高中化学（必修2）第三章晶体结构与性质练习题

第第页高中化学（必修2）第三章晶体结构与性质练习题（含答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．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2．干冰熔点很低是由于（）A．CO2分子间以氢键结合 B．C=O键的键能小C．CO2的化学性质不活泼 D．CO2分子间的作用力较弱3．下列有关超分子的说法错误的是（）A．超分子是由两种或多种分子形成的聚集体B．分子形成超分子的作用可能是分子间作用力C．超分子具有分子识别的特性D．分子以共价键聚合形成超分子4．能说明分子中的4个原子在同一平面的理由是（）A．键之间的夹角为 B．键为键C．3个键的键能相同 D．3个键的键长相等5．下列说法错误的是()A．HCl、NaCl溶于水，破坏的化学键类型不同B．氢氧化钠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C．干冰是分子晶体，其气化过程中只需克服分子间作用力D．常温常压下，气态单质分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构6．下列说法正确的是（）A．CO2与SiO2的晶体类型相同B．SiCl4与SiHCl3分子中的键角相等C．1mol晶体硅中含有2molSi-Si键D．CO2分子中碳原子轨道杂化类型为sp27．在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气中逸散气体分子，如NF3、CHClFCF3、C3F8。它们虽是微量的，有些却是强温室气体，下列推测不正确的是（）A．熔点：NF3>C3F8B．CHClFCF3属于极性分子C．C3F8在CCl4中的溶解度比在水中大D．由价电子对互斥理论可确定NF3中N原子是sp3杂化，分子呈三角锥形8．下列说法不正确的是（

）A．非金属元素的原子间既能形成共价化合物，又能形成离子化合物B．Cl2、Br2、I2的分子间作用力依次增强C．氯化氢气体溶于水后电离出离子，是因为破坏了离子键D．干冰、NaCl固体、石英晶体的熔沸点逐渐升高9．TiO2可用于油漆、油墨、塑料、橡胶、造纸、化纤等行业，也可用于制作电焊条、提炼钛和制造钛白粉。钛白粉(纳米级)广泛应用于功能陶瓷、催化剂、化妆品和光敏材料等白色无机颜料。一种TiO2的晶胞结构如图所示，其中与每个氧原子直接相连的钛原子数目为（）A．4 B．12 C．3 D．610．下列关于氯化铯晶体的叙述不正确的是（）A．1mol氯化铯中有6.02×1023个CsCl分子B．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围与它最近且等距离的Cs＋有6个C．氯化铯晶体中，Cs＋和Cl－的配位数都是8D．每个晶胞中平均含有1个Cs＋和1个Cl－11．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12．下列关于晶体的说法中，不正确的是（）①晶胞是晶体结构的基本单元②分子晶体若是密堆积方式，其配位数都是12③含离子的晶体一定是离子晶体④共价键的强弱决定分子晶体熔沸点的高低⑤MgO远比NaCl的晶格能大⑥含有共价键的晶体一定是原子晶体⑦分子晶体的熔点一定比金属晶体低⑧NaCl晶体中，阴、阳离子的配位数相同A．①③④⑦ B．②④⑥⑧ C．③⑤⑦⑧ D．③④⑥⑦13．下列说法正确的是（）A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体B．利用超分子的分子识别特征，可以分离和C．金属晶体能导电的原因是金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D．在沸水中配制明矾饱和溶液，然后急速冷却，可得到较大颗粒明矾晶体14．化合物在生物化学和分子生物学中用作缓冲剂。对于该物质的下列说法错误的是（）A．该物质属于极性分子B．该物质可与水形成分子间氢键C．该物质属于有机物，在水中的溶解度较小D．从结构分析，该物质在水中溶解度较大15．铁有三种同素异形体，三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图是三种晶体的晶胞，下列说法正确的是（）A．三种同素异形体的性质相同B．晶体是非密置层在三维空间堆积形成的C．晶体中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个D．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同16．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性，因这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如上图所示，则该晶体的化学式为（

）A．Mg2CNi3B．MgCNi2C．MgCNi3 D．MgC2Ni二、填空题17．过渡晶体(1)四类典型晶体：_______(2)过渡晶体的概念离子键、共价键、金属键等都是化学键的典型模型，但是，原子间形成的化学键往往是介于典型模型之间的_______，由于微粒间的作用存在键型过渡，即使组成简单的的晶体，也可能介于离子晶体、共价晶体、分子晶体和金属晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。三、结构与性质18．三明清流“天芳悦潭”温泉富含“锗”元素。其中锗石含有硒、锌、镍、钴、锰、钙等多种对人体有益的微量元素。回答下列问题：(1)基态Ge原子价电子轨道表示式为_______。(2)锗与碳同族，性质和结构有一定的相似性，锗元素能形成无机化合物(如锗酸钠：；二锗酸钠：等)，也能形成类似于烷烃的锗烷。推测中含有的σ键的数目是_______(用表示阿伏加德罗常数的值)(3)利用离子液体可电沉积还原金属Ge，其熔点只有7℃，其中结构如图所示。①该物质的晶体类型是_______。②中组成元素的电负性由小到大的顺序是_______。(4)硒化锌()是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，该晶胞中硒原子的配位数是_______；已知晶胞边长为apm，乙图为甲图的俯视图，A点坐标为，B点坐标为，则D点坐标为_______；若该晶胞密度为，则阿伏加德罗常数的值NA为_______(只列出计算式)。19．回答下列问题：(1)①下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别是____(填标号)。A、

B、

C、

D、②Li＋与H-具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H-)，原因是____(2)①Zn原子核外电子排布式为____②黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成，第一电离能I1(Zn)___________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是___________。(3)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为___________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___________形。20．回答下列问题(1)磷酸根离子的空间构型为_________，其中P的价层电子对数为_________、杂化轨道类型为_________。(2)氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：的结构为。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由_________变为_________。(3)分子中氮原子的轨道杂化类型是_________。(4)为ⅣA族元素，单质与干燥反应生成。常温常压下为无色液体，空间构型为_________。21．ⅤA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。根据所学知识回答下列问题：(1)基态砷原子处于最高能级的电子云轮廓图为_______形。(2)、、是同主族元素的氢化物，其中键角最小的是_______。(3)叠氮化钠()用于汽车的安全气囊中，当发生车祸时迅速分解放出氮气，使安全气囊充气。可与酸反应生成叠氮酸()，叠氮酸中3个氮原子的杂化类型分别为_______(不分先后)。(4)N原子之间可以形成π键，而原子之间较难形成π键。从原子结构角度分析，其原因为_______。(5)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成配离子。已知与的空间构型都是三角锥形，但不易与形成配离子，其原因是_______。(6)和不同浓度反应得到某种含汞化合物的晶胞结构(有四个等同的小立方体)如图所示。(部分微粒不在晶胞内，每个原子均处于小立方体的面心)写出该含汞化合物的化学式：_______。则该晶体的密度_______(设阿伏加德罗常数的值为，用含a、的代数式表示)。参考答案：1．C【详解】各向异性是晶体的性质，胆矾、水晶和芒硝都是晶体，只有陶瓷是非晶体，不具有各向异性，故正确答案为C。2．D【详解】干冰是二氧化碳固体，属于分子晶体，熔点高低取决于CO2分子间存在的相互作用、与二氧化碳分子内的共价键无关，CO2分子间没有氢键、只存在分子间作用力，这是一种微弱的作用力，故干冰熔点低；故选D。3．D【详解】A．超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，A正确；B．超分子内部分子之间可以通过氢键、静电作用等分子间作用力结合在一起，B正确；C．分子识别和自组装是超分子形成的两个重要方面，C正确；D．超分子内部分子之间通过非共价键相结合，可以通过氢键、静电作用、堆积作用等结合在一起，D错误；综上所述答案为D。4．A【详解】A．键之间的夹角为，3个B-F键的夹角和为360°，能证明BF3是平面结构，说明BF3分子的4个原子在同一平面，A正确；B．键为键即为共价单键，不能证明BF3为平面结构，即不能证明BF3分子的4个原子在同一平面，B错误；C．3个键的键能相同，不能证明BF3为平面结构，即不能证明BF3分子的4个原子在同一平面，C错误；D．3个键的键长相等，不能证明BF3为平面结构，即不能证明BF3分子的4个原子在同一平面，D错误；答案选A。5．D【详解】A．HCl是共价化合物，溶于水，破坏了共价键，NaCl是离子化合物，溶于水破坏了离子键，破坏的化学键类型不同，故A正确；B．NaOH是离子晶体，离子晶体熔融破坏离子键，氢氧化钠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，故B正确；C．干冰是分子晶体，干冰分子间只存在分子间作用力，其气化过程中只破坏分子间作用力，故C正确；D．常温常压下，氢气分子中，氢原子最外层达到2个电子就形成稳定结构，故D错误；答案选D。6．C【详解】A．CO2为分子晶体，而SiO2为共价晶体，故A错误；B．SiCl4为正四面体形，键角为109.5°，而SiHCl3分子不是正四面体形，键角不等于109.5°，故B错误；C．晶体硅中每个硅原子都连接4个硅原子形成Si-Si共价键，每个Si-Si键被2个Si共有，所以相当于每个Si原子连有2个Si-Si键，故C正确；D．CO2分子中碳原子轨道杂化类型为sp，故D错误；故选C。7．A【详解】A．由于NF3、C3F8均为分子晶体，且均为氢键，C3F8的相对分子质量比NF3大，故范德华力C3F8比NF3大，则熔点：NF3<C3F8，A错误；B．已知CF3CF3的正负电荷中心重合，属于非极性分子，则CHClFCF3的正负电荷中心不重合，属于极性分子，B正确；C．由于C3F8为非极性分子，CCl4为非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理可知C3F8在CCl4中的溶解度比在水中大，C正确；D．NF3中N原子周围的价层电子对数为：3+=4，由1对孤电子对，由价电子对互斥理论可确定NF3中N原子是sp3杂化，分子呈三角锥形，D正确；故答案为A。8．C【详解】A．非金属元素的原子间既能形成共价化合物，如H2O，又能形成离子化合物，如NH4Cl，A正确；B．一般来说，对于组成和相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越强，即Cl2、Br2、I2的分子间作用力依次增强，B正确；C．H原子和Cl原子之间以共价键结合成HCl分子，溶于水后共价键被破坏电离出离子，C错误；D．干冰是分子晶体，NaCl固体是离子晶体，石英晶体是原子晶体，故三者熔沸点升高，D正确。答案选C。9．C【详解】的晶胞结构中黑球的个数是，白球的个数为，而化学式为，所以白球是氧原子，每个氧原子直接相连的钛原子数目为3个，故答案选C。10．A【分析】氯化铯为离子晶体，其晶胞为，据此解答。【详解】A．氯化铯属于离子晶体，不含CsCl分子，A错误；B．由氯化铯晶胞可知，每个Cs＋周围与它最近且等距离的Cs＋有前、后、左、右、上、下共6个，B正确；C．由氯化铯晶胞可知，与Cs+等距离且最近的Cl-有8个，与Cl-等距离且最近的Cs+有1×8=8个，即Cs＋和Cl－的配位数都是8，C正确；D．由氯化铯晶胞可知，每个晶胞中平均含有1个Cs＋和8×=1个Cl－，D正确。答案选A。11．A【详解】A．常规的晶胞都是平行六面体，但并非所有的晶胞都是平行六面体，A项错误；B．晶胞是晶体中基本的重复结构单元，故B正确；C．整块晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，所以晶胞和晶体的各原子个数比相等，故C正确；D．整块晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，故晶胞和晶体的密度相同，D项正确；答案选A。12．D【详解】①晶体的基本单元是晶胞，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列，有自范性，故正确；②分子晶体若是密堆积方式，其配位数=3×8÷2=12，故正确；③金属晶体由金属阳离子和电子构成，所以含有离子的晶体不一定是离子晶体，可能是金属晶体，故错误；④共价键影响分子晶体的稳定性，但不影响晶体熔沸点，晶体熔沸点与分子间作用力成正比，故错误；⑤离子晶体晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比，镁离子半径小于钠离子、氧离子半径小于氯离子，镁离子电荷大于钠离子、氧离子电荷大于氯离子，所以MgO远比NaCl的晶格能大，故正确；⑥含有共价键的晶体可能是分子晶体或离子晶体，如水中只含共价键，为分子晶体，NaOH为离子晶体但含有共价键，故错误；⑦分子晶体的熔点不一定比金属晶体低，如Hg的熔点小于碘，故错误；⑧NaCl晶体中，位于体心的钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子，所以NaCl晶体中，阴、阳离子的配位数都为6，故正确；故正确为：③④⑥⑦，故选：D。13．B【详解】A．晶体在固态时不具有自发性，不能形成新的晶体，故A错误；B．超分子具有分子识别和自组装的特征，利用超分子的分子识别特征，可以分离和，故B正确；C．金属晶体，含有金属阳离子和自由电子，在外加电场作用下自由电子可发生定向移动，所以能够导电，故C错误；D．温度降低的时候，饱和度也会降低，明矾会吸附在小晶核上，所以要得到较大颗粒的明矾晶体，配制比室温高10～20℃明矾饱和溶液然后浸入悬挂的明矾小晶核，静置过夜，故D错误；故选B。14．C【详解】A．根据该有机物的结构可知，其分子结构不对称，属于极性分子，A正确；B．该物质中含羟基，能与水形成分子间氢键，B正确；C．该物质属于有机物，结构中含羟基，能与水形成分子间氢键，在水中的溶解度较大，C错误；D．该物质中含羟基，能与水形成分子间氢键，在水中的溶解度较大，D正确；答案选C。15．C【详解】A．结构决定性质，三种铁的晶胞结构不同，物理性质不相同，但铁的原子结构一样，化学性质几乎完全相同，但故A错误；B．δ-Fe晶体和α-Fe晶体都是非密置在三维空间堆积而成的，γ-Fe晶体不是，故B错误；C．α-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子，前后左右上下，共6个，故C正确；D．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，温度不同，分别得到α-Fe、γ-Fe、δ-Fe，晶体类型不相同，故D错误；故选：C。16．C【详解】碳原子位于该晶胞的体心上，所以该晶胞中含有一个碳原子；镁原子个数=8×=1，所以该晶胞含有1个镁原子；镍原子个数=6×=3，该晶胞中含有3个镍原子，所以该晶胞的化学式为：MgCNi3，故答案为C。【点睛】均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是：①顶点：每个顶点的原子被8个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占份额；②棱：每条棱的原子被4个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占份额；③面上：每个面的原子被2个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占份额；④内部：内部原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞。17．(1)分子

共价键

金属键

阴离子

阳离子(2)过渡状态【解析】略18．(1)(2)(3)

离子晶体

H<C<N(4)

4

【解析】（1）Ge是32号元素，价电子排布式为4s24p2，则价电子排布图为。（2）GenH2n+2与烷烃结构类似，分子中的共价键均为σ键，n个Ge原子之间形成（n-1）个σ键，Ge与2n+2个H原子形成（2n+2）个σ键，所以1个分子中σ键的个数为（2n+2）+（n-1）=3n+1，1molGenH2n+2中含有的σ键的数目为（3n+1）NA。（3）①该物质由EMIM+和[AlCl4]-构成，所以属于离子晶体。②EMIM+的组成元素为H、C、N，非金属性越强，其电负性越大，非金属性：H＜C＜N，所以电负性H＜C＜N。（4）该晶胞中Zn原子的配位数是4，则ZnS晶胞中硒原子的配位数也是4；A点坐标为（0，0，0），B点坐标为（，a，），则A原子位于坐标原点，B原子在坐标轴正方向空间内，由图乙可知D原子也在坐标轴正方向空间内，且到x轴、y轴、z轴的距离分别为、、，即D原子的坐标为（、、），晶胞的边长为apm，则晶胞的体积V=a3pm3=（a×10-10）3cm3，根据均摊法可知一个晶胞中Zn原子的个数为4，Se原子个数=，所以晶胞的质量m==ρV=ρ×（a×10-10）3g，则NA==。19．(1)

DC

Li＋核电荷数较大(2)

[Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2

大于

Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子(3)

哑铃(纺锤)【解析】(1)①根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。②Li＋与H-具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H-)，原因是Li＋的核电荷数比H-大，对电子吸引力大。(2)①Zn原子核外电子数为30，其核外电子排布式为[Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2。②因为Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子，故第一电离能I1(Zn)大于I1(Cu)。(3)基态Fe原子价电子数为8，其价层电子的电子排布图(轨道表达式)为，基态S原子电子排布为[Ne]3s23p4，最高能级为3p，故占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。20．(1)

正四面体

4

(2)

(3)(4)正四面体形【解析】（1）的中心原子P的价层电子对数为，故P原子采取杂化，不含孤电子对，的空间构型为正四面体。（2）的结构式为，可知B原子的价层电子对数＝键个数＝4(孤电子对数为0)，故中B原子采取杂化；由的结构式可知B原子的价层电子对