第三章 晶体结构与性质 测试题 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．侯氏制碱法主要反应原理：。下列有关说法不正确的是A．二氧化碳的空间构型为V形 B．水分子的结构式：C．中既有离子键又有共价键 D．固体为离子晶体2．下列说法正确的是A．氢键具有方向性和饱和性 B．各向同性是晶体的一个重要特征C．甲醇的沸点比甲硫醇(CH3SH)的低 D．十七烷熔化时破坏了分子间作用力和共价键3．下列对物质性质的解释不合理的是选项性质解释A熔点：晶体硅＞白磷晶体硅属于共价晶体、白磷属于分子晶体B密度：干冰＞冰的分子量大于的，干冰中分子采取密堆积排列，冰中分子采取非密堆积排列C酸性：电负性：D氧化性：键能：A．A B．B C．C D．D4．含有非极性键的离子化合物是A． B． C． D．NaOH5．为乙二胺四乙酸，易与金属离子形成配合物。为与形成。下列叙述正确的是A．b含有分子内氢键 B．b中的配位数为C．a和b中的原子均为杂化 D．b含有共价键、离子键和配位键6．下列说法不正确的是A．的中心原子为杂化，呈平面三角形B．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越大，稳定性也越强C．干冰晶体中，每个分子周围距离最近且相等的分子共有12个D．基态碳原子核外有三种能量不同的电子7．我国科技自立自强，近年来取得了重大进展。下列有关科技成果的说法不正确的是A．“异域深海，宝藏无穷”——自主开采的可燃冰燃烧时，向环境释放热量B．“科技冬奥，温暖护航”——与发热服饰材料中的石墨烯互为同位素C．“高产水稻，喜获丰收”——高产水稻的DNA具有双螺旋结构D．“浩渺太空，无限征途”——月壤中磷酸盐矿物的晶体结构可用X射线衍射仪测定8．丁二酮肟镍是丁二酮肟在氨性溶液(pH=8~9)中与Ni2+发生反应生成的沉淀，该反应常用作实验室中检验镍离子。其结构如图所示，下列对该物质的分析与判断中，正确的是A．该物质中Ni2+具有空轨道，是配合物的配体B．该物质中氧原子的杂化类型为sp杂化C．该物质中氮原子的杂化类型为sp2杂化D．该物质中的C、N、O均存在孤电子对9．下列有关说法正确的是A．属于元素周期表中的区元素B．硒、硅分别与氢元素形成的简单氢化物的分子构型均为正四面体形C．在晶体(图1)中，与最接近且距离相等的形成正四面体D．某水合金属离子的模型如图2所示，则1个该水合金属离子中含有4个配位键10．锶(38Sr)是碱土金属(ⅡA)元素。氯化锶(SrCl2)是最常见的锶盐。SrCl2可用于制造红色烟火，常由SrCO3与盐酸反应制备。下列说法正确的是A．Sr属于s区元素，基态Sr原子没有d电子B．Sr的焰色反应是电子从低能级向高能级跃迁吸收部分光的缘故C．与同主族相邻的元素相比，Sr的第一电离能更大D．SrCl2的熔点比CaCl2的熔点低11．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．124gP4中共价键数目为4NAB．32gS8中的共价键数目为NAC．18g冰中含4NA氢键D．60gSiO2中的共价键数目为2NA12．在研究晶体结构的时候，通常可以用“切割法”来计算一个晶胞中实际拥有的微粒数，从而确定其化学式。现有四种晶体的结构模型如图所示，其中化学式不属于AB型的是A． B．C． D．13．设表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中不正确的A．含16g氧原子的二氧化硅晶体中含有的键数目为B．1mol冰中氢键的个数为C．向中加入足量溶液，可以得到沉淀D．12g石墨烯(单层石墨)中含有的六元环数为个14．下图为几种物质晶体或晶胞结构示意图。下列说法不正确的是A．1mol冰晶体中含有2mol氢键B．碘晶体属于分子晶体，每个碘晶胞中实际占有4个碘分子C．金刚石、MgO、碘单质熔点：金刚石>碘单质>MgOD．MgO晶胞中b坐标参数为(1，1，0)，则c坐标参数为(，1，1)15．下列属于分子晶体的化合物是A．CO2 B．石墨 C．石英(SiO2) D．金刚石二、非选择题16．在市场上，我们会发现一种叫做“热袋”的商品(如图)。用手指搓捻塑料袋中的金属小圆片，袋中的液体会变成晶体，同时放热；待冷却后，袋中的液体全变成了晶体，把热袋放在沸水中煮几分钟，袋中的晶体又变成液体；取出热袋，待冷却后再搓捻金属小圆片，袋中的液体又变成晶体，同时放热。请查阅资料回答问题：热袋里装的是什么？___________它为什么会放热？___________17．如图所示，线交点处和体心处的圆圈为晶体中或所处的位置。(1)请将其中代表的圆圈涂灰(不必考虑体积大小)，以完成的晶胞示意图______。(2)该晶胞中，在每个的周围与它最接近且距离相等的共有______个。(3)在晶胞中的个数为______，即______(填计算式)。18．配位化合物广泛应用于日常生活、工业生产及科研中。例如Ni2+与丁二酮肟生成鲜红色的丁二酮肟镍沉淀，该反应可用于检验Ni2+。已知：有的配体只含一个配位原子，只能提供一对孤对电子与中心原子形成配位键，这种配体被称为单齿配体，能提供两个及以上的配位原子的配体被称为多齿配体，多齿配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。回答下列问题：(1)丁二酮肟镍是否属于螯合物_____(填“是”或“否”)，其配位数为_____，含有化学键的类型有_____。a．氢键b．配位键c．极性键d．非极性键(2)实验室常用邻二氮菲()检验Fe2+，生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子，选择pH范围为2～9的原因是_____。(3)绝大部分过渡金属都能与CO分子形成稳定的羰基配合物，且配位键的形成可使金属价层电子满足18电子规律，即中心原子的价电子数+配体提供的总电子数=18，则Fe(CO)x中Fe的配位数x的数值为_____。(4)Cr3+配位能力很强，极易形成配位数为6的八面体结构，例如CrCl3∙6H2O就有3种水合异构体，其中一种结构取1mol与足量的AgNO3溶液反应，生成2mol白色沉淀，则该配合物的化学式为_____。(5)[Ni(NH3)4]2+具有对称的空间构型，[Ni(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，中心离子Ni2+的杂化方式可能为_____。a．sp3b．dsp2c．sp2d．sp(6)物质在外磁场的作用下会发生磁化现象，在磁场中物质的磁性可分为顺磁性、反磁性和铁磁性，中心离子或原子上含有未成对电子的物质具有顺磁性，下列配离子中具有顺磁性的是_____。A．[Cr(OH)4]－ B．[Cu(CN)4]3− C．[ZnCl4]2− D．[Fe(CN)6]4−19．判断下列晶体类型。(填分子晶体、离子晶体、原子晶体或者金属晶体)(1)SiI4：熔点为120.5℃，沸点为271.5℃，易水解，为___________。(2)硼：熔点为2300℃，沸点为2550℃，硬度大，为___________。(3)硒：熔点为217℃，沸点为685℃，溶于氯仿，为___________。(4)锑：熔点为630.74℃，沸点为1750℃，可导电，为___________。20．四氢铝钠(NaAlH4)是有机合成中重要的还原剂，晶胞结构如图3所示。已知NA为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为_______(用含a、NA的代数式表示)g·cm-3。21．镧()、硼、钴及铟等形成的晶体用途非常广泛。回答下列问题：(1)镧是一种稀土元素，稀土元素共有_____种。(2)下列原子的电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为____、____。(填标号)(3)钴位于元素周期表第_______周期_______族。(4)由与形成的化合物其晶胞结构如图(a)所示，由镧构成的晶体八面体空隙由六个硼原子构成的正八面体占据，该化合物的化学式为_______。(5)由，及形成的合金的晶胞如图(b)所示，该晶胞中有______个原子(均位于面上)，晶胞为长方体，底边边长均为，高为，则该合金的密度为_______(填表达式)。22．已知：A、B、C、D、E、F、G七种元素的核电荷数依次增大，属于元素周期表中前四周期的元素．其中A原子在基态时p轨道半充满且电负性是同族元素中最大的；D、E原子核外的M层中均有两个未成对电子；G原子核外价电子数与B相同，其余各层均充满．B、E两元素组成化合物B2E的晶体为离子晶体．C、F的原子均有三个能层，C原子的第一至第四电离能（kJ·mol﹣1）分别为578、1817、2745、11575；C与F能形成原子数目比为1：3、熔点为190℃的化合物Q．（1）B的单质晶体为体心立方堆积模型，其配位数为_____；E元素的最高价氧化物分子的立体构型是______．F元素原子的价电子排布图是_____，G的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为_____．（2）试比较B、D分别与F形成的化合物的熔点高低并说明理由__________．（3）A、G形成某种化合物的晶胞结构如图所示．若阿伏伽德罗常数为NA，该化合物晶体的密度为ag·cm﹣3，其晶胞的边长为_____cm．（4）在1.01×105Pa、T1℃时，气体摩尔体积为53.4L·mol﹣1，实验测得Q的气态密度为5.00g·L﹣1，则此时Q的组成为__________．【参考答案】一、选择题1．A解析：A．二氧化碳的中心原子C原子形成2对成键电子对，孤电子对数为，故其空间构型为直线形，故A错误；B．水分子的中心原子O原子形成2对成键电子对，孤电子对数为，价层电子对数为4，故其空间构型为角形，其结构式：，故B正确；C．中氯离子和铵根离子之间形成离子键，铵根中N原子与H原子形成共价键，故C正确；D．固体是由钠离子和氯离子通过离子键构成的离子晶体，故D正确；故选A。2．A解析：A．氢键具有方向性和饱和性，方向性使分子之间能够按照一定的方向形成相互作用，饱和性能够限制分子之间氢键的数量，控制分子之间的距离和角度，故A正确；B．各向异性是晶体的一个重要特征，故B错误；C．甲醇能形成分子间氢键，甲硫醇不能形成分子间氢键，所以甲醇的分子间作用力强于甲硫醇，沸点高于甲硫醇，故C错误；D．十七烷为分子晶体，熔化时只破坏了分子间作用力，不破坏共价键，故D错误；故选A。3．D解析：A．晶体硅属于共价晶体、白磷属于分子晶体，共价晶体熔点远大于分子晶体，解释合理，故A不符合题意；B．的相对分子质量大于，且干冰中分子采取密堆积排列，而冰中水分子存在氢键导致水分子采取非密堆积排列，导致密度：干冰＞冰，解释合理，故B不符合题意；C．电负性F>Cl，则吸电子能力F>Cl，吸电子能力增强导致羧基中氢更容易被电离出来，导致酸性增强，故酸性，解释合理，故C不符合题意；D．原子半径溴小于碘，溴溴键键长小于碘碘键键长，故键能，解释不合理，故D符合题意；故选D。4．A解析：A．中Na+与之间形成离子键，内部两个O原子间形成非极性共价键，A符合题意；B．过氧化氢为共价化合物，没有离子键，B不符合题意；C．为离子化合物，只存在Ba2+与Cl-间的离子键，C不符合题意；D．氢氧化钠为离子化合物，氢氧根离子中存在O-H极性共价键，D不符合题意；故选A。5．C解析：A．b中N原子、O原子均未与H形成氢键，b中没有分子内氢键，A错误；B．b为配离子，钙离子与N、O原子之间形成配位键，b中Ca2+的配位数为6，B错误；C．a中N原子形成3条共价键，同时存在一对孤电子对，为sp3杂化，b中N原子形成4条键，为sp3杂化，C正确；D．b中含有共价键、配位键，但是没有离子键，D错误；故答案选C。6．A解析：A．SO的中心原子价层电子对数为3+(6+2-32)=3+1=4，采取sp3杂化，A错误；B．非金属简单氢化物的稳定性与非金属性有关，非金属性越强，共价键极性越大，稳定性也越强，B正确；C．干冰为固态CO2，符合分子的密堆积，每个分子周围距离最近且相等的分子共有12个，C正确；D．基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2，有三个能级，每个能级对应一种能量的电子，所以核外有三种能量不同的电子，D正确；答案选A。7．B解析：A．自主开采的可燃冰燃烧时，是化学能转变为热能，向环境释放热量，故A正确；B．与发热服饰材料中的石墨烯是碳的不同单质，两者互为同素异形体，故B错误；C．高产水稻的DNA具有双螺旋结构，含有氢键，故C正确；D．晶体与非晶体可以用X射线衍射区别，测定月壤中磷酸盐矿物的晶体结构可用X射线衍射仪测定，故D正确。综上所述，答案为B。8．C解析：A．由丁二酮肟镍结构可知，Ni2+提供空轨道，氮原子有孤电子对，二者形成配位键，故A错误；B．氧有2个σ键，2个孤电子对，价电子对数为4，属于sp3杂化，故B错误；C．该结构中氮原子形成1个双键和一个单键，还有1个孤电子对，所以氮原子价层电子对数为3，为sp2杂化，故C正确；D．由丁二酮肟镍结构可知，碳原子都形成4对共价键，不存在孤电子对，故D错误；故选C。9．D解析：A．是22号元素，价电子排布式为3d24s2，属于元素周期表中的d区元素，A错误；B．硒、硅分别与氢元素形成的简单氢化物即H2Se，SiH4，分子构型分别为V形和正四面体形，B错误；C．在晶体(图1)中，与最接近且距离相等的形成正八面体，C错误；D．由图可知，每个水分子与金属离子各形成一个配位键，故某水合金属离子的模型如图2所示，则1个该水合金属离子中含有4个配位键，D正确；故答案为：D。10．D解析：A．基态Sr原子位于元素周期表中第五周期第ⅡA族，Sr属于s区元素，有d电子，故A错误；B．Sr的焰色反应是电子从高能级向低能级跃迁的缘故，故B错误；C．与同主族相邻的元素相比，Sr的第一电离能更小，故C错误；D．SrCl2的晶格能比CaCl2的熔点小，SrCl2的熔点比CaCl2的熔点低，故D正确；故选D。11．B解析：A．白磷分子中含有6个共价键，124gP4为1mol，所以共价键数目为6NA，A错误；B．一个S8分子中含有8个共价键，所以32gS8中的共价键数目为NA，B正确；C．平均一个水分子形成2个氢键，所以18g冰中含2NA氢键，C错误；D．一个硅原子形成4个硅氧键，所以60gSiO2中的共价键数目为4NA，D错误；故选B。12．C解析：A．晶胞中A位于顶点，晶胞平均含有A为8×=1，B位于晶胞的体心，含有1个，则化学式为AB，故A不符合题意；B．A、B均位于晶胞的顶点，各占4×=，化学式为AB，故B不符合题意；C．晶胞中A位于顶点，晶胞平均含有A为8×=1，B位于晶胞的棱心，含有B为12×=3，化学式不属AB型，故C符合题意；D．A位于晶胞的顶点和面心，共有8×+6×=4，B位于晶胞的棱和体心，共有12×+1=4，化学式为AB，故D不符合题意。故选：C。13．D解析：A．16g氧原子的物质的量为1mol，1个氧原子形成2个共价键，含16g氧原子的二氧化硅晶体中含有的键数目为，故A正确；B．冰晶体中，每个水分子与周围4个水分子形成4个氢键，根据均摊原则，每个水分子形成2个氢键，1mol冰中氢键的个数为，故B正确；C．向中加入足量溶液，外界的氯离子能电离，所以可以得到沉淀，故C正确；D．12g石墨烯(单层石墨)中碳原子的物质的量是1mol，根据均摊原则，每个六元环占用2个碳原子，所以含有的六元环数为0.5个，故D错误；选D。14．C解析：A．冰晶体是分子晶体；根据图中可得，每个H2O分子的2个H原子和另外2个H2O分子的O原子之间共形成2个氢键、该水分子内的氧原子与另2个水分子中的1个氢原子形成氢键，则按均摊法可知，1个水分子平均形成2个氢键，则1mol冰晶体中含有2mol氢键，A正确；B．用均摊法可知平均每个晶胞中含有的碘分子分数为：8+6=4（个），B正确；C．金刚石是原子晶体，MgO是离子晶体，碘单质是分子晶体；原子晶体的熔点一般高于离子晶体，离子晶体的熔点远高于分子晶体，故熔点：金刚石＞MgO＞碘单质，C错误；D．若MgO晶胞中b坐标参数为(1，1，0)，根据MgO的晶胞结构以及坐标系，可以判断初c坐标参数为(，1，1)，D正确；故选C。15．A解析：A．CO2属于分子晶体；B．石墨属于混合晶体；C．石英属于原子晶体；D．金刚石属于原子晶体；故选A。二、非选择题16．过饱和醋酸钠溶液用手指搓捻塑料袋中的金属小圆片，以引发醋酸钠结晶，金属片一旦引发少量醋酸钠结晶，会使得过饱和醋酸钠水溶液中的醋酸钠立刻快速结晶而析出，醋酸钠结晶析出时会放热，使热袋发热解析：热袋中装的是过饱和的醋酸钠溶液；此热袋的原理为：使用时仅需轻压热敷袋内的金属片以引发醋酸钠结晶而放热，金属片一旦引发少量醋酸钠结晶，则最初生成的醋酸钠晶体会使得过饱和醋酸钠水溶液中的醋酸钠立刻快速结晶而析出形成无色固体，醋酸钠结晶析出时会放热，使热袋发热；再生时，将固化后的热敷袋置入热水中加热，使已析出的醋酸钠晶体再溶解形成过饱和醋酸钠溶液，如此可以反复使用，故答案为：过饱和醋酸钠溶液；用手指搓捻塑料袋中的金属小圆片，以引发醋酸钠结晶，金属片一旦引发少量醋酸钠结晶，会使得过饱和醋酸钠水溶液中的醋酸钠立刻快速结晶而析出，醋酸钠结晶析出时会放热，使热袋发热。17．1解析：(1)在晶胞中，半径大于，位于体心，故答案为：；(2)与最接近且距离相等的共有6个，故答案为：6；(3)根据离子晶体的晶胞示意图求阴、阳离子个数的用的方法是均摊法，由此可知，在晶胞中，含的个数为，故答案为：1；。18．(1)是4bcd(2)pH过小，邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键；pH过大时，Fe2+与OH－形成沉淀(3)5(4)[Cr(H2O)5Cl]Cl2∙H2O(5)b(6)AD解析：（1）根据螯合物的定义分析丁二酮肟有两个氮和两个氧的配位原子，丁二酮肟与镍离子通过螯合配位成环，因此丁二酮肟镍是属于螯合物，其配位数为4，含有化学键的类型有配位键、极性键、非极性键，而氢键不属于化学键；故答案为：是；4；bcd。（2）实验室常用邻二氮菲()检验Fe2+，生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子，选择pH范围为2～9的原因是pH过小，邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键；pH过大时，Fe2+与OH－形成沉淀；故答案为：pH过小，邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键；pH过大时，Fe2+与OH－形成沉淀。（3）铁的价层电子为8，根据中心原子的价电子数+配体提供的总电子数=18得到Fe(CO)x中8+2x=18，则x=5即Fe的配位数x的数值为5；故答案为：5。（4）CrCl3∙6H2O水合异构体中一种结构是取1mol与足量的AgNO3溶液反应，生成2mol白色沉淀，说明该物质1mol能电离出2mol氯离子即1个CrCl3∙6H2O有2个氯离子属于外界，还有一个氯离子和五个水属于内界形成配位数为6，则该配合物的化学式为[Cr(H2O)5Cl]Cl2∙H2O；故答案为：[Cr(H2O)5Cl]Cl2∙H2O。（5）[Ni(NH3)4]2+具有对称的空间构型，说明Ni2+杂化后有四个空轨道，说明不是sp2杂化或sp杂化，[Ni(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，从而说明[Ni(NH3)4]2+不是正四面体结构，则不可能为sp3杂化，因此中心离子Ni2+的杂化方式可能为dsp2杂化；故答案为：b。（6）中心离子或原子上含有未成对电子的物质具有顺磁性：A．[Cr(OH)4]－中Cr为+5价，则Cr5+价层电子排布式为3d1，有1个未成对电子，故A符合题意；B．[Cu(CN)4]3−中Cu+、CN－都没有未成对电子，故B不符合题意；C．[ZnCl4]2−中Zn2+、Cl－都没有未成对电子，故C不符合题意；D．[Fe(CN)6]4−中Fe2+价层电子排布式为3d6，有4个未成对电子，故D符合题意；综上所述，答案为：AD。19．分子晶体原子晶体分子晶体金属晶体解析：(1)SiI4为低熔点化合物，易水解，为分子晶体。(2)硼熔点高，硬度大，为原子晶体。(3)硒熔点低，溶于氯仿，为分子晶体。(4)锑熔点较高，为金属晶体。20．解析：由晶胞结构可知，位于体心、顶点和面上的四氢合铝酸根离子的个数为1+8×+4×=4，位于棱上、面上的钠离子个数为4×+6×=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(a×10-7)2×2a×10-7×d，解得d=。21．ac四VIIILaB65解析：(1)镧是一种稀土元素，镧系有15种元素，加上与之密切相关的两种元素钪和钇，共有17种，即稀土元素共有17种；(2)一般来讲，离核越近的电子能量越低，随着电子层数的增加，电子的能量越来越大，同一层中，能量是按照s、p、d、f的次序增加；a中为基态B原子，能量最低；b中2s能级电子吸收能量变为2p能级电子，能量较高；c中1s能级电子吸收能量变为2p能级电子，能量比b高；d中1s、2s能级电子吸收能量变为2p能级电子，能量小于c；结合以上分析可知，能量最低和最高的分别为a和c；(3)钴原子核电荷数为27，核外电子排布为：1s22s22p63s23p64s23d7，钴位于元素周期表第四周期，VIII族；(4)位于体心，个数为1；位于棱上，每条棱上有2个B，12条棱有2×12=24个；棱上均摊为，所以晶胞中含有B原子数目为24×=6；所以与原子个数之比为1:6，化学式为LaB6；(5)镧原子位于定点位置，个数为8×=1；钴原子位于棱上位置，个数为4×=1，原子位于面上，个数为8×+2×=5，据此可知该晶胞中有5个原子；所以该晶体的化学式为LaCoIn5，其相对分子质量为773，1个晶胞质量为g，晶胞的体积为：a2ccm3，合金的密度为=。22．平面三角形[Cu(NH3)4]2+NaCl的熔点高于SiCl4，因为NaCl是离子晶体，SiCl4是分子晶