第三章 晶体结构与性质 模拟测试卷 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第三章　晶体结构与性质 一、选择题(本题包括13小题,每小题3分,共39分,每小题只有一项符合题目要求) 1.(2024·南京第五高级中学期中)我国倡导培育和发展新质生产力。下列与科技成就相关的描述不正确的是(　　) A.“朱雀二号”是全球首枚成功入轨的液氧甲烷运载火箭,甲烷作助燃剂 B.“神舟十七号”发动机使用Si3N4作耐高温材料,Si3N4是共价晶体 C.自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟,采用的硅树脂是无机非金属材料 D.空间探测器要求高强度的零部件采用钛合金和不锈钢等合金材料 2.过氧化脲[CO(NH2)2·H2O2]是一种常用的消毒剂,可由H2O2和CO(NH2)2加合而成,代表性结构如图。下列说法错误的是(　　) A.原子半径:C>N>O>H B.H2O2为极性分子 C.过氧化脲所含元素均位于元素周期表的p区 D.该结构中存在氢键:N—H…O 3.(2024·南京、盐城一模)反应NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑可用于制备少量氮气,下列说法正确的是(　　) A.基态Cl原子的电子排布式:3s23p5 B.H2O的VSEPR模型:V形 C.NH4Cl的电子式: D.固态N2的晶体类型:分子晶体 4.利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法错误的是(　　) A.第一电离能:C<O B.“杯酚”分子中存在大π键 C.“杯酚”与C60形成氢键 D.C60与金刚石的晶体类型不同 5.(2024·河北卷)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是(　　) 选项 实例 解释 A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子的能级是量子化的 B CO2、CH2O、CCl4键角依次减小 孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力 C CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位,而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位 Cs+比Na+的半径大 D 逐个断开CH4中的C—H键,每步所需能量不同 各步中的C—H键所处化学环境不同 6.(2024·苏锡常镇二模联考)催化热解H2S可同时回收S8(结构为)和H2。下列说法正确的是(　　) A.中子数为17的硫原子为17S B.H2S的电子式为H C.S8固态时为共价晶体 D.H2分子中含有p-p σ键 7.(2024·吉林卷)如下反应相关元素中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,Q是ds区元素,焰色试验呈绿色。下列说法错误的是(　　) QZY4溶液QZX4Y4W12溶液 A.单质沸点:Z>Y>W B.简单氢化物键角:X>Y C.反应过程中有蓝色沉淀产生 D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y 8.(2024·南京调研)氧及其化合物具有广泛用途。O2是常用的氧化剂,C2H2的燃烧热为1 299.6 kJ·mol-1,氧炔焰产生的高温可用于焊接金属。O3可用于处理水,pH约为8时,O3可与CN-反应生成HC、N2和O2。C2OH可用于研究酯化反应的机理。CaO可用于烟气(含N2、O2、CO2、SO2等)脱硫。H2O2是一种绿色氧化剂,电解NH4HSO4饱和溶液产生的(NH4)2S2O8经水解可制得H2O2。下列说法正确的是(　　) A.O3是由极性键构成的极性分子 B.C2OH与C2OH互为同素异形体 C.SO2和CO2的中心原子杂化轨道类型均为sp2 D.CaO晶体中Ca2+与O2-的相互作用具有饱和性和方向性 9.(2025·长泾中学期中)由硫酸铜溶液制取硫酸四氨合铜晶体{[Cu(NH3)4]SO4·H2O}的实验如下: 步骤1:向盛有4 mL 0.1 mol·L-1蓝色CuSO4溶液的试管中,滴加几滴1 mol·L-1氨水,有蓝色沉淀生成; 步骤2:继续滴加氨水并振荡试管,沉淀溶解,得到深蓝色溶液; 步骤3:向试管中加入8 mL 95%乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,有深蓝色晶体析出。 下列说法不正确的是(　　) A.最终所得溶液中大量存在N、[Cu(NH3)4]2+、S B.步骤2所发生反应的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH- C.步骤3中用加入乙醇降低了溶剂的极性从而析出晶体 D.H2O与Cu2+的配位能力大于NH3 10.下列说法不正确的是(　　) A.NaOH在熔融状态下离子键被削弱,形成自由移动的离子,具有导电性 B.足球烯(C60)的沸点可达500 ℃左右,足球烯为分子晶体 C.干冰和NaCl晶体转变为液态时,所克服的作用力相同 D.NH3的熔、沸点较PH3高,主要是因为氨分子间可以形成氢键 11.钙钛矿最初单指钛酸钙[晶胞结构如图(a)]这种矿物,此后,把结构与之类似的晶体(化学式形式与钛酸钙相同)统称为钙钛矿物质。某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导材料的结构如图(b)所示,其中A为CH3N,另两种离子为I-和Pb2+。 下列说法错误的是(　　) A.钛酸钙的化学式为CaTiO3 B.图(b)中,X为I- C.CH3N中含有配位键 D.图(a)晶胞中与每个Ca2+紧邻的O2-有6个 12.已知:二茂铁[Fe(C5H5)2]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.二茂铁属于离子晶体 B.在二茂铁结构中,C5与Fe2+之间形成的化学键类型是配位键 C.已知环戊二烯的结构式为,其中仅有1个碳原子采取sp3杂化 D.二价铁离子的基态电子排布式为[Ar]3d6 13.(2024·无锡第一中学期末)氧元素的单质及化合物应用广泛。下列说法正确的是(　　) A.16O、17O、18O互为同素异形体 B.分子中键角大小:SO2>SO3 C.Na2O2、H2O2化学键类型相同 D.上图所示1个Cu2O晶胞中有4个铜原子 二、非选择题(本题包括4小题,共55分) 14.(13分)现有几组物质的熔点(℃)数据: 组别 A组 B组 C组 D组 金刚石:>3 500 Li:181 HF:-84 NaCl:a 硅晶体:1 410 Na:97.8 HCl:-114 KCl:b 硼晶体:2 076 K:64 HBr:-87 RbCl:c 二氧化硅:1 713 Rb:39 HI:-51 MgO:2 852 据此回答下列问题: (1)由表格可知,A组物质熔点普遍偏高,据此回答: A组属于　　　　　　晶体,硅的熔点低于二氧化硅,是由于　　　　　　　　　　。 (2)B组晶体共同的物理性质是　　　　　(填序号),可以用“　　　　　　理论”解释。 ①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性 (3)C组中HF熔点反常是由于  　。  (4)D组晶体中NaCl、KCl、RbCl的熔点由高到低的顺序为　　　　　　　　　　(用化学式表示),MgO晶体的熔点高于三者,其原因为　 　。 15.(15分)如图所示为CaF2、H3BO3(层状结构,层内的H3BO3分子间通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图。请回答下列问题: (1)图Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2+最近的F-数为　　　　,图Ⅲ中每个铜原子周围紧邻的铜原子数为　　　　。  (2)图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达到8电子稳定结构的原子是　　　　(填元素符号),H3BO3晶体中硼原子个数与极性键个数之比为　　　　。  (3)三种晶体中熔点最低的是　　　　　　　　(填化学式),其晶体受热熔化时,克服的微粒之间的相互作用为　　　　　　　　　、　。  16.(15分)元素周期表中第四周期的某些过渡元素(如V、Zn、Co等)在生产、生活中有着广泛的应用。 (1)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。 ①基态钒原子的价层电子排布式为　　　　　　　　　　　。  ②V2O5的结构式如图所示,则V2O5分子中σ键和π键数目之比为　　　　　　　　。 (2)Co(NH3)5Cl3是钴的一种配合物,中心离子的配位数为6,向100 mL 0.2 mol·L-1该配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成5.74 g白色沉淀。 ①N的空间结构为　　　　　　　　。  ②该配合物中的配离子为　　　　　　。  (3)KZnF3、ZnF2两种晶体的晶胞结构分别如图所示: ①已知:ZnF2的熔点为872 ℃,ZnCl2的熔点为275 ℃,ZnBr2的熔点为394 ℃,ZnBr2的熔点高于ZnCl2的原因为 　　　　　　　　　　　。  ②KZnF3晶体(晶胞顶角为K+)中,与Zn2+最近的F-数为　　　　。  ③若NA表示阿伏加德罗常数的值,则ZnF2晶体的密度为　　　　　　　 g·cm-3(用含a、c、NA的代数式表示)。  17.(18分)按要求回答下列问题: (1)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Cu和Zn组成。第二电离能I2(Zn)　　　　　　　(填“>”或“<”)I2(Cu)。  (2)氯化铬酰(CrO2Cl2)的熔点为-96.5 ℃,沸点为117 ℃,固态氯化铬酰属于　　　　　　　晶体。制备CrO2Cl2的同时生成光气(COCl2),COCl2中所有原子都达到了8电子稳定结构,COCl2分子中σ键和π键的个数比为　　　　　　　,空间结构为　　　　　　　。 (3)直链的多磷酸盐是一种复杂磷酸盐,如焦磷酸钠(Na4P2O7)、三磷酸钠(Na5P3O10)等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图1所示,则这类磷酸根离子的通式可表示为　　　　　　(用n代表P原子数)。  图1 (4)某四方晶系的晶胞如图2所示,晶胞参数a=b=x pm、c=2x pm,晶胞棱边夹角均为90°。 图2 ①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,称作原子的分数坐标。如该晶胞中2号Cu原子的坐标为(0,),3号In原子的坐标为(0,),4号Se原子的坐标为()。则1号Se原子的坐标为　　　　　　　。  ②2号Cu原子与4号Se原子之间的距离为　　　　　　　 pm(用x表示)。  参考答案 1.A　解析 甲烷运载火箭中液氧作助燃剂,甲烷作燃料,A错误;Si3N4熔、沸点很高,为共价晶体,B正确;硅树脂是一种具有高度交联结构的热固性聚硅氧烷聚合物,属于无机非金属材料,C正确;钛合金和不锈钢为合金材料,D正确。 2.C　解析 H元素位于元素周期表的s区,C错误。 3.D　解析 氯元素的原子序数为17,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,A错误;水分子中氧原子的价层电子对数为4,分子的VSEPR模型为四面体形,B错误;氯化铵是含有离子键和共价键的离子化合物,电子式为[HH]+]-,C错误;氮气是非金属单质,固态氮气是熔、沸点低的分子晶体,D正确。 4.C 5.B　解析 CO2中心C原子为sp杂化,键角为180°,CH2O中心C原子为sp2杂化,键角大约为120°,CCl4中心C原子为sp3杂化,键角为109°28',三种物质的中心C原子都没有孤电子对,三者键角大小与孤电子对无关,B错误。 6.B　解析 在表示原子组成时,将质量数写在左上方,质子数写在左下方,S为第16号元素因此质子数为16,可知中子数为17的硫原子的质量数为33,故表示为S,A错误;H2S为共价化合物,其电子式为H,B正确;固态S是由S8构成的,可知该晶体中存在的微粒是分子,属于分子晶体,C错误;基态H原子核外电子排布式为1s1,形成的H2分子中含有s-s σ键,D错误。 7.D　解析 基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,结合溶液中的转化可知,W、X、Y、Z分别为H、N、O、S;Q是ds区元素,焰色试验呈绿色,则Q为Cu。Z单质(S)常温下为固体,H2、O2(或O3)为分子晶体,单质沸点Z>Y>W,A正确;NH3和H2O的中心原子N、O原子都是sp3杂化,NH3的中心原子的孤电子对数是1,H2O的中心原子的孤电子对数是2,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,故键角:NH3大于H2O,B正确;向CuSO4溶液中逐渐通入NH3,先生成蓝色沉淀,继续通入NH3生成[Cu(NH3)4]2+,QZX4Y4W12即[Cu(NH3)4]SO4,属于配合物且配位原子是氮原子,C正确,D错误。 8.A　解析 O3是V形结构,由极性键构成的极性分子,A正确;同种元素形成的不同种单质,互称同素异形体,C2OH与C2OH是化合物,B错误;SO2形成2个σ键,中心S原子孤电子对数为1,CO2形成2个σ键,中心C原子孤电子对数为0,所以SO2和CO2的中心原子杂化轨道类型分别为sp2、sp,C错误;CaO晶体中Ca2+与O2-的相互作用为离子键,离子键没有饱和性和方向性,D错误。 9.D　解析 向硫酸铜溶液中滴加氨水,生成蓝色的氢氧化铜沉淀和硫酸铵,继续滴加氨水,氢氧化铜溶解,得到深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4,继续滴加95%乙醇,降低了溶剂的极性,有[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体析出。最终溶液中含硫酸铵和[Cu(NH3)4]SO4,大量存在N、[Cu(NH3)4]2+、S,A正确;步骤2中继续滴加氨水,氢氧化铜溶解,得到深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4,离子方程式为Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-,B正确;根据分析,加入乙醇降低了溶剂的极性从而析出晶体,C正确;硫酸铜溶液中铜离子以水合铜离子形式存在,加入氨水后最终转化为[Cu(NH3)4]2+,故NH3与Cu2+的配位能力大于H2O,D错误。 10.C　解析 NaOH在熔融状态下离子键被削弱,形成自由移动的离子,具有导电性,A项正确;足球烯为分子晶体,B项正确;干冰为固态二氧化碳,转化为液态时需要克服范德华力,而NaCl晶体变为液态,需要克服离子键,C项错误;NH3和PH3均为分子晶体,NH3的熔、沸点较PH3高的原因是NH3分子间可以形成氢键,D项正确。 11.D　解析 由图(a)可知,钛酸钙的晶胞中Ca2+位于8个顶角、O2-位于6个面心、Ti4+位于体心,根据均摊法可以确定Ca2+、O2-、Ti4+的数目分别为1、3、1,因此其化学式为CaTiO3,A项正确;由图(b)可知,A、B、X分别位于晶胞的顶角、体心、面心,根据均摊法可以确定其中有1个A、1个B和3个X,根据晶体呈电中性可以确定,CH3N和Pb2+均为1个,I-为3个,故X为I-,B项正确;类比N的成键情况可知,CH3N中含有H+与—NH2形成的配位键,C项正确;图(a)晶胞中,Ca2+位于顶角,其与3个面的面心上的O2-紧邻,每个顶角参与形成8个晶胞,每个面参与形成2个晶胞,因此,与每个Ca2+紧邻的O2-有=12个,D项错误。 12.A　解析 根据题给信息可知,二茂铁的熔、沸点较低,易升华,易溶于非极性溶剂,可以推断它应为分子晶体,C5与Fe2+之间为配位键,A项错误、B项正确;由环戊二烯的结构式可知,仅1号碳原子形成四个单键,为sp3杂化,其余四个碳原子均为sp2杂化,C项正确;铁原子失去4s轨道上的2个电子即为Fe2+,Fe2+的基态电子排布式为[Ar]3d6,D项正确。 13.D　解析 16O、17O、18O互为同位素,A错误;SO2分子中S原子价层电子对数为3,有1对孤电子对,SO3分子中S原子价层电子对数为3,无孤电子对,分子中键角大小:SO2<SO3,B错误;Na2O2是离子化合物、H2O2是共价化合物,化学键类型不相同,C错误;根据均摊原则,白球个数为2、黑球个数为4,根据化学式,可知黑球表示Cu原子,所以1个Cu2O晶胞中有4个铜原子,D正确。 14.答案 (1)共价　Si—Si键能小于Si—O键能 (2)①②③④　电子气 (3)HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可) (4)NaCl>KCl>RbCl　MgO晶体为离子晶体,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高 解析 (1)A组物质均由非金属元素组成,熔点较高,属于共价晶体,熔化时需破坏共价键。由共价键形成的共价晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高,硬度大。(2)B组物质都是金属,存在金属键,具有金属晶体的性质,可以用“电子气理论”解释相关物理性质。(3)C组卤化氢晶体属于分子晶体,HF熔点反常是由于分子间能形成氢键。 15.答案 (1)8　12 (2)O　1∶6 (3)H3BO3　范德华力　氢键 解析 (1)从题图Ⅰ可以看出与Ca2+最近的F-数为8。顶角上的Cu与面心上的Cu距离最近,故每个铜原子周围紧邻的铜原子数为12。(2)H的最外层达到2电子稳定结构,从题图Ⅱ可知,B只形成3个共价键,最外层为6个电子,只有O的最外层达到8电子稳定结构。H3BO3属于分子晶体,1个B连有3个O,3个O又连有3个H,所以硼原子个数与极性键个数之比为1∶6。(3)熔点的一般规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体,金属晶体看具体情况,题中H3BO3为分子晶体,熔点最低,熔化时破坏范德华力和氢键。 16.答案 (1)①3d34s2　②3∶2 (2)①平面三角形　②[Co(NH3)5Cl]2+ (3)①ZnCl2、ZnBr2为分子晶体,组成与结构相似,随着相对分子质量的增大,范德华力增强,熔点升高　②6　③ 解析 (1)①钒的原子序数为23,核外有23个电子,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,基态钒原子的价层电子排布式为3d34s2。 ②由V2O5的结构式可知,该结构中共含有4个VO双键,2个V—O单键,1个双键含有1个σ键和1个π键,单键均为σ键,所以V2O5分子中含有6个σ键和4个π键,σ键和π键数目之比为6∶4=3∶2。 (2)①N中心原子的价层电子对数=3+=3,无孤电子对,N的空间结构为平面三角形。 ②Co(NH3)5Cl3是钴的一种配合物,中心离子的配位数为6,向100 mL 0.2 mol·L-1该配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液,该配合物的物质的量n=0.2 mol·L-1×0.1 L=0.02 mol,n(AgCl)==0.04 mol,说明该配合物中外界有2个氯离子,内界有1个氯离子,中心离子的配位数为6,即配体为1个氯离子和5个氨分子,该配合物中的配离子为[Co(NH3)5Cl]2+。 (3)①由熔点数据可知,ZnCl2、ZnBr2为分子晶体,且结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高,相对分子质量ZnBr2>ZnCl2,所以ZnBr2的熔点高于ZnCl2。 ②由KZnF3的晶胞结构可知,K+位于顶角,即K+的个数为8×=1,Zn2+位于体心,即有1个Zn2+,F-位于面心,即F-的个数为6×=3,则与Zn2+最近的F-数为6。 ③由ZnF2的晶胞结构可知,Zn2+有8个位于顶角、1个位于体心,Zn2+的个数为8×+1=2,F-有4个位于面上和2个位于体内,F-的个数为4×+2=4,即一个晶胞含有2个“ZnF2”,晶体密度ρ= g·cm-3。 17.答案 (1)< (2)分子　3∶1　平面三角形　 (3) (4)①()　②x 解析 (1)锌的价层电子排布式是3d104s2,铜的价层电子排布式是3d104s1,在失去一个电子后,铜失去的第二个电子在3d的全充满轨道上,锌失去的第二个电子在4s半充满轨道上,而3d全充满轨道比4s半充满轨道能量低,结构也更稳定,所以需要更多能量,则I2(Zn)<I2(Cu)。 (2)由物理性质可知,固态氯化铬酰属于分子晶体;COCl2分子中单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,则分子中σ键和π键的个数比为3∶1;COCl2分子中双键碳原子的杂化方式为sp2,分子的空间结构为平面三角形。 (3)由P、P2、P3的变化规律可知,这类磷酸根离子可用通式表示为。 (4)①2号Cu原子的坐标为(0,),3号In原子的坐标为(0,),4号Se原子的坐标为()。则1号Se原子的坐标为()。 ②由晶胞结构可知,4号Se原子与2号Cu原子紧邻,晶胞参数a=b=x pm、c=2x pm,晶胞棱边夹角均为90°,故2号Cu原子与4号Se原子之间的距离为x pm。 12 学科网（北京）股份有限公司 $$