第33期 物质的聚集状态与晶体的常识-【数理报】2024-2025学年高二化学选择性必修2同步学案（人教版2019）

书 晶胞是描述晶体结构的基本单元，晶胞是 晶体中最小的重复结构单元．所有晶胞的形状 及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全 相同的． １．晶胞与晶体的关系：晶胞（微观）一般都 是平行六面体，晶体（宏观）是由无数晶胞无隙 并置而成． （１）无隙：相邻晶胞之间无任何间隙．两个 晶胞共用同一个平面；上面晶胞的下底面，就是 下面晶胞的上底面． （２）并置：所有晶胞都是平行排列的，取向 相同．即：将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方 向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过 程中无须转动或改变方向． 晶胞的结构 １．晶胞的外形：常规的晶胞都是平行六面 体．晶胞是８个顶角相同、三套各４根平行棱分 别相同、三套各两个平行面分别相同的最小平 行六面体，即８个顶点、６个面、１２条棱． ２．晶胞的计算 （１）求化学式 晶胞中离子数目的计算可以采用均摊法． 均摊是指每个图形平均拥有的粒子数目． ①立方晶胞中微粒数的计算方法如下：晶 胞中任意位置上的一个原子如果是被 ｎ个晶胞 所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额 就是 １ ｎ．对于立方晶胞而言，每个晶胞实际含有 的微粒数＝顶点微粒数×１８＋棱上微粒数× １ ４＋ 面上微粒数×１２＋体内微粒数×１． ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 三棱柱 六棱柱 ③有关上述的计算必须明确：由晶胞构成 的晶体，其化学式不是表示一个晶胞中含有多 少个某原子，而是表示每个晶胞中平均含有各 类原子的最简个数比． （２）计算晶体密度的方法 ①思维流程 ②计算公式：ρ＝ ＮＭ ＮＡ·ａ ３（Ｎ为晶胞中的粒 子数，Ｍ为晶胞化学式的摩尔质量，ＮＡ为阿伏 加德罗常数的值，ａ为晶胞边长）． （３）计算晶体中粒子间距离的方法 ①思维流程 ②计算方法：微粒间距离的计算常常涉及 晶体密度、ＮＡ、ｍ、晶体体积等数据，解答这类题 目时，一要掌握“均摊法”原理，二要熟悉常见晶 体的结构特征，三要明确微粒的位置，结合数学 知识，找出所求微粒间的距离与晶胞边长、面对 角线或者体对角线的关系． 形成性检测： １．整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞 “无隙并置”而成．下列对这句话的理解错误的 是 （　　） Ａ．相邻晶胞之间没有任何间隙 Ｂ．晶体是晶胞简单、随意堆积而成 Ｃ．晶胞排列时，取向相同 Ｄ．“并置”是指所有晶胞都是平行排列的 ２．ＮａＣｌ晶胞的结构如 右图所示，在晶胞中，●表 示Ｃｌ－，○表示 Ｎａ＋．已知 ＮａＣｌ晶 体 的 密 度 为 ρｇ／ｃｍ３，ＮａＣｌ的摩尔质量 为Ｍｇ／ｍｏｌ，阿伏加德罗常 数的值为ＮＡ，则在ＮａＣｌ晶体中每个Ｎａ ＋和与之 等距且最近的Ｎａ＋之间的距离为 （　　） Ａ． ３２Ｍ ρＮ槡 Ａ ｃｍ Ｂ． ３ 槡２Ｍ ρＮ槡 Ａ ｃｍ Ｃ． ３２ＮＡ ρ槡Ｍ ｃｍ Ｄ． ３ Ｍ ８ρＮ槡 Ａ ｃｍ 书 【背景材料】一些知名品牌手机，其触摸屏 采用了蓝宝石晶体材料，引发了业界的强烈关 注．蓝宝石的化学成分为氧化铝（α－Ａｌ２Ｏ３），是 由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合 而成，其晶体结构为六方晶格结构．在自然界中 当蓝宝石在生长时，晶体内含有钛离子（Ｔｉ３＋） 与铁离子（Ｆｅ３＋）时，会使晶体呈现蓝色，而成为 蓝色蓝宝石（ＢｌｕｅＳａｐｐｈｉｒｅ）．当晶体内含有铬离 子（Ｃｒ３＋）时，会使晶体呈现红色，而成为红宝石 （Ｒｕｂｙ）．又当晶体内含有镍离子（Ｎｉ３＋）时，会使 晶体呈现黄色，而成为黄色蓝宝石．就颜色而 言，单纯的氧化铝结晶是呈现透明无色的，因不 同显色元素离子渗透于生长中的蓝宝石，因而 使蓝宝石显出不同的颜色．像海洋之星、非洲之 星、天使之泪等都属于天然宝石． 【知识辨析】 一、物质的聚集状态的存在形式 １．通常物质有三态：固态、液态和气态． ２．现代科技发现物质的聚集状态还有更 多，如等电子体、离子液体、晶态、非晶态，以及 介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等． ３．物质三态的相互转化 【易错提醒】 （１）构成物质三态的粒子不一定都是分子， 还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分 子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组 成的液体物质． （２）物质的聚集状态除了气态、液态和固 态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态 之间的塑晶态、液晶态等． 二、等离子体 １．定义：由电子、阳离子和电中性粒子组成 的整体上呈电中性的物质聚集体称为等离 子体． ２．产生途径：气态物质在高温或者在外加 电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离 子等． ３．存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、 蜡烛火焰里、极光和雷电里等． ４．性质：等离子体中的微粒带有电荷且能 自由运动，使等离子体具有很好的导电性，很高 的温度和流动性． ５．应用：等离子体显示技术可以制造等离 子体显示器；利用等离子体可以进行化学合成、 核聚变等． 三、液晶 （１）定义：在一定的温度范围内既具有液体 的可流动性，又具有晶体的各向异性的物质称 液晶．在由固态向液态转化过程中存在的取向 有序流体状态． （２）分类：分为热致液晶（只存在于某一温 度范围内的液晶相）和溶致液晶（相对于热致液 晶，从溶液中获得的液晶）． （３）性质：具有液体的某些性质（如流动性、 黏度、形变性等）和晶体的某些性质（如导热性、 各向异性等）． （４）用途：手机、电脑和电视的液晶显示器， 合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦 克、舰船、防弹衣、防弹头盔等． 四、关于晶体与非晶体 １．晶体：内部微粒（原子、离子或分子）在空 间按一定规律做周期性重复排列构成的固体 物质． ２．非晶体：内部原子或分子的排列呈现杂 乱无章的分布状态的物质． （１）晶体的分类：根据组成晶体的粒子和粒 子间的相互作用，将晶体分为分子晶体、离子晶 体、共价晶体和金属晶体． （２）常见的晶体（一般为纯净物）：金属、盐、 干冰、冰、金刚石、宝石等．常见的非晶体（为混 合物或纯净物）：玻璃及玻璃态物质、橡胶等． 五、晶体的特征 １．自范性：指在适宜的条件下，晶体能自发 地呈现封闭的、规则的多面体外形．因此，晶体 具有规则的几何外形． 注意：形成晶体时，各个方向上晶体的生长 速率相等．熔融态物质冷却形成固体时，如果冷 却速率过快，会得到粉状或不规则的块状固体． 非晶体中粒子的排列相对无序，无自范性． 如晶体ＳｉＯ２和非晶体ＳｉＯ２如下图所示． ２．各向异性：同一晶体构造中，在不同的方 向上质点的排列一般是不一样的，因此，晶体的 性质也随方向的不同而有所差异． （１）晶体各向异性的原因是晶体中的粒子 在微观空间里各个方向上呈现不同的周期性有 序排列． （２）在晶体的不同方向上晶体的硬度、导热 性、导电性、光学性质等物理性质有差异．例如， 蓝晶石（Ａｌ２Ｏ３·ＳｉＯ２）在不同方向上的硬度不 同；石墨在与层垂直的方向上的导电率是在与 层平行的方向上的导电率的 １ １０． ３．晶体具有固定的熔点和沸点． 加热非晶体时，温度升高到一定程度后非 晶体开始软化，流动性增强，最后变为液体，从 软化到完全熔化，中间经过较大的温度范围，这说 明非晶体没有固定的熔点． ４．晶体能使 Ｘ射线产生衍射，而非晶体不 能使 Ｘ射线产生衍射，这可用于区分晶体和非 晶体． 【归纳小结】晶体和非晶体的本质区别 自范性 微观结构 晶体 有（能自发呈现多面体 外形） 原子在三维空间里呈 周期性有序排列 非晶体 没有（不能自发呈现多 面体外形） 原子排列相对无序 注意：是否具有规则的几何外形不能用作 区分晶体和非晶体的依据，因为非晶体也能人 为加工成人类所需要的规则的几何外形． 题型示例 例１．下列不属于晶体的特点的是 （　　） Ａ．一定有固定的几何外形 Ｂ．一定有各向异性 Ｃ．一定有固定的熔点 Ｄ．一定是无色透明的固体 解析：晶体的特点有：有规则的几何外形 （由晶体的自范性决定）、固定的熔点及各向异 性，但不一定是无色透明的固体，如紫黑色的碘 晶体、蓝色的硫酸铜晶体． 答案：Ｄ 例２．下列关于物质的聚集状态的说法正确 的是 （　　） Ａ．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有 规则的几何外形 Ｂ．气态和液态物质一定是由分子构成的 Ｃ．液晶是介于液态和晶态之间的物质状 态，但不具有各向异性 Ｄ．等离子体具有良好的导电性和流动性 解析：晶体与非晶体的根本区别在于粒子 在微观空间是否呈周期性的有序排列，有规则 的几何外形的物质不一定是晶体，如玻璃，Ａ错 误；常温下，金属汞为液态，由汞原子构成，Ｂ错 误；液晶不像普通物质直接由固态晶体熔化成 液体，而是经过一个既像晶体又似液体的中间 状态，同时它还具有液体和晶体的某些性质．液 晶的最大特点是：既具有液体的流动性，又具有 晶体的各向异性，Ｃ错误；等离子体是由电子、阳 离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气 态物质，具有良好的导电性和流动性，Ｄ正确． 答案：Ｄ ! " # $ !"#$% ! ! &' !!"# ( "$"# ) % * % +,-(. ' ( !! " "#$%& ! '( )*+ /012345678 9:34;<=>?@5 !"#$%#&'$&() 9:AB;<=>?@5 *"#$+#&'$&,) ,(-./012 ,(-3456789:;1< =>?@ABCD @EFGHI JKLMNOCDPQR!"#$%&'()(*S+T UVWQF,-./00 !" -./ & #!" -./ & $% &' ()*+ ,- (.*+ /0 1.*2 &0 13*2 4-1.*2 5-13*2 5% 6% $ , 789:;<8 $ & 7;8 $ & 789:; =>87 $ $& ?<87 $ ( @AB $ $ , B89:;<8 $ & BC; $ & B89:; =>8B $ ( C<8B $ " @DB $ EF!GH IJKL MNO -PQ !GONR EF!GO"S TU !GOTU MNO -PQ !G ONR EF!GH IJVL W !G "S IJ XY Z 一 ! 实验目的 !"#$%&' 0 二 ! 实验用品 ()*+,(-./012/345/678/ 9:/;</=>/?@/AB/CD/#$%&' EF 1 三 ! 实验步骤 !1 制备小晶体 GHIJ9:KLM "2 34 0NOP QR HISTU9:KLM !## 34 VWU0NOP XJ9:YGT9:KP ZT9:[\]^_ `J9:[\] 1 aT9:YGbcdeLfP ghijk_l $# % mnoLfPQJ9:[ LMpqU#$%&'EFPrsPtuvwx \ 1 yfz?P{h|}U#$%x\ 1 G~| }#$%x\U9:e€e‚Uƒ@P 9: „…†ec‡ˆk+‰YGŠ‹ŒŽK.P H‘’P“”!{&•–—UJ&' 1 &1 小晶体 ! 长大 " 为大晶体 a&•–—UJ&'˜™š›P YMkœ ^_`kU|}#$%vwx\KPˆkPž Ÿ ¡P1¢J&'ŸŸ£T 1 ¤¥¦§PJ&' “̈ u£©ªT&' 1 四 ! 实验成功的关键 !«ST¬­U&'®¯°±¤¥¦§P ²{•³–—U&'U´µ¶·!¸¹º» 1 ¸¹m¼½¾¿ÀÁÂà + ! .!«vwx\mP¯ÄozvwÅÆl &' 1 + & .z?ǜ¯ÈPÄovwx\ÉÇ ¡ Æl&' 1 + ' . ¡Çœ¯žŸP˜c‡‰ŒŠ‹ˆ kPÊvwx\žŸ ¡ 1 + ( .&'UË̶´µP¯²{•³–—U &'P¼Z˜Í‚U#$%P¯ÄoÎÏÐMx \Ñvwx\¯PÒ;ÓÔÕÖ 1 + " .&'U×u£©®¯°±ØÙÚ&P— IzÛKG™eÜÝH­&'PØÞU&'¯ ßàPáÙ"l’¯âã䄕PZäˆå– —U+æç&š.•³ 1 例题 à èéêªëpì&'Uíîïëð ÀU¸¹Ã+ ! . GH9:KLMHñ;UOPL M#$%EFPtuvwx\Ñ+ & .òQvwx \KLMHñ;U#$%Ñ+ ' . "HJ­#$ %&'Pßó&'UHJôÑ+ ( .˜õ1Höš ›&'PRHöšGH÷678ePøùG9: úPZ&'ûüGx\KÑ+ " .zH‘’"lP 1¢J&'£Tý•³þÿ 1 !"#À$%&à + ! . ª'(¯Lz;U#$%) ð*+z ;P¢,-ð.) + & .J&'£Tý•³þÿ/0'() 解析 Ã&'1vwx\234hëx5Ú &67PßôU&'8zx5Ú&67”{h þÿU#$%&'P 9¶:`&'U;<í! x\KLMëz;U#$%PZ#$%G&' =]+>ÆlP&'?@ATPgBCD4h Ú&x567! ð*+Lz;U#$%&'P ßôU&'CD⥒Pa+òAT! 答案 Ã+". Lz;U#$%¶ªëZ&' £T!ð*+z;P&'UTJ+EPF¶•³ G{þÿ! +#./0&'H;<íUIÂ! 点评 ÃJ&KLU¶ð.Z+þÿ&'G vwx\KCDGuþÿ&'P5&U´µ¶ 0M&'Uíî¿N&'U•uO£TO⥠1º»UPQ´š! XYZ[\]^F 516&06 &2&,7&!&# 0_ `a!0b4 cdZef & &!&# _ 5 g [ &# \ []^ _ J`a [ &( \ _J`ab cdeN f &' \ f]^gh bij f &) \ fk^ l mn &!&# _ & g f &8 \ oJWpX `a f "! \ oJ`ab MNWeN f "5 \ fk^gh bij f "& \ qrijs 1f]tk +̂ &!&# _ " g f "" \ fu^ M NWvwx%b!"W yz f ", \ oJ!"b lm!" f "# \ {|!" f "( \ ZJ!" f "' \ }~Mb oJ &!&# _ , g f ") \ fu^gh bij f "8 \ qrijs 1f]tktu +̂ f ,! \ \€ghb ij " h?ijik " lqMCk " ABrstR !"#5+#&'5&#( " h?uvR,(wxyz{|}~€ &!& Q‚q?3ƒ=>?@ABr " U„A…F !"!!!( " z†r‡?ˆ‰F !"#5)#&'5&(8 5##"(("())' Š‹Œ*QT " ‡FŽh?z†rv‘’J“”U•Š–T " U„‡ˆ‰F 555)# " —˜™š‡›œ‡ž‡ " h ? Ÿ ’ J “ wŠzT  4 ¡ ¢ £ ? " h ? ¤ , ( ¥ v ¦ § ¨ © ª «Šx y z ¬ ­ ® } ¯ ° ±T² ¦ ³ ´ ¨ ¦ µ ¶ · ¸ ¹ ³ Ž  h ? z † r v  º » ! ¼½ ¾'¿ ! ÀÁ ÂÃÄ 书 一、选择题（本题包括１０小题，每小题只有一个选 项符合题意） １．下列有关等离子体的叙述，不正确的是 （　　） Ａ．等离子体是物质的另一种聚集状态 Ｂ．等离子体是很好的导体 Ｃ．水可能形成等离子体状态 Ｄ．等离子体中的微粒不带电荷 ２．水的状态除了气态、液态和固态外，还有玻璃 态．它是由液态水急速冷却到１６５Ｋ时形成的， 玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密 度与普通液态水的密度相同．下列有关玻璃态 水的叙述正确的是 （　　） Ａ．水由液态变为玻璃态，体积缩小 Ｂ．水由液态变为玻璃态，体积膨胀 Ｃ．玻璃态是水的一种特殊状态 Ｄ．玻璃态水能使Ｘ射线产生衍射 ３．下列过程得到的固体物质不是晶体的是（　　） Ａ．降低ＫＣｌ饱和溶液的温度所得到的固体 Ｂ．气态碘直接冷却成固态碘 Ｃ．熔融的ＫＮＯ３冷却后所得到的固体 Ｄ．将液态的塑料冷却后所得到的固体 ４．测定晶体结构最常用的方法是进行 Ｘ射线衍射 实验，其工作原理如下图所示．下列有关说法错 误的是 （　　） Ａ．Ｘ射线透过晶体时会在记录仪上产生分立的 斑点或者明锐的衍射峰 Ｂ．同一种物质的Ｘ射线衍射图谱相同 Ｃ．能够通过Ｘ射线衍射图谱计算晶胞形状和大 小、原子在晶胞中的数目和位置 Ｄ．通过Ｘ射线衍射实验分析物质微观结构是测 定原子空间排布的重要途径 ５．我国古代四大发明之 一的黑火药是由硫黄 粉、硝酸钾和木炭粉 按一定比例混合而成 的，爆炸时可发生反 应：２ＫＮＯ３＋Ｓ＋３Ｃ 点燃 Ｋ２Ｓ＋Ｎ２↑ ＋３ＣＯ２↑， 生成物 Ｋ２Ｓ的晶胞结构如上图．下列有关说法 不正确的是 （　　） Ａ．Ｓ和Ｃ均有多种同素异形体 Ｂ．Ｎ２中含有的σ键和π键数目之比为１∶２ Ｃ．Ｋ２Ｓ晶胞无隙并置后的晶体具有各向异性 Ｄ．Ｋ２Ｓ晶体中，每个Ｓ ２－周围紧邻４个Ｋ＋ ６．如下图所示是氯化铯晶体的晶胞结构示意图， 已知晶胞中２个最近的Ｃｌ－的核间距为ａｃｍ，氯 化铯（ＣｓＣｌ）的摩尔质量为 Ｍｇ／ｃｍ３，ＮＡ为阿伏 加德罗常数的值，则氯化 铯晶体的密度为 （　　） Ａ．８Ｍ ＮＡａ ３ｇ／ｃｍ ３ Ｂ．Ｍａ ３ ８ＮＡ ｇ／ｃｍ３ Ｃ．Ｍ ＮＡａ ３ｇ／ｃｍ ３ Ｄ．Ｍａ ３ ＮＡ ｇ／ｃｍ３ ７．由硼和镁两种元素组成化 合物可为超导材料，右图 为该化合物的晶胞结构示 意图，镁原子间形成正六 棱柱，且棱柱的上下底面 还各有１个镁原子，６个硼原子位于棱柱内．则 该化合物的化学式可表示为 （　　） Ａ．Ｍｇ５Ｂ１２　 Ｂ．ＭｇＢ２　 Ｃ．Ｍｇ２Ｂ　 Ｄ．Ｍｇ３Ｂ２ ８．已知某化合物的晶体是 由右图所示最小单元密 置堆积而成的，关于该化 合物的以下叙述中正确 的是 （　　） Ａ．１ｍｏｌ该化合物中有２ｍｏｌＹ Ｂ．１ｍｏｌ该化合物中有６ｍｏｌＯ Ｃ．１ｍｏｌ该化合物中有２ｍｏｌＢａ Ｄ．该化合物的化学式是ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６ ９．ＫＩＯ３晶体是一种性能良 好的非线性光学材料， 具有钙钛矿型的立体结 构，晶胞中 Ｋ、Ｉ、Ｏ分别 处于顶角、体心、面心位 置，如右图所示．下列有 关说法正确的是 （　　） Ａ．每个晶胞中含有８个Ｋ、６个Ｏ、１个Ｉ Ｂ．ＩＯ－３ 的空间结构为四面体形 Ｃ．与Ｋ紧邻的Ｏ的个数为６个 Ｄ．在ＫＩＯ３晶胞结构的另一种表示中，若Ｉ处于各 顶角位置，Ｏ处于棱心位置，则Ｋ处于体心位置 １０．锆（Ｚｒ）是一种重要 的战略金属，可从其 氧化物中提取．右图 是某种锆的氧化物 晶体的立方晶胞，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１２３×１０ ３０ ＮＡ·ａ ３ ｇ／ｃｍ ３ Ｃ．Ｚｒ原子之间的最短距离为槡２２ａｐｍ Ｄ．ｑ点原子分数坐标为（３４， ３ ４， １ ４） 二、填空题（本题包括３小题） １１．请完成下列填空： （１）晶体是内部微粒（原子、分子或离子）在空 间按照一定规律做 构成的 物 质．晶体区别于非晶体的三个特征：具有 的几何外形，各向 和具有特 定的 ． （２）晶胞都是从晶体结构中截取下来的大小、 形状完全相同的 （习惯采用），将一个 个晶胞上、下、前、后、左、右并置起来，就构成 ． （３）我们可以用“均摊法”来计算一个晶胞中实 际拥有的微粒数．其基本原则是：晶胞任意位 置的一个原子如被ｘ个晶胞所共有，那么，每个 晶胞对这个原子分得的份额就是 ． １２．Ｎｉ和 Ｌａ的合金是目前 广泛使用的储氢材料， 具有大容量、长寿命等 特点，在中国已实现了 产业化．该合金的晶胞 结构如右图所示． （１）该晶胞中 Ｎｉ原子与 Ｌａ原子的个数比为 ． （２）已知该晶胞的摩尔质量为Ｍｇ／ｍｏｌ，密度为 ｄｇ／ｃｍ３．设ＮＡ为阿伏加德罗常数的值，则该晶 胞的体积是 ｃｍ３（用含 Ｍ、ｄ、ＮＡ的代 数式表示）． （３）该晶体内部具有空隙，且每个晶胞的空隙 中储存 ６个氢原子时比较稳定．已知：ａ＝ ５１１ｐｍ，ｃ＝３９７ｐｍ；标准状况下氢气的密度为 ８．９８ × １０－５ ｇ／ｃｍ３； 储 氢 能 力 ＝ 储氢后氢气的密度 标准状况下氢气的密度 ．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 （结果保留至整数）． １３．下面是四种盐在不同温度下的溶解度（ｇ／１００ｇ Ｈ２Ｏ）： 温度 ＮａＮＯ３ ＫＮＯ３ ＮａＣｌ ＫＣｌ １０℃ ８０．５ ２０．９ ３５．７ ３１．０ １００℃ １７５ ２４６ ３９．１ ５６ （假设：①盐类共存时不影响各自的溶解度．② 分离晶体时，溶剂的损耗忽略不计．） 某同学设计用物质的量之比为１∶１的硝酸钠和 氯化钾为原料，加入一定量的水制取硝酸钾晶 体的实验，其流程如下图： （１）在①和③的实验过程中，关键的实验条件 是 ． （２）分离出晶体的②和④的操作是 （填“蒸发”“结晶”“过滤”）．硝酸钾晶体是 （填“Ａ”或“Ｃ”）． （３）粗 产 品 中 可 能 含 有 的 杂 质 离 子 是 ；检验的方法是 ． （４）欲将粗产品提纯，可采取的方法是                                                                                                                                                                     ． ! " # $% 书 第３１期３版综合质量检测卷参考答案 一、选择题 １．Ｄ　２．Ｂ　３．Ａ　４．Ｃ　５．Ｄ　６．Ａ　７．Ａ ８．Ｃ　９．Ｂ　１０．Ｂ　１１．Ｃ　１２．Ｄ　１３．Ｄ １４．Ｃ　１５．Ｃ 二、填空题 １６．（１）ｓｐ３、ｓｐ２　（２）ｓｐ２ （３）三角锥形　ｓｐ３　Ｈ３Ｏ ＋中 Ｏ原子只有１个孤电子 对，Ｈ２Ｏ中 Ｏ原子有２个孤电子对，前者 σ键电子对与孤 电子对的排斥力较小，因而键角大　ｓｐ３ （４）ｓｐ３ １７．Ⅰ．（１）１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６　Ｂ （２）ｓｐ２、ｓｐ３　维生素 Ｃ分子中含有羟基，可以和水分 子形成分子间氢键 Ⅱ．（１）Ｃ＞Ｎ＞Ｆ　（２）能　ｓｐ２　（３）能 （４）Ｏ的电负性强于Ｎ的，故 Ｎ、Ｏ之间的共用电子对 偏向Ｏ，使Ｏ呈负电性 １８．（１）第四周期第ⅦＡ族 （２）Ａｌ２Ｏ３＋２ＯＨ － ＋３Ｈ２ Ｏ ２［Ａｌ（ＯＨ）４］ －　２Ａｌ＋ ２ＯＨ－＋６Ｈ２ Ｏ ２［Ａｌ（ＯＨ）４］ －＋３Ｈ２↑ （３）极性共价键　Ｏ ·· ·· ∶∶Ｃ∶∶Ｏ ·· ·· 　 （４）＞　Ｏ２－＞Ｎａ＋＞Ａｌ３＋ （５）ＡＤ １９．（１）１　（２）ｓｐ２、ｓｐ３　ｓｐ２ （３）１　１ （４）Ｈ—Ｏ的键能大于Ｈ—Ｎ的键能 ２０．（１）ａ （２）Ｈ∶Ｏ ·· ·· ∶Ｉ ·· ·· ∶ （３）１７２　低 （４）碘 （５）ｓｐ３ （６）氢键、范德华力 第３２期阶段测试卷（一）参考答案 一、选择题 １．Ａ　２．Ｂ　３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ｃ　６．Ｄ　７．Ｄ ８．Ｄ　９．Ｂ　１０．Ｄ　１１．Ｄ　１２．Ｂ　１３．Ａ １４．Ｂ　１５．Ａ 二、填空题 １６．（１）２ｓ２２ｐ６　３　ｓｐ３ （２）①正四面体形　②Ｐ＞Ｓ＞Ｓｉ （３）直线形 （４）Ｎａ＜Ａｌ＜Ｆ　ＡｌＣｌ３是共价化合物，在熔融状态下 不会电离出自由移动的阴、阳离子，即熔融状态下不导电 １７．（１）洪特规则　（２）小于 （３）离子键　（４）３　（５）ｃ （６）［Ａｒ］３ｄ５或 １ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ５　３Ｆｅ＋８Ｈ＋ ＋ ２ＮＯ－３ ３Ｆｅ ２＋＋２ＮＯ↑＋４Ｈ２Ｏ １８．（１）第二周期第ⅥＡ族 （２）Ｍｇ　（３）Ａｌ３＋　（４）ＨＣｌＯ４ （５）２Ｎａ２Ｏ２＋２ＣＯ ２ ２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｏ２　ａｂｃ （６）Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２ Ｓ ２Ｈ２Ｏ＋Ｓ↓ （７）ＢＤ １９．（１）Ｋ　Ｎ （２）Ｋ４［Ｆｅ（ＣＮ）６］　２ＮＡ　ｄｅ （３） ３ｄ ↑↓↑↓↑↓↑ ↑ 　①③④　 平面三角形　加成产物 ＣＨ３ＯＨ分子 之间能形成氢键，导致物质的熔、沸 点反常的高 书 专练一：晶体的常识 １．下列各组物质前者是晶体后者是非晶体的是 （　　） Ａ．白磷、胆矾 Ｂ．碘、橡胶 Ｃ．石蜡、塑料 Ｄ．食盐、蔗糖 ２．如右图为一块密度、厚度均匀 的矩形样品，长为宽的两倍，若 用多用电表沿两对称轴测其电 阻均为 Ｒ，则这块样品最可能 是 （　　） Ａ．金属 Ｂ．半导体 Ｃ．非晶体 Ｄ．晶体 ３．下列物质不具有各向异性的是 （　　） Ａ．胆矾 Ｂ．水晶 Ｃ．陶瓷 Ｄ．芒硝 ４．仔细观察右图，它表示的 （　　） Ａ．是晶体 Ｂ．可能是晶体，可能是非 晶体 Ｃ．是非晶体 Ｄ．不能确定 ５．云母属于晶体，用烧热的钢条去接触涂有薄薄 一层石蜡的云母片的反面时，熔化了的石蜡呈 现椭圆形，这是因为 （　　） Ａ．云母是热的不良导体，传热不均匀 Ｂ．石蜡是热的不良导体，传热不均匀 Ｃ．石蜡具有各向异性，不同的方向导热性不同 Ｄ．云母具有各向异性，不同的方向导热性不同 ６．如下图是ａ、ｂ两种不同物质的熔化曲线，下列说 法正确的是 （　　） Ａ．ａ没有固定的熔点 Ｂ．ａ是非晶体 Ｃ．ｂ是晶体 Ｄ．ｂ是非晶体 ７．下列不能够支持石墨是晶体这一事实的是 （　　） Ａ．石墨和金刚石互为同素异形体 Ｂ．石墨中的碳原子呈周期性有序排列 Ｃ．石墨的熔点为３６２５℃ Ｄ．在石墨的Ｘ射线衍射图谱上有明锐的衍射峰 ８．下列关于晶体的说法不正确的是 （　　） Ａ．粉末状的硝酸钾固体没有多面体外形，故为 非晶体 Ｂ．假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方 法鉴别宝石和玻璃制品 Ｃ．玛瑙是熔融态 ＳｉＯ２快速冷却形成的，而水晶 则是熔融态ＳｉＯ２缓慢冷却形成的 Ｄ．当晶体生长速率适当时才可得到规则的多面 体外形 ９．将一块缺角的胆矾晶体置于饱和的硫酸铜溶液 中，一段时间后（温度不变），发现缺角的晶体变 完整了．若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶 液的质量变化分别是 （　　） Ａ．晶体的质量变小，溶液的质量变大 Ｂ．晶体的质量变大，溶液的质量变小 Ｃ．晶体和溶液的质量都不变 Ｄ．无法确定 专练二：晶胞 １．下列关于晶胞的说法不正确的是 （　　） Ａ．所有的晶胞都是平行六面体 Ｂ．晶胞是晶体结构的基本单元 Ｃ．晶胞和晶体的各原子个数比相等 Ｄ．晶胞和晶体的密度相同 ２．下面所列图形表示的晶体结构中，符合晶胞特 点的是 （　　） ３．对于一个立方晶胞而言，下列说法错误的是 （　　） Ａ．处于顶点的粒子，同时为８个晶胞所共有，每 个粒子有 １ ８属于该晶胞 Ｂ．处于棱上的粒子，同时为２个晶胞所共有，每 个粒子有 １ ２属于该晶胞 Ｃ．处于面上的粒子，同时为２个晶胞所共有，每 个粒子有 １ ２属于该晶胞 Ｄ．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞 ４．晶胞是整个晶体中最基本的重 复单位．某离子化合物的晶胞如 右图所示，阳离子位于此晶胞的 中心，阴离子位于 ８个顶点，该 离子化合物中，阴、阳离子个数比是 （　　） Ａ．１∶８　　　Ｂ．１∶４　　　Ｃ．１∶２　　　Ｄ．１∶１ ５．某晶体的晶胞如右图所 示，Ａ为阴离子，在正方体 内，Ｂ为阳离子，分别在顶 点和面心，则该晶体的化 学式为 （　　） Ａ．Ｂ２Ａ Ａ．Ｂ７Ａ４ Ｃ．Ｂ４Ａ７ Ｄ．ＢＡ２ ６．某晶体的一部分如右图所 示，上下底面均为正三角形． 该晶体中Ａ、Ｂ、Ｃ三种粒子 的微粒数之比是 （　　） Ａ．３∶９∶４ Ｂ．１∶４∶２ Ｃ．２∶９∶４ Ｄ．３∶８∶４ ７．单质铁的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方 向切乙得到的图应为 （　　                                                                                                                               ） ! !"#$%&'()* ! +,-./ +,-01 " ! 234&5 6789:;<=> & ' ( ) ' ( ) & ' ( ! 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OP ) ' ( ) 书 答案详解 　　　　２０２４～２０２５学年　高二化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期（２０２５年３月）　　　　 第３３期２版参考答案 专练一 １．Ｂ　２．Ｄ　３．Ｃ　４．Ｃ　５．Ｄ ６．Ｄ　７．Ａ　８．Ａ　９．Ｃ 专练二 １．Ａ　２．Ａ　３．Ｂ　４．Ｄ　５．Ｄ　６．Ｂ　７．Ａ 第３３期３版参考答案 一、选择题 １．Ｄ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ｂ ５．Ｄ　由Ｋ２Ｓ晶胞结构可知，Ｋ２Ｓ晶体中，每个 Ｓ ２－周围紧 邻８个Ｋ＋，Ｄ错误． ６．Ｃ　氯离子位于顶点，则晶胞中所含氯离子的个数为 ８×１８＝１，铯离子位于体心，则晶胞中所含铯离子的个数为１， 则一个晶胞的质量为 Ｍ ＮＡ ｇ，２个最近的 Ｃｌ－的核间距为 ａｃｍ， 即晶胞的边长为ａｃｍ，晶胞的体积为 ａ３ｃｍ３，则晶胞的密度为 Ｍ ＮＡａ ３ｇ／ｃｍ ３，故选Ｃ． ７．Ｂ　由于镁原子位于顶点处，另外棱柱的上下底面还各 有１个镁原子，则晶胞中含有的镁原子个数是２×１２＋１２× １ ６ ＝３．６个硼原子位于棱柱内，即 Ｍｇ与 Ｂ的原子个数之比是 １∶２，因此该化合物的化学式可表示为ＭｇＢ２，选Ｂ． ８．Ｃ　由晶胞结构可知，Ｙ原子位于顶点，晶胞中 Ｙ原子 个数为８×１８＝１，Ｂａ原子位于棱上，晶胞中 Ｂａ原子个数为 ８×１４＝２，Ｃｕ原子位于晶胞内部，晶胞中 Ｃｕ原子个数为３，Ｏ 原子晶胞位于内部与面上，晶胞中Ｏ原子个数为２＋１０×１２＝ ７，则该晶体的化学式为 ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７，故 １ｍｏｌ该化合物中有 １ｍｏｌＹ、７ｍｏｌＯ和２ｍｏｌＢａ，Ｃ正确． ９．Ｄ　Ｋ位于晶胞的顶点，Ｏ位于晶胞的面心，Ｉ位于晶胞 的体心，故每个晶胞中含有１个 Ｋ、３个 Ｏ、１个 Ｉ，Ａ错误；ＩＯ－３ 中Ｉ的价层电子对数为３＋７＋１－２×３２ ＝４，Ｉ采取 ｓｐ ３杂化且 有１个孤电子对，则ＩＯ－３ 的空间结构为三角锥形，Ｂ错误；Ｏ位 于面心，Ｋ位于顶点，１个顶点为１２个面共有，故与Ｋ紧邻的Ｏ 的个数为１２个，Ｃ错误；在晶胞结构的另一种表示中，Ｉ处于各 顶角位置，个数为８×１８＝１，Ｏ位于棱心位置，每个棱为４个 晶胞共有，Ｏ的个数为１２×１４＝３，Ｋ的个数为１，应位于体心 位置，Ｄ正确． １０．Ｂ　根据“均摊法”，晶胞中含４个 Ｚｒ、８×１８＋１２× １ ４ ＋６×１２＋１＝８个Ｏ，该氧化物的化学式为ＺｒＯ２，Ａ正确；                                                         结合 —１— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 Ａ分析可知，晶体密度为ρ＝ ９１×４＋１６×８ ＮＡ （ａ×１０－１０）３ ｇ／ｃｍ３＝４９２×１０ ３０ ＮＡ·ａ ３ ｇ／ｃｍ ３， Ｂ错误；Ｚｒ原子之间的最短距离为面对角线的一半，即 槡２ ２ａｐｍ，Ｃ正确；根据晶胞的位置可知，ｑ点原子分数坐标为 （ ３ ４， ３ ４， １ ４），Ｄ正确． 二、填空题 １１．（１）周期性重复排列　固体　规则　异性　熔点 （２）平行六面体　整个晶体结构　（３）１ｘ １２．（１）５∶１　（２）ＭＮＡｄ 　（３）１２３６ 解析：（１）从题图中可以看出，Ｌａ位于平行六面体的顶角， 晶胞中Ｌａ的原子个数为８×１８＝１；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的原子个数为８×１２＋１＝５；故该晶胞中 Ｎｉ原子与Ｌａ原子的数量比为５∶１． （２）由（１）知，该晶胞化学式为 ＬａＮｉ５，根据晶体密度公式 ρ＝ｍＶ＝ｄｇ／ｃｍ ３，晶胞的摩尔质量为 Ｍｇ／ｍｏｌ可知，该晶胞的 体积为Ｖ＝ｍ ρ ＝ＭＮＡｄ ｃｍ３． （３）该晶胞体积 Ｖ＝（５１１×１０－１０ｃｍ）２×ｓｉｎ６０°×３９７× １０－１０ｃｍ，一个晶胞能吸收６个氢原子，相当于３个Ｈ２，故所吸 收Ｈ２的质量ｍ＝ ３ ＮＡ ｍｏｌ×２ｇ／ｍｏｌ＝６ＮＡ ｇ，则该合金储氢后氢 气的密度ρ＝ｍＶ＝ ６ ６．０２×１０２３ ｇ （５１１×１０－１０ｃｍ）２×ｓｉｎ６０°×３９７×１０－１０ｃｍ ≈０．１１１ｇ／ｃｍ３，故储氢能力＝ ０．１１１ｇ／ｃｍ ３ ８．９８×１０－５ｇ／ｃｍ３ ≈１２３６． １３．（１）控制温度 　（２）过滤　Ｃ （３）Ｎａ＋、Ｃｌ－　Ｎａ＋利用焰色试验，Ｃｌ－利用ＡｇＮＯ３溶液和 稀硝酸检验 （４）重结晶 第３４期２版参考答案 专练一 １．Ｂ　２．Ａ　３．Ｃ　４．Ａ　５．Ａ　６．Ｃ　７．Ｄ　８．Ｂ 专练二 １．Ｃ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ｃ　６．Ｄ　７．Ｂ　８．Ｂ 第３４期３版参考答案 一、选择题 １．Ｂ　２．Ａ ３．Ｄ　Ｓｉ６０与Ｃ６０的结构相似，Ｓｉ６０的相对分子质量比 Ｃ６０的 大，分子间作用力大，故熔、沸点比Ｃ６０的高，与分子内化学键的 键长无关，Ｄ错误． ４．Ｂ　石英光纤的主要成分是二氧化硅，Ａ错误；液态水中 多个水分子通过氢键结合在一起，形成（Ｈ２Ｏ）ｎ，而冰晶体中每 个水分子周围只有４个紧邻的水分子，使冰晶体中水分子的空 间利用率不高，留有相当大的空隙，因此冰的密度比液态水的 小，Ｂ正确；冰光纤的构成微粒只有 Ｈ２Ｏ分子，属于纯净物，不 属于分散系，因此不属于胶体，也不具有丁达尔现象，Ｃ错误； 冰光纤的构成微粒是Ｈ２Ｏ分子，属于分子晶体，而石英光纤属 于共价晶体，Ｄ错误． ５．Ｄ　经分析可知，Ｘ为Ｈ，Ｙ为Ｏ，Ｚ为Ｓｉ，Ｗ为Ｃ，则ＷＸ                                                                      ４ —２— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 为ＣＨ４，是天然气的主要成分，Ａ正确；Ｘ２Ｙ２为 Ｈ２Ｏ２，构成微 粒为分子，固态时为分子晶体，Ｂ正确；ＺＷ为 ＳｉＣ，为共价晶 体，Ｃ正确；ＺＹ２为 ＳｉＯ２，不溶于水，Ｎａ２ＳｉＯ３的水溶液俗称“水 玻璃”，Ｄ错误． ６．Ｂ　ＳｉＣｌ４是分子晶体，在熔化过程中克服的是分子间作 用力，化学键不断裂．Ｓｉ３Ｎ４是共价晶体，其晶体为立体网状结 构．根据Ｃ、Ｓｉ的原子半径推知 Ｃ—Ｎ的键能比 Ｓｉ—Ｎ的键能 大，故Ｃ３Ｎ４的熔点比Ｓｉ３Ｎ４的高． ７．Ｄ　Ｙ的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体 材料，则Ｙ是Ｓｉ．Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ、Ｍ五种短周期元素，其中 Ｘ、Ｙ、Ｚ、 Ｗ同周期，Ｚ、Ｍ同主族；Ｘ＋与 Ｍ２－具有相同的电子层结构，离 子半径：Ｚ２－＞Ｗ－，所以Ｘ是Ｎａ，Ｚ是Ｓ，Ｗ是Ｃｌ，Ｍ是 Ｏ．Ｏ与 Ｎａ还可以形成Ｎａ２Ｏ２，Ａ错误；Ｗ、Ｚ、Ｍ元素的简单氢化物分别 是ＨＣｌ、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏ，因为水分子间存在氢键，所以三者中Ｈ２Ｏ的 沸点最高，Ｂ错误；硅单质是共价晶体，硫单质和氯气形成的是 分子晶体，Ｃ错误；臭氧和氯气都可以作为水处理中的消毒剂， Ｄ正确． ８．Ｄ　１个金刚石晶胞中，含有碳原子的个数为８×１８＋ ６×１２＋４＝８，将每个碳原子换成一个由４个碳原子组成的正 四面体结构单元，则１个 Ｔ－碳晶胞中含有的碳原子个数为 ８×４＝３２，Ａ错误；Ｔ－碳中 Ｃ—Ｃ的最小夹角为６０°，Ｂ错误； Ｔ－碳中碳原子间以共价键结合形成空间网状结构，属于共价 晶体，Ｃ错误；１个Ｔ－碳晶胞中含碳原子的个数为３２，则该晶 体的密度为 １２×３２ （ａ×１０－１０）３ＮＡ ｇ／ｃｍ３，Ｄ正确． 二、填空题 ９．（１）ＡＢ　（２）ＣＥ　Ｈ　（３）ＣＤＥＦＨ （４）ＣＤＥＦ　干冰中 ＣＯ２分子之间只存在范德华力，冰中 Ｈ２Ｏ分子之间存在范德华力和氢键，且氢键的强度比范德华 力大 １０．（１）Ｂｒ＞Ａｓ＞Ｓｅ＞Ｇｅ　分子晶体　ｓｐ３ （２）共价　ｓｐ３ （３）１６　４９６ ａ３ＮＡ 解析：（３）晶胞中含有Ｐ４分子的个数为８× １ ８＋６× １ ２＝ ４，则Ｐ原子个数为４×４＝１６，晶胞体积为ａ３ｃｍ３，所含微粒的 质量为 １６×３１ ＮＡ ｇ，故晶体密度为 １６×３１ｇ ＮＡ ａ３ｃｍ３ ＝４９６ ａ３ＮＡ ｇ／ｃｍ３． １１．（１）１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ８４ｓ２ （２）这两种氢化物均为极性分子，分子之间能形成氢键 （３）ＫＯ２ （４）①Ｃ—Ｎ的键长小于 Ｃ—Ｃ的键长，Ｃ—Ｎ的键能大于 Ｃ—Ｃ的键能　②ｓｐ３ 解析：由题意可知，Ｘ为元素周期表前四周期中电负性最 小的元素，则Ｘ为Ｋ元素；Ｚ的原子序数为２８，则Ｚ为Ｎｉ元素； Ｅ、Ｑ、Ｔ三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电 离能Ｉ１（Ｅ）＜Ｉ１（Ｔ）＜Ｉ１（Ｑ），可知三种元素在同一周期，且原 子序数依次增大，其中基态Ｑ原子的２ｐ轨道处于半充满状态， 可知Ｑ为Ｎ元素，ＱＴ＋２ 与ＥＴ２具有相同的原子数和价电子数， 可知Ｔ为Ｏ元素，Ｅ为Ｃ元素．据此分析解答                                                                      ． —３— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 （１）根据题意推出，Ｅ、Ｑ、Ｔ、Ｘ、Ｚ分别为 Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｋ、Ｎｉ，基 态Ｎｉ原子的核外电子排布式为１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ８４ｓ２． （２）Ｑ的简单氢化物ＮＨ３极易溶于Ｔ的简单氢化物Ｈ２Ｏ， 其主要原因是这两种氢化物均为极性分子、分子之间能形成 氢键． （４）①由化合物乙的晶胞可知，其硬度超过金刚石，属于 共价晶体，原因是乙中 Ｃ—Ｎ的键长小于金刚石中 Ｃ—Ｃ的键 长，Ｃ—Ｎ的键能大于Ｃ—Ｃ的键能． ②由晶胞结构可知，Ｃ原子有４个价层电子对，杂化轨道 类型为ｓｐ３，Ｎ原子形成３个共用电子对，还有１个孤电子对， 杂化轨道类型也为ｓｐ３． 第３５期２版参考答案 专练一 １．Ａ　２．Ａ　３．Ｃ　４．Ｂ　５．Ａ　６．Ｂ　７．Ｃ　８．Ｂ　９．Ｂ 专练二 １．Ｄ　２．Ｄ　３．Ａ　４．Ｃ ５．（１）金属晶体 （２）Ｃ ６．（１）面心立方最密堆积 （２）１２ （３）金属阳离子、自由电子 （４）槡２Ｍ ８ａ３ＮＡ ×１０３０ 第３５期３版参考答案 一、选择题 １．Ｂ　２．Ｂ　３．Ｃ　４．Ｃ　５．Ｂ　６．Ｂ ７．Ｄ　超级钢是金属晶体，只存在金属键，不存在离子键， Ｄ错误． ８．Ｂ　依据“均摊法”，晶胞中镁原子共有８×１８＋６× １ ２＝ ４个，铝原子共有８个，则镁铝合金的化学式为ＭｇＡｌ２，Ａ正确； Ａｌ、Ｍｇ晶体均是金属晶体，Ａｌ的原子半径比 Ｍｇ的小，价层电 子数比Ｍｇ的多，金属键强度比 Ｍｇ大，故熔点：铝 ＞镁，Ｂ错 误；合金属于金属晶体，晶体中存在的化学键类型为金属键，Ｃ 正确；一 个 晶 胞 中 含 有 ４ 个 “ＭｇＡｌ２”，其 质 量 为 ４×（２４＋２７×２） ＮＡ ｇ＝３１２ＮＡ ｇ，Ｄ正确． ９．Ｄ　由“均摊法”可知，甲中 Ａｌ原子个数为４×１６＋１＝ ５ ３，Ｔｉ原子个数为８× １ ６＋２× １ ２＋１× １ ３＋１＝ １１ ３，Ａｌ与Ｔｉ原 子个数比为５∶１１，Ａ错误；Ｔｉ是２２号元素，基态Ｔｉ原子的价层 电子排布式为３ｄ２４ｓ２，含有２个未成对电子，Ｂ错误；铬原子相 当于体心立方堆积，则与铬原子距离最近的铬原子共有８个，Ｃ 错误；由图乙可知，该晶胞含有的 Ｃｒ原子数为８×１８＋１＝２， 且晶胞中体对角线上的３个原子紧密相邻，已知铬的密度为 ρｇ／ｃｍ３，阿伏加德罗常数的值为ＮＡ，设Ｃｒ原子半径为ｒｐｍ，晶 胞的体积为 ｍ ρ ＝２Ｍ ρＮＡ ×１０３０ｐｍ３＝２×５２ ρＮＡ ×１０３０ｐｍ３，晶胞棱长 为 ３２×５２ ＮＡ槡 ρ ×１０１０ｐｍ＝ ３ （４ｒ）２ 槡３ ｐｍ，则铬原子的半径 ｒ＝ 槡３ ４× ３２×５２ ρＮ槡 Ａ ×１０１０ｐｍ，Ｄ正确． １０．Ｄ　根据“均摊法”，可算出该晶胞含有１个 Ｃｕ、１个 Ｎｉ、２个Ｓｂ，Ａ错误；Ｃｕ位于元素周期表中 ｄｓ区，Ｎｉ                                                                      位于元素 —４— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 周期表中ｄ区，Ｂ错误；基态Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｂ原子中未成对电子的个 数分别是１、２、３，大小关系为Ｓｂ＞Ｎｉ＞Ｃｕ，Ｃ错误；该晶胞含有 １个Ｃｕ、１个 Ｎｉ、２个 Ｓｂ，设晶胞边长为 ａｐｍ，该晶胞的密度 ρ＝（６４＋５９＋２×１２２） ＮＡ×（ａ×１０ －１０）３ ｇ／ｃｍ３，ａ＝ ３３６７ ρＮ槡Ａ ×１０１０ｐｍ，Ｃｕ和Ｎｉ的 最短距离为晶胞边长的一半，故Ｌ＝１２ａ＝ １ ２ ３３６７ ρＮ槡Ａ ×１０１０ｐｍ， Ｄ正确． 二、填空题 １１．Ⅰ．（１）１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ８４ｓ２ （２）１２ （３）①Ａ　②（３４， ３ ４， ３ ４）　 ９７２ ａ３ＮＡ ×１０２１ Ⅱ．（１）ＣｕＣｌ （２）共价 （３）槡３４× ３４×９９．５ ρＮ槡 Ａ ×１０１０ 解析：Ⅰ．（３）①晶胞中体心的 Ｇａ原子距离最近的 Ｇａ原 子位于晶胞的棱上，当将晶胞中体心的 Ｇａ原子作为晶胞的一 个顶点时，整个晶胞中原子的坐标均移动 １ ２个单位，距该 Ｇａ 原子最近的Ｇａ原子在新晶胞中的位置为面的中心，即面心的 位置，故选Ａ．②１号Ｍｎ原子坐标参数为（１，１，１），则原点为左 下靠后的Ｍｎ原子，则填充在１、２、３、４号 Ｍｎ构成的四面体空 隙中心的镍原子的坐标参数为（ ３ ４， ３ ４， ３ ４）；根据“均摊法”可 知，填充镍后的晶胞中Ｎｉ的个数为８个，Ｍｎ的个数为８×１８＋ ６×１２＝４个，Ｇａ的个数为 １２× １ ４＋１＝４个，晶胞的密度 ρ＝ＮＭＶＮＡ ＝ ４×２４３ （ａ×１０－７）３×ＮＡ ｇ／ｃｍ３＝９７２ ａ３ＮＡ ×１０２１ｇ／ｃｍ３． １２．（１）Ａ （２）① ４　② ４∶３　③ｂ３∶４ａ３ 解析：（２）①γ－Ｆｅ晶胞中，Ｆｅ位于晶胞的８个顶点和６个 面心，故其含有的铁原子数为８×１８＋６× １ ２＝４．②δ－Ｆｅ中， 铁原子的配位数为８；α－Ｆｅ中，铁原子的配位数为６，故两种 晶体中铁原子的配位数之比为８∶６＝４∶３． ③若α－Ｆｅ晶胞的边长为ａｃｍ，其晶胞中只含１个 Ｆｅ原 子，则晶体的密度为 ５６ ＮＡ ｇ （ａｃｍ）３ ；若γ－Ｆｅ晶胞的边长为ｂｃｍ，其 晶胞中含４个Ｆｅ原子，则晶体的密度为 ５６×４ ＮＡ ｇ （ｂｃｍ）３ ．故两种晶体 的密度之比为 ５６ ＮＡ ｇ （ａｃｍ）３ ∶ ５６×４ ＮＡ ｇ （ｂｃｍ）３ ＝ｂ３∶４ａ３． 第３６期２版参考答案 专练一 １．Ｄ　２．Ｂ　３．Ｃ　４．Ｂ　５．Ｃ　６．Ｂ　７．Ｄ　８．Ａ 第３６期３版参考答案 一、选择题 １．Ｂ　２．Ｃ　３．Ｂ ４．Ｂ　由黑鳞的结构图可知，黑鳞中的磷原子排列成立体 结构，则磷原子的杂化方式为 ｓｐ３杂化，每一层中的磷原子不 可能在同一平面上，Ａ、Ｃ错误；由于黑磷晶体具有与石墨类似 的层状结构，所以黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作 用力，Ｂ正确；黑磷晶体具有与石墨类似的层状结构，                                                                      则黑磷可 —５— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 能是混合型晶体（具有共价晶体和分子晶体的性质），而白磷、 红磷都是分子晶体，所以黑磷的熔沸点最高，Ｄ错误． ５．Ｂ　由图可知，与Ｈ－距离最近且等距离的Ｍｇ２＋有３个， 则Ｈ－的配位数为３，Ａ错误；Ｍｇ２＋位于晶胞的顶点和体心上， 该晶胞中Ｍｇ２＋的个数为８×１８＋１＝２，Ｂ正确；该晶胞的体积 为（ａ×１０－７×ａ×１０－７×ｃ×１０－７）ｃｍ３＝ａ２ｃ×１０－２１ｃｍ３，该晶胞 中Ｍｇ２＋的个数为２个，Ｈ－的个数为４×１２＋２＝４，相当于晶胞 中含有２个“ＭｇＨ２”，晶体密度为 Ｍ ＮＡ ×２ Ｖ ＝ ２Ｍ ＮＡａ ２ｃ×１０－２１ ｇ／ｃｍ３， Ｃ错误；①号Ｍｇ２＋和②号Ｍｇ２＋之间的距离等于晶胞体对角线 长度的一半，为 ２ａ２＋ｃ槡 ２ ２ ｎｍ，Ｄ错误． ６．Ｃ　硒化锌晶胞中Ｚｎ原子位于顶点和面心，则 Ｚｎ原子 数为８×１８＋６× １ ２＝４，Ｓｅ原子位于体心，Ｓｅ原子个数为４，故 化学式为ＺｎＳｅ，据此分析解答．与 Ｓｅ原子距离最近的 Ｚｎ原子 有４个，该晶胞中硒原子的配位数为４，Ａ错误；Ｚｎ位于元素周 期表中第ⅡＢ族，属于 ｄｓ区，Ｓｅ位于元素周期表中第ⅥＡ族， 属于ｐ区，Ｂ错误；设晶胞的边长为 ａｃｍ，则有 １４４×４ ＮＡ ｇ ａ３ｃｍ３ ＝ ρｇ／ｃｍ３ａ＝ ３４×１４４ ρＮ槡 Ａ ｃｍ，Ｃ正确；基态 ３４Ｓｅ原子的核外电子 排布式为１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ１０４ｓ２４ｐ４，共占据了１８个轨道，则基 态 ３４Ｓｅ原子核外有１８种不同空间运动状态的电子，Ｄ错误． ７．Ｄ　根据Ｌｉ２Ｏ晶胞的投影图，可知白球位于晶胞的顶点 和面心，其个数为８×１８＋６× １ ２＝４，根据化学式Ｌｉ２Ｏ，可推测 黑球在体内，有８个，黑球代表 Ｌｉ＋，白球代表 Ｏ２－，Ｌｉ２Ｏ的晶 胞结构为 !" # ，据此分析解答．离子半径：Ｌｉ＋＜ Ｎａ＋＜Ｋ＋，各离子所带电荷数相同，离子键强度：Ｌｉ２Ｏ＞Ｎａ２Ｏ＞ Ｋ２Ｏ，故熔点：Ｌｉ２Ｏ＞Ｎａ２Ｏ＞Ｋ２Ｏ，Ａ错误；根据分析可得，与 Ｏ２－等距且最近的Ｏ２－的个数为１２，Ｂ错误；根据分析可得，Ｌｉ＋ 的配位数为４，Ｃ错误；若 Ｌｉ２Ｏ的晶胞参数为 ａｎｍ，则 Ｌｉ ＋与 Ｏ２－的最短距离为体对角线的 １４，即 槡３ ４ａｎｍ，Ｄ正确． ８．Ｂ　氢氟酸常用于刻蚀玻璃容器，Ｙ为Ｆ；生活中用途最 广泛的金属材料是钢铁合金，Ｗ为 Ｆｅ；前四周期中只有氧、镁 原子的ｓ、ｐ能级上电子总数相等，根据原子序数递增可知Ｚ为 Ｍｇ；根据含氧橄榄石矿物可知 Ｘ为 Ｏ，Ｒ与 Ｘ质子数之和为 ２２，则Ｒ为Ｓｉ．从而得出 Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｒ、Ｗ分别为 Ｏ、Ｆ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｆｅ． Ｘ、Ｙ、Ｒ分别为Ｏ、Ｆ、Ｓｉ，同周期元素从左到右，元素的电负性逐 渐变大，同族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小，则电负 性：Ｆ＞Ｏ＞Ｓｉ，Ａ错误；ＭｇＯ为离子化合物，形成离子晶体，Ｂ正 确；Ｆ的原子半径小于 Ｏ的原子半径，则 Ｈ—Ｆ的键能大于 Ｈ—Ｏ的键能，Ｃ错误；ＳｉＦ４是分子晶体，ＦｅＯ是离子晶体，离子 晶体的熔点高于分子晶体的，则熔点：ＳｉＦ４＜ＦｅＯ，Ｄ错误． ９．Ｄ　由冰晶石熔融时能发生电离，可知冰晶石是离子晶 体，Ａ错误；每个晶胞中含有“●”的个数为８×１８＋６× １ ２＝４， “○”的个数为 １２×１４＋８＝１１，根据冰晶石的化学式可知， ＡｌＦ３－６ 与Ｎａ ＋的个数比为１∶３，故“ ! ”表示 Ｎａ＋，Ｂ错误；“ !                                                                      ” —６— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 和８个小立方体的体心间的距离最近且相等，则与Ｎａ＋距离相 等且最近的Ｎａ＋有８个，Ｃ错误；由选项Ｂ可知，晶胞中含有４ 个“Ｎａ３ＡｌＦ６”，晶胞的体积为（ａ×１０ －８ｃｍ）３，则晶体的密度为 ４×２１０ （ａ×１０－８）３ＮＡ ｇ／ｃｍ３，Ｄ正确． 二、填空题 １０．（１）ＭＮ　ＭＮ２　ＭＮ２　ＭＮ （２）①离子键、非极性共价键　② ６０ ＮＡａ ３ １１．（１）Ｏ＞Ｔｉ＞Ｃａ　离子键　１２ （２）ＣａＯ、ＭｇＯ为离子晶体，Ｃｌ２Ｏ７、Ｐ４Ｏ６为分子晶体． ｒ（Ｍｇ２＋）＜ｒ（Ｃａ２＋），故离子键强度：ＭｇＯ＞ＣａＯ，熔点：ＭｇＯ＞ ＣａＯ．相对分子质量：Ｐ４Ｏ６ ＞Ｃｌ２Ｏ７，分子间作用力：Ｐ４Ｏ６ ＞ Ｃｌ２Ｏ７，熔点：Ｐ４Ｏ６＞Ｃｌ２Ｏ７，离子晶体的熔点大于分子晶体的 （３）①面心　４　②（１２， １ ２，１）　③ １．２０５×１０２３ ａ３ＮＡ 第３７期２版参考答案 专练一 １．Ｄ　２．Ｄ　３．Ａ　４．Ｃ　５．Ｄ　６．Ｂ ７．Ａ　８．Ｃ　９．Ｃ　１０．Ｂ　１１．Ｄ　１２．Ｂ １３．（１）配位键　Ｎ （２）３ＣａＦ２＋Ａｌ ３＋ ３Ｃａ２＋＋［ＡｌＦ６］ ３－ （３）ＮＨ３、ＣＯ　１４ＮＡ 第３７期３版参考答案 一、选择题 １．Ｄ　２．Ｂ　３．Ｃ　４．Ｃ ５．Ｃ　配合物Ｎａ２［Ｆｅ（ＣＮ）５（ＮＯ）］是离子化合物，Ｎａ ＋与 ［Ｆｅ（ＣＮ）５ （ＮＯ）］ ２－ 以 离 子 键 结 合，在 配 离 子 ［Ｆｅ（ＣＮ）５（ＮＯ）］ ２－中配体ＣＮ－及ＮＯ与Ｆｅ３＋之间以配位键结 合，在配体ＣＮ－及 ＮＯ中存在极性键，故该配合物中存在离子 键、配位键、极性键，Ａ正确；配体ＣＮ－和ＮＯ与中心离子Ｆｅ３＋形 成配位键，其配位数为６，Ｂ正确；配位键也属于σ键，在该配合 物中，配体与中心离子Ｆｅ３＋形成６个配位键，ＣＮ－中存在一个σ 键，ＮＯ中存在一个σ键，故１ｍｏｌ配合物中σ键的物质的量是 （６＋１×５＋１）ｍｏｌ＝１２ｍｏｌ，含有的σ键个数为１２ＮＡ，Ｃ错误；该 配合物为离子化合物，易电离，完全电离出 ２个 Ｎａ＋和 １个 ［Ｆｅ（ＣＮ）５（ＮＯ）］ ２－，所以１ｍｏｌ该配合物完全电离共得到阴、阳 离子的数目为３ＮＡ，Ｄ正确． ６．Ｂ　化合物Ｍ中含有氨基，可以与水形成氢键，增强了 其在水中的溶解性，易溶于水，Ａ正确；Ｏ的电负性比 Ｎ的强， 与Ｎ原子相比Ｏ原子不易给出孤电子对形成配位键，所以氧 原子的配位能力比氮原子的弱，Ｂ错误；配位键也是 σ键，１个 Ｍ中含有２０个σ键，则１ｍｏｌＭ中含有２０ｍｏｌσ键，Ｃ正确；基 态Ｚｎ原子的核外电子排布式为１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ１０４ｓ２，核外 电子填充了７种原子轨道，Ｄ正确． ７．Ｂ　Ｃ、Ｏ、Ｎ位于同一周期，同一周期主族元素从左至右 第一电离能递增，但第ＶＡ族元素的第一电离能大于同周期相 邻的两种元素，所以第一电离能：Ｃ＜Ｏ＜Ｎ，Ａ正确；穴醚与碱 金属离子之间通过配位键形成超分子，Ｂ错误；穴醚有大小不 同的空腔适配不同大小的碱金属离子，选取适当的穴醚，可以 将不同的碱金属离子分离，Ｃ正确；穴醚结构中存在空穴，可容 纳碱金属离子，                                                                      使用穴醚可以增大某些碱金属盐在有机溶剂中 —７— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期 的溶解度，Ｄ正确． ８．Ｃ　配离子中的配体在溶液中很难电离，已知０．１ｍｏｌ 氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到０．２ｍｏｌ ＡｇＣｌ沉淀，说明该配合物的外界有２个氯离子，则其内界只有 一个氯离子，故选Ｃ． ９．Ａ　钴元素的原子序数为２７，属于第Ⅷ族元素，位于元 位周期表ｄ区，Ａ错误；由乙二胺四乙酸合钴的结构可知，化合 物中含有杂化轨道类型为 ｓｐ３的单键碳原子和杂化轨道类型 为ｓｐ２的双键碳原子，Ｂ正确；由乙二胺四乙酸合钴的结构可 知，具有空轨道的 Ｃｏ２＋与具有孤电子对的２个氮原子和４个 氧原子形成６个配位键，则１ｍｏｌ该配合物形成的配位键有 ６ｍｏｌ，Ｃ、Ｄ正确． １０．Ａ　Ｒ、Ｘ、Ｙ、Ｚ为短周期元素，Ｒ中的电子只有一种自 旋取向，Ｒ为Ｈ元素；Ｘ、Ｙ、Ｚ处于同一周期，Ｘ的２ｐ能级上只 有一个电子，且其核外电子数等于Ｚ的最外层电子数，则 Ｘ为 Ｂ元素，Ｚ为 Ｎ元素；由分子结构可知，Ｙ只能形成 １个共价 键，结合位置可知，Ｙ为 Ｆ元素，据此分析解题．Ｂ原子最外层 有３个电子，是缺电子原子，提供空轨道，Ｎ原子最外层有５个 电子，提供孤电子对与Ｂ原子形成配位键，Ａ错误． 二、填空题 １１．Ⅰ．（１）钾的原子半径比铜的大，价电子数比铜少，钾 的金属键比铜的弱 （２）Ｈ２Ｏ＞Ｈ２Ｓ＞Ｈ２Ｓｅ （３）正四面体形　Ｎ　ｓｐ和ｓｐ３ （４）σ键和π键 Ⅱ．（１） ４ｄ ↑↑↑↑↑ ５ｓ ↑ （２）ＣＤ　（３）Ｃ　ｓｐ２和ｓｐ３ １２．（１）Ｎ＞Ｐ＞Ｓ　［Ａｒ］３ｄ７ （２）水分子间形成氢键　（３）ａ （４）①分子　②共价键、配位键、范德华力 解析：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ为元素周期表中前四周期元素，原子序 数依次增大，Ｂ元素原子核外电子占据３个能级，其中最高能 级上的电子数是其所在能层数的 ２倍，核外电子排布式为 １ｓ２２ｓ２２ｐ４，故Ｂ为Ｏ元素；Ａ元素原子核外有３个未成对电子， 原子序数小于氧，故核外电子排布式为１ｓ２２ｓ２２ｐ３，则Ａ为Ｎ元 素；Ｄ元素与Ｂ元素同族，Ｃ元素与Ａ元素同族，结合原子序数 大小可知Ｃ为Ｐ元素、Ｄ为Ｓ元素；Ｅ元素只能为第四周期元 素，Ｅ元素原子的价电子数是其余电子数的一半，则价电子数 为９，Ｅ的核电荷数为１８＋９＝２７，为Ｃｏ元素，据此分析解答． （３）结构中黑色球与白色球个数分别为４、１０，故该物质为 Ｐ４Ｏ１０，结合Ｏ原子形成８电子结构，可知 ａ键为 Ｐ Ｏ、ｂ键为 Ｐ—Ｏ，双键中电子云重叠更大，故键长较短的键为ａ． （４）①Ｃｏ２（ＣＯ）８熔点低、易升华，溶于乙醇、乙醚、苯，说 明Ｃｏ２（ＣＯ）８属于分子晶体． ②Ｃｏ２（ＣＯ）８中 Ｃｏ与 ＣＯ之间形成配位键，ＣＯ中含有极 性键，分子之间存在范德华力                                                                      ． —８— 高中化学人教（选择性必修２）　第３３～３７期