化学鲁科版 (2019)第2节 几种简单的晶体结构模型课后练习题

这是一份化学鲁科版 (2019)第2节 几种简单的晶体结构模型课后练习题，共16页。试卷主要包含了单选题，判断题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．碳有多种同分异构体，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比例为3：2
B．石墨晶体中的碳原子全部是碳碳单键
C．金刚石晶体中，碳原子采用sp3杂化
D．金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子
2．下列物质性质和解释不正确的是
A．HF、HCl、HBr的热稳定性依次减弱是因为非金属性逐渐减弱
B．HCl、HBr 、HI的沸点逐渐增大是因为其相对分子质量逐渐增大
C．NH3在水中的溶解度大于PH3是因为NH3的相对分子质量比PH3小
D．金刚石的熔点高于晶体硅是因为C- C键长比Si- Si键长短
3．氮化钼属于填隙式氮化物，N原子填充在金属钼(M)晶胞的部分八面体空隙中(如图)，晶胞中各棱边夹角均为90°。下列说法错误的是
A．一个钼晶胞中的四面体空隙数为8个
B．氮化钼晶胞中与N原子紧邻的M原子有6个
C．将Li+填入氮化钼晶胞的八面体空隙中，每个晶胞最多还能填入4个Li+
D．氮化钼晶体的密度为g·cm-3
4．加热熔化只需破坏范德华力的物质是
A．干冰B．SiO2C．NaD．MgCl2
5．下列说法正确的是
A．氯气通入水中，有化学键的断裂与形成
B．HF、HCl、HBr、HI 的分子间作用力依次增大
C．CH4和Cl2两种分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D．某晶体固态时不导电，水溶液能导电，说明该晶体是离子晶体
6．下列关于化学键的说法不正确的是
A．乙烯中C=C键的键能小于乙烷中C—C键的键能的2倍
B．SiC比SiO2熔点高的原因是前者的键长比后者的小
C．气体单质中可能有π键，不一定有σ键
D．s-p σ键和p-p σ键电子云都是轴对称
7．NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是
A．常温下，0.1mlCl2与足量NaOH溶液反应，转移的电子数目为0.2NA
B．12 g石墨中含有C个数与C—C键的个数比为1:2
C．在反应KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中，每生成3 ml I2转移的电子数为5NA
D．9.2gNO2、N2O4的混合气体中，含有的N原子总数为2NA
8．已知：X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期元素，其中只有Z为金属元素，Z元素的单质与热水反应后的溶液能使酚酞试液变为浅红色，Y是地壳中含量最高的元素，X、W为同一主族元素，W元素原子的最外层电子数是次外层电子数的一半。下列判断正确的是
A．W的最外层电子数是最内层电子数的1.5倍
B．X、W最简单氢化物的沸点：Xr(W)>r(Y)>r(X)
9．设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．28g晶体硅中含有键的数目为
B．溶于水，所得溶液中含有的数目为
C．1mlNa加入足量浓溶液中，生成气体分子的数目为
D．和的混合气体在密闭容器中充分反应后，容器内原子总数为
10．下面有关晶体的叙述中，不正确的是
A．金刚石空间网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小环上有6个碳原子
B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离相等的Cl-共有6个
C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻6个Cl-
D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子
二、判断题
11．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低。(_____)
12．金属晶体能导电是因为金属晶体在外加电场作用下可失去电子。(______)
13．氯化钠晶体中，每个周围距离相等且最近的共有6个。(______)
14．固态和熔融时易导电，熔点在1000℃左右的晶体可能是金属晶体。(_____)
15．都称为分子式。(_______)
三、解答题
16．钾和碘的相关化合物在材料、生活、医药等领域有着广泛的应用．
Ⅰ．晶体是一种性能良好的光学材料．
(1)①晶胞的一种结构如图所示，距离最近且相等的的数目是 ．
②晶胞中的数目是 ．
Ⅱ．常用作食盐加碘剂，可采用以下方法制备．
(2)方法一：碱性条件下电解溶液可得，阳极的电极反应式为 ．
(3)方法二：溶液为1～2时，用氧化制得晶体．反应原理为：；
①配制溶液时用热水溶解晶体，除可加快溶解速率外，还可能的原因是 ．
②请补充完整制备的实验方案：用热水溶解一定质量的于三颈烧瓶中，加入一定量的，搅拌， ，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，得晶体．（须使用的仪器和药品：冷凝管、盐酸、溶液）
③将转化为时，应选用的试剂为 ．
A． B． C．
17．青蒿素是我国科学家从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物。已知： 青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，可溶于乙醇、乙醚，在水中几乎不溶，熔点为156~157℃，热稳定性差，青蒿素 60℃以上易分解。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的。
(1)从青蒿中提取青蒿素的流程如下：研究团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程，实验结果如下：
①分离残渣与提取液的实验操作是 ；操作Ⅱ的名称是 。
②提取青蒿素使用的溶剂最好选择 。
③研究发现，青蒿素分子中的某个基团受热不稳定，据此分析用乙醇作溶剂，提取效率偏低，不能达到理想效果的原因是 。
④操作Ⅲ的主要过程可能是 (填字母)。
A．加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶 B．加 95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤 C．加入乙醚进行萃取分液
(2)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有 NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解量较小，加热并搅拌，青蒿素的溶解量增大，且溶液红色变浅，说明青蒿素与______ (填字母)具有相似的性质。
A．乙醇B．乙酸C．乙酸乙酯D．葡萄糖
(3)青蒿素的质谱数据中有一个峰值与另一种抗疟药鹰爪素相同，而鹰爪素的该质谱峰对应过氧基团，于是推测青蒿素中也含有过氧基团，请写出过氧基的电子式： 。青蒿素所属晶体类型为 晶体。
(4)研究还发现，将青蒿素通过下面反应转化为双氢青蒿素，治疗疟疾的效果更好。
该反应的反应类型是 反应。
(5)科学家对 H2O2分子结构的认识经历了较为漫长的过程，最初科学家提出了两种观点：甲：、乙： H—O—O—H，甲式中 O→O 表示配位键，在化学反应中 O→O 键遇到还原剂时易断裂。化学家 Baeyer 和 Villiyer 为研究 H2O2的分子结构，设计并完成了下列实验：
a.将 C2H5OH 与浓 H2SO4反应生成(C2H5)2SO4和水；
b.将制得的(C2H5)2SO4与 H2O2反应，只生成 A 和 H2SO4；
c．将生成的 A 与 H2反应(已知该反应中 H2作还原剂)。
①如果 H2O2的结构如甲所示，实验 c 中化学反应方程式为(A 写结构简式) 。
②为了进一步确定 H2O2的结构，还需要在实验 c 后添加一步实验 d，请设计 d 的实验方案： 。
18．实验室利用钴渣[含、等]制备磁性材料。
(1)浸取。将一定量的钴渣粉与、溶液中的一种配成悬浊液，加入到三颈瓶中(装置如图)，70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤，滴液漏斗中的溶液是 ；转化为的离子方程式为 。
(2)沉钴。C(II)盐溶液可以、和等多种形式沉淀。
已知：向溶液中滴加NaOH溶液调节pH，pH=7时开始出现沉淀。向除杂后溶液中加入溶液或溶液作沉淀剂，可得到。
①基态的价电子排布式为 ；
②不能用同浓度的溶液代替溶液的原因是 。
(3)制备。以为原料先制得；然后再制备。
已知：①尿素水溶液呈弱碱性，70℃以上能缓慢水解产生，pH为1～3时水解速率对生成沉淀较为适宜。
②取在空气中加热，反应温度对反应产物的影响如图所示。
请补充完整以溶液、尿素、稀硫酸、蒸馏水为原料，制备的实验方案：取一定体积溶液， ；充分反应， ；反应至固体质量不再变化，即可制得。
(4)利用该工艺制成的改性是一种优良的磁性材料，该晶胞的的结构如图所示，研究发现结构中的只可能出现在图中某一“▲”所示位置上，请确定所在晶胞的位置并说明理由： 。
溶剂
水
乙醇
乙醚
沸点/℃
100
78
34.5
提取效率
几乎为 0
35%
95%
参考答案：
1．B
【详解】A．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=2个，个数比例为3：2，A正确；
B．石墨晶体中层与层之间为分子间作用力，单层上的碳原子除形成单键外，还形成大π键，B错误；
C．金刚石晶体中，每个碳原子形成4个σ键，采用sp3杂化，C正确；
D．金刚石的结构为，由模型可知最小的环为六元环，D正确；
综上所述答案为B。
2．C
【详解】A．元素的非金属性越强，氢化物的热稳定性，氟、氯、溴的非金属性逐渐减弱，所以氟化氢、氯化氢、溴化氢的热稳定性依次减弱，故A正确；
B．结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，氯化氢、溴化氢、碘化氢的相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，沸点逐渐增大，故B正确；
C．氨分子能与水分子形成分子间氢键，磷化氢分子不能与水分子形成分子间氢键，所以氨分子在水中的溶解度大于磷化氢分子，故C错误；
D．原子晶体中共价键越强，熔点越高，金刚石和晶体硅都是原子晶体，由于碳原子的原子半径小于硅原子，所以金刚石中碳碳键的键长小于晶体硅中硅硅键，碳碳键强于硅硅键，熔点高于晶体硅，故D正确；
故选C。
3．C
【详解】A．由晶胞结构可知，钼晶胞为面心立方结构，晶胞中位于顶点和面心的钼原子个数为8×+6×=4，所以晶胞中的四面体空隙数为8个，故A正确；
B．由晶胞结构可知，氮化钼晶胞中位于体心的氮原子与位于面心的钼原子的距离最近，则与N原子紧邻的M原子有6个，故B正确；
C．由晶胞结构可知，氮化钼晶胞中位于顶点和面心的钼原子个数为8×+6×=4，位于体心和棱上的氮原子个数为4×+1=2，晶胞中八面体空隙数为4，其中2个被氮原子填充，所以将锂离子填入氮化钼晶胞的八面体空隙中，每个晶胞最多还能填入2个锂离子，故C错误；
D．由晶胞结构可知，氮化钼晶胞中位于顶点和面心的钼原子个数为8×+6×=4，位于体心和棱上的氮原子个数为4×+1=2，晶体的化学式为M2N，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=10—21a3d，解得d=，故D正确；
故选C。
4．A
【详解】A． 干冰是分子晶体，加热熔化只需破坏范德华力，故A符合题意；
B． SiO2是共价晶体，加热熔化只需破坏共价键，故B不符题意；
C． Na是金属晶体，加热熔化只需破坏金属键，故C不符题意；
D． MgCl2是离子晶体，加热熔化只需破坏离子键，故D不符题意；
故选A。
5．A
【详解】A．氯气通入水中，反应生成HCl、HClO，发生化学变化，有化学键的断裂与形成，故A正确；
B．HCl、HBr、HI结构相似，分子间的作用力随相对分子质量增大，依次增大，而HF分子间有氢键，分子间作用力比HCl、HBr、HI 都大，故B错误；
C．CH4和Cl2两种分子中，C、Cl原子的最外层具有8电子稳定结构，但H原子的最外层只有2电子稳定结构，故C错误；
D．某晶体固态不导电水溶液能导电，可能为分子晶体如硫酸、干冰等，故D错误；
故答案为A。
6．B
【详解】A．碳碳双键中一个是π键，一个是σ键，碳碳单键是σ键，π键的键能一般小于σ键，所以乙烯中C=C键的键能小于乙烷中C-C键的键能的2倍，A正确；
B．SiC、SiO2都属于原子晶体，原子半径C>O，则键长关系为：C-Si> O-Si，B错误；
C．气体单质如N2分子结构式为N≡N，三键含有一个σ键和两个π键，则氮气分子中含有π键，可能不存在σ键，如稀有气体单质中，C正确；
D．s-p σ键和p-p σ键电子云均为头碰头重叠，都是轴对称的，D正确；
故选B。
7．C
【详解】A. 常温下，0.1mlCl2与足量NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，转移的电子数目为0.1NA，A错误；
B. 12 g石墨的物质的量是1ml，其中含有C个数与C－C键的个数比为1:1.5=2:3，B错误；
C. 在反应KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中碘酸钾是氧化剂，碘元素化合价从+5价降低到0价，每生成3 ml I2转移的电子数为5NA，C正确；
D. NO2、N2O4的最简式是“NO2”，9.2gNO2、N2O4的混合气体中含“NO2”的物质的量是0.2ml，含有的N原子总数为0.2NA，D错误；答案选C。
8．B
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期元素，Z为金属元素，Z元素的单质与热水反应后的溶液能使酚酞试液变为浅红色，则推知Z为Mg元素，Y是地壳中含量最高的元素，则Y为O元素，X、W为同一主族元素，W元素原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，则W为Si元素，X为C元素，据此分析解答。
【详解】根据上述分析可知，X、Y、Z、W分别为C、O、Mg和Si元素，则
A．W为Si元素，三个电子层的电子数分别为2、8、4，所以其最外层电子数是最内层电子数的2倍，A错误；
B．X和W的最简单氢化物分别为CH4和SiH4，两者均是由分子构成，相对分子质量：CH4＜SiH4，所以甲烷分子间的范德华力较SiH4弱，沸点较低，B正确；
C．化合物XY形成的是CO，化学键类型为共价键，而ZY为MgO，其化学键类型为离子键，两者化学键类型不同，C错误；
D．同周期元素从左到右原子半径依次减小，同主族元素从上到下原子半径依次增大，则原子半径：r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y)，D错误；
故选B。
9．D
【详解】A．硅单质为共价晶体，1个原子与周围4个原子形成键，由均摊法计算得（即1ml）Si形成个键，A项错误；
B．溶于水时，极少量与水反应生成，故溶液中的数目远小于，B项错误；
C．与足量浓溶液反应生成氢气和氨气，故生成气体分子的数目大于，C项错误；
D．由原子守恒知，和的混合气体在密闭容器充分反应，反应前后原子数目不变，容器内原子总数为，D项正确。
故选D。
10．C
【详解】A．金刚石网状结构中，每个碳原子含有4个共价键，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子，故 A 正确；
B．氯化钠晶胞中，钠离子配位数为6，所以每个钠离子周围距离最近的氯离子个数为6，故 B 正确；
C．氯化铯晶体中，铯离子的配位数是8，所以故每个Cs＋周围紧邻8个Cl-，故C错误；
D．二氧化碳晶体属于面心立方，每个二氧化碳分子周围紧邻二氧化碳分子个数为，故 D 正确；
故选C。
11．错误
【详解】金属晶体的熔点有很高的也有很低的，有些比分子晶体的熔点低，如：Hg；错误。
12．错误
【详解】金属能导电主要是因为自由电子在外加电场作用下可发生定向移动，故错误。
13．错误
【详解】氯化钠晶胞为，在NaCl晶胞中，Na+占据的位置有2种，顶点8个，面心6个；每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有12个；故原题说法错误。
14．正确
【详解】金属晶体在固态和熔融时能导电，其熔点差异很大，故题设条件下的晶体可能是金属晶体，故正确；
15．错误
【详解】Cu为金属晶体，晶体的组成为金属阳离子和自由电子，晶体中无单个分子，没有分子式；NaCl为离子晶体，化学式为晶体中阴阳离子的个数比，晶体中不含单个分子，没有分子式；SiO2为原子晶体，晶体中不存在单个分子，化学式为Si原子与O原子的个数比值为1：2，没有分子式；H2SO4为分子晶体，晶体中含有单个分子，分子式为H2SO4；故答案为：错误。
16．(1) 12 1
(2)I--6e-+ 6OH－=IO+ 3H2O
(3) 温度升高，KClO3的溶解度增大 用盐酸调节溶液pH至1~2，90℃水浴加热，用冷凝管冷凝回流I2，同时用NaOH溶液吸收产生的Cl2 A
【详解】（1）①O位于面心，K位于顶点，1个顶点为12个面共有，即与K紧邻的O个数为12个。
②根据均摊法，晶胞中K为，I为1，O为，则晶胞中的数目是1。
（2）碱性条件下电解溶液可得，阳极碘离子在碱性条件下失去电子生成碘酸根离子，电极反应式为I--6e-+ 6OH-=IO+ 3H2O。
（3）①配制溶液时用热水溶解晶体，除可加快溶解速率外，还可能的原因是温度升高，KClO3的溶解度增大。
②制备的实验方案：用热水溶解一定质量的于三颈烧瓶中，加入一定量的，搅拌，用盐酸调节溶液pH至1~2，90℃水浴加热，用冷凝管冷凝回流I2，同时用NaOH溶液吸收产生的Cl2，烧瓶中生成KH（IO3）2，溶液经蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，得晶体。
③将转化为时，需要消耗掉中的H且不引入新的杂质，应选用的试剂为，故选A。
17．(1) 过滤 蒸馏 乙醚 乙醇沸点相对乙醚来说较高，分离时易造成青蒿素受热被破坏，导致其提取效率偏低 B
(2)C
(3) 分子晶体
(4)还原反应
(5) +H2→C2H5OC2H5+H2O 用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)
【分析】本题是一道从青蒿中提取青蒿素的实验题，首先用乙醚从青蒿干燥破碎中萃取出青蒿素，之后过滤得到提取液，再通过蒸馏的方式分离乙醚和粗品，再对粗品提纯即可得到精品，以此解题。
【详解】（1）①分离残渣与提取液的操作是分离难溶性固体与液体混合物，该实验操作方法是名称是过滤；操作Ⅱ为分离互溶的两种液体的操作，应该用蒸馏的方法；
②由已知信息可知：青蒿素不溶于水，在酒精中溶解度不大，而易溶于乙醚，而且水与乙醇互溶，而与乙醚互不相溶，所以提取青蒿素使用的溶剂最好选择乙醚；
③用乙醇作溶剂，提取效率偏低，不能达到理想效果的原因是乙醇沸点相对乙醚来说较高，分离时易造成青蒿素受热被破坏，导致其提取效率偏低；
④操作Ⅲ为提纯青蒿素的过程得到精品青蒿素;
A．青蒿素在水中几乎不溶，不能用水溶解，A错误；
B．青蒿素在乙醇中可溶解，加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤可以提纯青蒿素, B正确；
C．加入乙醚分液后得到的还是混合液，不是精品，C错误；
故选B。
（2）A．乙醇易溶于水，A错误；
B．乙酸易溶于水，B错误；
C．乙酸乙酯在水中的溶解度不大，加入含有NaOH、酚酞的水溶液后水解生成乙酸，且水解的碱性减弱，溶液红色变浅，C正确；
D．葡萄糖易溶于水，D错误；
故选C；
（3）过氧基里两个氧之间有一对共用电子对，另外两个氧还各有一个单电子，故其电子式为： ；青蒿素的熔点为156~157℃，熔点较低，属于分子晶体；
（4）根据青蒿素与双氢青蒿素分子结构的不同，可知是青蒿素分子中的羰基变为羟基，由于得氢被还原，得氧被氧化，所以反应类型为还原反应；
（5）①根据原子守恒可知，A的分子式为C4H10O2，所以如果双氧水的结构如甲所示，O→O键遇到还原剂时易断裂，则c中的反应为+H2→C2H5OC2H5+H2O；②如果双氧水的结构如乙所示，则反应为C2H5O-OC2H5 + H2 → 2CH3CH2OH，两者的区别之一为是否有水生成，所以可利用无水硫酸铜检验，故答案为：+H2→C2H5OC2H5+H2O；用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)。
18．(1) 硫酸溶液
(2) 若用草酸钠溶液替换草酸铵溶液，会有氢氧化亚钴沉淀生成，导致草酸亚钴的产率降低
(3) 加入一定量尿素，水浴加热控制温度在70℃以上，加入硫酸调节溶液pH至1-3，搅拌 冷却过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2-3次，干燥后在空气中加热至300-600℃，反应至固体质量不再变化
(4)在c位，由均摊法计算可得该结构中C3+数目为2，O2-数目为4，根据电荷守恒可得C2+数目为1，所以C2+应该在c位
【分析】实验室利用钴渣制备四氧化三钴的实验过程为向钴渣粉中加入亚硫酸钠、稀硫酸将氢氧化钴转化为硫酸钴，除去溶液中的铁离子后，过滤得到硫酸钴溶液；向溶液中氢氧化钠溶液或草酸铵溶液将钴元素转化为氢氧化亚钴或草酸钴沉淀，过滤得到氢氧化亚钴或草酸钴沉淀，向沉淀中加入硫酸，将钴元素转化为硫酸亚钴，硫酸亚钴溶液与尿素溶液共热反应制得碳酸亚钴，过滤得到碳酸亚钴，碳酸亚钴在空气中加热制得四氧化三钴。
【详解】（1）由钴渣粉与题给溶液配成悬浊液可知，滴液漏斗中的溶液是硫酸溶液；由题意可知，氢氧化钴转化为亚钴离子的反应为酸性条件下，氢氧化钴与亚硫酸根离子共热反应生成亚钴离子、硫酸根离子和水，反应的离子方程式为：
（2）的价电子排布式为；草酸钠是强碱弱酸盐，草酸铵是弱酸弱碱盐，草酸钠溶液的碱性强于草酸铵溶液，若用草酸钠溶液替换草酸铵溶液，会有氢氧化亚钴沉淀生成，导致草酸亚钴的产率降低，所以不能用草酸钠溶液替换草酸铵溶液；
（3）由题给信息可知，制备四氧化三钴的实验方案取一定体积硫酸亚钴溶液，加入一定量尿素，水浴加热控制温度在70℃以上，加入硫酸调节溶液pH至1-3，搅拌，充分反应，冷却过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2-3次，干燥后在空气中加热至300-600℃，反应至固体质量不再变化，即可制得四氧化三钴；
（4）在c位，由均摊法计算可得该结构中C3+数目为2，O2-数目为4，根据电荷守恒可得C2+数目为1，所以C2+应该在c位。