晶体的结构与性质专项训练单元测试综合卷学能测试试题

1、晶体的结构与性质专项训练单元测试综合卷学能测试试题一、晶体的结构与性质1元素 x位于第 4 周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2；元素 y基态原子的3p 轨道上有1 对成对电子。x与 y形成的化合物的晶胞结构如图所示，下列关于该晶体的说法正确的是（）a该晶体属于原子晶体bx2+的配位数为8，y2-的配位数为4c与每个y2-距离最近且相等的y2-共有 12 个d该晶体的熔点比氧化锌高2以 na表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）a36g 冰(图甲）中含共价键数目为4nab12g 金刚石 (图乙）中含有键数目为4nac44g 干冰 (图丙）中含有na个晶胞结构单元d1

2、2g 石墨 (图丁）中含键数目 3na3萤石 (caf2) 属于立方晶体（如图），晶体中每个ca2被 8 个 f包围，则晶体中f的配位数为a2b4c6d84观察下列模型并结合有关信息，判断下列说法不正确的是（）晶体硼（其每个结构单元中有12 个b 原子）nacls8hcn结构模型示意图备注熔点 2573k易溶于 cs2a晶体硼属于原子晶体，结构单元中含有30 个 b- b 键，含 20 个正三角形bnacl 晶体中每个na+周围距离最近且相等的na+有 6 个cs8分子中的共价键为非极性键dhcn分子中含有2 个 键， 2 个 键5北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与c60形成

3、的球碳盐k3c60，实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是ak3c60中只有离子键bk3c60中碳元素显 -3 价c该晶体在熔融状态下能导电dc60与12c 互为同素异形体6下列性质中，能充分说明某晶体一定是离子晶体的是a具有较高的熔点，硬度大b固态不导电，水溶液能导电c晶体中存在金属阳离子，熔点较高d固态不导电，熔融状态能导电7美国某国家实验室成功地在高压下将co2转化为具有类似sio2结构的原子晶体，下列关于 co2的原子晶体的说法正确的是（）aco2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体b在一定条件下，co2的原子晶体转化为分子晶体是物理变化cco2的原子晶体和分

4、子晶体具有相同的物理性质d在 co2的原子晶体中，每个c 原子周围结合4 个 o 原子，每个o 原子与 2 个碳原子结合8(1)下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是_ a第一电离能：clspsib共价键的极性：hfhclhbrhic晶格能： naf naclnabrnaid热稳定性：mgco3caco3srco3baco3(2)fecl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的 fecl3的结构式为_，其中 fe 的配位数为 _ (3)nh4h2po4中，电负性最高的元素是_；p的_杂化轨道与 o 的2p 轨道形成 _键。 nh4h2po4和 lifepo4属于简单磷酸盐，而直

5、链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示。这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 _（用 n 代表 p 原子数）。(4)高温高压下 co2的晶体结构与sio2相似，该晶体熔点比 sio2晶体 _（填 “ 高”或“ 低” ）。硅酸盐和 sio2一样，都是以硅氧四面体作为基本结构单元，图中表示一种含 n 个硅原子的单链式多硅酸根的结构（投影如图），si 原子的杂化类型为_，其化学通式可表示为_ (5)四方晶系 cufes2晶胞结构如图所示（下一页）。cu2的配位数为 _，s2-的配位数为 _已知： ab0.524 nm， c1.032 nm，na

6、为阿伏加德罗常数的值，cufes2晶体的密度是 _ g?cm-3(列出计算式 )。9gan 是制造 5g 芯片的材料，氮化镓铝和氮化铝led可发出紫外光。回答下列问题：(1)基态 as 原子核外电子排布式为ar_ ；下列状态的铝元素中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是_(填标号 )。a b c d(2)8羟基喹啉合铝（分子式c27h18aln3o3）用于发光材料及电子传输材料，可由lialh4与 8羟基喹啉 )合成。 lialh4中阴离子的空间构型为_； 8羟基喹啉合铝中所含元素电负性最大的是_（填元素符号，下同），第一电离能最大的是 _（填元素符号），n 原子的杂化方式为_。(3)已知下

7、列化合物的熔点：化合物alf3gaf3alcl3熔点 /10401000194 表格中卤化物的熔点产生差异的原因是_ 。 熔融 alcl3时可生成具有挥发性的二聚体al2cl6分子，分子中每个原子最外层均达到8 电子，二聚体al2cl6的结构式为 _；其中 al 的配位数为_。10 硅是构成矿物和岩石的主要成分，单质硅及其化合物具有广泛的用途。完成下列填空：i.某些硅酸盐具有筛选分子的功能，一种硅酸盐的组成为：m2o r2o3 2sio2 nh2o，已知元素m、r均位于元素周期表的第3 周期。两元素原子的质子数之和为24。（1）该硅酸盐中同周期元素原子半径由大到小的顺序为_；（2）写出 m 原

8、子核外能量最高的电子的电子排布式：_；（3）常温下，不能与r 单质发生反应的是_（选填序号）；acucl2溶液 bfe2o3 c浓硫酸 dna2co3溶液（4）写出 m、r两种元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_ 。ii.氮化硅（ si3n4）陶瓷材料硬度大、熔点高。可由下列反应制得：sio2+c+n2高温si3n4+co（5）si3n4晶体中只有极性共价键，则氮原子的化合价为_，被还原的元素为_。（6）c3n4的结构与si3n4相似。请比较二者熔点高低。并说明理由：_。（7）配平上述反应的化学方程式，并标出电子转移的数目和方向。_（8）如果上述反应在10l 的密闭容器中进行，一

9、段时间后测得气体密度增加了2.8g/l，则制得的 si3n4质量为 _。11 东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜( 铜镍合金 ) 闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：( 1) 单质铜及镍都是由_键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：icu=1958kj/ mol、ini=1753 kj/ mol， icuini的原因是 _。( 2) 某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。合金的密度为d g/ cm3，晶胞参数a=_nm。12 原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请回答下列问题：(1)苏丹红

10、颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严重危害人们健康。苏丹红常见有、4 种类型，苏丹红的分子结构如图所示：苏丹红在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成如图所示的结构：则其在水中的溶解度会_(填“ 增大 ” 或“ 减小 ”)，原因是 _。(2)已知 ti3+可形成配位数为6，颜色不同的两种配合物晶体，一种为紫色，另一种为绿色。两种晶体的组成皆为 ticl36h2o。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；b.分别往待测溶液中滴入 agno3溶液，均产生白色沉淀；c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经

11、洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为_，由 cl-所形成的化学键类型是_。(3)如图中 a、b、c、d 四条曲线分别表示第a、 a、 a、 a 族元素的氢化物的沸点，其中表示 a 族元素氢化物沸点的曲线是_；表示 a 族元素氢化物沸点的曲线是_；同一族中第3、4、5 周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是_；a、b、c曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点，其原因是_。【参考答案】 * 试卷处理标记，请不要删除一、晶体的结构与性质1c【解析】【分析】元素 x位于第四周期，其基态

12、原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数=2+8+18=28，且最外层电子数为2，所以该原子有30 个电子，为zn 元素；元素y基态原子的p 轨道上有 1 对成对电子，说明3p 轨道上有 4 个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p4，则 y是 s元素，则化学式为zns ，据此解题。【详解】azns含有 zn2+和 s2-，属离子晶体，故a 错误；b因为化学式为zns，所以y2-离子的配位数为4，则x2+离子的配位数也为4，故b错误；c由晶胞可知，与每个x2+距离最近的x2+在其面心，则共有3 82=12 个，故 c 正确，d离子晶体zno的晶格能比zns大，则 zno的熔点比zns

13、高，故 d 错误；故答案为c。2a【解析】【分析】【详解】a1 个水分子中含有2 个 o-h 键， 36g 冰的物质的量为2mol，含 o-h 键数目为4na，故 a正确；b12g 金刚石中含有1molc 原子，晶体金刚石中，每个碳原子与其它4 个 ci形成 4 个 c-c键，则每个c 原子形成的共价键为：12 4=2 ，则 1mol 单质金刚石含有2molc-c键，含有2na个 键，故 b 错误；c1 个晶胞结构单元含有4 个二氧化碳分子，44g 干冰的物质的量为1mol，含有晶胞结构单元个数为0.25na个，故 c 错误；d在石墨中，每个碳原子周围有三个c-c单键，所以每个碳原子实际占化学

14、键为1.5 个，12g 石墨即 1mol 所含碳碳键数目为1.5na，故 d 错误；故答案为a。3b【解析】【详解】根据晶胞结构图可知，每个晶胞中含有大黑实心球的个数为8，而小球的个数为818+612=4，结合 caf2的化学式可知，大黑实心球表示f-，小球表示ca2+，由图可以看出每个 f-周围最近距离的ca2+一共是 4 个，即晶体中f的配位数为4，故答案为b。4b【解析】【分析】【详解】a. 晶体硼是由非金属原子通过共价键形成的，且其熔点高，应属于原子晶体，每个硼原子与其他硼原子间形成5 个共价键，则该结构单元中含b 一 b键的个数为5 12302，每个正三角形平均占有硼原子的个数为13

15、355，故结构单元中含正三角形个数为312205，故 a 正确；b. nacl 晶体中每个na+周围距离最近且相等的na+有 12 个，故 b 不正确；c. s8分子中同种原子间形成非极性键，故c 正确；d. hcn的结构式为hc n，故其分子中含有2 个 键、 2 个 键，故 d 正确；故答案选： b。5c【解析】【分析】【详解】ak3c60中 k+与 c603-之间为离子键，c603-中 c-c键为共价键，故a 错误；b、k3c60中钾离子显 +1 价、 c603-整体显 -3 价，故 b 错误；ck3c60为离子化合物，在熔融状态下能导电，故c正确；dc60为单质，12c 为原子，而同素

16、异形体为同种元素形成的不同单质，二者不属于同素异形体， 故 d 错误；故选： c。6d【解析】【分析】【详解】a具有较高的熔点，硬度大，该晶体可能是原子晶体，a不合题意；b固态不导电，水溶液能导电，该晶体可能是分子晶体，b 不合题意；c晶体中存在金属阳离子，熔点较高，该晶体可能是金属晶体，c 不合题意；d固态不导电，熔融状态能导电，该晶体只能为离子晶体，d 符合题意；故选 d。7d【解析】【分析】【详解】a同分异构体是分子式相同、结构不同的不同分子，而co2的原子晶体中不存在分子，故a 错误；b当 co2的原子晶体转化为分子晶体时，必须破坏晶体中的共价键，且有新化学键形成，所以是化学变化，故b

17、 错误；cco2的原子晶体和分子晶体结构不同，则其物理性质有很大差异，故c错误；dco2的原子晶体和sio2相似，所以在co2的原子晶体中，每个c原子周围结合4 个 o原子，每个o 原子与 2 个碳原子结合，故d 正确；故答案选： d。【点睛】同分异构体是分子式相同、结构不同的不同分子，而co2的原子晶体中不存在分子。8bc 4 o sp3 (pno3n+1)(n+2)-高 sp3 (sio3)n 2n- 4 4 221a464+456+832(0.5241.032)10n【解析】【分析】(1)a第一电离能，一般与非金属性成正比，当电子亚层处于半满、全满时出现反常；b对于氢化物分子，非金属性越

18、强，键的极性越强；c晶格能与离子的带电荷成正比，与离子半径的平方成反比；d热稳定性与分解产物的稳定性有关。(2)蒸汽状态下以双聚分子存在的 fecl3的结构式与al2cl6类似，由结构可确定 fe 的配位数。(3)nh4h2po4中，电负性最高的元素也就是非金属性最强的元素；p与周围的4 个 o 原子相连，价层电子对数为4，从而确定与 o 的 2p 轨道形成的键型。由两个已知结构式寻找规律，得出图中磷酸根离子的化学式通式。(4)比较原子晶体熔点，可比较原子半径，半径越小，熔点越高。图中表示一种含 n 个硅原子的单链式多硅酸根的结构，si 原子的价层电子对数为4，由此确定杂化类型，确定化学通式时

19、，可采用均摊法。(5)cu2位于面心，有2 个 s2-与它相连； 1 个 s2-与 2 个 cu2+、2 个 fe2+相连。已知：ab0.524 nm，c1.032 nm，可求出体积，na为阿伏加德罗常数的值，求cufes2晶体的密度，只需求出 1 个晶胞中所含离子的数目。【详解】(1)a由于 p 原子的 3p 轨道半充满，第一电离能出现反常，所以第一电离能：clpssi，a 不正确；b对于氢化物分子，非金属性越强，键的极性越强，所以共价键的极性：hfhclhbrhi，b 正确；c晶格能与离子的带电荷成正比，与离子半径的平方成反比，所以晶格能：nafnaclnabrnai，c 正确；d对于同主

20、族元素的碳酸盐，金属性越强，其氧化物越稳定，碳酸盐的热稳定性越差，所以热稳定性：mgco3caco3srco3gaf3, 4 【解析】【分析】(1) as为 33 号元素，原子核外电子数为33，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3；能量越高越不稳定，越易失电子，所以激发态的微粒易失电子，原子轨道中处于半满状态时较稳定；(2)lialh4中的阴离子中al 原子价层电子对个数=4+314 12=4 且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型；元素的非金属性越强，电负性越大，而金属性越强，通常第一电离能最小；根据分子结构中n 原子成键数和孤对电子数判断杂化方

21、式；(3)通常离子晶体的熔点大于分子晶体，离子晶体的晶格能大熔点高；二聚体al2cl6中 al 原子有空轨道，cl可以提供孤电子对形成配位键；配合物中的配位数是指直接同中心离子(或原子 )配位的原子数目。【详解】(1) 基态 as 原子核外有33 个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，即 ar 3d104s24p3；a 为失去两个电子后的状态， b为失去一个电子后的状态，c为失去三个电子后的状态， d 为有一个电子的跃迁的激发态，a 电离最外层一个电子所需能量实际就是第三电离能， b 电离最外层一个电子所需能量实际就是第二电离能，c 电离最外层一个电子所需能量

22、实际就是第四电离能，d 电离最外层一个电子所需能量为处于激发态的1 个电子，所以需要能量最大的是c，最小的是d，故答案为d；(2)lialh4中的阴离子中al原子价层电子对个数=4+314 12=4且不含孤电子对，sp3杂化，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型及中心原子杂化方式分别为正四面体形；8羟基喹啉合铝中所含元素分别是c、h、n、o 和 al 元素，其中氧元素的非金属性最强，则电负性最大的是o；al 是金属元素，易失电子，第一电离能较小，而非金属元素第一电离能同周期从左到右，呈增大趋势，由于n 原子价电子半充满，比o 原子稳定，第一电离能大于o，则 n 元素的第一电离能最大；分子中n

23、原子的成键数是2 和孤对电子数是1，杂化轨道数目为3，n 原子采取sp2杂化；(3)表格中卤化物的熔点产生差异的原因是alf3和 gaf3是离子晶体，且晶格能alf3gaf3，则 alf3的熔点比 gaf3高，而 alcl3是分子晶体，其熔点明显比alf3和 gaf3的熔点低；熔融时alcl3生成可挥发的二聚体al2cl6，该二聚体由al 提供空轨道， cl原子提供电子对形成配位键，其结构式为；配合物中的配位数是指直接同中心离子(或原子 )配位的原子数目，二聚体al2cl6中与 al 直接相连的原子有4 个，故其配位数为4。10na alsi 3s1 bd -23-2al oh+oh =lo

24、+hao -3 n2中氮元素两者均为原子晶体，碳原子半径小于硅原子半径，因此c3n4中碳原子与氮原子形成的共价键键长较si3n4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高 35g 【解析】【分析】【详解】i（ 1）化合物的化合价代数和为0，因此 m 呈+1 价， r 呈+3 价， m、r 均位于元素周期表的第 3 周期，两元素原子的质子数之和为24，则 m 为 na，r 为 al，该硅酸盐中na、al、si为同周期元素，元素序数越大，其半径越小，因此半径大小关系为：na alsi ；（2）m 原子核外能量最高的电子位于第三能层，第三能层上只有1 个电子，其电子排布式为： 3s1；（

25、3）常温下， al 与 cucl2溶液反应能将铜置换出来；al 与 fe2o3在高温反应； al 与浓硫酸发生钝化； al 与 na2co3溶液在常温下不发生反应；故答案为： bd；（4）na、al两种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为：naoh、al(oh)3，二者反应的离子方程式为：-23-2al oh+oh = lo +hao；ii（ 5）非金属性nsi，因此 si3n4中 n 元素化合价为 -3 价；该反应中n 元素化合价从0价降低至 -3 价， n 元素被还原；（6）si3n4陶瓷材料硬度大、熔点高，晶体中只有极性共价键，说明si3n4为原子晶体，c3n4的结构与si3n4相似，说

26、明c3n4为原子晶体，两者均为原子晶体，碳原子半径小于硅原子半径，因此c3n4中碳原子与氮原子形成的共价键键长较si3n4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高；（7）该反应中si元素化合价不变，n 元素化合价从0 价降低至 -3 价， c 元素化合价从0 价升高至 +2 价，根据得失电子关系以及原子守恒配平方程式以及单线桥为：；（8）气体密度增加了2.8g/l，说明气体质量增加了2.8g/l 10l=28g，2234=3sio +6c +2nsi n +6co140g112g28gm高温气体质量变化因此生成的si3n4质量为28g140g112g=35g。11 金属铜失去的是

27、全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子 3：1 3a251dn107【解析】【分析】【详解】( 1) 单质铜及镍都是由金属键形成的晶体，cu、ni 失去一个电子后形成的cu+、ni+电子排布式分别为 ar 3d10、 ar 3d84s1， cu+的 3d 轨道全充满，达到稳定状态，所以cu 的第二电离能相对较大；( 2) cu 原子位于面心，cu原子个数为612=3， ni 原子位于晶胞的顶点，ni 原子个数为818=1，故镍白铜合金中cu与 ni 的数量比为3：1；合金中含有3 个 cu，1 个 ni，晶胞密度为d g/ cm3，则a64359n=d(a10-7cm)3，解得 a=3a251dn107nm。【点睛】本题考查了物质结构与性质，涉及核外电