第3章 晶体结构与性质 单元过关检测-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修2创新导学案课件PPT（人教版2019 单选版）

0 第三章　单元过关检测 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★ ★★ 对点 晶体的 性质 非晶态碳玻璃 晶体的结构与判断 物质熔、沸点 晶体 分子 配合物 离子 晶体 配合物 晶体的结构及相关计算 配合物 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 难度 ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★ ★ ★★ ★★ ★★★ 对点 混合型晶体、准晶 离子 晶体 离子 晶体 离子 晶体 超分子的组成及结构、晶体结构 晶体的类型、结构及性质 晶体的结构及性质 配合物、晶体的性质与有关 计算 配合物、晶体的性质与有关计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列说法正确的是(　　) A．离子晶体必含有金属阳离子 B．共价晶体中共价键越强，熔点越高 C．分子晶体中共价键键能越大，熔、沸点越高 D．金属晶体中金属越活泼，金属键越强 时间：75分钟　 满分：100分 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 3 2．(2022·湖北高考)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是(　　) A．具有自范性 B．与C60互为同素异形体 C．含有sp3杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异 解析：自范性是晶体性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 4 3．下列说法正确的是(　　) A．晶体在受热熔化过程中一定存在化学键的断裂 B．共价晶体的原子间只存在共价键，而分子晶体内只存在范德华力 C．区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验 D．非金属元素的原子间只形成共价键，金属元素的原子与非金属元素的原子间只形成离子键 解析：分子晶体熔化时一般破坏分子间作用力，而不影响化学键，如碘单质熔化，A错误；共价晶体的原子间只存在共价键，分子晶体内可能存在范德华力、氢键和共价键，如水、氨气等，B错误；构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来，因此，区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，C正确；铵盐是由非金属元素组成的化合物，属于离子化合物，氯化铝是由金属元素与非金属元素组成的共价化合物，D错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 5 解析：A项，同属于共价晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强弱，键长越短，键能越大，熔、沸点越高，故熔、沸点高低顺序为晶体硅<碳化硅<金刚石，错误；B项，形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质的熔、沸点，正确；C项，对于不同类型的晶体，其熔、沸点高低一般为共价晶体>离子晶体>分子晶体，MgO>H2O>Br2>O2，错误；D项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 6 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 7 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 8 解析： [Fe(phen)3]2＋中Fe2＋的配位数为6，则3个phen中的6个N都参与了配位，每个phen的两个N参与配位，B错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 9 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 10 解析：该晶体由分子组成，为分子晶体，D错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 11 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 12 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 13 11．以色列化学家达尼埃尔·谢赫特曼因为发现准晶而获得2011年诺贝尔化学奖。准晶原子虽然排列有序，但不具备普通晶体的长程平移对称性，而且原子之间有间隙。下图为晶体平移对称性和准晶旋转对称性的对比图。下列说法不正确的是(　　) A．石墨是共价晶体，0.12 g石墨中约含6.02×1021个碳原子 B．与普通晶体比较，准晶延展性较低 C．与普通晶体比较，准晶密度较小 D．普通玻璃属于非晶体，其成分中存在共价键 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 14 解析：石墨晶体内存在共价键、大π键，层间以范德华力结合，兼具有共价晶体、金属晶体、分子晶体的特征，为混合型晶体，0.12 g石墨中约含6.02×1021个碳原子，故A错误；由于准晶不具备普通晶体的长程平移对称性，故与普通晶体比较，准晶延展性较低，故B正确；由于准晶原子之间有间隙，故与普通晶体比较，准晶密度较小，故C正确；普通玻璃属于非晶体，其成分中存在硅氧共价键，故D正确。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 15 解析：I的简化电子排布式应为[Kr]4d105s25p5，故B错误。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 16 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 17 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 18 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 19 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 解析：X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，W、X、Z分别位于不同周期，由化合物的结构可知，X能形成4个共价键，则X为C元素；Y能形成2个共价键，则Y为O元素；Z是同周期中金属性最强的元素，则Z为Na元素；W只形成了1个共价键，则W为H元素；Y(O)位于第二周期第ⅥA族，A正确；XY2形成的CO2晶体属于分子晶体，采取分子密堆积，即CO2中分子周围紧邻的微粒数为12个，B正确；X(C)的单质中，石墨是能导电的混合型晶体，C正确；Y与Z可组成氧化钠、过氧化钠，其晶体内阴、阳离子数之比均为1∶2，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 二、非选择题 16．(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了________(填“离子键”“共价键”或“分子间作用力”，下同)；二氧化硅熔化，粒子间克服了________；碘升华，粒子间克服了________________。三种晶体的熔点由高到低的顺序是________________。 (2)若A、B、C、D为四种不同类型的晶体，性质如下：A固态时能导电，能溶于盐酸；B能溶于CS2，不溶于水；C固态时不导电，液态时能导电，可溶于水；D固态、液态时均不导电，熔点为3500 ℃。 试推断它们的晶体类型：A.________；B.________；C.________；D.________。 (3)若A～D是化学教材中常见的几种晶体结构模型，请填写相应物质的名称：A.________；B.________；C.________；D._____________________。 离子键 答案 共价键 分子间作用力 SiO2>KClO3>I2 金属晶体 分子晶体 离子晶体 共价晶体 氯化铯 氯化钠 二氧化硅 金刚石(或晶体硅) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 22 解析：(1)氯酸钾是离子晶体，离子晶体熔化时需要克服离子键；二氧化硅是共价晶体，共价晶体熔化时需要克服共价键；碘为分子晶体，碘升华时需克服的是分子间作用力。由于共价晶体是由共价键形成的具有空间网状结构的晶体，所以共价晶体的熔点最高；其次是离子晶体；由于分子间作用力与化学键相比要弱得多，所以碘的熔点最低。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 23 17．CaF2晶胞结构如图1所示，Cu晶体中铜原子堆积方式如图3所示，图2为H3BO3晶体结构图(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)。 (1)图1所示的晶胞中离Ca2＋最近且等距离的Ca2＋数为____，图3中未标号的Cu原子形成晶体后周围最紧邻的Cu原子数为________。 (2)H3BO3晶体中B原子的杂化方式为________。 (3)三种晶体熔点由高到低的顺序为_________________(填化学式)，H3BO3晶体受热熔化时克服的微粒之间的相互作用为______________________________。 12 答案 12 sp2 CaF2>Cu>H3BO3 分子间作用力(或氢键和范德华力) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 24 解析： (1)题图1所示晶胞结构中，离Ca2＋最近且 等距离的Ca2＋数为12；题图3中未标号的铜原子形成晶 体后周围最紧邻的铜原子数为3＋6＋3＝12。 (2)H3BO3中B的价层电子对数为3，故硼原子采取 sp2杂化。 (3)CaF2为离子晶体，Cu为金属晶体，H3BO3为分 子晶体，三种晶体熔点由高到低的顺序为CaF2>Cu>H3BO3；在H3BO3晶体中，层内H3BO3分子间形成氢键，层与层之间存在范德华力，故H3BO3晶体熔化时克服的微粒之间的相互作用为范德华力和氢键。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 25 18．(2024·陕西师范大学附属中学高三月考)钛被视为继铁、铝之后的第三金属，也有人说“21世纪将是钛的世纪”，钛和钛的化合物在航天、化工、建筑、医疗中都有着广泛的用途。回答下列问题： (1)基态钛原子核外有________种能量不同的电子，Ti3＋的电子排布式为___________________。 (2)钛与卤素形成的化合物TiX4熔点如下表： 它们熔点存在差异的原因是___________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________。 7 答案 TiX4 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点(℃) 377 －24 38.3 153 1s22s22p63s23p63d1 TiF4为离子晶体，其余均为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，TiCl4、TiBr4、TiI4的相对分子质量依次增大，分子间作用力越大，熔点越高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 26 (3)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。 ①LiBH4由Li＋和BH构成，BH中B原子的杂化类型是________，LiBH4所含元素电负性由小到大的顺序为________。 ②LiBH4中存在的作用力为________(填序号)。 A．离子键　 B．共价键　 C．金属键　 D．配位键　 E．氢键 sp3 答案 Li<B<H ABD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 27 (4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，该晶体的晶胞参数为423.5 pm， 阿伏加德罗常数的值用NA表示，则其晶体的密度为________________ g/cm3。用Al掺杂TiN后，其晶胞结构如图所示，距离Ti最近的Al有______个。 答案 解析 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 28 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 29 19．(2024·银川一中高三一模)完成下列问题。 (1)Ni2＋和Fe2＋可形成如图所示的配离子，其中Ni2＋的价层电子排布式为_____，S原子的杂化方式为____。该配离子中C≡O(Ⅰ)和气态C≡O分子(Ⅱ)，键长较长的为___ (用Ⅰ或Ⅱ表示)。 (2)检验Fe3＋时，SCN－以S原子配位不以N原子配位的原因是_________________________________。 (3)氮化镓(GaN)和砷化镓(GaAs)都是新型的半导体材料，GaN的熔点________GaAs熔点，原因是________________________________________。 3d8 答案 sp3 Ⅰ S的电负性比N小，易给出孤电子对 高于 原子半径：As>N，键能：Ga—As<Ga—N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 30 面心立方最密 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 31 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 32 　　　　　　　　　　　　　 R 4．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是(　　) A．金刚石>晶体硅>碳化硅 B． C．MgO>H2O>O2>Br2 D．金刚石>生铁>纯铁>钠 5．二茂铁[(C5H5)2Fe]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 ℃(在100 ℃时开始升华)，沸点是249 ℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。下列说法不正确的是(　　) A．二茂铁属于分子晶体 B．在二茂铁结构中，C5Heq \o\al(－,5)与Fe2＋之间形成的化学键是离子键 C．已知：环戊二烯的结构式为 ，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化 D．C5Heq \o\al(－,5)中一定含π键 解析：由题给信息知二茂铁熔点低，易升华，易溶于有机溶剂，说明二茂铁为分子晶体，故A正确；C5Heq \o\al(－,5)中的碳原子含有孤电子对，Fe2＋含有空轨道，两者形成配位键，故B错误；1号碳原子含有4个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp3，2、3、4、5号碳原子形成3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，故C正确；C5Heq \o\al(－,5)中碳原子没有达到饱和，则C5Heq \o\al(－,5)中含有π键，D正确。 6．(2024·北京市海淀区高三期中)邻二氮菲的结构简式为 ，简写为phen，遇FeSO4溶液生成橙红色配合物[Fe(phen)3]SO4，其中Fe2＋的配位数为6。下列说法不正确的是(　　) A．phen中，不含手性碳原子 B．[Fe(phen)3]2＋中，phen的一个N参与配位 C．[Fe(phen)3]2＋中，Fe2＋提供空轨道，N提供孤对电子 D．[Fe(phen)3]SO4中，既存在极性键也存在非极性键 解析：A项，该晶体属于离子晶体，错误；B项，从晶胞图分析，含有Zn2＋的数目为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，S2－位于立方体内，S2－的数目为4，所以该晶胞中Zn2＋与S2－的数目相等，错误；C项，在ZnS晶胞中，1个S2－周围距离最近的Zn2＋有4个，1个Zn2＋周围距离最近的S2－有4个，则S2－的配位数为4，Zn2＋的配位数也为4，正确；D项，ZnO和ZnS中，O2－的半径小于S2－的半径，离子所带的电荷数相等，所以ZnO的熔点大于ZnS，错误。 7．锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是(　　) A．该晶体属于共价晶体 B．该晶胞中Zn2＋和S2－数目不相等 C．阳离子的配位数为4 D．氧化锌的熔点小于硫化锌 8．(2023·重庆卷)配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法错误的是(　　) A．中心原子的配位数是4 B．晶胞中配合物分子的数目为2 C．晶体中相邻分子间存在范德华力 D．该晶体属于混合型晶体 解析：金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，SiC属于共价晶体，C—Si键的键长长于C—C键的，故熔点比金刚石低，A错误；距离C原子最近且等距离的Si原子个数是4，且4个Si原子构成正四面体结构，所以C位于Si构成的正四面体空隙中，B正确；C—Si键的长度为晶胞体对角线长度的eq \f(1,4)，设晶胞棱长为x，则eq \f(1,4)×eq \r(3)x＝a pm，所以x＝eq \f(\a\vs4\al(a pm),\f(\r(3),4))＝eq \f(4\r(3)a,3) pm，C错误；由SiC晶胞结构可知，C原子周围等距且最近的C原子有12个，D错误。 9．金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，硬度为9.5，熔点为2700 ℃，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该晶体属于共价晶体，熔点比金刚石高 B．C位于Si构成的正四面体空隙中 C．C—Si的键长为a pm，则晶胞边长为2eq \r(2)a pm D．金刚砂中C原子周围等距且最近的C原子数为6 解析：由题中信息可推知，含[CuCl4]2－的溶液为黄绿色，含[Cu(NH3)4]2＋的溶液为深蓝色，故绿色溶液中含[CuCl4]2－和[Cu(NH3)4]2＋；在整个反应过程中SOeq \o\al(2－,4)未参与反应，NH3与H＋结合生成了NHeq \o\al(＋,4)。 10．将灼热的铜丝伸入盛氯气的集气瓶中，剧烈燃烧产生棕黄色烟，向集气瓶中加入少量水，观察到溶液呈黄绿色，主要原因是CuCl2溶液中存在黄绿色的[CuCl4]2－。现向蓝色的硫酸铜溶液中加入少量稀氨水，得到蓝色絮状沉淀，继续加入氨水后，蓝色沉淀溶解，得到深蓝色溶液，再向其中加入少量浓盐酸，得到绿色溶液，则该绿色溶液中主要存在的离子是(　　) A．Cu2＋、[Cu(H2O)4]2＋、SOeq \o\al(2－,4) B．[CuCl4]2－、[Cu(NH3)4]2＋、NHeq \o\al(＋,4)、SOeq \o\al(2－,4) C．[CuCl4]2－、NHeq \o\al(＋,4)、SOeq \o\al(2－,4) D．[Cu(NH3)4]2＋、[Cu(H2O)4]2＋、SOeq \o\al(2－,4) 12．(2024·江西省高三联合考试)钙钛矿太阳能电池是当前世界上最有前途的薄膜光伏技术之一，(CH3NH3)PbI3(相对分子质量为620)是主要的有机－无机杂化钙钛矿材料，其晶胞结构如图1所示，A为有机阳离子，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(　　) A．C、N均属于p区元素 B．I基态原子的简化电子排布式为[Kr]5s25p5 C．若沿z轴向xy平面投影，则其投影图如图2所示 D．该晶体的密度为eq \f(6.2×1032,a3NA) g·cm－3 解析：该氧化物的密度ρ＝eq \f(\f(91×4＋16×8,NA),（a×10－10）3) g·cm－3＝eq \f(492×1030,NA·a3) g·cm－3，B错误。 13．(2023·河北卷)锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A．该氧化物的化学式为ZrO2 B．该氧化物的密度为eq \f(123×1030,NA·a3) g·cm－3 C．Zr原子之间的最短距离为eq \f(\r(2),2)a pm D．若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心 14．(2024·济南市高三年级摸底)普鲁士蓝的晶体结构如图所示eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(K＋未表示出来，图中所示结构为晶胞的\f(1,8)))。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　) A．C、N的杂化方式均为sp B．一个晶胞中有2个Fe2＋ C．每个Fe3＋周围距离相等且最近的Fe2＋有6个 D．该晶体的密度为eq \f(153.5,NA×a3)×1021 g·cm－3 解析：该晶体中，CN－为直线形结构，故C、N杂化方式均为sp，A正确；图中所示结构为晶胞的eq \f(1,8)，该结构中Fe2＋的个数为4×eq \f(1,8)＝eq \f(1,2)，则一个晶胞中有4个 Fe2＋，B错误；以顶点处Fe3＋为研究对象，每个Fe3＋周围距离相等且最近的Fe2＋有6个，分别位于其上、下、左、右、前、后，C正确；该结构中含有0.5个Fe2＋、0.5个Fe3＋、3个CN－，根据电荷守恒知，该结构还含有0.5个K＋，该结构的质量为eq \f(56＋26×3＋39×0.5,NA) g＝eq \f(153.5,NA) g，则该晶体的密度为eq \f(153.5,NA) g÷(a×10－7 cm)3＝eq \f(153.5,NA·a3)×1021 g·cm－3，D正确。 15．X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，可“组合”成一种具有高效催化性能的超分子，其结构如图(注：实线代表共价键，其他Y原子之间的重复单元中的W、X未展开标注)，W、X、Z分别位于不同周期，Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法不正确的是(　　) A．Y位于第二周期第ⅥA族 B．XY2形成的晶体中一个微粒周围紧邻的微粒数为12个 C．X单质存在能导电的混合型晶体 D．Y与Z可组成阴、阳离子数之比为1∶1的离子晶体 eq \f(\f(248,NA),（4.235×10－8）3) 解析：(3)BHeq \o\al(－,4)中B原子的价层电子对数为4，故B为sp3杂化；LiBH4所含元素电负性H大于B，B大于Li，故电负性由小到大的顺序为Li<B<H；LiBH4由Li＋和BHeq \o\al(－,4)构成，Li＋和BHeq \o\al(－,4)之间为离子键，BHeq \o\al(－,4)中存在共价键和配位键。 (4)氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，根据NaCl的晶胞结构可知，一个晶胞中存在4个N和4个Ti，晶胞的质量为eq \f(4×62,NA) g，晶胞的体积为(4.235×10－8)3 cm3；则晶体的密度为ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(\f(248,NA),（4.235×10－8）3) g/cm3；用Al掺杂TiN后，由晶胞的结构可知，Ti位于棱心，Al位于体心，距离Ti最近的Al有4个。 (4)阿拉班达石(alabandite)是一种属于立方晶系的硫锰矿，其晶胞如图(●＝Mn，○＝S)，锰原子堆积方式为________________堆积。 已知阿拉班达石晶胞中最近的两个硫原子之间的距离为dÅ(1Å＝10－10 m)，晶体 密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数的值NA＝__________________(要求化简)。 eq \f(348,ρ（\r(2)d×10－8）3) 解析：(4)由图可知，硫原子位于锰原子形成的正四面体空隙中，整体结构与金刚石排列相似，晶胞中Mn原子处于面心和顶角，Mn原子采用面心立方最密堆积；最近两个硫原子之间的距离为面对角线的一半，则面对角线为2dÅ＝2d×10－8 cm，晶胞边长为eq \r(2)d×10－8 cm，根据均摊法计算可知，晶胞中S原子有4个，Mn原子有8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4个，则晶胞质量为eq \f(4×（55＋32）,NA) g＝eq \f(348,NA)g，所以有ρ＝eq \f(\f(348,NA),（\r(2)d×10－8）3) g·cm－3，解得NA＝eq \f(348,ρ（\r(2)d×10－8）3)。 $$