高中化学鲁科版(2019)选择性必修2 第3章第1节 认识晶体 同步练习(含解析)

文档属性

名称 高中化学鲁科版(2019)选择性必修2 第3章第1节 认识晶体 同步练习(含解析)
格式 doc
文件大小 1.3MB
资源类型 试卷
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2021-06-09 17:55:03

图片预览

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
高中化学鲁科版(2019)选择性必修2 第3章第1节 认识晶体
一、单选题
1.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是:( ??)
A.?观察外观是否规则??????????????????????????????????????????????B.?测定是否有固定的熔点
C.?进行X射线衍射实验????????????????????????????????????????????D.?验证是否有各向异性21世纪教育网版权所有
2.下列有关晶体的认识没有科学性错误的是( ??)
A.?X—射线衍射实验可以区分晶体和非晶体
B.?具有规则几何外形的固体一定是晶体
C.?非晶体具有自范性和各向异性的特点
D.?熔融态物质凝固后一定得到晶体
3.下列关于晶体的说法中,错误的是(?? )
①晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性
②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
③共价键可决定分子晶体的熔、沸点
④MgO的晶格能远比NaCl大,这是因为前者离子所带的电荷数多,离子半径小
⑤晶胞是晶体结构的基本单元
⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定
⑦CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6
A.?①②③????????????????????????????????B.?②③④????????????????????????????????C.?④⑤⑥????????????????????????????????D.?②③⑦ 21cnjy.com
4.下列有关晶体的叙述正确的是( ??)
A.?金属晶体_??????é???±?é?????_子和自由电子?????????????B.?原子晶体一定是单质
C.?分子晶体一定是化合物??????????????????????????????????D.?金属晶体的硬度>原子晶体的硬度>分子晶体的硬度
5.硼镁化合物刷_??°???é???±???????_物超导温度的最高记录.该化合物晶体结构中的重复结构单元如图所示,12个镁原子间形成正六棱柱,两个镁原子分别在棱柱的上底和下底的中心.六个硼原子位于棱柱内,该化合物的化学式可表示为(?? ) 21·cn·jy·com
A.?Mg14B6??????????????????????????????B.?MgB2??????????????????????????????C.?Mg9B12??????????????????????????????D.?Mg3B2
6.下列关于晶体的叙述中错误的是(?? )
A.?金刚石中由_??±??·é???????????_最小的碳原子环上有六个碳原子
B.?NaCl晶胞中共有4个Na+和4个Cl﹣
C.?在CsCl晶体中每个Cs+周围紧邻的有8个Cl﹣ , 而和每个Cs+等距离紧邻的也有8个Cs+
D.?在面心立方最密堆积的金属晶体中,每个金属原子周围紧邻的有12个金属原子
7.下列晶体的分类正确的一组是( ??)
选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
A CaC2 石墨 Ar Hg
B 玻璃 金刚石 CH3CH2OH Ag
C CH3COONa SiC
Mg
D Ba(OH)2 Si C60 NaH
A.?A????????????????????????????????B.?B????????????????????????????????C.?C????????????????????????????????D.?D
8.下列各组物质的晶体中,化学键类型相同,晶体类型不同的是( ??)
A.?NaCl、HCl?????????????????????B.?CO2、SiO2 .?????????????????????C.?SO2、H2O?????????????????????D.?NH4Cl 、CCl4
二、综合题
9.已知钼(Mo)的晶胞如图所示,钼原子半径为a pm,相对原子质量为M,以NA表示阿伏加德罗常数的值。
(1)钼晶体的堆积方式为________,晶体中粒子的配位数为________。
(2)构成钼晶体的粒子是________,晶胞中所含的粒子数为________。
(3)金属钼的密度为________g·cm-3。
10.短周期元素 T、_X???Y???Z__的原子序数依次增大,其中元素 T、X 基态原子均有 2 个未成对电子,元素 Y 基态原子 s 能级的电子总数与 p 能级的电子总数相等,元素 Z 的价电子数等于电子层数。元素 W 位于第四周期,其基态原子所含未成对电子数在该周期中最多。 【版权所有:21教育】
(1)①元素X、Y、Z 的第一电离能由大到小的顺序为________。(用元素符号表示)
②元素W 在周期表中具体位置________,元素 Y 在周期表________区。
(2)T、X分别与氢组成的 T2H2 与H2X2 分子中,T、X 原子轨道的杂化类型分别是________。
(3)T 与X 可形成TX 离子和 TX2分子。
①TX 的空间构型为________(用文字描述)。
②N 离子与 TX2 分子互为等电子体,则N 的电子式为________。
(4)如图是由元素W、Z 两种元素所形成的某种合金的晶胞结构示意图。
①元素W 基态原子的核外电子排布式为________。
②该合金中W 与 Z 的原子个数比为________。
11.碳元素单质及其化合物有多种形式,其在生产生活中有多种用途
(1)如图是碳单质的三种晶体的局部结构图,请按要求填写完善表格
?
物质 结构图标号 晶体类型 晶体熔化破坏的作用力 碳原子杂化方式
石墨 ________ ________ ________ ________
(2)金刚石晶体中,24g金刚石中含有的 C—C 键数目为________。
(3)硅、碳化硅的结构都与金刚石类似,这三种结构相似晶体的熔点由高到低顺序是________请用文字解释原因:________。 2-1-c-n-j-y
(4)如图是碳化硅的晶胞结构,已用黑球表示了其中一个硅原子,请在晶胞图中把其它硅原子涂黑________。 【来源:21·世纪·教育·网】
若碳化硅晶胞边长为apm,阿伏伽德罗常数为NA , 则碳化硅晶体的密度为(列出计算式即可)________g/cm3。21教育名师原创作品
12.????????????
(1)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是________,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。 21*cnjy*com
(2)前四周期中,基态原子核外未成对电子数最多的元素,价电子排布式为________。
(3)研究发现,I3AsF6中存在I3+离子。I3+离子的几何构型为________。
(4)肼能与硫酸反应生成N2_H6SO4???_N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4的晶体内不存在________(填标号)
a.离子键b.共价键 c.配位键d.范德华力
(5)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(6)ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是________。
(7)KIO3晶体如下图所示,与I紧邻的O原子构成________图形。
(8)在Cu2O晶体中(晶胞结构如上图所示),Cu原子配位数为________。
(9)金属Zn晶体中的原子堆_?§????????????????_所示,这种堆积方式称为________堆积。若上图3中六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA , Zn的密度为________g·cm-3(列出计算式)。
答案解析部分
一、单选题
1.答案: C
解析:晶体与非晶体最本_è?¨???????????????_成物质的粒子在微观空间是否有序排列,x射线衍射可以看到微观结构,而有些晶体的熔沸点较低,硬度较小,如Na等金属晶体,有些晶体不能导电,所以不能通过测固体的熔点、看外观是否规则、是否有各向异性来判断,C复合体贴;
故答案为:C
分析:构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来.因此,区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验,以此来解答。
2.答案: A
解析:_A???????????????_X-射线发生衍射,而非晶体不会对X-射线发生衍射,则X-射线衍射实验是区别晶体与非晶体的最科学的方法,故A符合题意;
B.晶体具有_??????????????????_整齐规则的几何外形,有固定的熔点,有各向异性的特点,只有同时具备这三个条件的才是晶体,非晶体也可以有规则几何外形,故B不符合题意;
C.晶体能自发的呈现多面体外形,所以晶体有自范性,单晶体具有各向异性,故C不符合题意;
D.熔融态的玻璃凝固得到的是玻璃态物质,不属于晶体,故D不符合题意;
故答案为:A。
分析:A.晶体和非晶体_????¤§????????????_晶体具有方向性,通过X射线进行检测
B.晶体不仅有规则的形状还要有固定的熔沸点,还有方向性
C.多晶体和非晶体往往不具有各向异性
D.熔融态物质凝固后不一定得到晶体
3.答案: D
解析:_???????????????_子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性,故①符合题意;②金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,所以含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,可能是金属晶体,故②不符合题意;③原子晶体中共价键可决定晶体的熔、沸点,但分子晶体中共价键不决定晶体的熔、沸点,故③不符合题意;④MgO的晶格能远比NaCl大,这是因为前者离子所带的电荷数多,离子半径小,故④符合题意;⑤晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列,故⑤符合题意;⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定,故⑥符合题意;⑦NaCl为面心立方结构,钠离子的配位数为6,CsCl为体心立方结构,铯离子的配位数为8,故⑦不符合题意。所以为②③⑦
故答案为D。
分析:①?_???????????é?????_体的不同在于自范性不同、排列不同、向异形和熔点不同?②? 金属晶体中含有金属阳离子,但不具备阴离子,但不是离子化合物 ③分子晶体的熔沸点主要是分子间作用力决定? ④离子晶体晶格能主要是由离子半径和所带电荷决定,半径小,电荷多晶格能大? ?⑤晶胞是晶体结构中最小的基本单元? ?⑥晶体堆积越紧密,越稳定? ?⑦分别找出氯化铯和氯化钠的成键配位方式即可判断
4.答案: A
解析:A. 金属晶体由金属阳离子和自由电子构成,A项符合题意;
B. 原子晶体有化合物也有单质,如SiO2为化合物,B项不符合题意;
C. 分子晶体有单质也有化合物,如H2、O2、Cl2、S8、C60等均为单质,C项不符合题意;
D. 一般情况下,原子晶体的硬度较大,离子晶体的硬度次之,分子晶体的硬度一般都不大,金属晶体的硬度不一,D项不符合题意;
故答案为:A。
分析_???A._é???±?_晶体由金属阳离子和自由电子构成;
B. 原子晶体也有化合物,如SiO2为化合物;
C. 分子晶体也有单质,如H2、O2、Cl2、S8、C60等均为单质;
D.金属晶体的硬度不一。
5.答案: B
解析:Mg原子处于晶胞顶点与面心上,顶点上Mg原子为6个晶胞共用,面心上的Mg原子为2个晶胞共用,B原子处于晶胞内部,为一个晶胞独有,故晶胞中镁原子个数=12× +2× =3;B原子个数=6,所以镁原子和硼原子个数比为3:6=1:2,则其化学式为MgB2。
故答案为B
分析:首先_??????è?????è?¨???_晶体结构中的重复单元,而不是分子晶体;六棱柱的顶点位置的Mg为6个晶胞共用,面心的归2个晶胞共用,可计算出一个晶胞中Mg2+的个数。
6.答案: C
解析:A、根据教材图片知,金刚石结构中每个碳原子能形成4个共价键,由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,选项A不符合题意;
B、氯化钠晶胞中,氯离子个数= ,钠离子个数= ,所以氯化钠晶胞中共有4个Na+和4个Cl﹣ , 选项B不符合题意;
C、根据晶胞图片知,在CsCl晶体中每个Cs+周围都紧邻8个Cl﹣ , 每个等距离紧邻的有6个Cs+ , 选项C符合题意;
D、面心立方晶胞中,每个顶点、面心上各有一个金属原子,所以每个金属原子周围紧邻的有 个金属原子,选项D不符合题意。
故答案为:C。
分析:本题考查晶体结构,明确晶_è???????????è§????_题关键。 金刚石的结构中,每个碳原子能形成4个共价键,根据教材图片确定由共价键形成的最小碳环上的碳原子个数;利用均摊法计算氯化钠晶胞中钠离子和氯离子个数;根据晶胞图片确定离子配位数;面心立方晶胞中,每个顶点、面心上各有一个金属原子。
7.答案: C
解析:A.石墨_????±?????±????é??_是分子间作用力,而碳原子间是共价键,石墨之中也会有自由电子在层与层间移动,石墨属于混合晶体,故A不符合题意;
B.玻璃是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅的混合物,不是纯净物,不属于离子晶体,故B不符合题意;
C.CH3COONa是由醋酸根离子和钠离子组成的离子晶体,碳化硅是由碳原子和硅原子组成的原子晶体, 属于有机物,属于分子晶体,镁是由金属阳离子和自由电子组成的金属晶体,故C符合题意;
D.NaH是钠离子和氢离子形成的离子晶体,不属于金属晶体,故D不符合题意;
故答案为:C。
分析:离子晶体是由阴、_é????????é??è?????_子键形成的晶体,常见离子晶体有:常见的有强碱、活泼金属氧化物、大多数盐类等;共价晶体一般指原子晶体,原子晶体是原子之间通过共价键形成的晶体,常见的原子晶体有:一些非金属单质,如金刚石、硼、硅、锗等;一些非金属化合物,如二氧化硅、碳化硅、氮化硼等;分子晶体是分子间通过分子间作用力(包括范德华力和氢键)构成的晶体,常见的分子晶体有:所有非金属氢化物、部分非金属单质(金刚石、晶体硅等除外)、部分非金属氧化物(二氧化硅等除外)、几乎所有的酸、绝大多数的有机物晶体、所有常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、易挥发的固态物质等,金属都属于金属晶体,据此分析。
8.答案: B
解析:_A._Na_Cl中只有离子键、属于离子晶体,HCl分子内只有共价键、属于分子晶体,化学键类型和晶体类型都不同,A不符合题意;
B. CO2、SiO2内存在的化学键均只有共价键,干冰是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,B符合题意;.
C. SO2、H2O内存在的化学键均只有共价键,构成的都是分子晶体,C不符合题意;.
D. NH4Cl中有离子键和共价键、属于离子晶体,CCl4分子内只有共价键、属于分子晶体,化学键类型和晶体类型都不同,D不符合题意;
故答案为:B。
分析:B、都为极性共价键,但二氧化碳是分子型,二氧化硅为原子型晶体
二、综合题
9.答案: (1)面心立方最密堆积;12
(2)金属离子、自由电子;4
(3)
解析:_(1)??????_金属钼晶体中的原子堆积方式中,Mo原子处于立方体的面心与顶点,属于面心立方最密堆积;顶点Mo原子到面心Mo原子的距离最短,则钼原子的配位数为12;
(2)金属晶体的成键粒子为金属离子和自由电子,故构成钼晶体的粒子是金属离子和自由电子;晶胞中所含的该种粒子数为6× +8× =4;
(3)晶胞的质量为 g,钼原子半径为a pm=a×10-10cm,晶胞的边长为 ×10-10cm,则晶胞的体积为=( ×10-10)3cm3 , 金属钼的密度为 g·cm-3= g·cm-3。
分析:根据晶胞中_?????????????????¤_断堆积方式;以顶点Mo原子判断距离最近的Mo原子数,确定配位数;均摊法确定晶胞中含有的粒子数;根据晶胞的质量和体积计算密度。【来源:21cnj*y.co*m】
10.答案: (1)O>Mg>Al;第四周期ⅥB族;s
(2)sp、sp3
(3)平面三角形;
(4)1s22s22p63s23p63d54s1;2:1
解析:(1) ①_????????¨?????????_,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,同一主族,元素第一电离能随着原子序数增大而减弱,所以第一电离能大小顺序是O>Mg>Al;
?②W是Cr元素,在周期表中具体位置是第四周期ⅥB族,Y是Mg元素,在周期表第三周期ⅡA族,属于s区元素;
(2) T是C元素、X是O元素,分别与氢组成的 C2H2 与H2O2 分子中, 中碳原子含有叁键,碳原子轨道的杂化类型是sp;H2O2的结构是H-O-O-H,O原子的杂化轨道数是4,轨道的杂化类型是sp3;
(3) ①CO 中C原子杂化轨道数是3,没有孤电子对,空间构型为平面三角形。
②等电子体具有相似的结构,N 离子与 CO2 分子互为等电子体,CO2的结构式是O=C=O,则 N 的电子式为 。
(4) ①W 是Cr元素,核外有24个电子,根据构造原理书写元素Cr基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1;
②根据均摊原则,该晶胞中Al原子个数=1+8× =2,Cr原子数是2+8× =4,所以Cr、Al原子个数之比=4:2=2:1。
分析:短周_?????????_T???_X、Y、Z 的原子序数依次增大,元素 Y 基态原子 s 能级的电子总数与 p 能级的电子总数相等,Y核外电子排布式是1s22s22p63s2 , Y是Mg元素;元素 Z 的价电子数等于电子层数,Z是Al元素;元素 T、X 基态原子均有 2 个未成对电子,T是C元素、X是O元素;元素 W 位于第四周期,其基态原子所含未成对电子数在该周期中最多,W核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d53s1 , W是Cr元素;
?11.答案: (1)b;混合晶体;范德华力、共价键;sp2
(2)4NA
(3)金刚石>碳化硅>硅;三者都为原子晶体,r(C)(4);
解析:(1)根据_??????????????¤???_石墨为b;晶体类型为混合型;晶体熔化时破环分子间的作用力和共价键;碳原子构成为平面结构,为sp2杂化; 2·1·c·n·j·y
(2)利用分摊式计算出每个碳原子含2条碳碳键,24g金刚石含2mol碳原子,则碳碳键数目为4NA;
(3)硅、碳化硅的结构都与金刚_????±?????????????_原子晶体,原子半径越小,共价键的键长越短,键能越大,则熔点越高,r(C)<r(Si),则熔点由高到低的顺序为金刚石>碳化硅>硅;21*cnjy*com
(4)已知碳化硅的晶胞结构与金刚石类似,且化学式为SiC,结合碳化硅的晶胞结构,硅原子在体内,其周围且距离最近的均为碳原子,则碳原子在晶胞的顶点和面心,碳原子个数=8× +6× =4,可判断所有硅原子均在体内,已知晶胞的边长为apm,则体积为(a×10-10)3cm3 , 则1mol晶胞的质量为(12+28)×4g,ρ= = = g/cm3。
分析:(1)根据结构图,a为C60 , b为石墨,c为金刚石;
(2)利用分摊式及物质的量的关系进行计算;
(3)原子晶体的熔点与共价键的键能有关;
(4)利用分摊式计算并推测晶胞的结构及密度公式进行计算。
12.答案: (1)N;球形
(2)3d54s1
(3)V形
(4)d
(5)X-射线衍射
(6)ZnF2为离子化合物,ZnCl2 , ZnBr2 , ZnI2的化学键以共价键为主,极性较小
(7)正八面体
(8)2
(9)六方最密(或A3型);21教育网
解析:(1)基态钾原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1 , 因此核外电子占据的最高能层为N;K原子最外层4s轨道电子云轮廓为球型;
(2)第四周期中,外围电子排布式为ndxnsy , 且能级处于半充满状态时,含有的未成对电子数最多,即价层电子排布式为:3d54s1;
(3)I3+与OF2互为等电子体,OF2属于V型,因此I3+的几何构型为V型;
(4)硫酸铵是离子化合物,硫酸铵中存在离子键、共价键和配位键;而N2H6SO4的晶体类型与硫酸铵相同,因此N2H6SO4晶体中同样存在离子键、共价键和配位键,因此不存在范德华力,d符合题意;
(5)从外光无法区分三者,但用X光照射会发现:晶体对X射线发生衍射,非晶体不发生衍射,准晶体介于二者之间,因此可通过有无衍射现象确定;
(6)ZnF2为离子化合物,不溶于有机溶剂,而 ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键则主要以共价键为主,极性较小,易溶于有机溶剂;
(7)由KIO3晶体的结构可知,与I紧邻的O原子构成正八面体图形;
(8)该晶胞中空心点的个数为:, 实心点的个数为4个,因此实心点表示的是铜原子,空心点表示的是氧原子;每个铜原子周围有两个氧原子,因此其配位数为2;
(9)由晶胞结构可知,这种堆积方式为六方最密堆积;为了计算方便,选取该六棱柱结构进行计算,六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的,面心是两个六棱柱共用,所以该六棱柱中的锌原子为个,所以该结构的质量为:。该六棱柱的底面为正六边形,边长为a cm,底面的面积为6个边长为a cm的正三角形面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为, 高为c cm,所以体积为:, 因此其密度为:;
分析:(1)根据基态钾原子的核外电子排布分析;
(2)第四周期中,外围电子排布式为ndxnsy , 且能级处于半充满状态时,含有的未成对电子数最多;
(3)结合等电子体原理分析;
(4)N2H6SO4的晶体类型和硫酸铵相同,根据硫酸铵晶体中的化学键类型进行分析;
(5)晶体对X射线发生衍射,非晶体不发生衍射,准晶体介于二者之间;
(6)ZnF2为离子化合物,难溶于有机溶剂;
(7)根据KIO3晶体的结构分析;
(8)根据晶胞结构,结合均摊法进行分析;
(9)由晶胞结构确定堆积方式;根据密度公式进行Zn的密度;21·世纪*教育网
_21?????????è?????(www.21cnjy.com)_