第三章 晶体结构与性质 测试（含解析） 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第三章《晶体结构与性质》测试
一、单选题
1．下列说法正确的是
A．晶体溶于水时，离子键被破坏，共价键不受影响
B．易分解是因为分子间作用力弱
C．晶体中既有离子键又含有极性共价键
D．和的分子结构中，每个原子最外层都具有8电子稳定结构
2．某物质的化学式为，其水溶液不导电，加入溶液也不产生沉淀，以强碱处理并没有放出，则关于此化合物的说法正确的是
A．该配合物中心原子的配位数为4
B．该配合物的配体只有
C．和分子均与形成配位键
D．该配合物可能是平面正方形结构
3．下列说法不正确的是（ ）
A．NH5的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构，是既具有离子键又具有共价键的离子化合物
B．Na2O是离子晶体，溶于水生成NaOH的过程中既有离子键的断裂又有共价键的形成
C．某物质固态时不导电但溶于水能导电，则该物质中一定含有离子键
D．石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
4．下列说法正确的是(　　)
A．在含4 mol Si—O键的二氧化硅晶体中，氧原子的数目为4NA
B．金刚石晶体中，碳原子数与C—C键数之比为1∶2
C．30 g二氧化硅晶体中含有0.5NA个二氧化硅分子
D．晶体硅、晶体氖均是由相应原子直接构成的原子晶体
5．实验室用检验的离子方程式为。下列有关说法正确的是
A．中铁离子的配位数为 B．含键
C．碳元素电负性强于氮元素的 D．再失去1个电子比更难
6．能用键能解释，且结论正确的是
A．熔点：金刚石＞晶体硅 B．分子稳定性：H2O＞HF
C．水中的溶解度：SO2＞CO2 D．状态：常温时，Cl2是气态，Br2为液态
7．卤族元素随核电荷数的增加，下列叙述正确的是
A．单质的颜色逐渐变浅 B．氢卤酸的酸性逐渐增强
C．单质的熔点逐渐降低 D．单质的氧化性逐渐增强
8．下面说法错误的是
A．金属键由强到弱：
B．熔点由高到低：
C．硬度由大到小：金刚石>晶体硅>碳化硅
D．晶格能由大到小：
9．下列物质中有氧离子存在的是
A．CaO B．H2O C．KClO3 D．KOH
10．有5种元素X、Y、Z、Q、T。X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道；Y原子的特征电子构型为3d64s2；Z原子的核外电子总数等于Q原子的最外层电子数；Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子；T原子有1个3p空轨道。下列叙述错误的是
A．元素Y和Q可形成化合物Y2Q3
B．气态氢化物的稳定性：Q＞T＞Z
C．X和Q结合生成的化合物晶体类型为分子晶体
D．T和Z的最高价氧化物均为酸性氧化物
11．中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700℃时制造出纳米级金刚石粉末和另一种化合物。该成果发表在《科学》杂志上。同学们对此有下列一些“理解”，你认为错误的是
A．金刚石中C原子与C-C键个数比为1：2
B．另一种化合物的化学式为NaCl，晶体中Na+的配位数为8
C．该反应涉及的四种物质分别属于四种不同的晶体类型
D．CCl4的熔点低于金属钠的熔点
12．下列不能形成配位键的组合是
A．、 B．、 C．、H+ D．、
二、填空题
13．一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为、和有机碱离子，其晶胞如图(b)所示。其中与图(a)中_______的空间位置相同，有机碱中，N原子的杂化轨道类型是_______；若晶胞参数为anm，则晶体密度为_______(列出计算式，设为阿伏加德罗常数的值)。
14．(1)配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。
①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CoCl3·6NH3_______，
CoCl3·5NH3_______，
CoCl3·4NH3(绿色和紫色)：_______。
②上述配合物中，中心离子的配位数都是_______。
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色。该反应在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3+与SCN-不仅能以1：3的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空：
①Fe3+与SCN-反应时，Fe3+提供_______，SCN-提供_______，二者通过配位键结合。
②所得Fe3+与SCN-的配合物中，主要是Fe3+与SCN-以个数比1：1配合所得离子显血红色。含该离子的配合物的化学式是_______。
③若Fe3+与SCN-以个数比1：5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_______。
15．苯胺()的晶体类型是_______。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是_______。
16．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组 B组 C组 D组
金刚石：3550℃ Li：181℃ HF：-83℃ NaCl：801℃
硅晶体：1410℃ Na：98℃ HCl：-115℃ KCl：776℃
硼晶体：2300℃ K：64℃ HBr：-89℃ RbCl：718℃
二氧化硅：1723℃ Rb：39℃ HI：-51℃ CsCl：645℃
据此回答下列问题：
(1)A组属于_______晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_______。
(2)B组晶体共同的物理性质是_______(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)C组中自HCl至HI熔点依次升高，原因是_______。
(4)D组晶体可能具有的性质是_______(填序号)。
①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为_______。
17．(1)离子化合物MgO2可被用于治疗消化道疾病，各原子均满足8电子稳定结构。写出MgO2的电子式___。
(2)立方氮化硼(BN)可利用人工方法在高温高压条件下合成，属于超硬材料。同属原子晶体的氮化硼比晶体硅具有更高的硬度和耐热性的原因是___。
18．无水硫酸铜为_______色固体，把它溶于水后得到_______色溶液，原因是溶液形成了[Cu(H2O)4]2+配离子，中心离子是_______，配位数为_______，配体是_______分子。向该溶液中滴入氨水，现象是_______，继续滴加氨水至过量，现象是_______，请写出所得物质内界结构式_______，中心离子与配体之间以_______键相结合。
19．一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I-和有机碱离子CH3NH，其晶胞如图(b)所示。其中Pb2+与图(a)中_______的空间位置相同；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为_______ g/cm3 (列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。
20．回答下列问题：
(1)已知4种物质的熔点如下表：
物质 NaCl
熔点/℃ 801 712 190 -68
的熔点远高于的原因是_______。
(2)请比较氮元素与氧元素的非金属性强弱：N_______O(填“>”、“＜”或“=”)，用一个化学方程式说明强弱关系_______。
参考答案：
1．C
【详解】A．晶体溶于水时，电离出氢离子钠离子和硫酸根离子，离子键被破坏，部分共价键被破坏，A错误；
B．易分解是因为共价键作用力弱，B错误；
C．晶体中有离子键，氢氧根中含有极性共价键，C正确；
D．中的H原子，最外层为2电子稳定结构，D错误；
答案选C。
2．C
【详解】A．加入溶液反应也不产生沉淀，可知无游离的，以强碱处理并没有放出，可知无游离的氨分子，两者均与中心铂离子形成配位键，所以该物质的配位化学式为故配位数为6，故A错误；
B．根据题意可知该配合物为，配体有和，故B错误；
C．该配合物为，和分子均与中心铂离子形成配位键，故C正确；
D．Pt与6个配体成键，该配合物应是8面体结构，故D错误；
故答案为C。
3．C
【详解】A．NH5为离子化合物，分子中存在NH4+和H-，所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构，含有离子键，N-H键属于共价键，选项A正确；
B．Na2O是离子晶体，溶于水生成NaOH的过程中，Na2O中离子键断裂，生成NaOH时有共价键的形成，选项B正确；
C．某物质固态时不导电但溶于水能导电，则该物质中不一定含有离子键，如氯化铝为共价化合物不含离子键，选项C不正确；
D．石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体，每个硅原子形成4个共价键，每个氧原子形成两个共价键，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构，选项D正确；
答案选C。
4．B
【详解】A.在含4 mol Si-O键的二氧化硅晶体中，含Si原子是1mol，由于O原子与2个Si原子形成Si-O共价键，所以在含4 mol Si-O键的二氧化硅晶体中，含氧原子的数目为2NA，A错误；
B.在金刚石晶体中，碳原子与相邻的4个C原子形成4个C-C键，每个C-C键为形成共价键的2个C所共有，所以C原子数与C-C键数之比为1∶2，B正确；
C.二氧化硅晶体属于原子晶体，无二氧化硅分子，C错误；
D.晶体硅是由相应原子直接构成的原子晶体，而晶体氖则属于分子晶体，构成微粒是分子，1个Ne原子就是1个分子，D错误；
故合理选项是B。
5．B
【详解】A．中铁离子的配位数为6，A错误；
B．1个CN一含1个σ键，1个CN一与Fe3+形成1个配位键，配位键也是σ键，所以含键，B正确；
C．碳和氮位于同一周期，氮在右侧，所以碳元素电负性弱于氮元素的电负性，C错误；
D．Mn2+外围电子排布式为3d5，由Mn2+变为Mn3+，3d能级由较稳定的3d半充满状态变为不稳定的3d4状态，需要吸收的能量多，Fe2+外围电子排布式为3d6，Fe2+变为Fe3+，3d能级由较不稳定的3d6状态变为较稳定的3d5半充满状态，需要吸收的能量少。所以Mn2+再失去1个电子比Fe2+再失去一个电子困难。D错误；
故选B。
6．A
【详解】A．原子晶体中原子形成的共价键越强，晶体的熔点越高，金刚石和晶体硅都是原子晶体，碳碳键的键长小于硅硅键、键能大于硅硅键，则金刚石中的碳碳键强于晶体硅中的硅硅键，熔点高于晶体硅，能用键能解释，故A正确；
B．F的电负性大且原子半径小，则H-F键比O-H键键能更大，故分子稳定性：H2O＜HF，故B错误；
C．二氧化硫和水是极性分子，二氧化碳是非极性分子，由相似相溶原理可知，二氧化硫在水中的溶解度大于二氧化碳，不能用键能解释，故C错误；
D．Cl2、Br2形成的晶体都是分子晶体，二者组成结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，则常温时，Cl2是气态，Br2为液态，但由于范德华力很弱，二者的沸点都比较低，不能用键能解释，故D错误；
故选A。
7．B
【详解】A．卤族元素由上到下，单质的颜色逐渐加深，故A错误；
B．卤族元素由上到下，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的引力逐渐减小，H-X键的键能逐渐减小，HX电离出H+越来越容易，故氢卤酸的酸性依次增强，故B正确；
C．卤族元素单质都是分子晶体，组成结构相似，相对分子质量越大，范德华力越强，熔沸点越高，所以卤族元素单质的熔点随着核电荷数的增加逐渐升高，故C错误；
D．卤族元素非金属性随核电荷数增大而减弱，其单质的氧化性随核电荷数增大逐渐减弱，故D错误；
答案选B。
8．C
【详解】A．形成金属键的金属阳离子的半径越小，所带电荷数越多，金属键越强，则金属键由强到弱：，A正确；
B．四种化合物形成的晶体均是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高，则熔点由高到低：，B正确；
C．共价晶体中形成共价键的原子半径越小，共价键越强，硬度越大，则硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，C错误；
D．离子晶体中形成离子键的离子半径越小，所带电荷数越多，晶格能越大，则晶格能由大到小：，D正确；
答案选C。
9．A
【详解】A．CaO中含有离子键，为离子化合物，含有氧离子和钙离子，A正确；
B．H2O中存在O的共价键，是共价化合物，不存在氧离子，B错误；
C．KClO3中存在钾离子和氯酸根离子，有离子键，不存在氧离子，C错误；
D．KOH中存在钾离子和氢氧根离子，有离子键，不存在氧离子，D错误；
故选A。
10．B
【分析】由X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道可知，X为S元素；Y原子的特征电子构型为3d64s2，则Y为Fe元素；Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子，则Q是O元素；由Z原子的核外电子总数等于O原子的最外层电子数可知，Z为C元素；由T原子有1个3p空轨道可知，T是Si元素。
【详解】A．Fe元素和O元素能形成化合物Fe2O3，A项正确；
B．元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性：Q＞Z＞T，则气态氢化物的稳定性：Q＞Z＞T，B项错误；
C．硫元素和氧元素结合生成的化合物可以是二氧化硫或三氧化硫，二氧化硫和三氧化硫都是共价化合物，形成的晶体为分子晶体，C项正确；
D．Si元素和C元素的最高价氧化物二氧化硅和二氧化碳均为酸性氧化物，D项正确；
答案选B。
11．B
【详解】A．每个碳原子形成四个C-C键，每个碳碳键由两个碳原子共用，C-C键数，所以金刚石晶体中碳原子个数与C-C键数之比1：2，故A正确；
B．根据原子守恒推出另一化合物是NaCl，根据氯化钠的晶胞结构知Na+和Cl-的配位数均为6，故B错误；
C．CCl4和Na反应生成NaCl和金刚石，CCl4属于分子晶体，Na属于金属晶体，NaCl属于离子晶体和金刚石属于原子晶体(或共价晶体)，故C正确；
D．CCl4是分子晶体，常温下是液态，金属钠是金属晶体，常温下是固态，故D正确；
故选B。
12．C
【详解】A． 有空轨道，中的氮原子上有孤对电子，故二者可以形成配位键，A项不符合题意；
B． 中B原子有空轨道，中的氮原子上有孤对电子，故二者可以形成配位键，B项不符合题意；
C． 、两种离子均没有孤对电子，故二者不能形成配位键，C项符合题意；
D． 有空轨道，提供孤对电子，故二者可以形成配位键，D项不符合题意；
故选C。
13． Ti4+ sp3
【详解】距离最近的是处于面心的，的配位数为6，图(a)中的配位数也为6，其与图(b)中的空间位置相同；中，氮原子形成4个单键，其中有1个是配位键，N原子采取杂化；根据均摊法，1个晶胞中含有的个数为，的个数为，的个数为1，化学式为，摩尔质量为，一个晶胞的质量为，体积为，则晶体密度为。
14． [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)4Cl2]Cl 6 空轨道 孤电子对 [Fe(SCN)]Cl2 FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl
【详解】(1) ①由题意知，四种络合物中的自由Cl－分别为3、2、1、1，则它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl。
②1mol CoCl3·6NH3只生成3mol氯化银，则有3mol氯离子为外界离子，钴的配位数为6；
1mol CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)都只生成1mol氯化银，则有1mol氯离子为外界离子，钴的配位数为6。
(2)①Fe3+与SCN-反应生成的配合物中， Fe3+提供空轨道， SCN-提供孤对电子。
②Fe3+与SCN-以个数比1 : 1配合所得离子为[Fe ( SCN)]2+ ，故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe ( SCN ) ]Cl2与KCl。
③国Fe3+与SCN-以个数比1 : 5配合所得高子为[Fe (SCN) 5]2-，故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成K2[Fe (SCN)5]2-与KCI，所以反应方程式为: FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl。
15． 分子晶体 苯胺分子之间存在氢键
【详解】苯胺中只含有共价键，根据其熔、沸点数据可知，苯胺的晶体类型为分子晶体。苯胺分子间存在氢键，导致其熔、沸点高于甲苯。
16．(1) 原子晶体 共价键
(2)①②③④
(3)含有分子间氢键，增加了分子之间的吸引力，使物质熔化、气化需消耗更高的能量，因此其熔点反常
(4)②④
(5)这些都属于离子晶体，熔点与晶格能有关，由于离子半径：r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高。
【解析】（1）
A组熔点很高，为原子晶体，构成微粒是原子，原子晶体是由原子通过共价键形成的，熔化时克服的是共价键；
（2）
B组为金属晶体，根据金属晶体的特征可知，B组金属晶体具有①②③④四条共性；
（3）
HF的分子之间除存在范德华力外，分子之间还含有分子间氢键，增加了分子之间的吸引力，使物质熔化、气化需消耗更高的能量，因此其熔点反常；
（4）
D组属于离子晶体，离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，离子之间通过离子键结合，离子键是一种比较强的相互作用，具有一定的硬度；一般能够溶于水，在水分子作用下电离产生自由移动的离子，因而能够导电；在固体时离子之间通过离子键结合，不能自由移动，因此固态时不能导电；在熔融状态时断裂离子键，产生自由移动的离子，因此在熔融状态下也可以导电，故②④两个性质符合；
（5）
D组属于离子晶体，其熔点与离子键键能有关。离子半径越小，离子之间作用力越强，离子键的键能越大，晶格能越大，物质的熔沸点就越高。由于离子半径：r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高。
17． B—N的键长比Si—Si的键长短(或B—N的键能较大)
【详解】(1) MgO2中为原子团，中O原子间是单键，故答案为：；
(2) 氮化硼和晶体硅都是原子晶体，原子晶体的硬度和耐热性由键能大小决定，故答案为：B—N的键长比Si—Si的键长短(或B—N的键能较大)。
18． 白 蓝 Cu2+ 4 H2O 有蓝色沉淀生成 沉淀溶解，溶液变成深蓝色 [Cu(NH3)4]2+ 配位键
【详解】无水硫酸铜固体为白色；把它溶于水后形成了[Cu(H2O)4]2+配离子，溶液呈蓝色；[Cu(H2O)4]2+配离子的中心离子是Cu2+，配位数为4，配体是H2O分子。向溶液中滴入氨水，有氢氧化铜沉淀生成，故现象是：有蓝色沉淀生成；继续滴加氨水至过量，氢氧化铜与氨水反应生成[Cu(NH3)4]SO4，现象是：沉淀溶解，得到深蓝色溶液；[Cu(NH3)4]SO4的内界结构式为：[Cu(NH3)4]2+，中心离子与配体之间以配位键结合。
19． Ti4+
【详解】距离最近的是处于面心的，的配位数为6，图(a)中的配位数也为6，其与图(b)中的空间位置相同；
根据均摊法，1个晶胞中含有的个数为，；的个数为，的个数为1，化学式为，摩尔质量为，一个晶胞的质量为，体积为，则晶体密度为。
20．(1)、分别为离子晶体、分子晶体，前者熔融需要克服离子键，后者克服分子间作用力，所以的熔点远高于
(2) ＜ 或
【解析】(1)
一般熔点高低顺序是原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，根据表中数据，氯化镁为离子晶体，熔融时破坏离子键，氯化铝为分子晶体，熔融是破坏分子间作用力，因此氯化镁的熔点高于氯化铝的熔点，答案为氯化镁、氯化铝分别为离子晶体、分子晶体，前者熔融需要克服离子键，后者克服分子间作用力，因此氯化镁熔点远高于氯化铝；
(2)
同周期从左向右非金属性增强(稀有气体除外)，因此氧元素的非金属性强于氮元素，利用氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，可以用或进行比较；答案为＜；或。