苏教版高中化学选择性必修2 第三章 晶体结构与性质 测评【原卷+答案】

第三章测评

可能用到的相对原子质量H1O16F19C135.5Co59Zn65Ag108

一、选择题（本题包括144、题，每题3分，共42分，每小题只有一个选项符合题意）

L关于晶体，下列有关叙述不正确的是（）

A.利用超分子的分子识别特征，可以分离C60和C70

B.晶体内部离子在微观空间呈周期性有序排列,使晶体具有各向异性

C.可通过X射线衍射实验区分晶体和准晶体

D.“硅回炭黑晶体管”为一种新型材料，硅、炭黑均属于晶体

2.下列关于晶体的说法正确的是（）

A.晶体中只要有阳离子，就一定有阴离子

B.晶体中只要有阴离子，就一定有阳离子

C.有金属光泽的晶体，一定是金属晶体

D.根据晶体能否导电，可以判断晶体是否属于金属晶体

3.二茂铁KGHSFe］的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机

金属化合物研究的新领域。已知二茂铁的熔点是173°C（在100°C以上能升华），沸点是

249℃,不溶于水，易溶于苯、乙隧等有机溶剂。下列说法不正确的是（）

A.二茂铁属于分子晶体

B.在二茂铁中,C5Hg与Fe，之间形成的化学键类型是离子键

C—C4

C.已知环戊二烯的结构式为H/3、H，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化

D.CsHg中一定含有几键

4.下列说法正确的是（）

A.在晶体中有阳离子不一定有阴离子

B.硫单质熔点高于白磷的原因是S-S键能大于P—P键能

C.离子晶体中可能存在共分键，而分子晶体中肯定存在共价键

D.对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点一定越高

5.利用超分子可分离C60和C70o将CQC70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进

行分离的流程如图。下列说法错误的是（）

杯酚

A.第一电离能:CvO

B.杯酚分子中存在大九键

C.杯酚与Coo形成氢键

D.C60与金刚石晶体类型不同

6.下列关于物质聚集状态和晶体的叙述错误的是（）

A.超分子这种分子聚集体有的是有限的，有的是无限伸展的

B.非晶体基本构成微粒的徘列相对无序

C.液晶内部分子的长轴取向-一致,使液晶具有各向异性

D.纳米材料具有不同于大块晶体的特性，主要原因是纳米材料不再是晶体

7.下列判断正确的是（）

A.因为共价犍有饱和性和方向性,所以共价晶体不遵循“紧密堆积”原理

B.稳定性按HF、HCKHBr,HI逐渐减弱,根本原因是分子间作用力逐渐减小

C.晶体中一定存在化学键，金属晶体熔点一定很高

D.固体SiCh一定是晶体

8.下列说法正确的是（）

A.熔点:金刚石>晶体硅〉碳化硅

B.熔点:邻羟基苯甲醛,对羟基苯甲醛

C.电负性:NavP<Cl

D.熔、沸点:HFvHCkHBKHI

9.根据表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是（）

tr

品金HH

物质AICI.SiCh体刚伟

硼石

出亡231

190-60

℃汕什55()411)

沸点242

18357

,C55()827

A.SiCLi是分子晶体

B.晶体硼是共价晶体

C.A1C13是分子晶体，加热能升华

D.金刚石中的C—C比晶体硅中的Si—Si弱

10.硼酸（H3BO3）是一种片层状结构的白色晶体,层内的H3BO3分子之间通过氢键相连（层状结

构如图所示，图中“虚线”表示氢键）。下列有关说法正确的是（）

A.含1molH3BO3的晶体中有6mol氢键

B.分子中硼原子、氧原子最外层均为8电子的稳定结构

C.硼酸晶体属于共价晶体

D.H3BO3分子的稳定性与氢键无关

U.Fe3+的配位化合物较稳定且应用广泛。Fe3+可与H2O.SCN\F等配体形成溶液呈浅紫色

的［Fe（H2O）6］3+、红色的［Fc（SCN）/、无色的［FeF^一等配离子。某同学按如下步骤完成实验:

Fe(N0,)3•9HzO(s)也溶液［至口怖讯叫溶液1n

(黄色)(红色)(无色)

已知:向Co2-的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的［Co(SCN)4p；C02+不能与F形成配离子。

下列说法正确的是()

A.Fe的第四电离能(〃)小于第三电离能S)

B.向溶液I中滴加少量NaOH溶液,溶液逐渐变为浅紫色

C.配离子［Fe(H9)6］3+中H—O—H的键角与H20分子中H—0—H的键角相等

D.可用NaF和KSCN溶液检验FeCh溶液中是否含有Co2+

12.下列说法不正确的是()

A.NaOH在熔融状态下离子键被削弱，形成自由移动的离子，具有导电性

B.足球烯(C60)的沸点可达500℃左右,故足球烯为分子晶体

C.干冰和NaCl晶体转变为液态时,所克服的作用力相同

D.NH.的熔、沸点较PH3高,主要是因为氨分子间可以形成氢键

13.钙钛矿是以俄罗斯矿物学家Perovski的名字命名的，最初单指钛酸钙这种矿物［如图(a)］,此

后，把结构与之类似的晶体(化学式形式与钛酸钙相同)统称为钙钛矿物质。某钙钛矿型太阳能

光伏电池的有机半导材料的结构如图(b)所示，其中A为CFhNH，另两种离子为1-和Pb2\

下列说法错误的是()

A.钛酸钙的化学式为CaTiO3

B.图(b)中,X为r

C.CHsNH］中含有配位键

D.图(a)的晶胞中与每个Ca?,紧邻的O2W6个

14.铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示。铁原了•位于顶角和面心的位置,镁原子

位于将晶胞平分为8个立方单位的体心位置。下列说法不正确的是()

A.Fe原子的配位数为8

B.a位置原子的分数坐标为(0.25,0.75,0.75)

C.Fe原子与镁原子间最短距离为胃〃nm

4

D.晶体储氢时Hz在晶胞的体心和棱的中心位置。若储氢后化学式为FcMgzH,则储氢率为

100%

二、非选择题(本题包括4个小题，共58分)

15.(14分)钛、铭、铁、银、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。

(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。

①Ti的基态原子价层电子排布式为

②Fe的基态原子共有种不同能级的电子。

=

(2)制备CrO2cL的反应为K2Cr2O7+3CCl4~2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2To

①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是(用元素

符号表示)。

②COCb分子中所有原子均满足8电子构型,COCk分子中。键和冗键的个数比为＜.

(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相似，其中Ni?+和Fe?+的离子半径分别为

6.9X102nm和7.8x1O-2则熔点:NiO(填“＞皿＜”或“=”)FeO。

(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点。该合

金的晶胞结构如图所示。

①该晶体的化学式为

②已知该晶胞的摩尔质量为Mg.mo吐密度为dg©]/。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶

胞的体积是cn?〔用含M、乩NA的代数式表示)。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已如:『511

pm,c=397pm;标准状况下氢气的密度为8.98xl()5g©]/；储氢能力二的密度若忽

略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为

16.(13分)元素的单质有多种形式，下图依次是C6。、石墨和金刚石的结构图:

回答下列问题：

(I)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为。

(2)。)属于晶体，石墨属于晶体。

(3)石墨晶体中，层内C—C的键长为142pm,而金刚石中C—C的键长为154pm。其原因是金

刚石中只存在C-C间的(填“。'域",下同)键,而石墨层内的C-C间不仅存在

键，还有键。

(4)金刚石晶胞含有个碳原子。

17.(15分)元素周期表中第四周期的某些过渡元素(如V、Zn、C。等)在生产、生活中有着广

泛的应用。

⑴钢(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。

①基态机原子的价层电子排布式为o

②V2O5的结构式如图所示，则V2O5分子中。键和7T键数目之比为o

\/\

OO

⑵Co(NH3)5C13是钻的一种配合物，中心离子的配位数为6,向10()mL0.2molL/该配合物的

溶液中加入足量AgNCh溶液，生成5.74g白色沉淀。

①NO§的空间结构为。

②则该配合物中配离子的离子符号为,

(3)ZnF2是生成良好的光学基质材料KZnF3的原料,ZnF?、KZnFs两种晶体的晶胞结构分别如

图所示：

KZnFa晶胞ZnFz招胞

①已知:ZnF2的熔点为872℃,ZnCL的熔点为275C,ZnB「2的熔点为394℃,ZnB「2的熔点高

于ZnCb的原因为—

@KZnF3晶体(晶胞顶角为K+)中，与Z/+最近且等距离的F数为。

③若NA表示阿伏加德罗常数的值，则ZnF?晶体的密度为g・cnf3(用含〃、°、N、

的代数式表示)。

18.(16分)按要求回答下列问题：

(1)黄铜是人类最早使月的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第二电离能/2(Zn)

(填，喊"v")/2(Cu)。

(2)氯化铭酰(CrO2c12)的熔点为-96.5℃,沸点为117C,同态氯化钠酰属于晶

体。制备CrO2ck的同时生成光气(COCb),COC12中所有原子都达到了8电子稳定结构,COQ?

分子的空间结构为。

(3)直链的多磷酸盐是一种复杂磷酸盐，如:焦磷酸钠(Na4P2。7)、三磷酸钠(NasP,Q⑹等。焦磷

酸根离子、三磷酸根离子如图1所示，则这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为

(用n代表P原子数)。

JXT磷章子

焦磷酸根离子三磷酸根离子

图1

(4)某四方晶系的晶胞如图2所示，晶胞参数。pm、c="pm,晶胞棱边夹角均为90,。

图2

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。

如该晶胞中2号Cu原子(0„),3号In原子(0„),4号Se原子(强点。则1号Se原子的坐

标为O

②2号Cu原子与4号Se原子之间的距离为pm（用x表示）。

第三章测评

1.D解析炭黑属于非晶体,D不正确。

2.B解析金属晶体中，有金属阳离子而没有阴离子;根据电荷守恒，晶体中只要有阴

离子，就一定有阳离子;有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如晶体碘、晶体硅;能导电的

晶体不一■定是金属晶体，如石墨0

3.B解析根据二茂铁的物理性质，如熔点低、易升华、易溶于有机溶剂等,可知二

茂铁为分子晶体,A正确;CsHg与Fe?+之间形成化学键时，碳原子提供孤电子对,Fe?+提供空

轨道，二者形成配位键,配位键属于共价键,B错误;由图可知，只有1号碳原子形成4个0

共价键，无孤电子对，杂化类型为sp3杂化;2、3、4、5号碳原子有3个o键,无孤电子对,

杂化类型为sp?杂化，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化,C正确;C5H5中碳原子没有达到饱

和，故存在碳碳双键,而碳碳,双键中含有一个a键、一个兀键,D正确。

4.A解析晶体中含有阳离子不一定含有阴离子，如金属晶体中含有阳离子和自由

电子，没有阴离子，故A正确;硫单质和白磷都属于分子晶体,硫单质熔点高于白磷是由于

硫分子之间的范德华力大，和键能无关，故B错误;分子晶体中不一定存在共价键,如稀有

气体在固态时是分子晶体，属于单原子分子,不存在共价键，故C错误;对于组成和结构相

似的分子晶体，不一定是相对分子质量越大，熔、沸点越高，氢键的存在影响物质的熔、沸

点、,如II2O和H2s是组成和结构相似的分子晶体,112S的相对分子质量大，但是由于HQ分

子之间存在氢键,比0的熔、沸点高于H2S,故D错误。

5.C6,D

7.A解析稳定性按HF、HC1、HBr、HI逐渐减弱是因为共价键的键能逐渐减小,B

错误。晶体中可能不含有化学键，如稀有气体形成的晶体;金属晶体的熔点不一定很高，金

属晶体的熔点有的很高，如鸩，有的很低,如常温下呈液态的汞C错误。自然界中存在的无

定形SiO2不是晶体,D错误。

8.C解析A.三者都为共价晶体,原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高，因此

熔点:金刚石,碳化硅>晶体硅;B.由于对羟基苯甲醛含有分子间氢键,邻羟基苯甲醛含有

分子内氢键，分子间氢键使得熔点升高，因此熔点:对羟暮茶甲酹〉邻羟基笨甲酹;C.一般来

说，同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,因此电负性:Na<P<Cl;D.HF含有分子间氢

键，分子间氢键使得熔点升高，因此熔、沸点:HCI<HF,HC1、HBr、HI三者结构和组成相似,

相对分子质量越大,范德华力越大，熔、沸点越高。

9.D解析由题表中数据可知,SiCLi的熔、沸点较低,属于分子晶体，故A正确;晶体

硼的熔、沸点很高，所以晶体硼是共价晶体，故B正确油题表中数据可知AlCb的熔点比

沸点高，所以A1C13加热能升华，故C正确;C原子半径小于Si的原子半径，金刚石中的CY

键长比晶体硅中的Si—Si键长短，键能大,C—C比Si—Si强，故D错误。

10.D解析A项，含1molH3BO3的晶体中有3moi氢键;B项,硼原子的最外层不是

8电子的稳定结构;C项，硼酸晶体属于分子晶体。

11.D解析Fe的原子序数为26,核外电子排布式为［Ar］3d64sL失去3个电子后形成

三价铁离子，核外电子排布式为［Ar］3dId就道处于半充满结构，能量低、稳定,失去电子难,

所以Fe的第四电,离能(⑷远大于第三位离能(㈤,故A错误;向溶液I中滴加少量NaOH溶

液，会生成氢氧化铁沉淀，溶液黄色变浅，故B错误;配黑子［Fe(H2O)6『+中氧原子的成键电

子对数为3,孤电子对数为1,H2O中氧原子的成键电子对数为2,孤电子对数为2,则二者的

键角不相等，故C错误;可用NaF和KSCN溶液检脸FcCI3溶液中是否含有Co?。具体操作

为向溶液中加入NaF使铁离子转化为无色的［FeF/,再加入KSCN溶液,若含有Co2+,K'J

生成蓝色的［Co(SCN)4产.，故D正确。

12.C解析NaOH在熔融状态下离子键被削弱，形成自由移动的离子,具有导电性,A

项正确;足球饰为分子晶体.B项正确;干冰为固态二我化碳，转化为液态时需要克服范德

华力，而NaCI晶体变为液态，需要克服离子键,C项错误;NH3和PH.、均为分子晶体,NH3的

熔、沸点较P%高的原因是NH3分子间可以形成氢键,D项正确。

13.D解析由图(a)可知，钛酸钙的晶胞中Ca2+位于8个顶角、O?一位于6个面心、1V+

位于体心，根据“均摊法''可以确定Ca2+、02\Ti"的数目分别为1、3、1,因此其化学式为

CaTiO'A项正确;由图(b)可知,A、B、X分别位于晶胞的顶角、体心、面心，根据“均摊法”

可以确定其中有1个A、I个B和3个X,根据晶体呈电中性可以确定,CHBNH1和Pb?+

均为1个，有3个1,故X为I,B项正确;类比NHJ■的成键情况可知,CHjNH：中含有H”与

NH2形成的配位键,C项正确;图(a)的晶胞中,Ca?.位于顶角，其与邻近的3个面的面心上

的O?一紧邻，每个顶角参与形成8个晶胞，每个面参与形成2个晶胞，因此，与每个Ca?+紧邻

的-有等=]2个,D项错误。

14.D解析根据晶胞结构示意图可知,距离铁原子最近且相等的镁原子有8个，因此

铁原子的配位数为8,A正确;a位置的原子坐标参数为(0.25,0.75,0.75),B正确;由晶胞图可

知，铁原子与镁原子之间的最短距离为体对前线的"面对角线距离为Vb24-b2nm=V2b

nm,体对角线距离为>/2b2+b2nm=V3Z?nm,则铁原子与镁原子之间的最短距离为

nm,C正确;该晶胞中铁原子数目为：x8+g<6=4,镁原子数目为8,而H?在晶胞的体心和棱的

oL

中心位置，所以当储氢后化学式为FeMg2H2,则储氢率为100%,D错误。

15.答案⑴①3d24s2②7

(2)@O>C1>C②3：1(3)>

(4)①LaN*②号③1237

解析(1)①Ti是22号元素，位于元索周期表中第3周期第IVB族，故Ti的基态原子价

层电子排布式为3d24s2;②Fe是26号元素，原子核外有Is、2s、3s、4s2p^3p>3d共7

个能级。(2)①反应式中非金属元素有三种:0、C、CLCC14中C表现正化合价、C1表现

负化合价，电负性越大，对键合电子吸引力越大，元素相互化合时该元素表现负价，故电负

性:0>C1>C;②COCL分子中有1个C-0和2个C—CI,所以1个COCb分子中。键的数

目为3,兀键的数目为1,个数比为3：1。(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相似,

说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，一般来说，离子所带电荷数

越多,离子半径越小，离子键越强，熔点越高。由于Ni?+的离子半径小于Fe2+的离子半径，所

以熔点是NiO>FeOo(4)①从图中可以看出,La位于平行六面体的顶角,晶胞中La的原子

数为4xN+4x：=]；平行六面体的上、下两个面各有2个Ni原子,四个侧面各有1个Ni原

子，体心还有1个Ni原子，故晶胞中Ni的原子数为gx8+lxl=5;故该晶体的化学式为LaNi$。

②一个晶胞的质量g,根据V二竺,晶胞的体积为cm'。③LaNis合金储氢后的密

NAPN<d

度p片=----23---------------：--------历gcnr3^o.1111g-cm'3,由定义式:储氢能

V6.02xl023x(511xl0lo)2xsin60°X397X1010&&

储氢后氢气的密度0.111lgcm-3

，故储氢能力二R237o

标准状况下氢气的密度8.98x105g.em-3

16.答案(1)同素异形体

(2)分子混合型

(3)0G7T

(4)8

解析(1)由同种元素组成的不同单质互称为同素异形体，金刚石、石墨、C60、碳纳米

管等都是碳元素的单质离于同素异形体。(2厅g)的构成微粒是分子，属于分子晶体;石墨

属于混合型晶体。(3)共价单键为。键，金刚石中碳原.子之间只存在o键，石墨中碳原子之

间存在G键和71键。(4)金刚石晶胞中顶角碳原子数为8x：=l,面心碳原子数为6x^=3,体

oL

内碳原子数为4,则共含有8个碳原子。

17.答案⑴①3d34s2②3:2

(2)①平面三角形②[CO(NH3)50]2-

(3)①ZnCL、ZnBn为分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力

增强，熔点升高②6③当噢

解析(I)①机的原子序数为23,核外有23个电子，根据电子排布现则，其电子排布式

为Is22s22P63s23P63dzs2,基态锐原子的价层电子排布式为3d34s2。

②由V2O5的结构式可知，该结构中共含有4个V-0双键,2个V—O单键,1个双键

含有1个a键和1个兀够,单键均为a键，所以V2O5分子中含有6个。键和4个兀键0

键和71键数目之比为6：4=3：2o

(2)①NOg中N原子的价层电子对数=3+四产=3,且不含孤电子对，因此N0&的空间

结构为平面三角形。

②〃(AgCl)=——4g^=0.04mol,〃(配合物)=0.2mol-L-x().lL=0.02mol,根据氯原子守恒

143.5ginol

可知,该配合物外界中含有2个er,内界中含有1个C1原子,所以配离子为[CO(NH3)5C1]2+。

⑶①由熔点数据可知,ZnCL、ZnBr2为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大，分子

间作用力越强，熔点越高，相对分子质量:ZnBr2>Zn02,所以ZnBn熔点高于Z