苏教版 (2019)选择性必修2第二单元 离子键 离子晶体课后测评

这是一份苏教版 (2019)选择性必修2第二单元 离子键 离子晶体课后测评，共12页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题，推断题等内容，欢迎下载使用。
专题3第二单元离子键离子晶体同步练习
2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2

一、单选题（本大题共15小题，共45.0分）
1. NaH的晶胞结构如图所示，已知其晶胞边长为a。下列说法错误的是  (    )
A. 每个钠离子周围距离相等且最近的氢离子有6个 B. 该晶胞中含有氢离子的数目为4
C. 该晶胞中两个氢离子之间的最短距离为 2a D. 基态钠离子的电子排布式为1s22s22p6
2. 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Cl−最近且等距的Na+有6个，距Na+最近且等距的Na+共12个
B. 在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+，F−的配位数是4
C. 在金刚石晶体中，每个碳原子被12个六元环共同占有，每个六元环最多有4个碳原子共面
D. 该气态团簇分子的分子式为EF或FE，其晶体不导电
3. 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Cl−最近且等距的Na+有6个，距Na+最近且等距的Na+共12个
B. 在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+，F−的配位数是4
C. 金刚石晶体中，每个碳原子被12个六元环共同占有，每个六元环最多有4个碳原子共面
D. 该气态团簇分子的分子式为EF或FE，其晶体不导电
4. 钴的某种氧化物广泛应用于硬质合金、超耐热合金、绝缘材料和磁性材料的生产，其晶胞结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. 该氧化物的化学式为Co13O14
B. 晶胞中Co2+的配位数为12
C. 根据晶体类型推测，该物质熔点低于硫 (S8)
D. 若该氧化物的密度为ρg⋅cm−3，阿伏加德罗常数为NAmol−1，则晶胞中两个O2−间的最短距离是 22×3300ρNAcm
5. 已知Mg、Al、O三种元素组成尖晶石型晶体结构，其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成，其中Al3+和O2−都在小晶格内部，Mg2+部分在小晶格内部，部分在小晶格顶点(如图)，下列分析正确的是
A. 该物质的化学式为Mg3Al2O6 B. 晶胞中，Mg2+的配位数为6
C. 该尖晶石的密度为1.136×1033NA×a3g⋅cm−3 D. 与O2−最邻近的Al3+有4个
6. 我国科学家合成了一种具有巨磁电阻效应的特殊导电性物质，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式为CaCrO3
B. 基态Cr的价层电子排布式为3d44s2
C. 晶体中Ca原子周围等距离且最近的O原子数为8
D. 若用放射性的 ​18O替换图中的 ​16O，对其化学性质影响较大
7. 几种晶体的晶胞(或晶体结构)如图所示，下列说法正确的是




NaCl晶胞
CO2晶胞
金刚石晶胞
石墨晶体结构

A. NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数
B. 干冰晶胞中CO2分子之间和金刚石晶胞中碳原子间的静电作用均是共价键
C. 若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离为 2a2
D. 石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种过渡晶体
8. 硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，已知晶胞参数为p nm，乙图为晶胞的俯视图，下列说法正确的是
A. 晶胞中硒原子的配位数为12 B. 晶胞中d点原子分数坐标为(34,14,34)
C. 相邻两个Zn原子的最短距离为p2nm D. 电负性：Zn>Se
9. 【题文】 162a9491−abcf−432f−a0d1−9e31f75cf920
【试卷说明：本试卷为平台新老师测试试卷，请新老师按照标准规范认真答题】
一种铜的氯化物立方晶胞结构如图所示，说法错误的是(    )

A. 该化合物的化学式为CuCl
B. 已知、的原子坐标分别为、，则的原子坐标是，
C. 原子的配位数是
D. 若原子与最近的原子的核间距为，则该晶体的棱长为
10. 有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6]，经X射线研究发现，其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。它的结构特征是Fe3+和Fe2+互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN−位于立方体的棱上，则下列说法正确的是  (    )
A. x=2，y=1
B. 该晶体属于离子晶体，M呈+1价
C. M的离子在立方体的体心位置
D. 该晶胞中与每个Fe3+距离相等且最近的CN−有3个
11. 某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是(    )
A. 该晶胞的体积为a3×10−36cm−3 B. K和Sb原子数之比为3∶1
C. 与Sb最邻近的K原子数为4 D. K和Sb之间的最短距离为12apm
12. Ge、GaAs、CdTe、CdSe等均为重要的半导体材料，在电子、材料等领域应用广泛。其中CdSe的一种晶体为闪锌矿型结构，晶胞结构如图所示，已知原子坐标参数A为(1/4,1/4、1/4)。下列说法不正确的是(    )
A. 晶胞中，与Cd原子距离最近且相等的Cd原子有12个
B. 原子坐标参数B为(1/4,3/4,3/4)
C. Se基态原子价电子排布式为3d104s24p4
D. 第四周期主族元素中第一电离能介于Ga、As之间的有3种
13. 常见的铜的硫化物有CuS和Cu2S两种。已知：晶胞中S2−的位置如图1所示，铜离子位于硫离子所构成的四面体中心，它们的晶胞上有相同的侧视图如图2所示。Cu2S的晶胞参数a pm阿伏伽德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 (    )
A. CuS和Cu2S晶胞中所含有的S原子数不相同
B. Cu2S晶胞中，Cu+填充了晶胞中一半四面体空隙
C. CuS晶中，S2−配位数为8
D. Cu2S晶胞的密度为640NA×a3×10−30 g/cm3
14. 科学家近期首次合成了具有极性对称性的氮化物钙钛矿类材料，其立方晶胞结构如图所示(晶胞参数为anm)。下列说法正确的是
A. 该物质的化学式为La8WN6 B. La与W之间的最短距离为 32a nm
C. 晶体中，与La紧邻的N个数为8 D. 每个晶胞中有8个La
15. 钴的某种氧化物广泛应用于硬质合金、超耐热合金、绝缘材料和磁性材料的生产，其晶胞结构如图所示。下列有关说法错误的是
A. 该氧化物的化学式为CoO
B. 晶胞中Co2+的配位数为12
C. 根据晶体类型推测，该物质熔点高于硫(S8)
D. 若该氧化物的密度为ρg·cm−3，阿伏加德罗常  数为NAmol−1，则晶胞中两个O2−间的最短距离是   22×3  300ρNAcm
二、实验题（本大题共2小题，共20.0分）
16. 氧化铍(BeO)和氧化铋(Bi2O3)为电子陶瓷粉体材料中的重要添加剂。
Ⅰ.实验室中常用氯氧化铋(BiOCl)制备。回答下列问题：
(1)工业上将金属铋(Bi)溶于足量的稀硝酸得到硝酸铋[Bi(NO3)3]溶液，所得溶液经浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥后得硝酸铋晶体，最后煅烧硝酸铋晶体即得氧化铋产品。金属铋(Bi)溶于足量稀硝酸得到硝酸铋溶液的离子方程式：_____________________________________。
(2)将3.0 g氯氧化铋(BiOCl，白色，难溶于水)与25 mL 3 mol·L−1碳酸氢铵溶液混合，加入氨水调节溶液pH=9，50℃下反应2 h脱氯可得到(BiO)2CO3沉淀，反应装置如图甲所示(加热及夹持装置已省略)，再将所得沉淀干燥并在530℃下煅烧，可得到氧化铋产品。

①图甲中仪器c的名称为_______，当观察到澄清石灰水变浑浊时说明反应过程中产生了CO2，写出产生(BiO)2CO3沉淀的化学方程式：_____________。
②加氨水调节pH为9有利于生成(BiO)2CO3沉淀的原因是____________________________。
③某研究小组探究温度对沉淀制备的影响，得到温度与所得沉淀产率的关系如图乙所示。结合图像分析，50℃时沉淀产率最高的原因是温度低于50℃时，BiOCl固体在水中的溶解度小，导致沉淀的产率降低；温度高于50℃时，_____________________________________。

(3)煅烧(BiO)2CO3时用到的硅酸盐制品有_______、酒精灯、玻璃棒、泥三角。
Ⅱ.BeO晶体的晶胞结构与ZnS的相似，如图所示。

(4)O原子的配位数是_______。
(5)设O原子与O原子的最近距离为apm，BeO晶体的密度为dg·cm−3，则阿伏加德罗常数的值为_______(用含a和d的代数式表示)。

17. 三元锂离子电池是新能源电动车广泛采用的一种电池技术，其中钴元素是三元锂离子电池阳极材料的重要成分。请回答下列问题：
(1)钴元素的常见价态为+2和+3。写出+3价基态钴离子的价电子排布图：________________。
(2)钴离子极易形成配合物，制备配合物X{[Co(NH3)5Cl]Cl2}的实验过程如下：

已知：a.配合物X能溶于水，且溶解度随温度升高而增大。
b.Co(OH)2是不溶于水的沉淀
c.H2O2参与反应时，明显放热。当温度高于40℃时，H2O2开始分解。
①“1)NH4Cl−NH3·H2O”时，如果不加NH4Cl固体，对制备过程的不利影响是________________。
②加H2O2时应选择________(填标号)。
A.冷水浴  B.温水浴(≈60℃)  C.沸水浴  D.酒精灯直接加热
③本实验条件下，下列物质均可将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)。其中可替代“2)H2O2”的是________(填标号)。
A.O2  B.KMnO4溶液  C.Cl2  D.HNO3
④Co的此类配合物离子较稳定，但加碱再煮沸可促进其内界解离，如：[Co(NH3)5Cl]2+⇌Co3++5NH3+Cl−。某实验小组用以下思路验证实验所制备的配合物的组成：取一定量X加入过量浓NaOH溶液，煮沸，将生成的NH3通入20 mL 0.5 mol/L的稀硫酸(过量)中，再用0.2000 mol/L NaOH标准溶液滴定剩余H2SO4。若滴定过程平均消耗NaOH标准溶液20.00 mL，则所取样品中含有NH3的物质的量n(NH3)=________。
(3)钴的一种化合物晶胞结构如下图所示：

已知该晶体的密度为ρg·cm−3，则晶胞中Ti与O的最近距离是________nm(用含ρ、NA的代数式表示)。

三、简答题（本大题共2小题，共16.0分）
18. (12分)
铁、铬、锰统称为黑色金属，它们的单质、合金及其化合物在科研和生产中有着重要用途。
请回答下列问题：
(1)铁、铬、锰属于周期表中的______________区元素。
(2)基态铬原子和基态锰原子中第一电离能较大的是______________(填元素符号)，原因为：___________________________________________________________。
(3)化学式为CrCl3⋅6H2O的化合物有三种结构，一种呈紫罗兰色，一种呈暗绿色，一种呈亮绿色，已知Cr3+的配位数均为6，将它们配制成等体积等浓度的溶液，分别加入足量AgNO3溶液，所得AgCl沉淀的物质的量之比为3：2：1。
①呈暗绿色的配合物内界的化学式为_______________。
②H2O分子的VSEPR模型为______________。
(4)MnF2和MnCl2均为离子化合物，MnF2的熔点高于MnCl2熔点的原因为 ________________________。
(5)一氧化锰在医药、冶炼上用途广泛，其立方晶胞结构如图所示。

①该晶胞中由O2−形成的正八面体空隙数目为 ______________。
②设NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞中距离最近的两个O2−之间的距离为a nm，则MnO晶体的密度ρ=
______________g⋅cm−3。(用含a、NA的代数式表示)。

19. 蛋氨酸铬(Ⅲ)配合物是一种治疗Ⅱ型糖尿病的药物，其结构简式如图所示。回答下列相关问题：

(1)基态Cr原子核外有_______种运动状态的电子，下列不同状态的Cr微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。
A.[Ar]3d54s1  B.[Ar]3d5  C.[Ar]3d44s14p1  D.[Ar]3d54p1
(2)蛋氨酸铬(Ⅲ)配合物的中心铬离子的配位数为_______；N的_______杂化轨道与Cr的空轨道形成配位键。
(3)哈勃−韦斯(Haber−Weiss)原理表明，某些金属离子可以催化双氧水分解的原因是：其次外层未排满的d轨道可以存取电子，降低活化能，使分解反应容易发生。Cr3+_______(填“能”或“不能”)催化双氧水分解。
(4)化学式为CrCl3·6H2O的化合物有三种结构，一种呈紫罗兰色，一种呈暗绿色，一种呈亮绿色。在三种化合物中，Cr3+的配位数均为6，将它们配制成等体积等物质的量浓度的溶液，分别加入足量AgNO3溶液，依次所得AgCl沉淀的物质的量之比为3:2:1，则呈亮绿色的配合物，其内界离子的化学式为_______。H2O分子与Cr3+形成配位键后H—O—H键角_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)氮化铬的晶体结构类型与氯化钠相似，其晶胞结构如图所示。A点分数坐标为(0,0,0)，则B点分数坐标为_______。已知氮化铬的晶体密度为d g·cm−3，摩尔质量为Mg·mol−1，NA为阿伏加德罗常数，则晶胞参数为_______cm(只要求列表达式，不必计算数值)。

四、推断题（本大题共1小题，共10.0分）
20. 已知A、B、C、D是原子序数依次增大的前四周期的元素，在周期表中，A与B相邻且B的基态原子的2p轨道中均有电子且电子的自旋方向相同，C是12号元素，D的M能层有18个电子，最高正价为+5价。
(1)D的基态原子的价电子排布式为____________，基态B原子最高能级上的电子共有____________种运动状态。
(2)C原子的第一电离能比同周期左右相邻的原子第一电离能都大，其原因是______________________________________________________________________________。
(3)A、B、D可与氯元素形成ACl4、BCl3、DCl3、DCl5等化合物，这些物质中，中心原子轨道杂化类型为sp3的分子是______________________________，分子构型为正四面体的是____________。
(4)A、B、D三种元素形成的最简单氢化物沸点的高低顺序为B>D>A，其原因是______________________________________________________________________________。
(5)A的一种单质(单层)的结构的球棍模型如下左图所示，则12 g该单层结构中的六元环数目为____________NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)，若该单质中每个A原子的最外层均达到8个电子的稳定结构，则其晶体中σ键与π键数目之比为____________。

(6)D与镓形成的一种化合物(GaD)的晶胞结构如上右图所示，则D原子的配位数是____________，若该晶体的密度为ρg·cm−3，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞中Ga与D的中心距是____________cm(可以不化简)。

答案和解析

1.【答案】C 
【解析】由图可知，每个钠离子周围距离相等且最近的氢离子有6个，A项正确；
该晶胞中含有氢离子的数目为12×14+1=4，B项正确；
由图可得，该晶胞中两个氢离子之间的最短距离为面对角线长的一半，即 (12a)2+(12a)2= 22a，C项错误；
基态钠离子核外有10个电子，其电子排布式为1s22s22p6，D项正确。

2.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查物质结构与性质，涉及化学键，晶胞计算等内容，其中晶胞计算为解题难点，需要结合均摊法进行分析，掌握基础为解题关键，整体难度适中。
【解答】
A.氯化钠晶体中，距Cl−最近且等距的Na+有6个，距Na+最近且距离相等的Na+有12个，A正确；
B.Ca2+位于晶胞顶点和面心，数目为8×18+6×12=4，即每个晶胞平均占有4个Ca2+，距离F−最近且等距的Ca2+有4个，即F−的配位数为4，B正确；
C.在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环为六元环，每个C原子连接4个碳原子，连接的4个C原子中每个C原子形成3个六元环，所以金刚石晶体中每个碳原子被12个六元环共同占有，晶胞中共平面的原子如图，共4个，C正确；
D.该气态团簇分子含有4个E原子和4个F原子，则该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4，该晶体为分子晶体，其中不含能自由移动的电子或离子，因此不能导电，D错误。  
3.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查晶胞的计算，难度一般，关键是掌握晶胞的“分摊法”计算方法，注意气态团簇分子与晶胞的区别。
【解答】
A. 在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl−有6个，所以钠离子的配位数是6，距Na+最近且等距的Na+共12个，故A正确；
B. Ca2+位于晶胞的顶点和面心，晶胞中含有Ca2+的个数为：8×18+6×12=4，F−最近的Ca2+有4个，即F−的配位数是4，故B正确；
C. 在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环为六元环，每个C原子连接4个碳原子，连接的4个C原子中每个C原子形成3个六元环，所以金刚石晶体中每个C原子能形成12个六元环，晶胞中共平面的原子如图，共4个，故C正确；
D. 气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，该晶体为分子晶体，其中不含能自由移动的电子或离子，因此不能导电，故D错误；
故选D。  
4.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查了物质的结构组成，掌握“均摊法”确定化学式、晶胞的计算为解答的关键，题目难度中等。


【解答】
A.该晶胞中含阳离子个数：1+12×14=4，含有阴离子的个数：8×18+6×12=4，该氧化物的化学式为CoO，A项错误;
B.晶胞中Co2+的配位数为6，B项错误;
C.阴离子、阳离子构成离子晶体，根据晶体类型推测，硫 (S8)熔为分子晶体，硫 (S8)熔点低于CoO(离子晶体)，C项错误;
D.晶胞棱长a=34×(59+16)ρNA，两个O2−间的最短距离为面对角线的一半，即 22a，D项正确。  
5.【答案】C 
【解析】
【分析】
本题主要考查的是晶胞结构分析和相关计算，意在考查学生的分析能力和空间想象能力，解题的关键是理清不同微粒在晶胞中的相对位置。
【解答】
A.由晶胞结构可知，1个A晶格中有4个镁离子在顶点，1个在体心，1个A中的镁离子个数为：1+4×18=32，1个B晶格中有4个镁离子在顶点，1个B中的镁离子个数为：4×18=12，则该晶胞中镁离子个数为：32×4+12×4=8；1个A晶格和1个B晶格中均含有4个氧离子，则氧离子个数为4×8=32个，每个B晶格中含有4个铝离子，铝离子个数为4×4=16，该物质的化学式为MgAl2O4，A错误；
B.由A晶格结构可知每个Mg2+与4个氧离子紧相邻，其配位数为4，B错误；
C.由A项可知晶体中含有Mg、Al、O的个数，晶胞的质量为8×24+16×27+32×16NAg=1136NAg，晶胞边长为apm.所以晶体的密度ρ=1136gNA×a3×10−30cm3=1.136×1033NA×a3g⋅cm−3，C正确；
D.与O2−最邻近的Al3+在B区，由图可知，O2−、Al3+构成的立方体中，与O2−最临近的Al3+为顶点的3个，在A区中无铝离子，D错误。  
6.【答案】A 
【解析】
【分析】
本题考查晶胞的有关计算等，难度不大，解题的关键是对基础知识灵活运用。
【解答】
A.从晶胞图中可看到Ca在晶胞的顶点，数目为8×18=1，Cr在体心，数目是1个；O原子在晶胞的面心，数目为6×12=3，化学式为CaCrO3，故A正确；
B.基态Cr的价层电子排布式为3d54s1，故B错误；
C.与Ca配位的O位于晶胞面对角线的中点，距离Ca相等的共有12个，故C错误；
D. 18O和16O互为同位素，形成的化合物在化学性质上无差异，故D错误。
  
7.【答案】A 
【解析】
【分析】
本题考查晶体结构，难度一般，理解晶体结构是解题关键。
【解答】
A.NaCl晶胞中每个Na+周围有6个Cl−，所以配位数为6，CO2晶胞中的配位数为：3×82=12，A正确;
B.干冰晶胞中CO2分子之间是分子间作用力，金刚石晶胞中碳原子间是共价键，B错误;
C.若金刚石的晶胞边长为acm，两个碳原子之间的最短距离为体对角线的四分之一，即 34acm，C错误;
D.石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨晶体兼有共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征，属于混合晶体， D错误。
  
8.【答案】B 
【解析】
【分析】
本题考查晶胞的结构计算，明确图示晶胞结构为解答关键，注意掌握元素周期律内容及粒子空间构型的判断方法，题目难度中等。
【解答】
A.该晶胞中Zn原子的配位数是4，则ZnSe晶胞中Se原子的配位数也是4，A错误； 
B.该晶胞中a点坐标为(0,0,0)，b点坐标为B为(12,1,12)，则a原子位于坐标原点，b原子在坐标轴正方向空间内，由图乙可知d原子也在坐标轴正方向空间内，且到x轴、y轴、z轴的距离分别为34、14、34，即d原子的坐标为(34,14,34)，B正确；
C.面对角线的两个Zn原子距离最短，为 22pnm，故C错误；
D.Zn、Se为同周期元素，根据非金属性越强，电负性越大，非金属性：Zn