第三章 晶体结构与性质 测试题 （含解析） 2023-2024学年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 测试题
一、选择题
1．工业上可用盐酸、饱和食盐水和二氧化锰浸取方铅矿(主要成分为，含有等杂质)。
已知：ⅰ、常温下，难溶于水；可以与形成
ⅱ、可溶于一定浓度的盐酸。
ⅲ、浸取过程中还存在如下图的反应。
下列说法不正确的是
A．浸取方铅矿时，饱和食盐水的作用主要是提高含物质的溶解性
B．反应Ⅰ中，每消耗，生成
C．反应Ⅱ中，发生反应的离子方程式为：
D．反应Ⅱ速率逐渐变慢，其原因可能是生成的覆盖在固体表面
2．下列关于配合物的说法正确的是
A．Ti元素化合价为+3价
B．只有N原子提供孤电子对
C．1 mol该配合物中含键数目为20
D．1 mol该配合物与足量溶液反应，能产生3 mol沉淀
3．向蓝色的硫酸铜溶液中加入氯化钠固体，溶液变为绿色，向绿色溶液中滴加氨水，先生成蓝色沉淀，最终蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液，再向深蓝色溶液中加入乙醇后，析出深蓝色晶体。下列说法不正确的是
A．上述过程中涉及2种配离子
B．深蓝色晶体中含铜配离子的配位数为4
C．上述的转化过程说明铜离子与不同配体形成的配位键强度不同
D．向深蓝色溶液中加入乙醇通过改变溶剂极性，使溶质溶解度降低
4．是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列有关的表述正确的是
A．与间仅存在静电吸引作用
B．的熔点较高，具有良好的延展性
C．固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D．阴、阳离子比为2：1的物质，均与晶体结构相同
5．是离子晶体，其晶格能可通过图的Born-Haber循环计算得到。下列说法错误的是
A．Li原子的第一电离能为520 kJ mol 1
B．键的键能为249 kJ mol 1
C．的晶格能为2908 kJ mol 1
D．1 mol 转变成需要吸收的能量为169 kJ
6．硅与碳同主族，是构成地壳的主要元素之一，下列说法正确的是
A．单质硅和金刚石中的键能：
B．和中C、Si化合价均为-4价
C．中Si原子的杂化方式为sp
D．碳化硅硬度很大，属于分子晶体
7．下列结构示意图中，表示晶胞的是
A． B．
C． D．
8．是重要的化工原料，可用于某些配合物的制备，如溶于氨水形成。液氨可以微弱的电离产生和，中的一个H原子若被取代可形成(联氨)，若被取代可形成(羟胺)。经过转化可形成、、、(无色)等。与反应有气体生成，同时放出大量热。下列说法正确的是
A．第一电离能： B．的键角比大
C．难溶于水 D．中键的数目为
9．下列说法不正确的是
A．加热使碘升华是因为吸收的热量克服了分子间作用力
B．二氧化硅和干冰中所含的化学键类型相同
C．，说明H－O键的键能为22kJ/mol
D．冰醋酸溶于水的过程中既破坏了分子间作用力，又破坏了部分化学键
10．有关单质碘升华过程的描述中，错误的是
A．该过程吸热 B．分子间距增大
C．不会破坏分子间作用力 D．不会破坏共价键
11．氨分子得到一个H+，变成铵离子(NH)。下列对上述过程的描述不合理的是
A．氮原子的杂化类型发生了改变 B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变 D．微粒中的键角发生了改变
12．下列关于物质(分子)的性质正确的是
A．熔点： B．沸点：
C．极性： D．配位数：干冰中冰中
13．下列说法中，正确的是
A．分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键
B．分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点高
C．稀有气体形成的晶体属于分子晶体
D．晶体是分子晶体，可推测晶体也是分子晶体
14．硫单质通常以S8形式存在，结构如图，下列关于S8的说法错误的是
A．不溶于水 B．为原子晶体 C．为非极性分子 D．在自然界中存在
15．下面有关离子晶体的叙述中，不正确的是
A．1mol氯化钠中有NA个共价键(NA为阿伏加德罗常数的值)
B．氯化钠晶体中，每个Na+周围距离相等且最近的Na+一共有12个
C．氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl-
D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na+、4个Cl-
二、非选择题
16．钛某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如图所示。钛的配位数为___________，碳原子的杂化类型为___________
17．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：简单立方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构。请回答下列问题：
(1)a、b、c三种晶胞内金属原子数目之比为_______。
(2)三种堆积方式的实质是金属阳离子的堆积方式，那么自由电子有无确切的堆积方式？_______(填“有”或“无”)。
(3)影响金属晶体熔点的主要因素是_______。
18．晶体属于立方晶系，其晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为，密度为。
(1)晶胞中，位于各顶点位置，位于_______位置，两个之间的最短距离为_______。
(2)用、表示阿伏加德罗常数的值_______(列计算式)。
19．(1)写出的电子式：___________。
(2)二氧化硅熔化需1723℃，而干冰升华在常温下就可以进行，解释前者比后者所需温度高很多的原因：___________。
(3)已知：比易电离出。请用一个离子方程式证明：___________。
20．请回答下列问题。
图中所示晶体都有规则的几何外形，有规则几何外形的固体一定是晶体吗________，区分晶体和非晶体最可靠的实验方法是：________。
21．回答下列问题
(1)有下列六种物质：①C60晶体 ②硼晶体 ③Na2O晶体 ④CaF2晶体 ⑤P4O10晶体 ⑥碳化硅晶体。其中属于离子晶体的是___________，属于分子晶体的是___________。
(2)铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。
①向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，先形成难溶物；继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液；再加入乙醇，析出深蓝色晶体。下列对此现象说法正确的是___________
A．深蓝色溶液中的Cu2+的浓度与硫酸铜溶液中的Cu2+浓度相同
B．深蓝色晶体中的阴阳离子构型都为正四面体形
C．[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+提供空轨道，NH3分子中的N原子提供孤对电子
D．加入乙醇后，能析出深蓝色晶体，是因为乙醇的极性较大
E．NH3与Cu2+形成的配位键比H2O与Cu2+形成的配位键更稳定
②含铜废液可以利用铜萃取剂M，通过如下反应实现铜离子的富集，进行回收
物质X中铜的配位原子的第一电离能大小关系是___________，物质M中存在的化学键有___________ (填字母序号，下同)，上述反应中断裂和形成的化学键有___________。
a．离子键 b．共价键 c．金属键 d．氢键 e．配位键
③一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于晶胞顶点；该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中，若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与(见下图)的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为___________。
22．前四周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，A元素基态原子的核外电子只有一种运动状态；B元素的基态原子s能级的电子总数是p能级的两倍；D元素基态原子的核外电子有8种运动状态；基态E原子的价层电子排布式为；的能级半充满。
(1)F元素的基态原子的未成对电子数为_______。
(2)中C原子轨道的杂化类型为_______，空间构型为_______。
(3)A与C原子能形成分子，其中C原子最外层满足8电子结构，则该分子的结构式为_______。
(4)C与E形成的化合物可用作半导体材料，晶胞结构如图所示。
①该化合物的化学式为_______。晶胞中与E原子紧邻的E原子有_______个。
②原子坐标参数能表示晶胞内部各原子的相对位置。若a球的原子坐标参数为，b球的原子坐标参数为，则c球的原子坐标参数为_______。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．已知：常温下，难溶于水；可以与形成，浸取方铅矿时，饱和食盐水的作用主要是增大氯离子浓度，提高含物质的溶解性，A正确；
B．反应Ⅰ中，锰元素化合价由+4变为+2，铁元素化合价由+2变为+3，根据电子守恒可知，，则每消耗，生成，B正确；
C．反应Ⅱ中，发生反应铁离子和FeS2反应生成S和亚铁离子，离子方程式为：，C错误；
D．反应Ⅱ速率逐渐变慢，其原因可能是生成的覆盖在固体表面，减小了反应面积，导致反应速率减慢，D正确；
故选C。
2．A
解析：A．根据配合物的构成可知，NH3基团为中性，Cl为-1价，则Ti化合价为+3价，A正确；
B．配位键中配体提供孤电子对，Cl离子也提供孤电子对，B错误；
C．一个NH3中有3条σ键，中心离子Ti和配体的配位键为σ键，配体5个NH3有15个σ键，再加上6个配体的σ键，共计21条σ键，C错误；
D．[Ti(NH3)5Cl]-在水中无法继续电离，因此1mol该配合物最多能产生2mol沉淀，D错误；
故答案选A。
3．A
解析：A．CuSO4溶液中滴加过量氨水，先出现蓝色沉淀后沉淀溶解变为深蓝色溶液，由于氨水呈碱性，Cu2+先于溶液中的OH-结合生成Cu(OH)2，但由于氨水是过量的，过量的NH3可与Cu2+结合生成稳定的配位键，故过程中涉及到一种配离子，A错误；
B．深蓝色的晶体为[Cu(NH3)4]SO4H2O的铜离子的配位数为4，B正确；
C．CuSO4溶液中滴加过量氨水，先出现蓝色沉淀后沉淀溶解变为深蓝色溶液，由于氨水呈碱性，Cu2+先于溶液中的OH-结合生成Cu(OH)2，但由于氨水是过量的，过量的NH3可与Cu2+结合生成稳定的配位键，配合物向生成更稳定的配合物转化，故铜离子与不同配体形成的配位键强度不同，C正确；
D．步骤3中加入乙醇可减小溶剂极性，降低Cu(NH3)4SO4的溶解度，从而析出深蓝色晶体，D正确；
故选A。
4．C
解析：A．与间存在强相互作用力，既有静电吸引作用也有排斥作用，A错误；
B．为离子化合物，熔点较高，但是没有良好的延展性，B错误；
C．溶液或熔融电解质导电的原因是存在自由移动的离子，固体不导电，但在熔融状态下可以导电，C正确；
D．晶体结构与半径比、电荷比有关，阴、阳离子比为2：1的物质，不一定与晶体结构相同，D错误；
故选C。
5．B
解析：A．根据图中2Li(g)→2Li＋(g)得到Li原子的第一电离能为520 kJ mol 1，故A正确；
B．根据→O(g)得到键的键能为498 kJ mol 1，故B错误；
C．根据2Li＋(g)和O2 (g)生成(s)得到的晶格能为2908 kJ mol 1，故C正确；
D．根据2 mol 转变成，则1 mol 转变成需要吸收的能量为169 kJ，故D正确。
综上所述，答案为B。
6．A
解析：A．原子半径：Si＞C，键长：Si-Si＞C-C，则键能：Si-Si＜C-C，故A正确；
B．H的电负性大于Si，SiH4中Si的化合价为价，故B错误；
C．SiO2中Si的价层电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化，故C错误；
D．碳化硅的硬度很大，属于共价晶体，故D错误；
故选A。
7．A
【分析】能够表现晶体结构特征的基本单位称为晶胞。整块晶体是由完全等同的晶胞“无隙并置”地堆积起来。“无隙并置”即一个晶胞与它比邻的晶胞是完全共顶角、共面、共棱的，取向一致，无间隙，从一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动。
解析：表示A晶体结构单元的平行六面体具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱，故A结构可以表示晶胞；表示B、C、D晶体结构单元的平行六面体不具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱，故B、C、D结构不可以表示晶胞；
故选A。
8．B
解析：A．N的价层电子排布式为2s22p3，为稳定结构，其第一电离能较大，A错误；
B．中N原子价层电子对个数=，且含有2个孤电子对，NH3中N原子价层电子对个数，且含有1个孤电子对，孤电子对之间的排斥力大于孤电子对和成键电子对之间的排斥力，所以NH3的键角比中的大，B正确；
C．能和水形成分子间氢键，所以易溶于水，C错误；
D．已知[Ni(NH3)6]2+中每个NH3与Ni2+形成一个配位键，NH3分子中含有3个N-H键，这些键均为σ键，则1mol [Ni(NH3)6]2+中σ键的数目为3mol×6+6mol=24mol，D错误；
故选B。
9．C
解析：A．固体碘受热升华，是物理变化，碘分子本身没有变化，吸收的热量克服了分子间作用力，故A正确；
B．二者所含的化学键类型相同，都是共价键，故B正确；
C．液态水变水蒸气的过程是物理变化，水分子没有被破坏，键没有发生断裂，所以通过题干中所给热化学方程式，无法计算键的键能，故C错误；
D．冰醋酸由醋酸分子构成，溶于水的过程中破坏了分子间作用力，部分电离产生和，破坏了部分共价键，故D正确；
答案选C。
10．C
解析：A．单质碘升华过程为能量低的碘固体转化为能量高的碘蒸气的吸热过程，故A正确；
B．单质碘升华过程中固体变为气体，分子间距增大，故B正确；
C．碘为分子晶体，单质碘升华过程中会破坏分子间作用力，故C错误；
D．碘为分子晶体，单质碘升华过程中会破坏分子间作用力，不会破坏共价键，故D正确；
故选C。
11．A
解析：A．氨气分子中N的杂化为sp3，铵离子中N的杂化为sp3，N原子的杂化类型没有改变，A项错误；
B．氨气分子的空间构型是三角锥形，铵离子的空间构型为正四面体形，B项正确；
C．因结构不同，则性质不同，微粒的化学性质发生了改变，C项正确；
D．氨气分子的空间构型是三角锥形，铵离子的空间构型为正四面体形，微粒中键角发生了改变，D项正确；
答案选A。
12．D
解析：A．同一主族的碱金属元素对应的单质随着原子序数的递增熔点减小，A错误；
B．是同一主族元素的简单氢化物，虽然氨气有氢键使之沸点出现异常，但由于的相对分子质量比氨气的大很多，分子间作用力更强， 的沸点大于氨气，B错误；
C．二硫化碳是非极性分子，极性弱于COS，C错误；
D．干冰中二氧化碳的配位数为12，冰中水的配位数为4，D正确；
故选D。
13．C
解析：A．分子晶体中一定存在分子间作用力，但不一定存在共价键，例如稀有气体的晶体中不存在共价键，故A错误；
B．分子晶体熔化时破坏分子间作用力，共价晶体熔化时破坏共价键，分子间作用力比共价键弱的多，故分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低，故B错误；
C．稀有气体是由原子直接构成的单原子分子，它形成的晶体是通过分子间作用力形成的，属于分子晶体，故C正确；
D．CO2 晶体是通过分子间作用力形成的，是分子晶体；而 SiO2 晶体是通过硅原子、氧原子之间的共价键形成的，属于原子晶体，故D错误；
故选C。
14．B
解析：A．S8不溶于水，故A正确；
B．固态S是由S8构成的，该晶体中存在的微粒是分子，所以属于分子晶体，故B错误；
C．S8以S-S非极性键形成的非极性分子，故C正确；
D．S8是在自然界中存在一种硫单质，故D正确；
故选：B。
15．A
解析：A．氯化钠为离子晶体，只有离子键，不存在共价键，故A错误；
B．氯化钠中，每个Na+周围距离相等的Na+个数=3×8×=12，故B正确；
C．氯化铯晶体的晶胞中，铯离子在体心，氯离子在顶点，每个Cs+周围紧邻8个Cl-，故C正确；
D．在NaCl晶胞中，钠离子在棱心和体心时，顶点和面心为氯离子，钠离子为12×+1=4，氯离子为=4，故D正确；
故答案为A。
二、非选择题
16．sp3、sp2
解析：由图可知钛与四个氧原子和两个氯原子形成配位键，所以钛的配位数为6，环上的碳原子是sp2杂化，甲基上的碳原子是sp3杂化，答案为：6，sp3、sp2。
17．(1)1:4:2
(2)无
(3)金属键的强弱
解析：（1）a中原子位于顶点，数目为；b中原子位于顶点和面心，数目为；c中原子位于顶点和体心，数目为2；a、b、c三种晶胞内金属原子数目之比为1:4:2；
（2）由于金属晶体中的自由电子不属于每个固定的原子，而是在整个晶体中自由移动，故自由电子无确切的堆积方式，答案为：无；
（3）金属晶体是金属原子通过金属键形成的，金属键的强弱直接影响佥属晶体的熔点。金属键越强，晶体的熔点越高，故答案为：金属键的强弱。
18．(1) 面心
(2)
解析：（1）Na3OCl晶体结构中空心白球类原子6×=3、顶点阴影球类原子8×=1、实心黑球类原子1×1=1、根据Na3OCl化学式，可判断钠原子应为空心白球处在晶体结构的面心，两个钠原子之间的最短距离为晶体结构中两个面心的距离，即为一半边长的倍，所以两个Na之间的最短距离为；
（2）已知：晶胞参数为anm，密度为，，则。
19． 二氧化硅是原子晶体，熔化需克服共价键，而干冰是分子晶体，升华只是克服分子间作用力，共价键比分子间作用力强很多
解析：(1)是共价化合物，其电子式为。
(2)由于二氧化硅是原子晶体，熔化需克服共价键，而干冰是分子晶体，升华只是克服分子间作用力，共价键比分子间作用力强很多，所以前者比后者所需温度高很多。
(3)已知：比易电离出，这说明苯酚能和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，反应的离子方程式为。
20． 不一定 区分晶体和非晶体最可靠的实验方法是X射线衍射实验
解析：略
21．(1) ③④ ①⑤
(2) CE N＞O b be
解析：（1）①C60晶体是非金属单质，属于分子晶体；②硼晶体是由硼原子构成的，属于共价晶体；③Na2O晶体含有钠离子、氧离子，属于离子晶体；④CaF2晶体含有钙离子、氟离子，属于离子晶体；⑤P4O10晶体是非金属氧化物，由P4O10分子构成，属于分子晶体；⑥碳化硅晶体是由碳原子和硅原子构成，属于共价晶体；因此其中属于离子晶体的是③④，属于分子晶体的是①⑤；故答案为：③④；①⑤。
（2）①A．得到深蓝色溶液，原来Cu2+变为了[Cu(NH3)4]2+离子，因此深蓝色溶液中Cu2+浓度与硫酸铜溶液中的Cu2+浓度不相同，故A错误；B．深蓝色晶体中的阴离子构型为正四面体形，而阳离子[Cu(NH3)4]2+离子是平面正方形，故B错误；C．[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+提供空轨道，NH3分子N原子有孤对电子，因此N原子提供孤对电子，故C正确；
D．加入乙醇后，降低了溶剂水的极性，因此[Cu(NH3)4]SO4的溶解度减小，使[Cu(NH3)4]SO4析出晶体，故D错误；E．NH3中氮原子提供孤对电子能力比H2O中氧原子提供孤对电子能力强，因此NH3与Cu2+形成的配位键比H2O与Cu2+形成的配位键更稳定，故E正确；综上所述，答案为：CE。
②物质X中铜的配位原子是氮和氧，其第一电离能大小关系是N＞O，物质M中存在的化学键有极性键和非极性键，上述反应中断裂了氧氢共价键，形成的化学键为配位键；故答案为：N＞O；b；be。
③若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与的结构相似，则晶胞中氢原子有8个，在晶胞中Cu原子处于面心，则晶胞中Cu有 ，Au原子处于晶胞顶点，则晶胞中Au有，该晶体储氢后的化学式应为；故答案为：。
22．(1)4
(2) sp2 平面三角形
(3)H—N=N—H
(4) AlN 12
解析：A元素基态原子的核外电子只有一种运动状态，则A是H；B元素的基态原子s能级的电子总数是p能级的两倍，则B是C；D元素基态原子的核外电子有8种运动状态，则D是O；基态E原子的价层电子排布式为，则其价层电子排布式为3s23p1，则E为Al；的能级半充满，则F是Fe；C的原子序数在B和D之间，则C为N；综合分析，A是H，B是C，C是N，D是O，E为Al，F是Fe，以此解题。
(1)由分析可知F是Fe，其电子排布式为：，3d轨道上有4个未成对电子，则基态原子的未成对电子数为4；
(2)由分析可知C是N，D是O，则为，其中心原子N有3个σ键电子对，没有孤电子对，价层电子对为3，则其中N原子轨道的杂化类型为sp2，根据价层电子对互斥理论，其空间构型为，平面三角形；
(3)由分析可知A是H，C是N，则是N2H2，其中C原子最外层满足8电子结构，则该分子的结构式为：H—N=N—H；
(4)①由分析可知C是N，E为Al，根据晶胞结构可知该晶体为AlN；根据晶胞结构可知，晶胞中与E原子紧邻的E原子有12个；
②a球的原子坐标参数为，b球的原子坐标参数为，根据晶胞中原子的相对位置和坐标系可知，c球的原子坐标参数为