人教版高中化学选修三第3章《晶体结构与性质》测试试题(含答案解析版)

第3章《晶体结构与性质》测试题

1.氮化硼(BN)是一种新型结构材料，具有超硬、耐磨、耐高温等优良特性，下列各组物质熔化时，所克服的微粒间作用与氮化硼熔化时克服的微粒间作用都相同的是( )

A． 硝酸钠和金刚石 B． 晶体硅和水晶 C． 冰和干冰 D． 苯和萘 2.如图为金属镉的堆积方式，下列说法正确的是( )

一、单选题(每小题只有一个正确答案)

A． 此堆积方式属于非最密堆积 B． 此堆积方式为A1型

C． 配位数(一个金属离子周围紧邻的金属离子的数目)为8 D． 镉的堆积方式与铜的堆积方式不同 3.下列性质适合于离子晶体的是( ) ①熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电 ②熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电 ③能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃ ④熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g/cm3 ⑤熔点－218 ℃，难溶于水 ⑥熔点3 900℃，硬度很大，不导电

⑦难溶于水，固体时导电，升温时导电能力减弱 ⑧难溶于水，熔点高，固体不导电，熔化时导电 A． ①⑧ B． ②③⑥ C． ①④⑦ D． ②⑤ 4.在常温常压下，下列物质中属于金属晶体的是( ) A． 铂 B． 汞 C． 水晶 D． 金刚石 5.下列说法错误的是( )

A． 从CH4、NH、SO为正四面体结构，可推测PH、PO也为正四面体结构 B． 1 mol金刚石晶体中，平均含有2 molC—C键

C． 水的沸点比硫化氢的高，是因为H2O分子间存在氢键，H2S分子间不能形成氢键

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D． 某气态团簇分子结构如图所示，该气态团簇分子的分子式为EF或FE

6.下列推论正确的

A． SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3­ B． NH4为正四面体结构，可推测出PH4也为正四面体结构 C． CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体

D． C2H6是碳链为直线型的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线型的非极性分子 7.关于SiO2晶体的叙述正确的是（ ）

A．通常状况下，60克SiO2晶体中含有的分子数为NA（NA表示阿伏加德罗常数的数值） B．60克SiO2晶体中，含有2NA个Si－O键

C．晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点 D．SiO2晶体中含有1个硅原子，2个氧原子

8.氯化硼的熔点为-107℃，沸点为12.5℃，在其分子中键与键之间的夹角为120o，它能水解，有关叙述正确的是( )

A． 氯化硼液态时能导电而固态时不导电 B． 氯化硼加到水中使溶液的pH升高 C． 氯化硼分子呈正三角形，属极性分子 D． 氯化硼遇水蒸气会产生白雾 9.下列叙述错误的是( )

A． 带相反电荷的离子之间的相互吸引称为离子键 B． 金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键

C． 某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键 D． 非金属原子间可能形成离子键

10.在40 GPa高压下，用激光器加热到1 800 K时，人们成功制得原子晶体干冰，其结构和性质与SiO2原子晶体相似，下列说法正确的是( ) A． 原子晶体干冰易汽化，可用作制冷剂 B． 原子晶体干冰有很高的熔点和沸点 C． 原子晶体干冰的硬度小，不能用作耐磨材料 D． 1 mol原子晶体干冰中含2 mol C—O键

11.在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上，碳原子数是( ) A． 2个 B． 3个 C． 4个 D． 6个

12.已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别为（ ）

+

+

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A． 14、6 B． 14、8 C． 4、8 D． 4、12 13.表中原子化热、晶格能、键能的单位都是kJ•mol﹣1

则下列说法正确的是（ ）

A． Na（s）与Cl2（g）反应生成1mol NaCl（s）放出的热量为556.1kJ B． Si（s）+2Cl2（g）═SiCl4（g）△H=﹣602kJ•mol C． 从表中可以看出，氯化钠的熔点比晶体硅高

D． 从表中数据可以看出，微粒半径越大金属键、离子键的越弱，而共价键却越强

14.如图所示，在较高温度时，钾、氧两种元素形成的一种晶体结构与NaCl晶体结构相似，则该化合物的化学式为( )

﹣1

A． K2O B． K2O2 C． K2O3 D． KO2

15.石墨晶体是层状结构，在每一层内，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合，下图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是( )

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A． 10个 B． 18个 C． 24个 D． 14个

二、填空题 16.卤素化学丰富多彩，能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物．

（1）卤素互化物如Ibr ICl等与卤素单质结构相似、性质相近．Cl2、IBr、ICl沸点由髙到低的顺序为 ，I和Cl相比．电负性较大的是 C ．

（2）基态溴原子的电子排布式为 ，碘原子价电子的电子排布图为 ．

（3）I3属于多卤素阳离子，根据VSEPR模型推测I3的空间构型为 ，中心I原子的杂化轨道类型为 ．

（4）请推测①HClO4②HIO4、③H5IO6[可写成（HO）5IO]三种物质的酸性由强到弱的顺序为 （填序号）．

（5）离子化合物RbICl2存在复合阴离子，且晶体结构与NaCl相似，晶胞边长为685.5pm（1）pm=10﹣12m），RbICl2晶胞中含有 个氯原子，RbICl2晶体的密度是g•cnT3（只要求列箅式，不必计算出数值．阿伏伽德罗常数为NA）．

17.原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请你回答下列问题： (1)请按要求任意写一个相应物质：(填化学式)

含有非极性键的离子化合物________，既含有非极性键又含极性键的非极性分子________，既含有非极性键又含极性键的极性分子________，全部由非金属元素组成的离子化合物________，由金属元素和非金属元素组成的共价化合物________。

(2)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4种类型，苏丹红Ⅰ的分子结构如图1所示。

+

+

苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成图2所示的结构，则其在水中的溶解度会________(填“增大”或“减小”)，原因是________________________________________________________________________。

(3)已知Ti3＋可形成配位数为6，颜色不同的两种配合物晶体，一种为紫色，另一种为绿色。两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：

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a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液； b．分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；

c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为________________，由Cl－所形成的化学键类型是________。

(4)下图中A，B，C，D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氢化物的沸点，其中表示ⅦA族元素氢化物沸点的曲线是________；表示ⅣA族元素氢化物沸点的曲线是________；同一族中第

3、4、5

周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是

________________________________________________________________________；

A，B，C曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点，其原因是________________________________________________________________________。

18.有下列几种物质①NaCl ②Na2S ③MgCl2 ④NaOH ⑤NH4Cl (1)写出②④⑤的电子式： (2)写出①③的形成过程 ① ③

19.用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。

（1）Al的原子结构示意图为_____________________；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为_______________________________________________。

(2)30Si的原子的中子数为_________；SiO2晶体类型为__________________。

（3）Al3+与Yn－的电子数相同，Y所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是________。

（4）焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是__________。 （5）经处理后的熔渣36.0g（仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2），加入足量稀盐酸，分离得到11.0g固体；

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滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体；则此熔渣中Al2O3的质量分数为__________________。

三、推断题 20.下表是元素周期表中短周期的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。

(1)上述元素的单质中熔点最高的可能是________(填字母)；dh4比gh4稳定，其原因是 ________________________________________________________________________。

(2)f和a所形成的物质的沸点在f相应主族元素的同类型化合物中比较高，其原因是________________________________________________________________________。

(3)f的氢化物属于________晶体，a与d形成的化合物da4的立体构型是________，它的晶体属于________晶体。

(4)C，i、j可组成离子化合物cxij6，其晶胞结构如下图所示，阳离子c＋(用○表示)位于正方体棱的中点和正方体内部；阴离子ij(用●表示)位于该正方体的顶点和面心。该化合物的化学式是____________。

21.氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：

请回答下列问题：

(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是_____________、_______________；

(2)基态B原子的电子排布式为_________；B和N相比，电负性较大的是_________，BN中B元素的化合价为_________；

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(3)在BF3分子中，F—B—F的键角是_______，B原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4－的立体结构为_______；

(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________；

(5)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm（只要求列算式，不必计算出数值。阿伏伽德罗常数为NA）。

四、计算题 22.下图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图，它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30 g·cm，钨的相对原子质量是183.9。假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下列问题：

－3-3

(1)每一个晶胞中均摊到________个钨原子。 (2)计算晶胞的边长a。

(3)计算钨的原子半径r(提示：只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。

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答案解析

1.【答案】B

【解析】由题意知BN、SiO2和晶体Si均为原子晶体，熔化时同种晶体类型克服的微粒间作用力相同。 2.【答案】D

【解析】据图可看出，镉的堆积方式为“…ABAB…”形式，为A3型，而铜的堆积方式为A1型，故A，B两项错误，D项正确；A3型密堆积的配位数为12，即中间一层有6个，上下两层各有3个，C项错误。 3.【答案】A

【解析】离子晶体液态时能导电，难溶于非极性溶剂，熔点较高、质硬而脆，固体不导电，故②③④⑤⑦均不符合离子晶体的特点；⑥中熔点达3 900 ℃，硬度很大应是原子晶体。故只有①⑧符合题意。 4.【答案】A

【解析】水晶和金刚石都属于原子晶体；汞在常温常压下是液态，不是晶体。 5.【答案】D

【解析】选项D中强调该物质是气态团簇分子，即是一个大分子，因此不能用均摊法计算，直接找出分子中原子个数即得化学式。该物质的化学式应为(EF)4，选项D错。 6.【答案】B

【解析】氨气分子之间存在氢键，沸点高于PH3的；SiO2晶体不是分子晶体；C3H8不是直线型的，碳链呈锯齿形且为极性分子。 7.【答案】C

【解析】60克SiO2晶体即1molSiO2，晶体中含有Si－O键数目为 4mol（每个硅原子、氧原子分别含有4个、2个未成对电子，各拿出一个单电子形成Si－O共价键），含4NA个Si－O键；SiO2晶体中含有无数的硅原子和氧原子，只是硅氧原子个数比为1：2。 答案：C 8.【答案】D

【解析】A，氯化硼熔沸点都较低说明是分子化合物，所以液态是不导电； B，错误，氯化硼水解产生HCl，使得溶液PH降低；

C，不正确，因为其分子构型对称正负电荷重心重合，所以属于非极性分子； D，正确，因为氯化硼水解生成的HCl在空气中形成白雾。 故选D 9.【答案】A

【解析】离子键的实质是静电作用，包括静电吸引和静电排斥，A符合题意；AlCl3、BeCl2等是共

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价化合物，故B不符合题意；HCl是共价化合物，C不符合题意；铵盐如NH4Cl等全为非金属元素，属于离子化合物，D不符合题意。 10.【答案】B

【解析】解析 已制得原子晶体干冰，所以应具有原子晶体的性质，熔、沸点高，硬度大。所以B正确。 11.【答案】D

【解析】在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上，碳原子数是6，答案选D。 12.【答案】D

【解析】每个晶胞中铜原子个数=8×0.125+6×0.5=4 ；在铜的晶胞中，顶点上的铜原子被8个晶胞占有，每个晶胞中与一个顶点上铜原子距离最近的铜原子数是3，每个面上的铜原子被2个晶胞占有，所以其配位数是3×8×0.5=12 13.【答案】B

【解析】A，Na与Cl2反应的△H=2×108.5KJ/mol+243KJ/mol﹣2×786KJ/mol=﹣1112KJ/mol，故A错误；

B，反应的△H=176KJ/mol×2+243KJ/mol×2﹣360KJ/mol×4=﹣602KJ/mol，故B正确；

C，NaCl是离子晶体，硅是原子晶体，晶体类型不同，其熔点高低不能只看其晶格能和键能大小，故C错误；

D，微粒半径越大共价键也是越弱，故D错误； 14.【答案】D 【解析】K＋的个数：15.【答案】D

【解析】利用点与面之间的关系，平均每个正六边形需碳原子：6×1/3＝2(个)。7个六元环是14个碳原子。

16.【答案】（1）BrI＞ICl＞Cl2；Cl；（2）：[Ar]3d104s24p5；（4）①②③．（5）（5）8；

；（3）V形；sp3；

；O2-的个数：

，故其比值为1∶1，应选D。

【解析】（1）分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，则沸点为BrI＞ICl＞Cl2，氯原子得电子能力强于I，所以Cl的电负性大，

（2）Br的原子序数为35，最外层有7个电子，为4s、4p电子，则电子排布式为[Ar]3d104s24p5，碘原子价电子的电子排布图为；

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（3）I3+的成键数为2，孤对电子数为×（7﹣1﹣2×1）=2，与水相似，则空间构型为V形，中心I原子的杂化轨道类型为sp；

（4）含非羟基氧原子个数越多，酸性越强，非羟基氧分别为3、3、1，但非金属性Cl＞I，则酸性为①②③

（5）氯化钠是正六面体结构，每个晶胞中含有8个钠离子和8个氯离子，化合物RbICl2晶体结构与NaCl相似，所以RbICl2晶胞中含有8个氯原子，1个晶胞中含有4molRbICl2，根据ρ=，所以

3

3

该晶胞的密度是g•cnT，

17.【答案】(1)Na2O2 C2H2 H2O2 NH4Cl AlCl3

(2)增大 因为苏丹红Ⅰ形成分子内氢键，而修饰后的分子可形成分子间氢键，与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度

(3)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 离子键、配位键(或共价键)

(4)B D 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高 H2O、NH3、HF分子之间存在氢键，沸点较高

【解析】(1)含有非极性键的离子化合物可以是Na2O2、CaC2等；既含极性键又含非极性键的非极性分子可以是C2H6、C2H4等；既含有非极性键又含极性键的极性分子是H2O2；全部由非金属元素组成的离子化合物是铵盐；由金属元素和非金属元素组成的共价化合物是AlCl3、AlBr3等。

(2)苏丹红Ⅰ形成分子内氢键，羟基取代对位后，则易形成分子间氢键，与H2O之间形成氢键后会增大其溶解度。

(3)根据实验步骤c，绿色配合物外界有2个Cl－，紫色配合物外界有3个Cl－，其化学式分别为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O、[Ti(H2O)6]Cl3，由Cl－形成的化学键是离子键、配位键。

(4)因为沸点：H2O＞HF＞NH3＞CH4，所以A、B、C、D分别代表ⅥA、ⅦA、ⅤA、ⅣA元素氢化物的沸点变化趋势；形成分子间氢键的氢化物的沸点高，不能形成分子间氢键的，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高。 18.【答案】(1)（

2

）

【解析】在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子，以简明地表示原子、离子的最外电子层的电子排布的式子称为电子式。

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19.【答案】（1）2Al＋2OH＋2H2O=2AlO2＋3H2↑

－－

（2）16 原子晶体 （3）HCl （4）CO2 （5）25%

【解析】（1）Al在周期表中位于第三周期第ⅢA族，其原子结构示意图为；单质铝既

能与酸反应产生氢气，又能与强碱反应产生氢气，与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑。

（2）在原子符合的表达式中左上角表示质量数，左下角表示质子数，根据质量数＝质子数+中子数可计算出Si的原子的中子数为：30－14＝16。SiO2晶体是由Si和O两种原子通过极性共价键形成的原子晶体。

（3）在元素周期表中只有第 ⅦA族卤素原子的氢化物的水溶液才均显酸性，因为Al与Y的电子数相同，所以Y是F元素。卤素元素形成的氢化物均属于分子晶体，其沸点随分子间作用力的增大而升高，但由于HF分子中存在氢键，因而HF的沸点最高，所以沸点最低的是HCl。 （4）由药皮的成分大理石、水泥、硅铁可知，在高温下只有大理石才分解产生CO2，因此气体只能是CO2气体。

（5）熔渣中只有SiO2与盐酸不反应，因此11.0g是SiO2的质量。Fe2O3、Al2O3溶于盐酸分别生成FeCl3、AlCl3，当滤液中加入过量NaOH溶液时AlCl3生成NaAlO2，FeCl3生成Fe(OH)3沉淀。所以21.4g固体是Fe(OH)3的质量，其物质的量为

，由铁原子守恒知Fe2O3的

3+

n－

30

物质的量为0.1mol，其质量为0.1mol×160g·mol－1＝16.0g。熔渣中Al2O3的质量分数为

。

20.【答案】(1)d 碳的原子半径比硅的原子半径小，C—Cl键的键能比Si—Cl键的键能大 (2)水分子之间存在氢键 (3)分子 正四面体 分子 (4)Na3[AlF6]

【解析】(1)根据各元素在周期表中的位置，结合物质熔点规律可知d(碳元素)形成的单质熔点最高。CCl4比SiCl4稳定，原因是碳的原子半径比硅的原子半径小，C—Cl键的键能比Si—Cl键的键能大；(2)H2O的沸点比同主族其他元素的氢化物沸点高的原因是水分子间存在氢键；(3)f的氢化

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物(一般指水)属于分子晶体，a与d形成的化合物(CH4)其分子的空间构型是正四面体，它的晶体属于分子晶体；(4)在晶胞中，含有阴、阳离子的数目比为1∶3，则化学式为Na3[AlF6]。 21.【答案】(1) B2O3+3 CaF2+3H2SO4B2O3+2NH3

2BN+3 H2O

2 BF3↑+3 CaSO4+3H2O

(2) 1s22s22p1，N，+3 (3) 120º，sp2，正四面体

(4) 共价键（极性共价键），分子间作用力 (5) 4，4，

。

【解析】（1）由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3，同时还应该产生硫酸钙和水，方程式为B2O3＋3CaF2＋3H2SO4＋2NH3

2BF3↑+3CaSO4＋3H2O；B2O3与氨气在高温下反应即生成BN，方程式为B2O3

2BN＋3H2O；

（2）B的原子序数是5，所以基态B原子的电子排布式为1s22s2sp1；B和N都属于第二周期，同周期自左向右电负性逐渐增大，所以B和N相比，电负性较大的是N，B最外层有3个电子，所以化合价是+3价；

（3）依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的孤电子对数＝1/2(a-xb)＝1/2(3-3×1)＝0，所以BF3分子为平面正三角形结构，F-B-F的键角是120°，杂化轨道类型为sp2；在BF4－中中心原子的孤电子对数＝1/2(a-xb)＝1/2(4-4×1)＝0，所以BF4－的结构为正四面体。

（4）B，N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；而层与层之间靠分子间作用力结合。

（5）描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6

个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示。所以金刚石的一个晶

胞中含有的碳原子数＝8×1/8+6×1/2+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。由于立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子，其质量是的体积是(361.5cm)3，因此立方氮化硼的密度是g·cm-3。

是，立方体

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22.【答案】(1)2 (2)3.16×10cm (3)1.37×10cm 【解析】(1)正确应用均摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。 (2)应用基本关系式：

，先求出晶胞的体积，然后根据V＝a3计算晶胞的边长。

－8－8

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