乙炔可以用CaC2与水反应制取，CaC2晶体的晶胞结构如图所示，CaC2晶体中由于的存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的描述错误的是A．CaC2晶体中存在离子键、共价键B．和距离相等且最近的构成的多面体是正六面体C．和距离相等且最近的有4个D．如图所示的结构中共含有4个和4个13．碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法不正确的是A．在石墨烯晶体中，每个正六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3：2B．石墨烯中含碳碳双键C．金刚石晶体中，碳原子采用杂化D．金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子14．美国某实验室成功地在高压下将转化为具有类似结构的共价晶体，下列关于的共价晶体的说法正确的是A．的共价晶体和分子晶体互为同素异形体B．在一定条件下，的共价晶体转化为的分子晶体是物理变化C．的共价晶体和的分子晶体具有相同的物理性质和化学性质D．在的共价晶体中，每个C原子结合4个O原子，每个O原子跟2个C原子相结合15．下图是金属晶体内部的电子气理论示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小二、填空题16．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：简单立方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构。请回答下列问题：(1)a、b、c三种晶胞内金属原子数目之比为_______。(2)三种堆积方式的实质是金属阳离子的堆积方式，那么自由电子有无确切的堆积方式？_______(填“有”或“无”)。(3)影响金属晶体熔点的主要因素是_______。17．铜及其化合物在工农业生产中有广泛的应用。Ⅰ.金属铜的原子堆积模型如图-1所示，(1)该晶胞中每个Cu原子周围最近距离的Cu原子数目为_______。Ⅱ.能与、、、等形成配位数为4的配合物。(2)向溶液中加入过量NaOH溶液可生成。中除了配位键外，还存在的化学键类型有_______(填字母)。A．离子键 B．金属键 C．极性共价键 D．非极性共价键(3)将CuO投入、的混合溶液中进行“氨浸”，控制温度为50~55℃，pH约为9.5，CuO转化为溶液。①CuO被浸取的离子方程式为_______。②结构中，若用两个分子代替两个分子，可以得到两种不同结构的化合物，由此推测的空间构型为_______。(4)可以与乙二胺()形成配离子，如题图-2所示：③H、O、N三种元素的电负性从大到小的顺序为_______。④乙二胺分子中N原子成键时采取的杂化类型是_______。乙二胺和三甲胺均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因是_______。Ⅲ.将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质，(5)下列物质中，属于顺磁性物质的是_______(填标号)。A．    B．    C．三、结构与性质18．教材插图具有简洁而又内涵丰富的特点。请回答以下问题：(1)第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素原子核外有_______种不同运动状态的电子。(2)如图2所示，每条折线表示周期表第ⅣA~ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是_______；判断依据是_______。(3)在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。则该晶体的类型属于_______晶体。(4)第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有_______种。(5)图4是碳化硅的晶胞结构。若碳化硅晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为，则碳化硅晶体的密度为_______(列出计算式即可)。19．元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为1，在气体分析中，常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量，原理为：2XCl+2CO+2H2O=X2Cl2·2CO·2H2O(1)C、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为_______；(2)H2O中氧原子的轨道杂化类型为_______；(3)X2Cl2·2CO·2H2O是一种配合物，结构如图所示，每个X原子能与其他原子形成3个配位键，在下图中用“→”标出相应的配位键__。(4)CO与N2分子的结构相似，则1molX2Cl2·2CO·2H2O含有σ键的物质的量为_____mol。(5)化合物XCl晶体的晶胞如图所示，距离每个X离子最近的Cl-的个数为____。物质单质B熔点/℃1902300沸点/℃182.757.62500参考答案：1．C【详解】A．SiO2的晶体结构中，每个Si原子与4个O原子直接相连，A错误；B．SiO2属于共价晶体，不存在SiO2分子，B错误；C．金刚石的网状结构中，每个碳原子与周围的4个成键碳原子共同组成正四面体结构，每个碳原子都是SP3杂化，键角109°28′，由共价键形成的最小环上有6个碳原子，C正确；D．金刚石中每个C原子与另外四个C原子形成4个C-C键，每个C-C键为两个C原子共享，因此属于每个C原子的成键数目是，1mol金刚石中含有个C原子，故含有个C-C键，D错误；故选C。2．D【详解】A．将二聚分子变成单分子，得BA3化学式，根据两种元素都处于第三周期，可能是PCl3 或AlCl3，而在PCl3所有原子已达稳定结构，形成二聚分子是不可能的，所以只可能是AlCl3，该化合物的化学式是Al2Cl6，A正确；B．该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，只存在Cl-Al键，Cl与Cl之间没有形成非极性共价键，所以也不存在非极性共价键， B正确；C．该化合物是无机化合物的形成的二聚分子，属于共价化合物，是分子晶体， C正确；D．该化合物是无机化合物的二聚分子，属于共价化合物，不存在离子键，也不是离子化合物，在熔融状态下不能导电，D错误；故选D。3．B【详解】A．Ca位于第四周期第ⅡA族，为元素周期表s区，A正确；B．由面心的可知，每个周围距离最近且等距的有8个，B错误；C．由晶胞结构图可知，距离最近且等距的为4个，所以位于构成的四面体空隙，C正确；D．基态氟原子核外电子排布式为1s22s22p5，其中s能级有一种伸展方向，p能级有三种伸展方向，共4种，D正确；故选B。4．D【详解】A．由晶胞结构可知，氯化钠晶胞中位于顶点的钠离子与棱上的氯离子距离最近，则钠离子周围最近的氯离子有6个，6个氯离子构成一个正八面体，故A正确；B．由晶胞结构可知，氟化钙晶胞中位于顶点和面心的钙离子数目为8×+6×=4，故B正确；C．由图可知，金刚石晶体中每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成的共价键平均为4×=2，则晶体中碳原子与碳碳键个数的比为1∶2，故C正确；D．气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D错误；故选D。5．C【详解】的晶胞结构中黑球的个数是，白球的个数为，而化学式为，所以白球是氧原子，每个氧原子直接相连的钛原子数目为3个，故答案选C。6．D【详解】A．根据氯化钠晶体的结构图，在晶体中，距最近且相等的有6个，距最近且相等的有6个，故A正确；B．根据均摊原则，在晶胞中，位于立方体的8个顶角和6个面心，所以的数目是，故 B正确；C．金刚石晶体中，每个C原子形成4个共价键，两个C原子共用一个共价键，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为1：2，故C正确；D．是离子化合物，在熔融状态下能够完全电离出自由移动的和，能够导电，故D错误；选D。7．C【详解】A．石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，层内碳原子间存在共价键，每个C原子形成3个键，且每个C原子为3个六元环所共有，据此分析解题。石墨晶体中，层与层之间的作用力为范德华力，从石墨中剥离出石墨烯需要破坏范德华力，故A错误；B．石墨中的碳原子采取杂化，每个杂化轨道含轨道与轨道，故B错误；C．石墨属于混合型晶体，层与层之间存在范德华力；层内碳原子间存在共价键；石墨能导电，故C正确；D．每个C原子为3个六元环所共有，则石墨烯中平均每个六元环含有的碳原子数为，故D错误；故选：C。8．A【详解】A．以晶胞顶角上的为例，与之距离最近且相等的分子在该点所在面的面心上，所以这样的分子共有个，A错误；B．金刚石属于共价晶体，属于分子晶体，因此金刚石的熔点比晶体的高，B正确；C．金刚石、、管状碳和洋葱状碳，都是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，C正确；D．金刚石中每个碳原子参与形成4个共价键，但每个共价键为2个碳原子所共有，所以12g金刚石中含有共价键的数目为，D正确；故选：A。9．D【分析】有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料，Y为Si元素；X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X+与M2-具有相同的电子层结构，离子半径：Z2-＞W-，则X是Na，Z是S，W是Cl，M是O，据此分析作答。【详解】由题干信息容易确定X、Y、Z、W、M分别为Na、Si、S、Cl、O。A．Na和O可以形成氧化钠和过氧化钠，都是离子晶体，A错误；B．冰晶体中存在着氢键，沸点最高，B错误；C．晶体硅为共价晶体，硫和氯气的晶体为分子晶体，C错误；D．元素Y和M形成的化合物具有较大的硬度和较高的熔点，D正确；故选：D。10．D【详解】A．由表中数据可知，四氯化硅是熔、沸点较低的分子晶体，故A正确；B．由表中数据可知，单质B是熔、沸点很高的共价晶体，故B正确；C．由表中数据可知，氯化铝的沸点比熔点低，所以氯化铝加热能发生升华，故C正确；D．由表中数据可知，单质B是熔、沸点很高的共价晶体，氯化铝是熔、沸点较低的分子晶体，两者晶体类型不同，故D错误；故选D。11．C【详解】A．结构相似、分子组成上相差1个或若干个原子团的化合物互为同系物，甲酸()与草酸()不符合要求，不互为同系物，A错误；B．由题图可知正电中心和负电中心不重合，是极性分子，B错误；C．草酸分子间能形成氢键，而不能，故草酸熔点比高，相对分子质量比小，因此熔点低于，熔点：草酸>三氧化二碳>干冰，C正确；D．中碳原子的杂化方式为，中碳原子的杂化方式为，分子中碳原子的杂化方式为，杂化方式不完全相同，D错误。故选C。12．B【详解】A．中含离子键，属于离子晶体，其中中含非极性键，A正确；B．由于晶胞沿一个方向拉长，故和距离相等且最近的只有4个，且在同一平面上(与拉长方向垂直的面)，构成的是正方形，B错误；C．和距离相等且最近的只有4个，且也在同一平面上(与拉长方向垂直的面)，C正确；D．根据“均摊法”可知，该晶胞中的个数为，的个数为，D正确；故答案选B。13．B【详解】A．在石墨烯晶体中，最小的环为六元环，每个碳原子连接3个C-C化学键，每个六元环占有的碳原子数为6=2个，个数比为3:2，A正确；B．石墨烯晶体中，单层上的碳原子除形成单键外，还形成大键，不存在碳碳双键，B错误；C．金刚石晶体中，每个碳原子形成4个键，采用杂化，C正确；D．由金刚石晶体结构模型可知，最小的环为6元环，D正确；答案选B。14．D【详解】A．同素异形体是由同种元素形成的不同种单质的互称，二氧化碳是共价化合物，所以二氧化碳的共价晶体和分子晶体不可能互为同素异形体，故A错误；B．二氧化碳的共价晶体的结构和分子晶体的结构不同，所以在一定条件下，二氧化碳的共价晶体转化为二氧化碳的分子晶体时，有共价键的破坏和形成，属于化学变化，故B错误；C．二氧化碳的分子晶体和的共价晶体的构成微粒相同，但空间构型不同，所以物理性质不同，故C错误；D．由二氧化碳的共价晶体的结构类似二氧化硅可知，共价晶体中，每个碳原子结合4个氧原子，每个氧原子跟2个碳原子相结合，故D正确；故选D。15．C【详解】A．金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，故A错误；B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属阳离子发生碰撞，从而发生热的传导，故B错误；C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，而自由电子起到润滑剂的作用，使得金属不会断裂，故C正确；D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，故D错误；综上所述，答案为C。16．(1)1:4:2(2)无(3)金属键的强弱【详解】（1）a中原子位于顶点，数目为；b中原子位于顶点和面心，数目为；c中原子位于顶点和体心，数目为2；a、b、c三种晶胞内金属原子数目之比为1:4:2；（2）由于金属晶体中的自由电子不属于每个固定的原子，而是在整个晶体中自由移动，故自由电子无确切的堆积方式，答案为：无；（3）金属晶体是金属原子通过金属键形成的，金属键的强弱直接影响佥属晶体的熔点。金属键越强，晶体的熔点越高，故答案为：金属键的强弱。17．(1)12(2)AC(3) 正方形(4) O>N>H sp3 乙二胺可以形成分子间氢键(5)BC【详解】（1）金属铜的原子堆积模型位面心立方最密堆积，该晶胞中每个Cu原子周围最近距离的Cu原子数目为12；（2）根据信息可知能与形成配位键，中除了配位键外，Na+与之间存在离子键，之间存在极性共价键，故还存在的化学键类型有离子键、极性共价键，故答案为：AC；（3）①将CuO投入、生成，CuO被浸取的离子方程式为；②结构中，若用两个分子代替两个分子，如果是正四面体结构，两个分子代替两个分子，得到只有一种结构；可以得到两种不同结构的化合物，由此推测的空间构型为正方形结构；（4）③同周期元素从左到右电负性依次增大，故电负性为O>N>H；④乙二胺分子中N原子与H和C形成3个键，有一对个电子对，价层电子对为4，采取sp3杂化；乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺不能形成氢键，只有分子间作用力，所以乙二胺沸点高；（5）具有未成对电子的物质具有顺磁性，Cu+价电子排布为3d10，Cu2+价电子排布为3d9，+2价的铜离子形成的物质具有顺磁性，故答案为BC；18．(1)12(2) 第二周期的元素的氢化物没有分子间氢键的是，为第ⅣA族元素，因此a为(3)共价(4)三(5)【详解】（1）该元素的第二电离能和第三电离能的差距较大，说明能层发生变化，故元素为Mg，最外层有12中运动状态不同的电子，故答案为：12；（2）如图2所示，每条折线表示周期表第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化中，N、O、F三种氰化物可以形成分子间氢键，会造成熔沸点反常，第二周期的元素的氢化物没有分子间氢键的是CH4，为第ⅣA族元素，因此a为SiH4，故答案为：SiH4；第二周期的元素的氢化物没有分子间氢键的是，为第ⅣA族元素，因此a为；（3）CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示，该晶胞结构与二氧化硅类似，故形成了共价晶体二氧化碳，故答案为：共价；（4）同周期主族元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势，但IIA族的np为全充满、VA族的np为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，则第一电离能：Al＜Mg＜Si＜S＜P，介于Al、P之间的第三周期元素有3种，故答案为：三；（5）晶胞中，C原子的数目为4，Si原子的数目为8×+6×=4，晶胞质量为m=g，晶胞体积为V=(a×10-10)3cm3，晶胞密度ρ＝g/cm3，故答案为：。19． O＞C＞H sp3 14mol或14×6.02×1023 4【分析】由题干信息可知，元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为1，X为Cu，据此分析解题。【详解】(1)非金属性越强电负性越大，所以C、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H，故答案为：O＞C＞H；(2)根据水的中心原子的氧原子周围形成了2个σ键，孤电子对数为：，故其价电子数为2+2=4，所以氧原子的杂化方式为sp3杂化，故答案为：sp3；(3) 根据氯原子最外层电子数为7可知，氯原子可形成一对共用电子对，即氯原子形成两条共价键中只有一条是配位键，而X可形成3条配位键，故为 ，故答案为： ；(4) 因1molX2Cl2•2CO•2H2O含有8mol配位键，4molH-O键，2molCO含2molσ键，H-O键和配位键都属于σ键，即1molX2Cl2•2CO•2H2O含有8+4+2=14molσ键，即14NA个σ键，故答案为：14mol或14×6.02×1023；(5)图示晶胞中不能观察到完整的X成键，但根据Cl原子的成键情况判断X情况，图中观察到每个Cl原子周围有4个X距离最近，因XCl中离子个数比为1：1，故距离每个X+最近的Cl-的个数是4个，故答案为：4。