下载文档原格式
第三章《晶体结构与性质》单元测试卷一、单选题(共15小题)1.石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，钾原子填充在石墨各层原子中。
比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写成C x K，其平面图形如图所示。
x的值为()A． 8B． 12C． 24D． 602.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＞AlF3B．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBrC．阴离子的配位数：CsCl＞NaCl＞CaF2D．硬度：MgO＞CaO＞BaO3.下列说法不正确的是( )A．离子晶体不一定都含有金属元素B．离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键C．金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体D．熔化后能导电的晶体一定是离子晶体4.现有如下各种说法：①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合①金属和非金属化合形成离子键①离子键是阳离子、阴离子的相互吸引①根据电离方程式HCl===H＋＋Cl－，判断HCl分子里存在离子键①H2和Cl2的反应过程是H2、Cl2里共价键发生断裂生成H、Cl，而后H、Cl形成离子键的过程则对各种说法的判断正确的是()A． ①①①正确B．都不正确C． ①正确，其他不正确D．仅①不正确5.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，下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()A． 10个B． 18个C． 24个D． 14个6.下列不属于晶体的特点的是（）A．一定有固定的几何外形B．一定有各向异性C．一定有固定的熔点D．一定是无色透明的固体7.有一种蓝色晶体[可表示为：MFe y(CN)6]，经研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上。
其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。
下列说法错误的是()A．该晶体的化学式为MFe2(CN)6B．该晶体熔融可导电，且属于化学变化C．该晶体属于离子晶体，M呈＋2价D．晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－有6个8.下列途径不能得到晶体的是()A．熔融态SiO2快速冷却B．熔融态SiO2热液缓慢冷却C． FeCl3蒸气冷凝D． CuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却9.已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别为()A． 14、6B． 14、8C． 4、8D． 4、1210.下列关于金属晶体的堆积模型的说法正确的是()A．金属晶体中的原子在二维空间有三种放置方式B．金属晶体中非密置层在三维空间可形成两种堆积方式，其配位数都是6C．六方最密堆积和面心立方最密堆积是密置层在三维空间形成的两种堆积方式D．金属晶体中的原子在三维空间的堆积有多种方式，其空间利用率相同11.如图为金属镉的堆积方式，下列说法正确的是( )A．此堆积方式属于非最密堆积B．此堆积方式为A1型C．配位数(一个金属离子周围紧邻的金属离子的数目)为8D．镉的堆积方式与铜的堆积方式不同12.短周期非金属元素X和Y能形成XY2型化合物，下列有关XY2的判断不正确的是() A． XY2一定是分子晶体B． XY2的电子式可能是:: :X: ::C． XY2水溶液不可能呈碱性D． X可能是①A，①A或①A族元素。
三元石墨插层化合物三元石墨插层化合物是一种新型的材料，其结构由石墨烯和其他两种原子或分子组成。
这些三元化合物在电子学、储能技术和催化领域等方面具有广泛的应用潜力。
下面将详细介绍三元石墨插层化合物的定义、特点、制备方法、应用以及未来发展趋势。
定义：三元石墨插层化合物是指由石墨烯和其他两种原子或分子组成的化合物。
石墨烯是由碳原子形成的二维晶体结构，具有优异的导电性和机械性能。
通过将其他原子或分子插入石墨烯层之间的空隙，可以调控材料的性质和功能。
特点：三元石墨插层化合物具有以下几个特点：1.独特的结构：三元石墨插层化合物的结构独特，由于不同原子或分子的插入，可以形成不同的层间距离和相互作用，从而调控材料的性质。
2.多样的性能：由于石墨烯层的存在，三元石墨插层化合物具有优异的导电性、高比表面积和良好的机械性能。
同时，通过插入其他原子或分子，还可以调控材料的光学、电化学和催化性能。
3.可控的制备：制备三元石墨插层化合物的方法多样，可以通过化学合成、气相沉积和机械剥离等方法进行制备，从而实现对材料结构和性质的可控调节。
制备方法：制备三元石墨插层化合物的方法主要包括以下几种：1.化学合成法：通过化学反应将不同原子或分子与石墨烯进行反应，形成插层结构。
例如，可以利用化学还原法将金属离子还原到石墨烯层间。
2.气相沉积法：在合适的气氛条件下，利用化学气相沉积或物理气相沉积的方法，在石墨烯上沉积其他原子或分子。
3.机械剥离法：通过机械剥离的方法，将不同原子或分子层与石墨烯层分离，形成插层结构。
应用：三元石墨插层化合物具有广泛的应用潜力，在以下领域具有重要的应用价值：1.电子学：由于三元石墨插层化合物具有优异的导电性能和可调控的带隙结构，可以应用于柔性电子器件、场效应晶体管和光电探测器等领域。
2.储能技术：三元石墨插层化合物可以作为锂离子电池和超级电容器等储能设备的电极材料。
其高比表面积和优异的电导率使得储能装置具有更高的能量密度和更快的充放电速度。
一、选择题1．现有如下说法：①在水分子内氢、氧原子间均以化学键相结合；②金属和非金属化合一定形成离子键；③离子键是阳离子和阴离子化合而形成的；④根据电离方程式HCl=H＋＋Cl－，可知HCl分子里存在离子键；⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键的过程。
上述各种说法正确的是A．①②⑤正确B．都不正确C．④正确，其他不正确D．仅①正确答案：D解析：①水分子内氢、氧原子间均以共价键结合，共价键属于化学键，①正确；②金属与非金属化合不一定形成离子键，如Al和Cl2化合形成的AlCl3中是共价键，②错误；③离子键是阴、阳离子间通过静电作用而形成的，③错误；④HCl分子中存在的是共价键，④错误；⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成共价键的过程，⑤错误；综上所述，仅①正确，答案选D。
2．下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是A．键能 C-C＞Si-Si、C-H＞Si-H ，因此C2H6稳定性大于Si2H6B．立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度和熔点C．常温下C、Si的最高价氧化物晶体类型相同，性质相同。
—键D．Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成p pπ答案：C解析：A．原子半径越小、共价键键能越大，物质越稳定，原子半径Si＞C，所以键能C-C ＞Si-Si、C-H＞Si-H，C2H6稳定性大于Si2H6，故A正确；B．由于立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，由于SiC是共价晶体，所以立方型SiC具有很高的硬度和熔点，故B正确；C．C、Si所形成的最高价氧化物分别为CO2和SiO2，CO2空间构型是直线型，属于分子晶体，SiO2空间构型是空间网状结构，属于共价晶体，二者晶体类型不同，故C错误；D．Si的原子半径较大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道重叠程度很小，难以形成π键，所以Si原子间难形成双键而C原子间可以，故D正确；答案为C。
2023年高考化学真题 ——物质结构与性质 元素推断1．（2023·山东卷）下列分子属于极性分子的是 A ．2CS B ．3NF C ．3SO D ．4SiF【答案】B【详解】A ．CS 2中C 上的孤电子对数为12×(4-2×2)=0，σ键电子对数为2，价层电子对数为2，CS 2的空间构型为直线形，分子中正负电中心重合，CS 2属于非极性分子，A 项不符合题意；B ．NF 3中N 上的孤电子对数为12×(5-3×1)=1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，NF 3的空间构型为三角锥形，分子中正负电中心不重合，NF 3属于极性分子，B 项符合题意；C ．SO 3中S 上的孤电子对数为12×(6-3×2)=0，σ键电子对数为3，价层电子对数为3，SO 3的空间构型为平面正三角形，分子中正负电中心重合，SO 3属于非极性分子，C 项不符合题意；D ．SiF 4中Si 上的孤电子对数为12×(4-4×1)=0，σ键电子对数为4，价层电子对数为4，SiF 4的空间构型为正四面体形，分子中正负电中心重合，SiF 4属于非极性分子，D 项不符合题意； 答案选B 。
2．（2023·北京卷）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是A．三种物质中均有碳碳原子间的σ键B．三种物质中的碳原子都是3sp杂化C．三种物质的晶体类型相同D．三种物质均能导电【答案】A【详解】A．原子间优先形成σ键，三种物质中均存在σ键，A项正确；B．金刚石中所有碳原子均采用3sp杂化，石墨中所有碳原子均采用2sp杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用2sp杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，B项错误；C．金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合晶体，C项错误；D．金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D项错误；故选A。
石墨层间化合物在插层过程中阶的转变模式石墨层间化合物是一类特殊的材料，由石墨层与其它原子层之间存在的相互作用所构成。
这种相互作用极其特殊，因为它可以通过插层过程来改变石墨层的阶。
石墨层间化合物的阶转变模式可以分为三种类型：均匀插入、分级插入和不均匀插入。
在均匀插入过程中，外来原子或分子以一种均勻的方式排列在石墨层之间。
这种插层过程通常是由外部条件引发的，例如温度、压力或浓度的改变。
当外来原子或分子插入到石墨层之间时，它们会与石墨层的碳原子形成一种新的结构。
这种插入过程使石墨层的阶发生了改变，从而导致了新的物理和化学性质的产生。
在分级插入过程中，外来原子或分子在石墨层之间以不同的方式排列。
这种排列可以是有序的，也可以是无序的。
分级插入过程通常是通过控制插层条件来实现的，例如物质的浓度或插层速率的变化。
在这种插入过程中，外界条件的改变会导致石墨层的阶发生不连续的变化。
这种不连续性可以通过精确控制插层条件来实现，从而产生特定的物理和化学性质。
不均匀插入是一种特殊的插层过程，外来原子或分子以一种不均匀的方式插入石墨层之间。
这种插入过程通常是由外界条件的局部变化所引起的。
在不均匀插入过程中，外来原子或分子只能插入到特定的位置，而无法均匀地插入到整个石墨层中。
与均匀插入和分级插入不同，不均匀插入会导致石墨层的阶局部发生改变，而不是整体性的改变。
这种不均匀性可以通过结构上的不连续性和局部性来解释，并且常常会导致新的物理和化学性质的出现。
总之，石墨层间化合物的阶转变模式是一个复杂而有趣的研究领域。
研究人员通过插层过程来改变石墨层的阶，从而创造出新的物质和性质。
了解和掌握这些阶转变模式对于开发新材料和研究其性质有着重要的指导意义。
未来随着科学技术的不断进步，我们相信石墨层间化合物的研究将会有更多的突破和创新。
1、性质：氟化石墨是碳和氟直接反应而制得的一种石墨层间化合物。
其化学结构式可用（Cfx）n来表示。
其中X为不定值，大小为0＜X＜1.25。
氟化石墨的性质随分子式中碳和氟的比值不同而不同。
CF（1-1.25）称为高氟化度石墨CF（0.5-0.99）被称之为低氟化度石墨颜色随着氟含量的增加，由灰黑色变为雪白色，高氟化度石墨具有优良的热稳定性，是电和热的绝缘体，不受强酸和强碱的腐蚀，润滑性能超过MoS2和鳞片石墨，试验证明，在任意温度下，其磨损寿命优于MoS2作为润滑腊的添加剂，能显著提高部件的支承负荷和降低润滑部件的表面温度。
低氟化度氟化石墨外观为灰黑色热稳定性较差，一般不作润滑剂使用氟化石墨具有较大的润湿接触角和、及较低的表面能，其接触角如表5-64所示。
表5-64 氟化石墨在30℃以下的接触角表（度）试样名称 NaOH30% NaO17% 水甘油甲醇胺 14烷醇121 116。
117 100 96 ---- -- 102 102 95 --146 139 143 151 126 103-- -- 141 145 129 --108 96 96 77 75 52氟化石墨仍保持层状构造，但和原来晶体比较，其层间分子间力弱得多。
由于氟原子的插入和层间相对滑动而使基面叠层发生变化，出现AAA构造，它可以看作是共价键的氟插入石墨层间而形成的石墨层间化合物。
故具有一般氟化物所不同的物理化学性质。
从表5-6所可知，氟化石墨具有亲水亲油性，其独特之处是低面能和高润滑性，是一种新型的功能材料。
2、用途：关于氟化石墨的研究历时已久，早在1914年RUH等通过控制爆炸和燃烧反应合成了灰色的氟化石墨-CF0.29，到了四十年代Ruidorff通过严密控制反应温度合成CF0.67~0.985氟化石墨，1948年美国人potim等在420~4500C条件下合成了（CF1.04）n高氟化度石墨。
但早期的研究停留在合成产物的射线分析上，至于其他物化性质及开发利用研究还是近期的事，特别是近年美国NASA报导了氟化石墨优异的润滑性能的研究成果以及氟化石墨作为高能电池活性能的研究结果以及氟化石墨作为高能电池活性物质重要材料引起了国内外研究工作者的注意，使得以其为中心的研究十分活跃，氟化石墨成为一研究热点，被认为是一种很有希望石墨间化合物。
