人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第一节 物质的聚集状态与晶体的常识同步测试题

这是一份人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第一节 物质的聚集状态与晶体的常识同步测试题，共16页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．甲为碳单质的一种晶体，其二维结构图如图，乙为C、K原子构成的一种晶体，其二维结构图如图。下列叙述错误的是
A．甲、乙的二维材料都具有良好的导电性
B．甲、乙中碳原子都是杂化
C．乙的化学式为
D．甲中碳原子数与键数之比为2：3
2．某课题组用过渡金属碳化物()合成钴单质催化剂()；其晶胞转化如图所示。
已知：①代表阿伏加德罗常数的值；
②晶胞参数：，底长为、宽为、高为。
下列叙述正确的是
A．上述晶胞所涉及元素位于元素周期表2个区
B．每个晶胞中的原子个数为5
C．每个晶胞的质量为[]g
D．钴晶体的密度为
3．已知两种短周期元素X、Y的原子价层电子排布式分别为、。这两种元素组成的一种晶胞结构如图所示，晶胞参数nm。下列叙述错误的是
A．该晶体的化学式为B．氧离子的配位数为4
C．该晶体为离子晶体D．该晶体的密度为2.27 g⋅cm
4．表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．干冰(图丙)中含有个晶胞结构单元
B．晶体硅(图乙)中含有键数目为
C．冰(图甲)中含键数目为
D．石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料，石墨烯中含键数目为
5．用某硫铜矿煅烧后的废渣（主要含）为原料制取，操作如下：
步骤一：粉碎废渣，将其投入到适量稀硫酸中，搅拌使其充分反应．
步骤二：向得到的混合物中加入适量溶液，充分反应后调节，使完全沉淀．过滤得到溶液．
步骤三：向溶液中加入适量溶液和溶液，控制使其充分反应，过程中有生成．过滤、洗涤、干燥，得到．
下列说法不正确的是
A．步骤一中粉碎废渣且溶解时搅拌，可加快溶解的速率
B．分子中的共价键既有极性键又有非极性键
C．步骤三中消耗的的物质的量之比为
D．的一种晶胞结构如题8图所示，其中“”表示氧
6．2022年诺贝尔化学奖授予了点击化学领域的三位科学家。一价铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应可谓点击化学中的第一个经典之作，其中代表烃基，含氮五元环为平面结构，催化剂的结构属立方晶系，晶胞如图所示，下列说法正确的是
A．基态的价电子排布图为
B．五元环中和原子轨道的杂化类型相同
C．的第一电离能从大到小的顺序是
D．若晶胞参数为，则距离最近的两个之间的距离为
7．硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其立方晶胞结构如图甲所示，乙图为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影，已知晶胞边长为a pm，设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法不正确的是

A．Zn在周期表中的位置是第四周期ⅡB族
B．图中A点原子的坐标为(0，0，0)，则B点原子的坐标为(0.75，0.25，0.75)
C．将Zn和Se的位置全部互换后所得晶体结构不变
D．该晶体密度为 g·cm-3
8．稀磁半导体LixZnyAsz的立方晶胞结构如下图所示，已知N、Q两点对应的原子坐标分(，，)和(，，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是
A．该晶体的化学式为LiZnAs
B．该晶体中M点的原子坐标为(，，)
C．晶体的密度为g/cm3
D．晶胞x轴方向的投影图
9．钙钛矿电池是第三代非硅薄膜太阳能电池的代表，具有较高的能量转化效率。如图是一种边长为的钙钛矿的正方体晶胞结构，其中原子占据正方体中心，O原子位于每条棱的中点。其中以原子1为原点，原子2的坐标为。下列有关说法错误的是
A．原子3的坐标为B．原子与原子最近距离为
C．距离原子最近的O原子有6个D．该晶胞密度约为
10．一种铜的溴化物晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A．该化合物的化学式为CuBr2
B．铜原子的配位数为12
C．与每个Br紧邻的Br有6个
D．由图中P点和Q点原子的分数坐标，可确定R点原子的分数坐标为(，，)
11．硅与镁能够形成二元半导体材料，其晶胞如图所示，已知晶胞参数为r nm。阿伏加德罗常数值为NA，下列说法正确的是
A．镁原子位于硅原子所构成的正八面体空隙中，空隙填充率为100%
B．晶体中硅原子的配位数为4
C．该晶体中两个硅原子间的最短距离为nm
D．晶体的密度为g/cm3
12．已知氯化铝的熔点为、氟化铝的熔点为，氯化铝二聚体的空间填充模型如图1所示，氟化铝的晶胞结构(晶体密度为，阿伏加德罗常数为)如图2所示。下列说法正确的是
A．图1中物质的分子式为B．氟化铝中的配位数为6
C．晶胞参数D．氯化铝、氟化铝均为离子晶体
13．钛酸钡()是一种新型太阳能电池材料，其制备原理为：。已知钛酸钡的晶胞结构均与接触)和元素周期表中钛的数据如图所示，晶胞参数为为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是
A．Ti元素的质量数为47.87B．晶体中与紧邻的有12个
C．的化学式为D．钛酸钡的密度约为
14．朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现，其立方晶系型晶胞如下图所示，晶胞参数为anm，A原子的分数坐标为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法正确的是
A．S的配位数是6B．晶胞中B原子分数坐标为
C．该晶体的密度是D．相邻两个Hg的最短距离为
15．镍酸镧电催化剂立方晶胞如图所示，晶胞参数为a，具有催化活性的是，图①和图②是晶胞的不同切面。下列说法错误的是
A．催化活性：①>②B．镍酸镧晶体的化学式为
C．周围紧邻的O有4个D．和的最短距离为
二、填空题
16．开发新型材料是现在科学研究的一项重要工作，科学家开发一种形状记忆陶瓷，它的主要原材料是纳米级ZrO2.用锆石ZrSiO4(含少量FeO、Al2O3、SiO2和CuO)制备纳米级ZrO2的流程设计如图：
回答下列问题：
(1)锆石杂质中含锆元素，基态Cu的价电子排布式为 ，锆石杂质中含铁元素，已知Fe2+易被氧化为Fe3+，原因是 。(从原子结构角度解释)
(2)碱熔过程中有多种物质能发生反应，写出其中一个反应方程式 。
(3)“酸浸”过程中FeO发生氧化还原反应的离子方程式为 ，滤渣1经回收加工后有多种用途，写出其中一种 。
(4)久置H2O2浓度需要标定。取xmLH2O2溶液，用aml/LCe(SO4)2溶液滴定H2O2，完全反应转化为Ce2(SO4)3时，消耗bmLCe(SO4)2溶液。则H2O2溶液的浓度为： ml/L。
(5)易溶氰化物有剧毒，需对滤液1中的氰化物进行处理，选用次氯酸钠溶液在碱性条件下将其氧化，其中一种产物为空气的主要成分，写出其离子反应方程式 。
(6)ZrO2的晶胞结构如图所示。
①其中B表示 (填O2-或Zr4+)。
②ZrO2晶胞的棱长分别为anm、anm、cnm，其晶体密度为 g/cm3(列算式用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
17．V2O5-WO3/TiO2催化剂可以催化NH3脱除烟气中的NO，反应为：4NO(g) + 4NH3(g) + O2(g)=4N2(g) + 6H2O(g) =-1632.4kJ·ml-1，工业上以石煤(主要成分为V2O3，含有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料制备V2O5，主要经过“焙烧、水浸、除杂、沉钒、煅烧”等过程。
已知：NaVO3溶于水，NH4VO3难溶于水。
回答下列问题：
(1)向石煤中加纯碱，在通入空气的条件下焙烧，转化为，该反应的化学方程式为 。
(2)“沉钒”时加入NH4Cl析出NH4VO3，沉钒温度需控制在50℃左右，温度不能过高的原因为 ；在水溶液中VO水解为H3VO4沉淀的离子方程式为 。
(3)还原V2O5可制得VO2，下图为VO2的晶胞，该晶胞中钒的配位数为 。
(4)催化剂的应用。将模拟烟气(含NO、NH3、N2、O2)以一定流速通过装有V2O5-WO3/TiO2催化剂的反应管，反应相同时间，测得NO的转化率随温度的变化如图所示，反应温度高于350℃，NO转化率下降的原因可能是 。
(5)为测定回收所得V2O5样品的纯度，进行如下实验：称取2.000g样品，用稀硫酸溶解、定容得100mL (VO2)2SO4溶液，量取20.00mL溶液放入锥形瓶中，加入10.00mL 0.5000ml·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液，再用0.01000ml·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液24.00mL，滴定过程中发生如下反应：
VO+Fe2++2H+ = VO2++Fe3++H2O；MnO+5Fe2++ 8H+ = Mn2++5Fe3++4H2O。
则V2O5样品的纯度为 。(写出计算过程)
三、解答题
18．硼是一种用途广泛的化工原料矿物，在生活中占有重要地位。请回答：
(1)基态B原子的价层电子排布式是 。
(2)三氟化硼是有机合成中的一种催化剂，下列说法错误的是___________。
A．液态BF3可以发生类似于水的电离反应，其产物之一的空间构型为三角锥形
B．BF3与乙醚可通过配位键形成三氟化硼乙醚
C．B4C3与水反应生成炔烃
D．BF3的水解产物之一是三元酸
(3)某种硼的离子化合物BxAy晶胞如图所示：
①晶胞中A离子占据顶点、面心、棱心和体心位置，硼离子占据半数立方体空隙，BxAy的化学式为 ；
②若将下底面左上角的A离子选为晶胞顶点，则位于体心的A离子分数坐标为(，，)，已知该坐标若出现负数是不合理的，写出以X为晶胞顶点时剩余B离子的分数坐标 ；
③已知该晶胞中B-A的距离为apm，则B-B的距离为 pm；
④沿XY轴45度夹角方向打出一道光，在晶胞后垂直于光的方向放置一块屏幕，晶胞在屏幕上形成的部分投影如下，请补全。
19．我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni、Cu等元素。回答下列问题：
(1)下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是 (填标号，下同)，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 。
A． B．
C． D．
(2)已知高温下Cu2O比CuO更稳定，试从核外电子排布的角度解释： 。
(3)类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H−S−C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H−N=C=S)的沸点，其主要原因为 。
(4)写出与互为等电子体的一种非极性分子的化学式 。
(5)一种高迁移率的新型热电材料由Cd、Sn、As三种原子构成。该晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的坐标如表所示。
①该晶胞中粒子个数比Cd：Sn：As= ，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn原子： (用坐标表示)。
②与Sn距离最近的As的数目为 ，设该化合物的最简式量为M，该晶体的密度为 。(列计算式，设NA为阿伏加德罗常数的数值)
原子
坐标
x
y
z
①Cd
0
0
0
②Sn
0
0
1
③As
0.25
0.25
0.25
参考答案：
1．C
【详解】A．甲是石墨烯，存在大π键；乙的二维材料为石墨烯中镶嵌K原子，石墨烯、钾都能导电，所以甲、乙的二维材料都具有良好的导电性，故A正确；
B．甲、乙中碳原子都形成3个σ键，都是杂化，故B正确；
C．根据均摊原则，每个K原子构成的正六边形中含有K原子数为、C原子数为，乙的化学式为，故C错误；
D．甲中碳原子形成3个共价键，每个共价键被2个碳原子共用，碳原子数与键数之比为2：3，故D正确；
选C。
2．D
【详解】A．上述晶胞涉及三种元素，分别位于d区、ds区和p区，故A错误；
B．观察晶胞可知，1个晶胞含4个碳原子，根据组成可知，1个晶胞含12个钴、4个锌和4个碳，故B错误；
C．1个晶胞的质量，故C错误；
D．根据图示，1个钴晶胞含16个钴原子， ，故D正确；
选D。
3．B
【分析】短周期元素X原子价层电子排布式分别为，X为Na元素；短周期元素Y的原子价层电子排布式为，n=2，则Y是O元素。离子半径Na+②，故A正确；
B．镍酸镧电催化剂立方晶胞中含有1个Ni，=3个O，8=1个La，镍酸镧晶体的化学式为，故B正确；
C．由晶胞结构可知，在晶胞体心，O在晶胞的棱心，则La周围紧邻的O有12个，故C错误；
D．由晶胞结构可知，和的最短距离为体对角线得一半，为，故D正确；
故选C。
16．(1) 3dl04s1 Fe2+价电子排布式为3d6，失去一个电子形成更稳定的3d5半满结构
(2)或
(3) 做干燥剂(催化剂载体等)
(4)
(5)
(6) O2-
【分析】锆石粉碎后加NaOH进行碱熔，过程中氧化铝和二氧化硅与NaOH反应生成盐，碱熔后固体加足量盐酸溶解，此时硅酸钠与盐酸反应生成硅酸沉淀即滤渣1，加过氧化氢将亚铁离子氧化为三价铁，再加氨水调节pH值使三价铁转化为氢氧化铁，铝离子转化为氢氧化铝沉淀即滤渣2，滤液中甲KCN使铜离子沉淀，过滤后滤液中加氨水调节使锆沉淀，过滤后灼烧得到氧化锆，据此解答。
【详解】（1）Cu为29号元素，根据洪特规则特例，轨道全充满、半满结构更稳定，其价电子排布式为：3dl04s1；Fe2+价电子排布式为3d6，Fe为26号元素，其价电子排布式为：3d64s2，Fe2+价电子排布式为3d6，失去一个电子形成Fe3+，价电子排布为3d5，根据洪特规则特例，半满结构更稳定，因此Fe2+易被氧化成Fe3+，故答案为：3dl04s1；Fe2+价电子排布式为3d6，失去一个电子形成更稳定的3d5半满结构；
（2）碱熔过程中Al2O3 、SiO2能与NaOH发生反应，故答案为：或；
（3）“酸浸”过程中FeO与H2O2发生氧化还原反应，1mlFeO失1ml电子，1ml H2O2得2ml电子，根据得失电子守恒可得反应方程式：；碱熔过程中二氧化硅与NaOH反应生成盐，碱熔后固体加足量盐酸溶解，此时硅酸钠与盐酸反应生成硅酸沉淀即滤渣1，硅酸经回收加工后有多种用途，可以做干燥剂(催化剂载体等)，故答案为：；做干燥剂(催化剂载体等)；
（4）Ce(SO4)2与H2O2完全反应转化为Ce2(SO4)3，根据电子守恒有如下关系，H2O2~2 Ce(SO4)2，则H2O2溶液的浓度为故答案为：；
（5）易溶氰化物有剧毒，需对滤液1中的氰化物进行处理，选用次氯酸钠溶液在碱性条件下将其氧化，其中一种产物为空气的主要成分N2，故答案为：；
（6）根据ZrO2的晶胞结构，A的个数为8×+6×=4，B的个数为8，B表示O2-，故答案为：O2-；
ZrO2晶胞的质量为，ZrO2晶胞的棱长分别为anm、anm、cnm，ZrO2晶胞的体积为，晶体密度为，故答案为：。
17．(1)
(2) 温度过高，NH4Cl分解，导致溶液中c(NH)减小，不利于NH4VO3析出
(3)6
(4)催化剂活性下降，反应速率减慢；NH3与O2发生反应生成NO
(5)86.45%
【详解】（1）由题意可知，三氧化二钒转化为钒酸钠发生的反应为三氧化二钒高温条件下与碳酸钠和空气中氧气反应生成钒酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为，故答案为：；
（2）氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，温度过高，氯化铵分解会导致溶液中铵根离子浓度减小，不利于钒酸铵析出，所以沉钒温度需控制在50℃左右；由题意可知，钒酸根离子在溶液中发生水解反应生成H3VO4沉淀和氢氧根离子，反应的离子方程式为，故答案为：温度过高，NH4Cl分解，导致溶液中c(NH)减小，不利于NH4VO3析出；；
（3）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体心的黑球个数为8×+1=2，位于面心和体内的白球个数为4×+2=4，由化学式可知，黑球为钒原子、白球为氧原子，位于体心的钒原子周围有6个氧原子，则晶胞中钒的配位数为6，故答案为：6；
（4）反应温度高于350℃，一氧化氮转化率下降可能是温度过高，催化剂活性下降，反应速率减慢导致消耗一氧化氮的物质的量减小，使得一氧化氮的转化率减小，也可能是混合气体中的氨气与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮，导致一氧化氮转化率减小，故答案为：催化剂活性下降，反应速率减慢；NH3与O2发生反应生成NO；
（5）由题意可知，滴定消耗24.00mL 0.01000ml/L高锰酸钾溶液，由方程式可知，与(VO2)2SO4溶液反应的硫酸亚铁铵的物质的量为0.5000ml/L×0.01L—0.01000ml/L×0.024L×5=0.0038ml，则2.000g样品中五氧化二钒的纯度为×100%=86.45%，故答案为：86.45%。
18．(1)2s22p1
(2)ACD
(3) BA2 (，，)，(，，)，(，，)
【详解】（1）B是5号元素，其基态B原子的价层电子排布式是2s22p1；
（2）A．液态BF3可以发生类似于水的电离反应，可以电离出F-和BF，两种微粒的空间构型都不是三角锥形，A错误；
B．BF3可以提供空轨道，乙醚中的氧可以提供孤电子对，两者形成配位键，从而形成三氟化硼乙醚，B正确；
C．B4C3与水反应方程式为：B4C3+12H2O=4H3BO3+3CH4，C错误；
D．BF3的水解方程式为：BF3+3H2O=H3BO3+3HF，两种产物都是一元酸，D错误；
故选ACD；
（3）①由图可知B原子个数：4，A原子个数：8×+6×+12×+1=8，则BxAy的化学式为BA2；
②根据晶胞中各个原子的相对位置关系可知，以X为晶胞顶点时剩余B离子的分数坐标分别为：(，，)，(，，)，(，，)；
③已知该晶胞中B-A的距离为apm，则晶胞参数为，B-B的距离为；
④根据晶胞中两种原子的相对位置的关系可知，晶胞在屏幕上形成的部分投影补全后如下：。
19．(1) A C、D
(2)Cu+价电子排布式为3d10，Cu2+价电子排布式为3d9，3d10处于稳定的全满状态，所以高温下Cu2O比CuO更稳定
(3)异硫氰酸分子式间可形成氢键，而硫氰酸不能形成氢键，所以硫氰酸(H−S−C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H−N=C=S)的沸点
(4)SO3
(5) 1：1：2 (，，0)( ，0，) 4
【详解】（1）B为5号元素，基态B原子电子排布式为1s22s22p1，为B+且2s轨道全满的较稳定结构，故失去一个电子需要吸收能量最多，故选A；、中电子处于激发态，电子跃迁回低能量态会释放能量形成发射光谱，故选CD；
（2）由于Cu＋外围电子排布式为3d10，处于稳定的全满状态，Cu2+价电子排布式为3d9，所以高温下Cu2O比CuO更稳定；
（3）由于异硫氰酸分子式间可形成氢键，而硫氰酸不能形成氢键，所以硫氰酸(H－S－C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H－N=C=S)的沸点；
（4）中氮原子的价层电子对数是=3，不含有孤对电子，空间构型为平面正三角形，原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体，则与互为等电子体的一种非极性分子的化学式为SO3；
（5）①根据坐标系数据可知，晶胞图中黑点为Cd原子，白点为Sn原子，灰色点为As原子，8个Cd在 晶胞的顶点，4个Cd在 晶胞的面心，1个在晶胞的体心，一个晶胞中Cd原子的个数是个；4个Sn在 晶胞的棱上，6个Sn在晶胞的面心，一个晶胞中Sn原子的个数是个，8个As在晶胞的晶胞内，一个晶胞中As原子的个数是8个，该晶胞中粒子个数比Cd：Sn：As=4:4:8=1：1：2；根据题目所给信息，以晶胞底面左上角的Cd原子为坐标原点，x轴、y轴以a pm棱长为单位长度，z轴以2a pm为单位长度，故此才有表格中三个已知的原子坐标，距坐标原点Cd原子最近的两个Sn原子应是左侧面面心Sn原子及底面面心Sn原子，题目中所给坐标应是左侧面面心的Sn原子坐标，按规则底面面心的Sn原子坐标应是(，，0) ( ，0，)；
②以Sn为中心，有4个As与Sn等距形成四面体，则与Sn距离最近的As的数目为4，该晶胞有4个‘CdSnAs2’，设该化合物的最简式量为M，晶胞质量为m=，晶胞体积为V=a2×2a×(10-10)3cm3，则晶胞密度为。