3.3金属晶体与离子晶体 同步练习（含解析） 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

高中化学人教版选择性必修第二册3.3金属晶体与离子晶体
一、单选题
1．的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体。电池充电时，脱出的转化过程如图所示(图中已给出各晶胞对应的化学式)。下列说法错误的是
A．1个晶胞中含有4个
B．中和的数目之比为10∶3
C．1mol 晶胞完全转化为晶胞的过程中，转移0.75mol电子
D．放电时，电池正极的电极反应为
2．下列说法不正确的是
A．熔点：石墨>金刚石>氯化钠>钠
B．基态原子未成对电子数：BC．等离子体含有自由运动的带电粒子，具有良好的导电性
D．臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
3．晶胞模型如图所示，在晶胞中，下列说法错误的是
A．该晶胞中阳离子半径与阴离子半径之比小于1
B．平均每个晶胞中含有4个和4个
C．晶胞中每个周围与它距离最近且相等的共有12个
D．每个周围同时吸引6个，每个周围同时吸引着8个
4．化学与生产、生活、科技、医药等密切相关。下列叙述正确的是
A．制造5G芯片的氮化铝晶体属于金属材料
B．2023年杭州亚运会场馆使用了“碲化镉”光伏发电系统，将太阳能转化为电能
C．“亚运莲花尊”的青瓷载体主要成分是硅酸盐
D．牙膏中添加氟化物用于预防龋齿是利用了氧化还原反应的原理
5．有四种不同晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是
A．①为简单立方晶胞，③为面心立方晶胞
B．每个晶胞含有的原子数分别为：①1个，②2个，③2个，④4个
C．晶胞中原子的配位数分别为：①6，②8，③8，④24
D．水的晶胞为：④
6．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，元素X原子的最外层电子数比次外层电子数多3，元素Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，元素Z原子的最外层电子数与最内层电子数相同，四种元素原子的最外层电子数之和为16。下列叙述正确的是
A．原子半径：W>Z
B．第一电离能：Y>X
C．X、Z的单质化合形成的化合物中只含离子键
D．W、Y两元素形成的晶体属于分子晶体
7．碳化钙的晶胞如图所示，反应常用于制备。下列有关说法正确的是
A．1个中含1个键 B．的电子式为
C．碳化钙晶胞中含4个 D．属于共价晶体
8．金属铁因生产工艺和温度不同，会有不同的晶体结构。和的晶体结构如图所示，下列说法正确的是
A．中铁原子的配位数为12
B．1个晶胞的质量约为g
C．金属铁因为有自由移动的离子而具有导电性
D．与性质完全相同
9．经X射线衍射证明，滕氏蓝和普鲁士蓝具有相同的结构，其晶胞由8个如图所示小立方体构成(未标出)。下列关于滕氏蓝和普鲁士蓝说法正确的是
A．基态和未成对的电子数之比为6：5
B．配位后碳氮键键能变小
C．普鲁士蓝的化学式为
D．根据如图的小立方体结构，应位于小立方体的体心
10．下列说法正确的是
A．碱金属的熔点随着原子序数增大而升高
B．等质量的金刚石和石墨晶体所含碳碳键的数目相等
C．由于HCl的分子间作用力大于HF，故HCl比HF的沸点高
D．某AB型离子晶体结构如图所示，则每个周围距离最近且相等的有8个
11．氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，若该晶胞边长为dnm，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A．铁镁合金的化学式为Mg8Fe4
B．Fe原子与最近的Mg原子的距离是
C．若该晶体储氢时，H2填充在Fe原子组成的八面体空隙中心位置，则含Mg 96g的该储氢合金可储存标准状况下H2的体积约为22.4L
D．若NA为阿伏加德罗常数的值，则该合金的密度为
12．下列描述正确的是
A．冰中存在极性键、氢键等化学键
B．因金属性K>Na，故金属钾的熔点高于金属钠的熔点
C．1 mol金刚石与1 mol石墨晶体中所含的C-C的数目相同
D．氧化镁中的离子键强度大于氯化钠中的离子键强度，故氧化镁的熔点高于氯化钠的熔点
13．下列关于金属及金属键的说法正确的是
A．金属键具有方向性与饱和性
B．金属具有金属光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光
C．金属钠中的金属键比金属钾中的弱
D．用铁做炊具可用金属键知识解释
14．物质的结构决定其性质。下列物质性质差异与其结构因素不相符的是
选项 性质差异 结构因素
A 水中溶解度：乙醇大于溴乙烷 分子极性
B 熔点：钠高于白磷 晶体类型
C 沸点：邻羟基苯甲醛低于对羟基苯甲醛 氢键类型
D 酸性：甲酸强于乙酸 羟基的极性
A．A B．B C．C D．D
15．已知：[Cu(NH3)4]2＋中2个NH3被2个Cl-取代可得到2种不同的结构。下列说法正确的是
A．C的一种晶体具有很大的硬度，1mol该晶体中含有4molC—C
B．N2、O2的晶体类型均为共价晶体
C．[Cu(NH3)4]2＋的空间结构为正四面体形
D．Cu2O晶胞(如图所示)中，距离每个Cu＋最近的O2-有2个
二、填空题
16．单质氧有两种同素异形体，其中沸点高的是 (填分子式)，原因是 。
17．元素的金属性、非金属性及有关单质和化合物的性质与其原子结构、分子结构等有着密切的联系。回答下列问题：
(1)除去试管内壁附着的固体硫，可选择的洗涤试剂M为 （填“”或“”）。M分子的空间构型为 。
(2)气态分子的中心原子模型为 。将过量气体通入下列溶液中，几乎无现象的是 （填标号）。
A．溶液 B．稀溶液 C．溶液 D．品红溶液
(3)第IA、IIA族部分元素氯化物的熔点如下表，从到熔点依次降低，但的熔点比的低，其原因是 。
氯化物
熔点 801 776 715 645 405 714
(4)富马酸亚铁是一种补铁剂。富马酸分子结构模型如图所示：
①富马酸分子中键与键的数目比为 。
②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为 。
(5)第四周期元素的原子中未成对电子数最多的是 （填元素符号），若向其酸性最高价含氧酸盐中滴加浓盐酸有黄绿色气体产生，该反应的离子方程式为 。
18．微型化学实验可以有效实现化学实验绿色化的要求。如下图所示在一块衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1mol/L的KI(含淀粉溶液)、NaOH的酚酞(C20H14O4)试液、FeCl2(含KSCN)溶液各一滴，在圆心处放置一粒芝麻大小的KMnO4的晶体，向KMnO4的晶体上滴加一滴浓盐酸，再立即用表面皿盖好根据上述描述涉及到的元素，回答下列问题：
(1)a中反应的化学反应方程式为 ，证明KI中含有钾元素的方法是： 。
(2)c中反应的离子反应方程式为 ，b中的现象是 。
(3)短周期原子半径最大的原子共有 种不同能量的电子。它与同周期原子半径最小元素形成晶体，该晶体中每个阳离子周围距离最近有 个阴离子。
(4)把少许KMnO4撒入盛水烧杯中溶解，包含物理过程(即 过程和化学过程(即 过程。所以，溶液中的有色离子应该是 (写名称)。
(5)NH3与H2O分别能与H+结合成NH4+与H3O+。与NH4+具有相同空间构型的微粒是 ；
a.H3O+b.CH4 c.P4 d.NH3
(6)加碘盐中含碘量为20mg～50mg/kg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2 L(标准状况，保留2位小数)。
19．下图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、干冰、CsCl、金刚石、石墨晶体结构中的某一种的某一部分。
A B C
D E
(1)代表金刚石的是 (填字母，下同)，金刚石属于 晶体，其中每个碳原子采取 杂化轨道形成共价键三维骨架结构。
(2)代表石墨的是 ，石墨属于混合型晶体。石墨晶体是层状结构，其中每个正六边形占有碳原子数平均为 个。层间没有化学键相连，是靠 维系的。
(3)代表NaCl晶体的是 ，每个Cl―紧邻着 个Na+。每个晶胞中有 个Na+。
(4)代表CsCl晶体的是 ，它属于 晶体。每个Cs+紧邻着 个Cl―。
(5)代表干冰的是 ，它属于 晶体，每个CO2分子与 个CO2分子紧邻。
三、计算题
20．锡与形成化合物种类最多的元素同主族，是大名鼎鼎的“五金”(金、银、铜、铁、锡)之一，早在我国古代，人们便发现并使用锡。回答下列问题：
某Sn和Nb形成的金属互化物，其晶胞(白球代表Sn，黑球代表Nb)如图
晶胞的参数为a(pm)，则在体对角线方向的投影为 (填字母)；若最简的式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞的密度为 g/cm3。
21．如图是铜的一种氧化物晶体的晶胞结构，该化合物的化学式为 ，每个O原子周围与它最近且等距离的Cu原子有 个，每个Cu原子周围与它最近且等距离的O原子有 个。
一种新型储氢材料的晶胞形状为正方体如图。
22．该物质的化学式为 。
23．已知阿伏加德罗常数为，该物质的摩尔质量为，若晶体密度为，则晶胞边长为 nm。()
四、解答题
24．氢能是一种清洁能源，氢气的制备和储存是科学研究的重要课题。
(1)水煤气法制氢：。该反应的平衡常数表达式K= 。
(2)甲烷水蒸气催化重整制氢。主要反应为
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅱ可在Fe3O4催化下进行，可能的反应历程如下：
第1步： (慢)
第2步：(快)
① _kJ mol-1
②下图中能体现反应Ⅱ能量变化的是 (填字母)。
A． B．
C． D．
③一定压强下，将混合气体通入反应体系。平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如题图所示。
图中表示H2变化的曲线是 ，从化学平衡的角度分析，750℃以后曲线a下降的原因是 。
(3)硫碘循环分解水制氢。主要发生如下反应
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
反应I~Ⅲ循环实现分解水： 。
反应Ⅲ的热化学方程式 。
(4)储存氢气。Fe-Mg合金是已发现的储氢密度较高的材料，其晶胞结构如图所示。该Fe-Mg合金中，每个Fe原子周围距离最近的Mg原子个数为 。
25．氨是重要的化工原料，我国目前氨的生产能力居世界首位。回答下列问题：
(1)下图为在某催化剂表面合成氨反应机理。
NH3的 VSEPR模型为 ， 反应的△H＝ kJ mol 1。
(2)近年来，电化学催化氮气还原合成氨的催化剂研究取得了较大发展。
①图 1所示过程中，总反应方程式为 。
②TiO2通过氮掺杂反应生成TiO2 aNb，如图所示，图中1 TiO2 aNb晶体中 = 。
(3)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的物质的量分数与温度的计算结果如下图所示。进料组成Ⅰ：进料组成Ⅱ：(物质i的物质的量分数：)
①P 16MPa(填“>”、 “=”或“<”)。
②进料组成中不含惰性气体 Ar的图是 。(图3或图4)
③图3中， 当时， 氮气的转化率a= 。 该温度时， 反应的平衡常数Kp= 。
《2025年1月11日高中化学作业》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B D B B C C A B D
题号 11 12 13 14 15
答案 D D D A D
1．B
【详解】A．均摊法可知，晶胞中数目为，故1个晶胞中含有4个，A正确；
B．由图可知，（a）→（b）充电过程中，晶胞失去1个棱心位置的和1个面心位置的，晶胞中数目为，Fe原子数目不变，有4个，故，解得，则Fe的平均化合价为，假设含a个和b个，则有，解得：，B错误；
C．由B项分析可知，晶胞中Fe的平均化合价为，1mol 晶胞完全转化为晶胞的过程中，转移电子，C正确；
D．放电时，电池正极的电极反应为，D正确；
故选B。
2．B
【详解】A．石墨的熔点比金刚石高，主要是由于它们的碳原子排列方式不同导致的，金刚石为共价晶体，氯化钠为离子晶体，金刚石熔点高于氯化钠，金属钠熔点不高于100oC，几种物质中钠的熔点最低，故熔点顺序：熔点：石墨>金刚石>氯化钠>钠，A正确；
B．基态B、C、N、O原子的价层电子对数为2s22p1、2s22p2、2s22p3、2s22p4，未成对电子数分别为1、2、3、2，故未成对电子数：BC．等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的，含有自由运动的带电粒子，具有良好的导电性，C正确；
D．臭氧极性很弱，且由于四氯化碳相对分子质量较大，臭氧在四氯化碳中的溶解度要比在水中的溶解度大，D正确；
故选B。
3．D
【详解】A．该晶胞中阳离子与阴离子分别为Na+、Cl-，r(Na+)小于r(Cl-),故该晶胞中阳离子半径与阴离子半径之比小于1，A正确；
B．由图中可知，Na+位于12条棱上和1个体心上，Cl-位于8个顶点和6个面心上，故平均每个晶胞中含有4个和4个，B正确；
C．由图中可知，晶胞中每个周围与它距离最近且相等的位于面对角线上，3个相互垂直的面上，每个面4个，共有12个，C正确；
D．由图中可知，每个周围同时吸引6个，每个周围同时吸引着6个，D错误；
故答案为：D。
4．B
【详解】A．制造芯片的氮化铝晶体属于新型无机非金属材料，故A错误；
B．“碲化镉”光伏发电系统，是将太阳能转化为电能，故B正确； 　
C．“亚运莲花尊”的青瓷载体主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故C错误；　
D．牙膏中添加氟化物可将牙齿中的羟基磷酸钙转化为氟磷酸钙，反应前后没有化合价的改变，属于非氧化还原反应，故D错误；
故选B。
5．B
【详解】A．①为简单立方堆积，②为体心立方堆积，A错误；
B．晶胞①含有的原子数为 1个，晶胞②含有的原子数为 2个，晶胞③含有的原子数为 2个，晶胞④含有的原子数为 4个，B正确；
C．①为简单立方堆积，以顶点原子为例，有6个原子离此原子最近且距离相等(上、下、左、右、前、后)，即配位数为6，②为体心立方堆积，以体心原子为例，位于8个顶点的原子离体心原子最近且距离相等，即②配位数为8，③为六方最密堆积：，由图可知，一个粒子周围紧邻的粒子数目为12个：中间一层为6个，上下两层各有3个，即配位数为12，④为面心立方最密堆积，以顶点原子为例，此晶胞中3个面面心的原子离此原子最近且距离相等，但面心为两个晶胞共有，所以其配位数位3×8×=12，C错误；
D．水分子间存在氢键，其晶胞不是面心立方最密堆积，D错误；
故选B。
6．C
【分析】短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大，元素X原子的最外层电子数比次外层电子数多3，则X为N，Y原子最外层电子数是其内层电子数的3倍，Y为O，元素Z原子的最外层电子数与最内层电子数相同，Z为Mg，四种元素原子的最外层电子数之和为16，则W最外层电子数为16-5-6-2=3，则W为Al，然后根据元素周期律分析解答。
【详解】A．核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，故原子半径AlB．同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，N原子的2p轨道半充满，第一电离能反常，第一电离能：N>O，B错误；
C．N、Mg的单质化合形成的化合物（Mg3N2）中只含离子键，C正确；
D．Al、O两元素形成的晶体属于离子晶体，D错误；
故选C。
7．C
【详解】A．的结构式为，1个中含2个键，A错误；
B．的电子式为，B错误；
C．晶胞中，位于顶点和面心，共有个，C正确；
D．中含有和，为离子晶体，D错误；
答案选C。
8．A
【详解】A．γ-Fe属于面心立方最密堆积，铁原子的配位数为12，故A正确；
B．1个γ-Fe晶胞中有个铁原子，故质量约为，故B错误；
C．金属铁具有导电性的原因是铁原子最外层的电子逃逸出原子，形成自由电子。这些自由电子在电场力的作用下能够做定向移动，从而形成电流，使得金属铁能够导电，故C错误；
D．α-Fe与γ-Fe晶体结构不同，故性质不完全相同，故D错误；
故选A。
9．B
【详解】
A．基态Fe2+的核外电子排布为[Ar]3d6，基态Fe3+的核外电子排布为[Ar]3d5，则基态和未成对的电子数之比为4：5，故A错误；
B．由金属离子空轨道与孤对电子形成配位键，配位后碳氮三键的键长变大，则键能变小，故B正确；
C．Fe3+离子的个数为，Fe2+离子的个数为，CN-离子的个数为，由电荷守恒可知n(K+)+n(Fe3+)×3+n(Fe2+)×2=n(CN-)，得n(K+)=，则普鲁士蓝中n(K+)：n(Fe3+)：n(Fe2+)：n(CN-)=1：1：1：6，则其化学式为KFe2(CN)6，故C错误；
D．根据选项C，在晶胞中K+为，若K+位于晶胞体心，其个数为1，不符合，故D错误；
故选B。
10．D
【详解】A．随着原子序数增大，碱金属的熔点逐渐降低，故A项错误；
B．根据金刚石和石墨的结构知：12g金刚石中含键，12g石墨中含有键，故B项错误；
C．HF分子间能形成氢键，HF的熔点高于HCl，故C项错误；
D．图中每个被8个所形成的立方体包围，亦被8个所形成的立方体包围，故D项正确；
故本题选D。
11．D
【详解】A．在晶胞中，Fe原子位于顶点和面心，个数为：8×+6×=4，Mg原子在晶胞内，个数为8，Mg：Fe=4：8=1：2，铁镁合金的化学式为Mg2Fe，A错误；
B．由题干晶胞示意图可知，Fe原子与最近的Mg原子的距离是晶胞的体对角线的，即，B错误；
C．晶胞中Mg原子为8，若该晶体储氢时，H2填充在Fe原子组成的八面体空隙中心位置，相当于H2分子位于体心和棱心上，则H2为1+12×=4，96gMg物质的量为4mol，储存的H2物质的量为2mol，在标准状况下，体积为2mol×22.4L/mol=44.8L，C错误；
D．由A项分析可知，晶胞质量为，晶胞体积为（d×10-7）3cm3，该合金的密度ρ===，D正确；
故答案为：D。
12．D
【详解】A．氢键不是化学键，是一种分子间作用力，故A项错误；
B．同主族元素从上到下金属性增强，熔点降低，金属性：K>Na，熔点：KC．金刚石是正四面体的立体网状结构，石墨是层状结构，1mol金刚石含有2molC-C键，1mol石墨晶体含有1.5molC-C键，两者所含碳碳键数目不同，故C项错误；
D．氧化镁和氯化钠都是离子晶体，氧化镁中离子电荷数多比氯化钠中离子所带电荷数多，且氧化镁中离子半径小氯化钠中离子半径，离子电荷数越多、离子半径越小，晶格能越大，晶体的熔点越高，则氧化镁的熔点高于氯化钠的，故D项正确；
故本题选D。
13．D
【详解】A．金属键存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，不是存在于相邻原子之间的作用力，而是属于整块金属，没有方向性和饱和性，A错误；
B．金属具有光泽是因为自由电子能够吸收可见光，并不是能放出可见光，B错误；
C．原子半径越小，自由电子数越多，金属键越强，即金属钠中的金属键比金属钾中的强，C错误；
D．金属的物理共性，如导电性、导热性、延展性等都与金属键有关，D正确；
答案选D。
14．A
【详解】A．乙醇能与水形成氢键，室温下，乙醇在水中的溶解度大于溴乙烷，A错误；
B．金属钠为金属晶体，白磷为分子晶体，金属晶体中微粒间的相互作用是金属键，分子晶体中微粒间的相互作用是分子间作用力，弱于化学键，因此分子晶体的熔点较低，B正确；
C．对羟基苯甲醛中醛基和羟基相距较远，只能形成分子间氢键，使沸点升高，而邻羟基苯甲醛中醛基和羟基相距较近，形成分子内氢键，反而使沸点降低，C正确；
D．烃基为推电子基，使得羧基上的羟基极性减弱，氢原子更难电离，酸性减弱，D正确；
故答案选A。
15．D
【详解】A．C的一种晶体硬度很大，该晶体为金刚石，1 mol金刚石中含有2 mol C—C，A错误；
B．N2和O2的晶体类型均为分子晶体，B错误；
C．[Cu(NH3)4]2＋ 中2个NH3被2个Cl－取代可得2种不同的结构，故[Cu(NH3)4]2＋为平面四边形结构，C错误；
D．根据阴、阳离子个数之比可知，Cu2O晶胞中，顶点和体心为O2－，内部的4个离子为Cu＋，距离每个O2－最近的Cu＋有4个，距离每个Cu＋最近的O2－有2个，D正确；
故选D。
16． O3 O3相对分子质量较大且是极性分子，范德华力较大
【详解】氧气和臭氧为分子晶体，O3相对分子质量较大且是极性分子，范德华力较大，故沸点较高。
17．(1) CS2 直线形
(2) 平面三角形 BC
(3)NaCl、KCl、RbCl、CsCl均为离子晶体，由于金属阳离子半径按Na+、K+、Rb+、Cs+顺序逐渐增大，离子半径越大，离子键越弱，物质的熔点就越低，所以从NaCl到KCl、RbCl、CsCl逐渐降低；而BeCl2在固态时属于分子晶体、MgCl2属于离子晶体，所以BeCl2的熔点比MgCl2低
(4) 11∶3
(5) Cr
【详解】（1）S不溶于水，易溶于CS2，除去试管内壁附着的S，洗涤试剂为CS2；CS2中C原子的价层电子对数为，不含孤电子对，所以是直线形结构；
（2）SO2分子中心原子S的价层电子对数为，孤电子对数为1，为sp2杂化，模型为平面三角形；
A．将过量SO2通入KMnO4溶液时会发生氧化还原反应而使溶液褪色，A错误；
B．将SO2通入CaCl2稀溶液，由于亚硫酸的酸性弱于氯化氢，不会发生反应，没有明显现象，B正确；
C．将SO2通入H2O2溶液会发生氧化还原反应生成H2O和H2SO4，没有明显现象，C正确；
D．将SO2通入品红溶液，由于SO2具有漂白性，会使品红溶液褪色，D错误；
故选BC；
（3）NaCl、KCl、RbCl、CsCl均为离子晶体，由于金属阳离子半径按Na+、K+、Rb+、Cs+顺序逐渐增大，离子半径越大，离子键越弱，断裂离子键消耗的能量就越低，物质的熔点就越低，所以从NaCl到KCl、RbCl、CsCl逐渐降低；而BeCl2在固态时属于分子晶体，MgCl2是离子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力比化学键弱，因此其熔点比较低；
（4）①共价单键均为σ键，共价双键中含有1个σ键和1个π键，由结构可知，富马酸的结构简式为：HOOCCH=CHCOOH，则分子中σ键与π键的数目比为11∶3；
②同周期从左到右，元素的电负性依次增强，且金属元素的电负性小于非金属元素，则富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为：；
（5）第四周期元素的原子中未成对电子数最多的，为Cr元素，K2Cr2O7具有氧化性，与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气，离子方程式为；
18． 2KI+ Cl2→2KCl +I2 焰色反应 Cl2+2OH－→Cl－+ ClO－+H2O 溶液变为红色 4 6 扩散 水合 水合高锰酸根离子 BC 10.58
【详解】（1）高锰酸钾具有强氧化性，能把盐酸氧化生成氯气，自身被还原生成氯化锰，所以发生的反应方程式为：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，氯气与碘化钾发生：2KI+Cl2=2KCl+I2，单质碘遇淀粉变蓝，无色碘化钾溶液逐渐变成蓝色；检验钾离子要通过焰色反应，通过钴玻璃观察焰色反应呈紫色证明含钾离子；故答案为2KI+Cl2=2KCl+I2；焰色反应；
（2）在碱性条件下自身发生氧化还原反应：2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O，氢氧化钠浓度逐渐减小，酚酞溶液的红色逐渐褪去；氯气与Fe2+发生：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，铁离子遇硫氰化钾变红，故答案为2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O；溶液变为红色；
（3）短周期原子半径最大的原子为钠元素，电子排布式为：1s22s22p63s1，1s、2s、2p、3s能级上电子能量各不相同，故有4种不同能量的电子；第3周期原子半径最小的为氯元素，钠和氯形成的为离子晶体，每个钠离子周围距离最近的氯离子有6个（同一面上4个，上下各1个），故答案为4；6；
（4）把少许KMnO4撒入盛水烧杯中溶解，包含物理过程即扩散过程，化学过程即形成水合离子的过程，水合钾离子无色，故有色离子为水合高锰酸根离子；故答案为扩散；水合；水合高锰酸根离子；
（5）NH4+的空间结构为正四面体；H3O+、CH4、P4、NH3的空间结构为三角锥形、正四面体、正四面题、三角锥形，所以微粒与NH4+具有相同空间构型的微粒是CH4、P4，故选b、c；
（6）1000kg加碘食盐中含碘20g，KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl，根据KIO3～I～KI～3Cl2可知，则需要消耗标准状况下Cl2的体积为：×3×22.4L/mol=10.58L。故答案为10.58。
19．(1) D 共价 sp3
(2) E 2 分子间作用力
(3) A 6 4
(4) C 离子 8
(5) B 分子 12
【分析】A中：半径较大的原子个数=，半径较小的原子个数=；
B中：该晶体由分子构成；
C中：黑色小球所代表的原子的个数=1，白色小球所代表的原子的个数=；
D中：只含一种原子，且每个原子与4个原子通过共价键形成四面体结构；
E中：只含一种原子，且原子之间通过共价键形成层状结构，据此解答。
【详解】（1）金刚石结构中的每个C原子与相邻的4个C原子形成正四面体，代表金刚石的是D (填字母，下同)，金刚石是空间网状结构，属于共价晶体，其中每个碳原子采取sp3杂化轨道形成共价键三维骨架结构。
（2）石墨是层状结构，在层与层之间以范德华力相互作用，在层内碳与碳以共价键相互作用，形成六边形，所以代表石墨的是图E，每个正六边形占有的碳原子数平均为个。层间没有化学键相连，是靠分子间作用力维系的。
（3）在NaCl晶胞中，每个钠离子周围有六个氯离子，每个氯离子周围也有六个钠离子，所以代表NaCl晶体的是图A，每个Cl―紧邻着6个Na+。每个晶胞中有个Na+。
（4）CsCl的晶胞中铯离子和氯离子的配位数都是8，即每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围也有8个铯离子，所以代表CsCl晶体的是C，它属于离子晶体，每个Cs+紧邻着8个Cl―。
（5）干冰是分子晶体，分子位于立方体的顶点和面心上，所以代表干冰的是图B_，它属于分子晶体，以顶点上的分子为例，与它距离最近的分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上，即每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。
20． B
【详解】根据晶胞图可得出，体对角线的投影为B；
根据晶胞结构可知：在晶胞中含有的Sn原子个数为，含有的Nb原子个数为，晶胞中Sn：Nb=2：6=1：3，因此该晶胞中含有的最简式是SnNb3，晶胞中含有的最简式的数目是2个，则该晶胞质量为m==g，该晶胞体积为V=(a×10-10 cm)3，因此，则该晶胞密度为ρ=g/cm3。
21． Cu2O 4 2
【详解】由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的铜原子个数为4，位于顶点和体心的氧原子个数为8×+1=2，则晶胞的化学式为Cu2O，位于体心的氧原子与位于体内的4个铜原子的距离最近，配位数为4，由化学式可知，铜原子的配位数为2，则与铜原子距离最近的氧原子个数为2，故答案为：Cu2O；4；2。
22． 23．
【解析】22．
黑球位于晶胞的顶点和面向，据“均摊法”，黑球有个，晶胞内有8个白球，黑球和白球的个数比为1:2，B元素电负性小于H元素，则表示，则黑球代表 ，则该物质的化学式为；
23．设晶胞边长为anm，结合(1)，晶体密度为，则。
24．(1)
(2) A a 升高温度，反应I正向移动的程度小于反应Ⅱ逆向移动的程度
(3)
(4)8
【详解】（1）水煤气法制氢：，该反应的平衡常数表达式K=。
（2）①由盖斯定律可知，反应Ⅱ×4-第1步可得 ；
②第1步为慢反应，活化能较高，且第1步和第2步都是放热反应，符合要求的是A；
③反应I是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应，将混合气体通入反应体系，升高温度，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO的物质的量增大，则曲线b表示CO，图中表示H2变化的曲线是a，750℃以后曲线a下降的原因是：升高温度，反应I正向移动的程度小于反应Ⅱ逆向移动的程度。
（3）硫碘循环分解水制氢的总反应为 ，由盖斯定律可知，反应Ⅲ=总反应-反应I×2-反应Ⅱ，则反应Ⅲ的热化学方程式为： +104，则 。
（4）以面心的Fe原子为研究对象，由晶胞结构可知，该Fe-Mg合金中，每个Fe原子周围距离最近的Mg原子个数为8。
25．(1) 四面体形 +92
(2) 7:2
(3) < 图4 50%
【详解】（1）NH3含有3个σ键和1对孤电子对，中心原子为sp3杂化，VSEPR模型为四面体形；由题图可知，反应物总能量高于产物总能量，反应放热，且的ΔH=-46kJ·mol-1，则反应的ΔH=+92kJ·mol-1。
（2）①依据氮掺杂金红石表面氮气固定机理可知，反应物为氮气和氢离子，生成物为氨气，金红石为催化剂，总反应方程式为；
②由晶胞结构示意图可知，晶胞中N原子数为，O原子数为，Ti原子数为4，故；，解得，；
（3）①合成氨的反应中，压强越大越利于氨的合成，则氨的物质的量分数越大，结合图像可知，在相同温度下，氨的物质的量分数：P3＞P2＞P1，所以压强：P3＞P2＞P1，所以P1<16MPa；
②对比图3和图4可知，相同温度和相同压强下，图3中平衡时氨的物质的量分数较小，在恒压下充入惰性气体Ar，导致反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要向着气体分子数增大的方向进行，即不利于合成氨，所以氨的物质的量分数小，因此进料组成中含惰性气体Ar的图是图3，不含惰性气体Ar的图是图4；
③图3进料组成为，，，三者物质的量之比为3：1：1，假设进料中氢气、氮气和氩气物质的量分别为3mol、1mol和1mol，平衡时氮气变化量为x，列三段式：
当P2=16MPa、，解得，则氮气转化率；平衡时氮气、氢气、氨气物质的量分别是 、1.5mol、，还有1molAr，物质的量分数分别是、、，该温度下的平衡常数=。