第三章 晶体结构与性质【B卷·测试卷】-2024-2025学年高二化学同步单元AB卷（天津专用，人教版2019选择性必修2）

第三章 晶体结构与性质 测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Fe 56 Nb 93 第I卷 选择题（共54分） 一、选择题（本大题共18个小题，每题3分，共54分，每题只有一个选项符合题目要求。） 1．化学与生产生活密不可分，下列说法错误的是 A．“纳米汽车”中作车轮的是新型无机非金属材料 B．植树造林、碳捕集等措施和技术，有利于实现“碳中和” C．液晶在某些物理性质上表现出各向异性，故液晶属于晶体 D．C919舱门所用的芳纶蜂窝具有高强度、耐高温、阻燃等性能，属于有机高分子材料 2．科学研究表示，物质有多种聚集状态。下列描述错误的是 A．等离子体是整体上呈电中性的气态物质，其中含有带电粒子 B．液晶显示功能与液晶材料内部分子的排列密切相关 C．X射线衍射实验不能测定共价键的键长和键角 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 3．下列有关物质结构和性质的说法错误的是 A．酸性强弱：三氯乙酸>一氯乙酸>乙酸 B．干冰晶体中，每个周围紧邻12个 C．石墨是混合型晶体，层与层之间靠分子间作用力连接 D．键长和键角的数值可以通过红外光谱获得 4．和O形成的一种化合物的晶胞结构如图甲所示。晶胞边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该化合物的化学式为 B．该晶体的密度为 C．晶胞中与等距且最近的有4个 D．图乙是该晶体晶胞结构的另一种表示 5．下列说法正确的是 A．比稳定原因：原子半径，键长，键能 B．、、HCHO分子中均一定既有键又有键 C．分子晶体中共价键键能越大，熔点和沸点越高 D．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 6．我国科研人员分析嫦娥五号月壤，首次在月壤样本中发现了天然形成的少层石墨烯（2～7层）。下列有关石墨烯的说法正确的是 A．可能具有良好的导电性能 B．与石墨结构相似，都属于共价晶体 C．碳原子均为sp3杂化 D．与金刚石互为同分异构体 7．下列有关物质结构和性质的说法错误的是 A．水的热稳定性比硫化氢强，是因为水分子间存在氢键 B．氟的电负性大于氯，导致三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸 C．氨气在水中的溶解度大于在苯中的溶解度，这与分子的极性有关 D．“电子气理论”可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 8．已知：①晶体硅中含有键，体中含有键；② ，反应过程与能量变化如图所示。下列说法错误的是 化学键 断开共价键所需能量 460 500 176 A．二氧化硅的稳定性小于硅的稳定性 B． C．晶体硅和二氧化硅都是共价晶体，都是空间立体网状结构 D．晶体硅光伏发电是将光能转化为电能 9．已知氮化碳晶体是新发现的高硬度材料，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于该晶体的说法错误的是 A．氮化碳属于共价晶体，比金刚石的硬度更大 B．该晶体中每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连，氮化碳的化学式为C3N4 C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构 D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构 10．下列有关晶体的数据大小比较错误的是 A．离子键强度： B．熔点： C．硬度：碳化硅>晶体硅>干冰 D．每个阴离子周围等距离且最近的阳离子数： 11．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是 A．在晶体中，距最近的有6个 B．在晶体中，每个晶胞平均占有4个，的配位数是4 C．金刚石晶体中含有键 D．该气态团簇分子的分子式为或 12．侯氏制碱法工艺流程中的主反应为，其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是 A．QR晶体中与8个配位 B．向QR溶液中先通入，再通入 C．单质沸点： D．和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 13．许多过渡金属离子对多种配体有很强结合力，能形成种类繁多的配合物，下列说法正确的是 A．配合物的配位数为5 B．配合物中存在的化学键有离子键，共价键，配位键和氢键 C．中，提供空轨道，提供孤对电子 D．配合物中的化合价为 14．利用氧化法制备某些配位化合物，如：，下列说法正确的是 A．该配位化合物的配位数为5 B．提供孤电子对的成键原子是N和Cl C．中存在配位键、共价键和离子键 D．氧化剂是含有极性键的非极性分子 15．冠醚是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。18一冠–6可用作相转移催化剂，其与形成的螯合离子结构如下图所示。下列说法错误的是 A．该螯合离子中碳与氧原子具有相同的杂化类型 B．该螯合离子中所有非氢原子可以位于同一平面 C．该螯合离子中极性键与非极性键的个数比为7:1 D．该冠醚除外，不可以与其他碱金属阳离子作用 16．结构决定物质性质是研究化学的重要方法，下列对结构与性质的描述错误的是 A．①中NaCl在水溶液中导电是因为在电流作用下破坏了NaCl中离子键 B．②中在纯金属中加入其它元素，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大 C．③中人体细胞和细胞器的双分子膜以头向外而尾向内的方式排列体现了超分子的自组装性 D．④中石墨晶体是层状结构的，每个碳原子的配位数为3，属于混合晶体，熔点高于金刚石 17．下列说法中错误的是 ①区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验 ②中含有共价键、配位键和离子键。 ③因为晶体的形成受速率的影响，所以同一物质既可以形成晶态也可以形成非晶态 ④所有的配合物都存在配位键，所以含配位键的化合物都是配合物 ⑤含有阳离子的物质一定有阴离子 ⑥金属键是一种既无方向性也无饱和性的化学键，主要存在于金属晶体中 A．②④⑤ B．①②③ C．①③⑥ D．④⑤⑧ 18．已知铜离子的配位数通常为4，和均为深蓝色。某化学小组设计如下实验制备铜的配合物。下列说法错误的是 A．硫酸铜溶液呈蓝色，是因为溶液中存在配离子 B．b中得到配合物，其配体为 C．上述实验可得配离子的稳定性顺序为： D．中含有的键数为 第II卷 非选择题（共46分） 二、非选择题（本大题共4个小题，共46分） 19．（12分）回答下列问题： (1)已知甲、乙、丙、丁四种晶胞的结构如图所示： ①写出晶胞的化学式：乙 ；丁 。 ②计算晶胞中粒子的个数比：甲 ；丙 。 (2)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有上图中丙的空间结构，则： ①FeS2晶体中存在的化学键类型是 。 ②若晶体结构中相邻的阴、阳离子的距离为acm，且用NA代表阿伏加德常数，则FeS2晶体的密度为 g·cm－3。 20．（8分）中国科学院上海微系统与信息技术研究所发明了一种新型基于单质碲和氮化钛电极界面效应的开关器件，该研究突破为我国发展海量存储和近存计算在大数据时代参与国际竞争提供了新的技术方案。回答下列问题： (1)氧、硫、硒、碲在周期表中位于同一主族。 ①补全基态碲原子的简化电子排布式： 。 ②碲的最高价氧化物的水化物碲酸的酸性比 (选填“强”或“弱”)，其氧化性比硫酸强。向碲酸中通入气体，若反应中生成的与的物质的量之比为2：1，写出反应的化学方程式 。 (2)钛的某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如下图所示： 碳原子的杂化类型有 种。 (3)氮化钛晶体的晶胞结构如图所示，该晶体结构中与N原子距离最近且相等的原子有 个。 21．（16分）“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义。请回答下列问题： 【无机非金属材料】 (1)高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。晶体硅所属的晶体类型是 ，晶体中每个硅原子都采用 杂化，与紧邻的 个原子以共价键结合。 这种材料可以按下列方法制备： SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯) (2)写出步骤I的化学方程式： 。 (3)步骤Ⅱ经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0°C) 中含有少量的SiCl4(沸点为57.6℃)和HCl (沸点为-84.7℃)，提纯SiHCl3的实验方法是 。              a. 过滤  　　      b.分液   　　      c. 分馏     　　   d. 结晶 所用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、锥形瓶外还需要 。 a. 蒸馏烧瓶   　　 b. 圆底烧瓶  　　  c.冷凝管  　　   d. 试管 【磁性材料】 (4)这种黑色磁性材料含有某种铁的氧化物，若将该氧化物溶于稀硫酸中，简述检验所得溶液中铁元素较低价态正离子的实验操作方法 。 【激光材料】 (5)我国是激光技术先进的国家，红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料。请用离子方程式来证明它是一种两性氧化物： 。 (6)Al2O3在一定条件下可制得氮化铝晶体。氮化铝是一种极有前途的电子绝缘基片材料，化学稳定性好，耐高温、酸、碱，抗冲击能力强，其晶胞结构如图所示。下列说法中正确的有 。                a.氮化铝属于离子晶体 b.氮化铝分子式为AlN      c.氮化铝可用于制造切割金属的工具 d.1个氮化铝晶胞中含有9个铝原子   e.氮化铝晶体中铝的配位数为2 f.氮化铝晶胞和氯化钠晶胞相同 (7)氮化铝可通过下列反应制备：Al2O3+3C+N2=2AlN+3CO，反应物与生成物中属于非极性分子的电子式是 。 【高分子材料】 (8)一种新型高效净水剂[AlFe(OH)nCl6-n]m属于无机高分子材料，它广泛应用于生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为 。         a.+2       　　     b.+3      　　   c.+m        　　        d.+n 【合金材料】 (9)取等质量的两份某镁铝合金，分别加入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中，标准状况下产生的H2体积分别为100mL、90mL。则该合金中镁、 铝的质量之比为 。 (10)棕黄色强刺激性气体Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一，实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取少量Cl2O， 补充完整并配平下列反应方程式： 。 _____Cl2 +____Na2CO3 +_____ = ___NaHCO3 +____NaCl+____Cl2O 22．（10分）Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如表实验。 序号 实验步骤 实验现象或结论 I 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液 Ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体 Ⅲ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4H2O Ⅳ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOH溶液 无蓝色沉淀生成 (1)氨水中所组成元素的电负性由大到小的顺序为 。 (2)H-N-H键角大小：[Cu(NH3)4]2+ NH3(填“>”、“=”或“<”)，其原因是 。 (3)该实验能说明，Cu2+与NH3的结合能力 (填“大于”“小于”或“等于”)Cu2+与OH-的结合能力。 (4)下列说法正确的是___________。 A．超分子通过配位键相互作用形成的，具有“分子识别”和“自组装”的重要特征。 B．Cu焰色反应呈绿色，是电子由激发态转化为基态时吸收能量产生的。 C．1mol中含有键的数目为 D．对该晶体进行加热时，配体NH3比H2O更容易失去 (5)Cu2+能与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)形成[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+离子，结构如图，关于该配离子的说法错误的是___________。 A．该离子的配位数是4 B．该离子的配体数是2 C．形成配离子前后，Cu的化合价不变 D．该离子中含有离子键、非极性键与极性键 1 / 2 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【详解】A．均为吸电子基团，为推电子基团，吸电子基团使羧基中羟基的极性变强，氯原子越多，酸性越强，因此酸性强弱为三氯乙酸>一氯乙酸>乙酸，A项正确； B．二氧化碳晶体属于面心立方结构，每个二氧化碳分子周围紧邻的二氧化碳分子个数为，B项正确； C．石墨是混合型晶体，石墨层中碳原子之间靠共价键连接，层与层之间靠分子间作用力连接，C项正确； D．键长、键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得，D项错误； 故选D。 4．和O形成的一种化合物的晶胞结构如图甲所示。晶胞边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该化合物的化学式为 B．该晶体的密度为 C．晶胞中与等距且最近的有4个 D．图乙是该晶体晶胞结构的另一种表示 【答案】B 【详解】A．根据均摊原则，晶胞中Nb原子数为 、O原子数为，该化合物的化学式为，故A正确；     B．该晶体的密度为，故B错误； C．根据图示，晶胞中与等距且最近的有4个，故C正确；     D．图乙是该晶体O原子在面心建立的晶胞结构，故D正确； 选B。 5．下列说法正确的是 A．比稳定原因：原子半径，键长，键能 B．、、HCHO分子中均一定既有键又有键 C．分子晶体中共价键键能越大，熔点和沸点越高 D．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同 【答案】A 【详解】A．同主族元素，从上到下原子半径依次增大、非金属性依次减弱、电负性依次减小，则最简单氢化物中键长，键能，则共价键，最简单氢化物分子中共价键越强，氢化物越稳定，所以甲烷比硅烷稳定，故A正确； B．三氯甲烷分子中碳原子为饱和碳原子，分子中只含有σ键，不含有π键，故B错误； C．分子晶体的构成微粒为分子，分子的分子间作用力越大，熔点和沸点越高，故C错误； D．三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3，原子的杂化方式为sp2杂化；三聚三氧化硫分子中硫原子形成4个键，杂化方式为sp3杂化，所以两种形式中硫原子的杂化轨道类型不同，故D错误； 故选A。 6．我国科研人员分析嫦娥五号月壤，首次在月壤样本中发现了天然形成的少层石墨烯（2～7层）。下列有关石墨烯的说法正确的是 A．可能具有良好的导电性能 B．与石墨结构相似，都属于共价晶体 C．碳原子均为sp3杂化 D．与金刚石互为同分异构体 【答案】A 【详解】A．石墨烯是单层石墨，石墨是导体，所以石墨烯可能具有良好的导电性能，A正确； B．石墨烯与石墨结构相似，都属于混合晶体，B错误； C．石墨烯是层状结构，其中碳原子均为sp2杂化，C错误； D，石墨烯与金刚石为碳元素的不同单质，互为同素异形体，D错误； 故选A。 7．下列有关物质结构和性质的说法错误的是 A．水的热稳定性比硫化氢强，是因为水分子间存在氢键 B．氟的电负性大于氯，导致三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸 C．氨气在水中的溶解度大于在苯中的溶解度，这与分子的极性有关 D．“电子气理论”可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性 【答案】A 【详解】A．水的热稳定性比硫化氢强，是因为键长：氧氢键＜硫氢键，键能：氧氢键＞硫氢键，与氢键无关，故A错误； B．氟的电负性大于氯，F－C的极性大于Cl-C的极性,使F3C-的极性大于Cl3C-的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，酸性强于三氯乙酸，故B正确； C．氨气和水为极性分子，苯为非极性分子，据相似相溶，氨气在水中的溶解度大于在苯中的溶解度，这与分子的极性有关，故C正确； D．金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，此“电子气理论”用于描述金属键的本质，可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性，故D正确； 故答案为：A。 8．已知：①晶体硅中含有键，体中含有键；② ，反应过程与能量变化如图所示。下列说法错误的是 化学键 断开共价键所需能量 460 500 176 A．二氧化硅的稳定性小于硅的稳定性 B． C．晶体硅和二氧化硅都是共价晶体，都是空间立体网状结构 D．晶体硅光伏发电是将光能转化为电能 【答案】A 【详解】A．的键能大于的键能，则二氧化硅稳定性大于硅的稳定性，A错误； B．反应物总键能-生成物总键能，由图可知反应为放热反应，硅在氧气中燃烧的热化学方程式为 ，焓变等于正逆反应的活化能之差，则，B正确； C．晶体硅和二氧化硅都是由原子构成，均是共价晶体，空间结构相似，都是立体网状结构，C正确； D．晶体硅是太阳能电池板的制作材料，利用太阳能转化为电能，晶体硅光伏发电为光能转化为电能，D正确； 答案为A。 9．已知氮化碳晶体是新发现的高硬度材料，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。下列关于该晶体的说法错误的是 A．氮化碳属于共价晶体，比金刚石的硬度更大 B．该晶体中每个碳原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个碳原子相连，氮化碳的化学式为C3N4 C．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8电子结构 D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性键形成空间网状结构 【答案】D 【详解】A．氮化碳为高硬度材料且是由非金属元素组成的，因此该晶体为共价晶体，又因为C—C的键长大于C—N的键长，故C—N的键能大于C—C的键能，硬度更大的是氮化碳，故A正确； B．N的非金属性大于C的非金属性，氮化碳中C显＋4价，N显-3价，所以氮化碳的化学式为C3N4，故B正确； C．每个C原子与4个N原子形成共价单键，每个N原子与3个C原子形成共价单键，C原子和N原子的最外层都达到8电子稳定结构， 故C正确； D．氮化碳晶体原子间以N—C极性键形成空间网状结构，故D错误； 选D。 10．下列有关晶体的数据大小比较错误的是 A．离子键强度： B．熔点： C．硬度：碳化硅>晶体硅>干冰 D．每个阴离子周围等距离且最近的阳离子数： 【答案】D 【详解】A．离子半径Ca2+＞Mg2+，S2-＞O2-，离子半径越小，所带电荷数越大，离子键越强，A正确； B．是离子晶体，离子半径Cl－＞F－，离子半径越小，则熔点越高，是分子晶体，熔点偏低，B正确； C．碳化硅、晶体硅是共价晶体，半径Si＞C，原子半径越大，键能越小，硬度越小，干冰原子是分子晶体，硬度在三者里最小，C正确； D．CsCl晶胞中1个Cl－周围有8个Cs＋，NaCl晶胞中1个Cl－周围有6个Na＋，D错误； 故选D。 11．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是 A．在晶体中，距最近的有6个 B．在晶体中，每个晶胞平均占有4个，的配位数是4 C．金刚石晶体中含有键 D．该气态团簇分子的分子式为或 【答案】C 【详解】A．以顶点研究，与之最近的处于晶胞棱心且关于对称，即距最近的有6个，A正确； B．每个晶胞占有4个，距离最近且等距的有4个，即的配位数为4，B正确； C．每个碳原子形成4个键，每个键为2个C原子占有，故12g金刚石中含有键，C错误； D．该气态团簇分子中含有4个E、4个F原子，分子式应为或，D正确； 故选：C。 12．侯氏制碱法工艺流程中的主反应为，其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是 A．QR晶体中与8个配位 B．向QR溶液中先通入，再通入 C．单质沸点： D．和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 【答案】C 【分析】侯氏制碱法主反应的化学方程式，则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、元素、元素。 【详解】A．晶体中与6个配位，A错误； B．二氧化碳在水中溶解度不大，先向饱和食盐水通入氨气，使溶液显碱性，可增大二氧化碳的溶解，则向溶液中先通入，再通入，B错误； C．、为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，二者在常温下均为气体，在常温下为固体，则沸点：，C正确； D．易液化，其气化时吸收热量，可作制冷剂，干冰易升华，升华时吸收热量，也可作制冷剂，NH3分子间作用力为氢键和范德华力，分子间仅存在范德华力，D错误； 故选C。 13．许多过渡金属离子对多种配体有很强结合力，能形成种类繁多的配合物，下列说法正确的是 A．配合物的配位数为5 B．配合物中存在的化学键有离子键，共价键，配位键和氢键 C．中，提供空轨道，提供孤对电子 D．配合物中的化合价为 【答案】C 【详解】A．配合物中配体为和，所以配位数为6，A错误； B．氢键只是分子间一种比较强的相互作用，不属于化学键，B错误； C．中，提供空轨道，提供孤对电子，形成配合物离子，C正确； D．由化合物代数和为零可知，配合物中的化合价为价，D错误； 故答案为：C。 14．利用氧化法制备某些配位化合物，如：，下列说法正确的是 A．该配位化合物的配位数为5 B．提供孤电子对的成键原子是N和Cl C．中存在配位键、共价键和离子键 D．氧化剂是含有极性键的非极性分子 【答案】B 【详解】A．该配位化合物中配体有5个NH3和1个Cl-，配位数为6，A错误； B．该配位化合物中配体NH3中的N和Cl-均存在孤电子对，Co3+提供空轨道，N原子和Cl原子提供孤电子对形成配位键，B正确； C．中Cl-、NH3和Co3+之间存在配位键，NH3内部存在共价键，但是没有离子键，C错误； D．H2O2中含有极性键O-H，但是H2O2正负电中心不重合，属于极性分子，D错误； 故答案选B。 15．冠醚是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。18一冠–6可用作相转移催化剂，其与形成的螯合离子结构如下图所示。下列说法错误的是 A．该螯合离子中碳与氧原子具有相同的杂化类型 B．该螯合离子中所有非氢原子可以位于同一平面 C．该螯合离子中极性键与非极性键的个数比为7:1 D．该冠醚除外，不可以与其他碱金属阳离子作用 【答案】B 【详解】A．该螯合离子中碳与氧原子都为杂化，具有相同的杂化类型，A正确； B．该螯合离子中任一原子、与该原子相连的两个原子及所形成的空间结构为三角锥形，故所有非氢原子不能位于同一平面，B错误； C．该螯合离子中极性键有24个键、12个键以及6个原子与形成的配位键，有6个非极性键，极性键与非极性键个数比为，C正确； D．该冠醚属于超分子，具有分子识别的特征，除外，不能与其他碱金属阳离子作用，D正确。 故选B。 16．结构决定物质性质是研究化学的重要方法，下列对结构与性质的描述错误的是 A．①中NaCl在水溶液中导电是因为在电流作用下破坏了NaCl中离子键 B．②中在纯金属中加入其它元素，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大 C．③中人体细胞和细胞器的双分子膜以头向外而尾向内的方式排列体现了超分子的自组装性 D．④中石墨晶体是层状结构的，每个碳原子的配位数为3，属于混合晶体，熔点高于金刚石 【答案】A 【详解】A．①中NaCl在水溶液中导电是因为在水分子作用下破坏了NaCl中离子键、形成了可自由移动的水合钠离子和水合氯离子，A错误； B． ②中在纯金属中加入其它元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大，B正确； C．超分子具有自组装性，例如③中人体细胞和细胞器的双分子膜以头向外而尾向内的方式排列体现了这一点，C正确； D． ④中石墨晶体是层状结构的，每个碳原子的配位数为3，层内存在C-C键，层间存在分子间作用力，属于混合晶体，石墨中C-C的键长比金刚石中C-C的键长短，则石墨熔点高于金刚石，D正确； 答案选A。 17．下列说法中错误的是 ①区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验 ②中含有共价键、配位键和离子键。 ③因为晶体的形成受速率的影响，所以同一物质既可以形成晶态也可以形成非晶态 ④所有的配合物都存在配位键，所以含配位键的化合物都是配合物 ⑤含有阳离子的物质一定有阴离子 ⑥金属键是一种既无方向性也无饱和性的化学键，主要存在于金属晶体中 A．②④⑤ B．①②③ C．①③⑥ D．④⑤⑧ 【答案】A 【详解】①区分晶体的方法有多种，但最可靠的方法是X射线衍射，①正确； ②配离子[Fe(SCN)6]3-中只含有共价键、配位键，没有离子键，②错误； ③因为晶体自范性的条件之一就是速率要适当，同一物质熔融态缓慢冷却呈现晶体外形，冷却速率过快是无晶体外形的，所以同一物质既可以形成晶态也可以形成非晶态，③正确； ④含有配位键的化合物不一定是配合物，如CO、NH4Cl等有配位键但不属于配合物，④错误； ⑤含有阳离子的物质不一定有阴离子，如金属晶体和等离子体含有阳离子而无阴离子，⑤错误； ⑥金属键主要存在于金属晶体中，如石墨及某些金属配合物中也存在金属键，⑥正确； 综上分析可知，②④⑤错误，故答案为：A。 18．已知铜离子的配位数通常为4，和均为深蓝色。某化学小组设计如下实验制备铜的配合物。下列说法错误的是 A．硫酸铜溶液呈蓝色，是因为溶液中存在配离子 B．b中得到配合物，其配体为 C．上述实验可得配离子的稳定性顺序为： D．中含有的键数为 【答案】C 【详解】A．Cu2+具有空轨道，水分子中O原子含有孤电子对，能与Cu2+形成配离子，则硫酸铜溶液呈蓝色，是因为溶液中存在配离子，故A正确； B．和均为深蓝色，b加入过量的氢氧化钠得到配合物，由化学式可知，其配体为，B正确； C． 硫酸铜溶液含有[Cu( H2O)4]2+加入稀NaOH溶液易转化为Cu(OH)2沉淀，再加入浓NaOH溶液可转化为[Cu(OH)4]2-，说明稳定性: [Cu(H2O)4]2+< [Cu(OH)4]2-，对比试管b、c中的现象可知，稳定性:[Cu(NH3)4]2+> [Cu(OH)4 ]2-，所以配离子的稳定性: ，故C错误； D．单键都是键构成的，1mol中含有12molN-H，另外N原子与铜离子之间还有4mol配位键，因此键的数目为16NA，故D正确； 第II卷 非选择题（共46分） 二、非选择题（本大题共4个小题，共46分） 19．（12分）回答下列问题： (1)已知甲、乙、丙、丁四种晶胞的结构如图所示： ①写出晶胞的化学式：乙 ；丁 。 ②计算晶胞中粒子的个数比：甲 ；丙 。 (2)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有上图中丙的空间结构，则： ①FeS2晶体中存在的化学键类型是 。 ②若晶体结构中相邻的阴、阳离子的距离为acm，且用NA代表阿伏加德常数，则FeS2晶体的密度为 g·cm－3。 【答案】(1) C2D(或DC2) XZY3 1∶1 1∶1 8分 (2) 离子键、非极性键 4分 【详解】（1）①甲晶胞中含有1个A和B：；乙晶胞中含有1个C：个D；丙晶胞中含有E：和F；丁晶胞中含有1个X、Y：、Z：，则乙的化学式为：C2D(或DC2)；丁的化学式为：XZY3； ②甲中粒子的个数比：1∶1；丙中粒子的个数比： 1∶1。 （2）①FeS2晶胞由Fe2＋和S构成，FeS2晶体中存在离子键与非极性键（S-S键）。 ②丙晶胞中，1个晶胞含有个FeS2，故g·cm-3。 20．（8分）中国科学院上海微系统与信息技术研究所发明了一种新型基于单质碲和氮化钛电极界面效应的开关器件，该研究突破为我国发展海量存储和近存计算在大数据时代参与国际竞争提供了新的技术方案。回答下列问题： (1)氧、硫、硒、碲在周期表中位于同一主族。 ①补全基态碲原子的简化电子排布式： 。 ②碲的最高价氧化物的水化物碲酸的酸性比 (选填“强”或“弱”)，其氧化性比硫酸强。向碲酸中通入气体，若反应中生成的与的物质的量之比为2：1，写出反应的化学方程式 。 (2)钛的某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如下图所示： 碳原子的杂化类型有 种。 (3)氮化钛晶体的晶胞结构如图所示，该晶体结构中与N原子距离最近且相等的原子有 个。 【答案】(1) 弱 4分 (2)2 2分 (3)6 2分 【详解】（1）①碲原子位于周期表中第五周期第ⅥA族，基态碲原子的简化电子排布式：[Kr]，故答案为：； ②非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：S＞Te，酸性：H6TeO6＜H2SO4；向碲酸中通入SO2气体，H6TeO6将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为TeO2与Te，且与的物质的量之比为2：1，则化学反应方程式为； （2）由钛的某配合物结构图可知，甲基中C原子形成4个σ键，价层电子对数为4，为sp3杂化；其他C原子形成3个σ键，价层电子对数为3，为sp2杂化，C原子共有2种杂化方式，故答案为：2； （3）由氮化钛晶体的晶胞结构图可知，与N原子距离最近且相等的Ti原子位于N原子的上下左右前后，该晶体结构中与N原子距离最近且相等的Ti原子有6个。 21．（16分）“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义。请回答下列问题： 【无机非金属材料】 (1)高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。晶体硅所属的晶体类型是 ，晶体中每个硅原子都采用 杂化，与紧邻的 个原子以共价键结合。 这种材料可以按下列方法制备： SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯) (2)写出步骤I的化学方程式： 。 (3)步骤Ⅱ经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0°C) 中含有少量的SiCl4(沸点为57.6℃)和HCl (沸点为-84.7℃)，提纯SiHCl3的实验方法是 。              a. 过滤  　　      b.分液   　　      c. 分馏     　　   d. 结晶 所用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、锥形瓶外还需要 。 a. 蒸馏烧瓶   　　 b. 圆底烧瓶  　　  c.冷凝管  　　   d. 试管 【磁性材料】 (4)这种黑色磁性材料含有某种铁的氧化物，若将该氧化物溶于稀硫酸中，简述检验所得溶液中铁元素较低价态正离子的实验操作方法 。 【激光材料】 (5)我国是激光技术先进的国家，红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料。请用离子方程式来证明它是一种两性氧化物： 。 (6)Al2O3在一定条件下可制得氮化铝晶体。氮化铝是一种极有前途的电子绝缘基片材料，化学稳定性好，耐高温、酸、碱，抗冲击能力强，其晶胞结构如图所示。下列说法中正确的有 。                a.氮化铝属于离子晶体 b.氮化铝分子式为AlN      c.氮化铝可用于制造切割金属的工具 d.1个氮化铝晶胞中含有9个铝原子   e.氮化铝晶体中铝的配位数为2 f.氮化铝晶胞和氯化钠晶胞相同 (7)氮化铝可通过下列反应制备：Al2O3+3C+N2=2AlN+3CO，反应物与生成物中属于非极性分子的电子式是 。 【高分子材料】 (8)一种新型高效净水剂[AlFe(OH)nCl6-n]m属于无机高分子材料，它广泛应用于生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为 。         a.+2       　　     b.+3      　　   c.+m        　　        d.+n 【合金材料】 (9)取等质量的两份某镁铝合金，分别加入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中，标准状况下产生的H2体积分别为100mL、90mL。则该合金中镁、 铝的质量之比为 。 (10)棕黄色强刺激性气体Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一，实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取少量Cl2O， 补充完整并配平下列反应方程式： 。 _____Cl2 +____Na2CO3 +_____ = ___NaHCO3 +____NaCl+____Cl2O 【答案】(1) 共价晶体 sp3 4 3分 (2)SiO2+2CSi+2CO↑ 2分 (3) c ac 2分 (4)取少量该溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，溶液不变色，通入氯气后溶液为红色，说明员溶液中含有Fe2+ 1分 (5)Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Al2O3+2OH-+3H2O ═ 2[Al(OH)4]- 2分 (6)c 1分 (7) 1分 (8)b 1分 (9)4：27 1分 (10)2Cl2 +2Na2CO3 + H2O=2NaHCO3 +2NaCl+Cl2O 2分 【详解】（1）晶体硅是由硅原子通过共价键构成的，每个硅原子与其它4个硅原子通过Si-Si相连接，故所属的晶体类型是共价晶体，晶体中每个硅原子都采用sp3杂化，与紧邻的4个原子以共价键结合。 （2）工业上用焦炭在高温下置换二氧化硅中的硅来制备粗硅，步骤Ⅰ的化学方程式：SiO2+2CSi+2CO↑。 （3）步骤Ⅱ经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0°C) 中含有少量的SiCl4(沸点为57.6℃)和HCl (沸点为-84.7℃)，沸点不同，根据沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏； 选 c。 所用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、锥形瓶外还需要蒸馏烧瓶和冷凝管。 选ac。 （4）具有磁性的黑色材料含有某种铁的氧化物即Fe3O4，与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水，离子方程式为：Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++4H2O；亚铁离子易被氧化为铁离子，铁离子与硫氰化钾反应得到血红色溶液，则简述检验所得溶液中铁元素较低价态正离子Fe2+的实验操作方法：取少量该溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，溶液不变色，通入氯气后溶液为红色，说明员溶液中含有Fe2+。 （5）两性氧化物既能和强酸反应又能和强碱反应，红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料。请用离子方程式来证明它是一种两性氧化物：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Al2O3+2OH-+3H2O ═ 2[Al(OH)4]-。 （6）a．氮化铝不属于离子晶体，属于共价晶体，不选； b．氮化铝晶体不属于分子晶体，没有分子式，铝原子位于顶点、面心，1个晶胞含有铝原子数目为，4个N位于晶胞内，则个数比为1：1，化学式为AlN，不选； c．氮化铝硬度大，抗冲击能力强，可用于制造切割金属的工具，选； d．1个氮化铝晶胞中含有4个铝原子，不选；   e．据图，氮化铝晶体中铝的配位数为4，不选； f．氯化钠晶胞示意图为，氮化铝晶胞和氯化钠晶胞不同，不选； 选c。 （7） Al2O3+3C+N2=2AlN+3CO中，氮气属于非极性分子，其电子式是：。 （8）一种新型高效净水剂[AlFe(OH)nCl6-n]m中铝元素显+3价，氢氧根为-1价，氯元素为-1价，各元素的化合价代数和为0，故铁元素的化合价为+3价。         选b。 （9）因为铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气，而镁不反应，所以90mL氢气为铝与氢氧化钠溶液反应生成，又铝和镁都能与盐酸反应生成氢气：、，所以100mL氢气为铝和镁与盐酸反应生成，根据得失电子守恒，则铝生成90mL氢气，镁生成100mL-90mL=10mL氢气，铝生成的氢气的物质的量=镁生成的氢气的物质的量×9，所以合金中镁，铝的质量之比为(10×24)：(90××27)=4：27。 （10）反应中氯气是自身氧化还原反应，化合价从0价变化为-1价和+1价，依据原子守恒进而电子守恒得到，反应物缺项为H2O，配平的化学方程式为：2Cl2+2Na2CO3+H2O＝2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。 22．（10分）Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如表实验。 序号 实验步骤 实验现象或结论 I 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液 Ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体 Ⅲ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4H2O Ⅳ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOH溶液 无蓝色沉淀生成 (1)氨水中所组成元素的电负性由大到小的顺序为 。 (2)H-N-H键角大小：[Cu(NH3)4]2+ NH3(填“>”、“=”或“<”)，其原因是 。 (3)该实验能说明，Cu2+与NH3的结合能力 (填“大于”“小于”或“等于”)Cu2+与OH-的结合能力。 (4)下列说法正确的是___________。 A．超分子通过配位键相互作用形成的，具有“分子识别”和“自组装”的重要特征。 B．Cu焰色反应呈绿色，是电子由激发态转化为基态时吸收能量产生的。 C．1mol中含有键的数目为 D．对该晶体进行加热时，配体NH3比H2O更容易失去 (5)Cu2+能与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)形成[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+离子，结构如图，关于该配离子的说法错误的是___________。 A．该离子的配位数是4 B．该离子的配体数是2 C．形成配离子前后，Cu的化合价不变 D．该离子中含有离子键、非极性键与极性键 【答案】(1)O>N>H 2分 (2) > [Cu(NH3)4]2+中的N的价层电子对均为成键电子对，而NH3中的N存在一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力比成键电子对之间的斥力更大，NH3中的键角更小 2分 (3)大于 2分 (4)C 2分 (5)D 2分 【详解】（1）氨水中的元素有N、O、H三种，非金属性越强电负性越大，非金属性O>N>H，则电负性大小是O>N>H； （2）[Cu(NH3)4]2+中N原子有4个成键电子对，而NH3中N有3个成键电子对，一个孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力比成键电子对之间的斥力更大，NH3中的键角更小，故键角：[Cu(NH3)4]2+>NH3；故答案为：＞；[Cu(NH3)4]2+中的N的价层电子对均为成键电子对，而NH3中的N存在一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力比成键电子对之间的斥力更大，NH3中的键角更小； （3）深蓝色晶体为硫酸四氨合铜，加入氢氧化钠溶液后无蓝色沉淀生成，说明Cu2+与NH3的结合能力大于Cu2+与OH-的结合能力； （4）A、超分子通过非共价键相互作用形成的，一般通过分子间作用力、氢键、静电作用、疏水作用等，A错误； B. Cu焰色反应呈绿色，是电子由激发态转化为基态时放出能量产生的，B错误； C. 1mol中含有N-H键12NA，配位键4NA，键的数目为，C正确； D. 对该晶体进行加热时，先失去外界的水，内界的氨气不易失去，D错误； 答案选C； （5）A. 观察该配离子的结构可知，该离子的配位数是4，A正确； B. 与中心离子铜离子相连的配体为2个，因此该离子的配体数是2，B正确； C. 形成配离子前后，Cu的化合价不变，仍是+2价，C正确； D. 该离子中含有离子键、非极性键、极性键、配位键，D错误； 答案选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$