第三章 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．我国科学家最近成功合成了世界首个五氮阴离子盐R，其化学式为（N5）6(H3O)3(NH4)4Cl,从结构角度分析，R中两种阳离子的不同之处为 A．中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价层电子对数 C．立体结构 D．共价键类型 2．地壳表面分布很多阳离子，下列关于指定阳离子的检验方法正确的是 A．：向样品溶液中逐滴滴加氨水，先产生蓝色沉淀，然后沉淀消失，则有 B．：向样品溶液中滴加氯水，再加入溶液，溶液血红色，则有 C．：向样品溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，再滴加稀盐酸，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则有 D．：向样品溶液中滴加溶液，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则有 3．下列说法中正确的是 A．氢键仅存在于分子间 B．和晶体类型相同 C．的沸点比CO低主要是由于范德华力不同 D．溶于水和干冰升华都只有范德华力改变 4．氮化碳结构如下图所示，其硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法正确的是 A．氮化碳属于分子晶体 B．氮化碳中碳显-4价，氮显＋3价 C．氮化碳的化学式为C3N4 D．每个碳原子与两个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连 5．下列说法中，正确的是 A．共价晶体中，共价键的键长越短，键能越大，熔点就越高 B．碘单质升华时，分子中键发生断裂 C．分子晶体中，共价键的键能越大，该物质的熔、沸点就越高 D．分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定 6．含氰废水中氰化物的主要形态是HCN和CN-，CN-具有较强的配位能力，能与Cu＋形成一种无限长链离子，其片段为；下列说法正确的是 A．基态Fe2＋核外电子排布式为[Ar]3d54s1 B．Cu＋与CN-形成的离子的化学式为[Cu(CN)3]2- C．K4[Fe(CN)6]中Fe2＋的配位数为6 D．某铁晶体(晶胞如图所示)中与每个Fe紧邻的Fe数为6 7．美国某大学的研究人员开发出一种利用铝镓合金加水制造氢气的新工艺。这项工艺具有广泛的用途，包括为汽车提供原料、为潜水艇提供燃料等。该工艺通过向铝镓合金注水，使铝生成氧化铝，同时生成氢气。合金中镓()是关键成分，可阻止铝形成致密的氧化膜。下列关于铝、镓的说法正确的是 A．铝的金属性比镓强 B．铝的熔点比镓低 C．铝的原子半径比镓大 D．铝稼合金与水反应后的物质可以回收利用冶炼铝 8．下列事实不是因分子极性所致的是 A．沸点：CO＞N2 B．HCl极易溶于水 C．常温常压下，CH4是气体，CCl4是液体 D．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流，水流会偏向橡胶棒 9．下列有关氯化钠晶体的叙述中，正确的是 A．氯化钠晶体是由钠离子和氯离子构成的，所以氯化钠晶体能导电 B．钠离子和氯离子之间因静电吸引而形成氯化钠晶体 C．氯化钠的分子式为NaCl D．每个钠离子周围吸引6个氯离子，每个氯离子周围同样吸引6个钠离子 10．胆矾可写成，其结构示意图如下： 下列有关说法正确的是 A．胆矾是分子晶体 B．通常比更易与铜离子形成配位键 C．在上述结构示意图中，存在的化学键有配位键、极性键、非极性键 D．中，每个与5个形成配位键 11．用示意图或图示的方法能够直观形象地将化学知识传播给学生，下列示意图或图示正确的是 A．砷原子结构示意图 B．非晶体的微观结构示意图 C．HF分子间的氢键 D．在通常状况下氢原子电子示意图 A．A B．B C．C D．D 12．下列关于晶体的说法中，正确的是 A．共价键的强弱可决定分子晶体的熔、沸点 B．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 C．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 D．CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6 13．与都是无色液体，分子形状相似。关于两者的说法正确的是 A．键长：C-F>Si-F B．共用电子对偏向程度：Si-F>C-F C．键能：Si-F>C-F D．沸点： 14．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中○—X、●—Y、⊗—Z。其对应的化学式不正确的是 A． B． C． D． 15．下列物质不属于分子晶体的是 A．SO2 B．SiO2 C．HNO3 D．葡萄糖 二、非选择题 16．有下列微粒：①CH4 ②CH2=CH2 ③CH≡CH ④NH3 ⑤ ⑥BF3 ⑦P4 ⑧H2O ⑨H2O2 填写下列空白(填序号)： （1）呈正四面体的是____。 （2）中心原子轨道为sp3杂化的是____，为sp2杂化的是____，为sp杂化的是____。 （3）微粒存在配位键的是____。 （4）含有极性键的极性分子是____。 17．TiO2与BaCO3一起熔融可制得钛酸钡(BaTiO3)，晶胞结构如图所示(O2-均与Ti4+、Ba2+相接触)，已知O2-的半径为xpm，晶胞边长为ypm，则Ti4+、Ba2+的半径分别为_______pm、_______pm。 18．该配合物中存在的化学键有___(填字母)。 a.离子键 b.配位键 c.金属键 d.共价键 e.氢键 19．用“>”或“<”填空： 原子半径 电负性 熔点 沸点 Al___________Si N___________O 金刚石___________晶体硅 CH4___________SiH4 20．下列7种物质：①白磷（P4）②水晶③氯化铵④氢氧化钙⑤氟化钠⑥过氧化钠⑦石墨，固态下都为晶体，回答下列问题（填写序号）： （1）不含金属离子的离子晶体是______ ，只含离子键的离子晶体是_______ ， 既有离子键又有非极性键的离子晶体是_______ ，既有离子键又有极性键的离子 晶体是_______。 （2）既含范德华力又有非极性键的晶体是______，熔化时既要克服范德华力又 要破坏化学键的是_______，熔化时只破坏共价键的是_______。 21．Ⅰ．金刚砂(SIC)是重要的工业制品，可由一以下反应制得：。SiC的晶体结构与金刚石的相似，如图所示，其中C原子和Si原子的位置是交替的。回答下列问题。 (1)X的化学式为___________ (2)写出基态Si原子的电子排布式___________，SiC中Si的化合价为___________ (3)SiC，金刚石，硅单质的熔点由高到低的顺序为___________ (4)X可与氧气反应生成Y，Y分子中中心原子的杂化类型为___________，键角为___________ Ⅱ．晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，棱长为0.446nm，晶胞中K、I、O分别位于顶点、体心、面心位置，如图所示。 (5)与K原子紧邻的O原子有___________ (6)晶体中K原子与O原子的最短距离为___________nm(保留三位小数) 22．化合物X由三种元素组成，某实验小组按如下流程进行相关实验： 已知：X、A、B、C、D均为单一物质，且固体B隔绝空气加热不发生反应。 请回答： (1)组成X的三种元素为___________；X的化学式为___________。 (2)溶液2的溶质组成为___________(用化学式表示)。 (3)由X到A和B的化学方程式为___________；黑色固体D可缓慢溶于浓氨水，写出该反应的离子方程式___________。 (4)设计实验，检验溶液5中的阴离子：___________。 【参考答案】 一、选择题 1．C 【分析】根据信息和化学式可知，阳离子为、，对应中心原子为N形成4个σ键；对应中心原子为O形成3个σ键；空间构型为是正四面体，空间构型为三角锥形；以此解答。 解析：根据信息和化学式可知，阳离子为、，对应中心原子为N形成4个σ键，孤电子对数为=0，价层电子对数为4，杂化类型是sp3，其空间构型为是正四面体，其共价键类型为极性共价键；的中心原子为O形成3个σ键，孤电子对数为 =1，价层电子对数为4，杂化类型是sp3，空间构型为三角锥形，其共价键类型为极性共价键，则两种相同阳离子不同之处为C； 故选C。 2．A 解析：A．向样品溶液中逐滴滴加氨水，先产生蓝色氢氧化铜沉淀，然后氢氧化铜沉淀和氨水反应生成络合离子而消失，则有，A正确； B．若开始就存在铁离子，也会出现同样的现象，B错误； C．溶液中若含有钡离子，也会出现同样的现象，C错误； D．向样品溶液中滴加浓溶液，加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则有，实验中不加热氨气可能不会逸出，D错误； 故选A。 3．C 解析：A．有的物质（如邻羟基苯甲酸）分子内存在氢键，因此氢键不仅存在于分子间，有的也存在于分子内，故A错误； B．是由分子构成的晶体，是由原子构成的空间网状结构的晶体，前者属于分子晶体，后者属于共价晶体，二者晶体类型不同，故B错误； C．与CO 都属于分子晶体，则的沸点比CO低主要是由于范德华力不同，故C正确； D．溶于水可与水反应生成碳酸，除了范德华力改变，共价键也发生了改变，干冰升华仅有范德华力改变，故D错误； 答案选C。 4．C 解析：A．氮化碳的硬度超过金刚石晶体，又C和N都属于非金属元素，则其是通过共价键形成原子晶体，故A错误； B．N元素的非金属性强于C，则N显-3价，C显+4介，故B错误； 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，故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，故D错误； 答案选C。 5．A 解析：A．共价晶体是由原子通过共价键形成的具有空间网状结构晶体，共价键的键长越短，键能越大，熔点就越高，A正确； B．碘单质升华时，只发生物质状态的改变，是物理变化，而分子没有变化、所以分子中键不发生断裂，B错误； C．分子晶体是由分子通过分子间作用力形成的晶体，分子间作用力越大，该物质的熔、沸点就越高，与分子内的共价键无关，C错误； D．分子的稳定性与分子内的共价键有关，与分子间作用力无关，D错误； 答案选A。 6．C 解析：A．铁的原子序数是26，基态Fe2＋核外电子排布式为[Ar]3d6，A错误； B．由图可知Cu＋连有3个CN-，其中2个CN-被2个Cu＋共有，则Cu＋与CN-的个数之比为，所以化学式为[Cu(CN)2]－，B错误； C．根据化学式K4[Fe(CN)6]可判断Fe2＋的配位数为6，C正确； D．根据铁晶胞示意图可知每个Fe紧邻的Fe位于面心处，所以个数为12，D错误； 答案选C。 7．D 解析：A．同主族元素从上到下金属性逐渐增强，金属性Ga＞Al，故A错误； B．二者都是金属晶体，离子半径Ga3+＞Al3+，故金属Al中的金属键更强，则铝的熔点比镓高，故B错误； C．同主族元素从上到下原子半径递增，铝的原子半径比镓小，故C错误； D．铝镓合金与水反应，铝生成氧化铝，可以回收氧化铝冶炼铝，故D正确； 答案选D。 8．C 解析：A．CO和N2的相对分子质量相同，但沸点：CO＞N2，则表明CO分子间作用力比N2大，CO为极性分子，N2为非极性分子，极性分子间的作用力大，A不符合题意； B．HCl和水都是极性分子，依据相似相溶原理，HCl极易溶于水，B不符合题意； C．CH4和CCl4都为非极性分子，CCl4的相对分子质量比CH4大，分子间作用力比CH4大，所以常温常压下，CH4是气体，CCl4是液体，C符合题意； D．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，水为极性分子，所以摩擦过的毛皮靠近水流，水流会偏向橡胶棒，D不符合题意； 故选C。 9．D 解析：A． 氯化钠晶体是由钠离子和氯离子构成的，但是氯化钠晶体中的带电粒子不能自由移动，不能导电，A错误； B．钠离子和氯离子之间因静电作用力而形成氯化钠晶体，静电作用力既包括静电引力也包括静电斥力，B错误； C．氯化钠由钠离子和氯离子构成，不存在分子，C错误; D．氯化钠的晶胞结构为，据图可知每个钠离子周围吸引6个氯离子，每个氯离子周围同样吸引6个钠离子，D正确； 综上所述答案为D。 10．B 解析：A．胆矾是五水硫酸铜，胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子晶体，A错误； B．往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成配离子，故比更易与铜离子形成配位键，B正确； C．在题述结构示意图中，存在O→Cu配位键，H-O、S-O极性共价键和配离子与硫酸根离子之间形成离子键，C错误； D．根据图示结构，每个与4个形成配位键，D错误； 故选B。 11．C 解析：A．根据原子核外电子排布规律，砷的原子核外各层电子分别为：2,8,18,5，故A错误； B．具有有序排列，是晶体的微观结构示意图，故B错误； C．氢键比化学键弱，用…表示，F的电负性大，可以形成氢键，所以是HF分子间的氢键，故C正确； D．电子云图反应电子在核外无规则运动时在某点出现的概率，氢原子有1个电子，所以是氢原子电子云示意图，故D错误。 综上所述，答案为C。 12．C 解析：A．分子晶体熔化、沸腾时破坏分子间作用力，不破坏共价键，分子间作用力决定分子晶体的熔、沸点，共价键决定分子晶体的稳定性，故A错误； B．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属中含有金属阳离子，但不属于离子晶体，故B错误； C．晶体中原子呈周期性有序排列，且有自范性，非晶体中原子排列相对无序，无自范性，故C正确； D． NaCl晶体中，由体心的钠离子看出周围有6个氯离子，CsCl晶体中，由体心的铯离子看出周围有8个氯离子，故D错误； 故选C。 13．B 解析：A．C、Si属于同一主族，C的原子半径小于Si，C-F键长比Si-F键长短，故A错误； B．F的非金属性强于C、Si，C的原子半径小于Si，Si对最外层电子的吸引能力较弱，因此Si-F共用电子对偏向程度大于C-F，故B正确； C．C-F键长比Si-F键长短，C-F键能大于Si-F键能大，故C错误； D．CF4、SiF4均为分子晶体，且不含有分子间氢键，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，SiF4相对分子质量比CF4大，沸点高，故D错误； 答案为B。 14．B 解析：A．图中X、Y均处于顶点，且个数均为4，个数比为1：1，化学式为XY，故A正确； B．Y有8个位于顶点，个数为8×=1，X位于体心，个数为1，个数比为1:1，化学式为X2Y，故B错误； C．图中X的数目：4×＋1＝，Y的数目：4×＝，化学式X3Y正确，故C正确； D．图中，X的数目：8×＝1，Y的数目：6×＝3，Z位于体心，数目为1，化学式XY3Z，故D正确； 故选：B。 15．B 解析：A．SO2属于分子晶体，A不选； B．二氧化硅是原子构成的，通过共价键形成空间网状结构，属于原子晶体，B可选； C．硝酸分子为平面共价分子，属于分子晶体，C不选； D．葡萄糖是共价化合物，是通过分子间的力形成晶体，D不选；答案选B。 二、非选择题 16． ①⑤⑦ ①④⑤⑦⑧⑨ ②⑥ ③ ⑤ ④⑧⑨ 【分析】CH4、NH3、、P4、H2O、H2O2中心原子最外层各有四对电子，为sp3杂化，其空间构型分别为正四面体形、三角锥形、正四面体形、正四面体形、V形、二面角形；BF3、CH2=CH2的中心原子为sp2杂化，分别为平面三角形、平面形；CH≡CH中心原子为sp杂化，空间构型为直线形。 解析：(1)根据以上分析可知呈正四面体的是①⑤⑦，故答案为：①⑤⑦； (2)中心原子轨道为sp3杂化的是①④⑤⑦⑧⑨，为sp2杂化的是②⑥，为sp杂化的是③，故答案为：①④⑤⑦⑧⑨；②⑥；③； (3)存在配位键的为NH4＋，结构式为，故答案为：⑤； (4)含有极性键的极性分子是氨气、水和双氧水，故答案为：④⑧⑨。 17． 解析：晶胞边长2r(O2-)+2r(Ti4+)=2xpm+2r(Ti4+)=ypm，则r(Ti4+)=pm；Ba2+处于由侧棱棱心上4个O2-围成的正方形的面心，则2r(O2-)+2r(Ba2+)=2xpm+2r(Ba2+)=ypm，则r(Ba2+)=pm。 18．bd 解析：Ti原子和Cl原子、O原子之间存在配位键，C—H和C—C及C—O原子之间存在共价键，所以含有的化学键为配位键和共价键，故答案为bd。 19． > < > < 解析：①根据同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小的变化规律，则原子半径：Al>Si; ②根据同一周期，从左到右，电负性逐渐增强的变化规律，则电负性：N<O； ③根据同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大的变化规律，原子半径：C<Si，则键能C－C>Si－Si，熔点：金刚石>晶体硅； ④根据结构相似，相对分子质量越大，分子间作用越大，熔沸点越高，则沸点：CH4<SiH4。 20． ③ ⑤ ⑥ ③和④ ①⑦ ⑦ ② 解析：(1)属于离子晶体的有③④⑤⑥,其中③只含非金属元素,⑤中只含离子键,⑥中有离子键和非极性共价键,③和④中有离子键和极性共价键。 (2)分子晶体中含范德华力,只有①白磷、⑦石墨中既有范德华力又有共价键,水晶中只含共价键。 21．(1)CO (2) +4 (3)金刚石>SiC>硅单质 (4) sp 180° (5)12 (6)0.315 解析：(1)根据反应3C+SiO2SiC+2X，由原子守恒和质量守恒可知，X为CO； (2)Si原子序数为14，由能量最低原理，其电子排布式为1s22s22p63s23p2；由碳、硅同主族，从上往下，元素电负性逐渐减弱，则碳化硅中碳显负价，为-4价；硅显正价，为+4价； (3)SiC，金刚石，硅单质三种单质均为共价晶体，共价晶体的熔沸点取决于共价键的长短，键长越短，共价键越强键能越大，熔沸点越高，键长C-C<C-Si<Si-Si，故键能C-C>C-Si>Si-Si，SiC，金刚石，硅单质的熔点由高到低的顺序为：金刚石>SiC>硅单质； (4)X即一氧化碳，与氧气反应生成Y即二氧化碳；二氧化碳的中心原子碳原子形成2个σ键，孤电子对数为×(4-2×2)=0，故碳原子杂化轨道类型为sp杂化，其空间结构为直线形，则键角为180°； (5)顶点K与面心O相邻，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，与K紧邻的O的个数==12； (6)根据晶胞模型，K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，因此K原子和O原子间的最短距离应是面对角线的一半，面对角线的长度为×0.446nm，即K原子与O原子问的最短距离是×0.446nm=0.315nm。 22．(1) Na、Cu、I (2)、、 (3) (4)取少量溶液分为两等份，其中一份滴加足量盐酸，无明显变化，再滴加溶液，若出现白色沉淀，说明存在；向另一份溶液中滴加酚酞试液，若变为红色，说明存在 【分析】本题考查物质组成、性质和实验推断的综合知识。化合物X中加入氢氧化钠溶液生成固体B，固体B加入适量稀硫酸生成红色固体和蓝色溶液4，说明固体B中Cu元素的化合价为+1价，在稀硫酸中发生歧化反应，生成铜和硫酸铜，蓝色溶液4加入过量氢氧化钠溶液后生成蓝色沉淀，灼烧后得到的黑色固体D为氧化铜，质量为0.8g，根据原子守恒，铜的物质的量为0.01mol，说明化合物X中含有0.02mol铜，溶液2加入淀粉溶液后得到蓝色溶液3，说明溶液2中含有，则溶质A为，与、反应生成、和，可推知无水晶体为硫酸钠，其物质的量为，则无色溶液(含)中含有钠离子物质的量为，加入氢氧化钠的物质的量为，说明化合物中含有钠元素，物质的量为，溶质为NaI，则说明中含碘元素，根据化合物的质量为分析，碘元素的质量为，物质的量为，X的化学式是。 解析：（1）根据分析组成X的三种元素为Na、Cu、I；X的化学式为； （2）由于无水晶体C为硫酸钠，且溶液2加入淀粉溶液得到蓝色溶液3，可知溶液2中存在，又因为加入的足量，故溶液2的溶质为、、； （3）根据产物可推得化学方程式为；黑色固体D可缓慢溶于浓氨水是由于形成了可溶性的铜氨离子，故离子方程式为。 （4）溶液5中的阴离子为和，故可取少量溶液分为两等份，其中一份滴加足量盐酸，无明显变化，再滴加溶液，若出现白色沉淀，说明存在：向另一份溶液中滴加酚酞试液，若变为红色，说明存在。 学科网（北京）股份有限公司 $$