2021年高中化学选修三课时达标·效果检测-第3章-晶体结构与性质3.4-.docx

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课时达标·效果检测
一、选择题
1.(2022·哈尔滨高二检测)下列说法正确的是　(　　)
A.一种金属元素和一种非金属元素确定能形成离子化合物
B.离子键只存在于离子化合物中
C.共价键只存在于共价化合物中
D.离子化合物中必定含有金属元素
【解析】选B。AlCl3是共价化合物，A错；凡含有离子键的化合物就是离子化合物，B正确；共价键除存在于共价化合物中，非金属单质及离子化合物中也可含有共价键，C错；铵盐属于离子化合物，但其中没有金属元素，D错。
【加固训练】下列说法正确的是　(　　)
A.离子晶体中可能含有共价键，但确定含有金属元素
B.分子晶体中确定含有共价键
C.离子晶体中确定不存在非极性键
D.含有离子键的晶体确定是离子晶体
【解析】选D。依据离子晶体的概念可知，只要含有离子键，形成的晶体就是离子晶体，但离子晶体中不愿定只含有离子键，如Na2O2中除离子键外，还含有非极性共价键，故C错，D正确。铵盐形成的晶体也是离子晶体，其中不含金属元素，如NH4Cl，故A错。由稀有气体形成的分子晶体中含范德华力而无共价键，故B错。
2.(2022·郑州高二检测)下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(　　)
A.熔点：NaF>MgF2>AlF3
B.晶格能：NaF>NaCl>NaBr
C.阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2
D.硬度：MgO>CaO>BaO
【解析】选A。由于Na+、Mg2+、Al3+的离子半径依次减小，所带电荷数依次增加，所以NaF、MgF2、AlF3的晶格能依次增大，即熔点依次上升；F-、Cl-、Br-的半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr的晶格能依次减小；CsCl、NaCl、CaF2中阴离子的配位数分别为8、6、4；Mg2+、Ca2+、Ba2+的半径依次增大，MgO、CaO、BaO的晶格能依次减小，即硬度依次减小。
3.(2022·宁德高二检测)下列说法中正确的是　(　　)
A.固态时能导电的晶体确定是金属晶体
B.熔融态能导电的晶体确定是离子晶体
C.水溶液能导电的晶体确定是离子晶体
D.固态不导电而熔融态导电的晶体确定是离子晶体
【解析】选D。离子晶体是阴、阳离子组成的，固态时阴、阳离子不能自由移动，不导电；熔融状态时，离子化合物电离，能够导电。而石墨晶体固态时也能导电。
4.(2021·重庆高考)下列排序正确的是　(　　)
A.酸性：H2CO3<C6H5OH<CH3COOH
B.碱性：Ba(OH)2<Ca(OH)2<KOH
C.熔点：MgBr2<SiCl4<BN
D.沸点：PH3<NH3<H2O
【解析】选D。
选项
具体分析
结论
A
碳酸的酸性大于苯酚的酸性
错误
B
金属性：Ba>Ca，因而碱性：Ba(OH)2>Ca(OH)2
错误
C
BN为原子晶体，SiCl4为分子晶体，MgBr2为离子晶体，因而熔点：BN>MgBr2>SiCl4
错误
D
氨气分子和水分子之间都存在氢键，因而沸点反常得高，由于水分子之间的氢键强于氨气分子之间的氢键，因此水的沸点高于氨气分子
正确
5.(2022·银川高二检测)为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列试验，其中合理、牢靠的是　(　　)
A.观看常温下的状态，SbCl5是苍黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物
B.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物
C.将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
D.测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发觉它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
【解析】选B。离子化合物一般熔、沸点较高，熔融态可导电；分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电，如HCl等；HCl溶于水电离产生Cl-，也能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，故A、C、D都不行靠。
【方法规律】推断晶体类型的方法
(1)在常温下呈气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)，如H2O、H2等。对于稀有气体，虽然构成物质的微粒为原子，但应看作单原子分子，由于微粒间的相互作用力是范德华力，而非共价键。
(2)在熔融状态下能导电的晶体(化合物)是离子晶体。如NaCl熔融后电离出Na+和Cl-，能自由移动，所以能导电。
(3)有较高的熔、沸点，硬度大，并且难溶于水的物质大多为原子晶体，如晶体硅、二氧化硅、金刚石等。
(4)易升华的物质大多为分子晶体。还要强调的是，对于所学的每种晶体类型的例子，同学们确定要认真把握其结构，把握其实质和内涵，在解题中机敏运用。
6.钇钡铜氧化合物晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式可能是　(　　)

A.YBa2Cu3O4 B.YBa2Cu2O5
C.YBa2Cu3O5 D.YBaCu4O4
【解析】选C。位于顶点的铜原子(最上层平面和最下层平面)的共8个，这个晶胞中只分摊到8×1/8=1(个)；位于棱上(中间两个平面)的也是8个，这个晶胞分摊到的是8×1/4=2(个)，所以，每个晶胞单独占有的铜原子数为3个。氧原子共13个，位于晶胞面上(不含棱)的是7个，位于晶胞棱上的是6个，所以，每个晶胞单独含有的氧原子数共为7×1/2+6×1/4=5(个)。所以该晶体每个晶胞中平均分摊到(即单独占有)的钇原子、钡原子、铜原子和氧原子个数分别为1、2、3、5，化学式为YBa2Cu3O5。
【互动探究】(1)晶胞拥有的粒子数目就是晶体的化学式中的粒子数目吗？
提示：不愿定，比如金属晶体的化学式是用金属的元素符号来表示，与金属晶胞中拥有的粒子数目无关，而离子晶体的化学式则是晶体中的阴阳离子的个数比，也不愿定是晶胞中拥有的阴阳离子个数。
(2)位于棱上的粒子确定是被4个晶胞共用吗？
提示：这个结论对于平行六面体是正确的，但是对于其他的晶胞形式，此结论不愿定成立。
二、非选择题
7.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的缘由：
A组物质
熔点/K
B组物质
熔点/K
NaCl
1 074
Na
317
KCl
1 049
Mg
923
CsCl
918
Al
933

晶体熔、沸点的凹凸，打算于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组是　　　　晶体，晶体微粒之间通过 
相连，粒子之间的作用力由大到小的挨次是　　　　。B组晶体属于　　　　晶体，价电子数由少到多的挨次是　　　　，离子半径由大到小的挨次是　　　　。金属键强度由小到大的挨次为　　　　　　　　。
【解析】A组NaCl、KCl、CsCl为同一主族的卤化物且为离子化合物，故熔点与离子键的强弱有关，离子键越弱，熔点越低。而Na+、K+、Cs+的离子半径渐渐增大，故Na+与Cl-、K+与Cl-、Cs+与Cl-的离子键渐渐减弱，NaCl、KCl、CsCl的熔点依次降低；而B组中Na、Mg、Al是金属晶体且价电子数依次增多，离子半径渐渐减小，因此金属原子核对外层电子束缚力气越来越大，形成的金属键越来越牢固，故熔点依次上升。
答案：离子　离子键　NaCl>KCl>CsCl　金属
Na<Mg<Al　Na+>Mg2+>Al3+　Na<Mg<Al
8.如图为NaCl晶胞的结构示意图。它向三维空间延长得到完善晶体。试回答：
(1)一个NaCl晶胞中有　　　　个Na+，有　　　　个Cl-。
(2)确定温度下，用X射线衍射法测得晶胞的边长为acm，该温度下NaCl晶体的密度是　 。
(3)若NaCl晶体的密度为dg·cm-3，则NaCl晶体中Na+与Na+之间的最短距离是　　　　。
【解析】(1)依据图中NaCl一个晶胞：Cl-个数=8×18+6×12=4，Na+个数=12×14+1=4；
(2)1个晶胞中含有NaCl为4/NAmol，晶胞体积为a3cm3，晶体密度ρ=m/V=(×58.5)/a3g·cm-3；
(3)Na+与Na+之间最短距离为晶胞边长的22。把(2)中结果变换为da3=，所以a= (cm)。Na+与Na+间最短距离=22acm=22·cm。
答案：(1)4　4　(2)g·cm-3
(3)22·cm
【加固训练】
如图所示：直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置。这两种离子在空间三个相互垂直的方向上都是等距离排列的。
(1)请将其中代表Na+的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体结构示意图。
(2)晶体中，在每个Na+的四周与它最近的且距离相等的Na+共有　　　　个。
(3)晶体中每一个重复的最小结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶点上、面上、棱上的Na+或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl-的个数等于　　　　，即　　　　(填计算式)；Na+的个数等于　　　　，即 
　 (填计算式)。
【解析】(1)在NaCl晶体中Na+和Cl-是相间排列的，不考虑体积的大小，可选用棱上和立方体中心的球为Na+，当然也可将其选为Cl-，当将其选为Cl-时第(3)问的算法会有所不同。
(2)从(1)中选定的图上看，体心为Na+，与它最近且距离相等的Na+共有12个。
(3)从图中看，Cl-位于顶点和面心，位于顶点的Cl-为8个晶胞所共有，位于面心的Cl-为2个晶胞所共有，故该晶胞中Cl-的个数为8×18+6×12=4(个)；Na+位于体心和棱上，位于体心的Na+完全属于该晶胞，位于棱上的Na+为4个晶胞所共有，故该晶胞中Na+个数为12×14+1=4(个)。
答案： (1)见图
(2)12
(3)4　8×18+6×12=4(个)
4　12×14+1=4(个)
9.(2022·湖州高二检测)今有aX、bY、cZ三种元素。已知：①各原子序数a、b、c均小于20且a+b+c=25；②元素Y的原子外围电子构型为ns2npn+2；③X和Y在不同条件下可形成X2Y和X2Y2两种化合物，Y和Z在不同条件下可形成ZY和ZY2两种化合物；④Z的硫化物的相对分子质量与Z的氯化物的相对分子质量之比为38∶77，据上可推知：
(1)X　　　　，Y　　　　，Z　　　　(写元素符号)。
(2)X2Y2是　　　　晶体，构成晶体的微粒是　　　　，该晶体中含有　 (填微粒间作用)。
(3)Z的硫化物和氯化物的分子空间构型分别是　　　　　　、　　　　，其中Z原子分别以　　　　、　　　　杂化轨道成键，依据成键方式来分类，Z的硫化物中的共价键类型和数目是_________________________________________
　 。
【解析】(1)由Z的硫化物和氯化物相对分子质量之比为38∶77可知Z为碳(6C)；由Y的原子外围电子构型知bY为8O，aX中：a=25-8-6=11，X应为Na。
(2)Na2O2是由Na+和O22-构成的离子晶体，晶体中的化学键有离子键和非极性共价键。
(3)CS2为直线形分子，CCl4为正四周体形分子，碳原子分别实行了sp杂化和sp3杂化成键，CS2分子的结构式为S＝C＝S，其中有2个σ键和2个π键。
答案：(1)Na　O　C
(2)离子　Na+、O22-　离子键、非极性键
(3)直线形　正四周体形　sp　sp3　2个σ键和2个π键
10.(力气挑战题)(2022·玉林高二检测)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的全部可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：
(1)W元素原子的L层电子排布式为　　　　，W3分子的空间构型为　　　　；
(2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为　 ；
(3)化合物M的化学式为　　　　，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的缘由是　 。
将确定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子接受的杂化方式有　　　　　　，O—C—O的键角约为　　　　；
(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据全部棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z=　　　　；
(5)含有元素Z的盐的焰色反应为　　　　色。很多金属盐都可以发生焰色反应，其缘由是　 。
【解析】(1)依据核外电子排布规律，W为氧元素，其核外电子排布式为1s22s22p4。
(2)X、Y、Z的原子序数之和为40，由于原子序数依次增大，所以X的原子序数大于8，第5周期的元素原子序数大于36，所以Z只能是第4周期的元素，即X、Y、Z分别为第2、3、4周期的元素，X只能为F，所以Y、Z的原子序数之和为31，都为主族元素，所以Z只能为第ⅠA或第ⅡA族中的元素，由于第4周期第ⅢA族中的元素原子序数为31，Y、Z可能为Na、Ca，也可能为Mg、K，由M的熔点高，及(3)可知M为MgO，所以Y为Mg，Z为K。
(3)MgO与NaCl晶体结构相同，是离子晶体，离子晶体熔点与晶格能有关；由碳酸的结构可知碳酸二甲酯的结构为，—CH3中的C为sp3杂化，中的C接受sp2杂化，键角为120°。
(4)晶胞中X的个数为12×14=3，Y的个数为8×18=1，Z的个数为1，所以X∶Y∶Z=3∶1∶1。
(5)钾元素的焰色反应为紫色(透过蓝色的钴玻璃)，焰色反应是元素原子中的电子发生跃迁释放能量形成的，是物理变化。
答案：(1) 2s22p4　V形
(2)2F2+2H2O====4HF+O2
(3)MgO　晶格能大　sp3和sp2　120°
(4)3∶1∶1
(5)紫　激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以确定波长(可见光区域)光的形式释放能量

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