第3章 晶体结构与性质 素养检测-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2同步课件（人教版2019 新题型版）

化学 选择性必修2 物质结构与性质 RJ 新题型版 1 3 第三章素养检测 刷速度 2 1.[河南周口2024开学考] 下列有关晶体的说法中一定正确的是( ) B ①共价晶体中只存在非极性共价键 ②稀有气体形成的晶体属于共价晶体 ③干冰晶体升华时，分子内共价键会发生断裂 ④金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物 ⑤分子晶体的堆积均为分子密堆积 ⑥离子晶体和金属晶体中均存在阳离子，但金属晶体中却不存在离子键 ⑦金属晶体和离子晶体都能导电 A.①③⑦ B.只有⑥ C.②④⑤⑦ D.⑤⑥ 3 解析 共价晶体中也可能存在极性键，如 为共价晶体，晶体中存在极性共价键，①错误；稀 有气体分子属于单原子分子，形成的晶体属于分子晶体，②错误；干冰属于分子晶体，升华时破 坏的是分子间作用力，不是共价键，③错误；金属元素与非金属元素形成的化合物不一定是离子 化合物，如氯化铝是共价化合物，④错误；分子晶体的堆积方式不一定为分子密堆积，如冰融化 变成水时体积变小，冰晶体中水分子未采取密堆积方式，⑤错误；离子晶体是由阴、阳离子相互 作用而形成的晶体，金属晶体是金属原子之间通过金属键结合而形成的晶体，金属键为金属阳离 子和自由电子之间存在的相互作用，所以两者均含有阳离子，但金属晶体中不存在离子键，⑥正 确；离子晶体中没有自由移动的离子，不能导电，熔融状态下离子键被破坏，有自由移动的离子 能导电，金属晶体中存在自由移动的电子，能导电，⑦错误。答案选B。 4 2. [江西宜春2023高二开学考] 配合物 可用于离子检验，下列说法不正 确的是( ) C A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键 B.配离子为，中心离子为，配位数为6，配位原子有C和 C.该配合物中 键数目为 D.该配合物为离子化合物，易电离，配合物电离得到阴、阳离子共 个 5 【教材变式】本题是教材P100练习与应用第3题的变式题，综合考查了配合物中中心离子的化合 价、配位数，配合物中的化学键数目及配合物的性质。 6 解析 与之间存在离子键，、与 形成配位键，碳氮之间、氮氧 之间存在极性共价键，A正确；配离子中分子、与 共形成6个配位键，配位原子有C和 ，B正确；该配合物中 键数目为 ，C错误； 为离子化合物，该物质电离出与 ，所 以该配合物电离得到阴、阳离子共 个，D正确。 7 3.[广东东莞2024高二月考改编] 有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( ) D A.在晶体中，周围最近且等距的 有6个 B.在晶体中，每个晶胞平均占有4个 C.在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为 D.该气态团簇分子的分子式为或 8 解析 以顶角为例，在晶体中，顶角周围最近且等距的 位于6条棱的棱心，有6个， 即周围最近且等距的有6个，故A正确；在晶体中， 位于晶胞的顶角和面心，晶 胞中含有的个数为 ，故B正确；在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个共价 键，每两个碳原子形成一个共价键，则平均每个碳原子形成的共价键个数为 ，所以在金 刚石晶体中，碳原子数与碳碳键数之比为 ，故C正确；由题图可知，1个气态团簇分子中含有 4个原子、4个原子，分子式为或 ，故D错误。 9 4.[江苏无锡锡东高中2024高二期中] 晶体的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 ( ) C A.阴、阳离子个数比为 B.晶体中周围最近且等距的 的数目为12 C.若晶胞边长均为，则和之间的最短距离为 D.阳离子位于由阴离子构成的正八面体空隙中 10 解析 在晶胞中，位于顶点和面心，个数为， 位于棱心和体心，个数为 ，阴、阳离子个数比为，A项正确；1个晶胞中，以体心 为例，12个棱 心上距离其最近且等距，则晶体中周围最近且等距的的数目为12，B项正确； 与之间的最短距离等于晶胞面对角线长的一半，即 ，C项错误；由晶胞结构可知，晶 胞体心的阳离子位于由阴离子构成的正八面体空隙，D项正确。 11 5.[山东济南2023三模] 普鲁士蓝结构如图所示，所含不同价态的铁通过氰基互相 传递电子使得普鲁士蓝呈现蓝色。已知、和 均仅有一种化学环境。 下列说法错误的是( ) D A.C、均为杂化 B. C.图示结构不是一个晶胞 D.一个晶胞中有2个 12 【思路导引】由题干可知，所含不同价态的铁通过氰基互相传递电子使得普鲁士蓝呈现蓝色，且 、和 均仅有一种化学环境，则亚铁离子与铁离子位于顶点且间隔排列，故 。 13 解析 碳氮之间形成三键，为直线形，C、均为 杂化，A正确；由思路导引可知， ，B正确；晶胞是构成晶体的基本单元，可以前后、左右、上下平移得到 相同结构并能与其无隙并置，该结构中亚铁离子与铁离子在顶点上间隔排列，不能无隙并置，不 是一个晶胞，C正确；根据“均摊法”，该结构中含个， ，则 含有个，结合C分析可知，该结构为晶胞的，则一个晶胞中有个 ,D错误。 14 6.河蚌的壳外层主要成分为方解石，内层主要是霰石，两者成分都是碳酸钙，但晶体结构不同， 这种情况称为“同质多象”，金刚石和石墨也属于“同质多象”。霰石光滑，结构中每个 周围共围绕着6个 ，方解石坚硬，晶胞结构如图（方解石晶胞为平行六面体结构）。下列 说法错误的是( ) C A.霰石晶体中每个周围有6个 紧邻且等距 B.霰石和方解石中的 均为平面三角形结构 C.霰石和方解石的熔点相同 D.方解石晶胞中含有2个、2个 15 解析 由题述知，霰石晶体中每个周围有6个紧邻且等距，由化学式可知，每个 周 围也会有6个，A正确；中C原子的价层电子对数为，所以 是平面 三角形结构，B正确；霰石和方解石的晶体结构不同，故其熔点不相同，C错误；由题图可知，方 解石晶胞中处于体内，数目为2，钙离子处于顶角和体内，数目为 ，D正确。 16 7.[辽宁沈阳同泽高中2024高二月考] 设 为阿伏加德罗常数的值。下列有关晶体的叙述正确的 是( ) CD 甲 乙 A.非金属单质形成的晶体都是分子晶体 B.共价晶体和分子晶体中都一定存在共价键 C.石墨烯（如图甲所示）中含有六元环的个数为 D.晶体中含有 个晶胞（如图乙所示） 17 解析 单质硅属于非金属单质，但是其形成的晶体是共价晶体，A错误；稀有气体是单原子分子， 其形成的分子晶体中，不存在共价键，B错误；根据石墨烯的结构分析，一个六元环含有 个碳原子，则石墨烯（物质的量为）中含有六元环的物质的量为 ，即 六元环的个数为，C正确；题图乙晶胞中，位于顶角和面心，含 个 ，（物质的量为）晶体中含有 个晶胞，D正确。 18 8.[安徽黄山2023三模] 原子序数依次增大的、、、四种前四周期元素， 是由这四种元素 组成的化合物，其化学式为。 构成的一种单质是目前地球上发现的最坚硬的天然物 质，的基态原子中单电子和成对电子个数比为，为前四周期电负性最小的元素， 次外层 电子数是最外层的7倍，和 组成的二元化合物晶胞如图所示。下列说法错误的是( ) A A.物质中只存在离子键和 键 B.第三电离能： C.的空间构型为直线形 D.距离最近且等距的 的原子个数为6 19 【思路导引】目前地球上发现的最坚硬的天然单质是金刚石，为C元素； 的基态原子中单电子 和成对电子个数比为，的基态原子的电子排布式为，为 元素；前四周期电负性 最小的元素为元素； 次外层电子数是最外层的7倍，若最外层电子数为1，则不符合题意，若 最外层电子数为2，则次外层电子数为14，的电子排布式为，为 元 素，为 ，以此解答。 20 解析 为，是离子化合物，存在离子键，中存在碳氮三键，含有1个 键、2 个 键，故A错误；C元素原子失去两个电子后的电子排布式为， 元素原子失去两个电子 后的电子排布式为，的第三电离能失去的电子是 能级的，该能级的电子能量比C失 去的能级电子的高，则第三电离能：，故B正确； 中存在碳氮三键，C原子的轨道 杂化方式为杂化，空间结构为直线形，故C正确；以体心的铁原子为研究对象，距离 原子最 近且等距的C原子位于面心，个数为6，故D正确。 21 9.如图为晶胞截面，已知属立方晶体，假设晶胞边长为。下列关于 晶胞的描述错 误的是( ) . . AB A.每个晶胞中含有的 数目为2 B.与距离最近且相等的 有8个 C.该晶胞中两个距离最近的和的核间距为 D.晶体的密度为表示阿伏加德罗常数的值 22 解析 由题图可知，硫离子位于晶胞的顶角和面心，每个晶胞中个数为 ， 位于构成的正四面体空隙内，每个晶胞中个数为4，A错误；位于 构成的正 四面体空隙中，与距离最近且相等的有4个，B错误；与顶角距离最近的 位于晶 胞体对角线的处，则核间距为，C正确； 晶体密度 ，D正确。 23 10.[山东泰安2023高二期中] 铁氮化合物 在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。 （1）基态 的价层电子轨道表示式为_ ___________。 解析 基态的价层电子排布式为 ，根据洪特规则、泡利不相容原理，基态亚铁离子价层 电子轨道表示式为 。 （2）、C、 三种元素的电负性由小到大的顺序为____________（用元素符号表示）。 解析 电负性用来衡量不同元素对键合电子吸引能力大小，金属元素电负性一般小于 ，非金属 元素电负性一般大于，非金属性越强，电负性越大，则、C、 三种元素的电负性由小到大 的顺序为 。 24 （3）某的晶胞如图甲所示、位置均有，若立方晶胞的参数为，设 为阿伏加 德罗常数的值，其晶体密度的表达式为_ ________ 。 解析 题图中晶胞顶角位置的个数为，面心位置的个数为， 位于晶胞 内部，化学式为，1个晶胞的质量为 ，晶胞的体积为 ，该晶胞的密度为 。 25 （4）可以完全替代图甲晶胞中位置或者位置，形成替代型产物 。 转化为两种替代型产物的能量变化如图乙所示，其中更稳定的 替代型产物的化学式为 ________。该晶体晶胞的另一种表示中，处于各顶角位置，则 处于______位置（填“顶角” “体心”“棱心”或“面心”，下同）， 处于______位置。 棱心 体心 解析 根据能量越低，物质越稳定，替代位置时能量较低，更稳定，则 位于顶角，根据 （3）分析，该物质的化学式为；如果处于晶胞的各顶角位置，处于棱心， 处于体 心。 26 11.磷是人体含量较高的元素之一，磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途广泛。回答下 列问题。 （1）基态磷原子的核外电子排布式为__________________________________。 （或） 解析 磷是15号元素，基态磷原子的核外电子排布式为或 。 27 （2） 可用于制造火柴，其分子结构如图甲所示。 ①第一电离能：磷___硫（填“ ”或“ ”，下同）；电负性：磷___硫。 解析 基态磷原子的轨道为半充满状态，较稳定，第一电离能： ；硫元素的非金属性比 磷元素强，电负性： 。 ② 分子中硫原子的杂化轨道类型为_____。 解析 分子中每个硫原子与2个原子相连，并含有2个孤电子对，采取 杂化。 ③1个 分子中孤电子对的数目为____。 10 解析 每个原子有1个孤电子对，每个原子有2个孤电子对，故1个 分子中孤电子对的数目 为 。 28 （3）、、、 均是第ⅤA族的元素。 ①上述元素的简单氢化物的沸点关系如图乙所示，沸点： ，原因是________________ _____；沸点： ，原因是______________________________________________ _________________。 分子间存在氢键 分子结构相似，随着相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强 解析 氨分子间存在氢键，导致沸点：；、、 均为分子晶体，结构相似， 随着相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，因此沸点： 。 29 ②某种磁性氮化铁的晶胞结构如图丙所示，该化合物的化学式为______。 解析 原子位于晶胞内部，数目为2； 原子位于晶胞顶角、面心和体内，数目为 ，故该化合物的化学式为 。 30 （4）磷化铝的熔点为 ，它与晶体硅的结构类似，磷化铝的晶胞结构如图丁所示。 ①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为________________。 （极性）共价键 解析 磷化铝的熔点为 ，熔点较高，且与晶体硅结构类似，属于共价晶体，磷化铝晶体 中磷与铝微粒间的作用力为极性共价键。 ②A和B的原子坐标参数如图丁所示，则C的原子坐标参数为________。 解析 根据A的原子坐标参数和B的原子坐标参数，可知C的原子坐标参数为。 31 ③磷化铝晶体的密度为,用 表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞中距离最近的两个铝 原子之间的距离为_ __________ 。 解析 磷原子处于晶胞内部，每个晶胞中含有4个 原子，铝原子处于顶角和面心，每个晶胞中含 有原子的数目为，故磷化铝的化学式为，晶胞质量为 ，假设该 晶胞的边长为，则，则 ，距离最近的铝原子之 间的距离为晶胞面对角线长的，即 。 32 12.[山东滨州2023二模] 太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位。 （1）我国科学家制备了一种太阳能电池，其结构如图甲，其中 是光电转换 层， 玻璃为导电玻璃。 甲 33 ①基态 的价层电子排布式为______。 解析 基态的价层电子排布式为，则基态的价层电子排布式为 。 ②C、、、 的第一电离能从大到小的顺序为______________。 解析 同周期主族元素从左往右，第一电离能呈增大趋势，由于的 轨道为半满结构，较稳定， 其第一电离能大于的，则第一电离能： 。 34 （2）钙钛矿材料是与钛酸钙 具备相同晶体结构的一类“陶瓷氧化物”的统称，在太阳 能电池中应用广泛。其化学式一般为，A代表“大半径阳离子”，B代表“金属阳离子”， 代表“阴离子”。常见的A有 、 、，等，其中中 原 子的杂化轨道类型是_____，中存在_____个 键（设 表示阿伏加德罗常数的值）。 35 解析 是 ，其中 原子失去一个电子，与一个碳原子和三个氢原子形成四个共价键，成 为类似于的形式，因此氮原子的杂化轨道类型为。观察 的结构 ，不难看出， 除碳氮之间存在双键，其余的均是单键，故1个中含有7个 键，中存在个 键。 36 （3）一种立方钙钛矿型晶体 有两种晶胞结构，其三视图如图乙、丙（重叠处仅画出大的 微粒）， 的配位数均是12。 乙 丙 ①图乙晶胞中 的位置为______（填“体心”“顶点”“面心”或“棱心”，下同）；图丙晶胞 中的位置为______。图乙的晶胞参数为，则与的最小核间距为_______ （保留1位小数）。 棱心 面心 278.5 解析 题图乙中，在体心，在顶点，只有的位置在棱心， 的配位数才能是12，题图丙中 在顶点，在体心，只有的位置在面心，的配位数才能是12；题图乙中与 的最小核间 距为面对角线的一半，即 。 37 ②晶胞经掺杂后能提高红外辐射效率。若图乙晶胞的超晶胞中一个被 代替，则掺杂 后晶体化学式为___________________________________；掺杂后与 的最小核间距略有减小， 其可能的原因是__________________。 （或） 原子半径小于 解析 题图乙晶胞的超晶胞中含有8个图乙晶胞，则共8个，也为8个， 位于面心 和棱心，共24个，其中一个被代替，则掺杂后晶体化学式为 ，也可以写为 ；掺杂后与的最小核间距略有减小，其可能的原因是原子半径小于 。 38 【归纳总结】常见的晶胞投影 （1）投影指的是用一组光线将物体的形状投射到一个平面上，在该平面上得到的图像，称为 “投影”。 （2）分类：投影可分为正投影和斜投影。正投影是指平行投射线垂直于投影面，平行投射线不 垂直于投影面的称为斜投影。目前我们遇到的题目中所涉及的投影都是正投影。 39 （3）下列常见晶胞从上往下的投影图： 【注意】离子重叠时半径大的投影圈大。 （4）下列常见晶胞沿体对角线的投影图： 40 $$