2026版高中化学人教版选择性必修2《物质结构与性质》周测8物质的聚集状态分子晶体与共价晶体

周测8物质的聚集状态分子晶体与共价晶体一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分，每小题只有一个选项符合题目要求)1.关于同一温度下的液态铜和晶态铜的说法错误的是()A.密度：液态铜<晶态铜B.能量：晶态铜<液态铜C.X射线衍射：晶态铜产生明锐的衍射峰，液态铜不能产生明锐的衍射峰D.固态铜中铜原子处于基态，液态铜中铜原子处于激发态答案D解析晶体原子间间距小于液态，因此晶态密度会更大，A正确；熔化是吸热过程，因此液态铜能量更高，B正确；X射线通过晶体时，会产生分立的斑点或者明锐的衍射峰，X射线通过非晶体看不到分立的斑点或明锐的衍射峰，C正确；基态与激发态是原子中电子能级的状态，与宏观上的固态和液态无关，D错误。2.下列关于晶体的说法中，不正确的是()①晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中原子排列相对无序，无自范性；②晶胞是晶体中最小的“平行六面体”；③呈粉末状的固体物质没有规则的晶体外形，均不属于晶体；④晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列；⑤晶胞是晶体结构的基本单元；⑥晶体尽可能采取紧密堆积的方式，以使其更稳定。A.①②③ B.②③④C.④⑤⑥ D.②③答案D解析晶胞是晶体中最小的重复的“平行六面体”，故②不正确；许多固体粉末虽然用肉眼看不到晶体外形，但通过光学显微镜或电子显微镜可以观察到规则的几何外形，这些固体粉末仍是晶体，故③不正确。3.下列关于晶体的说法正确的是()A.玻璃制成的弹珠具有规则的几何外形，所以玻璃弹珠是晶体B.自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体C.晶胞中任何一个粒子都属于该晶胞D.缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性答案D解析玻璃属于混合物，不是晶体，选项A错误；晶体形成后，其结构呈周期性有序排列，所以即使是粉末，其微观结构也是晶体的有序结构，选项B错误；晶胞的顶角、棱上、面上的粒子均为多个晶胞共用，选项C错误；晶体的自范性能使结构有缺损的晶体在适当的环境中自发地恢复晶体完整，选项D正确。4.下列有关晶胞的叙述，不正确的是()A.晶体中的晶胞不一定都是平行六面体B.晶胞是晶体中基本的结构重复单元C.已知晶胞的结构，可推知晶体的结构D.使用“切割法”计算晶胞的微粒数，处于顶角、棱、面、体心对晶胞的贡献分别为18、14、1答案D解析晶体中的晶胞不一定都是平行六面体，也可能是六方晶胞，A正确；在六方晶胞中，处于顶角的粒子对晶胞的贡献为16，D5.下列六面体可作为晶胞的是()答案A解析晶胞是晶体结构的基本单元，所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数和几何排列(包括取向)是完全相同的，晶胞具有平移性，据此分析。B项，该六面体8个顶角不相同，不属于晶胞；C项，该六面体平行棱不相同，不属于晶胞；D项，该六面体平行面不相同，不属于晶胞。6.晶体结构如图所示(：X，：Y，：Z)，则对应晶体的化学式错误的是()答案B解析结构单元中X数目与Y数目相同，化学式为XY，故A正确；结构单元中X数目为1，Y的数目为8×18=1，化学式为XY，故B错误；结构单元中X数目为1+4×18=1.5，Y数目为4×18=0.5，二者数目之比为1.5∶0.5=3∶1，化学式为X3Y，故C正确；结构单元中X数目为8×18=1，Y数目为6×12=3，Z的数目为1，化学式为XY7.Cu、Ni、Sb组成的金属互化物是重要的合金超导体，其晶胞结构如图所示，若该晶胞的空间几何构型为正方体，其晶胞密度为ρg·cm-3，下列说法正确的是()A.该晶胞中含有8个Cu原子、4个Ni原子、2个Sb原子B.Cu和Ni都位于周期表中ds区C.基态Cu、Ni、Sb原子中未成对电子数目：Cu>Ni>SbD.相邻Cu和Ni的最短距离为123367ρ答案D解析根据均摊原则，该晶胞含有1个Cu、1个Ni、2个Sb，故A错误；Cu位于周期表中ds区，Ni位于周期表中d区，故B错误；基态Cu、Ni、Sb原子中未成对电子数目分别是1、2、3，Sb>Ni>Cu，故C错误；该晶胞含有1个Cu、1个Ni、2个Sb，设晶胞边长为apm，该晶胞ρ=367NA×(a×10-10)3，a=Cu和Ni的最短距离=12a=123367ρ×NA8.分析下表中的有关数据，下列说法错误的是()AlCl3SiCl4晶体硼金刚石晶体硅熔点/℃194-702180>35001410沸点/℃18157365048272355A.SiCl4、AlCl3是分子晶体B.晶体硼是共价晶体C.晶体硅是共价晶体D.金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si弱答案D解析根据表格数据可知，SiCl4、AlCl3的熔、沸点均较低，说明微粒间的作用力十分微弱，由于分子间作用力比化学键弱得多，因此SiCl4、AlCl3都是分子晶体，A正确；晶体硼、硅的熔、沸点高，说明微粒间的作用力很强，属于共价晶体，B、C正确；金刚石、晶体硅的熔、沸点均很高，由于原子半径：C<Si，键长：C—C<Si—Si，键长越长，化学键的键能就越小，故金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si强，D错误。9.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其结构与金刚石类似，磷化硼的晶体结构如图所示。已知：①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标；②设该晶胞的参数为dnm。下列说法正确的是()A.基态磷原子的电子在原子核外的空间运动状态有15种B.该晶体的密度为168NA×d3C.c原子的坐标为(34，14，D.磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为答案C解析基态磷原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，电子空间运动状态个数等于轨道数，故基态磷原子在原子核外的空间运动状态有9种，故A错误；该晶胞中，B的个数为4，P的个数为8×18+6×12=4，该晶体的密度为168NA×d3×1021g·cm-3，故B10.冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(晶胞结构如图所示)类似。下列有关冰晶胞的说法合理的是()A.冰晶胞内水分子间以共价键相结合B.晶体冰与金刚石晶体硬度都很大C.冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键D.氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似答案D解析冰晶胞内水分子间以氢键相结合，A错误；晶体冰为分子晶体，硬度很小，金刚石为共价晶体，硬度很大，B错误；冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，不是σ键，C错误；水分子中氧原子和金刚石中碳原子均为sp3杂化，水分子中氧原子与2个氢原子结合后还有2个孤电子对，可以与另外2个水分子中氢原子形成氢键，故每个水分子与相邻4个水分子形成4个氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似，D正确。11.近年来，科学家合成一系列具有独特化学特性的氢铝化合物(AlH3)n。已知，最简单的氢铝化合物Al2H6的球棍模型如图所示，它的熔点为150℃，燃烧热值极高。下列说法错误的是()A.Al2H6在固态时所形成的晶体是分子晶体B.Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水C.氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料D.氢铝化合物中可能存在组成为AlnH2n+2的一系列物质(n为正整数)答案D解析分子晶体的熔点较低，通过题中信息可知Al2H6的熔点为150℃，结合Al2H6的球棍模型可推出Al2H6为分子晶体，A正确；根据题中信息Al2H6的燃烧热值极高，判断Al2H6能燃烧，Al2H6的组成元素只有Al、H两种，故在空气中燃烧的产物为氧化铝和水，B正确；根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0，在AlnH2n+2中，有(+3)×n+(-1)×(2n+2)=0，则有3n=2n+2，故n=2，进而推出化学式为Al2H6，所以AlnH2n+2不是氢铝化合物的通式，D错误。12.氮化硼中硼原子和氮原子的成键方式不同，会形成多种异构氮化硼晶体，如图所示为六方相氮化硼和立方相氮化硼的晶体结构，其中六方相氮化硼的结构与石墨相似。下列关于氮化硼的说法错误的是()A.六方相氮化硼可用作高强度润滑剂B.六方相氮化硼的熔点较立方相氮化硼的高C.立方相氮化硼的结构与金刚石的相似D.上述两种氮化硼中B的杂化方式不相同答案B解析六方相氮化硼是层状结构，层与层之间可以滑动，可用作高强度润滑剂，故A正确；根据立方相氮化硼的结构图可以判断一个硼原子与最近且距离相等的氮原子构成的空间结构为正四面体，与金刚石相似，故C正确；根据晶体结构可知六方相氮化硼为平面结构，B的杂化方式为sp2杂化，立方相氮化硼的结构为四面体结构，B的杂化方式为sp3杂化，故D正确。13.I2的晶胞结构如图，下列说法错误的是()A.I2晶体中存在共价键和范德华力B.I2的配位数为12C.处于面心的I2分子取向都相同D.处于顶角的I2分子取向都相同答案C解析I2分子间存在范德华力，分子内存在I—I共价键，A正确；I2晶体中I2分子位于顶角与面心，属于分子密堆积，每个I2分子的配位数为12，B正确；面心I2有两种取向，C错误。14.(2024·贵州，8)我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2⁃crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是()A.富勒烯C60是分子晶体B.图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体D.锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3答案C解析富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A正确；由图可知，中心K+周围的Au原子共形成二十面，上、中、下层分别有5、10、5个面，B正确；全金属富勒烯中含有三种元素，不是碳元素的单质，与富勒烯C60不互为同素异形体，C错误；锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，主族序数=价电子数，周期数=电子层数，故其基态原子的价层电子排布式是5s25p3，D正确。二、非选择题(本题共3小题，共44分)15.(12分)第三代永磁体材料——钕铁硼(NdFeB)因其优异的综合磁性能，被广泛应用于计算机、通信信息等高科技产业。(1)新型储氢材料氨硼烷(NH3BH3)常温下以固体形式稳定存在，极易溶于水。①氨硼烷分子中B原子采取____________杂化。

②(2分)氨硼烷晶体中存在的作用力有范德华力、极性键、____________、____________。

(2)氨硼烷受热析氢的过程之一如图甲所示：①NH2BH2的氮硼键键能大于NH3BH3，其原因为____________。

②CDB的结构简式为____________。

③立方氮化硼(BN)晶体的晶胞结构如图乙所示。设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为______________g·cm-3(用含a和NA的最简式表示)。图丙是立方氮化硼晶胞的俯视投影图，请在图中用“”标明B原子的相对位置。

答案(1)①sp3②配位键氢键(2)①NH2BH2分子中N和B之间除了存在σ键还存在π键②③1023NA解析(1)①该分子中存在配位键(N→B)，N、B原子价层电子对数都是4，根据价层电子对互斥模型知，N、B原子杂化类型都是sp3杂化。②B原子和N原子之间存在配位键，N原子和其他分子中的H原子之间形成氢键。(2)③该晶胞中B原子个数为4，N原子个数为8×18+6×12=4，晶胞体积为(a×10-7cm)3，ρ=25×4NA(a×16.(18分)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：(1)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是______________________。

(2)CS2分子中，共价键的类型有______________，C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同空间结构和键合形式的分子或离子：________。

(3)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于________晶体。

(4)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。

答案(1)C有4个价电子且半径小，难以通过得、失电子达到稳定电子结构(2)σ键和π键spCO2、SCN-或COS等(任写两个即可)(3)分子(4)①32②124解析(2)CS2中C为中心原子，采取sp杂化，与CS2具有相同空间结构和键合形式的分子或离子有CO2、SCN-、COS等。(3)Fe(CO)5的熔、沸点较低，符合分子晶体的特点，故其固体为分子晶体。(4)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原子数目为13×6=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，则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C17.(14分)请回答下列问题：(1)5G芯片的主要材质是高纯硅。基态Si原子核外电子的运动状态有________种。

(2)高纯硅制备过程中会有SiHCl3、SiCl4等中间产物生成。沸点：SiHCl3________(填“>”或“<”)SiCl4；

已知电负性：H>Si，SiHCl3充分水解会生成两种酸和一种气体，写出该反应的化学方程式：__________。(3)复兴号高铁车体材质用到Mn、Co等元素。Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]，下列说法错误的是________(填字母)。

A.CH3CN中σ键与π键数目之比为5∶2B.Mn原子的配位数为6C.CH3CN