沪科技版（2020）选择性必修2金属晶体的结构同步测试题

3.1.2金属晶体的结构同步练习-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．硒是一种第四周期第VIA族的元素，硒化锌是一种黄色晶体，可用于荧光材料、半导体掺杂物。硒化锌的立方晶胞结构如图所示，其晶胞边长为apm。下列叙述错误的是

A．SeO的空间构型是三角锥形

B．图中相邻的Se与Zn之间的距离为apm

C．与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的有3种

D．若硒化锌晶体的密度为ρg•cm-3，则阿伏加德罗常数的值为NA=

2．下列有关说法正确的是

A．晶格能与离子晶体的物理性质无关

B．金属晶体的熔点高于原子晶体

C．只含有共价键的晶体不一定具有较高的熔、沸点及硬度

D．晶格能：

3．如图是某多铁材料的立方晶胞结构，其材料具有铁电性和反铁磁性，并伴随弱的铁磁性。下列说法正确的是

A．该多铁材料的化学式为 B．与的最短距离为

C．距离最近且等距离的O有8个 D．1个该多铁材料晶胞中，有8个原子

4．氧、硫、铁可形成多种用途广泛的物质。具有较强的氧化性。亚硫酰氯遇水发生水解反应生成与。可用作锂离子电池的电极材料，电池工作时有嵌入其中生成。可用于生产，其一种晶胞结构如图1所示。工业上可电解与混合溶液制备过二硫酸铵，其结构如图2所示。酸与碱反应时放热，中和热为。

下列说法正确的是

A．中硫原子带正电，氯原子带负电

B．中硫原子的轨道杂化类型是

C．该晶胞中含的数目为14

D．该晶体中每个周围距离最近且相等的数目为8

5．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

6．在无机氟化物制备中有广泛的应用，其晶体属于四方晶系，晶胞参数如图所示，其中O点原子和①号原子的分数坐标依次为、。已知：Xe—F键长为下列说法正确的是

A．中心原子上的孤电子对数为2

B．④号原子的分数坐标为

C．沿x、y、z任意一个方向投影，位于面中心的都只有原子

D．晶胞中②③号原子间的距离

7．我国科学家预测并合成了可与石墨、金刚石比肩的碳的另一种三维新结构T-碳(T-carbon)，其结构可看作将金刚石中的每一个碳原子都被一个由四个碳原子构成的正四面体结构单元所取代(如图1)。下列说法错误的是

A．T- 碳属于共价晶体，与石墨、金刚石互为同素异形体

B．T-碳中碳与碳的最小夹角为109.5°

C．已知T碳晶胞参数为a pm， 阿伏加德罗常数为NA，则T碳的密度为ρ=g/cm3

D．如图2是T-碳晶胞的俯视图

8．金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如图所示，下列说法不正确的是

A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键，石墨烯具有导电性

B．C60分子中含有双键的数目是 30 个

C．石墨烯结构中，平均每个六元环含有 2 个碳原子

D．等质量的金刚石和石墨晶体中含有的碳碳键数之比为 4：3

9．氧化铈(CeO2)是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示。假设CeO2晶胞边长为apm，下列说法错误的是

A．氧元素位于元素周期表中的p区

B．CeO2晶体结构中与Ce4+相邻且最近的Ce4+有12个

C．CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为apm

D．每个CeO2-x晶胞中Ce4+个数为1-2x

10．某晶体的晶胞如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是

A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4

二、填空题

11．人类对第二周期的元素及化合物认识最早。如图，在NaCl的晶体中，Na+和Cl—互相占据对方的正八面体空隙，CaF2晶体中，F—占据由Ca2+构成的所有正四面体空隙。钛镍合金具有形状记忆功能。某钛、镍原子个数比为2：1的合金的晶体结构为：镍原子呈面心立方排列，钛原子填充在由镍原子围成的所有八面体空隙和一半的四面体空隙中，若最近的钛原子和镍原子紧密接触，镍原子周围距离最近的钛原子数为       ； 钛原子和镍原子的半径分别为r1和r2，该晶体的空间利用率为       (用含r的代数式表示，不必化简，空间利用率=晶胞中原子的总体积/晶胞的体积)。

12．铜的晶胞如图所示。铜银合金是优质的金属材料，其晶胞与铜晶胞类似，银位于顶点，铜位于面心。

(1)该铜银合金的化学式是       。

(2)已知：该铜银晶胞参数为acm，晶体密度为ρg·cm-3。则阿伏加德罗常数(NA)为       mol-1(用代数式表示，下同)。

(3)若Ag、Cu原子半径分别为bcm、ccm，则该晶胞中原子空间利用率φ为       。(提示：晶胞中原子空间利用率=×100%)

13．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       。

14．磷化硼是一 种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。

(1)写出合成磷化硼的化学反应方程式           。

(2)分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构           、           。

(3)磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积，硼原子填入四面体空隙中。画出磷化硼的正当晶胞示意图           。

(4)已知磷化硼的晶胞参数a=478pm，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距           。

(5)画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影            (用实线圆圈表示P原子的投影，用虚线圆圈表示B原子的投影)

15．CdSe的一种晶体为闪锌矿型结构，晶胞结构如图所示。其中原子坐标参数A为(，，)，则B、C的原子坐标参数分别为                     

16．完成下列问题

(1)铜银合金是优质的金属材料，其晶胞与铜晶胞类似，其中Ag位于顶角，Cu位于面心，如图1所示。

①该铜银合金的化学式是          

②已知该铜银晶胞的参数为a cm、晶体密度为ρ g·cm-3，则阿伏加德罗常数(NA)为           mol-1(用代数式表示，下同)

③若Ag、Cu的原子半径分别为bcm、ccm，则该晶胞中原子空间利用率φ=          

(2)ZnF2具有金红石型四方结构，KZnF3具有钙钛矿型立方结构，两种晶体的晶胞结构如图2所示：

①ZnF2和KZnF3晶体(晶胞顶角为K＋)中，Zn2+的配位数之比为           。

②若NA表示阿伏加德罗常数的值，则ZnF2晶体的密度为            g·cm-3(用含a、c、NA的代数式表示)。

③KZnF3晶胞中A离子的坐标参数为(0，0，0)，B离子的坐标参数为(1，0，0)，C离子的坐标参数为(0，1，0)，则D离子的坐标参数为          

17．超硬材料(仅次于金刚石)氮化铂的一种晶胞如图所示，N的配位数是       ，若该晶胞的边长为apm，晶胞的密度为ρg/cm3，则阿伏加德罗常数(NA)为        mol-1(用a、ρ表示，并化成最简)。

18．近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe−Sm−As−F−O组成的化合物。一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。

图中F−和O2−共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1−x代表，则该化合物的化学式表示为       ，通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ=       g·cm−3。

19．2022年北京冬季奥运会场馆使用了大量不锈钢材质，不锈钢属于合金钢，其基体是铁碳合金，常用的不锈钢中含铬(Cr)18%、含镍(Ni)8%。回答下列问题：

(1)的阴离子的空间构型为           。

(2)蒸气状态下以双聚分子形式存在(如下图)，双聚分子中存在配位键，请在下图中标出配位键的位置           ，其中Fe的配位数为           。

(3)工业上常用羰基镍制备高纯镍，其熔点-19℃，沸点43℃，羰基镍属于           (填晶体类型)，该晶体中σ键与π键数目之比为           。

(4)金属铬属于体心立方晶体(如图)，已知其密度为7.2g·cm，则晶体中铬原子的半径为           cm(阿伏伽德罗常数的值为，列出计算式)。

20．氨、磷、铁、钴等元素的化合物在现代农业、科技、国防建设中有着许多独特的用途。Co可以形成六方晶系的CoO(OH)，晶胞结构如图2所示，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子坐标。已知晶胞含对称中心，其中1号O原子的坐标为(0.6667，0.3333，0.1077)，则2号O原子的坐标为       。设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为       g/cm3(用代数式表示)。

三、实验题

21．氨基锂()为白色固体，广泛用于有机合成。

(1)金属锂与液氨反应生成和一种气体。该气体是           。

(2)液氨中也存在类似水的微弱电离：。

①的空间结构为           。

②已知键角。从结构角度解释其原因：           。

(3)的晶胞如图所示(晶胞体积为)。

①该晶体的密度为           (用含字母的代数式表示)。

②与结构相似。从结构角度解释熔点()高于熔点()的原因：           。

(4)测定产品的纯度(主要杂质为)，实验步骤如下。

ⅰ．准确称量产品，与过量稀盐酸充分反应，将全部转化为。

ii．向i所得溶液中滴加溶液至。再加入甲醛溶液，发生反应：

iii．以酚酞为指示剂，用溶液滴定ii中生成的，消耗溶液。

①步骤ⅰ反应的化学方程式为           。

②样品中的质量分数为           (用含字母的代数式表示)。

③若i中未用溶液调节，则测定结果           (填“偏低”或“偏高”)。

22．主要用于金属蚀刻、污水处理、也用于印染滚筒刻花、电子工业线路板及荧光数字筒生产等。(易升华，易水解)也是常见的化学试剂，某学习小组开展了与相关的系列实验，回答下列问题：

I．实验室制备无水

(1)按气流方向，连接顺序为        (填仪器连接口的字母编号，每个装置仅限使用一次)。

(2)写出A装置中发生反应的化学方程式：        。

(3)B装置的作用是        。

II．探究pH和添加助凝剂对净水效果的影响

(4)①水溶液中能够水解产生胶体从而具有净水作用。为探究pH和添加助凝剂对净水效果的影响，实验小组选取一种悬浊液进行探究实验，请将下列表格内容补充完整。已知：净水效果可用相同时间内悬浊液的浊度变化来衡量。浊度越高，代表悬浊液越浑浊。

②实验结论一：通过1、2、3组实验，发现随着pH增大，净水效果依次增强。pH减小，净水效果减弱的原因是        。

③实验结论二：添加助凝剂能够显著提高净水效果。该实验结论成立的判断依据是        。(用表中浊度数据变化解释说明)

(5)铁的氧化物有多种，FeO晶胞结构如图所示。

①与紧邻的所有构成的几何构型为        。

②若与之间最近距离为apm，则该晶体的密度计算式为        。(用含a、的代数式表示，代表阿伏加德罗常数的值)

23．Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景，其制备过程如下：在氩气气氛下，向装有50mL1mol•L-1FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入100mL14mol•L-1KOH溶液，用磁力搅拌器持续搅拌，在100℃下回流3h，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。

(1)使用恒压滴液漏斗的优点是      。

(2)三颈烧瓶中发生反应的离子方程式为      。

(3)待三颈烧瓶中的混合物冷却后，过滤，再依次用沸水和乙醇洗涤，在40℃下干燥后焙烧3h，得到Fe/Fe3O4复合物产品3.24g。

①焙烧需在隔绝空气的条件下进行，原因是      。

②判断沉淀是否已经用水洗涤干净，应选择的试剂为      ；使用乙醇洗涤的目的是      。

③计算实验所得产品的产率：      。

(4)已知FeO的晶胞结构如图所示，Fe原子的配位数是     ，设其中原子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，则C的坐标参数为      。

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．A

5．D

6．B

7．B

8．A

9．D

10．B

11．     4     ×100%

12．(1)AgCu3或Cu3Ag

(2)

(3)×100%

13．8

14．(1)BBr3十PBr3+ 3H2= BP+ 6HBr

(2)     平面三角形     三角锥

(3)（注：填入另外四个四面体空隙也可，但不能一层空一层填）

(4)dB-P=478pm=207pm或dB-P===207×478pm=207pm

(5)

15．(，，)、(，，)

16．(1)     AgCu3(或Cu3Ag)          ×100%

(2)     1∶1          (0，，)

17．     4    

18．     SmFeAsO1-xFx    

19．(1)平面三角形

(2)            4

(3)     分子晶体     1∶1

(4)(或)

20．     (0.3333，0.6667，0.6077)     g/cm3

21．(1)氢气

(2)     V形     N均为sp3杂化，孤电子对数，孤电子对有较大斥力

(3)          二者均为离子晶体，锂离子半径小于钠离子半径，离子键更强

(4)               偏高

22．(1)ahidefgbc(或ahidefgb)

(2)

(3)防止空气中的水蒸气进入装器D使水解，并吸收未反应的氯气

(4)     3     无     pH减小，氢离子浓度增大，抑制铁离子水解，生成氢氧化铁胶体变少，净水作用减弱     净水前后浊度的变化量A4比A3大

(5)     正八面体    

23．(1)平衡气压，便于液体顺利流下

(2)

(3)     防止产品中的铁被空气中的氧气氧化     稀硝酸和硝酸银溶液     除去晶体表面的水分，便于快速干燥     90.0%

(4)     6     (1，，)