第三章晶体结构与性质 单元练习4 高二化学人教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．下面的排序正确的是
A．熔点由高到低：Na>Mg>Al B．硬度由大到小：晶体硅>碳化硅>金刚石
C．晶体熔点由低到高：D．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI
2．一种广谱性熏蒸杀虫剂，其晶体熔点约2000℃，晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为表示阿伏加德罗常数的值。下列有关该晶体的说法错误的是
A．化学式为 B．晶体类型为共价晶体
C．晶胞中原子的配位数为8
D．两个P原子间的最近核间距为
3．下列各组物质的晶体类型相同的是
A．和 B．金刚石和石墨 C．和 D．和
4．关于晶体的下列说法中。正确的是
A．晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形
B．任何晶体中，若含有阳离子就一定有阴离子
C．碘晶体升华时破坏了共价键 D．离子晶体中可能含有共价键
5．下列性质中，能充分说明某晶体一定是离子晶体的是
A．熔点很高 B．能溶于水，且水溶液能导电
C．固态时不导电而熔化时能导电 D．有固定熔点且晶态时表现各向异性
6．下列叙述不正确的是
A．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体
B．HF、、都易溶于水，且原因相同
C．化合物硫氰化铁和氢氧化二氨合银中都存在配位键
D．MgO的熔点比NaCl的高，主要是因为MgO的晶格能大于NaCl的晶格能
7．X、Y、Z、Q、W五种元素原子序数依次增大，分布在前四周期，Y、Z、Q是构成地壳的主要元素，Z、Q同周期并相邻，基态W原子的核外电子恰好填满10个原子轨道，由这五种元素构成的某天然结晶水合物的化学式为W[Z2Q3Y10] 3X2Y。下列叙述正确的是
A．第一电离能：Y>Z>Q>W B．Z的简单离子半径在其所在周期中最小
C．Q、W单质的晶体类型相同 D．X与Y形成的粒子中一定不含配位键
8．化合物甲是一种常见的医药中间体，所含5种元素均为短周期主族元素，Z比W原子序数小且二者在元素周期表中左右相邻，X是宇宙中最丰富的元素，基态Y原子s轨道电子总数是p轨道的2倍，R的原子半径在短周期元素中最大，基态Z原子价电子排布式为。下列说法正确的是
A．Y的多种同素异形体都是共价晶体 B．第一电离能：
C．简单离子半径： D．和的空间结构均为直线形
9．下列有关说法不正确的是
A．能层和能级的划分，均以电子的能量高低为依据
B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
C．sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成4个sp3杂化轨道
D．晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点
10．砷可用于制取新型半导体材料砷化镓，砷化镓晶胞如图所示。
下列说法正确的是
A．、的空间构型均为平面三角形
B．基态As原子的核外电子排布式为
C．的沸点比高的原因是能形成分子间氢键
D．砷化镓晶胞中每个As原子周围与它最近且距离相等的Ga原子有6个
11．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是
A．对固体进行X射线衍射测定 B．观察外形
C．测定熔、沸点 D．通过比较硬度确定
12．有关晶体的结构如图所示，下列说法正确的是
A．在NaCl晶体中，每个晶胞平均占有8个
B．在CsCl晶体中，距最近的有4个
C．在金刚石晶体中，最小的环上有12个C原子
D．在晶胞中，1个分子周围有12个紧邻分子
二、填空题
13．(1)铁系元素能与CO形成、等金属羰基化合物。已知室温时为浅黄色液体，沸点103℃，则中含有的化学键类型包括_______。
A．极性共价键 B．离子键 C．配位键 D．金属键
(2)镍能形成多种配合物，如、、等，下列有关说法正确的是______。
A．中含有共价键和离子键
B．CO与互为等电子体，其中CO分子内σ键和π键的个数比为1：2
C．中N原子为杂化，其空间构型为正四面体形
D．在形成配合物时其配位数只能为4，Fe在形成配合物时其配位数只能为6
(3)的一种配离子[中，的配位数是 ，Fe、Co、Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同，但相应单质的熔点，Fe、Co、Ni明显高于Ca，其原因是 。
(4)NiO晶胞与NaCl晶胞相似，如图所示：
NiO晶胞中，每个镍离子周围与它最近且相等距离的氧离子有 个；每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有 个。NiO分子量为74.7，晶胞参数为apm，代表阿伏加德罗常数的值。则NiO晶体的密度为 (只列出计算式)。
14．回答下列问题：(1)请写出下列基态粒子的简化电子排布式和价层电子的轨道表示式：Cu： ， 。
(2)在配合物中， 是中心离子， 是配位原子， 是配位体；的结构式为 。
(3)下图为几种晶体或晶胞的示意图：
请回答下列问题：①上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是 。
②冰、金刚石、MgO、干冰4种晶体的熔点由高到低的顺序为 。
③每个Cu晶胞中实际占有 个铜原子，干冰晶体中一个分子周围有 个紧邻分子。
15．科学家近期首次合成了具有极性对称性的氮化物钙钛矿材料，其立方晶胞结构如图所示，晶胞中La、W、N分别处于顶角、体心、面心位置，晶胞参数为anm。
(1)La与N间的最短距离为 nm，与La紧邻的N个数为 。
(2)在晶胞结构的另一种表示中，W处于各顶角位置，则在新的晶胞中，La处于 位置，N处于 位置。
(3)设的式量为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为 。(列出计算表达式)
16．如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。
(1)代表金刚石的是 ，其中每个碳原子与 个碳原子最接近且距离相等。
(2)代表石墨的是 ，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为 个。
(3)代表NaCl的是 ，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有 个。
(4)代表干冰的是 ，它属于 晶体，每个CO2分子与 个CO2分子紧邻。
(5)NaCl晶体、HCl晶体、干冰、金刚石；其中在熔融或液态时能导电的电解质是 ，液态不导电但为电解质的是 ，在水溶液中能导电的非电解质是 。
17．闪锌矿晶胞类似于金刚石晶胞(如图所示)，若将金刚石晶胞顶点和面心的原子换成，晶胞内的原子换为，即得闪锌矿晶胞。回答下列问题：
(1)Zn位于元素周期表的 区。
(2)1个金刚石晶胞中含有的C原子数为 ；12 g金刚石中含有的键数目为 ，金刚石的晶体类型为 。
(3)闪锌矿的化学式为 ，1个周围有 个配位，位于围成的 空隙中。
(4)在第三周期中，第一电离能大于S的元素有 种；分子的中心原子杂化方式为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D2．C3．A4．D5．C6．B7．B8．B9．D10．C11．A12．D
13．(1)AC(2)B
(3) 6 Fe、Co. Ni的原子半径比Ca的小，同时价电子数目多，金属键强，因此熔点高
(4) 6 12
14．(1) [Ar]3d104s1
(2) Cu2+ N NH3
(3) 金刚石晶体 金刚石 MgO 冰 干冰 4 12
15．(1) 12(2) 体心 棱心 (3)
16．(1) D 4(2) E 2
(3) A 12(4) B 分子 12
(5) NaCl HCl 干冰
17．(1)ds (2) 8 2 共价晶体
(3) ZnS 4 正四面体
(4) 3 sp
参考答案：
1．D
【详解】A．以上晶体为金属晶体，金属离子的电荷越多、半径越小，其熔点越高，则熔点由高到低为Al＞Mg＞Na，A错误；
B．各晶体为共价晶体，共价键的键长越短，共价键越强，硬度越大，键长：C—C＜C—Si＜Si—Si，则硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，B错误；
C．CO2、KCl、SiO2分别属于分子晶体、离子晶体、共价晶体；一般情况下，熔点：分子晶体＜离子晶体＜共价晶体，故熔点：CO2＜KCl＜SiO2，C错误；
D．晶体为离子晶体，电荷相同的离子，离子半径越小，晶格能越大，F、Cl、Br、I的离子半径由小到大，则晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．该晶胞中含有4个原子，个原子，化学式为，A正确；
B．根据题干信息，该晶体熔点高约，应为共价晶体，B正确；
C．原子的配位数为4，C错误；
D．由立方晶胞密度计算公式可得晶胞体积为，得到晶胞的边长为，两个原子间的最近核间距为面对角线长度的一半即，D正确；
故答案选C。
3．A
【详解】A．Fe和Al为金属晶体，故A正确；
B．金刚石为共价晶体，石墨为混合型晶体，故B错误；
C．CO2为分子晶体，SiO2为共价晶体，故C错误；
D．Na2O为离子晶体，SiC为共价晶体，故D错误；
故答案为：A。
4．D
【详解】A．晶体与非晶体的根本区别在于固体中粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列，A错误；
B．晶体中含有阳离子，不一定含阴离子，如金属晶体中含阳离子、但不含阴离子，B错误；
C．碘晶体属于分子晶体，碘晶体升华时破坏了分子间作用力、没有破坏共价键，C错误；
D．离子晶体中一定含离子键，可能含有配位键，如[Cu(NH3)4]SO4等，D正确；
故选D。
5．C
【详解】A．熔点很高且熔化时能导电的晶体可能是离子晶体，也可能是金属晶体，故A不合题意；
B．能溶于水，且水溶液能导电的晶体可能是离子晶体，也可能是分子晶体，故B不合题意；
C．固态时不导电而熔化时能导电的晶体，说明晶体是由离子构成的，一定是离子晶体，故C符合题意；
D．有固定熔点且晶态时表现各向异性是晶体的特性，也可能为共价晶体等，不能说明晶体一定是离子晶体，故D不合题意；
故选C。
6．B
【详解】A．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体，A项正确；
B．易溶于水是依据“相似相溶”原理，和易溶于水主要是因为和与水形成氢键，B项错误；
C．中与之间形成配位键，中和之间形成配位键，C项正确；
D．离子半径、，故晶格能MgO＞NaCl，熔点MgO高于NaCl，D项正确；
故选B。
7．B
【分析】X、Y、Z、Q、W五种元素原子序数依次增大，分布在前四周期，则X是H元素；Y、Z、Q是构成地壳的主要元素，Z、Q同周期并相邻，则Y是O元素、Z是Al元素、Q是Si元素；基态W原子的核外电子恰好填满10个原子轨道，W是Ca元素；由这五种元素构成的某天然结晶水合物的化学式为W[Z2Q3Y10] 3X2Y，该化合物是Ca[Al2Si3O10] 3H2O。
【详解】A．第一电离能：O>Si>Al>Ca，故A错误；
B．Al3+半径在其所在周期中最小，故B正确；
C．Si是原子晶体，Ca是金属晶体，故C错误；
D．H与O形成的粒子中H3O+含配位键，故D错误；
选B。
8．B
【分析】H是宇宙中最丰富的元素，X为H元素，基态Y原子s轨道电子数是p轨道的2倍，核外电子排布式为为C元素；R的原子半径在短周期元素中最大，R为元素；基态Z原子价电子排布式为，即为N元素；Z比W原子序数小且在元素周期表中左右相邻，W为O元素。
【详解】A．C的同素异形体有金刚石、石墨、等，金刚石是共价晶体，石墨是混合晶体、是分子晶体，A项错误；
B．基态N原子的轨道为半充满状态，比较稳定，第一电离能较高，即第一电离能：，B项正确；
C．和核外电子排布均相同，核电荷数越大，半径越小，离子半径：，C项错误；
D．的中心原子N是即杂化，有一个孤电子对，空间结构为V形，D项错误。
故选B。
9．D
【详解】A．不同能层和不同能级的能量均不同，故A正确；
B．单键全是σ键，双键中有1个σ键、1个π键，当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键，故B正确；
C．sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道，故C正确；
D．晶体与非晶体的本质区别是微粒在微观空间是否呈现周期性的有序排列，故D错误；
选D。
10．C
【详解】A．中N原子价层电子对数=2+=3，其中有一个孤电子对，所以其空间构型为V形；中N原子价层电子对数=2+=3，没有孤电子对，所以其空间构型为平面三角形形；故A错误；
B．砷元素的原子序数为33，基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3，故B错误；
C．N属于电负性强的元素，能形成分子间氢键，使的沸点比高；故C正确；
D．由晶胞示意图可知，砷化镓晶胞中每个As原子周围与它最近且距离相等的Ga原子有4个，故D错误。
答案选C。
11．A
【详解】晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X射线衍射可以看到微观结构，而有些晶体的熔沸点较低，硬度较小，如Na等金属晶体，也不能通过颜色来判断，故答案为：A。
12．D
【详解】A．在NaCl晶体中，每个晶胞平均占有个，A错误；
B．在CsCl晶体中，以体心的分析，距最近的Cl有8个，距Cl最近的有8个，B错误；
C．在金刚石晶体中，根据图中信息得到最小的环上有6个C原子，C错误；
D．根据晶胞，以顶点的二氧化碳分子分析，与面心的二氧化碳分子紧邻，每个横截面有4个，总共有3个横截面，因此1个分子周围有12个紧邻分子，D正确；
答案选D。
13．(1)AC
(2)B
(3) 6 Fe、Co. Ni的原子半径比Ca的小，同时价电子数目多，金属键强，因此熔点高
(4) 6 12
【详解】（1）Fe(CO)5中Fe与CO之间存在配位键，CO中含有极性共价键，故选AC；
（2）A．中Ni和NH3之间存在配位键，N与H原子之间存在极性共价键，A错误；
B．CO与CN-互为等电子体，则一氧化碳中含有碳氧三键，其中σ键个数为1，π键个数为2，故CO分子内σ键和π键的个数比为1：2，B正确；
C．NH3中N原子的价层电子对为N原子为其空间构型为三角锥形，C错误；
D．Ni2+的价电子为3d8，Ni2+在形成配合物时，其配位数可以为4或6，D错误；
故选B；
（3）和一个以及5个NH3形成配位键，因此配位数为6；Fe、Co、Ni的原子半径比Ca的小，同时价电子数目多，金属键强，因此熔点高；
（4）根据立方体的结构特点，每个镍离子周围与它最近且相等距离的氧离子有6个，每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有12个；一个氧化镍晶胞中含有4个氧化镍，因此晶体的密度计算为。
14．(1) [Ar]3d104s1
(2) Cu2+ N NH3
(3) 金刚石晶体 金刚石 MgO 冰 干冰 4 12
【详解】（1）Cu为29号元素，其基态原子的简化电子排布式为：[Ar]3d104s1，价层电子轨道表示式为： ，故答案为：[Ar]3d104s1； ；
（2）在配合物中，Cu2+中心离子，是配位体，其中N原子含孤对电子作配位原子；的结构式为 ；故答案为：Cu2+；N；； ；
（3）①体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是共价晶体，上述晶体中金刚石晶体为共价晶体，故答案为：金刚石晶体；
②冰为分子晶体、金刚石为共价晶体、MgO为离子晶体、干冰为分子晶体；熔点：共价晶体>离子晶体>分子晶体，又水分子间存在氢键，导致其熔点高于二氧化碳，则4种晶体的熔点由高到低的顺序为：金刚石 MgO 冰 干冰；故答案为：金刚石 MgO 冰 干冰；
③由铜的晶胞结构可知，晶胞中含有8个铜在顶点，6个铜原子位于面心，个数为：，每个Cu晶胞中实际占有4个铜原子，干冰晶体中二氧化碳分子位于顶点和面心，以面心二氧化碳分子为观察对象，与其紧邻的分子位于顶点可面心，共有12个，故答案为：4；12。
15．(1) 12
(2) 体心 棱心
(3)
【详解】（1）La与N间的最短距离为面对角线的一半，最短距离为 nm，La处于顶角位置、N处于面心位置，所以与La紧邻的N个数为12。
（2）在晶胞结构的另一种表示中，W处于各顶角位置，则在新的晶胞中，La处于体心位置，N处于棱心。
（3）根据均摊原则，半径中La原子数为、N原子数为、W原子数为1，设的式量为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为 。
16．(1) D 4
(2) E 2
(3) A 12
(4) B 分子 12
(5) NaCl HCl 干冰
【详解】（1）金刚石中每个碳原子与周围的4个碳原子成键，形成空间网状正八面体，符合金刚石结构的为D，每个C原子周围最近的碳原子有4个，答案为：D；4；
（2）石墨为层状结构，层内每个C原子与三个C形成共价键，符合石墨结构的为E，同时每个C原子为三个六元环共用，则属于一个六元环的碳原子数为，故答案为：E；2；
（3）A为NaCl晶胞的一部分，每个Na原子周围距离最近的钠原子有12，故答案为：A；12；
（4）二氧化碳为面心堆积方式，其晶体为分子晶体，每个二氧化碳周围紧邻的二氧化碳有12个，故答案为：B；分子；12；
（5）NaCl是在熔融或水溶液中能导电的电解质，HCl液态时不能电离，但是其在水溶液中可以电离故属于电解质，二氧化碳水溶液中因产生碳酸电离出离子而导电，但其自身不能电离，故属于非电解质，故答案为： NaCl；HCl；干冰。
17．(1)ds
(2) 8 2 共价晶体
(3) ZnS 4 正四面体
(4) 3 sp
【详解】（1）Zn的价电子排布式为3d104s2，故位于元素周期表的ds区。
（2）根据均摊法，顶点8×=1，面心6×=3，晶胞内部4个，共8个；金刚石中1个碳原子与4个碳原子形成共价键，均摊可知一个碳原子有2个C-C键，故12 g金刚石中含有的键数目为2；金刚石的晶体类型为共价晶体。
（3）由晶胞可知，个数为8×+6×=4，晶胞内部共4个，故闪锌矿的化学式为ZnS；一个周围有4个，根据离子个数的比例关系可知，1个周围有4个配位；位于围成的正四面体空隙中。
（4）同周期从左往右第一电离呈增大趋势，但当原子轨道全充满或者半充满时，原子更稳定，第一电离能更大，故第三周期第一电离能大于S的元素有P、Cl、Ar共3种；分子的中心原子价层电子对数为2，故杂化方式为sp杂化。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
