高中化学（必修2）第三章晶体结构与性质练习题

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.胆研B.水晶C.陶瓷D.芒硝

2.干冰熔点很低是由于（）

A.C02分子间以氢键结合B.C=O键的键能小

C.C02的化学性质不活泼D.CCh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BF,分子中的4个原子在同一平面的理由是（）

A.B-F键之间的夹角为120。B.B-F键为键

C.3个B-F键的键能相同D.3个B-F键的键长相等

5.下列说法错误的是（）

A.HC1、NaC1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.CO?与SiCh的晶体类型相同

B.SiC14与SiHCb分子中的键角相等

C.Imol晶体硅中含有2moiSi-Si键

D.C02分子中碳原子轨道杂化类型为sp2

7.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、CHCIFCF3、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>C3Fg

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B.CHCIFCF3属于极性分子

C.C3F8在CCI4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.下列说法不氐确的是（）

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.CMBr2>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.TiCh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TiCh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.4B.12C.3D.6

10.下列关于氯化葩晶体的叙述不正确的是（）

A.Imo1氯化葩中有602x1023个csCl分子

B.氯化葩晶体中，每个Cs+周围与它最近且等距离的Cs+有6个

C.氯化钠晶体中，Cs+和C「的配位数都是8

D.每个晶胞中平均含有1个Cs+和1个C「

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12

③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

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⑤Mg0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.①③④⑦B.②©©⑧C.③⑤⑦⑧D.③④⑥⑦

13.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C6G和C,。

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.在沸水中配制明研饱和溶液，然后急速冷却，可得到较大颗粒明祖晶体

NH,

14.化合物（出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3-Fe、丫-Fe、a-Fe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.y-Fe晶体是非密置层在三维空间堆积形成的

C.a-Fe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、银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

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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()

•镁原子

0保原子

•嬲子

A.Mg2CNi3B.MgCNi2C.MgCNi3D.MgC2Ni

二、填空题

17.过渡晶体

(1)四类典型晶体：

分子晶体-►只含______的晶体，如水、硫化氢等

共价晶体■►原子间通过_______形成三维骨架结构的晶体，如金刚石、二氧化

硅等

金属晶体■►金属原子之间通过______相互结合形成的晶体，如Cu

离子晶体■►由________和_______相互作用而形成的晶体，如NaCl、CsCl等

(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“错”元素。其中错石含有硒、锌、银、钻、镒、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)错与碳同族，性质和结构有一定的相似性，倍元素能形成无机化合物(如错酸钠：Na2GeO,；

二楮酸钠：NaQe。等)，也能形成类似于烷烧的错烷(GeRX”)。推测ImolGenH2n口中含

有的◎键的数目是(用NA表示阿伏加德罗常数的值)

(3)利用离子液体［EMIM］［A1CL］可电沉积还原金属Ge,其熔点只有7℃,其中［EMIMf结构

如图所示。

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OH

oN

①该物质的晶体类型是,

②[EMIMf中组成元素的电负性由小到大的顺序是

(4)硒化锌(ZnSe)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(0Q0),B点坐

标为则D点坐标为；若该晶胞密度为pg-cm,，则阿伏加德罗常数的值

NA为(只列出计算式)。

B

Q~~G-O,

\/C

尸%

O~O——Q

A

乙

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一(填标号)。

田配□口口口回田口口口田四口口回田□□□

ls,s

A、Is2s2Px2p,2p；B、2s2Px2p、2p：c、2s2P,2p,2p：D、忖2s2px2p,2p.

②Li卡与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一

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

Ii(Zn)L(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：3NH,BH,+6H2O=3NH；+B,O^+9H2

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O

——

B

/\

。O

BQ：的结构为。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由________变

—

—

\B

/八

。OO

为_________

(3)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是,

(4)Sn为IVA族元素，单质Sn与干燥C1?反应生成SnCl”。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4

空间构型为o

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)基态碑原子处于最高能级的电子云轮廓图为形。

(2)NH3,P%、ASH,是同主族元素的氢化物，其中键角最小的是。

(3)叠氮化钠(NaN?)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(HNJ,叠氮酸中3个氮原子的杂化类型分别为(不分

先后)。

(4)N原子之间可以形成兀键，而As原子之间较难形成兀键。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［Cu(NHj「。已知N耳与NH,的空间构

型都是三角锥形，但NF、不易与Cu＞形成配离子，其原因是。

(6)HgCl?和不同浓度NH「NHQ反应得到某种含汞化合物的晶胞结构(有四个等同的小立

方体汝口图所示。(部分微粒不在晶胞内，每个Hg原子均处于小立方体的面心)

*Hg

OC1

oNH3

写出该含汞化合物的化学式：o则该晶体的密度「=g-cm-3(设阿伏加德罗常

数的值为NA，用含a、NA的代数式表示)。

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参考答案：

1.C

【详解】各向异性是晶体的性质，胆矶、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C02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.B-F键之间的夹角为120。，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.B-F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B-F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B-F键的键长相等，不能证明BR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

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【详解】A.HC1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SiCh为共价晶体，故A错误；

B.SiC14为正四面体形,键角为109.5°,而SiHCb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CHC1FCF3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，CC14为非极性分子，HzO是极性分子，根据相似相溶原理可

知C3F8在CC14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+1(5-3xl)=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

NH4CI,A正确；

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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CW

Bn、L的分子间作用力依次增强，B正确；

C.H原子和C1原子之间以共价键结合成HC1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，NaC1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】TiOz的晶胞结构中黑球的个数是98+/2,白球的个数为4xg+2=4,而化学式为

TiO2,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】氯化钠为离子晶体，其晶胞为据此解答。

【详解】A.氯化钠属于离子晶体，不含CsCI分子，A错误；

B.由氯化的晶胞可知，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.由氯化钠晶胞可知，与Cs+等距离且最近的有8个，与。一等距离且最近的Cs+有1x8=8

个，即Cs’和C「的配位数都是8,C正确；

D.由氯化钠晶胞可知，每个晶胞中平均含有1个Cs+和8x：=l个C「，D正确。

O

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；

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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=3x8+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C6G和C”，

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，明矶会吸附在小晶核上，所以要得到较大颗粒的明

帆晶体，配制比室温高10〜20℃明机饱和溶液然后浸入悬挂的明矶小晶核，静置过夜，故

D错误：

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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.5-Fe晶体和a-Fe晶体都是非密置在三维空间堆积而成的，y-Fe晶体不是，故B错误；

C.a-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1500C分别急速冷却和缓慢冷却，温度不同，分别得至Ija-Fe、y-Fe,5-Fe,

晶体类型不相同，故D错误；

故选：Co

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=8x：=l,

O

所以该晶胞含有1个镁原子；银原子个数=6X；=3,该晶胞中含有3个银原子，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

O

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

42

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)分子共价键金属犍阴离子阳离子

(2)过渡状态

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【解析】略

18.⑴4s4P

⑵(3FI+1)NA

⑶离子晶体H<C<N

3aa3a4x144

(4)4xlO30

T，4，Tpa,

【解析】(1)

mrwi

Ge是32号元素，价电子排布式为4s24P2,则价电子排布图为4s4P。

(2)

GenH2n+2与烷煌结构类似，分子中的共价键均为。键，n个Ge原子之间形成(n-1)个c键,

Ge与2n+2个H原子形成(2n+2)个6键，所以1个分子中a键的个数为(2n+2)+(n-1)

=3n+l,ImolGenH2n+2中含有的o键的数目为(3n+l)NA。

(3)

①该物质由EMIM*和［AICLT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(；2,a,),则A原子位于坐标原点，B原子在坐标轴正方向空间内，

31

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、-a、

44

3313

-a,即D原子的坐标为(：a、-a.-a),晶胞的边长为apm,则晶胞的体积V=a3Pm3二

4444

(axlO"。)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=8x：+6x〈=4,

o2

4x1444x1444x144、

所以晶胞的质量m=--g=pV=px(axlOlo)3g,贝！］NA=义叫mor='xl0°。

19.(1)DCLi*核电荷数较大

(2)次巾a4s2或Is22s22P63s23P634。4s2大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较

难失电子

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⑶3d4$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L「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]3d"4s2或Is22s22P63s23P63(T。4s2。

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h(Zn)大于h(Cu)。

⑶

luitiiitiiinn

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M*,基态S

原子电子排布为[Ne]3s23P%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4sp3

⑵Sp'Sp2

⑶Sp'

(4)正四面体形

【解析】(1)

PO：的中心原子P的价层电子对数为4+gx(5+3-4x2)=4,故P原子采取s/杂化，不含

孤电子对，PO：的空间构型为正四面体。

(2)

HH

II

NB

NH3BH、的结构式为H一H1可知B原子的价层电子对数=b键个数=4(孤

——

——

HH

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电子对数为0)，故NH3BH3中B原子采取sp‘杂化：由BQ：•的结构式可知B原子的价层电

子对数=键个数=3(孤电子对数为0),故B,O|-中B原子采取sp?杂化。

(3)

NH、分子中，氮原子与三个氢原子形成三对共用电子对，氮原子还有一个孤电子对，所以N

为Sp3杂化。

(4)

常温常压下SnCl&为无色液体，说明其沸点很低，类比CC1,,可知SnCl”分子中Sn原子的价

层电子对数为4+g*(4-4xl)=4,则其杂化轨道数为4,Sn原子采取sp，杂化，Sn原子的

孤电子对数为0,故SnCl,分子的空间构型为正四面体形。

21.(1)哑铃

⑵AsH：

(3)sp2、sp、sp

(4)As原子半径大，形成的o键长，p-p轨道肩并肩重叠很少或几乎不重叠

(5)电负性：AN>H,在NR中，共用电子对偏向F,偏离N原子使得氮原子