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化学 选择性必修2 物质结构与性质 SJ
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专题3 素养检测
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专题3
素养检测
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1.已知:时水变成水蒸气;以上时水分解为和 。下列说法错误的是( )
D
A.水分解为和 的过程,存在共价键的断裂与形成
B. 所提供的能量,破坏了水分子之间存在的相互作用
C. 所提供的能量,破坏了水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用
D.水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用比水分子之间存在的相互作用弱
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解析 水分解为和的过程,断裂,、 形成,存在共价键的断裂与形成,A
正确; 时水变成水蒸气,提供的能量破坏了水分子之间存在的分子间作用力,B正确;
以上时水分解为和,提供的能量破坏了水分子中氢原子和氧原子之间存在的 ,
C正确;水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用比水分子之间存在的相互作用强,D错误。
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专题3
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2.[河北唐山遵化一中2024高二月考改编]下列事实或数据不能由表中键能数据大小分析得出的
是( )
化学键
键能/ 411 318 467 358
化学键
键能/ 346 565 431 436
D
A.稳定性: B.键长:
C.电负性: D.氢气的燃烧热
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解析 碳氢键键能大于硅氢键,故稳定性: ,A正确;键能越大,键长越短,键能:
,则键长: ,B正确;氢氟键键能大于氢氯键,则简单氢化物稳定
性:,非金属性:,故电负性:,C正确;氢气燃烧时涉及 的断裂,
则计算氢气的燃烧热还需要氧氧双键的键能,D错误。
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专题3
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3.[安徽名校2025联考]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分子晶体的堆积方式均为分子密堆积
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
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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,所以离子晶体和金属晶体中均含有阳离子,但金属晶体中不
存在离子键,⑥正确;固态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。选B。
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4.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,距最近的 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
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解析 以位于晶胞顶角的为例,在晶体中,顶角周围最近且等距的 有6个,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 ,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 ,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 ,D错误。
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5.[湖南常德2025月考]有一种蓝色晶体可表示为
(呈价),研究表明其结构特性是、 分别占据立方体的顶
点且自身互不相邻,而 位于立方体的棱上,其晶体中的阴离子结构如
图所示,下列说法错误的是( )
D
A.该晶体是离子晶体
B.图示结构不是一个晶胞
C.晶体中与个数比为
D.若离子位于上述立方体的体心,立方体的棱长为, 的相对原子
质量为,则晶体密度为
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解析 根据题意,该晶体由阴、阳离子构成,属于离子晶体,A正确;晶胞是构成晶体的基本单
元,可以由晶胞前后、左右、上下平移得到相同结构并能无隙并置,该结构中与 在顶点
上间隔排列,不能无隙并置,故不是一个晶胞,B正确;由题图可知,与 均分布于立方
体顶点位置且个数相等,可得晶体中与个数比为 ,C正确;根据题图结构可知,
、、的个数比,又由题给的化合价为 价,
得晶体的化学式可表示为,则每个立方体平均含有0.5个 ,晶体密度为
,D错误。
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6. [重庆九校2024高二联考]在金属材料中添加 颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、
机械性能并增大硬度。 具有体心四方结构(如图所示)。下列说法正确的是( )
C
已知:①空间利用率 ;
②设和原子半径分别为和 。
A.黑球( )代表 原子
B. 的电导率随温度的升高而升高
C.原子的空间利用率为
D. 具有延展性是由于电子气中的自由电子在运动时经常与金属发生碰撞,从
而引起两者的能量交换
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解析 根据“均摊法”,该晶胞中黑球的个数为,白球的个数为 ,个数
之比为,根据题给化学式,可知黑球代表,白球代表 ,A错误;温度升高,金属内
电子运动的速率加快,单位时间内与金属离子的碰撞次数增多,所以 的电导率随温度升高而下
降,B错误;由题给晶胞数据可得晶胞的体积为,一个原子的体积为 ,一
个晶胞中有4个原子,则原子的空间利用率为,C正确;
具有良好的延展性,是因为当金属晶体受到外力时,晶体中各原子层间会发生相对滑动,但不改
变原有的排列方式,自由电子可以起到润滑作用,D错误。
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7.[湖北重点高中2025月考]冠醚能与碱金属离子结合(如图所示),是有机反应很好的催化剂,
例如能增大酸性 溶液与环己烯的反应速率。
用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力,结合常数越大,两者结合能力越强。
碱金属离子
结合常数
冠醚 (直径: ) (直径: )
冠醚A(空腔直径: ) 199 1 183
冠醚B(空腔直径: ) 371 312
下列说法正确的是( )
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A.冠醚通过与结合将带入有机相,从而增大 与环己
烯的反应速率
B.结合常数的大小与碱金属离子直径有关,与冠醚空腔直径无关
C.如图所示的实验中
D.为增大酸性 溶液与环己烯的反应速率,选择冠醚B比冠醚A
更合适
√
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解析 冠醚通过与结合将带入有机相,增大 与环己烯的接触面积,从而增大反应速
率,A正确;从题表中数据可以看出,冠醚的空腔直径与或 直径接近时,结合常数大,由
此可推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径均有关,B错误;①中加入冠醚A后,
部分与冠醚A结合,,由题表数据可知,冠醚A与 的结合常数大,结合能
力强,因此加入固体后,与冠醚A结合的 几乎被完全释放,冠醚与碱金属离子结合的反应
是可逆的,仍有部分与冠醚A结合,②中 最小,则如题图所示的实验中
②,C错误;由表格数据可知, 与冠醚A的结合常数更大,结合能力更强,
则选择冠醚A比冠醚B更合适,D错误。
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8.已知图甲为金属钠的晶胞,晶胞边长为,其晶胞截面如图乙所示。图丙为 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( )
B
A.每个晶胞中含有的 数目为4
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)
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解析 由题图丙可知,硫离子位于晶胞的顶角和面心,晶胞中个数为 ,A正
确;位于构成的正四面体空隙中,每个晶胞中个数为4,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。
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9.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 的外围电子轨道表示式为_ ___________。
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___________。
、、C
解析 电负性用来衡量不同元素对键合电子吸引能力大小,、C、 三种元素的电负性由小到
大的顺序为 。
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(3)某的晶胞如图甲所示、位置均有,若立方晶胞的参数为 ,阿伏加德罗常
数的值为,其晶体密度的表达式为__________ 。
甲
解析 位置的个数为,位置的个数为,位于晶胞内部,化学式为 ,
晶胞的质量为,晶胞的体积为 ,该晶体的密度为
。
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(4)可以完全替代该晶体中位置或者位置,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
乙
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。
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10.[江西宜春2025高二月考改编]Ⅰ.铜的硫化物结构多样。某种铜的硫化物含有过硫键,其晶
胞结构如图甲,“ ”表示 。
甲
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(1)基态 的价层电子排布式为_____。
解析 是29号元素,基态原子的电子排布式为,则基态 的价层电子排布式
为 。
(2)图甲晶胞中 _____;图甲晶体中粒子间作用力有____(填序号)。
.氢键.离子键.共价键 .金属键
解析 由题图甲中晶胞结构图可知晶胞中有4个位于棱上,8个位于顶点,则 个数为
,再根据俯视图可知晶胞中有2个位于体内,6个 位于体内,
设个数为,个数为,则 ,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0,
可得,解得,,故 ;题图甲所示晶体
中存在阴、阳离子,故有离子键,中2个原子间存在共价键,、 正确。
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Ⅱ.镍能形成多种不同的化合物。
(3)图乙是镍的一种配合物结构,图丙是镍的一种氧化物的结构,下列说法中不正确的是____
(填序号)。
乙
丙
A.图乙中,电负性:
B.图乙分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键
C.图丙是氧化镍 的一个晶胞
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解析 元素非金属性越强,电负性越大,故电负性: ,A正确;氢键不是化学键,
B错误;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无隙并置,
题图丙所示结构中与 在顶点上间隔排列,不能平移后无隙并置,故不是一个晶胞,C错误。
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丁
Ⅲ.(4)B和 形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高纪录,该
化合物的晶体结构单元如图丁所示,该结构为正六棱柱,6个B原子分别位
于6个三棱柱体心。则B原子与原子间的最短距离为_ ________
(用含、 的代数式表示)。
解析 由晶胞结构可知B原子到顶面的垂直距离为 ,构建三角形,如
图: ,,,则 。
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11.Ⅰ.氮化硼晶体的结构与金刚石相似,其晶胞结构如图甲所示。
甲
(1)在一个晶胞中,含有硼原子___个,氮原子___个。
4
4
解析 硼原子位于晶胞内,氮原子位于顶点和面心,则在一个晶胞中,含有4个硼原子,含有氮
原子的个数为 。
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(2)已知氮化硼晶胞参数为,则在此晶胞中,任意两个原子之间的最短距离是_ ____ ,
D、原子之间的距离是_____ 。
解析 已知氮化硼晶胞参数为,题图甲晶胞中,任意两个原子之间的最短距离为相连的 与B
之间的距离,最短距离为晶胞体对角线长的,即,D、 原子为晶体中两个距离最近的B
原子,二者之间的距离为晶胞面对角线长的,即 。
(3)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。
已知三个原子分数坐标:A为、B为、C为,则 原子的坐标为________。
解析 已知三个原子分数坐标:A为、B为、C为,则由原子的位置知, 的
原子分数坐标为 。
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(4)氮化硼晶胞的俯视投影图是___(填序号)。
a
b
c
d
解析 由晶胞结构示意图知,氮化硼晶胞的俯视投影图是 。
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(5)设为阿伏加德罗常数的值,则氮化硼晶体的密度为_ _____ (用代数式表示)。
解析 1个氮化硼晶胞内含有的氮原子和硼原子均为4个,则晶胞的质量为 ,氮化硼晶胞参
数为,则晶胞体积为,晶体的密度为 。
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Ⅱ.在硅酸盐中, 四面体(如图乙为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成链状、环状等
多种结构。
乙
丙
(6)图丙为一种无限长单链结构的多硅酸根离子,其中
与 的原子数之比为_____,化学式为___________________。
或
解析 由图丙可知,四面体两两之间通过共用1个氧原子连接
形成链状结构,所以每个四面体中的硅原子数是1,氧原子
数是,即与的原子数之比为;化学式为或 。
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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。
(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。
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(4)下列常见晶胞沿体对角线的投影图:
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$$