2020届淄博高化学晶体结构与性质练习试题及答案

2020 届山东淄博高化学晶体结构与性质练习试题 一、单选题（共 12 题；共 24 分） 1.下列关于金属晶体和离子晶体的说法中错误的是（ ） A. 都有多种堆积结构 B. 都含离子 C. 一般具有较高的熔点和沸点 D. 都能导电 2.下列说法正确的是（ ） A. O2-、Na+、Ne 的核外电子排布相同，所以化学性质相同 B. SiO2 与冰的熔点不同，跟其所含化学键类型不同有关 C. 碳酸氢钠溶于水既有离子键断裂，也有共价键断裂 D. 在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是分子间作用力、共价键、 共价键 3.下列说法正确的是（ ） A. 分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键 B. 分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸 C. 非极性分子中一定含有非极性键 D. 元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强 4.下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是（ ） ①SiO2 和 SO3 ②晶体硼和 HCl ③CO2 和 SO2 ④晶体硅和金刚石 ⑤晶体氖和晶体氮 ⑥硫黄和碘 A. ①②③ B. ④⑤⑥ C. ③④⑥ D. ①③⑤ 5.下面有关晶体的叙述中，错误的是( ) A. 石墨片层结构中，由共价键形成的最小碳环上有 6 个碳原子 B. 在 NaCl 晶体中每个 Na＋(或 Cl－)周围都紧邻 6 个 Cl－(或 6 个 Na＋) C. 白磷晶体中，微粒之间通过共价键结合，键角为 60° D. 离子晶体在熔化时，离子键被破坏 6.下列关于晶体的说法正确的组合是（ ） ①分子晶体中都存在共价键； ②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子； ③金刚石、NaF、NaCl、H2O、H2S 晶体的熔点依次降低； ④离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键； ⑤CaTiO3 晶体中（晶胞结构如图所示）每个 Ti3＋和 12 个 O2－相邻； ⑥SiO2 晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合； ⑦晶体中分子间作用力越大，分子越稳定； ⑧氯化钠熔化是离子键被破坏 A. ①②③⑥ B. ①②④ C. ③⑤⑦ D. ③⑤⑧7.下列各组物质中，按熔点由低到高的顺序排列正确的是（ ） A. Cl2、Br2、I2 B. CO2、SiO2 、KCl C. O2、I2、Hg D. 金刚石、NaCl、SO2 8.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为 0 价，部分为-2 价。如图所示为超氧化 钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是( ) A. 超氧化钾的化学式为 KO2 ， 每个晶胞含有 4 个 K＋和 4 个 O2- B. 晶体中每个 K＋周围有 8 个 O2- ， 每个 O2-周围有 8 个 K＋ C. 晶体中与每个 K＋距离最近的 K＋有 8 个 D. 晶体中与每个 K＋距离最近的 K＋有 6 个 9.下列说法不正确的是（ ） A. CO2、SiO2 的晶体结构类型不同 B. 加热硅、硫晶体使之熔化，克服的作用力不同 C. HF 比 HCl 稳定是因为 HF 间存在氢键 D. NaOH、NH4Cl 晶体中既有离子键又有共价键 10.下列双原子分子中，热稳定性最大的是（ ） 分子 I2 HF F2 HI 键能(kJ/mol)151569153297 A B C D A. A B. B C. C D. D 11.下列关于 SiO2 晶体网状结构（如图）的叙述正确的是（ ） A. 存在四面体结构单元, O 处于中心, Si 处于 4 个顶角 B. 最小环上有 3 个 Si 原子和 3 个 O 原子 C. 最小环上 Si 和 O 原子数之比为 1:2 D. 最小环上有 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子 12.下面的排序错误的是（ ） A. 晶体的熔点: B. 晶格能的大小: Al2O3＞MgCl2＞NaCl C. 共价键的键长: F-F＞C-Cl＞C-S＞Si-O D. 硬度由大到小:金刚石>氮化硅>晶体硅 二、综合题（共 5 题；共 21 分） 13. （1）Ⅰ．A、B、C、D 为前四周期元素。A 元素的原子价电子排布为 ns2 np2 ， B 元素原子的最外层电子 数是其电子层数的 3 倍，C 元素原子的 M 能层的 p 能级有 3 个未成对电子，D 元素原子核外的 M 能层中只 有 2 对成对电子。请回答下列问题： 当 n=2 时，AB2 属于________ 分子（填“极性”或“非极性”），分子中有 ________ 个 π 键。A6H6 分子中 A 原子的杂化轨道类型是 ________ 杂化。 （2）当 n=3 时，A 与 B 形成的晶体属于________ 晶体。 （3）若 A 元素的原子价电子排布为 3s23p2 ， A、C、D 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是________ （用元素符号表示）。 （4）Ⅱ．下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图（未按顺序排序）。与冰的晶体类型相同 的是________(请用相应的编号填写) （5）①与 N2O 互为等电子体的阴离子为________（填一种即可）；②根据价层电子对互斥模型确定 ClO3- 离子的空间构型为________。 （6）已知某红紫色配合物的组成为 CoCl3·5NH3·H2O，该配合物中的中心离子钴离子在基态时的核外电子排 布式为________。 （7）如图是金属铝晶体结构的示意图。已知金属铝的密度为 2.7g·cm-3 ， 则紧邻的铝原子的半径为 ________cm。(已知 =4.04) 14.（2019•江苏） A．[物质结构与性质] Cu2O 广泛应用于太阳能电池领域。以 CuSO4、NaOH 和抗坏血酸为原料，可制备 Cu₂O。 （1）Cu2+基态核外电子排布式为________。 （2） 的空间构型为________（用文字描述）；Cu2+与 OH−反应能生成[Cu(OH)4]2− ， [Cu(OH)4]2−中的 配位原子为________（填元素符号）。 （3）抗坏血酸的分子结构如图 1 所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为________；推测抗坏血酸在水中 的溶解性：________（填“难溶于水”或“易溶于水”）。 （4）一个 Cu2O 晶胞（见图 2）中，Cu 原子的数目为________。 15.（2019•全国Ⅱ）【选修三：物质结构与性质】 近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为 Fe−Sm−As−F−O 组成的化合物。回 答下列问题： （1）元素 As 与 N 同族。预测 As 的氢化物分子的立体结构为________，其沸点比 NH3 的________（填“高” 或“低”），其判断理由是________。 （2）Fe 成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm 的价层电子排布式为 4f66s2 ， Sm3+的价层电子排 布式为________。 （3）比较离子半径：F−________O2−（填“大于”等于”或“小于”）。 （4）一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图 1 所示，晶胞中 Sm 和 As 原子的投影位置如图 2 所示。 图中 F−和 O2−共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用 x 和 1−x 代表，则该化合物的化学式表 示为________，通过测定密度 ρ 和晶胞参数，可以计算该物质的 x 值，完成它们关系表达式： ρ=________g·cm−3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图 1 中原子 1 的坐标为( ， ， )，则原子 2 和 3 的坐标分别为________、________。 16.在普通铝中加入少量 Cu 和 Mg 后，形成一种称为拉维斯相的 MgCu2 微小晶粒，其分散在 Al 中可使得铝 材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下列问题： （1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________（填标号）。 （2）乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是________、 ________。乙二胺能与 Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是________，其中与乙二胺形成 的化合物稳定性相对较高的是________（填“Mg2+”或“Cu2+”）。 （3）一些氧化物的熔点如下表所示： 氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2 熔点/℃ 15702800 23.8﹣75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因________。 （4）图（a）是 MgCu2 的拉维斯结构，Mg 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入 以四面体方式排列的 Cu．图（b）是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu 原子之间最短距离 x＝ ________pm，Mg 原子之间最短距离 y＝________pm．设阿伏加德罗常数的值为 NA ， 则 MgCu2 的密度 是________g•cm﹣3（列出计算表达式）。 17. （1）请将下列变化过程中破坏的微粒间作用力名称的编号填在横线上： A．共价键 B．离子键 C．金属键 D．分子间作用力 ①氢氧化钠熔化________；②干冰升华________； ③二氧化硅熔化________；④钠熔化________。 （2）单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据。 金刚石 晶体硅晶体硼 熔点(K)＞38231683 2573 沸点(K)5100 2628 2823 硬度 10 7.0 9.5 ①根据表中数据判断晶体硼的晶体类型属于________晶体； ②请解释金刚石的熔沸点高于晶体硅的原因是________。2020 届山东淄博高化学晶体结构与性质练习试题答案 一、单选题 1.【答案】 D 【考点】离子晶体，金属晶体 【解析】【解答】A.金属晶体和离子晶体都可采取紧密堆积，A 不符合题意； B.金属晶体由金属阳离子和自由电子组成，离子晶体由阳离子和阴离子组成，所以二者都含有离子，B 不 符合题意； C.离子晶体的熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异，但是大多数的熔、沸点还是比较高， C 不符合题意； D.金属晶体中有自由电子，可以在外加电场的作用下定向移动，而离子晶体的阴、阳离子不能自由移动， 因此不具有导电性，D 符合题意； 故答案为：D 【分析】A.金属晶体和离子晶体都具有多种堆积结构； B.金属晶体中不含有离子； C.金属晶体和离子晶体都具有较高的熔沸点； D.离子晶体不具有导电性； 2.【答案】 C 【考点】晶体熔沸点的比较，化学键和分子间作用力的区别 【解析】【解答】A.O2-、Na+和 Ne 的核外电子排布相同，但其化学性质不同，A 不符合题意； B.SiO2 为原子晶体，H2O 为分子晶体，二者都含有共价键，其化学键相同，但熔点不同，B 不符合题意； C.NaHCO3 溶于水的过程中，电离产生 Na+和 HCO3- ， 离子键被破坏，HCO3-电离产生 H+和 CO32- ， 共 价键被破坏，C 符合题意； D.石蜡由液态到气体的转化过程中，分子间作用力被破坏，而化学键没有被破坏，D 不符合题意； 故答案为：C 【分析】A.离子和原子的化学性质不同； B.化学键类型不影响物质的熔点； C.结合 NaHCO3 溶于水过程中发生的反应进行分析； D.石蜡由液态到气体的变化过程中没有破坏化学键； 3.【答案】 A 【考点】极性键和非极性键，极性分子和非极性分子，晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用 【解析】【解答】A、分子晶体中一定存在分子间作用力，但不一定含有共价键，如稀有气体，是单原子 组成的分子，不含化学键，A 符合题意； B、二元酸是 1mol 酸能够电离出 2molH＋ ， 不是含有氢原子的个数，如 CH3COOH 属于一元酸，B 不符 合题意； C、非极性分子不一定含有非极性键，如 CO2 属于非极性分子，但化学键是极性共价键，C 不符合题意； D、非金属性越强，其单质的活泼性不一定越强，如 N 非金属性强，但 N2 不活泼，D 不符合题意； 故答案为：A 【分析】A.单原子构成的分子晶体中不含有共价键； B.二元酸是指能电离产生 2 个 H+的酸； C.CO2 为非极性分子，但只含有极性共价键； D.N 的非金属性强，但 N2 的化学性质稳定； 4.【答案】 C 【考点】化学键，晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用 【解析】【解答】①SiO2 是原子晶体，SO3 是分子晶体，二者的晶体类型不同，①不符合题意； ②晶体硼是原子晶体，HCl 是分子晶体，二者的晶体类型不同，②不符合题意； ③CO2 和 SO2 都是分子晶体，且都只含有共价键，化学键类型和晶体类型都相同，③符合题意； ④晶体硅和金刚石都是原子晶体，且都只含有共价键，化学键类型和晶体类型都相同，④符合题意； ⑤晶体氖和晶体氮都是分子晶体，但晶体氖中不含有共价键，晶体氮中含有共价键，二者的共价键类型 不同，⑤不符合题意； ⑥硫磺和碘都属于分子晶体，二者都只含有共价键，化学键类型和晶体类型都相同，⑥符合题意； 综上，上述物质中，化学键类型和晶体类型都相同的为③④⑥，C 符合题意； 故答案为：C 【分析】根据所给物质的晶体类型和化学键类型进行分析。 5.【答案】 C 【考点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用 【解析】【解答】A.石墨的结构为 ， 其片层结构中由共价键形成的最小碳环上有 6 个碳原 子，选项正确，A 不符合题意； B.NaCl 的晶胞结构为 ， 则 NaCl 晶胞中，Na+的配位数为 6，即晶体中每个 Na+周围紧邻有 6 个 Cl- ， 选项正确，B 不符合题意； C.白磷属于分子晶体，分子之间是通过范德华力相互作用的，不存在共价键，选项错误，C 符合题意； D.离子晶体在熔化时，形成自由移动的离子，离子键被破坏，选项正确，D 不符合题意； 故答案为：C 【分析】A.根据石墨片层结构分析； B.根据 NaCl 晶体结构分析； C.根据白磷晶体的结构分析； D.晶体熔化时形成自由移动的离子； 6.【答案】 D 【考点】化学键，晶体熔沸点的比较，分子间作用力，不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别 【解析】【解答】①稀有气体的分子晶体中不存在共价键，①不符合题意； ②在金属晶体中，存在金属阳离子和自由移动的电子，但不存在阴离子，②不符合题意； ③金刚石属于原子晶体，熔点最高，NaF 和 NaCl 属于离子晶体，熔点比原子晶体低，比分子晶体高，F- 的半径小于 Cl-的半径，因此 NaF 的熔点 NaCl 高，H2O 和 H2S 属于分子晶体，熔点最低，且由于 H2O 中含 有氢键，熔点比 H2S 高，③符合题意； ④离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键，如 NH4Cl 为离子晶体，同时含有离子键和共价键，④ 不符合题意； ⑤由晶胞结构可知，CaTiO3 晶体中，每个 Ti3+和 12 个 O2-紧邻，⑤符合题意； ⑥SiO2 晶体中，每个 Si 原子周围连接 4 个氧原子，每个氧原子周围连接两个 Si 原子，都是以共价键的形 式结合，⑥不符合题意； ⑦分子间作用力不属于化学键，不影响分子的结构，⑦不符合题意； ⑧NaCl 熔化时，电离成自由移动的 Na+和 Cl- ， 离子键被破坏，⑧符合题意； 综上，上述说法正确的是③⑤⑧，D 符合题意； 故答案为：D 【分析】此题是对晶体相关结构和性质的考查，结合不同中类型晶体的结构和性质进行分析即可。 7.【答案】 A 【考点】晶体熔沸点的比较 【解析】【解答】A．Cl2、Br2、I2 都为分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，熔点越高，故 A 符合题 意； B．CO2 为分子晶体，KCl 为离子晶体，SiO2 为原子晶体，熔点由低到高的顺序为 CO2 、KCl、SiO2 ， 故 B 不符合题意； C．I2 常温下为固体，Hg 常温下为液体，熔点由低到高的顺序为 O2、Hg、I2 ， 故 C 不符合题意； D．金刚石为原子晶体，NaCl 为离子晶体，SO2 为分子晶体，熔点由低到高的顺序为 SO2、NaCl、金刚石， 故 D 不符合题意； 故答案为：A。 【分析】卤族单质熔沸点自上而下逐渐升高，一般情况下，原子晶体的熔沸点最高，离子晶体次之，分 子晶体较低。 8.【答案】 A 【考点】晶胞的计算 【解析】【解答】A. 晶胞中所含 K+的个数为 =4，所含 O 的个数为 =4，K+和 O 的个数比为 1：1，所以超氧化钾的化学式为 KO2 ， A 符合题意； B. 晶体中每个 K＋周围有 6 个 O ，每个 O 周围有 6 个 K＋ ， B 不符合题意； C. 晶体中与每个 K＋距离最近的 K＋有 12 个，C 不符合题意； D. 晶体中与每个 K＋距离最近的 K＋有 12 个，D 不符合题意； 故答案为：A 【分析】根据“均摊法”确定晶胞中原子个数，从而确定其化学式；结合晶胞结构，分析晶体中距离 K+最 近的离子个数。 9.【答案】 C 【考点】不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别 【解析】【解答】A.CO2 是分子晶体，SiO2 是原子晶体，二者的晶体结构类型不同，选项正确，A 不符合题 意； B.硅是原子晶体，硫是分子晶体，二者的晶体类型不同，加热熔化所克服的作用力不同，选项正确，B 不 符合题意； C.氢键只影响物质的熔沸点、水溶性等物理性质，不影响物质的化学性质，因此 HF 比 HCl 稳定，与氢键无 关，选项错误，C 符合题意； D.NaOH 中存在离子键和共价键，NH4Cl 中存在离子键和共价键，选项正确，D 不符合题意； 故答案为：C 【分析】A.CO2 是分子晶体，SiO2 是原子晶体； B.结合晶体类型分析； C.结氢键不影响氢化物的稳定性； D.结合物质结构分析； 10.【答案】 B 【考点】分子晶体，分子间作用力 【解析】【解答】双原子分子中，共价键的键能越大，分子的热稳定性越大，由表可知 HF 分子中共价键 键能最大，则 HF 的热稳定性最大， 故答案为：B。 【分析】根据原子之间形成的共价键的键能大小就能比较出分子的热稳定性，即键能越大，分子越稳定。 11.【答案】 D 【考点】原子晶体 【解析】【解答】A、二氧化硅晶体中存在四面体结构单元，每个硅原子能构成四个共价键，每个氧原子 能形成 2 个共价键，Si 处于中心，O 处于 4 个顶角，故 A 不符合题意； B、最小的环上，有 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子，故 B 不符合题意； C、最小的环上，有 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子，所以最小的环上硅氧原子数之比为 1：1，故 C 不符合题意； D、最小的环上，有 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子，Si 处于中心，O 处于 4 个顶角，故 D 符合题意。 故答案为：D。 【分析】A.二氧化硅中四面体是以 Si 原子为中心； B.根据二氧化硅的晶体图判断最小环即可； C.根据最小环上原子个数进行判断。 12.【答案】 C 【考点】晶格能的应用，原子晶体，氢键的存在对物质性质的影响 【解析】【解答】A. 邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，对羟基苯甲酸形成分子间氢键。分子间氢键熔沸点大 于分子内氢键沸点，故 A 不符合题意； B.离子半径 Al3+