第三章晶体结构与性质单元检测

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第三章晶体结构与性质单元检测2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法不正确的是A．在石墨烯晶体中，每个正六元环拥有的共价键和碳原子数之比为3：2B．石墨烯中含碳碳双键C．金刚石晶体中，碳原子采用杂化D．金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子2．有关晶体的结构如下图所示，下列说法不正确的是A．在晶体中，与等距离且最近的形成正八面体B．在晶体中，每个晶胞平均占有4个C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数之比为1∶2D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE3．下列有关晶体的叙述中，错误的是A．干冰晶体中，每个CO2周围紧邻12个CO2B．氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl-C．氯化钠晶体中，每个Na+周围紧邻且距离相等的Na+共有6个D．金刚石为三维骨架结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子4．Co3+离子的一种八面体配合物CoClm·nNH3，若1mol该配合物与AgNO3溶液作用生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是A．m=3，n=4 B．m=5，n=1 C．m=1，n=5 D．m=4，n=55．科学家利用四种原子序数依次递增的短周期主族元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子，具有高效的催化性能，其分子结构示意图如图。W、X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大。(注：实线代表共价键，其他重复单元的W、X未标注)下列说法不正确的是A．Y单质的氧化性在同主族中最强B．离子半径：Z>YC．Z与Y可组成多种离子化合物D．最简氢化物的热稳定性：Y>X6．原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，如图为单晶晶胞，其中原子坐标参数A为，B为(，0，)，C为(，，0)。则D原子的坐标参数为A．(，，) B．(0，，0) C．(，，) D．(，0，0)7．以表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．冰(图甲)中含共价键数目为B．金刚石(图乙)中含有键数目为C．干冰(图丙)中含有个晶胞结构单元D．石墨(图丁)中含键数目为8．干冰和二氧化硅晶体同属第ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是A．干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体B．C=O键键能比Si—O键键能小C．二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量D．干冰易升华，二氧化硅不能9．砷化镓是一种重要的半导体材料，熔点1238。它在600以下，能在空气中稳定存在，并且不被非氧化性的酸侵蚀。砷化镓晶胞结构如图。下列说法正确的是A．砷化镓是一种分子晶体B．砷化镓中不存在配位键C．晶胞中Ga原子与As原子的数量比为4：1D．晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的空间构型为正四面体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，部分为-2。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞。下列说法正确的是A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞中含有4个K+和8个B．晶体中每个K+周围有8个，每个周围有8个K+C．晶体中与每个K+距离最近且相等的K+有8个D．晶体中0价氧与-2价氧的个数之比为3：111．在一定条件下可转化为硬度大、熔点高的氮化铝晶体，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是A．氮化铝属于离子晶体B．氮化铝可用于制造切割金属的刀具C．1个氮化铝晶胞中含有9个Al原子D．氮化铝晶胞中Al原子和N原子数目之比为2：312．铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法错误的是A．铁镁合金的化学式可表示为B．晶胞中有14个铁原子C．晶体中存在的化学键类型为金属键D．该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值)13．为了确定、、是否为离子晶体，某化学小组进行下列实验，其中合理、可靠的是A．观察常温下的状态，是淡黄色液体，为无色液体。结论：和都是离子晶体B．测定、、的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：、、都不是离子晶体C．将、、溶于水中，分别滴入酸化的溶液，均产生白色沉淀。结论：、、都是离子晶体D．测定、、的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：、、都是离子晶体14．下列有关共价化合物的说法：①具有较低的熔、沸点；②不是电解质；③固态时是分子晶体④都由分子构成；⑤固态时不导电，其中一定正确的是A．①③④ B．②⑤ C．①②③④⑤ D．⑤二、多选题15．有一种蓝色晶体[可表示为]，经X射线衍射实验研究发现，其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。它的结构特征是和互相占据立方体互不相邻的顶点，而位于立方体的棱上，则下列说法正确的是A．，B．该晶体属于离子晶体，M呈+1价C．M的离子不可能在立方体的体心位置D．该晶胞中与每个距离最近且相等的有3个三、计算题16．(1)Ni与Al形成的一种合金可用于铸造飞机发动机叶片，其晶胞结构如图所示，该合金的化学式为________．(2)的熔点为1238℃，密度为，其晶胞结构如图所示．该晶体的类型为_________，Ga与As以__________键结合．设Ga和As的摩尔质量分别为和，原子半径分别为和，阿伏加德罗常数的值为，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_____________(列出含、M2、r1、r2、和的计算式)．(3)自然界中有丰富的钛矿资源，如图表示的是钡钛矿晶体的晶胞结构，经X射线衍射分析，该晶胞为正方体，晶胞参数为apm．写出钡钛矿晶体的化学式：_____，其密度是_____(设阿伏加德罗常数的值为)．(4)①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．如图是磷化硼晶体的晶胞，B原子的杂化轨道类型是______．立方相氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体的高，其原因是_____．②已知磷化硼的晶胞参数，请列式计算该晶体的密度______(用含的代数式表示即可，不需要计算出结果)．晶胞中硼原子和磷原子最近的核间距d为_______pm．17．(1)甲醛与新制悬浊液加热可得砖红色沉淀，已知晶胞的结构如图所示：①在该晶胞中，的配位数是___________。②若该晶胞的边长为apm，则的密度为___________(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为)。(2)砷化镓为第三代半导体材料，晶胞结构如图所示，砷化镓晶体中最近的砷和镓原子核间距为a cm，砷化镓的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为，则砷化镓晶体的密度表达式是___________。(3)晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，基稀磁半导体的晶胞如图所示，其中A处的原子坐标参数为；B处的原子坐标参数为；C处的原子坐标参数为___________。②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知单晶的晶胞参数，表示阿伏加德罗常数的值，则其密度为___________(列出计算式即可)。(4)元素铜的单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。若已知铜元素的原子半径为dcm，相对原子质量为M，代表阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为___________(用含M、d、的代数式表示)。(5)金属镍与镧()形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构如图。①储氢原理：镧镍合金吸附，解离为原子，H原子储存在其中形成化合物。若储氢后，氢原子占据晶胞中上下底面的棱心和面心，则形成的储氢化合物的化学式为___________。②测知镧镍合金晶胞体积为，则镧镍合金的晶体密度为___________(列出计算式即可)。四、结构与性质18．碳和硅均为元素周期表中第ⅣA族的元素，其单质和化合物有着重要应用。(1)石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，最早是由科学家用机械剥离的方法从石墨中分离出来，其部分性能优于传统的硅材料，具有广泛的应用前景。①写出基态碳原子的电子排布式：___________。石墨烯中C的杂化类型为___________。②如图为单层石墨烯的结构示意图。12g的石墨烯中由C原子连接成的六元环的物质的量约为_____mol。③石墨烯加氢制得的石墨烷可用表示。下列有关叙述正确的是___________。a．石墨烷属于烷烃b．石墨烷难溶于水c．石墨烷中所有碳原子共平面d石墨烷可以发生加成反应④石墨烯可由加热SiC晶体脱除Si的方法制得。该过程属于___________。a．物理变化b．分解反应c．氧化还原反应(2) SiC的晶体结构与晶体硅类似。SiC的晶体类型为___________，晶体中Si原子与键的数目之比为___________。19．建造舰船需要大量的新型材料，舰船的甲板也要耐高温且外壳要耐腐蚀，而镍铬铁合金就是具有高强度、耐高温、耐腐蚀等优良性能的特种钢，这类特种钢中含有碳、硅、氧、氮、磷等元素。(1)镍铬钢抗腐蚀性能强，Ni基态原子的价层电子排布为___________，铬元素在周期表中___________区。(2)能形成多种配离子，如、和等，中心原子的配位数是___________。(3)舰船甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷，其结构如图所示，其中Si原子杂化方式为___________杂化。(4)碳和硅可化合成碳化硅，SiC晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的，但是碳化硅的熔点低于金刚石，原因是_____。(5)铁的氧化物之一是，从中取出能体现其晶体结构的一个立方体，该立方体是不是的晶胞？___________(填“是”或“否”)；立方体中铁离子处于氧离子围成的___________(填空间结构)空隙；根据下图计算晶体的密度为______。(图中，计算结果保留两位有效数字)20．许多金属及其化合物在生活、化工、医药、材料等各个领域有着广泛的应用。(1)钛由于其稳定的化学性质良好的耐高温耐低温、抗强酸、抗强碱以及高强度、低密度，被美誉为“未来钢铁”“战略金属”。钛基态原子中电子占据最高能级的符号为___________。与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有___________种。钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是___________。(2)可以与、、有机分子等形成配合物。基态的核外电子排布式为___________。(3)化合物是棕色固体、易潮解、100℃左右时升华，它的品体类型是___________。(4)普鲁士蓝俗称铁蓝，结构如图所示(未画出)，平均每两个立方体中含有一个，该晶体的化学式为___________。又知该晶体中铁元素有+2价和+3价两种，则与的个数比为___________。21．黄铜矿()是炼铜的最主要矿物。火法治炼黄铜矿的过程中，其中一步反应是。试回答下列问题：(1)的最外层电子的轨道表示式为___________，与两种物质中熔点较高的是___________，原因为___________。(2)离子化合物的晶胞结构如图1所示，该物质的电子式为___________，一个晶胞中平均含有___________个π键。(3)奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的一种间隙固溶体，无磁性，其晶胞结构如图2所示，则该物质的化学式为___________，若该晶体密度为，则该晶胞中距离最近的两个碳原子间的距离为___________pm(设阿伏加德罗常数的值为，写出计算式即可)。参考答案：1．B【详解】A．在石墨烯晶体中，最小的环为六元环，每个碳原子连接3个C-C化学键，每个六元环占有的碳原子数为6=2个，个数比为3:2，A正确；B．石墨烯晶体中，单层上的碳原子除形成单键外，还形成大键，不存在碳碳双键，B错误；C．金刚石晶体中，每个碳原子形成4个键，采用杂化，C正确；D．由金刚石晶体结构模型可知，最小的环为6元环，D正确；答案选B。2．D【详解】A．NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-有6个，形成正八面体，A正确；B．根据均摊原则，在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有Ca2+数为，B正确 ；C．在金刚石晶体中，每个碳原子都和4个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键被2个碳原子共用，所以每个碳原子平均连有4×=2个碳碳键，因此碳原子与碳碳键的个数之比为1：2，C正确；D．团簇分子中每一个原子都归该分子所有，由图可知一个团簇分子中含有4个E和4个F，所以该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4，D错误；故选D。3．C【详解】A．干冰晶胞为面心立方晶胞，每个二氧化碳分子周围紧邻12个二氧化碳分子，A正确；B．氯化铯晶胞为体心立方晶胞，每个Cs+周围紧邻且距离相等的Cl-共有8个，B正确；C．氯化钠晶体中，每个Na+周围紧邻且距离相等的Na+共有12个，C错误；D．金刚石为三维骨架结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环由6个碳原子构成，D正确；答案选C。4．A【详解】由1mol配合物生成1molAgCl沉淀，知道1mol配合物电离出1molCl﹣，即配离子显+1价，又因为外界有一个Cl﹣，且Co显+3价，所以[CoClm﹣1•nNH3]+中有两个氯原子，即m=3，又因为是正八面体，所以n=6-2=4，答案选A。5．B【详解】根据图示可知W形成1个共价键,又是短周期中原子序数最小的元素,说明W原子核外只有1个电子，则W是H元素, X形成4个共价键，则X是C元素, W. X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大，则Z是Na元素, Y形成2个共价键，原子序数比C大，比Na小，说明Y原子核外有2个电子层，最外层有6个电子，则Y是O元素，然后根据问题逐-分析解答。A．同一主族的元素,原子序数越大，元素的原子半径越大，原子获得电子的能力就越弱，单质的氧化性就越弱，由于O是同主族中原子序数最小的元素，故O2的氧化性在同主族中最强，A正确； B．Y是O， Z是Na元素，O2和-Na+核外电子排布都是2、8，电子排布相同，离子的核电荷数越大，离子半径就越小，所以离子半径：Z