高中化学沪科技版（2020）选择性必修23.1金属晶体同步练习题

3.1金属晶体同步练习-沪科版高中化学选择性必修2

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．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)，都极易水解，其中：6XeF4+12H2O→2XeO3+4Xe↑+24HF+3O2↑。下列推测正确的是

A．XeF2分子中各原子均达到八电子结构

B．某种氟化氙的晶体结构单元如图，可推知其化学式为XeF6

C．XeF4按已知方式水解，每生成4molXe，转移16mol电子

D．XeF2的中心原子外层价电子对数为6

2．纳米ZnS具有独特的光电效应。以工业废渣锌灰(主要成分为Zn、ZnO，还含有、FeO、CuO等杂质)为原料制备纳米ZnS的工业流程如下：

下列说法正确的是

A．“酸浸”时FeO反应的离子方程式为

B．“还原”的目的是将转化为

C．“沉淀”的离子方程式为

D．ZnS晶胞(如图所示)中每个周围距离最近的有4个

3．医学上利用碳酸锌 (ZnCO3)为原料，通过热分解来制备氧化锌，同时产生。氧化锌有六边纤锌矿和立方闪锌矿两种常见晶体结构，晶胞结构如图所示。下列说法正确的是

A．碳酸锌的组成元素在元素周期表中属于同区元素

B．晶体碳化硅与立方闪锌矿的晶胞结构相似，晶体中粒子之间的作用力也相同

C．六边纤锌矿和立方闪锌矿两种氧化锌晶体中，锌原子周围配位的氧原子数目不相同

D．六边纤锌矿和立方闪锌矿两种氧化锌晶体的空间利用率相同，晶胞密度也相同

4．下列说法不正确的是

A．生物质能的利用本质上是间接利用太阳能

B．“ 碳中和”指的是生产生活中产生的CO2用碱液吸收

C．氯、溴、碘、钠等元素主要来自海水

D．液晶是一种性能介于液体和晶体之间的一种有机高分子材料，它既有液体的流动性，又有晶体结构排列的有序性。

5．沃斯田铁是钢铁的一种层片状的显微组织，通常是中固溶少量碳的无磁性固溶体，因铁原子构成的八面体间隙较大，可以容纳更多的碳，其立方晶胞如图所示。设表示阿伏加德罗常数的值，下列有关沃斯田铁的说法错误的是

A．化学式为

B．周围等距且最近的有12个

C．晶体中含有原子构成的八面体空隙数目为

D．设晶胞参数为，晶体的密度为

6．由、、构成的某三元化合物固态晶体结构如图，表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A．晶体中和构成二氧化硅型骨架 B．晶体中、、三种微粒的比例为2∶2∶1

C．图中所指原子的坐标为 D．晶体中与每个紧邻的有4个

7．下列关于物质聚集状态结构的叙述错误的是

A．非晶体内部的微粒无周期性重复排列

B．超分子内部的分子之间通过非共价键结合

C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性

D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是有序排列

8．如图1所示，室温下用排饱和食盐水法在集气瓶中先后收集 体积的CH4和 体积的Cl2气体，将混合气体置于光亮处。下列说法正确的是

A．可用水代替饱和食盐水收集Cl2

B．如图2所示的NaCl晶胞中含14个Na+

C．反应结束后集气瓶中充满液体

D．生成的氯代烃都不存在同分异构体

9．下列各组物质的晶体类型相同的是

A．SiO2 和 CO2 B．I2 和 NaCl C．SiC 和 MgO D．C60 和苯甲酸

10．下列说法不正确的是

A．PCl3是极性键构成的极性分子

B．分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定

C．H+能与H2O以配位键形成H3O+

D．对固体进行X射线衍射测定是区分晶体和非晶体最可靠的科学方法

二、填空题

11．晶体的特点

(1)自范性

概念：晶体能       多面体外形的性质。

晶体呈现自范性的条件之一：       。如熔融物质冷却凝固速率过快时，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则的外形的块状物。晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的       。

(2)各向异性

同一晶体中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的许多物理性质，如       、       、导电性、光学性质等，常常随方向的不同而有所差异。

(3)熔点

晶体有       的熔点，而非晶体没有固定熔点。

(4)晶体能使X-射线产生的衍射

晶体物质能使X-射线产生       ，非晶体只有散射效应。这是测定晶体结构的重要实验方法。

【实验3-1】

12．锂、铁单质晶胞分别如图、图所示，锂、铁晶胞的配位数之比为       。

13．黄铜矿(主要成分是CuFeS2)是一种重要的化工原料，通过化学工艺可获得二氨基丙酸合铜[Cu(NH2CH2CH2COO)2]等产品。

(1)Cu2+基态核外电子排布式为     。

(2)[Cu(NH2CH2CH2COO)2]的结构简式如图1所示。1mol[Cu(NH2CH2CH2COO)2]中含σ键的数目为     。

(3)黄铜矿在空气中灼烧得到废气和固体混合物。废气中SO2经催化氧化生成SO3，SO2分子中S原子轨道的杂化类型为     ，SO3分子的空间构型为     ；固体混合物中含有一种化合物X，其晶胞如图2所示，化合物X的化学式为     。

14．铜镍合金主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。其立方晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为       ，铜原子构成的空间构型为       ，铜原子距离最近的Ni有       个；已知该晶体的密度为ρg·cm-3，则晶胞中距离最近的Ni原子和Cu原子的核间距为        pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。

15．按要求填空。

(1)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原子处于顶点，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为           ，原子之间的作用力为           。

(2)铁有、、三种同素异形体，晶体原子堆积方式为           ；晶胞参数为acm，则铁原子半径为           (假设原子为刚性球体)；、两种晶胞中铁原子的配位数之比为           。晶体的空间利用率           。(写出计算式即可)

(3)奥氏体是碳溶解在中形成的一种间隙固溶体，无磁性，其晶胞如图所示，则该物质的化学式为           ，若晶体密度为，则晶胞中最近的两个碳原子的距离为           pm(阿伏加德罗常数的值用表示，写出计算式即可)。

16．Cu、Zn等金属具有良好的导电性，从金属键的理论看，原因是           。

17．硅化镁是一种窄带隙n型半导体材料，在光电子器件、能源器件、激光、半导体制造等领域具有重要应用前景。硅化镁的晶胞参数，属于面心立方晶胞，结构如图所示。

Si原子的配位数为       。

18．某离子晶体晶胞如图所示，阳离子X( )位于立方体的顶点，阴离子Y()位于立方体的中心，试分析：

(1)晶体中Y的配位数是       ；X的配位数是       ；该晶体的化学式为       。

(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有       个。

19．131I2晶体的晶胞结构如图甲所示，该晶胞中含有      个131I2分子；KI的晶胞结构如图乙所示，每个K+紧邻      个I-。

20．

(1)墨晶体的层状结构，层内为平面正六边形结构(如图a)，试回答下列问题：图中平均每个正六边形占有C原子数为    个、占有的碳碳键数为    个，碳原子数目与碳碳化学键数目之比为       。

(2)2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图b所示的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为       。

三、实验题

21．三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。某化学小组用Cr2O3和CCl4(沸点76.8℃)在高温下制备无水CrCl3实验装置如图所示。

已知：COCl2气体有毒，遇水发生水解产生两种酸性气体。

回答下列问题：

(1)实验装置合理的连接顺序为a→i→j→           (填仪器接口字母标号，部分仪器可重复使用)。

(2)仪器M中发生反应的化学方程式为           。在实验过程中需要持续通N2，其作用是           。

(3)从安全的角度考虑，整套装置的不足是           。

(4)Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图所示。

请补充完整由CrCl3溶液制备纯净的Cr(OH)3的实验方案：取适量CrCl3溶液，            ；充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，           ，则证明沉淀已洗涤干净；低温烘干沉淀，得到Cr(OH)3晶体。

(5)铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，其晶胞结构如图甲所示。

①该化合物的化学式为           。

②请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的氧离子的投影图           。

③氧离子与钙离子的最近距离为apm阿伏加德罗常数为NA，则该复合氧化物晶体的密度为           g·cm-3(列出计算式) 。

22．氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。

回答下列问题：

(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是       ，a中的试剂为       。

(2)b中采用的加热方式是       ，c中的离子方程式是       。

(3)d可选用试剂_______(填标号)。

A．Na2S B．NaCl C．Ca(OH)2 D．H2SO4

(4)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显       色。

(5)某含氯化合物的晶胞如图所示，则其化学式为       (用X、Cl表示)

23．某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

【查阅资料】经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。

【设计方案】学习小组设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；④……；⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。

请回答下列问题：

(1)Fe元素的原子结构示意图为              。FeCl3是           化合物（填“离子”或“共价”）。

(2)装置A中反应的化学方程式为              。

(3)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是            。

(4)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)            。

(5)装置B中冷水浴的作用为            ；装置C的名称为            ；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂K3[Fe(CN)6]是配位化合物，其配位数为           ，配体为          。

(6)该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；FeCl3与H2S反应的离子方程式为                。

参考答案：

1．C

2．D

3．D

4．B

5．C

6．D

7．D

8．D

9．D

10．B

11．(1)     自发地呈现     晶体生长的速率适当     宏观表象

(2)     硬度     导热性

(3)固定

(4)     衍射     硫加热融化，自然冷却结晶后，得到黄色晶体     固体直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷又重新凝聚成紫黑色的固体     有白色细小晶体析出

12．2∶3

13．(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9

(2)26 NA

(3)     sp2     平面三角形     Cu2S

14．     Cu3Ni     正八面体     4    

15．(1)     3：1     金属键

(2)     体心立方堆积          2：1    

(3)     FeC    

16．自由电子在外加电场中作定向移动

17．8

18．(1)     8     8     XY

(2)6

19．     4     6

20．(1)     2     3     2:3

(2)MgB2

21．(1)g→h→b→c→d→e→i→j→f

(2)     NH4Cl+ NaNO2NaCl+N2↑+2H2O     将四氯化碳吹入石英管中和Cr2O3反应生成CrCl3 (或其他正确答案)

(3)升华的CrCl3易凝华，堵塞导管

(4)     加入NaOH溶液，调节pH在6~12范围内     取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸、AgNO3溶液，若无白色沉淀生成

(5)     CaCrO3            (或其他正确答案)

22．(1)     圆底烧瓶     饱和食盐水

(2)     水浴加热     Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

(3)AC

(4)紫

(5)XCl

23．(1)            共价

(2)2Fe＋3Cl22FeCl3

(3)在沉积的FeCl3固体下方加热

(4)②⑤

(5)     冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品     干燥管     6     CN¯

(6)2Fe3＋＋H2S =2Fe2＋＋S↓＋2H＋