第三章晶体结构与性质 单元练习3 高二化学人教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．有关晶体的下列说法中正确的是
A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B．原子晶体中共价键越强，熔点越高
C．冰融化时水分子中共价键发生断裂 D．稀有气体形成的晶体属于原子晶体
2．下列有关晶胞的说法正确的是
A．由晶胞中的粒子数可直接确定该晶体的化学式
B．若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用
C．晶胞是晶体结构中最小的重复单元
D．晶胞中不可能存在多个粒子
3．类比是一种学习化学的重要方法，但运用此方法时一定要注意适用的前提条件，下列类比结果正确的是
A．分子的极性较强，则分子的极性较强
B．分子比HCl分子稳定，则分子比分子稳定
C．1个晶胞平均含有4个，则1个晶胞平均含有4个
D．晶体熔点较低，则晶体熔点较低
4．是核电荷数依次增大的三个不同短周期的主族元素，的原子序数之和等于的原子序数，同主族，且价电子排布式为，是短周期中原子半径最大的元素．下列说法正确的是
A．第一电离能：
B．Y元素能分别与其他四种元素至少形成两种二元化合物
C．五种元素中的一种或几种组成的单质或化合物能形成离子晶体、共价晶体和分子晶体
D．和中原子的杂化方式分别为
5．下列说法正确的是
A．和分子中均含有键
B．和的VSEPR模型和空间结构均一致
C．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅
D．酸性：
6．下列有关[Ni(NH3)6]SO4的说法正确的是
A．SO、ClO、NO、CO离子的中心原子均采用sp3杂化
B．1 mol [Ni(NH3)6]2+中σ键的数目为18 mol
C．[Ni(NH3)6]2+中H—N—H的键角大于NH3中的键角
D．ⅤA族元素单质的晶体类型相同
7．钙钛矿电池是第三代非硅薄膜太阳能电池的代表，具有较高的能量转化效率.如图是一种边长为的钙钛矿的正方体晶胞结构，其中Ca原子占据正方体中心，O原子位于每条棱的中点.下列有关说法错误的是
A．的核外电子排布式为：
B．两个O原子最近距离为
C．距离原子3最近的原子有4个
D．该晶胞密度约为
8．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或
C．在晶体中，1个分子周围有12个分子紧邻
D．在晶体中，距某个最近的围成的空间是正八面体
9．下列说法正确的是
A．干冰晶胞中CO2分子的配位数是6 B．N层上有1个电子的基态原子有2种
C．与正丁醇互为碳架异构体的醇有2种 D．1个金刚石晶胞中含有C-C单键的数目是8
10．科学工作者发现了一种光解水的催化剂，其品胞结构如图所示，已知晶胞参数为。下列说法中正确的是
A．Ce与O的数目之比为 B．Ce在晶胞中的配位数为4
C．Ce与O最近的距离为 D．该晶体的摩尔体积为
11．钙钛矿是指一类组成结构为的天然矿物质，A和B均代表金属阳离子，X表示阴离子，立方的晶胞结构如下图所示，下列说法错误的是
A．推测可以替代形成，采取与相同的晶胞结构
B．若将放在顶点，则位于面心和体心
C．填充在由形成的八面体空隙中
D．该晶胞中，与共同组成面心立方堆积
12．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，基态X原子s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，与核外电子排布相同，W的最高价氧化物是一种共价晶体，下列说法中错误的是
A．6gW的最高价氧化物晶体中含有共价键的数目为
B．离子半径：
C．Z元素的第一电离能比同周期相邻元素高
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W
二、填空题
13．如图是晶体结构示意图。请回答：
(1)在晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子数目为 ；每个氧原子周围紧邻的硅原子数目为 ，晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。
(2)在晶体中每个硅原子连接有 个共价键，每个氧原子连接有 个共价键，硅原子个数与共价键个数之比 ，氧原子个数与共价键个数之比是 。
14．我国复旦大学魏大程团队开发的一种共形六方氮化硼修饰技术，可直接在二氧化硅表面生长高质量六方氮化硼薄膜。
(1)下列N原子的电子排布图表示的状态中，能量最高的是_______(填字母)。
A． B．
C． D．
(2)第二周期主族元素中，按第一电离能大小排序，第一电离能在B和N之间的元素有 种。
(3)Na与N形成的NaN3可用于汽车的安全气囊中，其中阴离子的空间结构为 ，Na在空气中燃烧发出黄色火焰，这种黄色焰色用光谱仪摄取的光谱为 (填“发射”或“吸收”)光谱。
(4)BH3·NH3是一种有效、安全的固体储氢材料，可由BH3与NH3反应生成，B与N之间形成配位键，氮原子提供 ，在BH3·NH3中B原子的杂化方式为 。
15．回答下列问题。
我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为固溶体。四方晶胞如图所示。离子在晶胞中的配位数是 ，晶胞参数为、、，该晶体密度为 (写出表达式)。
16．砷化镓(GaAs)是当前最重要、技术成熟度最高的半导体材料之一，我国“玉兔二号”月球车就是通过砷化镓太阳能电池提供能量。
(1)GaAs、GaN结构相似，晶体类型都为共价晶体，沸点GaAs GaN(填“>”或“<”，下同)，第一电离能Ga As。
(2)成语“信口雌黄”中雌黄的分子式为，分子结构如图，As原子的杂化方式为 。
(3)GaAs的晶胞结构如图，在GaAs晶体中，与As原子最近且等距离的As原子数为 。
17．黄铁矿是制取硫酸的主要原料，其主要成分为FeS2，其中铁元素显+2价，FeS2晶体的晶胞形状为立方体，晶胞结构如图所示。
(1)基态Fe2+的价电子排布式是 。
(2)制取硫酸过程中会产生SO3，SO3分子的空间构型为 。
(3)晶胞中与每个S距离最近且相等的Fe2+有 个。
(4)FeS2晶体的晶胞边长为anm，FeS2的摩尔质量为120g·mol-1，阿伏加德罗常数的值为NA，该FeS2晶体的密度ρ= g·cm-3(1nm=10-7cm，用含a、NA的代数式表示)
18．硫是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界，回答下列问题：
(1)基态硫原子的价层电子排布图是 。
(2)①硫单质的一种结构为，杂化方式为 ，该物质 (填“可溶”或“难溶”)于水，该晶体中存在的作用力 、 。
②SO、CS2、CO键角由大到小的顺序是 (填离子符号)
(3)分析并比较沸点： (填“>”或“<”)，原因是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．晶体中分子间作用力大小与物质熔、沸点有关，与分子稳定性无关，A错误；
B．原子晶体熔化时，破坏共价键，晶体中共价键越强，熔点越高，B正确；
C．冰融化时破坏分子间作用力和氢键，不破坏共价键，C错误；
D．稀有气体是单原子分子，形成的晶体为分子晶体，D错误；
故选B。
2．C
【详解】A．晶胞中的粒子数不一定为晶体的化学式，如金属铜的晶胞中，铜原子个数为4，A错误；
B．平行六面体晶胞，侧棱上的粒子为4个晶胞共用，B错误；
C．晶胞是晶体结构中最小的重复单元，C正确；
D．晶胞内可能存在多个粒子，如NaCl晶胞，D错误；
故选C。
3．B
【详解】A．分子的极性较强是因为H与O之间电负性差直大，而中F与O的电负性差值小，所以分子的极性较弱，故A错误；
B．F的非金属性强于Cl，所以分子比HCl分子稳定；同理，O的非金属性强于S，故分子比分子稳定，故B正确；
C．则1个晶胞平均有个，故C错误；
D．是分子晶体，熔点较低，而晶体是共价晶体，熔沸点高，故D错误；
答案选B。
4．B
【分析】是核电荷数依次增大的三个不同短周期的主族元素，的原子序数之和等于的原子序数，同主族，且价电子排布式为，则Y为O元素，Q为S元素，W为H元素，X为C元素；是短周期中原子半径最大的元素，Z为Na元素；
【详解】A．由于原子轨道达到半充满稳定结构，故第一电离能：，A项错误；
B．与可形成和，O与可形成NO、等，与可形成和，O与可形成和，B项正确；
C．与活泼非金属之间能形成离子晶体，、的单质能形成分子晶体，不能形成共价晶体，C项错误；
D．分子中硫原子价层电子数为，原子的杂化方式为分子中硫原子价层电子数为原子的杂化方式也为，D项错误；
答案选B。
5．C
【详解】A．分子中均含有键，故A错误；
B．和的VSEPR模型均为四面体形，分子构型为三角锥形，空间结构为正四面体，故B错误；
C．C原子半径小于Si，键长：C-C>C-Si>Si-Si，键长越短键能越大，则键能：C-C>C-Si>Si-Si，键能越大，晶体的熔点越高，因此熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅，故C正确；
D．基团的吸电子能力：> > ，吸电子能力越强则羧基越易电离，酸性越强，则酸性：，故D错误；
故选：C。
6．C
【详解】A．硫酸根离子和高氯酸根离子的中心原子均采用sp3杂化，硝酸根离子和碳酸根离子的中心原子均采用sp2杂化，A错误；
B．1 mol [Ni(NH3)6]2+中σ键的物质的量为(3×6+6)mol=24mol，B错误；
C．中N原子为sp3杂化，有一个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大，使键角减小约为107°，[Ni(NH3)6]2+中N原子的孤电子对与Ni2+空轨道形成配位键，转化为成键电子对，对N-H成键电子对的排斥力减小，使的H-N-H键角大于107°，C正确；
D．ⅤA族元素有氮、磷、砷、锑、铋等，其中氮、磷、砷形成的单质为分子晶体，锑、铋形成的单质为金属晶体，晶体类型不相同，D错误；
故选C。
7．D
【详解】A．基态钙原子的核外电子排布式为1s2 2s22p63s2 3p64s2基态钙离子的电子排布式为:1s2 2s22p63s2 3p6,A正确;
B．氧原子位于棱心，则距离最近的两个氧原子之间的距离为 =apm，B正确；
C．原子3是氧原子，距离原子3最近的钙原子位于晶胞的体心。共用原子3所在棱的4个晶胞的体心的钙原子距离氧原子最近，共4个，C正确；
D．该晶胞中，钙原子数为1个，氧原子数为12×=3个，碳原子数为8×=1个，晶胞密度为g·cm-3=×1030g·cm-3，D错误。
故答案选D。
8．B
【详解】A．在碘晶体中，在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；
B．该气态团簇分子的分子含有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；
C．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；
D．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；
故选B。
9．C
【详解】A．干冰晶胞中一个CO2周围相邻最近的CO2分子有12个，配位数为12，故A错误；
B．N层上有1个电子的基态原子有K，Cr，Cu三种，故B错误；
C．与正丁醇互为碳架异构体的碳架结构为，该碳架有两种等效氢，故有2种醇，故C正确；
D．1个金刚石晶胞中含有8个碳原子，一个碳原子有2个C-C单键，故1个金刚石晶胞中含有C-C单键的数目是16，故D错误。
答案选C。
10．C
【详解】A．据“均摊法”，晶胞中，Ce的个数为，O的个数为8，则晶胞中Ce与O的个数比为1:2，A错误；
B．以底面面心的Ce为例，上、下层各有4个氧原子，故在晶胞中的配位数为8，B错误；
C．Ce与O的最近距离为体对角线的四分之一，为，C正确；
D．1个晶胞体积为a3×10-36m3，含有4个Ce和8个O，则该晶体的摩尔体积为×a3×10-36m3×NA =，D错误；
答案选C。
11．B
【详解】A．和都是离子晶体，且Ba和Ca为同主族元素，所以推测可以替代形成，采取与相同的晶胞结构，A正确；
B．若将放在顶点，则位于面心，位于体心，B错误；
C．的配位数为6，所以填充在由形成的八面体空隙中，C正确；
D．该晶胞中，与共同组成面心立方堆积，D正确；
综上所述，选B。
12．A
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，基态X原子s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，则X为C元素；与核外电子排布相同，则Y为O元素、Z为Mg元素；W的最高价氧化物是一种共价晶体，则W为Si元素。
【详解】A．二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形成共价键，则6g二氧化硅含有共价键的数目为×4×NAmol—1=4NA，故A错误；
B．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则氧离子的离子半径大于镁离子，故B正确；
C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，镁原子的3s轨道为稳定的全充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，故C正确；
D．同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱，则碳酸的酸性强于硅酸，故D正确；
故选A。
13．(1) 4 2 1:2
(2) 4 2 1:4 1:2
【详解】（1）二氧化硅形成的晶体是原子晶体，在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有4个氧原子，每个氧原子周围有2个硅原子，所以硅氧原子个数比为1︰2。
（2）在晶体中每个硅原子连接有4个共价键，每个氧原子连接有2个共价键，硅原子个数与共价键个数之比1:4，氧原子个数与共价键个数之比是1:2。
14．(1)D
(2)3
(3) 直线形 发射
(4) 孤电子对 sp3
【详解】（1）基态氮原子的能量最低，能量越高的轨道中电子个数越多，原子能量越高，依据图示可知，A为基态氮原子，能量最低，B、C、D为激发态原子，而D中能量较高的轨道中电子数最多，所以能量最高的是D；
（2）同一周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，第IIA、VA族元素的第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大，因此第二周期主族元素中，第一电离能在B和N之间的元素有Be、C、O三种元素；
（3）NaN3的阴离子为，其中心原子价层电子对数为，无孤电子对，采取sp杂化，空间构型为直线形；电子从激发态跃迁到低能级的激发态或基态，以光的形式释放能量，Na在空气中燃烧发出黄色火焰用光谱仪摄取的光谱为发射光谱；
（4）B原子形成3个B-H键，B原子有空轨道，氨分子中N原子有1对孤电子对，B与N之间形成配位键，氮原子提供孤电子对，硼原子提供空轨道；在BH3 NH3中B原子形成3个B-H键，还形成1个配位键，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化。
15． 8
【详解】以底面面心Zr4+离子为例，其上下层各有4个最近的氧离子，故Zr4+离子在晶胞中的配位数是8；据“均摊法”，晶胞中含个Zr、8个O，1个晶胞中含有4个GaAs，则晶体密度为。
16．(1) < <
(2)
(3)12
【详解】（1）GaAs和GaN结构相似，均属于共价晶体，原子半径N＜As，键长Ga﹣N＜Ga﹣As，键能Ga﹣N＞Ga﹣As，导致沸点GaAs
（3）以顶点As原子研究，与之最近的As原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，距离每个As原子最近且等距离的As原子数目=12。
17．(1)3d6
(2)平面三角形
(3)6
(4)
【详解】（1）基态Fe2+的价电子排布式是3d6；
（2）SO3中心S原子的价层电子对数为3，无孤对电子，分子构型为平面三角形；
（3）由晶胞结构可知，以面心S为观察对象，与其距离最近且等距的Fe2+位于体心和棱心，共6个；
（4）由晶胞结构可知S位于顶点个面心，个数为：；Fe2+位于体心和棱心，个数为：，则晶胞质量m=，晶胞边长为anm，则晶胞体积为(a×10-7)3cm3，晶胞密度为： g·cm-3。
18．(1)
(2) sp3 难溶 (非极性)共价键 范德华力 CS2>CO>SO
(3) < 前者形成分子内氢键，后者形成分子间氢键
【详解】（1）基态硫原子的价层电子排布图是；
（2）硫原子价层电子对为数为，故其杂化方式为sp3；硫单质难溶于水；该晶体是分子晶体，分子内存在（非极性）共价键，分子键存在范德华力；故该题答案为sp3；难溶于水；（非极性）共价键、范德华力；SO中硫原子杂化方式为sp3，空间结构为正四面体型，键角为，CS2中碳原子杂化方式为sp，空间结构为直线型，键角为， CO中碳原子杂化方式为sp2，空间结构为平面正三角型，键角为，故其键角大小为CS2>CO>SO；
（3）前者H、O原子之间形成分子内氢键，减低沸点，后者形成分子间氢键，增大沸点，故 <，其原因是前者形成分子内氢键，后者形成分子间氢键。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
