1、学年高中化学 第三章 晶体结构与性质练习新人教版选修3共4套18页本套资源目录2019_2020学年高中化学第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识练习含解析新人教版选修32019_2020学年高中化学第三章晶体结构与性质第三节金属晶体练习含解析新人教版选修32019_2020学年高中化学第三章晶体结构与性质第二节分子晶体与原子晶体练习含解析新人教版选修32019_2020学年高中化学第三章晶体结构与性质第四节离子晶体练习含解析新人教版选修3晶体的常识1下列说法错误的是()A非晶体都没有固定的熔点B晶体与玻璃体的本质差别是二者的硬度不同C可通过X射线衍射实验科学地区分晶体和非晶体D构成玻璃的粒子无
2、周期性排列，是无序的解析：晶体的熔点固定，而非晶体无固定的熔点，A正确；玻璃体是非晶体，与晶体的本质差别在于构成固体的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列，B错误，D正确；区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验，C正确。答案：B2普通玻璃和水晶的根本区别在于()A外形不一样B普通玻璃的基本构成微粒无规则排列，水晶的基本构成微粒按一定规律做周期性重复排列C水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点D水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换解析：普通玻璃为非晶体，水晶为晶体，它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律做周期性重复排列，即晶体具有自范性。两种物质在性质上的差异正是其
3、内部结构不同的体现。答案：B3关于晶体的自范性，下列叙述正确的是()A破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体B缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块C圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性D由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性解析：晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件，A选项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。答案：B4晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨与层垂直
4、方向上的电导率和与层平行方向上的电导率之比为11000。晶体各向异性的主要表现是()硬度导热性导电性光学性质A BC D解析：晶体的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性，表现在硬度，导热性、导电性、光学性质等方面。答案：D5话筒是我们熟悉的物质，在话筒中有一种材料的结构如图所示，它的主要成分是钛酸钡，根据晶体的结构示意图可知它的化学式是()ABaTi8O12 BBaTiO6CBaTi2O4 DBaTiO3解析：观察钛酸钡的示意图可知，Ba在立方体的中心，完全属于该晶胞，且只有1个；Ti处于立方体的8个顶点，O处于立方体的12条棱的中点，故晶体中三种原子的个数比为BaTiO1(8)(12)11
5、3。答案：D6.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，如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()A10个 B18个C24个 D14个解析：根据题图知，每个碳原子被3个六元环占有，利用均摊法知，每个7六元环占有碳原子个数为6714。答案：D7.如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的相对分子质量用M表示，则CsCl晶体的密度为()A. B.C. D.解析：由均摊法求得CsCl晶胞含有1个CsCl粒子，其质量是M/NA，再由相邻的两个Cs的核间距为a cm，求出该晶胞的体积是a3，所以晶
6、胞的密度是，晶体的密度和晶胞的密度是一样的。答案：D8.某离子晶体的晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。(1)晶体中每个Y同时吸引着_个X，每个X同时吸引着_个Y，该晶体的化学式为_。(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有_个。(3)晶体中距离最近的两个X与一个Y形成的夹角XYX为_(填角的度数)。解析：晶胞中的粒子分为4种：体心上的粒子完全属于该晶胞；面心上的粒子属于该晶胞；棱上的粒子属于该晶胞；顶点上的粒子属于该晶胞。本题粒子Y位于体心，粒子X位于顶点，所以该晶体的化学式为Y2X(或XY2)。观察图，4个X和1个Y构成了一个正四面体，故XYX10928。
7、答案：(1)48Y2X或XY2(2)12(3)109289有一种蓝色的晶体，它的结构特征是Fe2和Fe3分别占据立方体互不相邻的顶点，立方体的每条棱上均有一个CN。(1)根据晶体结构的特点，推出这种蓝色晶体的化学式(用简单整数表示)_。(2)此化学式带何种电荷_，如果Rn或Rn与其结合成电中性粒子，此粒子的化学式为_。解析：Fe2、Fe3占据立方体的互不相邻的顶点，则每个立方体上有4个Fe2、4个Fe3。根据晶体的空间结构特点，每个顶点上的粒子有1/8属于该立方体，则该立方体中有1/2个Fe2、1/2个Fe3，CN位于立方体的棱上，棱上的粒子有1/4属于该立方体，该立方体中有3个CN，所以该晶
8、体的化学式为FeFe(CN)6，此化学式带负电荷，若结合Rn形成中性粒子，此粒子化学式为RFeFe(CN)6n。答案：(1)FeFe(CN)6(2)负电荷RFeFe(CN)6n10.如图是超导化合物钙钛矿晶体中最小重复单元(晶胞)的结构。请回答：(1)该化合物的化学式为_。(2)在该化合物晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有_个。(3)设该化合物的相对分子质量为M，密度为a g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为_。解析：(1)这个晶胞对位于顶点上的每个钛原子占有的份额为1/8，所以，它单独占有的钛原子个数为81/81个；它对位于棱上的每个氧原子
9、占有的份额为1/4，所以，它单独占有的氧原子个数为121/43个；它全部拥有体内的一个钙原子，所以，该晶胞中单独占有的钛原子、氧原子和钙原子的个数分别为：1、3、1；该化合物的化学式为CaTiO3。(2)钛位于正方体的顶点上，则与一个钛离子距离最近的另一个钛离子与它共棱。从立方晶胞进行堆积的图形可以看出，在横向、纵向、竖向上，满足条件的离子都是2个，所以共6个。(3)设这种立方晶胞的边长是b，那么，钙离子与钛离子之间的距离是体对角线的一半，即b。因为每个立方体的体积为b3，而NA个这样的立方体堆积到一起就是1 mol晶体，其质量为M g，其体积为 cm3。所以NAb3 cm3，所以，b cm，
10、则题中所求距离为 cm。答案：(1)CaTiO3(2)6(3) cm金属晶体1下列关于晶体的说法正确的是()A在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D分子晶体的熔点一定比金属晶体的低解析：金属晶体中只有金属阳离子和自由电子，无阴离子。金属晶体的熔点相差比较大，金属钨的熔点(3 410 )高于晶体硅(1 410 )，而金属汞的熔点(常温下呈液态)比白磷、碘等分子晶体的低。答案：A2依据“电子气”的金属键模型，下列对于金属导电性随温度变化的解释，正确的是()A温度升高，自由电子的动能变大，以致金属导电性增强B温度升高，阳离子的动能变
11、大，阻碍电子的运动，以致金属导电性减弱C温度升高，自由电子互相碰撞的次数增加，以致金属导电性减弱D温度升高，阳离子的动能变大，自由电子与阳离子的吸引力变小，以致导电性增强解析：温度升高时，由于阳离子吸收大量的能量，动能变大，阻碍电子的运动，故温度越高，导电性越弱。答案：B3按下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是()A由分子间作用力结合而成，熔点低B固体或熔融后易导电，熔点在1 000 左右C由共价键结合成网状结构，熔点高D固体不导电，但溶于水或熔融后能导电解析：A为分子晶体；B中固体能导电，熔点在1 000 左右，不是很高，应为金属晶体；C为原子晶体，D为离子晶体。答案：B4下列关于金
12、属晶体的体心立方堆积的结构形式的叙述正确的是()A晶胞是六棱柱 B每个晶胞中含有2个原子C每个晶胞中含4个原子 D每个晶胞中含5个原子解析：金属晶体的体心立方堆积的晶胞是平行六面体，体心立方堆积的堆积方式为立方体的顶点和体心各有1个原子，每个晶胞中含有812个原子。答案：B5某固体仅由一种元素组成，其密度为5.0 gcm3，用X射线研究该固体的结构时得知：在边长为1107 cm的正方体中含有20个原子，则此元素的相对原子质量最接近下列数据中的()A32 B120C150 D180解析：20个原子的质量为5.0 gcm3(1107 cm)35.01021 g，则1个碳原子的质量为2.51022
13、g，则NA个原子的质量为6.0210232.51022 g150.5 g，故摩尔质量为150.5 gmol1，此元素的相对原子质量最接近150。答案：C6.金属钠晶体为体心立方堆积(如图)，实验测得钠的密度为(gcm3)。已知钠的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为NA(mol1)，假定金属钠原子为等直径的刚性球且处于体对角线上的三个球相切。则钠原子的半径r(cm)为()A. B.C. D.解析：该晶胞中实际含钠原子两个，晶胞边长为，则，进一步化简后可得答案。答案：C7结合金属晶体的结构和性质，回答以下问题：(1)已知下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au。 简单立方堆积的是
14、_；体心立方堆积的是_；六方最密堆积的是_；面心立方最密堆积是_；(2)根据下列叙述，判断一定为金属晶体的是 _(填字母)。A由分子间作用力形成，熔点很低 B由共价键结合形成网状晶体，熔点很高C固体有良好的导电性、导热性和延展性(3)下列关于金属晶体的叙述正确的是_(填字母)。 A常温下，金属单质都以金属晶体形式存在B金属阳离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失 C钙的熔、沸点高于钾D温度越高，金属的导电性越好解析：(1)简单立方堆积的空间利用率低，金属Po采取这种方式。体心立方堆积是上层金属原子填入下层金属原子形成的凹穴中，这种堆积方式的空间利用率比简单立方堆积的高，
15、多数金属是这种堆积方式。六方最密堆积按ABAB的方式堆积，面心立方最密堆积按ABCABC的方式堆积，六方最密堆积常见金属为Mg、Zn、Ti，面心立方最密堆积常见金属为Cu、Ag、Au。 (2)A项属于分子晶体；B项属于原子晶体；而C项是金属的通性。(3)常温下，Hg为液态，A错；因为金属键无方向性，故金属键在一定范围内不因形变而消失，B正确；钙的金属键强于钾，故熔、沸点高于钾，C正确；温度升高，金属的导电性减弱，D错。答案：(1)PoNa、K、FeMg、ZnCu、Au(2)C(3)BC8.金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。它是一种体心立方结构。实际测得金属钨的密度为，钨的相对原子质量为M，假
16、定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题：(1)每一个晶胞分摊到_个钨原子。(2)晶胞的边长a为_。(3)钨的原子半径r为_(只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。(4)金属钨原子形成的体心立体结构的空间利用率为_。解析：(1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞所有，故每一个晶胞分摊到2个钨原子。(2)每个晶胞中含有2个钨原子，则每个晶胞的质量m，又因每个晶胞的体积Va3，所以晶胞密度，a。(3)钨晶胞的体对角线上堆积着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即4ra，r 。(4)每个晶胞含有2个钨原子，2个钨原子的体积V2r3，则该体心立方结构的空间利
17、用率100%100%100%68%。答案：(1)2(2) (3) (4)68%9C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示其中的一层结构)：(1)C60、金刚石和石墨三者互为_。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分子中含有双键和单键，推测C60跟F2_(填“能”或“不能”)发生加成反应。(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol 硅晶体中含有硅硅单键的数目约是_NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入一个氧原子。二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是_。(4)石墨层状
18、结构中，平均每个正六边形拥有的碳原子数是_个。解析：C60晶体中存在不饱和的碳碳双键，在一定条件下能与F2发生加成反应；晶体硅的结构与金刚石相似，存在以硅原子为中心和顶点的正四面体结构单元，每个硅原子形成4个SiSi键，但一个SiSi键为2个硅原子共有，故一个硅原子可形成2个SiSi键，即1 mol硅原子能形成2 mol SiSi键；石墨中每个C原子形成3条CC键，故每个C原子为3个六边形所共用，每个六边形拥有的C原子个数为62个。答案：(1)B(2)分子能(3)26(4)2分子晶体与原子晶体1下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是()A原子晶体硬度通常比分子晶体大B原子晶体的熔、沸点较高
19、C分子晶体都不溶于水D金刚石、水晶属于原子晶体解析：分子晶体有的能溶于水，如H2SO4等。答案：C2下列事实能说明刚玉(Al2O3)是一种原子晶体的是()Al2O3是两性氧化物硬度很大它的熔点为2 045 几乎不溶于水自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石A BC D解析：指的是Al2O3的分类，指的是刚玉的种类，这两项都无法说明Al2O3是一种原子晶体。答案：B3科学家发现的C60是一种新的分子，它具有空心、类似于足球的结构。最近科学家又确认存在着另一种分子“N60”，它与C60的结构相似，在高温或机械撞击时，其积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来。下列关于N60的说法不正确的是()AN60是由共价键结
20、合而成的空心球状结构BN60和14N都是氮的同位素CN60的熔、沸点不高DN60可能成为很好的火箭燃料解析：由于C60晶体为分子晶体，而N60结构与之相似，所以N60 也为分子晶体，同位素是质子数相同中子数不同的同种元素的核素，N60是一种分子而非核素；分子晶体的熔、沸点不高，故N60的熔、沸点也不会很高。答案：B4下列叙述中，结论(事实)和对应的解释(事实)均不正确的是()A金刚石的熔、沸点高于晶体硅，因为CC键的键能大于SiSi键的键能B二氧化硅晶体中不存在SiO2分子，因为它含有硅氧四面体的空间网状结构C稀有气体的晶体属于原子晶体，因为其组成微粒是原子，不存在分子间作用力D立体构型为正四
21、面体结构的分子中，化学键的键角不一定是10928，有可能为60解析：稀有气体的晶体属于分子晶体，存在分子间作用力，不存在共价键，C项符合题意。答案：C5SiCl4的分子结构与CCl4相似，对其进行下列推测不正确的是()ASiCl4晶体是分子晶体B常温、常压下SiCl4是气体CSiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子DSiCl4的熔点高于CCl4解析：由于SiCl4具有分子结构，所以一定属于分子晶体。影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在这两种分子中都只有范德华力，SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量，所以SiCl4的分子间作用力较大，熔、沸点应该比CCl4高。CCl
22、4的分子是正四面体结构，SiCl4与它结构相似，因此也应该是正四面体结构，是含极性键的非极性分子。答案：B6美国科学杂志曾报道：在40 GPa的高压下，用激光加热到1 800 K，人们成功制得了原子晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是()A该原子晶体中含有极性键B该原子晶体易汽化，可用作制冷材料C该原子晶体有很高的熔点、沸点D该原子晶体硬度大，可用作耐磨材料解析：CO2由固态时形成的分子晶体变为原子晶体，其成键情况也发生了变化，由原来的C=O双键变为CO单键，但化学键依然为极性共价键，故A项正确。由于晶体类型及分子结构发生变化，物质的熔、沸点等性质也发生了变化，CO2原子晶体具有高硬度
23、、高熔、沸点等特点，故C、D选项正确，B项错误。答案：B7X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界最硬的原子晶体。下列叙述错误的是()AWX4是沼气的主要成分B固态X2Y是分子晶体CZW是原子晶体DZY2的水溶液俗称“水玻璃”解析：由题给条件可知，X为氢元素，Y为氧元素，Z为硅元素，W为碳元素。则WX4为CH4，X2Y为H2O，其晶体为分子晶体，ZW为SiC，属于原子晶体，ZY2为SiO2，SiO2难溶于水，也不能与水反应。答案：D8.如图为CO2分子晶体结构的一部分，观察图形。试说明每个CO2分子周围有_个与之紧邻且等距的CO2分子；该
24、结构单元平均占有_个CO2分子。解析：题给CO2分子晶体的一部分，属面心立方结构。取任一顶点的CO2分子，则与之距离最近且等距的是共用该顶点的三个面面心上的CO2分子，共3个；而该顶点被8个同样晶胞共用，而面心上的分子被2个晶胞共用，这样符合题意的CO2分子有：38/212个；在此结构中，8个CO2分子处于顶点，为8个同样结构共用，6个CO2分子处于面心，为2个同样结构共用。所以，该结构单元平均占有的CO2分子：864(个)。答案：1249.C60分子是形如球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；C60分子含有五边形和六边形；多面体的顶点数
25、、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：顶点数面数棱边数2。据上所述，可推知C60分子有12个五边形和20个六边形，C60分子所含的双键数为30。请回答下列问题：(1)固体C60与金刚石相比较，熔点较高者应是_，理由是_。(2)试估计C60跟F2在一定条件下，_(填“可能”或“不可能”)发生反应生成C60F60，并简述其理由： _。(3)确定C60分子所含单键数为_。解析：(1)金刚石属原子晶体，而固体C60不是，故金刚石熔点较高。(2)因C60分子中含30个双键，与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60。(只要指出“C60含30个双键”即可，但答“C60含有双键”不可)(3)通过计算，确定
26、C60分子所含单键数。依题意，C60分子形成的化学键为(360)90，也可以由欧拉定理计算键数(即棱边数)：60(1220)290，C60分子所含单键数为903060。答案：(1)金刚石金刚石属于原子晶体，而C60属于分子晶体，因此金刚石的熔点高于C60(2)可能C60分子中含30个双键，与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60(3)6010碳、氮、氟、硅、铜等元素的化合物广泛存在于自然界，回答下列问题：(1)氮气分子中键和键的比值为_；基态铜原子的电子排布式为_。(2)C、N、F三种元素第一电离能由大到小的顺序为_；三种元素分别形成的最简单氢化物中属于非极性分子的是_(填化学式)。(3
27、)NF3是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体，NF3分子的空间构型为_；在NF3中，氮原子的杂化轨道类型为_。(4)金刚砂(SiC)的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示。金刚砂晶体类型为_，每个碳原子周围最近的碳原子数目为_，若晶胞的边长为a cm，阿伏加德罗常数为NA，则金刚砂的密度为_ gcm3(不需要化简)。解析：(1)氮气分子中有1个键和2个键，所以比值为12；铜为29号元素，基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)非金属性越强，第一电离能越大，因此C、N、F三种元素第一电离能由大到小的顺序为FNC；三种元素分别形成的最简单氢化物分别为CH4、NH3、H
28、F，甲烷呈正四面体形，属于非极性分子，氨气呈三角锥形，属于极性分子，HF是双原子形成的极性分子，所以属于非极性分子的是CH4。(3)NF3的中心氮原子价电子对数为(53)/24，氮原子的杂化轨道类型为sp3杂化，氮原子有一对孤电子对，NF3分子的空间构型为三角锥形。(4)金刚砂晶体中原子呈立体网状排列，晶体类型为原子晶体；每个碳原子周围最近的碳原子数目为12；若晶胞的边长为a cm，阿伏加德罗常数为NA，每个晶胞中含有硅原子81/861/24，每个晶胞中含有碳原子为4，则金刚砂的密度为(404)(NAa3)(gcm3)。答案：(1)121s22s22p63s23p63d104s1(2)FNCCH4(3)三角锥形sp3(4)原子晶体12离子晶体1下表所列有关晶体的说法中，有错误的是()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
