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人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识综合训练题
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这是一份人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识综合训练题，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，结构与性质等内容，欢迎下载使用。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．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∶4B．1∶4∶2C．2∶9∶4D．3∶8∶4
2．镁单质及其化合物用途广泛，某镁硼化合物的晶体结构单元如图所示。B原子占据独立一层且具有类似石墨的结构。正六棱柱底边边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A．该镁硼化合物的化学式为
B．如图所示晶体结构单元是该镁硼化合物的晶胞
C．每个B原子周围最近且等距的B原子数为2
D．B原子的价层电子轨道表示式为
3．钠的一种氧化物的晶胞如图(“●”或“○”均表示一个简单离子)。正确的是
A．该氧化物的化学式为Na2O2
B．晶胞中连接“○”与“●”的线段表示共价键
C．该晶体中“○”与“●”的核外电子排布相同
D．晶胞中与“○”最近且等距的“●”的数目为4
4．自然界中绝大多数物质是固体，随着化学的发展，人工合成的固体越来越多，广泛应用于能源、环境、材料、生命科学等领域。下列说法错误的是
A．物质的聚集状态除了我们熟知的气、液、固三态外还有液晶态、塑晶态等多种聚集状态
B．晶体与非晶体的本质区别：是否有规则的几何外形
C．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行X射线衍射实验
D．配合物和超分子有着广泛的应用，其中超分子的特性是“分子识别”和“自组装”
5．电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图像和文字。下列有关其显示原理的叙述中，正确的是
A．施加电场时，液晶分子垂直于电场方向排列
B．施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列
C．移去电场后，液晶分子排列成扭曲的螺旋状
D．移去电场后，液晶分子相互平行排列
6．下列有关物质结构与性质的说法正确的是
A．基态碳原子价电子排布图：
B．的空间结构：平面三角形
C．C60高温高压下可转变为结构类似金刚石的碳玻璃，该碳玻璃中碳原子为sp2杂化
D．硫单质和氢气低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图，该晶体属分子晶体
7．下列有关说法中不正确的是
A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．晶体的晶胞如图2所示，每个晶胞平均占有4个
C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外电子在原子核附近做圆周运动
D．金属中原子堆积模型如图4所示，该晶胞中原子数目为4
8．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是
A．3：9：4B．1：4：2C．2：9：4D．3：8：5
9．根据图中相关信息，判断下列说法不正确的是
A．在NaCl晶体中，距离Na＋最近的Cl-形成正八面体
B．该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
C．1个Zn的晶胞中含有2个Zn原子
D．KO2晶体中每个K＋周围有6个紧邻的K＋，每个周围有6个紧邻的
10．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法中正确的是
A．超氧化钾的化学式为
B．每个晶胞中含有8个和4个
C．晶体中与每个距离最近的有8个
D．晶体中0价氧原子和价氧原子个数比为2：1
11．我国用、等原料制备晶体，在世界上首次实现在177.3m深紫外激光倍频输出，其晶胞如图所示。下列说法错误的是
A．构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为
B．中的阴离子的中心原子杂化方式为
C．根据元素周期表中元素所处的位置可推测与性质相似
D．1ml该晶胞含3ml
12．通过反应4BI(g)+As4(g)4BAs(s，晶体)+6I2(g)可制备具有超高热导率半导体材料——BAs晶体。下列说法错误的是
A．图(a)表示As4结构，As4分子中成键电子对数与孤对电子数之比为3：1
B．图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单元，该基本单元为正二十面体
C．图(b)所示单质硼晶体的熔点为2180℃，它属于共价晶体
D．图(c)表示BAs的晶胞结构，距离As原子最近且相等的B原子有4个
13．有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，下列说法错误的是
A．该物质的化学式为TiNB．Ti与Ti的最近距离是
C．Ti的配位数为6D．与N距离相等且最近的N有12个
二、多选题
14．元素X的某价态离子中所有电子正好充满K、L、M三个能层，它与形成的晶体晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．X元素的原子序数是19
B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为3：2
C．中
D．晶体中每个周围有2个等距离且最近的
15．高压不仅会引发物质的相变，还会导致新类型化学键的形成。如图所示，M、N、P为Na与FeCl2在50~300GPa的高压下反应生成的不同晶体晶胞，下列说法错误的是
A．三种晶胞的化学式均为NaCl
B．晶胞M中与Na原子距离最近且等距的Cl原子有12个
C．晶胞M、N、P中所含Cl原子的个数之比为3∶1∶1
D．2号的原子坐标为(，，)
三、结构与性质
16．金属和非金属分界线附近的元素(如、、)，可用于制造半导体材料，是科学研究的热点。试回答下列问题：
(1)锗()是一种重要的半导体材料，写出基态原子的价层电子排布式，说明价电子在其最高能级上的分布遵循的原则。________
(2)是一种非晶态半导体，也称玻璃半导体。区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是________？
(3)等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，如图所示。每个原子周围有________个距离最近的原子？每个晶胞中有________个原子？
17．2018年3月5日，《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现，第一作者均为中国科大2010级少年班的曹原。曹原团队在双层石墨烯中发现新的电子态，可以简单实现绝缘体到超导体的转变。石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲)，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(如图乙)。
(1)图乙中1号C与相邻C是否形成键？___________(填“是”或“否")。
(2)图甲中1号C的杂化方式为___________。该C与相邻C形成的键之间的夹角___________(填“＞”“＜”或“=”)120°。
(3)我国制墨工艺将50nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者沸点更高，其原因是___________。
(4)石墨烯可转化为富勒烯()，某金属M与可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为___________，该材料的化学式为___________。
18．铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题：
(1)基态铁原子核外最后一个电子填充在___________(填能级符号)上，含有___________个未成对电子。
(2)铁氰化钾是检验的重要试剂。
①铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
②铁氰化钾中，不存在___________(填字母)。
A．离子键 B．键 C．键 D．氢键 E．金属键
(3)合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成的合金的晶胞结构图。在这种结构中，同一层的Ca与Cu距离为294pm。
①合金中___________。
②同一层中，Ca原子之间的最短距离是___________pm；设为阿伏加德罗常数的值，若要求算晶体的密度，还需要知道的物理量是___________(钙、铜元素的相对原子质量为已知量)。
19．东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：
(1)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为___________；1ml乙醛分子中含有的π键的数目：___________。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：___________。氧化亚铜(Cu2O)为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于所有的面心和顶点，则该晶胞中有___________个铜原子。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是___________。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为___________，提供孤电子对的成键原子是___________。
(3)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为___________。
②若合金的边长为acm，则该晶胞密度为___________g·cm-3。
参考答案：
1．B
【详解】由图示可知该晶体晶胞的上下两面为正三角形，因此处于顶点的粒子为12个晶胞共用，故晶胞中A粒子的数目为6×=；处于水平棱上的粒子为4个晶胞共用，处于垂直棱上的粒子为6个晶胞共用，故晶胞中B粒子的数目为6×+3×=2；C粒子完全属于晶胞。由此可见，A、B、C三种粒子的数目之比为∶2∶1=1∶4∶2，故选B。
2．A
【详解】A．根据均摊法，该晶体结构单元中含有个Mg原子，含有6个B原子，故化学式为MgBr2，A正确；
B．晶胞是晶体结构的基本单元，常规的晶胞都是平行六面体，镁硼化合物的晶胞如图，B错误；
C．B原子占据独立一层且具有类似石墨的结构，所以B原子周围最近且等距的B原子数为3，C错误；
D．B原子的价层电子轨道表示式为，虽然2p能级只填充了一个电子，有两个空轨道，但书写时空轨道不可省略，D错误；
故选：A。
3．C
【分析】由晶胞图知，黑色原子有8个在体内；白色原子有8个在体内，6个在面心，根据均摊法计算，可知白色原子和黑色原子个数比为1：2，故该氧化物为氧化钠，且白色表示氧离子，黑色为钠离子，据此回答。
【详解】A．由分析知该氧化物为氧化钠，A错误；
B．氧化钠为离子化合物且只含有离子键，即线段表示离子键，B错误；
C．钠离子和氧离子核外电子数均为10，最外层电子均为8，核外电子排布相同，C正确；
D．由晶报图知，晶报中与氧离子最近且等距离的钠离子数目为8，D错误；
故选C。
4．B
【详解】A．物质的聚集状态有晶态、非晶态还有塑晶态和液晶态，A正确；
B．晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，不是在于是否具有规则的几何外形，B错误；
C．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，所以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，C正确；
D．超分子是由两种或两种以上的分子通过相互作用形成的分子聚集体，具有分子识别与自组装的特征，D正确；
故选B。
5．B
【详解】A．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，A错误；
B．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，B正确；
C．在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态， C错误；
D．在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，所以液晶材料具有很重要的应用，D错误；
故选B。
6．B
【详解】A．基态C原子的价电子排布为2s22p2，2p轨道只有两个电子，A错误；
B．CO中心C原子的价层电子对数为=3，不含孤电子对，空间构型为平面三角形，B正确；
C．金刚石中的C原子均为饱和碳原子，采取sp3杂化，C错误；
D．该晶体是一种新型超导材料，说明是由阴阳离子构成的，属于离子晶体，D错误；
综上所述答案为B。
7．C
【详解】A．由图可以看出，1个铜离子与4个水分子结合成[Cu（H2O）4]2+，Cu2+与H2O分子之间通过配位键相结合，则1个水合铜离子中有4个配位键，故A正确；
B．CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2+的数目为，故B正确；
C．H原子核外只有1个电子，所以电子云图中，黑点不表示电子，只表示电子出现的机会多少，H原子核外电子大多在原子核附近运动，故C错误；
D．依据金属Cu原子形成的堆积模型，每个晶胞中含有铜原子数目为，故D正确；
故选C。
8．B
【详解】A为顶点、B为面上棱和侧边上棱、C为晶胞内；根据均摊法，一个晶胞中粒子A的个数为6=0.5，粒子B的个数为=2，粒子C的个数为1，所以A、B、C三种粒子数之比为0.5:2:1=1:4:2；
故选B。
9．C
【详解】A．在氯化钠晶体中，Na+和Cl-的配位数都是6，则距离Na+最近的六个Cl-形成正八面体，选项A正确；
B．分子晶体的构成微粒是分子，每个分子为一个整体，所以该分子的化学式为E4F4或F4E4，选项B正确；
C．根据晶胞的结构可知，1个Zn的晶胞中含有9个Zn原子，而均摊占有8+1=2个Zn原子，选项C不正确；
D．KO2晶体中每个K+周围有6个紧邻的O2-，每个O2-周围有6个紧邻的K+，选项D正确。
答案选C。
10．A
【详解】A．由题中的晶胞结构知，有8个位于晶胞顶角，6个位于晶胞面心，则晶胞实际含有的个数为，有12个位于棱上，1个处于体心，则晶胞中实际含有的个数为；超氧化钾的化学式为，A正确；
B．和都为4个，B错误；
C．晶体中与每个距离最近的有12个，C错误；
D．设晶体中0价氧原子和价氧原子的个数分别为x、y，则有，，得，D错误；
故选A。
11．B
【详解】A．元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序为，故A正确；
B．中的阴离子为，中心原子为B，根据价层电子对互斥模型，中心原子价层电子对数，杂化方式为，故B错误；
C．根据对角线规则，处于元素周期表中对角线位置的某些主族元素，性质具有相似性，故C正确；
D．该晶晶胞中实际拥有的K的数目，因此1ml该晶胞中的物质的量为3ml，故D正确；
故答案为B。
12．A
【详解】A．图(a)表示结构，每个原子最外层有5个电子，形成3个键，还有1对孤对电子，分子中成键电子对数(共6对)与孤对电子数(共4对)之比为3∶2，A错误；
B．图(b)表示单质硼晶体的基本结构单元，每个面都是由3个B原子形成的正三角形，一共有20个正三角形，所以该基本单元为正二十面体，B正确；
C．单质硼晶体的熔点为，熔点较高，且原子间通过共价键结合，属于共价晶体，C正确；
D．晶胞中，较大的原子为原子，距离原子最近且相等的B原子有4个，D正确；
答案选A。
13．B
【详解】A．该晶胞中，Ti（黑球）的个数为1+12=4，N（白球）的个数为8+6=4，则Ti和N的个数比为1:1，该物质的化学式为TiN，A正确；
B．该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则Ti与Ti的最近距离是a pm，B错误；
C．如图所示，与Ti距离相等且最近的N有6个，则Ti的配位数为6，C正确；
D．与N距离相等且最近的N有12个，D正确；
故选B。
14．AB
【详解】A．从“元素X的某价态离子中所有电子正好充满K、L、M三个能层”可知，中共有28个电子，A项错误；
B．图中位于每条棱的中点，一个晶胞拥有X的个数为，位于顶点，一个晶胞拥有的个数为，阳离子与阴离子个数比为3：1，B项错误；
C．该物质的化学式为，故X显价，C项正确；
D．的配位数为2，D项正确；
故选：AB。
15．AC
【分析】根据晶胞中实际含有的原子计算方法：均摊法进行计算后判断化学式及计算实际含有的原子个数；利用面心晶胞中的配位数判断距离最近的原子个数；根据坐标的表示，利用投影法判断原子在三维坐标中的坐标；
【详解】A．M中黑点是钠原子，白点是氯原子，利用均摊法进行计算钠原子实际含有数：；氯原子实际含有数：；故化学式为NaCl3，故A不正确；
B．晶胞M中Na原子在立方体的顶点，氯原子在面心，每个面心中都有1个氯与钠距离最近，故与钠距离最近的且等距的Cl原子有12个，故B正确；
C．晶胞M中实际含有的氯原子数为：，晶胞N中实际含有的氯原子数为：；晶胞P中实际含有的Cl原子数为：，故三个晶胞实际含有氯原子数之比为：6:2:1，故C不正确；
D．P中2号原子的根据三维坐标的表示判断，其坐标为(，，)；故D正确；
故选答案AC；
【点睛】此题考查晶胞中原子数的计算，注意晶胞类型，根据夹角判断均摊的公式。
16．(1)4s24p2，洪特规则
(2)X射线衍射法
(3) 4 4
【分析】能量最低原理：原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子；
【详解】（1）为32号元素位于第四周期第ⅣA族，基态原子的价层电子排布式为4s24p2，其价电子在其最高能级为4p能级，电子分布遵循的原则为洪特规则；
（2）晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法；
（3）由图可知，以底面面心As原子为例，上层晶胞中存在2个Ga、在下层晶胞中也存在2个Ga，故每个原子周围有4个距离最近的原子；Ga位于晶胞内部，每个晶胞中有4个原子.
17．(1)否
(2) =
(3)氧化石墨烯可与水形成分子间氢键
(4) 12
【解析】（1）
图乙中，1号碳原子形成4个共价单键，所以其价层电子对数是4，与相邻C没有形成键。
（2）
石墨烯中每个C原子形成3个共价单键，共价单键为键；图甲中1号C的杂化方式为。该C与相邻C形成的键之间的夹角为120°。
（3）
氧化石墨烯可与水分子形成氢键，而石墨烯不能。
（4）
M原子位于晶胞的棱心与内部，其个数为，分子位于顶点和面心，分子的个数为，M原子和分子的个数比为3：1，则该材料的化学式为。
18．(1) 3d 4
(2) DE
(3) 5 上、下两层Ca与Ca之间的最短距离或上、下两层Ca与Cu之间的最短距离
【详解】（1）基态铁原子核外电子排布式为，3d能级的能量高于4s能级，则电子先填充4s能级，后填充3d能级，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上有4个未成对电子；
（2）①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe、K、C、N，同周期的C和N，第一电离能，同周期的K、Fe，第一电离能，所以所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为；
②铁氰化钾属于配合物，由、和构成，是离子化合物，存在离子键，含有，中存在键，1个键由I个键和2个键组成，配合物中不存在氢键和金属键；
（3）①该晶胞中Ca原子个数=、Cu原子个数，则该晶胞中Ca原子与Cu原子个数比为，。
②同一层中，六边形中心的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长(同一层相邻Ca与Cu距离)；计算晶胞的密度要先计算晶胞的体积，已知晶胞层内六边形边长(Ca原子之间距离)，还需要知道晶胞层与层之间的距离，即上、下两层Ca与Ca之间的最短距离或上、下两层Ca与Cu之间的最短距离。
19． sp2、sp3 NA或6.02×1023 乙醛分子之间不能形成氢键，乙酸分子间形成氢键，所以乙酸的沸点明显高于乙醛 16 正四面体 配位键 N 3∶1
【详解】(1)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身被还原成氧化亚铜，反应的方程式为CH3CHO+2Cu(OH)2=CH3COOH+Cu2O↓+2H2O，在乙醛中甲基碳原子的杂化轨道类型为sp3杂化；而醛基上碳原子杂化轨道类型为sp2杂化；
每个乙醛分子中存在一个碳氧双键，则存在一个π键，故1ml乙醛分子中含有的π键的数目为NA或6.02×1023；
乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：乙酸的相对分子质量比乙醛大，而且在分子间存在氢键，增加了分子之间的相互作用，所以沸点比乙醛高；
在Cu2O的一个晶胞中含有的O原子的个数是：4+8+6=8，由于Cu2O中铜原子与氧原子个数比为2：1，故在一个晶胞中含有的Cu原子的个数为16个；
(2)①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子价层电子对个数=4+=4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断硫酸根离子的立体构型为正四面体，故答案为：正四面体；
②含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键，在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+提供空轨道、NH3提供孤电子对，所以在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是N；
(3)①根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×=3，镍原子的个数为8×=1，则铜和镍原子的数量比为3：1；
②根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的边长为acm，则该晶胞密度为g·cm-3= g·cm-3。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．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∶4B．1∶4∶2C．2∶9∶4D．3∶8∶4
2．镁单质及其化合物用途广泛，某镁硼化合物的晶体结构单元如图所示。B原子占据独立一层且具有类似石墨的结构。正六棱柱底边边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A．该镁硼化合物的化学式为
B．如图所示晶体结构单元是该镁硼化合物的晶胞
C．每个B原子周围最近且等距的B原子数为2
D．B原子的价层电子轨道表示式为
3．钠的一种氧化物的晶胞如图(“●”或“○”均表示一个简单离子)。正确的是
A．该氧化物的化学式为Na2O2
B．晶胞中连接“○”与“●”的线段表示共价键
C．该晶体中“○”与“●”的核外电子排布相同
D．晶胞中与“○”最近且等距的“●”的数目为4
4．自然界中绝大多数物质是固体，随着化学的发展，人工合成的固体越来越多，广泛应用于能源、环境、材料、生命科学等领域。下列说法错误的是
A．物质的聚集状态除了我们熟知的气、液、固三态外还有液晶态、塑晶态等多种聚集状态
B．晶体与非晶体的本质区别：是否有规则的几何外形
C．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行X射线衍射实验
D．配合物和超分子有着广泛的应用，其中超分子的特性是“分子识别”和“自组装”
5．电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图像和文字。下列有关其显示原理的叙述中，正确的是
A．施加电场时，液晶分子垂直于电场方向排列
B．施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列
C．移去电场后，液晶分子排列成扭曲的螺旋状
D．移去电场后，液晶分子相互平行排列
6．下列有关物质结构与性质的说法正确的是
A．基态碳原子价电子排布图：
B．的空间结构：平面三角形
C．C60高温高压下可转变为结构类似金刚石的碳玻璃，该碳玻璃中碳原子为sp2杂化
D．硫单质和氢气低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图，该晶体属分子晶体
7．下列有关说法中不正确的是
A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键
B．晶体的晶胞如图2所示，每个晶胞平均占有4个
C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外电子在原子核附近做圆周运动
D．金属中原子堆积模型如图4所示，该晶胞中原子数目为4
8．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是
A．3：9：4B．1：4：2C．2：9：4D．3：8：5
9．根据图中相关信息，判断下列说法不正确的是
A．在NaCl晶体中，距离Na＋最近的Cl-形成正八面体
B．该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
C．1个Zn的晶胞中含有2个Zn原子
D．KO2晶体中每个K＋周围有6个紧邻的K＋，每个周围有6个紧邻的
10．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法中正确的是
A．超氧化钾的化学式为
B．每个晶胞中含有8个和4个
C．晶体中与每个距离最近的有8个
D．晶体中0价氧原子和价氧原子个数比为2：1
11．我国用、等原料制备晶体，在世界上首次实现在177.3m深紫外激光倍频输出，其晶胞如图所示。下列说法错误的是
A．构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为
B．中的阴离子的中心原子杂化方式为
C．根据元素周期表中元素所处的位置可推测与性质相似
D．1ml该晶胞含3ml
12．通过反应4BI(g)+As4(g)4BAs(s，晶体)+6I2(g)可制备具有超高热导率半导体材料——BAs晶体。下列说法错误的是
A．图(a)表示As4结构，As4分子中成键电子对数与孤对电子数之比为3：1
B．图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单元，该基本单元为正二十面体
C．图(b)所示单质硼晶体的熔点为2180℃，它属于共价晶体
D．图(c)表示BAs的晶胞结构，距离As原子最近且相等的B原子有4个
13．有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，下列说法错误的是
A．该物质的化学式为TiNB．Ti与Ti的最近距离是
C．Ti的配位数为6D．与N距离相等且最近的N有12个
二、多选题
14．元素X的某价态离子中所有电子正好充满K、L、M三个能层，它与形成的晶体晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．X元素的原子序数是19
B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为3：2
C．中
D．晶体中每个周围有2个等距离且最近的
15．高压不仅会引发物质的相变，还会导致新类型化学键的形成。如图所示，M、N、P为Na与FeCl2在50~300GPa的高压下反应生成的不同晶体晶胞，下列说法错误的是
A．三种晶胞的化学式均为NaCl
B．晶胞M中与Na原子距离最近且等距的Cl原子有12个
C．晶胞M、N、P中所含Cl原子的个数之比为3∶1∶1
D．2号的原子坐标为(，，)
三、结构与性质
16．金属和非金属分界线附近的元素(如、、)，可用于制造半导体材料，是科学研究的热点。试回答下列问题：
(1)锗()是一种重要的半导体材料，写出基态原子的价层电子排布式，说明价电子在其最高能级上的分布遵循的原则。________
(2)是一种非晶态半导体，也称玻璃半导体。区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是________？
(3)等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，如图所示。每个原子周围有________个距离最近的原子？每个晶胞中有________个原子？
17．2018年3月5日，《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现，第一作者均为中国科大2010级少年班的曹原。曹原团队在双层石墨烯中发现新的电子态，可以简单实现绝缘体到超导体的转变。石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲)，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(如图乙)。
(1)图乙中1号C与相邻C是否形成键？___________(填“是”或“否")。
(2)图甲中1号C的杂化方式为___________。该C与相邻C形成的键之间的夹角___________(填“＞”“＜”或“=”)120°。
(3)我国制墨工艺将50nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者沸点更高，其原因是___________。
(4)石墨烯可转化为富勒烯()，某金属M与可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为___________，该材料的化学式为___________。
18．铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题：
(1)基态铁原子核外最后一个电子填充在___________(填能级符号)上，含有___________个未成对电子。
(2)铁氰化钾是检验的重要试剂。
①铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
②铁氰化钾中，不存在___________(填字母)。
A．离子键 B．键 C．键 D．氢键 E．金属键
(3)合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成的合金的晶胞结构图。在这种结构中，同一层的Ca与Cu距离为294pm。
①合金中___________。
②同一层中，Ca原子之间的最短距离是___________pm；设为阿伏加德罗常数的值，若要求算晶体的密度，还需要知道的物理量是___________(钙、铜元素的相对原子质量为已知量)。
19．东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：
(1)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为___________；1ml乙醛分子中含有的π键的数目：___________。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：___________。氧化亚铜(Cu2O)为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于所有的面心和顶点，则该晶胞中有___________个铜原子。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是___________。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为___________，提供孤电子对的成键原子是___________。
(3)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为___________。
②若合金的边长为acm，则该晶胞密度为___________g·cm-3。
参考答案：
1．B
【详解】由图示可知该晶体晶胞的上下两面为正三角形，因此处于顶点的粒子为12个晶胞共用，故晶胞中A粒子的数目为6×=；处于水平棱上的粒子为4个晶胞共用，处于垂直棱上的粒子为6个晶胞共用，故晶胞中B粒子的数目为6×+3×=2；C粒子完全属于晶胞。由此可见，A、B、C三种粒子的数目之比为∶2∶1=1∶4∶2，故选B。
2．A
【详解】A．根据均摊法，该晶体结构单元中含有个Mg原子，含有6个B原子，故化学式为MgBr2，A正确；
B．晶胞是晶体结构的基本单元，常规的晶胞都是平行六面体，镁硼化合物的晶胞如图，B错误；
C．B原子占据独立一层且具有类似石墨的结构，所以B原子周围最近且等距的B原子数为3，C错误；
D．B原子的价层电子轨道表示式为，虽然2p能级只填充了一个电子，有两个空轨道，但书写时空轨道不可省略，D错误；
故选：A。
3．C
【分析】由晶胞图知，黑色原子有8个在体内；白色原子有8个在体内，6个在面心，根据均摊法计算，可知白色原子和黑色原子个数比为1：2，故该氧化物为氧化钠，且白色表示氧离子，黑色为钠离子，据此回答。
【详解】A．由分析知该氧化物为氧化钠，A错误；
B．氧化钠为离子化合物且只含有离子键，即线段表示离子键，B错误；
C．钠离子和氧离子核外电子数均为10，最外层电子均为8，核外电子排布相同，C正确；
D．由晶报图知，晶报中与氧离子最近且等距离的钠离子数目为8，D错误；
故选C。
4．B
【详解】A．物质的聚集状态有晶态、非晶态还有塑晶态和液晶态，A正确；
B．晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，不是在于是否具有规则的几何外形，B错误；
C．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，所以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，C正确；
D．超分子是由两种或两种以上的分子通过相互作用形成的分子聚集体，具有分子识别与自组装的特征，D正确；
故选B。
5．B
【详解】A．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，A错误；
B．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，B正确；
C．在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态， C错误；
D．在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，所以液晶材料具有很重要的应用，D错误；
故选B。
6．B
【详解】A．基态C原子的价电子排布为2s22p2，2p轨道只有两个电子，A错误；
B．CO中心C原子的价层电子对数为=3，不含孤电子对，空间构型为平面三角形，B正确；
C．金刚石中的C原子均为饱和碳原子，采取sp3杂化，C错误；
D．该晶体是一种新型超导材料，说明是由阴阳离子构成的，属于离子晶体，D错误；
综上所述答案为B。
7．C
【详解】A．由图可以看出，1个铜离子与4个水分子结合成[Cu（H2O）4]2+，Cu2+与H2O分子之间通过配位键相结合，则1个水合铜离子中有4个配位键，故A正确；
B．CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2+的数目为，故B正确；
C．H原子核外只有1个电子，所以电子云图中，黑点不表示电子，只表示电子出现的机会多少，H原子核外电子大多在原子核附近运动，故C错误；
D．依据金属Cu原子形成的堆积模型，每个晶胞中含有铜原子数目为，故D正确；
故选C。
8．B
【详解】A为顶点、B为面上棱和侧边上棱、C为晶胞内；根据均摊法，一个晶胞中粒子A的个数为6=0.5，粒子B的个数为=2，粒子C的个数为1，所以A、B、C三种粒子数之比为0.5:2:1=1:4:2；
故选B。
9．C
【详解】A．在氯化钠晶体中，Na+和Cl-的配位数都是6，则距离Na+最近的六个Cl-形成正八面体，选项A正确；
B．分子晶体的构成微粒是分子，每个分子为一个整体，所以该分子的化学式为E4F4或F4E4，选项B正确；
C．根据晶胞的结构可知，1个Zn的晶胞中含有9个Zn原子，而均摊占有8+1=2个Zn原子，选项C不正确；
D．KO2晶体中每个K+周围有6个紧邻的O2-，每个O2-周围有6个紧邻的K+，选项D正确。
答案选C。
10．A
【详解】A．由题中的晶胞结构知，有8个位于晶胞顶角，6个位于晶胞面心，则晶胞实际含有的个数为，有12个位于棱上，1个处于体心，则晶胞中实际含有的个数为；超氧化钾的化学式为，A正确；
B．和都为4个，B错误；
C．晶体中与每个距离最近的有12个，C错误；
D．设晶体中0价氧原子和价氧原子的个数分别为x、y，则有，，得，D错误；
故选A。
11．B
【详解】A．元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序为，故A正确；
B．中的阴离子为，中心原子为B，根据价层电子对互斥模型，中心原子价层电子对数，杂化方式为，故B错误；
C．根据对角线规则，处于元素周期表中对角线位置的某些主族元素，性质具有相似性，故C正确；
D．该晶晶胞中实际拥有的K的数目，因此1ml该晶胞中的物质的量为3ml，故D正确；
故答案为B。
12．A
【详解】A．图(a)表示结构，每个原子最外层有5个电子，形成3个键，还有1对孤对电子，分子中成键电子对数(共6对)与孤对电子数(共4对)之比为3∶2，A错误；
B．图(b)表示单质硼晶体的基本结构单元，每个面都是由3个B原子形成的正三角形，一共有20个正三角形，所以该基本单元为正二十面体，B正确；
C．单质硼晶体的熔点为，熔点较高，且原子间通过共价键结合，属于共价晶体，C正确；
D．晶胞中，较大的原子为原子，距离原子最近且相等的B原子有4个，D正确；
答案选A。
13．B
【详解】A．该晶胞中，Ti（黑球）的个数为1+12=4，N（白球）的个数为8+6=4，则Ti和N的个数比为1:1，该物质的化学式为TiN，A正确；
B．该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则Ti与Ti的最近距离是a pm，B错误；
C．如图所示，与Ti距离相等且最近的N有6个，则Ti的配位数为6，C正确；
D．与N距离相等且最近的N有12个，D正确；
故选B。
14．AB
【详解】A．从“元素X的某价态离子中所有电子正好充满K、L、M三个能层”可知，中共有28个电子，A项错误；
B．图中位于每条棱的中点，一个晶胞拥有X的个数为，位于顶点，一个晶胞拥有的个数为，阳离子与阴离子个数比为3：1，B项错误；
C．该物质的化学式为，故X显价，C项正确；
D．的配位数为2，D项正确；
故选：AB。
15．AC
【分析】根据晶胞中实际含有的原子计算方法：均摊法进行计算后判断化学式及计算实际含有的原子个数；利用面心晶胞中的配位数判断距离最近的原子个数；根据坐标的表示，利用投影法判断原子在三维坐标中的坐标；
【详解】A．M中黑点是钠原子，白点是氯原子，利用均摊法进行计算钠原子实际含有数：；氯原子实际含有数：；故化学式为NaCl3，故A不正确；
B．晶胞M中Na原子在立方体的顶点，氯原子在面心，每个面心中都有1个氯与钠距离最近，故与钠距离最近的且等距的Cl原子有12个，故B正确；
C．晶胞M中实际含有的氯原子数为：，晶胞N中实际含有的氯原子数为：；晶胞P中实际含有的Cl原子数为：，故三个晶胞实际含有氯原子数之比为：6:2:1，故C不正确；
D．P中2号原子的根据三维坐标的表示判断，其坐标为(，，)；故D正确；
故选答案AC；
【点睛】此题考查晶胞中原子数的计算，注意晶胞类型，根据夹角判断均摊的公式。
16．(1)4s24p2，洪特规则
(2)X射线衍射法
(3) 4 4
【分析】能量最低原理：原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子；
【详解】（1）为32号元素位于第四周期第ⅣA族，基态原子的价层电子排布式为4s24p2，其价电子在其最高能级为4p能级，电子分布遵循的原则为洪特规则；
（2）晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法；
（3）由图可知，以底面面心As原子为例，上层晶胞中存在2个Ga、在下层晶胞中也存在2个Ga，故每个原子周围有4个距离最近的原子；Ga位于晶胞内部，每个晶胞中有4个原子.
17．(1)否
(2) =
(3)氧化石墨烯可与水形成分子间氢键
(4) 12
【解析】（1）
图乙中，1号碳原子形成4个共价单键，所以其价层电子对数是4，与相邻C没有形成键。
（2）
石墨烯中每个C原子形成3个共价单键，共价单键为键；图甲中1号C的杂化方式为。该C与相邻C形成的键之间的夹角为120°。
（3）
氧化石墨烯可与水分子形成氢键，而石墨烯不能。
（4）
M原子位于晶胞的棱心与内部，其个数为，分子位于顶点和面心，分子的个数为，M原子和分子的个数比为3：1，则该材料的化学式为。
18．(1) 3d 4
(2) DE
(3) 5 上、下两层Ca与Ca之间的最短距离或上、下两层Ca与Cu之间的最短距离
【详解】（1）基态铁原子核外电子排布式为，3d能级的能量高于4s能级，则电子先填充4s能级，后填充3d能级，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上有4个未成对电子；
（2）①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe、K、C、N，同周期的C和N，第一电离能，同周期的K、Fe，第一电离能，所以所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为；
②铁氰化钾属于配合物，由、和构成，是离子化合物，存在离子键，含有，中存在键，1个键由I个键和2个键组成，配合物中不存在氢键和金属键；
（3）①该晶胞中Ca原子个数=、Cu原子个数，则该晶胞中Ca原子与Cu原子个数比为，。
②同一层中，六边形中心的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长(同一层相邻Ca与Cu距离)；计算晶胞的密度要先计算晶胞的体积，已知晶胞层内六边形边长(Ca原子之间距离)，还需要知道晶胞层与层之间的距离，即上、下两层Ca与Ca之间的最短距离或上、下两层Ca与Cu之间的最短距离。
19． sp2、sp3 NA或6.02×1023 乙醛分子之间不能形成氢键，乙酸分子间形成氢键，所以乙酸的沸点明显高于乙醛 16 正四面体 配位键 N 3∶1
【详解】(1)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身被还原成氧化亚铜，反应的方程式为CH3CHO+2Cu(OH)2=CH3COOH+Cu2O↓+2H2O，在乙醛中甲基碳原子的杂化轨道类型为sp3杂化；而醛基上碳原子杂化轨道类型为sp2杂化；
每个乙醛分子中存在一个碳氧双键，则存在一个π键，故1ml乙醛分子中含有的π键的数目为NA或6.02×1023；
乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：乙酸的相对分子质量比乙醛大，而且在分子间存在氢键，增加了分子之间的相互作用，所以沸点比乙醛高；
在Cu2O的一个晶胞中含有的O原子的个数是：4+8+6=8，由于Cu2O中铜原子与氧原子个数比为2：1，故在一个晶胞中含有的Cu原子的个数为16个；
(2)①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子价层电子对个数=4+=4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断硫酸根离子的立体构型为正四面体，故答案为：正四面体；
②含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键，在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+提供空轨道、NH3提供孤电子对，所以在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是N；
(3)①根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×=3，镍原子的个数为8×=1，则铜和镍原子的数量比为3：1；
②根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的边长为acm，则该晶胞密度为g·cm-3= g·cm-3。
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