第三章晶体结构与性质 单元练习4-4 高二化学人教版（2019）选择性必修2
未命名
一、单选题
1．已知的晶胞结构示意图如图所示，下列说法不正确的是
A．图中粒子A代表
B．每个晶胞中有4个
C．每个晶胞中所含的和数目比为1：2
D．晶胞中的配位数(与等距且最近的数)是4
2．GaAs和GaN、Ge均可作半导体材料。下列说法正确的是
A．原子半径： B．第一电离能：
C．键的极性： D．三者的晶体类型相同
3．元素Si、P、S是周期表中第三周期主族元素，下列说法正确的是
A．原子半径：
B．Si、、均为分子晶体
C．第一电离能：
D．含氧酸酸性：
4．干冰(固态二氧化碳)在﹣78℃时可直接升华为气体，其晶胞结构如下图所示。下列说法不正确的是
A．干冰升华时需克服分子间作用力
B．每个晶胞中含有4个CO2分子
C．每个CO2分子周围有12个紧邻CO2分子
D．CO2中有C=O键，中心原子C是sp2杂化
5．铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示（黑球代表Fe，白球代表Mg）。则下列说法不正确的是
A．铁镁合金的化学式为 B．晶体中存在的化学键类型为金属键
C．晶格能：氧化钙<氧化镁 D．每个Fe原子周围距离最近且相等的Mg原子有4个
6．硒化锌是一种重要的半导体材料，图甲为其晶胞结构，图乙为晶胞的俯视图。已知a点的坐标(0，0，0)，b点的坐标。下列说法正确的是
A．的配位数为8 B．基态Se核外有34种不同空间运动状态的电子
C．晶胞中d点原子分数坐标为 D．若换为，则晶胞棱长保持不变
7．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是
A．原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素
B．氯化钠晶体中，每个周围与它距离相等且最近的有6个
C．因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小，故其第一电离能逐渐增大
D．是一种非常稳定的化合物，是由于水分子间形成氢键所致
8．在锂电池领域，一种锂的氧化物主要用作锂电池电解质材料和锂离子动力电池的正极材料，其立方晶胞结构如图所示，晶胞边长为acm，晶胞中原子坐标参数M为，P为，下列说法错误的是
A．该晶体的化学式为 B．O配位数为8
C．和的最近距离等于 D．Q原子坐标参数为
9．下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A．元素位于元素周期表的VIIIB族
B．绿矾中核外有6个未成对电子
C．(赤血盐)是含有配位键的离子化合物
D．若(黄血盐)受热分解产物之一的晶胞结构如图所示，则其化学式为
10．已知CsAuCl3的结构不能表示为，实际上可看作一种阳离子和两种阴离子按照个数比为2：1：1形成的，这两种阴离子形状分别是直线形和平面正方形，已知Au的晶胞如图所示，下列有关说法不正确的是
A．基态Cs原子中电子占据的能量最高的轨道是6s，能量最低的空轨道是4f
B．在平面正方形离子中Au的化合价为+3
C．CsCl的晶胞中有一个和一个，周围紧邻的个数为6
D．Au周围紧邻的Au的个数为12
11．砷化镓是一种重要的半导体材料，熔点1238℃。它在600℃以下，能在空气中稳定存在，并且不被非氧化性的酸侵蚀。砷化镓晶胞结构如图，下列说法正确的是
A．砷化镓是离子晶体
B．Ga的配位数为2
C．若晶胞参数为apm，则Ga原子与As原子的最短距离为
D．As原子处于Ga原子形成的正四面体空隙中
12．硅与镁能够形成二元半导体材料，其晶胞如图所示，已知晶胞参数为rnm。阿伏加德罗常数值为。下列说法中不正确的是
A．镁原子位于硅原子所构成的正四面体空隙中
B．晶体中硅原子和镁原子的配位数之比为1∶2
C．该晶体中两个硅原子间的最短距离为
D．晶体的密度为
二、填空题
13．化学，让生活更美好。回答下列问题：
(1)乳酸亚铁是一种常用的补铁剂。
①基态核外电子的空间运动状态有 种。
②乳酸分子中键与键的数目比为 。
③乳酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为 。
(2)乙烷硒啉（Ethaselen）是一种抗癌新药，其结构式如下：
①该新药分子中有 种不同化学环境的C原子。
②研究发现，适量硒酸钠可减轻重金属铊引起的中毒。比较键角大小： （填“”、“”或“”），原因是 。
(3)广泛应用于太阳能电池领域。以、和抗坏血酸为原料，可制备。抗坏血酸的分子结构如图1所示，晶胞如图2所示。
①抗坏血酸的分子式是 ，的价层电子轨道表示式为 。
②下列说法中不正确的是 。
A．抗坏血酸分子中碳原子的轨道杂化类型为
B．抗坏血酸难溶于水，易溶于乙醇
C．抗坏血酸与足量氢气完全催化还原后的分子中有5个手性碳原子
D．在水溶液中以形式存在，的配位原子为
③晶胞为立方体，边长为，设为阿伏加德罗常数的值，则晶胞的密度 。
14．常见离子晶体的结构
(1)NaCl晶胞
NaCl晶胞如图所示，每个Na+周围距离最近的Cl-有 个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl-周围距离最近的Na+有 个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。回答下列问题：
①每个Na+(Cl-)周围距离相等且最近的Na+(Cl-)是 个。
②每个晶胞中实际拥有的Na+数是 个，Cl-数是 个。
③若晶胞参数为apm，则氯化钠晶体的密度为 g cm-3。
(2)CsCl晶胞
CsCl晶胞如图所示，每个Cs+周围距离最近的Cl-有 个，每个Cl-周围距离最近的Cs+有 个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。回答下列问题：
①每个Cs+(Cl-)周围距离最近的Cs+(Cl-)有 个，构成正八面体。
②每个晶胞中实际拥有的Cs+有 个，Cl-有 个。
③若晶胞参数为apm，则氯化铯晶体的密度为 g cm-3。
15．氮、氧、磷、砷及其化合物在工农业生产等方面有着重要应用。物质A(由As和Ga组成)的熔点为1238℃可作半导体材料；而的熔点为77.9℃且熔融状态下不导电。
(1)预测的晶体类型为 。
(2)物质A晶胞结构如图所示，原子半径Ga As(填“>”或“<”)则该物质的化学式可表示为 ，晶胞边长为a pm。则晶胞中每个Ga原子周围有 个紧邻等距的As原子；该晶体的密度为 。
16．按要求回答以下问题：
现有的配合物，其中配离子是 ，配位数为 ；在0.2mol该配合物溶液中滴加足量的溶液，产生沉淀的物质的量为 。
17．、等含铜化合物可以催化合成。回答下列问题：
(1)基态铜原子的价电子排布式为 。
(2)中，元素电负性从大到小的顺序为 ；催化过程中可能产生，的空间构型为 ，碳氧键的平均键长比要 (填“长”或“短”)；在有机溶剂中，的电离平衡常数比的电离平衡常数大，除S的非金属性比C强外，在分子结构上还存在的原因是 。
(3)已知晶胞与晶胞相似，晶胞中的位置如图所示，位于所构成的正四面体中心。配位数为 ；已知图中A处的原子分数坐标为，则晶胞中与A距离最近的的原子分数坐标为 ；若晶胞参数，晶体的密度为，则阿伏加德罗常数的值为 (用含a和d的式子表示)。
18．第二周期元素与日常生活密切相关，许多科学家因研究这些元素的相关生化内容而荣获诺贝尔奖。请回答下列问题：
(1)下列硼原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为 、 (填选项字母)。
A． B．
C． D．
(2)硼酸(H3BO3)为一元弱酸，靠结合水中的OH－使水电离而显酸性，写出硼酸电离方程式： 。
(3)氮化铝为一种新型无机非金属材料，因耐磨、耐热、硬度大等优点而被广泛应用。它所属晶体类型为 。
(4)①C、N、O的第一电离能由小到大的顺序是 ；
②N2F2 (二氟氮烯)分子中的氮原子采用sp2杂化，则N2F2的结构式为 ；
③氟和氧可形成O3F2，试写出O3F2的电子式： 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．根据“均摊法”，晶胞中含个A、8个B，结合化学式可知，A代表、B代表F-，A正确；
B．由A分析可知，每个晶胞中有4个，B正确；
C．由A分析可知，每个晶胞中所含的和数目比为1：2，C正确；
D．由图可以看出，一个钙离子与四个氟离子相连，但在相邻的下一个晶胞中，钙离子仍然与四个氟离子相连，故钙离子的配位数为8，D错误；
故选D。
2．D
【详解】A．为同周期元素，原子半径逐渐减小，故，A错误；
B．为同周期元素，第一电离能呈增大趋势，故，B错误；
C．原子半径，故键的极性：，C错误；
D．GaAs和GaN、Ge均为共价晶体，三者的晶体类型相同，D正确；
故选D。
3．C
【详解】A．同周期主族元素，随着核电荷数的增大，原子半径逐渐减小，则原子半径：r(Si)>r(P)>r(S)，A错误；
B．晶体Si中每个硅原子与其它4个硅原子以共价键形成空间网状结构，属于共价晶体，B错误；
C．同周期元素从左至右，第一电离能呈增大趋势，但P元素3p能级半充满比较稳定，其第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能：，C正确；
D．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：Cl>P>Si，则酸性：HClO4>H3PO4>H2SiO3，D错误；
故选C。
4．D
【详解】A．干冰为分子晶体，升华时需要克服分子间作用力，A正确；
B．根据均摊法，一个晶胞中含有CO2分子数为=4，B正确；
C．以顶点处的分子为例，每个CO2分子周围与其紧邻的CO2分子位于面心，一个面上有4个这样的CO2分子，共有3个这样互相垂直的面，因此每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子，C正确；
D．CO2中C与O形成C=O键，中心碳原子有2条σ键，无孤电子对，价层电子对数为2，为sp杂化，D错误；
故答案选D。
5．D
【详解】A．该晶胞中Fe原子个数＝、Mg原子个数＝8，则Fe、Mg原子个数之比＝4：8＝1：2，所以其化学式为Mg2Fe，故A正确；
B．金属晶体中存在金属键，该晶体属于合金，所以只含金属键，故B正确；
C．晶格能与离子半径成反比，与电荷成正比，阴离子相同，阳离子半径：镁离子半径＜钙离子半径，所以晶格能：氧化钙<氧化镁，故C正确；
D．根据晶胞结构，每个Fe原子周围距离最近且相等的Mg原子有8个，故D错误；
故答案选D。
6．C
【详解】A．由晶胞结构可知，周围距离最近且相等的Zn2+有4个，配位数为4，故A错误；
B．Se的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p4，核外含有电子的轨道有1+1+3+1+3+5+1+3=18个，则基态Se核外有18种不同空间运动状态的电子，故B错误；
C．a的坐标为(0，0，0)，b点的坐标，则a原子位于坐标原点，b原子晶胞顶面的面对角线交点，可知d原子到x轴、y轴、z轴的距离分别是，，，即d的坐标为，C正确；
D．和半径不同，则晶胞棱长将改变，D错误；
故选C。
7．B
【详解】A．原子的价电子排布式为的元素可能是主族元素或0族元素，故A错误；
B．NaCl为简单立方体结构，每个Na+周围与它距离相等且最近的有6个，故B正确；
C．同一周期元素原子半径随着原子序数的增大而减小，第一电离能随原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族元素的原子最外层的s能级上的电子为全满、第VA族元素的原子最外层的p能级上的电子处于半满状态，能量较低，较稳定，所以其第一电离能大于相邻元素的原子的第一电离能，故C错误；
D．氢键不影响化学性质，是一种非常稳定的化合物，是因为O的非金属性强，故D错误；
故选B。
8．C
【详解】A．由均摊法可知Li：8，O：，该晶体的化学式为，故A正确；
B．O在此晶胞中的配位为4，相邻晶胞中配位为4，因此O配位数为8，故B正确；
C．由晶胞结构可知，晶胞中理离子与氧离子之间的距离为体对角线的，则最短距离为，故C错误；
D．坐标参数M为，P为Q在xyz上的投影分别为其坐标为，故D正确；
故选C。
9．C
【详解】A．Fe是26号元素，位于周期表的第Ⅷ族，A项错误；
B．价电子排布为，核外有4个未成对电子，B项错误；
C．(赤血盐)中通过配位键与6个结合为，是含有配位键的离子化合物，C项正确；
D．若(黄血盐)受热分解产物之一的晶胞结构如图所示，根据均摊原则，碳原子数为 、铁原子数为，则其化学式为，D项错误；
故选C。
10．C
【详解】A．Cs是第六周期第IA的元素，基态Cs原子中电子占据的能量最高的轨道是6s轨道；根据构造原理可知其中能量最低的空轨道是4f轨道，故A正确；
B．在平面正方形离子[AuCl4]-中Au的化合价为+3价，故B正确；
C．氯化铯晶体晶胞中含有一个铯离子，每个顶点上的氯离子被8个晶胞共用，周围紧邻的个数为8，故C错误；
D．以顶点Au为研究对象，与之最近的Au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，一个Au原子周围邻近的Au原子有个，故D正确；
故选C。
11．D
【详解】A．由题给熔点可知，熔点较高，砷化镓应为共价晶体，A项错误；
B．由晶胞结构可知，每个镓原子与4个砷原子形成共价键，Ga的配位数为4，B项错误；
C．由晶胞结构可知，镓原子与砷原子的最短距离为体对角线的，则镓原子与砷原子的最短距离为pm，C项错误；
D．由图可知，晶胞中与4个镓原子等距且最近的砷形成的空间结构为正四面体，As原子处于Ga原子形成的正四面体空隙中，D项正确；
故选D。
12．B
【详解】A．观察给出的晶胞可知，镁原子位于硅原子所构成的正四面体空隙中，选项A正确；
B．硅原子和镁原子的配位数之比为2∶1，选项B错误；
C．最近的硅原子之间的距离为晶胞面对角线的一半，其距离为，选项C正确；
D．该晶体的化学式为，该晶胞包含4个，该晶胞的质量为，晶胞的体积为，故晶体的密度为，选项D正确；
答案选B。
13．(1) 14
(2) 8 和的中心原子均为杂化，中的原子没有孤对电子，中的有两对孤对电子，孤对电子对成键电子的斥力大于成键电子之间的斥力（或离子的空间构型为正四面体形，分子的空间构型为V形）
(3) ABC
【详解】（1）①基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe失去最外层2个电子得，基态核外电子的空间运动状态有14种。
②乳酸分子的结构式为，单键为键，双键中有1个键与1个键，键与键的数目比为11:1。
③元素非金属性越强，电负性越大，乳酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为。
（2）
①该新药分子结构对称，有8种不同化学环境的C原子。
②和的中心原子均为杂化，中的原子没有孤对电子，中的有两对孤对电子，孤对电子对成键电子的斥力大于成键电子之间的斥力,所以键角>。
（3）①抗坏血酸的分子式是；Cu原子的价层电子排布式为3d104s1，Cu原子失去2个电子得，的价层电子排布式为3d9，价层电子轨道表示式为。
②A．抗坏血酸分子中双键碳原子的轨道杂化类型为，故A错误；
B．抗坏血酸分子中羟基属于亲水基，增大其水溶性，所以抗坏血酸易溶于水，故B错误；
C．抗坏血酸与足量氢气完全催化还原后的分子中有4个手性碳原子(*标出)，故C错误；
D．在水溶液中以形式存在，的配位原子为，故D正确；
选ABC。
③晶胞为立方体，边长为，根据均摊原则，晶胞中Cu原子数为4、O原子数为2，设为阿伏加德罗常数的值，则晶胞的密度。
14．(1) 6 6 12 4 4
(2) 8 8 6 1 1
【分析】涉及的知识为两种典型离子晶体的晶胞的相关概念，根据晶胞的相关知识进行作答即可。
【详解】（1）在氯化钠晶胞中，体心有一个钠离子，其周围有6个氯离子与他距离最近且相等，根据氯化钠的化学式可知，氯离子周围也应有6个钠离子距离其最近且等距。
①根据晶胞结构可知，每个钠离子周围有12个钠离子与其距离相等。
②根据晶胞的结构和相关知识可知，在氯化钠的晶胞中，钠离子有12个在棱上，1个在体心，故钠离子的数目为：。氯离子有8个在顶点，6个在面心，故氯离子的数目为：。
③该晶胞中一共有4个NaCl，每一个晶胞的质量为：，故其密度为：
（2）根据氯化铯的晶胞结构可知，每个铯离子处于8个钠离子构成的正六面体的体心，每个氯离子也处于8铯离子构成的正六面体的体心。故铯离子周围有8个氯离子，氯离子周围有8个铯离子。
①根据氯化铯的晶胞结构可知，氯离子周围有6个距离其最近的氯离子。
②在晶胞中，铯处于晶胞的体心，数目为1；氯离子位于晶胞的顶点，故共有氯离子的个数为：。
③每个氯化铯中有1个CsCl，故其质量为： ，其密度为：。
15．(1)分子晶体
(2) ＞ GaAs 4
【详解】（1）GaCl3熔点较低，且熔融状态下不导电，因此GaCl3晶体类型为分子晶体；故答案分子晶体；
（2）镓元素在周期表位置为第四周期ⅢA族，砷元素在周期表位置为第四周期ⅤA族，同一周期原子半径从左向右逐渐减小，因此r(Ga)＞r(As)；根据晶胞图可知，As位于顶点和面心，个数为=4，Ga位于晶胞内部，个数为4，化学式为GaAs；根据晶胞图可知，1个Ga周围紧邻等距的As有4个；晶胞的质量为，晶胞的体积为(a×10-10)3cm3，则晶胞的密度为g/cm3，故答案为＞；GaAs；4；。
16． Cl— 6 0.4mol
【详解】由配合物的化学式可知，配合物中正三价钛离子为中心离子，配体为氯离子和水分子，配位数为6，外界为氯离子，则0.2mol该配合物溶液与足量硝酸银溶液反应生成0.4mol氯化银白色沉淀，故答案为：Cl—；6；0.4mol。
17．(1)
(2) 平面(正)三角形 短 有2个非羟基氧而只有1个，中心原子的非羟基氧越多，其酸性越强
(3) 8
【详解】（1）基态铜为29号元素，原子的价电子排布式为。
（2）中含有碳、氢、氧三种元素，元素非金属性越强，电负性越大，故元素电负性从大到小的顺序为； 中心原子为碳，价层电子对数为，，故碳酸根离子的空间构型为平面三角形，碳酸根离子中还存在大π键，所以碳氧键介于单键和双键之间，而甲醇分子中的碳原子采用sp3杂化，碳氧键为单键，故碳氧键的平均键长比要短；在有机溶剂中，硫酸中有两个非羟基氧与阿尼，碳酸中只有一个非羟基氧原子，非羟基氧原子具有吸电子效应，可以使氧氢键极性增强，故硫酸中的氢离子更容易电离。
（3）晶胞中硫离子的个数为，根据晶胞的化学式分析，微粒配位数之比等于微粒数反比，故硫离子的配位数为8；已知图中A处与相邻的三个面心原子形成一个正四面体，棱长为对角线长的一般，即为， A的原子分数坐标为，则晶胞中与A距离最近的的原子分数坐标为；若晶胞参数，晶体的密度为，一个晶胞的质量为g，晶胞的密度为则阿伏加德罗常数的值为。
18．(1) B D
(2)H3BO3+H2OB(OH)+H+
(3)共价(或原子)晶体
(4) C
（2）根据题意可知硼酸的电离方程式为H3BO3+H2OB(OH)+H+；
（3）耐磨、耐热、硬度大等特点符合共价(或原子)晶体的特性；
（4）①同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，但N原子的2p轨道半满，更稳定，第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能由小到大的顺序是C
③O原子一般形成两对共用电子对，F原子一般形成一对共用电子对，所以O3F2的电子式应为。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
