【同步讲义】高中化学（人教版2019）选修第二册--第三章《晶体结构与性质》能力提升单元检测

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《晶体结构与性质》能力提升单元检测

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(16小题，每小题3分，共48分)
1．下列物质所属晶体类型分类正确的是
选项
A．
B．
C．
D．
共价晶体
石墨
生石灰
碳化硅
金刚石
分子晶体
冰
固态氨
氯化铯
干冰
离子晶体
氮化铝
食盐
明矾
胆矾
金属晶体
铜
汞
铝
铁

A． B． C．C D．
【答案】D
【解析】A．氮化铝常用作砂轮及耐高温的材料，熔融时不导电为共价化合物，熔点高、硬度大，为原子晶体，石墨为混合晶体，选项A错误；
B．生石灰为，为离子晶体，选项B错误；
C．氯化铯为活泼金属的氯化物，为离子晶体，选项C错误；
D．金刚石为原子晶体，干冰为分子晶体，芒硝为，属于离子晶体，铁属于金属晶体，选项D正确。
答案选D。
2．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是
A．超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，能表现出不同于单个分子的性质
B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的
C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性
D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序的
【答案】D
【解析】A．超分子能表现出不同于单个分子的性质，其原因是两个或多个分子相互“组合”在一起，形成具有特定结构和功能的聚集体，A正确；
B．构成非晶体的微粒，在非晶体中的排列，遵循长程无序和短程有序的规则，B正确；
C．液晶具有各向异性，其原因是液晶内部分子沿分子长轴方向进行有序排列，C正确；
D．纳米材料实际上是三维空间尺寸至少有一维处于纳米级尺度的、具有特定功能的材料，纳米材料内部具有晶体结构，但界面处则为无序结构，D错误；
故选D。
3．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
【答案】C
【解析】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。
4．下列性质可能符合分子晶体特点的是(深度解析)
①熔点，易溶于水，水溶液能导电
②熔点，液态不导电，水溶液能导电
③能溶于，熔点，沸点
④熔点，质软，固态能导电，密度为
A．①④ B．②③ C．①② D．②④
【答案】B
【解析】在分子晶体中，相邻分子靠分子间作用力相互吸引。分子晶体熔化时，只需克服分子间作用力，不破坏化学键，所以分子晶体一般具有较低的熔点。此外，分子晶体还具有硬度小、易升华、有较强的挥发性、一般不导电等特点。
①熔点高，不是分子晶体的性质；
②熔点低，不导电，可能是分子晶体的性质；
③熔沸点不高，可能是分子晶体的性质；
④固态能导电，不是分子晶体的性质；
故选B。
5．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是。
A．熔点为2700℃，导电性好，延展性强
B．无色晶体，熔点大于3500℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为801℃，熔化时能导电
D．沸点为-78℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电
【答案】B
【解析】A.原子晶体的熔点高，但不能导电，因此熔点2700℃，导电性好，延展性强应该是金属晶体，选项A错误；
B.无色晶体，熔点3500℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂，符合原子晶体的性质特点，选项B正确；
C.无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点800℃，熔化时能导电，符合离子晶体的性质，属于离子晶体，选项C错误；
D.熔点-56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电，符合分子晶体的性质，属于分子晶体，选项D错误。
答案选B。
6．用表示阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．标准状况下，22.4LHF中HF分子的个数为
B．60g二氧化硅中键个数为
C．1mol白磷中含有的键个数为
D．中含有的氧原子数且为
【答案】D
【解析】A．标准状况下，HF是液体，无法用气体摩尔体积计算，A项错误；
B．60g二氧化硅的物质的量为1mol，二氧化硅晶体中每个硅原子形成4个键，则含有4mol键，即含有键个数为4NA，B项错误；
C．白磷分子中含有6个键，则1mol白磷中含有的键个数为6NA，C项错误；
D．的物质的量为1mol，则其中含有的氧原子数且为NA，D项正确；
答案选D。
7．已知：发生水解反应的机理如图，下列叙述正确的是

A．的键角与白磷(P4)的键角相同
B．脱水后加热分解得到的晶体中每个Si可参与形成12个12元环
C．和均属于共价晶体(原子晶体)
D．不能按照上述机理发生水解反应，原因是C的原子半径小
【答案】B
【解析】A．是和甲烷相似的结构，正四面体中心与顶点夹角为，为中空的正四面体结构，键角为60°，故A错误；
B．脱水后加热分解得到二氧化硅，一个Si被12个12元环共用，故B正确；
C．属于分子晶体，由分子构成，是共价晶体(原子晶体)，故C错误；
D．不能按照上述机理发生水解反应，是因为C原子只有两个电子层，没有d轨道，难以形成杂化，故D错误；
选B。
8．关于晶体的下列说法正确的是
A．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子
B．氯化钠溶于水时晶体中的离子键被破坏
C．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
D．离子晶体中只含有离子键，不含有共价键
【答案】B
【解析】A．晶体中如果含有阳离子，可能不含阴离子，如：金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，故A错误；
B．氯化钠溶于水电离为氯离子和钠离子，晶体中的离子键被破坏，故B正确；
C．分子的稳定性取决于分子内原子间共价键的键能大小，与分子间作用力无关，故C错误；
D．离子晶体可能含有共价键，如NaOH，故D错误；
故选：B。
9．下列说法中正确的有
①含有离子的晶体一定是离子晶体；
②离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用；
③金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关；
④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低；
⑤共价晶体中一定含有共价键；
⑥分子晶体的熔点一定比金属晶体低；
⑦NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6；
⑧硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
【答案】C
【解析】①金属晶体含有金属阳离子，故含有离子的晶体不一定是离子晶体，故错误；
②离子键是阴、阳离子间的静电作用力，包括吸引力和排斥力，故错误；
③金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关，故正确；
④分子晶体熔、沸点的高低由分子间作用力决定，故错误；
⑤共价晶体是原子通过共价键结合而成，所以共价晶体含有共价键，故正确；
⑥分子晶体的熔点不一定比金属晶体低，如汞在常温下为液体，碘是分子晶体，常温下为固体，故错误；
⑦NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6，故正确；
⑧金刚石、碳化硅、晶体硅均为原子晶体，键能越大，硬度越大，原子半径：C＞Si，键长：C-C＞C-Si＞Si-Si，键能：C-C＞C-Si＞Si-Si，故硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故正确；综上所述，共4个正确；
故选C。
10．下列有关性质的比较，不正确的是
A．晶体熔点：> B．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅
C．晶体熔点：Na>Mg>Al D．晶体熔点：NaF>NaCl>NaBr>NaI
【答案】C
【解析】A．分子间能形成氢键的物质的熔、沸点要高于形成分子内氢键的物质，对羟基苯甲酸是分子间氢键，邻羟基苯甲酸是分子内氢键，A正确；
B．均为共价晶体，原子半径越小，键长越短共价键越牢固，硬度越大，B正确；
C．均为金属晶体，熔点高低取决于原子半径大小以及阳离子所带电荷数，其规律是离子半径越小，所带电荷数越多，熔点越高，则熔点Al>Mg>Na，C不正确；
D．离子键越强，晶体熔点越高，阳离子相同时，离子键的强弱与阴离子半径有关，半径越小，则离子键越强，D正确；
故选C。
11．“类推”是一种重要的学习方法，但有时会产生错误，下列类推得到的结论正确的是
A．从CH4、NH、SO为正四面体结构，可推测PH、PO也为正四面体结构
B．H2O常温下为液态，H2S常温下也为液态
C．金刚石中C-C键的键长为154.45pm，C60中C-C键的键长为140~145pm，所以C60的熔点高于金刚石
D．CH4和P4都为正四面体形，CH4中键角为109°28ˊ，P4中键角也为109°28ˊ
【答案】A
【解析】A．CH4、NH、SO、PH、PO中心原子价电子对数都是4，无孤电子对，均为正四面体结构，故A正确；
B．H2S常温下为气态，故B错误；
C．金刚石是共价晶体，C60是分子晶体，所以C60的熔点低于金刚石，故C错误；
D．CH4和P4都为正四面体形，CH4中键角为109°28ˊ，P4中键角为60°，故D错误；
选A。
12．泽维尔研究发现，当用激光脉冲照射NaI使Na+和I-的核间距为1.0~1.5nm时，呈共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是
A．NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物
B．离子晶体可能含有共价键
C．NaI晶体中既有离子键，又有共价键
D．共价键和离子键没有绝对的界限
【答案】D
【解析】A．NaI晶体是离子化合物，如改变离子的核间距，可能为共价化合物，但为纯净物，不是混合物，A错误；
B．NaOH晶体中就有离子键和共价键，但不是泽维尔的研究成果，B错误；
C．NaI晶体中当Na+和I-的核间距为1.0~1.5nm时，呈现共价键，但不存在既有离子键，又有共价键的情形，C错误；
D．NaI为离子晶体，钠离子和碘离子之间是离子键，但是当Na+和I-的核间距为1.0~1.5nm时，呈现共价键，故共价键和离子键没有绝对的界限，D正确；
故选D。
13．硼氢化钠(NaBH4)与水在催化剂作用下获得氢气的微观过程如下图所示。下列说法正确的是

A．NaBH4中含有离子键和非极性共价键
B．BH3中 B—H 键键长小于 H2O 中 O—H 键键长
C．整个过程中涉及的含硼微粒有 6 种
D．每产生 1mol H2 转移 2mol 电子
【答案】C
【解析】硼氢化钠(NaBH4)与水在催化剂作用下获得氢气的总反应方程式为：。
A．NaBH4为离子化合物，阳离子和阴离子之间为离子键，B-H之间为极性共价键，A错误；
B．B原子半径大于O原子，半径越大，键长越长，键能越小，故BH3中 B—H 键键长大于 H2O 中 O—H 键键长，B错误；
C．整个过程中涉及的含硼微粒有，共6种，C正确；
D．根据总反应方程式可知，每生成1mol H2 转移 1mol 电子，D错误；
故选C。
14．在水溶液中与HCHO发生如下反应：。下列说法正确的是
A．HCHO的分子构型是是三角锥形
B．基态的电子排布式为
C．中与形成配位键的原子是H
D．1mol中所含键的数目是6mol
【答案】D
【解析】A．HCHO中含碳氧双键，碳原子杂化方式为sp2杂化，分子构型为平面三角形，A错误；
B．基态的电子排布式为，B错误；
C．H2O中O原子含孤电子对，故与形成配位键的原子是O，C错误；
D．的结构式为，单键全部是键，三键中含1个键和2个键，1mol中所含键的数目是6mol，D正确；
故选D。
15．配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数分别为
A．Cu2+、OH-、2+、2 B．Cu+、NH3、1+、4
C．Cu2+、NH3、2+、4 D．Cu2+、NH3、2+、2
【答案】C
【解析】配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子是Cu2+，4个氨分子和Cu2+形成配位键，配体是NH3，中心离子的电荷数为+2，配位数为4，故选C。
16．通过下列实验以印刷线路板碱性蚀刻废液(主要成分为)为原料制备CuCl。下列说法正确的是


A．铜元素位于周期表中d区
B．中配位原子是N
C．“还原”时离子方程式为
D．CuCl晶胞如图所示，与等距离且最近的有2个
【答案】B
【解析】A．d区元素包含ⅢB～ⅦB、Ⅷ族。ds区的元素包含了ⅡB和ⅠB族元素，而铜位于ⅠB族为ds区元素，A项错误；
B．配位键是一方提供空轨道（主要是含空轨道的金属提供）而另一方提供孤电子对形成，NH3中N有孤电子对，所以配位原子是N，B项正确；
C．该方程式没有配平，应该为，C项错误；
D．以面心的Cl-为例该晶胞中两个Cu2+离它最近，晶体延伸后还有两个，则离该Cl-最近的Cu2+有4个，D项错误；
故选B。
二、填空题(4小题，共52分)
17．（13分）回答下列问题：
(1)N和Cu元素形成的化合物的晶胞结构如图所示，该化合物的N原子个数为_______，Cu的原子个数为_______。

(2)则该化合物的化学式为_______。
(3)S和Cu元素形成的化合物的晶胞结构如图所示，则该化合物的S与Cu的微粒个数比为_______。

(4)价电子排布式为3d54s2的原子，其原子元素符号为_______。
(5)CuaSnbSc中Cu元素有+1和+2两种价态，从结构上分析基态Cu+、Cu2+中_______更稳定，原因是_______；
【答案】(1)     1     3
(2)Cu3N
(3)1:1
(4)Mn
(5)     Cu+     Cu+的价电子排布式为3d10，全充满的稳定结构

【解析】（1）N原子所在位置为顶点，根据均摊法，N原子个数为：；铜原子所在位置为棱心，个数为：；
（2）该化合物的化学式为Cu3N；
（3）根据晶胞结构，S原子所在位置为顶点和面心，个数为：，Cu原子所在位置为内部，个数为4个，该化合物的S与Cu的微粒个数比为1：1；
（4）价电子排布式为3d54s2的原子，其原子序数为27，原子元素符号为Mn；
（5）Cu+和Cu2+的价层电子排布为：3d10和3d9，Cu+的价层电子排布全满，较稳定；原因：Cu+的价电子排布式为3d10，全充满的稳定结构。
18．（13分）(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：

①在石墨烯晶体中，每个C原子连接__个六元环，每个六元环占有__个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_个六元环，六元环中最多有__个C原子在同一平面。
(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以_相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献__个原子。
(3)如图为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__。

(4)比较下列储卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因__。

GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
-49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400


【答案】   (1)  3     2     12     4    
(2) 共价键     3  
 (3)  S8的相对分子质量比SO2的大，分子间范德华力更强 
  (4)  GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高，原因是分子的组成和结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强
【解析】(1)①由石墨烯晶体结构图可知，每个C原子连接3个六元环，每个六元环占有的C原子数为；故答案为3；2；
②观察金刚石晶体的空间结构，以1个C原子为标准计算，1个C原子和4个C原子相连，则它必然在4个六元环上，这4个C原子中每个C原子又和另外3个C原子相连，必然又在另外3个六元环上，3×4=12，所以每个C原子连接12个六元环；六元环中最多有4个C原子在同一平面；故答案为12；4；
(2)晶体硅与金刚石结构类似，属于共价晶体，硅原子间以共价键相结合。在金刚石晶胞中每个面心上有1个碳原子，晶体硅和金刚石结构类似，则面心位置贡献的原子数为6×2＝3；故答案为共价键；3；
(3)S8和SO2均为分子晶体，分子间存在的作用力均为范德华力，S8的相对分子质量比SO2的大，分子间范德华力更强，熔点和沸点更高；故答案为S8的相对分子质量比SO2的大，分子间范德华力更强；
(4)根据表中数据得出，三种锗卤化物都是分子晶体，其熔、沸点依次增高，而熔、沸点的高低与分子间作用力强弱有关，分子间作用力强弱与相对分子质量的大小有关；故答案为GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高，原因是分子的组成和结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强。
19．（13分）回答下列问题:
(1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层，在如图所示的半径相等的圆球的排列中，A属于___________层，配位数是___________；B属于___________层，配位数是___________。

(2)辽宁号航母飞行甲板等都是由铁及其合金制造的。铁有 三种同素异形体，其晶胞结构如图所示。

①、晶胞中含有的铁原子数之比为___________。
②、两种晶体中铁原子的配位数之比为___________。
③若晶胞的边长为a cm， 晶胞的边长为b cm，则两种晶体的密度之比为___________。
【答案】(1)     非密置     4     密置     6
(2)     2∶1     4∶3     b3∶(4a3)

【解析】（1）密置层的排列最紧密，靠的最近，空隙最少，在图1所示的半径相等的圆球的排列中，A中的排布不是最紧密，A属于非密置层，一个中心圆球周围有四个圆球，配位数是4；B中排布是最紧密的结构，B属于密置层，一个中心圆球周围有六个圆球，配位数是6；
（2）①晶胞中，Fe原子位于晶胞的8个顶点和6个面心，则含有的铁原子数；晶胞中，Fe原子位于晶胞的8个顶点和1个体心，则含有的铁原子数8×1/8+1×1=2，故答案为2∶1；
②晶体中铁原子的配位数为8，晶体中铁原子的配位数为6，故二者铁原子的配位数之比为8∶6=4∶3；
③若晶胞的边长为acm，其晶胞只含1个Fe原子，则晶体的密度为：，若晶胞的边长为bcm，其晶胞中含有4个Fe原子，则晶体密度为，则两种晶体的密度之比。
20．（13分）配位化学的应用十分广泛，在经济、生产、生活等方面都有重要作用。
(1)在配合物中部分分子或离子与中心离子较紧密地结合在一起，组成在溶液中能够稳定存在的整体，称为“内界”{书写时用“[  ]”与外界分离}。与中心离子结合不够紧密的离子则处于“外界”。内界和外界不同，物质的性质也不同，如CoCl3与NH3形成的三种配合物A、B、C，Co3+的配位数均为6，但它们的颜色各异，如果各取1molA、B、C溶于水，加入足量硝酸银溶液，分别产生1mol、2mol、3mol白色沉淀。则它们的化学式分别为A：_______；B：_______，C：_______，它们的配体分别是A：_______；B：_______；C：_______。
(2)甲醇和CO合成乙酸时，使用铑羰基化合物[Rh(CO)2I2]-作为催化剂，使得原本需要高压下才能进行的反应在低压下也能进行。其催化机理如图：

①根据Rh的化合价可将I、II、III、IV、V分为：
1)化合价_______价，包含_______；
2)化合价_______价，包含_______；(有几种化合价填几类，可不填满，也可增加)
②上述机理中包括_______步反应，其中一步为氧化加成，该步反应的方程式为_______。
【答案】(1)     [Co(NH3)4Cl2]Cl     [Co(NH3)5Cl]Cl2     [Co(NH3)6]Cl3     NH3和Cl-     NH3和Cl-     NH3
(2)     +1     I、V     +3     II、III、IV     5
     +CH3I=

【解析】(1)CoCl3与NH3形成的三种配合物A、B、C，Co3+的配位数均为6，说明“内界”有6个配体，如果各取1molA、B、C溶于水，加入足量硝酸银溶液，分别产生1mol、2mol、3mol白色沉淀，说明“外界”Cl-的个数分别为1、2、3个，故化学式分别为A：[Co(NH3)4Cl2]Cl；B：[Co(NH3)5Cl]Cl2；C：[Co(NH3)6]Cl3；由以上结构可知，配体分别是A：NH3和Cl-；B：NH3和Cl-；C：NH3；
(2)①由图示可知，CO可以认为化合价为0，根据正负化合价代数和为0可知，Ⅰ中Rh化合价为+1价，Ⅱ中Rh化合价为+3价，Ⅲ中Rh化合价为+3价，Ⅳ中Rh化合价为+3价，Ⅴ中Rh化合价为+1价；故为Rh+1价，包含I、V；Rh+3价，包含II、III、IV；
②由图示可知，上述机理中包括5步反应，其中I到II的反应，Rh化合价由+1价变成+3价，作为还原剂被氧化，故氧化加成反应的方程式为+CH3I=。