高三化学晶体结构与性质试题答案及解析

高三化学晶体结构与性质试题答案及解析

1. 水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是

A．玻璃态是水的一种特殊状态 B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀

C．水由液态变为玻璃态，体积缩小 D．玻璃态水是分子晶体

【答案】A

【解析】A.根据题意可知玻璃态是水的一种特殊状态，正确；B .水由液态变为玻璃态，由于密度与普通液态水的密度相同，所以体积不变，错误；C.水由液态变为玻璃态，由于密度与普通液态水的密度相同，所以体积不变，错误；D. 玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，所以玻璃态水不是分子晶体，错误。

【考点】考查水的特殊存在状态——玻璃态的结构与性质的知识。

2. 下图是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中：—X、—Y，—Z。其对应的化学式不正确的是( )

【答案】B

【解析】A、B图中X、Y原(离)子的数目比均为1：1，B项错；C图中X的数目：4×＋1＝，Y的数目：4×＝，化学式X3Y正确；D图中，X的数目：8×＝1，Y的数目：6×＝3，Z位于体心，数目为1，化学式XY3Z正确。

3. 据美国《科学》杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800 K，制得具有高熔点、高硬度的二氧化碳晶体。下列关于该晶体的说法正确的是( )

A．该晶体属于分子晶体

B．该晶体易汽化，可用作制冷材料

C．一定条件下，该晶体可跟氢氧化钠反应

D．每摩尔该晶体中含5 mol C—O键

【答案】C

【解析】高熔点、高硬度是原子晶体的特点，故该二氧化碳晶体是原子晶体。

4. 类推是化学学习和研究中常用的思维方法．下列类推错误的是

①Mg可由电解熔融MgCl2制取；则Al也可由电解熔融AlCl3制取

②晶体中有阴离子，必有阳离子；则晶体中有阳离子，也必有阴离子

③1mol/L的NaCl溶液每升中含有1mol Na＋；则1mol/L的FeCl3溶液每升中也含有1molFe3＋

④使用pH试纸时必须保持干燥，则湿润的pH试纸测得的pH一定有误差

A．①③ B．①③④ C．②③④ D．①②③④ 【答案】D

【解析】①Mg可由电解熔融MgCl2制取；则Al却是由电解熔融Al2O3的方法制取，因为AlCl3是由分子构成的物质，不能电解冶炼Al。错误。②晶体中有阴离子，必有阳离子；但金属晶体中有阳离子，却没有阴离子。错误。③1mol/L的NaCl溶液每升中含有1mol Na＋；则1mol/L的FeCl3溶液中由于Fe3+水解消耗，所以每升中含有Fe3＋小于1mol。错误。④使用pH试纸时必须保持干燥，则用湿润的pH试纸测中性溶液得的pH也没有误差。错误。

【考点】考查类推法在化学学习和研究中应用时应该注意的问题的知识。

5. 下面有关晶体的叙述中，不正确的是( )

A．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子

B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等的Na＋共有6个

C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－

D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子

【答案】B

【解析】在NaCl晶体中，每个Na＋周围距离相等的Cl－共有6个，距离相等的Na＋共有12个，B错。

6. 下列说法正确的是

A．7.8克Na2S和Na2O2的固体混合物中含有的阴离子数目为0.1NA

B．用铜做电极电解CuSO4溶液的反应方程式： 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋

C．常温时，浓度均为0.01mol/L的 Na2CO3溶液和NaHCO3溶液等体积混合，其溶液中粒子浓度关系为c（CO32－） ＋c（HCO3－）＋c（H2CO3） ＝0.02mol/L

D．在蒸馏水中滴加浓H2SO4，KW不变

【答案】A

【解析】 A . Na2S和Na2O2的式量都是78，n（固体）=7.8g÷78g/mol=0.1mol.二者的阳离子与阴离子的个数比都是2：1，所以固体混合物中含有的阴离子数目为0.1NA。正确。B. 用铜做电极电解CuSO4溶液,阳极发生氧化反应：Cu-2e-=Cu2+，阴极发生还原反应：Cu2++2e-= Cu。所以实质上就是Cu的精炼。错误。C. 将浓度均为0.01mol/L的 Na2CO3溶液和NaHCO3溶液等体积混合。根据物料守恒可得：c（Na+）=（2 c（CO32－）（开始） ＋c（HCO3－）（开始））÷2=（2 c（CO32－）＋c（HCO3－） ＋c（H2CO3））÷2= 0.015mol/L。错误。D. 在蒸馏水中滴加浓H2SO4，溶解放出热量，溶液的温度升高。水是弱电解质，升高温度，促进了水的电离，所以水的离子积常数KW增大。错误。

【考点】考查离子化合物的组成、浓硫酸溶解对离子积常数的影响、电解原理及溶液中离子浓度的关系。

7. 关于晶体的叙述中，正确的是

A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高

B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定

C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高

D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体

【答案】A

【解析】 A正确。B．分子晶体中，分子间的作用力主要影响分子的物理性质，分子的稳定性与分子内原子的化学键有关，错误； C．分子晶体中熔、沸点与分子间作用力有关，分子作用力越大，熔沸点越高，错误；D．离子晶体的判断要在熔融状态下能电离出自由移动的离子时，才是离子晶体，错误；

【考点】本题主要考查晶体性质与晶体内作用力的关系。

8. 下列叙述正确的是（ ）

A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔沸点越高

B．分子晶体中，分子间作用力越大，该分子越稳定

C．分子晶体中，共价键键能越大，熔沸点越高

D．某晶体溶于水中，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体

【答案】A

【解析】A、原子晶体中，原子间以极强的共价键结合。共价键越强，结合的越牢固，共价键的键能越大，断裂共价键消耗的能量就越高，熔沸点越高。正确。B、分子晶体中，分子间以分子间作用力结合。分子间作用力越大，破坏分子间作用力使物质融化或汽化消耗的能量就越高。即该晶体的熔沸点越高。错误。C、分子晶体中，共价键键能越大，分子就越稳定。错误。D、某晶体溶于水中，可电离出自由移动的离子，该晶体可能是离子晶体，也可能是分子晶体。错误。

【考点】考查物质的熔沸点与晶体类型、化学键的关系的知识。

9. 氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是（ ）

A．AlON和石英的化学键类型相同

B．AlON和石英晶体类型相同

C．AlON和（工业上通过电解法制备铝用的）Al2O3的化学键类型不同

D．AlON和（工业上通过电解法制备铝用的）Al2O3晶体类型相同

【答案】D

【解析】A、氮氧化铝和石英都是原子晶体，化学键类型相同，正确；B、二者都是原子晶体，正确；C、氮氧化铝含有共价键而氧化铝含有离子键，化学键的类型不同，正确；D、氧化铝是离子晶体，二者类型不同，错误。

【考点】考查了化合物的成键类型。

10. 某化学式为AB的离子晶体，已知5r(A2+)=4r(B2-）（各类离子晶体与关系如下图所示），经测定其密度为g·cm-3，其摩尔质量为Mg·mol-1，则下列有关该晶体的说法正确的是（ ）

r+/r-

配位数

实例

0.225～0.414

4

ZnS

0.414～0.732

6

NaCl

0.732～1.0

8

CsCl

>1.0

12

CsF

A．该晶体结构与ZnS晶体相似

B．该晶体每个晶胞中有2个A2＋和B2－

C．该晶体晶胞的边长为cm

D．A2+离子紧邻的B2-构成的空间结构为立方体

【答案】D

【解析】AB晶体的等于0.8，晶体结构类似于CsCl，每个晶胞中含有2个的A2＋、2个B2－个数比应为1:1，所以A项、B项错误，D项正确；该晶体晶胞的边长为cm。

【考点】本题考查晶体结构的判断与计算。

11. 下列物质的熔点，前者大于后者的是

A．晶体硅、碳化硅 B．甲苯、苯酚 C．氧化镁、氧化钠 D．钾钠合金、钠

【答案】C

【解析】A、晶体硅和碳化硅都是原子晶体，由于碳原子半径小于硅原子半径，所以碳化硅中共价键强于晶体硅中共价键，因此晶体硅的熔点小于碳化硅的熔点，A不正确；B、甲苯和苯酚形成的晶体都是分子晶体，由于苯酚的相对分子质量大于甲苯的，因此甲苯的熔点小于苯酚的熔点，B不正确；C、氧化镁和氧化钠形成的晶体都是离子晶体，但钠离子半径大于镁离子半径，所以氧化钠中离子键弱于氧化镁中离子键，因此氧化镁的熔点高于氧化钠的熔点，C正确；D、合金的熔点一般低于各成分金属的熔点，所以钠钾合金的熔点低于金属钠的熔点，D不正确，答案选C。

【考点】考查晶体类型以及晶体熔点的比较

12. 太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。完成下列填空：

（1）亚铜离子（Cu+）基态时的电子排布式为

；

（2）硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为 （用元素符号表示），用原子结构观点加以解释 ；

（3）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性（价电子数少于价层轨道数），其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成加合物，如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。 BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为 ，B与N之间形成 键；

（4）单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得如图所示的金刚砂（SiC）结构；在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为 。

【答案】（共8分）（1）1s22s22p63s23p63d10（1分）

（2）Br＞As＞Se （1分） As、Se、Br原子半径依次减小，原子核对外层电子的吸引力依次增强，元素的第一电离能依次增大（1分）；Se原子最外层电子排布为4s24p4，而As原子最外层电子排布为4s24p3，p电子排布处于半充满状态，根据洪特规则特例可知，半充满状态更稳定，所以As元素的第一电离能比Se大（1分）。

（3）sp3；（1分） 配位键（答共价键不得分）（1分） (4) 12（2分）

【解析】（1）铜是29号元素，铜原子失去一个电子变成亚铜离子，所以亚铜离子核外有28个电子。根据构造原理可知基态铜离子（Cu＋）的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。

（2）As、Se、Br属于同一周期且原子序数逐渐增大，这三种元素依次属于第IVA族、第VA族、第VIA族。As、Se、Br原子半径依次减小，原子核对外层电子的吸引力依次增强，元素的第一电离能依次增大；Se原子最外层电子排布为4s24p4，而As原子最外层电子排布为4s24p3，p电子排布处于半充满状态，根据洪特规则特例可知，半充满状态更稳定，所以As元素的第一电离能比Se大，即第VA族元素大于其相邻元素的第一电离能，所以3种元素的第一电离能从大到小顺序为Br＞As＞Se。