2022年高三化学寒假同步测试卷：09晶体结构与性质 Word版含答案

这是一份2022年高三化学寒假同步测试卷：09晶体结构与性质 Word版含答案，共1页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

(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．下列化学式能真实表示物质分子组成的是( )
A．NaOH B．SiO2
C．CsCl D．SO3
2．金刚石和石墨两种晶体中，每个最小的碳环里实际所包含的碳原子数( )
A．前者多 B．后者多
C．相等 D．无法确定
3．下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A．CH4>SiH4>GeH4>SnH4 B．KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C．Rb>K>Na>Li D．石墨>金刚石>SiO2>钠
4．氯化硼的熔点为－107 ℃，沸点为12．5 ℃。在氯化硼分子中，氯—硼—氯键角为120°，它可以水解，水解产物之一是氯化氢。下列对氯化硼的叙述中正确的是( )
A．氯化硼是原子晶体
B．熔化时，氯化硼能导电
C．氯化硼分子是一种极性分子
D．水解方程式：BCl3＋3H2OH3BO3＋3HCl
5．下列数据是对应物质的熔点表，有关的判断正确的是( )
A．只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
B．在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构
C．同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体
D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
6．共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式，下列物质的晶体中，只含有上述一种作用的是( )
A．干冰 B．氯化钠
C．氢氧化钠 D．碘
7．下列有关共价化合物的说法：①具有较低的熔点 ②不是电解质 ③固态时是分子晶体 ④都是由分子构成
⑤液态时不导电，其中一定正确的是( )
A．①③④ B．②⑤
C．①②③④⑤ D．⑤
8．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：C60＜C70＜C90＜金刚石
B．已知C(石墨)===C(金刚石) ΔH＞0，则石墨比金刚石稳定
C．C60晶体结构如图所示，每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个
D．金刚石、C60、C70、管状碳和洋葱状碳都不能与H2发生加成反应
9．下列说法正确的是( )
A．原子晶体中只存在非极性共价键
B．因为HCl的相对分子质量大于HF，所以HCl的沸点高于HF
C．干冰升华时，分子内共价键不会发生断裂
D．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
10．下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是( )
①I2升华 ②NaCl颗粒被粉碎 ③HCl溶于水得盐酸 ④从NH4HCO3中闻到了刺激性气味
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
11．自从美国一枚“阿特拉斯”运载火箭携带着火星勘测轨道飞行器飞向天空，至此，火星探索已进入新的里程。资料显示，火星表面尽管富含硅酸盐和硫酸盐，却没有碳酸盐；火星上的水以冰块和霜冻的形式存在于南北两极，表面被薄薄的冰覆盖；火星上水覆盖的面积非常广泛，并非几个局部。以下叙述正确的是( )
A．火星南北两极表层含有大量的CO2
B．Al2O3·2SiO2·2H2O属于原子晶体
C．火星南北两极地表层下的硫酸盐属于离子晶体
D．火星上可能含有大量的单质碳
12．下列关于晶体的说法一定正确的是( )
A．分子晶体中都存在共价键
B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相邻
C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
13．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是( )
A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体
B．冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体
C．水分子间通过H—O键形成冰晶体
D．冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大
14．通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如图所示，下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是( )
A．同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构
B．氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体都有立方的晶胞结构，它们具有相似的物理性质
C．二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键
D．在二氧化硅晶体中，平均每个Si原子形成4个Si—O共价单键
15．在某晶体中，与某一个微粒x距离最近且等距离的另一个微粒y所围成的立体构型为正八面体形(如图)。该晶体不是( )
A．NaCl(x＝Na＋，y＝Cl－) B．CsCl(x＝Cs＋，y＝Cl－)
C．金属钋(P) D．C60晶体
16．洲际导弹飞行时，弹头与空气剧烈摩擦能产生5 000～10 000 °C的高温，导弹很有可能没有击中目标就会被烧毁在大气层中。科学家将石英纤维制成布，并用塑料层层黏结，做成玻璃钢“头盔”罩在弹头上。当摩擦产生高温时，“头盔”被烧光了，导弹却已着陆击中目标。这种“头盔”材料叫“烧失材料”，它做的“头盔”能保护导弹不被烧毁的主要原因是( )
A．塑料被烧光使导弹温度急剧降低
B．制导弹的材料本身耐高温
C．SiO2熔点高，沸点更高，当它熔化并汽化时吸收大量的热，从而降低了导弹的温度
D．SiO2硬度大，导热能力强，能将热能转化为其他形式的能量
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17．(12分)有A、B、C、D、E原子序数均为前20号的五种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A＋与B－具有相同的电子层结构，B原子得一个电子后2p轨道全满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为40%，且其核内质子数等于其中子数；E元素原子中4s能级有2个电子。R是由A、D两元素形成的化合物。
请回答：
(1)A单质、B单质、化合物R的熔点高低顺序为________(填序号)。
①A单质>B单质>化合物R ②化合物R>A单质>B单质
③A单质>化合物R>B单质 ④B单质>化合物R>A单质
(2)B－的价层电子排布式为________；在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是________杂化，其固态时的晶体类型为________。
(3)C的氢化物的空间构型为________，其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是________________________________________________________________________。
(4)B、C、D三元素的电负性大小顺序为________＞________＞________(填元素符号)。
18．(12分)有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有三个未成对的单电子，F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，D是主族元素且与E同周期，E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。请回答下列问题。
(1)E元素原子基态时的电子排布式为________________。
(2)A2F分子中F原子的杂化类型是________，F的氧化物FO3分子空间构型为________。
(3)CA3极易溶于水，其原因主要是________________，试判断CA3溶于水后，形成CA3·H2O的合理结构：________(填字母代号)，推理依据是
________________________________________________________________________。
(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为________；该离子化合物晶体的密度为a g·cm－3，则晶胞的体积是________________(写出表达式即可)。
19．(14分)C60、金刚石、石墨和氯化铯的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)：
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为________。
A．同分异构体 B．同素异形体
C．同系物 D．同位素
(2)固态时，C60属于________(填“原子”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键的数目是________。
(3)晶体硅的结构跟金刚石相似，1 ml晶体硅中含有硅—硅单键的数目约是________ NA。
(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________。
(5)观察图形推测，CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为________，每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为________，距离为________，每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为________，距离为________，每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为________。
20．(14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铅，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题。
(1)铜原子基态电子排布式为________________；
(2)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9．00 g·cm－3，则铜晶胞的体积是________ cm3，晶胞的质量是________ g，阿伏加德罗常数为
________________________________________________________________________
[列式计算，已知Ar(Cu)＝63．6]；
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为________________；
(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是________________________________________________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
参考答案与解析
1．【解析】选D。分子晶体的化学式表示其实际组成。
2．【解析】选B。金刚石和石墨两种晶体中，每个最小的碳环都是由6个碳原子组成，石墨中每个碳原子被3个相同的碳环共用，金刚石中每个碳原子被12个相同的碳环共用，所以每个最小的碳环里实际所包含的碳原子数石墨多于金刚石。
3．【解析】选D。晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大者分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越大，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项物质均为同主族的金属晶体，其熔点高低取决于金属键的强弱，金属原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。碱金属原子半径依Li～Cs的顺序增大，价电子数相同，故熔点应是Li最高，Cs最低；原子晶体的熔点取决于共价键的键能，石墨中C—C键键长比金刚石中C—C键的键长更短，键能更大，所以石墨熔点比金刚石略高，金刚石熔点又比二氧化硅高，钠的熔点很低。
4．【解析】选D。首先根据性质推导该晶体是分子晶体还是原子晶体，再根据具体晶体的性质判断选项。因为BCl3的熔、沸点较低，故应为分子晶体，分子晶体熔化时不导电，故A、B错；又因氯—硼—氯键角为120°，则可确定BCl3为非极性分子，C错。
5．【解析】选D。本题通过学生思维的易混淆点考查学生思维的全面性。金属晶体中含有金属阳离子，但不属于离子晶体，A错；在BCl3分子中，B原子形成6个电子的结构，B错误；CO2和SiO2分别属于分子晶体和原子晶体，C错误；Na的熔点低于AlCl3，D正确。
6．【解析】选B。本题考查微粒间的作用力。干冰中既有共价键，又有范德华力；氯化钠中只存在离子键；NaOH中既存在离子键，又存在共价键；碘中既存在共价键，又存在范德华力，故B项符合题意。
7．【解析】选D。共价化合物有的是分子晶体，有的是原子晶体，原子晶体的熔点高；氯化氢是共价化合物，也是电解质；属于分子晶体的共价化合物由分子构成，属于原子晶体的共价化合物不是由分子构成；对于共价化合物一定正确的是液态时不导电。
8．【解析】选D。本题考查碳单质的几种晶体的结构及性质。C60、C70、C90均是分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，金刚石是原子晶体，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；C60的结构中存在碳碳双键，可与H2发生加成反应，D项错误。
9．【解析】选C。A项SiO2中存在极性键；B项HF分子间存在氢键，故HF沸点高；D项AlCl3为共价化合物。
10． D
11．【解析】选C。解答此类题目要认真阅读所给材料，从材料提取出有价值的信息，如本题中“没有碳酸盐”，但是有“硫酸盐、硅酸盐和水等”，证明火星上有氧元素，而“没有碳酸盐”说明火星上可能没有碳元素，A、D错误；Al2O3·2SiO2·2H2O属于硅酸盐，为离子晶体，B错误。
12．【解析】选B。有些单原子的分子晶体中不存在共价键，如稀有气体构成的晶体，A错；因在晶体中Ti4＋位于顶点而O2－位于面心，所以CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相邻，B正确；SiO2晶体中每个Si原子与4个O原子以共价键结合，C错；有些金属晶体比分子晶体的熔点低，如汞在常温下为液体，D错。
13．【解析】选A。冰是水分子之间通过氢键结合而成的分子晶体，B、C错误；水结冰时体积膨胀，D错误。
14．【解析】选B。SiO2和CO2的化学式相似，但其晶体结构类型不同，A正确；CO2为分子晶体，因此分子间存在分子间作用力，而分子内部碳原子和氧原子间形成共价键，NaCl和CsCl为离子晶体，故物理性质不同，C正确，B错误；根据二氧化硅的结构可判断D正确。
15．【解析】选B。由图可知微粒x的配位数为6，因此只有选项B不合题意，因在CsCl晶体中，阴、阳离子的配位数均为8。
16．【解析】选C。本题利用物质汽化吸收大量的热制作导弹“头盔”，从而避免导弹发射途中被烧坏。
17．【解析】首先从题目所给信息推导出各元素，B的2p轨道差一个电子为全满，应为F元素。因A＋和B－具有相同的电子层结构，则A为Na元素，C的p轨道有3个未成对电子，即为np3排布，又其氢化物溶解性为同族中最大，则应为N元素。D为S元素，E为Ca元素。(1)R为Na2S属于离子晶体，熔点最高，A单质是钠，为固态，B单质是F2，为气态，所以它们的熔点为R>A>B(固态高于气态)。(2)B－得一个电子后应是全充满，其价层电子排布式为2s22p6，CB3(NF3)中由于N原子有孤电子对，因而属于sp3杂化，属于分子晶体。(3)C的氢化物是NH3，空间构型是三角锥形，由于其分子间能形成氢键，故沸点很高。(4)电负性也指非金属性，则F＞N＞S。
【答案】(1)②
(2)2s22p6 sp3 分子晶体
(3)三角锥形 氨分子间形成氢键
(4)F N S
18【解析】由题意可知A、B、C分别为H、F、N，故推出F是S，由题意推出E是Cu，由晶胞的结构用均摊法计算出一个晶胞中含有8个F－，同时含有4个D离子，故可判断D是第四周期能形成＋2价离子的主族金属元素，故D是钙元素。NH3极易溶于水的原因是能与水分子间形成氢键，根据氢键的表示方法可知b是合理的；根据ρ＝eq \f(m,V)进行计算，应注意一个晶胞中含有4个CaF2。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)sp3 平面正三角形
(3)与水分子间形成氢键 b 一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根
(4)CaF2 eq \f(4×78 g·ml－1,a g·cm－3×6.02×1023 ml－1)
19．【解析】(1)所给三种物质均为只由碳元素组成的单质，故它们互为同素异形体。
(2)C60中只含碳元素，且不具有向空间无限伸展的网状结构，所以为分子晶体；C60的分子中的总的价电子数为：60×4＝240，由图示可知已成键的价电子数为60×3＝180，所以可形成的双键数为：eq \f(240－180,2)＝30。
(3)由金刚石的结构模型可知，每个碳原子都与相邻的碳原子形成一个单键，故每个碳原子相当于形成(eq \f(1,2)×4)个单键，则1 ml硅中可形成2 ml硅—硅单键。
(4)石墨层状结构中每个碳原子为三个正六边形共有，即对每个六边形贡献eq \f(1,3)个碳原子，所以每个正六边形占有eq \f(1,3)×6＝2个碳原子。
(5)以图中大立方体中心的Cs＋为基准，与其最近的Cs＋分别位于其上、下、前、后、左、右的六个方位；与其次近的Cs＋分别位于通过中心Cs＋的三个切面的大正方形的顶角，个数为4×3＝12；与其第三近的Cs＋分别位于大立方体的8个顶角上；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为8。
【答案】(1)B (2)分子 30 (3)2 (4)2 (5)6 12 eq \r(2)a 8 eq \r(3)a 8
20．【解析】(1)铜是29号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)铜的晶胞为面心立方最密堆积，一个晶胞能分摊到4个Cu原子；1 pm＝10－10 cm，故一个晶胞的体积为(361×10－10 cm)3＝4.7×10－23 cm3；一个晶胞的质量为4.7×10－23 cm3×9.00 g·cm－3＝4.23×10－22 g，由M(Cu)＝63.6 g·ml－1＝eq \f(4.23×10－22 g,4)×NA，得NA＝6.01×1023 ml－1。
(3)KCuCl3中Cu元素的化合价为＋2，则另一种无限长链结构中的Cu元素的化合价为＋1，CuCl3原子团的化合价为－2，故其化学式为K2CuCl3。
(4)“金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应”，这是两种物质共同作用的结果，过氧化氢具有强氧化性，而氨水能与Cu2＋形成配合物。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)4.70×10－23 4.23×10－22
M(Cu)＝63.6 g·ml－1＝eq \f(4.23×10－22g,4)×NA，得NA＝6.01×1023 ml－1
(3)sp3 K2CuCl3
(4)过氧化氢为氧化剂，氨与Cu2＋形成配离子，两者相互促进使反应进行 Cu＋H2O2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－Na2O
Na
AlF3
AlCl3
Al2O3
BCl3
CO2
SiO2
920 ℃
97．8 ℃
1 291 ℃
190 ℃
2 073 ℃
－107 ℃
－57 ℃
1 723 ℃
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
答案