第三章第一节物质的聚集状态与晶体的常识同步练习（含解析）2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2
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| 名称 | 第三章第一节物质的聚集状态与晶体的常识同步练习（含解析）2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-06-21 20:14:56 | ||
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文档简介
第三章第一节物质的聚集状态与晶体的常识同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列关于晶体的说法中正确的是
A．玻璃制成的弹珠具有规则的几何外形，所以玻璃弹珠是晶体
B．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
C．晶胞中任何一个粒子都属于该晶胞
D．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性
2．下列有关物质结构与性质的说法正确的是
A．基态碳原子价电子排布图：
B．的空间结构：平面三角形
C．C60高温高压下可转变为结构类似金刚石的碳玻璃，该碳玻璃中碳原子为sp2杂化
D．硫单质和氢气低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图，该晶体属分子晶体
3．下列有关说法中不正确的是
A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．晶体的晶胞如图2所示，每个晶胞平均占有4个
C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外电子在原子核附近做圆周运动
D．金属中原子堆积模型如图4所示，该晶胞中原子数目为4
4．晶体内微粒总是按周期性规律重复排列，反映其结构特点的基本重复单位为晶胞，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成。以下是某些晶体的局部结构，可做为晶胞的是
A． (都在顶点) B． (在顶点和面心)
C． (在顶点和面心) D． (在顶点和体心)
5．我国用、等原料制备晶体，在世界上首次实现在177.3m深紫外激光倍频输出，其晶胞如图所示。下列说法错误的是
A．构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为
B．中的阴离子的中心原子杂化方式为
C．根据元素周期表中元素所处的位置可推测与性质相似
D．1mol该晶胞含3mol
6．晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是
A．每个晶胞中含有8个K、6个O、1个1
B．的空间构型为四面体形
C．与K紧邻的O的个数为6个
D．在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置
7．二氧化硅晶体是立体网状结构，其结构如图所示。
下列关于二氧化硅晶体的说法不正确的是
A．晶体中每个硅原子与4个氧原子相连
B．晶体中硅、氧原子个数比为
C．晶体中最小环上的原子数为8
D．晶体中硅、氧原子最外层都满足8电子结构
8．现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是
A． B．
C． D．
9．F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易与水反应。其中6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是
黑球表示氙原子白球表示氟原子
A．XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构
B．某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示，可推知其化学式为XeF6
C．XeF4按已知方式水解，每生成2molXe转移8mol电子
D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，将重新生成Xe和F2
10．钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是
A．元素钛在元素周期表中的位置为第四周期V B族
B．Co2+的基态核外电子排布式为1s2 2s2 2p63s2 3p63d54s2
C．与Co2+距离最近的Ti4+有4个
D．该化合物的化学式为CoTiO3
11．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是
A．钛酸钙的化学式为
B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键(C-C)数目之比为1：2
C．硒化锌晶体中与一个距离最近且相等的有8个
D．中F-与距离最近的所形成的键的夹角为109.5°
12．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(晶胞结构如图所示)类似。下列有关冰晶胞的说法合理的是
A．冰晶胞内水分子间以共价键相结合
B．晶体冰与金刚石晶体硬度都很大
C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键
D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似
13．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是
A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成为正四面体形
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+
C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2
D．该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
14．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，如图a、b、c分别代表这三种堆积方式的结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
15．晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，棱长为0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，如图所示。下列叙述错误的是
A．基态K原子的核外电子排布式为：
B．碘酸钾中含有离子键和共价键
C．与O原子紧邻的I原子有2个
D．晶体中K原子与O原子间的最短距离约为0.631nm
二、填空题
16．铁及铁的化合物在生产、生活中有广泛应用。请回答下列问题：
(1)基态的最外层电子排布式为：________。
(2)工业上常利用与形成稳定；(六氰合亚铁离子)的特性来处理含的工业废水。在中C原子的杂化方式为_______，写出的电子式：_______。
(3)三氯化铁易溶于水，也易溶于乙醚等有机溶剂。它在300℃以上易升华，在400℃时其蒸气中有以配位键结合的双聚分子存在，其结构如图所示。请判断三氯化铁的晶体类型为_______。
(4)应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中黑色小球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为_______。
17．回答下列问题：
(1)晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。与K紧邻的O的个数为___________。已知阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为___________(列式表示)。
(2)若晶胞中处于左下角顶角的K原子的坐标参数为，位于下底面面心位置的O原子的坐标参数为，在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，设左下角顶角的I原子的坐标参数为，则K原子的坐标参数为___________。
三、结构与性质
18．金属和非金属分界线附近的元素(如、、)，可用于制造半导体材料，是科学研究的热点。试回答下列问题：
(1)锗()是一种重要的半导体材料，写出基态原子的价层电子排布式，说明价电子在其最高能级上的分布遵循的原则。________
(2)是一种非晶态半导体，也称玻璃半导体。区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是________？
(3)等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，如图所示。每个原子周围有________个距离最近的原子？每个晶胞中有________个原子？
19．铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题：
(1)基态铁原子核外最后一个电子填充在___________(填能级符号)上，含有___________个未成对电子。
(2)铁氰化钾是检验的重要试剂。
①铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
②铁氰化钾中，不存在___________(填字母)。
A．离子键 B．键 C．键 D．氢键 E．金属键
(3)合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成的合金的晶胞结构图。在这种结构中，同一层的Ca与Cu距离为294pm。
①合金中___________。
②同一层中，Ca原子之间的最短距离是___________pm；设为阿伏加德罗常数的值，若要求算晶体的密度，还需要知道的物理量是___________(钙、铜元素的相对原子质量为已知量)。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
【详解】A．玻璃属于混合物，不是晶体，选项A错误；
B．晶体形成后，其结构是有序性和可复制性，所以即使是粉末，其微观结构也是晶体的有序结构，选项B错误；
C．晶胞的顶点、棱上、面上的离子均为多个晶胞共用，选项C错误；
D．晶体的自范性能使结构有缺损的晶体结构在适当的环境中恢复晶体完整，选项D正确；
答案选D。
2．B
【详解】A．基态C原子的价电子排布为2s22p2，2p轨道只有两个电子，A错误；
B．CO中心C原子的价层电子对数为=3，不含孤电子对，空间构型为平面三角形，B正确；
C．金刚石中的C原子均为饱和碳原子，采取sp3杂化，C错误；
D．该晶体是一种新型超导材料，说明是由阴阳离子构成的，属于离子晶体，D错误；
综上所述答案为B。
3．C
【详解】A．由图可以看出，1个铜离子与4个水分子结合成[Cu（H2O）4]2+，Cu2+与H2O分子之间通过配位键相结合，则1个水合铜离子中有4个配位键，故A正确；
B．CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2+的数目为，故B正确；
C．H原子核外只有1个电子，所以电子云图中，黑点不表示电子，只表示电子出现的机会多少，H原子核外电子大多在原子核附近运动，故C错误；
D．依据金属Cu原子形成的堆积模型，每个晶胞中含有铜原子数目为，故D正确；
故选C。
4．B
【详解】按照题意，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成，是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所有晶胞平行排列，取向相同。由此可知，平移后，重合位置的原子相同。
A．不管是左右或上下平移时，大圆表示的原子和小圆表示的原子位置重合，但不是同一种原子，因此该结构不能作为晶胞，A错误；
B．不管是上下平移还是左右平移，各原子都可以与相同的原子重叠，可平移无隙并置得到晶体，因此该结构可以作为晶胞，B正确；
C．上下平移时，位于面心的两个不同的原子位置会重合，因此该结构不能作为晶胞，C错误；
D．该结构平移时会存在空隙，因此不能作为晶胞，D错误；
答案选B。
5．B
【详解】A．元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序为，故A正确；
B．中的阴离子为，中心原子为B，根据价层电子对互斥模型，中心原子价层电子对数，杂化方式为，故B错误；
C．根据对角线规则，处于元素周期表中对角线位置的某些主族元素，性质具有相似性，故C正确；
D．该晶晶胞中实际拥有的K的数目，因此1mol该晶胞中的物质的量为3mol，故D正确；
故答案为B。
6．D
【详解】A．K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，I位于晶胞的体内，故每个晶胞中含有1个K、3个O、1个I，A错误；
B．中I的价层电子对数为，I采取杂化，则的空间构型为三角锥形，B错误；
C．O位于面心，K位于顶点，与K紧邻的O的个数为12个，C错误；
D．在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为，O位于棱心位置，每个棱为4个晶胞共有O个数为，K的个数为1，应位于体心位置，D正确；
故选D。
7．C
【详解】A．由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子连有4个氧原子，A正确；
B．每个硅原子连有4个氧原子，每个氧原子连有2个硅原子，硅原子、氧原子个数比为，B正确；
C．晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，最小环上的原子总数为12，C错误；
D．晶体中每个硅原子形成四对共用电子对，每个氧原子形成两对共用电子对，二者都满足最外层8电子结构，D正确；
故答案选C。
8．C
【详解】A． A原子的个数为1，B原子的个数为，故化学式为AB，故A错误；
B． E原子的个数为，F原子的个数为，故化学式为EF，，故B错误；
C． ，X原子的个数为1，Y原子的个数为，Z原子的个数为，故化学式为XY3Z，，故C正确；
D． A原子的个数为，B原子的个数为，故化学式为AB，，故D错误；
故选C。
9．C
【详解】A．Xe原子已经达到8电子稳定，故XeF2各原子不可能具有8电子稳定结构，A不正确；
B．根据平行六面体规律：Xe为8×＋1=2，F为8×＋2=4，故该晶体的化学式为XeF2，B不正确；
C．由于F的非金属性最强，在XeF4中Xe的化合价为＋4价，生成2molXe转移电子数为8mol，C正确；
D．F2有强的氧化性，能够与水反应，故XeF2与水反应不可能生成F2，D不正确；
故选C。
10．D
【详解】A．元素钛在元素周期表中的位置为第四周期 IV B族，A错误；
B．Co原子失去最外层的两个电子形成Co2+，故Co2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，B错误；
C．由图可知，与Co2+距离最近的Ti4+有8个，C错误；
D．该晶胞中，Co2+的个数为1，Ti4+的个数为8×=1，O2-的个数为6×=3，则该化合物的化学式为CoTiO3，D正确；
故选D。
11．C
【详解】A．该晶胞中各原子数为Ca：，Ti：1，O：，故钛酸钙的化学式为，A项正确；
B．在金刚石晶体中，每个碳原子周围有4条碳碳键，每条碳碳键被两个碳原子共用，故碳原子与碳碳键数目之比为1：（），B项正确；
C．硒化锌晶体中与一个距离最近且相等的有12个，C项错误；
D．中以F-为中心，其周围4个为顶点形成正四面体，故中F-与距离最近的所形成的键的夹角为109.5°，D项正确；
答案选C。
12．D
【详解】A．冰晶胞内水分子间以氢键相结合，A错误；
B．晶体冰为分子晶体，硬度很小；金刚石为原子晶体，硬度很大，B错误；
C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，不是σ键，C错误；
D．水分子中氧原子和金刚石中碳原子均为sp3杂化，水分子中氧原子与2个氢原子结合后还有2对孤电子对，可以与另外2个水分子中氢原子形成氢键，故每个水分子与相邻4个水分子形成4个氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似，D正确；
故选D。
13．A
【详解】A．据图可知距Na+最近的Cl-位于棱心和体心，共6个，形成正八面体，A错误；
B．Ca2+位于晶胞的顶点和面心，根据均摊法，个数为=4，B正确；
C．金刚石中每个C原子形成4个共价键，每个共价键被两个碳原子共用，所以每个碳原子具有2个共价键，即碳原子与碳碳键个数的比为1：2，C正确；
D．该物质由分子构成，据图可知每个分子含有4个F原子，4个E原子，所以分子式为E4F4或F4E4，D正确；
综上所述答案为A。
14．A
【详解】a中原子个数=12×+2×+3=6，b中原子个数=8×+6×=4，c中原子个数=1+8×=2，所以其原子个数比是6∶4∶2=3∶2∶1，故选A。
15．D
【详解】A．K元素位于第四周期ⅠA族，原子序数为19，因此基态K原子的核外电子排布式为，故A说法正确；
B．碘酸钾是由K+和构成，K+和间存在离子键，I和O之间存在极性共价键，故B说法正确；
C．根据晶胞，氧元素位于晶胞的面心，I位于晶胞体心，与O紧邻的I原子个数为2，故C说法正确；
D．根据晶胞模型，K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，因此K原子和O原子间的最短距离应是面对角线的一半，面对角线的长度为×0.446nm，即K原子和O原子间的最短距离是≈0.315nm，故D说法错误；
答案为D。
16．(1)
(2) sp
(3)分子晶体
(4)1:2
【详解】（1）根据铁原子的电子排布式：，的电子排布式为：；
（2）的结构式中，直线型，所以C原子的杂化方式为sp；电子式为：
（3）根据已知信息，该晶体在300℃以上易升华，在400℃时其蒸气，熔沸点较低，故为分子晶体；
（4）小黑球的周围有四个灰球，而一个灰球的周围有两个黑球，故黑球与灰球的个数比为1:2，氮原子与铁原子的个数比为1:2
17．(1)
(2)
【详解】（1）K、O构成面心立方结构，K的配位数为12；该晶胞中K位于顶点，个数为，I位于体心，个数为1，O位于面心，个数为，则晶胞质量为；密度为。
（2）根据的化学式及晶胞结构可知的另一晶胞结构中I处于顶角，O处于棱心，K处于体心，则K原子的坐标参数为。
18．(1)4s24p2，洪特规则
(2)X射线衍射法
(3) 4 4
【分析】能量最低原理：原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子；
【详解】（1）为32号元素位于第四周期第ⅣA族，基态原子的价层电子排布式为4s24p2，其价电子在其最高能级为4p能级，电子分布遵循的原则为洪特规则；
（2）晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法；
（3）由图可知，以底面面心As原子为例，上层晶胞中存在2个Ga、在下层晶胞中也存在2个Ga，故每个原子周围有4个距离最近的原子；Ga位于晶胞内部，每个晶胞中有4个原子.
19．(1) 3d 4
(2) DE
(3) 5 上、下两层Ca与Ca之间的最短距离或上、下两层Ca与Cu之间的最短距离
【详解】（1）基态铁原子核外电子排布式为，3d能级的能量高于4s能级，则电子先填充4s能级，后填充3d能级，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上有4个未成对电子；
（2）①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe、K、C、N，同周期的C和N，第一电离能，同周期的K、Fe，第一电离能，所以所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为；
②铁氰化钾属于配合物，由、和构成，是离子化合物，存在离子键，含有，中存在键，1个键由I个键和2个键组成，配合物中不存在氢键和金属键；
（3）①该晶胞中Ca原子个数=、Cu原子个数，则该晶胞中Ca原子与Cu原子个数比为，。
②同一层中，六边形中心的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长(同一层相邻Ca与Cu距离)；计算晶胞的密度要先计算晶胞的体积，已知晶胞层内六边形边长(Ca原子之间距离)，还需要知道晶胞层与层之间的距离，即上、下两层Ca与Ca之间的最短距离或上、下两层Ca与Cu之间的最短距离。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列关于晶体的说法中正确的是
A．玻璃制成的弹珠具有规则的几何外形，所以玻璃弹珠是晶体
B．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
C．晶胞中任何一个粒子都属于该晶胞
D．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性
2．下列有关物质结构与性质的说法正确的是
A．基态碳原子价电子排布图：
B．的空间结构：平面三角形
C．C60高温高压下可转变为结构类似金刚石的碳玻璃，该碳玻璃中碳原子为sp2杂化
D．硫单质和氢气低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图，该晶体属分子晶体
3．下列有关说法中不正确的是
A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．晶体的晶胞如图2所示，每个晶胞平均占有4个
C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外电子在原子核附近做圆周运动
D．金属中原子堆积模型如图4所示，该晶胞中原子数目为4
4．晶体内微粒总是按周期性规律重复排列，反映其结构特点的基本重复单位为晶胞，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成。以下是某些晶体的局部结构，可做为晶胞的是
A． (都在顶点) B． (在顶点和面心)
C． (在顶点和面心) D． (在顶点和体心)
5．我国用、等原料制备晶体，在世界上首次实现在177.3m深紫外激光倍频输出，其晶胞如图所示。下列说法错误的是
A．构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为
B．中的阴离子的中心原子杂化方式为
C．根据元素周期表中元素所处的位置可推测与性质相似
D．1mol该晶胞含3mol
6．晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是
A．每个晶胞中含有8个K、6个O、1个1
B．的空间构型为四面体形
C．与K紧邻的O的个数为6个
D．在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置
7．二氧化硅晶体是立体网状结构，其结构如图所示。
下列关于二氧化硅晶体的说法不正确的是
A．晶体中每个硅原子与4个氧原子相连
B．晶体中硅、氧原子个数比为
C．晶体中最小环上的原子数为8
D．晶体中硅、氧原子最外层都满足8电子结构
8．现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是
A． B．
C． D．
9．F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易与水反应。其中6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是
黑球表示氙原子白球表示氟原子
A．XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构
B．某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示，可推知其化学式为XeF6
C．XeF4按已知方式水解，每生成2molXe转移8mol电子
D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，将重新生成Xe和F2
10．钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是
A．元素钛在元素周期表中的位置为第四周期V B族
B．Co2+的基态核外电子排布式为1s2 2s2 2p63s2 3p63d54s2
C．与Co2+距离最近的Ti4+有4个
D．该化合物的化学式为CoTiO3
11．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是
A．钛酸钙的化学式为
B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键(C-C)数目之比为1：2
C．硒化锌晶体中与一个距离最近且相等的有8个
D．中F-与距离最近的所形成的键的夹角为109.5°
12．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(晶胞结构如图所示)类似。下列有关冰晶胞的说法合理的是
A．冰晶胞内水分子间以共价键相结合
B．晶体冰与金刚石晶体硬度都很大
C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键
D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似
13．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是
A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成为正四面体形
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+
C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2
D．该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
14．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，如图a、b、c分别代表这三种堆积方式的结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
15．晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，棱长为0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，如图所示。下列叙述错误的是
A．基态K原子的核外电子排布式为：
B．碘酸钾中含有离子键和共价键
C．与O原子紧邻的I原子有2个
D．晶体中K原子与O原子间的最短距离约为0.631nm
二、填空题
16．铁及铁的化合物在生产、生活中有广泛应用。请回答下列问题：
(1)基态的最外层电子排布式为：________。
(2)工业上常利用与形成稳定；(六氰合亚铁离子)的特性来处理含的工业废水。在中C原子的杂化方式为_______，写出的电子式：_______。
(3)三氯化铁易溶于水，也易溶于乙醚等有机溶剂。它在300℃以上易升华，在400℃时其蒸气中有以配位键结合的双聚分子存在，其结构如图所示。请判断三氯化铁的晶体类型为_______。
(4)应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中黑色小球代表氮原子，灰色球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为_______。
17．回答下列问题：
(1)晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。与K紧邻的O的个数为___________。已知阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为___________(列式表示)。
(2)若晶胞中处于左下角顶角的K原子的坐标参数为，位于下底面面心位置的O原子的坐标参数为，在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，设左下角顶角的I原子的坐标参数为，则K原子的坐标参数为___________。
三、结构与性质
18．金属和非金属分界线附近的元素(如、、)，可用于制造半导体材料，是科学研究的热点。试回答下列问题：
(1)锗()是一种重要的半导体材料，写出基态原子的价层电子排布式，说明价电子在其最高能级上的分布遵循的原则。________
(2)是一种非晶态半导体，也称玻璃半导体。区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是________？
(3)等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，如图所示。每个原子周围有________个距离最近的原子？每个晶胞中有________个原子？
19．铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题：
(1)基态铁原子核外最后一个电子填充在___________(填能级符号)上，含有___________个未成对电子。
(2)铁氰化钾是检验的重要试剂。
①铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
②铁氰化钾中，不存在___________(填字母)。
A．离子键 B．键 C．键 D．氢键 E．金属键
(3)合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成的合金的晶胞结构图。在这种结构中，同一层的Ca与Cu距离为294pm。
①合金中___________。
②同一层中，Ca原子之间的最短距离是___________pm；设为阿伏加德罗常数的值，若要求算晶体的密度，还需要知道的物理量是___________(钙、铜元素的相对原子质量为已知量)。
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参考答案：
1．D
【详解】A．玻璃属于混合物，不是晶体，选项A错误；
B．晶体形成后，其结构是有序性和可复制性，所以即使是粉末，其微观结构也是晶体的有序结构，选项B错误；
C．晶胞的顶点、棱上、面上的离子均为多个晶胞共用，选项C错误；
D．晶体的自范性能使结构有缺损的晶体结构在适当的环境中恢复晶体完整，选项D正确；
答案选D。
2．B
【详解】A．基态C原子的价电子排布为2s22p2，2p轨道只有两个电子，A错误；
B．CO中心C原子的价层电子对数为=3，不含孤电子对，空间构型为平面三角形，B正确；
C．金刚石中的C原子均为饱和碳原子，采取sp3杂化，C错误；
D．该晶体是一种新型超导材料，说明是由阴阳离子构成的，属于离子晶体，D错误；
综上所述答案为B。
3．C
【详解】A．由图可以看出，1个铜离子与4个水分子结合成[Cu（H2O）4]2+，Cu2+与H2O分子之间通过配位键相结合，则1个水合铜离子中有4个配位键，故A正确；
B．CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2+的数目为，故B正确；
C．H原子核外只有1个电子，所以电子云图中，黑点不表示电子，只表示电子出现的机会多少，H原子核外电子大多在原子核附近运动，故C错误；
D．依据金属Cu原子形成的堆积模型，每个晶胞中含有铜原子数目为，故D正确；
故选C。
4．B
【详解】按照题意，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成，是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所有晶胞平行排列，取向相同。由此可知，平移后，重合位置的原子相同。
A．不管是左右或上下平移时，大圆表示的原子和小圆表示的原子位置重合，但不是同一种原子，因此该结构不能作为晶胞，A错误；
B．不管是上下平移还是左右平移，各原子都可以与相同的原子重叠，可平移无隙并置得到晶体，因此该结构可以作为晶胞，B正确；
C．上下平移时，位于面心的两个不同的原子位置会重合，因此该结构不能作为晶胞，C错误；
D．该结构平移时会存在空隙，因此不能作为晶胞，D错误；
答案选B。
5．B
【详解】A．元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序为，故A正确；
B．中的阴离子为，中心原子为B，根据价层电子对互斥模型，中心原子价层电子对数，杂化方式为，故B错误；
C．根据对角线规则，处于元素周期表中对角线位置的某些主族元素，性质具有相似性，故C正确；
D．该晶晶胞中实际拥有的K的数目，因此1mol该晶胞中的物质的量为3mol，故D正确；
故答案为B。
6．D
【详解】A．K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，I位于晶胞的体内，故每个晶胞中含有1个K、3个O、1个I，A错误；
B．中I的价层电子对数为，I采取杂化，则的空间构型为三角锥形，B错误；
C．O位于面心，K位于顶点，与K紧邻的O的个数为12个，C错误；
D．在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为，O位于棱心位置，每个棱为4个晶胞共有O个数为，K的个数为1，应位于体心位置，D正确；
故选D。
7．C
【详解】A．由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子连有4个氧原子，A正确；
B．每个硅原子连有4个氧原子，每个氧原子连有2个硅原子，硅原子、氧原子个数比为，B正确；
C．晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，最小环上的原子总数为12，C错误；
D．晶体中每个硅原子形成四对共用电子对，每个氧原子形成两对共用电子对，二者都满足最外层8电子结构，D正确；
故答案选C。
8．C
【详解】A． A原子的个数为1，B原子的个数为，故化学式为AB，故A错误；
B． E原子的个数为，F原子的个数为，故化学式为EF，，故B错误；
C． ，X原子的个数为1，Y原子的个数为，Z原子的个数为，故化学式为XY3Z，，故C正确；
D． A原子的个数为，B原子的个数为，故化学式为AB，，故D错误；
故选C。
9．C
【详解】A．Xe原子已经达到8电子稳定，故XeF2各原子不可能具有8电子稳定结构，A不正确；
B．根据平行六面体规律：Xe为8×＋1=2，F为8×＋2=4，故该晶体的化学式为XeF2，B不正确；
C．由于F的非金属性最强，在XeF4中Xe的化合价为＋4价，生成2molXe转移电子数为8mol，C正确；
D．F2有强的氧化性，能够与水反应，故XeF2与水反应不可能生成F2，D不正确；
故选C。
10．D
【详解】A．元素钛在元素周期表中的位置为第四周期 IV B族，A错误；
B．Co原子失去最外层的两个电子形成Co2+，故Co2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，B错误；
C．由图可知，与Co2+距离最近的Ti4+有8个，C错误；
D．该晶胞中，Co2+的个数为1，Ti4+的个数为8×=1，O2-的个数为6×=3，则该化合物的化学式为CoTiO3，D正确；
故选D。
11．C
【详解】A．该晶胞中各原子数为Ca：，Ti：1，O：，故钛酸钙的化学式为，A项正确；
B．在金刚石晶体中，每个碳原子周围有4条碳碳键，每条碳碳键被两个碳原子共用，故碳原子与碳碳键数目之比为1：（），B项正确；
C．硒化锌晶体中与一个距离最近且相等的有12个，C项错误；
D．中以F-为中心，其周围4个为顶点形成正四面体，故中F-与距离最近的所形成的键的夹角为109.5°，D项正确；
答案选C。
12．D
【详解】A．冰晶胞内水分子间以氢键相结合，A错误；
B．晶体冰为分子晶体，硬度很小；金刚石为原子晶体，硬度很大，B错误；
C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，不是σ键，C错误；
D．水分子中氧原子和金刚石中碳原子均为sp3杂化，水分子中氧原子与2个氢原子结合后还有2对孤电子对，可以与另外2个水分子中氢原子形成氢键，故每个水分子与相邻4个水分子形成4个氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似，D正确；
故选D。
13．A
【详解】A．据图可知距Na+最近的Cl-位于棱心和体心，共6个，形成正八面体，A错误；
B．Ca2+位于晶胞的顶点和面心，根据均摊法，个数为=4，B正确；
C．金刚石中每个C原子形成4个共价键，每个共价键被两个碳原子共用，所以每个碳原子具有2个共价键，即碳原子与碳碳键个数的比为1：2，C正确；
D．该物质由分子构成，据图可知每个分子含有4个F原子，4个E原子，所以分子式为E4F4或F4E4，D正确；
综上所述答案为A。
14．A
【详解】a中原子个数=12×+2×+3=6，b中原子个数=8×+6×=4，c中原子个数=1+8×=2，所以其原子个数比是6∶4∶2=3∶2∶1，故选A。
15．D
【详解】A．K元素位于第四周期ⅠA族，原子序数为19，因此基态K原子的核外电子排布式为，故A说法正确；
B．碘酸钾是由K+和构成，K+和间存在离子键，I和O之间存在极性共价键，故B说法正确；
C．根据晶胞，氧元素位于晶胞的面心，I位于晶胞体心，与O紧邻的I原子个数为2，故C说法正确；
D．根据晶胞模型，K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，因此K原子和O原子间的最短距离应是面对角线的一半，面对角线的长度为×0.446nm，即K原子和O原子间的最短距离是≈0.315nm，故D说法错误；
答案为D。
16．(1)
(2) sp
(3)分子晶体
(4)1:2
【详解】（1）根据铁原子的电子排布式：，的电子排布式为：；
（2）的结构式中，直线型，所以C原子的杂化方式为sp；电子式为：
（3）根据已知信息，该晶体在300℃以上易升华，在400℃时其蒸气，熔沸点较低，故为分子晶体；
（4）小黑球的周围有四个灰球，而一个灰球的周围有两个黑球，故黑球与灰球的个数比为1:2，氮原子与铁原子的个数比为1:2
17．(1)
(2)
【详解】（1）K、O构成面心立方结构，K的配位数为12；该晶胞中K位于顶点，个数为，I位于体心，个数为1，O位于面心，个数为，则晶胞质量为；密度为。
（2）根据的化学式及晶胞结构可知的另一晶胞结构中I处于顶角，O处于棱心，K处于体心，则K原子的坐标参数为。
18．(1)4s24p2，洪特规则
(2)X射线衍射法
(3) 4 4
【分析】能量最低原理：原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子；
【详解】（1）为32号元素位于第四周期第ⅣA族，基态原子的价层电子排布式为4s24p2，其价电子在其最高能级为4p能级，电子分布遵循的原则为洪特规则；
（2）晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法；
（3）由图可知，以底面面心As原子为例，上层晶胞中存在2个Ga、在下层晶胞中也存在2个Ga，故每个原子周围有4个距离最近的原子；Ga位于晶胞内部，每个晶胞中有4个原子.
19．(1) 3d 4
(2) DE
(3) 5 上、下两层Ca与Ca之间的最短距离或上、下两层Ca与Cu之间的最短距离
【详解】（1）基态铁原子核外电子排布式为，3d能级的能量高于4s能级，则电子先填充4s能级，后填充3d能级，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上有4个未成对电子；
（2）①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe、K、C、N，同周期的C和N，第一电离能，同周期的K、Fe，第一电离能，所以所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为；
②铁氰化钾属于配合物，由、和构成，是离子化合物，存在离子键，含有，中存在键，1个键由I个键和2个键组成，配合物中不存在氢键和金属键；
（3）①该晶胞中Ca原子个数=、Cu原子个数，则该晶胞中Ca原子与Cu原子个数比为，。
②同一层中，六边形中心的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长(同一层相邻Ca与Cu距离)；计算晶胞的密度要先计算晶胞的体积，已知晶胞层内六边形边长(Ca原子之间距离)，还需要知道晶胞层与层之间的距离，即上、下两层Ca与Ca之间的最短距离或上、下两层Ca与Cu之间的最短距离。
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