阶段质量检测(3) 晶体结构与性质-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（人教版 多选版）

阶段质量检测(三)　晶体结构与性质 一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。 1.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 2.配位化合物[Cu(NH3)4]SO4中,不含有的化学键是 (　　) A.离子键　　　　　　　 B.极性键 C.非极性键 D.配位键 3.下列物质沸点的比较,正确的是 (　　) A.CH4>C2H6 B.HF>HCl C.H2S>H2Se D.>CH3CH2CH2CH3 4.下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中,正确的是 (　　) A.金刚石为共价键三维骨架结构,晶体中的最小环上有6个碳原子 B.分子晶体中一定存在共价键 C.HI的相对分子质量大于HF,所以HI的沸点高于HF D.在SiO2晶体中,1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键 5.(2025·黑、吉、辽、内蒙古卷)侯氏制碱法突破西方技术垄断,推动了世界制碱技术的发展,其主要反应为NaCl+CO2+NH3+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl。下列有关化学用语或说法正确的是 (　　) A.CO2的电子式:︰︰ B.H2O的空间结构:直线形 C.NH4Cl的晶体类型:离子晶体 D.溶解度:NaHCO3>NH4HCO3 6.有关晶体的结构如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.在碘晶体中,存在的作用力有非极性共价键和范德华力 B.图乙的气态团簇分子的分子式为EF或FE C.在CO2晶体中,1个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻 D.在NaCl晶体中,距某个Na+最近的Cl-围成的空间是正八面体 7.(2023·山东卷)石墨与F2在450 ℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是 (　　) A.与石墨相比,(CF)x导电性增强 B.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强 C.(CF)x中C—C的键长比C—F短 D.1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键 8.镍酸镧电催化剂立方晶胞如图所示,晶胞参数为a,具有催化活性的是Ni,图①和图②是晶胞的不同切面。下列说法错误的是 (　　) A.催化活性:①>② B.镍酸镧晶体的化学式为LaNiO3 C.La周围紧邻的O有4个 D.La和Ni的最短距离为a 9.据某科学杂志报道,国外有一研究发现了一种新的球形分子,它的分子式为C60Si60,其分子结构好似我国传统工艺品“镂雕”,经测定其中包含C60,也有Si60结构,分子中C60被包裹在Si60里面,内外两层通过共价键相连,下列叙述不正确的是 (　　) A.该物质中的C和Si均采取sp3杂化 B.该物质形成的晶体属于分子晶体 C.该物质中含有π键 D.该物质的相对分子质量为2 400 10.(2025·河北卷)化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是 (　　) 选项 宏观现象 微观解释 A 氮气稳定存在于自然界中 氮分子中存在氮氮三键,断开该共价键需要较多的能量 B 苯不能使溴的CCl4溶液褪色 苯分子中碳原子形成了稳定的大π键 C 天然水晶呈现多面体外形 原子在三维空间里呈周期性有序排列 D 氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体 离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低 11.几种物质的沸点如图所示。下列推断正确的是 (　　) A.D可能为共价晶体,H为分子晶体 B.G可能为离子晶体,A可能为分子晶体 C.G、H一定是分子晶体,E、F一定是金属晶体 D.D可能为共价晶体,B一定是离子晶体 12.某研究小组发现首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。 据报道,该晶体中含有最简式为CoO2的层状结构,结构如图所示(小球表示Co原子,大球表示O原子)。下列用粗线画出的CoO2层状结构的晶胞示意图不符合化学式的是 (　　) 13.(2025·安徽卷)碘晶体为层状结构,层间作用为范德华力,层间距为d pm。下图给出了碘的单层结构,层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　) A.碘晶体是混合型晶体 B.液态碘单质中也存在“卤键” C.127 g碘晶体中有NA个“卤键” D.碘晶体的密度为 g·cm-3 14. [双选]已知铜的一种氯化物的晶胞如图所示。原子坐标a(0,0,0),b(0.25,0.25,0.25)。该晶胞参数为x nm,NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 (　　) A.该晶体的化学式为CuCl2 B.铜原子c点坐标为(0.75,0.25,0.75) C.氯原子配位数为8 D.该晶体密度为×1021 g·cm-3 15. [双选]立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料,其晶胞结构(如图所示)与金刚石相似。下列说法错误的是 (　　) 已知:晶胞的棱长为a nm,NA为阿伏加德罗常数的值。 A.原子半径:N>B B.氮化硼晶体的微观空间里存在BN分子 C.立方氮化硼的密度ρ=×1023 g·cm-3 D.氮化硼晶胞的俯视投影图为 二、非选择题:本题共4小题,共55分。 16.(12分)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,结构与金刚石相似,其晶胞结构如图所示。请回答下列问题: (1)基态硼原子中两种自旋方向的电子数之比为　　　　,基态磷原子中电子的运动状态有　　　　种,与硼同主族的第四周期元素的基态原子价层电子的轨道表示式为 　。  (2)H3BO3为一元弱酸,H3BO3分子中O—B—O的键角　　　　(填“>”“<”或“=”)B中H—B—H的键角,原因为 　。  (3)磷化硼晶体属于　　　　晶体,其中硼原子的配位数为　　　　。  (4)磷化硼的化学式为　　　　　　,该晶体的密度为　　　　　　 g·cm-3(用含a、NA的代数式表示,阿伏加德罗常数的值为NA)。  17.(13分)氮族元素在化学领域具有重要的地位。请回答下列问题: (1)基态氮原子的未成对电子数为　　　　;第二周期的元素中,第一电离能介于B和N之间的元素有　　　　(填元素符号)。  (2)PH3是一种有毒气体,用于合成医药制剂、农药杀虫剂等。其中P原子的杂化类型为　　　　。NH3的沸点　　　　(填“高于”或“低于”)PH3的沸点,主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)氮化碳和氮化硅晶体结构相似,是新型的非金属高温陶瓷材料,它们的硬度大、熔点高,化学性质稳定。氮化碳的硬度　　　　(填“大于”或“小于”)氮化硅的硬度,原因是 　。  (4)AlN晶胞如图所示,晶胞的边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则ρ(AlN)=　　　　　 g·cm-3。  18.(15分)MgO、Cu和干冰的晶胞示意图如下: 请回答下列问题: (1)以上晶体中粒子之间主要以范德华力结合的晶体是　　　　　　。  (2)在MgO晶体中,与Mg2+相邻且最近的Mg2+个数为　　　　。  (3)每个Cu晶胞中平均有　　　　个Cu原子。  (4)GaN晶体结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga原子代替,如图所示。 晶胞中与同一个N原子相连的Ga原子构成的空间结构为　　　　　　。  (5)以晶胞边长为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置,称作原子分数坐标。若A原子坐标为(0,0,0),则B原子坐标为　　　　　　。  (6)若GaN晶胞边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值,GaN的密度为　　　　g·cm-3。  19.(15分)我国在化学领域取得了丰硕的成果,从古至今都有着重要的贡献。 (1)《诗经》言“缟衣茹藘(茜草)”,茜草中的茜素与矾土中的Al3+、Ca2+生成的红色配合物X是最早的媒染染料。 配合物X中Al3+的配体除外还有　　　　　　　,茜素水溶性较好的主要原因是① 　,  ② 。 (2)单质S和H2在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。该物质的 晶体类型是　　　　　,该化合物的化学式为 　。  (3)某种高选择性的CO2加氢合成甲醇的催化剂可由如图所示晶胞参与合成。晶胞参数为a pm、a pm、c pm,则B点坐标为　　　　　　　,该晶体密度为　　　　　　　　　 g·cm-3(写出计算式,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。在该晶体中掺杂少量ZnO后形成的催化剂,化学式可表示为ZnxZr1-xOy,则y=　　　　　(用x表达)。  阶段质量检测(三) 1.选A　自范性是晶体的性质,碳玻璃为非晶态,所以没有自范性,A错误;碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的单质,所以互为同素异形体,B正确;碳玻璃具有高硬度,与金刚石的物理性质类似,因而结构具有一定的相似性,所以含有sp3杂化的碳原子形成化学键,C正确;金刚石与碳玻璃属于同素异形体,性质差异主要表现在物理性质上,化学性质上也有着活性的差异,D正确。 2.选C　配位化合物[Cu(NH3)4]SO4中含有配离子[Cu(NH3)4]2+和S之间的离子键,NH3和S中都有极性键,Cu2+和NH3之间以配位键结合,不含非极性键。 3.选B　甲烷和乙烷的组成结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,因此沸点CH4<C2H6,A错误;HF存在分子间氢键,因此沸点HF>HCl,B正确;H2S、H2Se的组成结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,因此沸点H2S<H2Se,C错误;相同碳原子的烷烃,支链越多,沸点越低,因此<CH3CH2CH2CH3,D错误。 4.选A　金刚石属于共价晶体,其中碳原子采取sp3杂化轨道与周围的4个碳原子形成正四面体结构,以共价键形成空间网状结构,晶体中最小环上有6个碳原子,A项正确;分子晶体中不一定存在共价键,如稀有气体形成的晶体,原子间没有共价键,B项错误;HF分子间存在氢键,HI分子间不存在氢键,故HI的沸点低于HF,C项错误;SiO2属于共价晶体,在SiO2晶体中1个Si原子和4个O原子形成4个共价键,D项错误。 5.选C　CO2中C和O之间有两对共用电子,其电子式为︰︰︰C︰︰︰,A错误;H2O的中心原子为O,根据价层电子对互斥模型,其外层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,O原子与H原子形成共价键,剩余两个孤电子对,因此,H2O为V形分子,B错误;NH4Cl由N和Cl-组成为离子化合物,晶体类型为离子晶体,C正确;NH4HCO3溶液中含有N和HC,N可以与水分子形成氢键,增大了N在水中的溶解度,D错误。 6.选B　在碘晶体中,I2分子内存在I—I非极性共价键,在I2分子之间存在范德华力,因此该晶体中存在的作用力有非极性共价键和范德华力,A正确;该气态团簇分子中含有4个E和4个F原子,则该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4 ,B错误;在CO2晶体中,CO2为面心立方堆积,1个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻,分别在xyz三个平面各4个,C正确;在NaCl晶体中,距Cl-最近的Na+有6个,距Na+最近的Cl-有6个,这6个离子构成一个正八面体,D正确。 7.选B　石墨导电的原因是石墨层间有自由移动的电子,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x后,可自由移动的电子减少,导电性减弱,A错误;石墨层间插入F后形成的C—F极短,键能极大,分子结构稳定性增强,抗氧化性增强,B正确;随原子序数递增,同周期主族元素的原子半径逐渐减小,因此(CF)x中C—C的键长比C—F的长,C错误;由题图知,(CF)x中每个碳原子形成3个C—C、1个C—F,其中每个C—C被2个碳原子共用,则1 mol (CF)x中含有2.5x mol 共价单键,D错误。 8.选C　具有催化活性的是Ni,图②中没有Ni原子,则催化活性:①>②,故A正确;镍酸镧电催化剂立方晶胞中含有1个La,12×=3个O,8×=1个Ni,镍酸镧晶体的化学式为LaNiO3,故B正确;由晶胞结构可知,La在晶胞体心,O在晶胞的棱心,则La周围紧邻的O有12个,故C错误;由晶胞结构可知,La和Ni的最短距离为体对角线的一半,为a,故D正确。 9.选C　该物质中的C和Si均含四个共价键,采取sp3杂化,A正确;由题目中的信息可知该物质是一种新的球形分子,它的分子式为C60Si60,所以该物质属于分子晶体,B正确;在C60 、Si60分子结构中,每个原子形成3个键与其他3个原子相结合,而在该分子中C60 、Si60内外两层通过共价键相连,这样每个原子就形成4个键,而达到C、Si原子共价键饱和性,故该分子中没有π键,C错误;它的分子式为C60Si60,所以该物质的相对分子质量为12×60+28×60=2 400,D正确。 10.选D　氮气的稳定性源于氮分子中的三键,键能高难以断裂,A正确;苯因大π键结构稳定,难以与溴发生加成或取代,B正确;水晶的规则外形由原子三维有序排列(晶体结构)导致,C正确;氯化钠熔点高于氯化铝的真实原因是氯化铝为分子晶体而非离子晶体,选项中将二者均视为离子晶体并用离子电荷和半径解释,不符合实际,D错误。 11.选A　不同类型的晶体熔、沸点高低规律为共价晶体>离子晶体>分子晶体;金属晶体的熔、沸点有的很高,如钨等,有的则很低,如汞等。由题图知,D的沸点最高,D晶体可能是共价晶体,G、H在常温下呈气态,一定是分子晶体,A正确,B错误。由题图知,E、F的沸点较低,可能为金属晶体或者离子晶体,C错误。由题图知,B的沸点较低,可能为金属晶体或者离子晶体,D错误。 12.选D　在此平面结构中,截取的每个小正方形的顶点上的原子都为4个小正方形共用,在边上的原子都为2个小正方形共用,A项中N(Co)∶N(O)=1∶=1∶2,与化学式CoO2相符;B项中N(Co)∶N(O)=∶4=1∶2,与化学式CoO2相符;C项中N(Co)∶N(O)=∶=1∶2,与化学式CoO2相符;D项中N(Co)∶N(O)=1∶=1∶1,与化学式CoO2 不相符。 13.选A　碘晶体中,分子间是“卤键”(类似氢键),层与层间是范德华力,与石墨不同(石墨层内只存在共价键)所以碘晶体是分子晶体,A错误;由图可知,题目中的“卤键”类似分子间作用力,只不过强度与氢键接近,则液态碘单质中也存在类似的分子间作用力,即“卤键”,B正确;由图可知,每个I2分子能形成4条“卤键”,每条“卤键”被2个碘分子共用,所以每个碘分子能形成2个“卤键”,127 g碘晶体物质的量是0.5 mol,“卤键”的个数是0.5 mol×2×NA mol-1=NA,C正确;碘晶体为层状结构,所给区间内4个碘原子处于面心,则每个晶胞中碘原子的个数是8×=4,晶胞的体积是abd×10-30cm3,密度是 g·cm-3,D正确。 14.选AC　该晶胞中,8个氯位于顶点,6个氯位于面心,4个铜位于体内,根据均摊法知1个晶胞中含8×+6×=4个氯、4个铜,其化学式为CuCl,A错误;根据a、b点原子坐标可推知,铜原子c点坐标为(0.75,0.25,0.75),B正确;1个氯原子周围有4个铜,氯原子配位数为4,C错误;每个晶胞中含有4个CuCl,晶体密度ρ= g·cm-3,D正确。 15.选AB　同周期元素从左到右原子半径依次减小,故原子半径:N<B,选项A错误;氮化硼(BN)是由氮原子和硼原子通过不同杂化方式所构成的晶体,为共价晶体,不存在BN分子,选项B错误;根据均摊法可知,晶胞中含有8×+6×=4个N,4个B,立方氮化硼的密度ρ=×1021 g·cm-3=×1023g·cm-3,选项C正确;根据晶胞的结构可知,选项D正确。 16.解析:(1)基态硼原子核外电子排布式为1s22s22p1,其中自旋方向不同的电子数之比为2∶3(或3∶2);磷为第15号元素,基态磷原子中电子的运动状态有15种;与硼同主族的第四周期元素为Ga的基态原子价层电子的轨道表示式为。(2)因为H3BO3分子为平面分子,B原子采用sp2杂化,B中的B采用sp3杂化,sp2杂化形成的键角为120°,sp3杂化形成的键角为109°28',sp2杂化轨道形成的键角大于sp3杂化轨道形成的键角,H3BO3分子中O—B—O的键角>B中H—B—H的键角。(3)超硬耐磨涂层材料,结构与金刚石相似,属于共价晶体;磷化硼晶体,其中与硼原子相连的P有4个,其硼配位数为4。(4)根据晶胞结构得B:4,P:8×+6×=4,B、P个数比为1∶1,故磷化硼的化学式为BP;ρ== g·cm-3。 答案:(1)2∶3(或3∶2)　15　　(2)>　H3BO3分子中的B采用sp2杂化,B中的B采用sp3杂化,sp2杂化轨道形成的键角大于sp3杂化轨道形成的键角　(3)共价　4　(4)BP　 17.解析:(1)根据氮原子的电子排布图可知,基态氮原子的未成对电子数为3;第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O三种元素。(2)PH3中心原子价层电子对数为4,所以P原子的杂化类型为sp3;NH3的沸点高于PH3的沸点,主要原因是NH3分子间形成氢键。(3)氮化碳和氮化硅均为共价晶体,氮化碳中C—N的键长比氮化硅中N—Si的键长短,键能大,所以氮化碳的硬度大于氮化硅的硬度。(4)根据均摊法可知,晶胞中含有8×+6×=4个Al,4个N,晶胞的边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则ρ(AlN)==×1030 g·cm-3。 答案:(1)3　Be、C、O　(2)sp3　高于　NH3分子间形成氢键 (3)大于　氮化碳和氮化硅均为共价晶体,氮化碳中C—N的键长比氮化硅中N—Si的键长短,键能大　(4)×1030 18.解析:(1)晶体中粒子之间主要以范德华力结合的为分子晶体,图中只有干冰为分子晶体。(2)镁离子位于顶点和面心,以任一顶点的镁离子为例,距离最近的镁离子为面心的三个镁离子,而其顶点属于8个晶胞,每个面心的镁离子重复一次,故一个镁离子周围紧邻的镁离子有12个。(3)Cu晶胞中,每个晶体中Cu个数为8×+6×=4,故每个Cu晶胞中平均占有4个Cu。(4)由题目信息和晶胞图可知,与同一个N原子相连的Ga原子构成的空间结构为正四面体形,N位于正四面体的中心。(5)已知A原子坐标为(0,0,0),B原子位于右下后,坐标为。(6)若NA为阿伏加德罗常数的值,GaN晶胞边长是a pm,晶胞中有4个Ga和4个N,则GaN晶体的密度为= g·cm-3。 答案:(1)干冰　(2)12　(3)4　(4)正四面体形 (5) 　(6) 19.解析:(1)从图中看出,Al3+与酚羟基中的O、OH-、H2O中的O形成配位键,则配合物X中Al3+的配体还有H2O、OH-,茜素分子中含有亲水基,则水溶性较好的主要原因是:①分子中含有亲水性的羟基、羰基,②能和水分子形成氢键。(2)该物质为超导材料,图中信息显示,晶胞中S和H都以单个微粒存在,则该物质的晶体类型是离子晶体;该化合物的晶胞中,含S个数为8×+1=2,含H个数为12×+6×=6,所以化学式为H3S。(3)B点位于右端侧面的中点,则B点坐标为,该晶体密度为= g·cm-3。在该晶体中掺杂少量ZnO后形成的催化剂,化学式可表示为ZnxZr1-xOy,依据化合价的代数和为0可得:2x+4(1-x)=2y,则y=2-x。 答案:(1)H2O、OH-　分子中含有亲水性的羟基、羰基　能和水分子形成氢键　(2)离子晶体　H3S (3)　　2-x 6 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $