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晶体的类型与性质


高中化学第三册练习 第一单元晶体的类型与性质
第一节 离子晶体、分子晶体和原子晶体
知能达标训练 一、选择题 1.下列晶体中属于原子晶体的是 A. 氖 B.食盐 C.干冰 D.金刚石

2.下列晶体由原子直接构成,且属于分子晶体的是 A.固态氢 B.固态氖 C.磷 D.三氧化硫

3.下列叙述中正确的是 A.离子晶体中肯定不含非极性共价键 B.原子晶体的熔点肯定高于其他晶体 C.由分子组成的物质其熔点一定较低 D.原子晶体中除去极性共价键外不可能存在其他类型的化学键 4.下列各组物质中,形成的晶体完全是分子晶体的是 A.CO2、Ar、SiO2 B.H2O、CO2、I2 C.PH4I、H2O2、CCl4 D.SO3、SiC、Al2Cl6

5.下列各组物质气化或熔化时,所克服的微粒间作用力完全相同的是 A.碘的升华和干冰气化 C.苯和硝酸钾熔化 B.二氧化硅和干冰熔化 D.食盐和冰熔化

6.下列各晶体中,含有的化学健类型相同且晶体类型也相同的一组是 A.SiO2 和 SO2 C.NaCl 和 HCl B.SiO2 和 NaCl D.CCl4 和 CH4

7.碳化硅这种结构类似于金刚石的晶体,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三 种晶体①金刚石②晶体硅③碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是 A.①③② B.②③① C.③①② D.②①③

8.下列各组物质中,熔点由高到低的是 A.HI、HBr、HCl、HF C.CI4、CBr4、CCl4、CF4 B.石英、食盐、干冰、钾 D.Li、Na、K、Rb

9.下列过程中,共价键被破坏的是 A.碘升华 C.酒精溶于水 B.溴蒸气被木炭吸附 D.HCl 气体溶于水

10.在金刚石的晶体中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上所需碳原子数及每 个碳原子上任意两个 C--C 键间的夹角是 A.6 个 120° B.5 个 108° C.4 个 109°28′ D.6 个 109°28′

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11.共价键、离子键、分子间作用力都是微粒间的作用力,下列物质中含有以上两种作用力 的晶体是 A.SiO2 B.CCl4 C.NaCl D.NaOH

12.结合课本上干冰晶体图分析每个 CO2 分子周围距离相等且最近的 CO2 分子数目为 A.6 二、填空题 13.现有甲、乙、丙(如下图》三种晶体的晶胞:(甲中 x 处于晶胞的中心,乙中 a 处于晶胞 的中心),可推知:甲晶体中 x 与 y 的个数比是__________,乙中 a 与 b 的个数比是 _______,丙晶胞中有_______个 c 离子,有____________个 d 离子。 B.8 C.10 D.12

14.参考下表中数据,回答有关问题 r 物质 NaF NaCl NaBr NaI 801 755 SiF4 SiCl4 SiBr4 5.2 SiI4 120.5

熔点/℃ 995

651 —90. 2 —70. 4

物质 NaCl KCl RbCl CsCl 熔点/℃ 801 776 715 SiCl4 GeCl4 SnCL4 PbCl4

646 —70.4 —49.5 —36.2 —15.0

(1)钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与__________有关, 随_________增大, _______ 减小,故熔点依次降低; (2)硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与____________有关,随着________ 增大,则_______增大,故熔点依次升高; (3) 钠 的卤 化物 的 熔点 比 相 应硅 的 卤化 物 熔点 高 的 多 , 这 与 __________ 有 关 , 因为 ___________,故前者熔点远远高于后者。 15.单质硼有无定形和晶体两种,参考下列数据回答: 金刚石 熔点(K) 沸点(K) 硬度(moh) >3823 5100 10 晶体硅 1683 2628 7.0 晶体硼 2573 2823 9.5

(1)晶体硼的晶体类型属于_________晶体。 (2)已知晶体硼的基本结构单元是由 B 原子构成的正二十面体,其中 有 20 个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点各有一个 B 原子。通过观察图形及推算,可知此结构单元是由___________个 B 原子构成,其中 B—B 键间的夹角是_______________。
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综合能力训练 1.已知氯化铝的熔点为 190℃(2.202×lO5Pa),但它在 180℃即开始升华。 (1)氯化铝是____________。(填“离子化合物” “ ‘共价化合物”) (2)在 500K 和 1.01×105Pa 时,它的蒸气密度(换算为标准状况时)为 11.92g·L 1,试确


定氯化铝在蒸气状态时的化学式为____________。 (3)无水氯化铝在空气中强烈的“发烟” ,其原因是__________。 (4) 设计一个可靠的实验,判断氧化铝是离子化合物还是共价化合物。你设计的实验是 ________· 2.简答 : 从氨合成塔里分离 H2、N2、NH3 的混合物,采用什么方法?为什么用这种方法? ’

第二节
知能达标训练

金属晶体

1.实现下列变化时,需要克服相同类型作用力的是 A.水晶和干冰的熔化 C.液溴和液汞的气化 B.食盐和冰醋酸的熔化 D.纯碱和烧碱的熔化

2.金属的下列性质中,不能用金属晶体结构加以解释的是 A.易导电 B.易导热 C.有延展性 D.易锈蚀

3.在自然界中能以游离态存在的元素是下列中的 A.磷 B.硅 C.钠 D.金

4.下列物质的熔沸点依次升高的是 A.Na、Mg、Al、Fe C.Al、Mg、Na、K B.Li、Na、Rb、Cs D.LiF、NaCl、KBr、KI

5.关于晶体的下列说法正确的是 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低 6.含有离子的晶体有 A.离子晶体 B.分子晶体 C.原子晶体 D.金属晶体

7.下列说法一定正确的是 A.其水溶液导电的一定是离子晶体 B.熔融态导电的一定是离子晶体

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C.固态导电的一定是金属晶体

D.固态不导电熔融态导电的一定是离子晶体

8.金属的下列性质中,与自由电子无关的是 A.密度大小 B.容易导电 C.延展性好 D.易导热

9.下列化学式表示物质分子组成的是 A.NaCl C.Cl B.CO2 D.SiO2

10.关于 IA 族和ⅡA 族元素的下列说法中正确的是 A.同一周期中,IA 族单质的熔点比ⅡA 族的高 B.浓度都是 0.01mol·L
-1

时,氢氧化钾溶液的 pH 值比氢氧化钡的小

C.氧化钠的熔点比氧化镁的高 D.加热时碳酸钠比碳酸镁易分解 11.中国科学院近代物理研究所最近合成 239 91 Pa 原子。下列说法不正确的是 A.Pa 是一种金属元素 B.该原子具有放射性 D.该原子核内中子数为 148 C.该元素的相对原子质量为 239 综合能力训练 12.下列叙述正确的是( )

A.同一主族的元素,原子半径越大,其单质的熔点一定越高 B.同一周期元素的原子,半径越小越容易失去电子 C.同一主族的元素的氢化物,相对分子质量越大,它的沸点一定越高 D.稀有气体元素的原子序数越大,其单质的沸点一定越高 13.下列说法正确的是(
16 18



A.H 与 D, O 与 O 互为同位素;H216O、D216O、H218O、D218O 互为同素异形体;甲 醇、乙二醇和丙三醇互为同系物 B.在 SiO2 晶体中,1 个 Si 原子和 2 个 O 原子形成 2 个共价键 C.HI 的相对分子质量大于 HF,所以 HI 的沸点高于 HF D.由 IA 族和 VIA 族元素形成的原子个数比为 1:1、电子总数为 38 的化合物,是含有 共价键的离子型化合物 14.在结构化学中,可将晶体结构截分为一个个包含等同内容的基本单位,这个基本单位叫 做晶胞钙、钛、氧可以形成如下图所示的晶胞,则该物质的化学式可表示为( )

A.Ca8TiO12 B.Ca4TiO6 C.Ca4TiO3 D.CaTiO3

Ti4 - O2 Ca2
+ +

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1.某些金属晶体(Cu、Ag、Au)的原子按面心立方的形式紧密堆积,即在晶体结构中可以划 出一块正立方体的结构单元, 金属原子处于正立方体的八个顶点和六个侧面上, 试计算这 类金属晶体中原子的空间利用率。 2.有 A、B、C 三种元素。已知①4gA 元素的单质与水作用,标况下放出 H2 2.24L,反应 中有 1.204×1023 个电子发生转移。②B 元素可与 A 形成 AB2 型的离子化合物,且知 A、 B 的离子具有相同的核外电子排布。③元素 C 的气态氢化物可与其最高氧化物的水化物 发生非氧化还原反应生成盐,lmol 该盐含 42 个电子。据此填写下列空白; (1)元素符号:A_______,B_______,C_______。 (2)A 元素的离子结构示意图________________。 (3)用电子式表示 AB2 的形成过程___________________________________。 (4)C 的气态氢化物在催化剂作用下与 O2 应的化学方程式 ___________________________。 (5)用电子式表示 C 的气态氢化物的形成过程____________________;它与 B 的气态氢化 物反应时有 ____________________ 现象发生,生成物的电子式 _______ ,它属于 ___________晶体。

第 1 单元 参
第一节

晶体的类型与性质 考 答 案

离子晶体、分子晶体和原子晶体

知能达标训练 1.D 根据原子晶体的组成特点及常见的性质判断 2.B H2 是双原子分子,氖(Ne)是单原子分子是分子晶体,P 包括白磷(P4)、红磷,其不是 单原子分子,SO3 是多原子分子。 3.C A 选项离子晶体中有时也含非极性共价键,例 Na2O2 B 选项 SiO2 的熔点为 1723℃, 而钨(W)熔点 3410℃ C 选项分子晶体一般熔点较低 D 选项金刚石晶体 C—C 间为非极 性共价键 4.B SiO2 是原子晶体;PH4I 与 NH4Cl 一样是离子化合物;SiC 是原子晶体 5.A 碘和干冰都是分子晶体,克服分子间作用力;B 选项二氧化碳克服共价键;C 选项硝 酸钾克服的是离子键,苯克服分子间作用力;C 选项食盐克服离子键 6.D.SiO2、SO2、HCl、CCl4、CH4 都是共价键,NaCl 形成的是离子键;SiO2 形成原子晶 体,NaCL 形成离子晶体,SO2、HCl、CCl4、CH4 形成的都是分子晶体 7.A 熔点高低取决于共价键强弱,共价键强弱又与各原子的原子半径有关,C 的原子半 径小于 Si 的原子半径 8.CD 组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增加,熔沸点依次升高 A 选项 HF 可形成氢键, 出现反常; B 选项钾的熔点高于干冰; D 选项碱金属随着相对分子质量增加, 熔点依次降低 + - 9.D HCl 是共价化合物,溶于水在水分子作用下电离生成 H 或 Cl ,共价键被破坏 10.D 根据金刚石的棱型结构特点可知最小环上碳原子数为 6 个,任意两个 C—C 键间夹 角为 109°28′ 11.BD A 选项 SiO2 只有共价键;B 选项 CCl4 既有共价键,又有分子间作用力;C 选项只
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有离子键;D 选项 NaOH 既有共价键,又有离子键 12.D 根据干冰结构特点,干冰晶体是一种立方面心结构,每个 CO2 周围等距离最近的 CO2 有 12 个(同层 4 个,上层 4 个,下层 4 个) 13.x:y=4:3 a:b=1:1 4 个 c 4 个 d 处于晶胞中心的 x 或 a 为该晶胞单独占有,位 于立方体顶点的微粒为 8 个立方体共有, 位于立方体棱边的微粒为四个立方体共有, 位于 立方体面的微粒为两个立方体共有,所以 x:y=l:6×1/8=4:3;a:b=1:8×1/8=1:1; 丙晶胞中 c 离子为 12×1/4+1=4(个);d 离子为 8×1/8+6×1/2=4(个) 14.(1)离子半径;离子半径;静电作用 (2)相对分子质量;相对分子质量;范德华力 (3) 晶体类型;因钠的卤化物为离子晶体,其熔点取决于离子键的强弱,硅的卤化物为分子 晶体,其熔点取决于分子 间作用力,而离子键比分子间作用力强得多。 15.(1)原子 (2)12;60° 根据 B 的熔沸点、硬度可知应为原子晶体又根据图示可看出,每个面平均拥有的 B 原 子数 1/5×3=0.6,则 20 个面共有 B 原子数为 0.6×20=12,B—B 键夹角为 60° 综合能力训练 1.(1)共价化合物 (2)Al2Cl6 (3)氯化铝与空气中的水发生水解反应产生 HCl 气体,HCl 在空气中形成酸雾而“发烟” 。(4)在其熔融状态下,试验其是否导电;若不导电是共 价化合物。 分析:根据氯化铝熔点低及在 180℃时开始升华,判断其为共价化合物。氯化铝蒸气 时相对分子质量即为 11.92×22.4=267,所以分子式为 Al2Cl6。 2.(1)乙醇的醇羟基(C2H5—OH)、乙酸的羧基(CH3COOH)均可和水(H—O—H)互相形成分子 间的氢键,形成缔合分子,故可表现为互溶。 (2)乙醇分子间可以通过氢键结合产生的作用力比乙醚分子间的范氏力要大,故乙醇的相 对分子质量虽比较小,但分子间作用力较大,所以沸点要高。 (3)采用加压使 NH3 液化后,与 H2、N2 分离,因为 NH3 分子间存在氢键,故易结合液化。 (4)常温情况下,水分子不是以单个分子形成,而是依靠氢键缔合成较大的分子,所以可 用(H2O)M,表示其存在更符合实际。 3.B 从 O、N、F 的非金属性上考虑,非金属性越强越易吸引电子,形成氢键的能力越强

第二节金属晶体
知能达标训练 1.D 水晶(SiO2)熔化克服共价键,干冰、冰醋酸溶液克服的是分子间作用力,液汞克服的 是金属离子与自由电子之间的较强作用(金属键),食盐、纯碱和烧碱熔化克服的是离子键 2.D 金属腐蚀大多数发生的是电化学腐蚀,是由于能导电的杂质不如该金属活泼,也有 的是接触腐蚀性气体或电解质溶液导致的,与金属晶体结构无关 3.D 根据元素的活动性判断 4.A 一般来说,金属原子半径越小,最外层电子数越多,则金属离子与自由电子之间的 相互作用越强,A 熔沸点依次升高,BC 熔沸点依次降低,D 属离子晶体,其阴阳离子半 径越小熔沸点越高 5.A B 选项金属晶体内有金属阳离子,但无阴离子,C 选项原子晶体如 SiO2 熔点 1723℃, 钨熔点为 3410℃;D 选项分子晶体 I2(熔点为 113.5℃,而汞熔点为 一 38.87℃ 6.AD 离子晶体含有阴阳离子,金属晶体含有金属阳离子 7.D A 选项 HCl 的水溶液可以导电徊选项金属熔融态也可导电,C 选项石墨可以导电 8.A 金属密度与单位体积质量有关,与自由电子无关,但金属导电、导热、延展性都与 自由电子有关
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9.B A 选 - + 项 NaCl 是由 Na+、 C1 按一定比例组成; C 选项 Cu 形成金属晶体内含 Cu2 和自由电子;D 选项 SiO2 由 Si 原子和 O 原子构成 — 10.B A 选项同一周期,Na 熔点低于 Mg 熔点;B 选项一般 c(OH )越大,pH 越大,而同 — 浓度 KOH 比 Ba(OH)2 的 c(OH )小 C.Na2O 熔点低于 MgO 熔点 D 选项 MgCO3 受热 更易分解 11.C Pa 是锕系元素,是金属,具有放射性, 239 91 Pa 中 239 表示质量数,而元素的相对原 子质量是按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值. 综合能力训练 1.依题意画出侧面图,设正立方体边长为 a,则体积为 a3。 原子半径 r ?

2a ,每个正立方体包括金属原子 4

8×1/8+6×1/2=4(个),球体体积共 4 ×

4 2 ? ? ( a) 3 ? 0.74a 3 , 空 间 利 用 率 为 : 3 4

0.74a 3 ? 100% ? 74% a3
2.(1)A.Ca B.Cl C.N (2) +20 2 8 8 2 (3) Cl + Ca + Cl
2+ Cl Ca

Cl

(4)4NH3+5O2 (5) 3 H + N

催化剂 △

4NO+6H2O H N H H H 白烟 H N H H Cl

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