高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质本章综合与测试复习练习题

第三章章末检查

一、选择题                                                                       

1. 下列有关共价晶体的叙述，错误的是

A. 共价晶体中，原子不遵循紧密堆积原则
B. 共价晶体中不存在独立的分子
C. 共价晶体的熔点和硬度较高
D. 共价晶体熔化时不破坏化学键

【答案】D

【解析】略

2. 下列关于金属晶体的叙述正确的是

A. 用铂金做首饰不能用电子气理论解释
B. 金属晶体的熔、沸点均很高
C. 金属晶体的最密堆积方式只有面心立方最密堆积
D. 金属导电和熔融电解质或电解质溶液导电的原理不一样

【答案】D

【解析】

A.用铂金做首饰，主要是因为铂金有金属光泽，金属具有光泽是因为金属中的自由电子能够吸收可见光，能用电子气理论解释，A错误；
B.金属晶体的熔、沸点相差很大，如钠的熔、沸点较低，B错误；
C.金属晶体的最密堆积方式有六方最密堆积和面心立方最密堆积，C错误；
D.金属导电是依靠自由移动的电子，熔融电解质或电解质溶液导电是依靠自由移动的离子，导电的原理不一样，D正确。
故选D。

3. 近年来，科学家合成了一些具有独特化学性质的氢铝化合物。已知，最简单的氢铝化合物的化学式为，它的熔点为，燃烧时放出大量的热量。的结构如图。下列说法肯定错误的是   

A. 在固态时所形成的晶体是分子晶体
B. 氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料
C. 在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水
D. 中含有离子键和极性共价键

【答案】D

【解析】略

4. 配位化合物的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。配合物的中心离子、配体和配位数分别为   

A. 、、4 B. 、、4
C. 、、2 D. 、、2

【答案】A

【解析】

配合物中，为中心离子，电荷数为，为配体，配位数为4，
故选：A。

5. 下列数据是对应物质的熔点：

据此做出的下列判断中错误的是

A. 铝的化合物的晶体中有的是离子晶体
B. 表中只有干冰是分子晶体
C. 同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D. 不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体

【答案】B

【解析】
A.由表中数据可知，为离子晶体，故A正确；
B.干冰、熔沸点较低，都属于分子晶体，故B错误；
C.碳与硅为同主族元素，二氧化碳为分子晶体，二氧化硅为原子晶体，故C正确；
D.钠、铝为不同主族元素，对应氧化物、都是离子晶体，故D正确；

6. 若X、Y两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是

A. X、Y只能是离子
B. 若X提供空轨道，则配位键表示为
C. X、Y分别为、时，作配体
D. 若X提供空轨道，则Y至少要提供一对孤电子对

【答案】D

【解析】略

7. 磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，下图为其晶胞，其中的每个原子均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是   

A. 磷化硼晶体中每个原子均形成4条共价键
B. 磷化硼晶体的化学式为BP，属于离子晶体
C. 磷化硼晶体的熔点很低
D. 磷化硼晶体结构中微粒的空间堆积方式与氯化钠晶体相同

【答案】A

【解析】

A.该晶胞配位数为4，即每个原子均形成4条共价键，故A正确；
B.白球位于体内，共有4个，而黑球位于顶点和面心，个数为，化学式为BP，由磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，属于原子晶体，故B错误；
C.磷化硼晶体是原子晶体，熔点高，故C错误；
D.该晶胞配位数为4，而NaCl晶胞结构中阴阳离子的配位数均为6，所以磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠不相同，故D错误；
故选：A。

8. 下表所列数据是对应物质的熔点，据此判断下列选项正确的是

A. 含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
B. 和晶体熔化时，克服的微粒间作用力类型相同
C. 同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体
D. 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高

【答案】D

【解析】

A.金属晶体中含有金属阳离子和自由电子，所以含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，故A项错误；
B.属于分子晶体，熔点较低，熔化时破坏分子间作用力，属于离子晶体，熔点较高，熔化时破坏离子键，故B项错误；
C.C和Si同主族，但其氧化物的晶体类型不同，晶体和晶体分别属于分子晶体和原子晶体，所以同族元素的氧化物可能形成不同类型的晶体，故C项错误；
D.Na的熔点比低，所以金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，故D项正确。

9. 根据下列晶体的相关性质，判断可能属于金属晶体的是

A. A B. B C. C D. D

【答案】B

【解析】

A.由分子间作用力结合而成，熔点低，为分子晶体，故A错误；
B.固态或熔融态时易导电，熔点在左右，可能为金属晶体，故B正确；
C.由共价键结合成空间网状晶体，熔点高，为原子晶体，故C错误；
D.固体不导电，但溶于水或熔融后能导电，为离子晶体，故D错误；
故选：B。

10. 科学家利用四种原子序数依次增大的短周期元素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注：实线代表共价键，其他重复单元的W、X未标注。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。下列说法中错误的是   

A. Y单质的氧化性在同主族中元素单质最强
B. 简单离子半径：
C. Z与Y可组成不止一种离子化合物
D. 简单氢化物的热稳定性：

【答案】B

【解析】

短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，W、X、Z分别位于不同周期，说明W、X、Z分别位于第一、二、三周期。Z原子半径在第三周期中最大，Z为Na元素；Y原子序数在X、Z之间，Y在第二周期，结合题目中超分子结构示意图，W、X、Y分别能形成1个、4个、2个共价键，则它们分别是H、C、O元素。
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ⅥA族中原子序数最小的元素，故或的氧化性在同主族元素单质中最强，故A正确；
B.Y是O元素，Z是Na元素，、核外电子排布相同，核外电子排布相同时，离子的核电荷数越大，离子半径就越小，所以离子半径：，故B错误；
C.O、Na两种元素可形成、等离子化合物，故C正确；
D.元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。X是C，Y是O，元素的非金属性：，所以简单氢化物的热稳定性：，即简单氢化物的热稳定性：，故D正确。
二、填空题

11. 石墨晶体由层状石墨“分子”按方式堆积而成，如图甲所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。该晶胞中含有的碳原子数为_______。
    
    石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，如图乙所示。设为阿伏加德罗常数的值，石墨烯中含有的六元环个数为_______。下列有关石墨烯的说法正确的是_______填字母。
     

晶体中碳原子间全部是单键

石墨烯中所有碳原子可以处于同一个平面

从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力

石墨烯可转化为，的结构如图丙所示，该分子是由五边形和六边形构成的球体，其中五边形有12个，则六边形有_______个注：简单多面体的顶点数V、面数F及棱数E间的关系为。

金刚石晶胞如图丁所示，则金刚石晶胞中原子的配位数为_______。

【答案】    abc   

【解析】略

12. 金属钪是一种柔软、银白色的过渡金属，其中一种由酸式氟化铵和氧化钪及钙为原料的制备方法可用如下转化表示：

回答下列问题：

位于元素周期表的________区；基态Sc原子的价层电子轨道表示式为________。

酸式氟化铵的组成元素中，电负性由大到小的顺序为________；阳离子的空间构型为________，中心原子的杂化方式与________填“相同”或“不相同”；中，不存在________填标号。

A.离子键    键    键    氢键    配位键

是离子晶体，其晶格能符合下图的循环。

的晶格能为________；

________填“”或“”。

的晶胞如图所示，其中的配位数为________，的密度为，相邻的两个的最近核间距为，则的摩尔质量数值为________列出计算式，设为阿伏加德罗常数的值。

【答案】  ； 

；正四面体   ；相同； C 
 
         
  ；

【解析】

为21号元素，基态Sc原子的价层电子排布式为，轨道表示式为，位于d区；

酸式氟化铵的组成元素中，电负性由大到小的顺序为；的空间构型为正四面体，与均为杂化，中，和间存在离子键，N和H之间存在键和配位键，中还存在氢键；

晶格能是指气态离子形成1摩离子晶体释放的能量，的晶格能为；为第一电离能，为第二电离能，随着电子的逐个失去，阳离子所带正电荷变多，再失去一个电子需克服的电性引力增大，消耗的能量增多，；

由晶胞图知的配位数为8，该立方体中钙离子位于顶点和面心，数目为4，氟离子位于体内，数目为8，则晶胞摩尔质量为4M，两个的最近核间距为，晶胞边长为，，。

13. Ⅰ两种硼氢化物的熔点如下表所示：

两种物质熔点差异的原因是___。

在水中溶解度不大，而在水中溶解度较大，原因是：____。

的三聚体环状结构如所示，该结构中键长有a、b两类，b的键长大于a的键长的原因为____。
 

Ⅱ我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐用R代表。回答下列问题：

元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能。第二周期部分元素的纵坐标变化趋势如图。

其中除氮元素外，其他元素的自左而右依次增大的原因是____；氮元素的呈现异常的原因是____。
用____实验方法测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示：
 

从结构分析，R中两种阳离子的相同之处为____填标号，不同之处为____填标号。

A.中心原子的杂化类型 

B.中心原子的价层电子对数

C.立体结构

R中阴离子具有含大键的平面结构，若大键可用符号表示，则中的大键应表示为____。

离子液体是一种只由离子组成的液体，在低温下也能以液态稳定存在，是一种很有研究价值的溶剂。最常见的离子液体主要由阴离子和以下的正离子组成。
 

图中正离子有令人惊奇的稳定性，它的电子在其环状结构中高度离域。该正离子中N原子的杂化方式为____。

为了使正离子以单个形式存在以获得良好的溶解性能，与N原子相连的不能被H原子替换，原因是____。

Ⅲ某种由阳离子X和阴离子Y形成的离子晶体晶胞结构如图所示深色为X离子，该晶体中Y离子的配位数为____，该化合物的化学式为___。

铜单质的堆积方式剖面图如图所示。

晶体中原子的空间利用率为___用含有的、化简的代数式表示。

【答案】Ⅰ前者为离子晶体，后者为分子晶体
为非极性分子，为极性分子
形成a键的氧原子只与1个S原子结合，O、S原子间电子云重叠程度较大或形成b键的氧原
的氧原子与2个S原子结合， O、S原子间电子云重叠程度较小
Ⅱ核电荷数依次增大，原子半径逐渐减小，故获得一个电子释放的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满稳定状态，故不易结合一个电子
射线衍射；AB；

氮原子上连H原子容易形成分子间或离子间氢键，使该离子不易以单个形式存在
Ⅲ；XY
 

【解析】

Ⅰ两种物质熔点差异的原因是前者为离子晶体，后者为分子晶体；
是极性分子，根据相似相容原理可知，在水中溶解度不大，而在水中溶解度较大，原因是为非极性分子，为极性分子；
的三聚体环状结构如所示，该结构中键长有a、b两类，b的键长大于a的键长的原因为形成a键的氧原子只与1个S原子结合，O、S原子间电子云重叠程度较大或形成b键的氧原
的氧原子与2个S原子结合， O、S原子间电子云重叠程度较小；
Ⅱ其中除氮元素外，其他元素的自左而右依次增大的原因是核电荷数依次增大，原子半径逐渐减小，故获得一个电子释放的能量依次增大；氮元素的呈现异常的原因是N原子的2p轨道为半充满稳定状态，故不易结合一个电子；
用X射线衍射实验方法测得化合物R的晶体结构，
A.阳离子为和，中心原子N含有4个键，孤电子对数为，价层电子对数为4，杂化类型为，中心原子是O，含有键，孤电子对数为，价层电子对数为4，为杂化，故A相同；
B.由以上分析可知和中心原子的价层电子对数都为4，故B相同；
C.为空间构型为正四面体，为空间构型为三角锥形，故C不同；
根据图中键总数为5个，根据信息，有6个电子可形成大键，可用符号表示；
该正离子中N原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断N原子的杂化方式为；
氮原子上连 H 原子形成分子间氢键，防止离子间形成氢键而聚沉或氮原子上连 H 原子形成分子间氢键，该离子不易以单体形式存在，所以与 N 原子相连的不能被氢原子替换；
Ⅲ由图可以看出，每个Y离子吸引着8个X离子，该晶体中Y离子的配位数为8，X的个数，Y的个数，该化合物的化学式为XY；
铜晶胞堆积方式为面心立方最密堆积，设铜原子半径为rpm，面上原子相切，面对角线长为4rpm，故晶胞参数为，晶胞体积为，一个晶胞中有4个铜原子，铜原子总体积为，由此可求得空间利用率为。

14. 铬锆铜合金具有优良性能，广泛应用于机械制造工业的焊接。已知锆位于第ⅣB族，根据要求回答下列问题：

铜元素在元素周期表的位置为________，基态Cr原子的价电子排布式为________。

形成铬锆铜合金的元素中，基态原子的第一电离能最大的是________填元素符号。下表是Fe与Cu的部分电离能数据，大于的主要原因是__________。

配合物中的配体是_______，该配合物中N、O的杂化轨道类型分别为_________、__________。

硝酸铜是一种重要的工业原料，写出其阴离子的空间构型：________。

铜与氯形成晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为___________；已知晶胞边长为，为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为_______。

【答案】第四周期IB族；
；基态铜原子失去一个电子后，形成了相对较稳定的全满状态，故较高
、；
平面三角形
；

【解析】

铜原子序数为29，在周期表中的位置是第四周期IB族；基态Cr原子核外有24个电子，电子排布式为，价电子排布式为。
同周期元素从左到右，基态原子第一电离能有增大趋势，同族元素从上到下，基态原子第一电离能逐渐减小，Cu、Cr、Zr三种元素中，基态原子的第一电离能最大的是Cu；基态铜原子失去一个电子后，形成了相对较稳定的全满状态，故大于。
配合物中的配体是、；分子中N的孤电子对数为，价层电子对数为4，N的杂化轨道类型是；分子中，O的孤电子对数为，O的价层电子对数为4，则O的杂化轨道类型是。
的中心N原子的孤电子对数为，没有孤电子对，价层电子对数为3，N采取杂化，故其空间构型为平面三角形。
利用均推法计算：Cl原子数，Cu原子都在晶胞内部，数目为4，故晶体的化学式为CuCl；其密度为。

15. 2019年10月1日，在庆祝中华人民共和国成立70周年的阅兵仪式上，最后亮相的洲际战略导弹是我国大国地位、国防实力的显著标志。其制作材料中包含了Fe、Cr、Ni、C等多种元素。回答下列问题：
    基态铁原子的价电子排布式为______。
    与Cr同周期且基态原子最外层电子数相同的元素，可能位于周期表中的______区。
    实验室常用KSCN溶液、苯酚检验其中N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为______用元素符号表示，苯酚中碳原子的杂化轨道类型为______。
    铁元素能与CO形成羰基铁可用作催化剂、汽油抗爆剂等。分子中含______ 键，与CO互为等电子体的一种离子的化学式为______。
    碳的一种同素异形体的晶体可采取非最密堆积，然后在空隙中插入金属离子获得超导体。如图为一种超导体的面心立方晶胞，分子占据顶点和面心处，占据的是分子围成的______空隙和______空隙填几何空间构型；若分子的坐标参数分别为0，，0，，1，等，则距离A位置最近的阳离子的原子坐标参数为______。
    
    可以形成多种氧化物，其中一种晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，a的值为，且晶体中的Ni分别为、，则晶体中与的最简整数比为______，晶胞参数为，则晶体密度为______表示阿伏伽德罗常数的值，列出表达式。

【答案】；
、ds；
；杂化；
；；
正四面体；正八面体；；
：3；

【解析】

原子核外电子排布式为，处于过渡元素，除最外层价电子还包含3d电子，故价电子排布式为，
故答案为：；
位于第四周期，基态原子电子排布式为，最外层电子数为1个，与Cr同周期且基态原子最外层电子数相同的元素为K和Cu，分别为s区和ds区，故答案为：s、ds；
同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，N原子2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素的，同主族自上而下第一电离能减小，故第一电离能苯酚为平面结构，C原子采取杂化；
故答案为：；杂化；
与CO形成5个配位键，属于键，CO分子中形成1个键，故F分子含有10个 键，1mol 分子中含10mol 键。CO含有2个原子14个电子，所以与CO互为等电子体的一种离子的化学式为或、、，
故答案为：10；；
据图知，占据的是围成的正四面体空隙和正八面体空隙，若分子的原子坐标参数分别为0，，0，，1，等，说明该晶胞的棱参数是1，则距离A位置分子最近的为形成的正四面体体心上的，为晶胞棱长的，其参数为，
故答案为：正四面体；正八面体；；
设晶体中与的最简整数比为x：y，根据中化合价代数和为零可知：，解得x：：晶体的晶胞结构为NaCl型，所以每个晶胞中含有4个O原子，有4个“”，则晶体密度 ，故答案为：8：3；

16. 铁、铬、锰统称为黑色金属，它们的单质、合金及其化合物在科研和生产中有着重要用途。

请回答下列问题：

基态铁原子的价电子轨道表示式为_______________________________。铁、铬、锰属于周期表中的____________________区元素。

基态铬原子和基态锰原子中第一电离能较大的是_____________________填元素符号，原因为____________________________________________________________。

化学式为的化合物有三种结构，一种呈紫罗兰色，一种呈暗绿色，一种呈亮绿色，已知的配位数均为6，将它们配制成等体积等浓度的溶液，分别加入足量溶液，所得AgCl沉淀的物质的量之比为。

呈暗绿色的配合物内界的化学式为___________________________。

分子的VSEPR模型为___________________________。

写出两种与互为等电子体的分子的化学式：___________________。

和均为离子化合物，的熔点高于熔点的原因为___________________________________________。

一氧化锰在医药、冶炼上用途广泛，其立方晶胞结构如图所示。
 

该晶胞中由形成的正八面体空隙数目为__________________________。

设为阿伏加德罗常数的值，晶胞中距离最近的两个之间的距离为，则MnO晶体的密度_________用含a、的代数式表示。

【答案】；d
；基态Mn原子的核外电子排布式为，4s能级是全满结构，更稳定，失去一个电子所需能量更高
；四面体形；、
半径更小，的晶格能更大，熔点更高
；

【解析】
铁的原子序数为26，其基态铁原子的价电子轨道表示式为；根据周期表的分区可知该元素位于周期表的d区；
由于基态Cr原子的电子排布式为，基态Mn原子的核外电子排布式为，Mn原子的4s能级是全满结构，更稳定，所以失去一个电子所需能量更高；
的配位数均为6，将它们配制成等体积等浓度的溶液，分别加入足量溶液，所得AgCl沉淀的物质的量之比为，所以呈暗绿色的配合物的外界可以提供两个氯离子，所以呈暗绿色的配合物内界的化学式为；
分子的中心原子氧原子的价层电子对数为，所以分子的VSEPR模型为四面体形；
根据等电子体的概念分析可知与互为等电子体的分子为、等；
由于和均为离子化合物，半径更小，的晶格能更大，所以熔点更高；
根据晶胞结构分析可知由形成的正八面体空隙位于体心和棱心，所以其数目为；
晶胞中距离最近的两个之间的距离为apm，则晶胞的棱长为，晶胞的体积为，晶胞中氧的数目为，锰的数目为，晶胞的质量为，所以晶胞的密度为。

17. 304不锈钢是生活中常见的一种不锈钢，业内也叫做不锈钢，指必须含有以上的铬，以上的镍的不锈钢．

回答下列问题：

基态铬原子的价电子排布式为________________________，排布时能量最高的电子所占能级的原子轨道有________个伸展方向．

铬和镍能形成多种配合物．如为正四面体构型，为正方形构型，、为正八面体构型等．下列说法正确的是________填选项字母．

A.在形成配合物时其配位数只能为4，在形成配合物时其配位数只能为6

B.的空间构型为正四面体形

C.CO与互为等电子体，其中CO分子内键和键的个数比为

D.和中，镍原子均为杂化

年8月，云南一化工厂发生铬污染致数万立方米水质变差、牲畜接连死亡的消息引发社会各界的极大关注．与、互为等电子体，六价铬属于强致突变物质，可诱发肺癌和鼻咽癌，的空间构型为________________________．

的晶体结构类型与氯化钠相同，相关离子半径如下表所示：

NiO晶胞中的配位数为________________，NiO的熔点比NaCl高的原因是________________________________．

与Ca处于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高，原因为________________________区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为________________________．

某铬镍合金的晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度________用含a、c、的代数式表示．

【答案】

正四面体形
；离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高
的原子半径越小，价电子数越多，金属键较强；射线衍射法
 

【解析】

为24号元素，基态Cr原子的价电子排布式为，排布时能量最高的电子所占能级为3d，d轨道有5个伸展方向。
在形成配合物时其配位数可以为4、6，故A错误；
B.的空间构型为三角锥形，故B错误；
C.CO与互为等电子体，CO分子内C和O成三键，故键和键的个数比为，故C正确；
D.为正四面体构型，镍原子为杂化，但为正方形构型，镍原子不为杂化，故D错误。
与、互为等电子体，、均为正四面体形，故的空间构型为正四面体形。
的晶体结构类型与氯化钠相同，根据氯化钠晶体中阴阳离子的配位键均为6，则NiO晶胞中的配位数为6。NiO、NaCl均为离子晶体，根据离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，故NiO的熔点比NaCl高。
与Ca均为金属晶体，Ni的原子半径越小，价电子数越多，金属键较强，故金属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高。区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为射线衍射法。
该晶胞中Ni的个数为，Cr的个数为2，晶胞的质量为，晶胞体积为，故晶体密度为。