【化学】晶体结构与性质 测试题 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第三章晶体结构与性质测试题一、选择题1．三甲基铝[]在常温常压下为无色透明液体，暴露空气中瞬间着火，与水反应剧烈。在一定溶剂中可发生如下反应：。下列推测不合理的是A．是非极性分子，Al原子以杂化B．是一种有机化合物，可用作引火剂，平时用钢瓶封存，液面可用保护C．与水反应可得到和，有时会着火，实验时要戴护目镜D．与能发生反应是因为中心原子Al有空轨道，可以与中的S原子形成配位键2．冠醚能与碱金属离子结合(如图所示)，是有机反应很好的催化剂，能加快KMnO4与环己烯的反应速率。用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力，结合常数越大两者结合能力越强。碱金属离子结合常数冠醚Na+(直径：204pm)K+(直径：276pm)冠醚A(空腔直径：260～320pm)1991183冠醚B(空腔直径：170～220pm)371312下列说法不正确的是A．推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关B．实验中c(Na+)：①＞②＞③C．冠醚通过与K+结合将携带进入有机相，从而加快反应速率D．为加快KMnO4与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适3．向CuSO4溶液中滴加氨水至过量，得到深蓝色透明溶液。下列叙述不正确的是A．反应过程中先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解B．溶液呈深蓝色是由于生成了[Cu(NH3)4]2+C．反应的离子方程式为Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2OD．若继续向深蓝色溶液中加入乙醇，将析出深蓝色晶体CuSO4·5H2O4．下列金属中，金属阳离子与自由电子间的作用力最强的是A．Al B．K C．Cu D．Zn5．下列性质中，可以证明某化合物中存在离子键的是A．可溶于水 B．有较高的熔点C．水溶液能导电 D．熔融状态能导电6．天然晶体称为水晶，是古代重要宝石品种。有关的说法错误的是A．属于原子晶体 B．属于非电解质 C．属于酸性氧化物 D．含有键7．下列化学用语正确的是A．的结构式为B．二氧化硅分子式：C．甲醛的电子式D．含10个中子的氧原子表示为8．下列有关分子晶体的说法中，正确的是A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B．分子晶体中，共价键越强，键能越大，熔点越高C．冰融化时水分子间的共价键发生断裂D．在冰的晶体结构中由于氢键的存在，其熔点较高9．氮化碳部分结构如图所示，其中β-氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是A．氮化碳属于分子晶体B．氮化碳中C为＋4价，N为－3价C．氮化碳的化学式为D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连10．下列区别晶体和非晶体最可靠的方法是A．观察形状 B．光谱仪测定C．X射线衍射法 D．质谱仪测定11．某化合物的分子结构如图所示，则下列说法错误的A．该分子中没有手性碳原子B．Ni的简化电子排布式为[Ar]3d84s2C．该离子中含有极性键、非极性键、配位键和金属键D．该分子中碳原子的杂化方式有sp2、sp3两种12．下列关于物质结构的说法错误的是A．的空间结构为四面体形B．基态氮原子有7种能量不同的电子，电子有5种空间运动状态C．熔点：D．甲醛(HCHO)和光气()分子中的键角13．硫化锌有两种常见的晶体，分别是六方硫化锌(晶胞结构如图甲所示)和立方硫化锌(晶胞结构如图乙所示)。下列说法错误的是A．可用X-射线衍射实验鉴别硫化锌是否属于晶体B．每个六方硫化锌晶胞中含2个S原子C．立方硫化锌中锌的配位数为4D．氧化锌的熔点低于六方硫化锌和立方硫化锌14．实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是A．二氧化硅和干冰的熔化B．氯化钠和铁的熔化C．烧碱和金刚砂的熔化D．冰和干冰的熔化15．下列说法中，正确的是A．冰融化时，分子中H－O发生断裂B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高二、非选择题16．某个Ni(Ⅱ)有机配合物的结构如图所示(1)该分子中N原子的杂化方式为___________、___________(2)请在图中用“→”标出Ni2＋的配位键___________17．(1)1个Al原子捕获1个中子能产生Na和X粒子，则X粒子的组成符号为：___________。(2)NaCN是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，NaCN的电子式是___________。(3)相同条件下，TiF4熔点650K，TiCl4熔点249K，熔点不同的原因是___________。18．（1）下列物质：①N2②CO2③NH3④Na2O⑤Na2O2⑥NaOH⑦CaBr2⑧H2O2⑨NH4Cl⑩HBr。回答下列问题：（填序号）只含极性键的是_______；含有极性键和非极性键的是_______；含有非极性键的离子化合物是________。（2）用电子式表示H2O和MgBr2的形成过程：H2O_______；MgBr2_______。19．某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示，晶胞中铜原子与镍原子的数量比为______。20．回答下列问题：(1)已知以下三种物质熔融状态下均不能导电，熔点数据如下：氮化硼(BN)单质硼(B)氯化铝(AlCl3)熔点/℃27002573194请解释三种物质熔点依次减小的原因：___________。(2)HF气体在25℃、80℃和90℃测得其摩尔质量分别为58.0g·mol-1、20.6g·mol-1和20.0g·mol-1。则不同温度下摩尔质量不同的可能原因是___________。21．美国化学家路易斯(GilbertNewtonLewis)提出的酸碱电子理论认为：凡能接受电子对的物质称为酸(如H+)，能接受几对电子对则称几元酸，凡能给出电子对的物质称为碱(如NH3)。N2H4的IUPAC中文命名是肼，又称为联氨，它由NH3中的一个氢原子被一个NH2取代而成，它是一种重要的还原剂，常与NO2、F2一起作火箭燃料。(1)根据路易斯酸碱电子理论，N2H4是几元酸或碱？答：___________。(2)写出N2H4与NO2作火箭推动剂的反应方程式：___________(3)用NaClO氧化NH3可以制备N2H4，写出方程式：___________(4)用碳酸二甲酯和一水合肼在70°C下可合成碳酰肼(CON4H6)。请画出碳酰肼的结构式：___________22．已知A、B、C、D、E五种元素是周期表中前四周期元素，且原子序数依次增大。其中A、B、C为同周期的非金属元素，且B、C原子中均有两个未成对电子。D、E为同周期元素且分别位于s区和d区。五种元素所有的s能级电子均为全充满。E的d能级电子数等于A、B、C最高能层的p能级电子数之和。回答下列问题：(1)五种元素中，电负性最大的是____(填元素符号)。(2)E常有+2、+3两种价态，画出E2+的价电子排布图：____。(3)与BC互为等电子体的分子、离子分别是____(各举1例)，BC的结构式为____(若有配位键，须用“→”表示出来)，实验测得该分子的极性极弱，试从结构方面进行解释：____。(4)自然界中，含A的钠盐是一种天然矿藏，其化学式写作Na2A4O7·10H2O，实际上它的结构单元是由2个H3AO3和2个[A(OH)4]-缩合而成的双六元环，应该写成Na2[A4O5(OH)4]·8H2O，其结构式如图所示，它的阴离子可形成链状结构。①A原子的杂化方式为____。②Na2[A4O5(OH)4]·8H2O的阴离子由极性键和配位键构成，请在图中用“→”标出其中的配位键____。该阴离子通过____相互结合形成链状结构。③已知H3AO3为一元弱酸，根据上述信息，用离子方程式解释分析H3AO3为一元酸的原因：____。(5)E2+在水溶液中以[E(H2O)6]2+形式存在，向含E2+的溶液中加入氨水，可生成[E(NH3)6]2+，[E(NH3)6]2+更稳定，原因是____。【参考答案】一、选择题1．D解析：A．中心原子铝形成3个键，为杂化，为三角形结构，结构对称是非极性分子，推测合理，A不符合题意；B．三甲基铝为含碳化合物，为有机物，暴露空气中瞬间着火，与水反应剧烈，故可用作引火剂，平时用钢瓶封存，液面可用保护防止爆炸，推测合理，B不符合题意；C．与水与水反应剧烈，反应可得到和，甲烷易燃，故有时会着火，实验时为了安全要戴护目镜，推测合理，C不符合题意；D．中心原子Al有空轨道，中氧可以提供孤电子对，故可以与中的O原子形成配位键，推测不合理，D符合题意；故选D。2．B解析：A．从表中数据可以看出，冠醚的空腔直径与Na+或K+直径接近时，结合常数大，由此可推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关，A正确；B．冠醚A结合Na+的能力弱于结合K+的能力，所以K+可将冠醚A中的部分Na+替代出来，由实验中，可得出c(Na+)：①＞③＞②，B不正确；C．冠醚与K+结合，从而将携带进入有机相，催化KMnO4与环己烯的反应，从而加快反应速率，C正确；D．由表中数据可推出，冠醚A结合K+的能力比冠醚B强，为加快KMnO4与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适，D正确；故选B。3．D解析：A．CuSO4溶液中滴加氨水至过量，先发生Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH，生成Cu(OH)2蓝色沉淀，之后发生Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O，蓝色沉淀溶解，A正确；B．生成的Cu(OH)2沉淀发生Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O，[Cu(NH3)4]2+的存在使溶液呈深蓝色，B正确；C．将A选项两步反应相加，可得总反应为Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O，C正确；D．乙醇可以降低[Cu(NH3)4]SO4的溶解性，加入乙醇析出的是[Cu(NH3)4]SO4晶体，D错误；综上所述答案为D。4．C解析：金属单质中，金属阳离子与自由电子间的作用力越强，则该金属越难失去电子，即金属活动性越弱，已知金属活动顺序为：K、Al、Zn、Cu，故Cu中金属阳离子与自由电子间的作用力最强，故答案为：C。5．D解析：A．乙醇、硫酸等物质均易溶于水，但不含离子键，故A不符合题意；B．二氧化硅、金刚石等物质的熔点很高，但不含离子键，故B不符合题意；C．HCl的水溶液可以导电，但HCl中只含共价键不含离子键，故C不符合题意；D．化合物在熔融状态能导电说明其在熔融状态下能电离成离子，其组成中含有离子，存在离子键，故D符合题意；故选：D。6．D解析：A．SiO2属于原子晶体，A正确；B．SiO2难溶于水，在熔融状态下也不能导电，属于非电解质，B正确；C．SiO2属于酸性氧化物，能和强碱反应生成硅酸盐和水，C正确；D．SiO2晶体中只含有Si-O键，不含Si=O键，D错误；故选D。7．A解析：A．结构式是指用一根“-”表示一对共用电子的式子，故的结构式为，A正确；B．二氧化硅是原子(或共价)晶体，故二氧化硅不存在分子式，其化学式为，B错误；C．甲醛分子中O最外层为8电子稳定结构，C错误；D．质量数等于质子数加中子数，故含10个中子的氧原子表示为，D错误；故答案为：A。8．D解析：A．分子间作用力的大小决定分子的物理性质，而分子的稳定性则取决于化学键的强弱，故A项错误；B．共价键是化学键，共价键的强弱与物质的熔点无关，故B项错误；C．冰融化时克服范德华力和氢键，水分子内的共价键没有断裂，故C项错误；D．在冰的晶体结构中存在分子间氢键，使其熔点较高，故D项正确。故选：D。9．A解析：A．C和N都属于非金属元素，通过共价键形成共价晶体，A错误；B．N元素的非金属性强于C，N显-3价，C显+4介，B正确；C．由结构图可知，在一个晶胞内（虑线框）有四个N原子，有8个C原子，其中有四个位于四边形的顶点上，有四个位于四边形的边上，根据均摊法，可知C原子数目为4×+4×=3，化学式为C3N4，C正确；D．由结构图可看出，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，D正确；答案选A。10．C解析：构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来，因此区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验，故选C。11．C解析：A．连接四个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，手性碳一定为饱和碳原子，该物质中的饱和碳原子都连接了3个氢原子，所以没有手性碳，A正确；B．Ni为28号元素，原子核外有28个电子，简化电子排布式为[Ar]3d84s2，B正确；C．金属键一般存在于合金和金属单质中，该物质中没有金属键，C错误；D．形成双键的碳原子为sp2杂化，甲基中的碳原子为sp3杂化，D正确；综上所述答案为C。12．B解析：A．中的硫原子的价层电子对数为4，采用sp3杂化，为正四面体型，硫代硫酸根离子是硫酸根中的一个非羟基氧原子被硫原子所替代的产物，因此的构型与相似，是四面体形，故A正确；B．氮元素是7号元素，其基态氮原子核外电子排布为1s22s22p3，则基态氮原子有三种能量不同的电子，电子有5个原子轨道，有5种空间运动状态，故B错误；C．MgO和NaCl为离子晶体，离子晶体中离子半径越小，带电荷数越多，化学键越强，熔沸点越高，则MgO>NaCl，H2O、CO2、H2是分子晶体，分子量越大，熔沸点越高，有氢键的比没氢键的沸点高，故H2O>CO2>H2，离子晶体熔沸点大于分子晶体，故MgO>NaCI>H2O>CO2>H2，故C正确；D．HCHO和COCl2两种分子中的碳原子虽然采取的都是sp2杂化，但由于氯原子的电负性比氢原子大，则氯原子和碳原子之间的成键电子对更靠近氯原子，则两对氯原子和碳原子之间的成键电子对的斥力相对较小，键角也相对较小，故∠H-C-H>∠Cl-C-Cl，则D正确；故答案为B。13．D解析：A．晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，所以可用X-射线衍射实验鉴别硫化锌是否属于晶体，A正确；B．每个六方硫化锌晶胞中有4个S原子位于棱上，1个S原子位于内部，含4×+1=2个S原子，B正确；C．据图可知Zn原子位于4个S原子形成的正四面体空隙中，所以立方硫化锌中锌的配位数为4，C正确；D．O2-的半径小于S2-，所以O2-与Zn2+形成的离子键更强，晶格能更大，熔点更高，D错误；综上所述答案为D。14．D解析：A．二氧化硅和干冰的熔化克服的分别是共价键和分子间作用力，A不符合；B．氯化钠和铁的熔化克服的分别是离子键和金属键，B不符合；C．烧碱和金刚砂的熔化克服的分别是离子键和共价键，C不符合；D．冰和干冰形成的均是分子晶体，熔化克服的均是分子间作用力，D符合；答案选D。15．B解析：A．冰融化时，破坏了水分子间的分子间作用力和氢键，没有破坏分子中的氢氧键，故A错误；B．共价晶体中，原子形成的共价键越强，原子间的作用力越强，晶体的熔点越高，故B正确；C．分子晶体的稳定性与共价键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关，故C错误；D．分子晶体的熔、沸点与分子间作用力的大小有关，与共价键的强弱无关，故D错误；故选B。二、非选择题16．(1)sp2sp3(2)解析：（1）环上的氮原子形成三个单键和一个双键，所以是sp2杂化，没在环上的氮原子形成三个单键，还有一对孤电子对所以是sp3杂化，答案为：sp2，sp3；（2）镍离子与环上的氮原子和水中的氢原子形成配位键，。17．HeTiF4为离子化合物，TiCl4为共价化合物，离子化合物熔点相对较高解析：(1)1个Al原子捕获1个中子能产生Na和X粒子，则X粒子的质子数是13－11＝2，质量数＝27+1－24＝4，则其组成符号为He。(2)NaCN是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，这说明C和N之间含有三键，则NaCN的电子式。(3)由于TiF4为离子化合物，TiCl4为共价化合物，离子化合物熔点相对较高，因此相同条件下，TiF4熔点高于TiCl4熔点。18．②③⑩⑧⑤解析：(1)①N2只含有非极性键的单质；②CO2只含有极性键的共价化合物；③NH3只含有极性键的共价化合物；④Na2O只含有离子键的离子化合物；⑤Na2O2含有离子键、非极性共价键的离子化合物；⑥NaOH含有离子键、极性共价键的离子化合物；⑦CaBr2只含有离子键的离子化合物；⑧H2O2含有极性和非极性键的共价化合物；⑨NH4Cl含有离子键、极性共价键的离子化合物；⑩HBr只含有极性键的共价化合物；综上所述，只含极性键的②③⑩；含有极性键和非极性键的⑧；含有非极性键的离子化合物是⑤；(2)H2O为共价化合物，其形成过程为；溴化镁为离子化合物，其形成过程为。19．3∶1解析：根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为：6×=3，镍原子的个数为8×=1，则铜和镍的数量比为3：1。20．(1)和均为原子晶体，原子半径，键长，键能，所以单质硼熔点低于氮化硼。为分子晶体，分子间作用力弱于共价键，所以熔点最低(2)以氢键结合成缔合分子，温度升高时缔合程度降低，因而摩尔质量减小解析：(1)比较熔沸点的大小，从晶体类型差异以及每种晶体克服的作用力阐述。原子晶体比较原子半径小共价键强，键能大则熔沸点高；而分子晶体先看氢键再看摩尔质量大范德华力大，熔沸点高；离子晶体比较离子半径小、带电荷多则晶格能大熔沸点高。熔点BN>B>2500℃，它们为原子晶体，原子半径B>N，键长B−B>B−N，键能B−B<B−N，所以单质硼熔点低于氮化硼。AlCl3为分子晶体，分子间作用力弱于共价键，所以熔点最低。(2)电负性大的成键原子如F、O、N与已成键的H原子之间存在氢键，导致分子形成缔合分子。所以HF分子在不同温度下摩尔质量不同的原因为HF以氢键结合成缔合分子，温度升高时缔合程度降低，因而摩尔质量减小。21．(1)二元碱(2)2N2H4+2NO2=3N2+4H2O(3)NaC1O+2NH3=N2H4+NaCl+H2O(4)解析：略22．(1)O(2)(3)N2、CN-分子中氧原子提供孤对电子形成配位键抵消了共价键的共用电子对偏向氧原子产生的极性(4)sp2和sp3氢键H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+或B(OH)3+H2O[B(OH)4]-+H+}(5)N的电负性小于O，N原子更易提供孤对电子形成配位键解析：依题意，A、B、C、D、E五种元素是周期表中前四周期元素，D、E为同周期元素且分别位于s区和d区，且五种元素所有的s能级电子均为