第三章《晶体结构与性质》练习题
一、单选题
1．目前最热门的机器人材料液晶弹性体是一种最具代表性的智能材料，在外界刺激下，其相态或分子结构会产生变化，进而改变液晶基元的排列顺序，从而导致材料本身发生宏观形变，当撤去外界刺激后，液晶弹性体可以恢复到原来的形状。下列说法错误的是
A．该液晶同时具有各向异性和弹性
B．这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等进行驱动
C．该液晶弹性体具有形状记忆功能
D．液晶是介于液态和固态之间的物质状态，而固体是晶体
2．硫代硫酸钠(Na2S2O3)可作定影剂，方程式为AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr，产物中的Na3[Ag(S2O3)2]常用于切花保鲜。下列说法错误的是
A．欲测定切花保鲜液中Na3[Ag(S2O3)2]的浓度，可用NaCl标准溶液滴定Ag+
B．的空间结构为四面体形，中心原子S的杂化方式为sp3
C．基态Na+的核外电子存在10种运动状态
D．NaBr的晶体结构与NaCl晶体相似，每个Br-周围有6个Na+
3．下列有关、、、的说法正确的是
A．和中的键角前者大
B．和的空间构型相同
C．和中N原子的杂化方式相同
D．与形成的中，提供孤电子对形成配位键的是
4．由下列实验方案、现象得出的结论正确的是
实验方案 现象 结论
A 向溴水中加入植物油，振荡后静置 水层颜色变浅 植物油可用于萃取溴水中的溴
B 向溶液中加入乙醇 析出深蓝色固体 在乙醇中溶解度小
C 用毛皮摩擦过的带电橡胶靠近CF2Cl2液流 液流方向改变 CF2Cl2为四面体结构
D 将氯气通入盛有鲜花的集气瓶中 鲜花褪色 氯气具有漂白性
A．A B．B C．C D．D
5．下列关于金属晶体的叙述正确的是（ ）
A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在
B．金属离子与自由电子之间的强烈作用，在一定外力作用下，不因形变而消失
C．钙的熔沸点低于钾
D．温度越高，金属的导电性越好
6．铜有Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)两种离子，铜的离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。铜的离子可与多种配体形成配位化合物，有一种配离子结构如图。下列有关说法中错误的是
A．该配离子中所含基态铜离子的价层电子排布图为
B．该离子的配体中，N原子采用了和两种杂化方式
C．该配离子中铜的配位数和所含配位键的数目均为4
D．从核外电子排布角度分析，稳定性：Cu(Ⅰ)＜Cu(Ⅱ)
7．下列关于物质的结构或性质以及解释均正确的是
选项 物质的结构与性质 解释
A O2与O3分子极性相同 二者都是由非极性键构成的分子
B 酸性： 电负性：F>Cl
C 熔点：碳化硅 > 金刚石 C-Si键能大于C-C键能
D 沸点：H2S > H2O H2O分子间作用力小于H2S分子间作用力
A．A B．B C．C D．D
8．磷锡青铜合金广泛用于制作仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为apm，下列说法错误的是
A．磷锡青铜的化学式为
B．该晶胞中与P原子等距离且最近的Cu原子有6个
C．Cu、Sn、P三种元素在元素周期表中分别处于d区、p区、p区
D．Sn原子和P原子之间的最短距离为pm
9．下列化学式既能表示物质的组成，又能表示物质的分子式的是
A． B． C． D．Cu
10．下列事实I和事实Ⅱ之间存在因果关系的是
选项 事实I 事实II
A 乙醇为共价化合物 乙醇溶于水不导电
B 金属钠具有强还原性 高压钠灯能发出透雾性强的黄光
C 键能：键键 熔点：
D 分子结构为 属于正盐
A．A B．B C．C D．D
11．关于下图不正确的说法是
A．此种最密堆积为面心立方最密堆积
B．该种堆积方式称为铜型
C．该种堆积方式可用符号……ABCABC……表示
D．该种堆积方式称为镁型
12．用相同浓度的和溶液进行实验：
下列说法不正确的是
A．相同浓度的和溶液中，的浓度不同
B．提供空轨道，提供孤电子对，两者以配位键结合成
C．溶液2不显红色，说明与的结合力强于与的结合力
D．由对比实验可知，用溶液检验溶液中的比用KSCN溶液更好
13．几种晶体的晶胞(或晶体结构)如图所示，下列说法正确的是
A．NaCl中的配位数大于干冰中CO2分子的配位数
B．石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种混合型晶体
C．若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离为
D．CO2晶胞中，CO2分子的排列方式只有1种取向。
14．下列说法正确的是
A．在氯化铝溶液中加入足量饱和氟化钠溶液，充分振荡，然后再滴加氨水，有白色沉淀生成
B．氨气在催化剂作用下与氧气反应生成NO2
C．过量的铁在氯气中燃烧可得到FeCl3
D．浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸无氧化性
二、填空题
15．
(1)分别将O2、KO2、 BaO2 和O2[AsF6]填入与O- O键长相对应的空格中。
O- O键长 112 pm 121 pm 128 pm 149 pm
化学式
(2)在配合物A和B中，O2为配体与中心金属离子配位。A的化学式为[Co2O2(NH3)10]4+，其O- O的键长为147 pm； B的化学式为Co(bzacen)PyO2，其O- O的键长为126 pm， Py 是吡啶(C5H5N)，bzacen 是四齿配体[C6H5 -C(O-)=CH -C(CH3) =NCH2- ]2.B具有室温吸氧，加热脱氧的功能，可作为人工载氧体。画出A和B的结构简图(图中必须明确表明O-O与金属离子间的空间关系)，并分别指出A和B中Co的氧化态。
配合物 a b
结构简图
Co的氧化态
16．下列叙述正确的是 。
A．带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键
B．金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键
C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键
D．非金属原子间不可能形成离子键，只含有非金属元素的化合物不可能是离子化合物
E．离子化合物中一定含有金属元素，含金属元素的化合物一定是离子化合物
F．离子键只存在于离子化合物中，离子化合物中一定含有离子键，不可能含有非极性键
G．强酸、强碱和大多数盐都属于离子化合物
H．离子化合物受热熔化破坏化学键，吸收热量，属于化学变化
I．NaCl和CsCl晶体中，每个离子周围带相反电荷离子的数目分别是6和8，由此可以说明离子键有饱和性
17．硅是地壳中储量仅次于氧的元素，在自然界中主要以和硅酸盐的形式存在。
(1)基态硅原子的价层电子的轨道表示式为 。
(2)①晶态的晶体类型为 ；
②晶体中硅原子的杂化方式为 。
(3)硅、金刚石和碳化硅晶体的熔点由高到低的顺序为 ，请解释原因 。
(4)硅元素最高价氧化物对应的水化物为原硅酸。已知：原硅酸( )可溶于水。原硅酸的羟基可以发生分子间脱水逐渐转化为硅酸、硅胶。
①原硅酸钠溶液吸收空气中的会生成，结合元素周期律解释原因： 。
②从结构的角度解释脱水后溶解度降低的原因： 。
18．CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：
(1)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为 ，键角由大到小的顺序为 。
(2)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 mol，该螯合物中N的杂化方式有 种。
19．从微粒之间的作用力角度解释下列事实。
(1)溴化氢受热比碘化氢受热难分解： 。
(2)溴化氢比碘化氢沸点低： 。
20．有如下几种物质：
A．金刚石 B．MgF2 C．NH4Cl D．NaNO3 E.干冰 F.固体碘
选取适当物质填写下列空白。
（1）熔化时不需破坏化学键的是 ，熔化时只需破坏共价键的是 ，熔点最高的是 ，熔点最低的是 。
（2）晶体中既存在离子键又存在共价键的是 ，只存在离子键的是 。
（3）由极性键构成的非极性分子有 。
（4）可溶于CCl4的有 。
21．CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示。则该晶体的类型属于 晶体
三、计算题
22．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，如图为其晶胞结构，阿伏加德罗常数的值为NA，磷化硼晶体的密度为ρg cm-3，B与P最近的距离为 cm(列出计算式即可)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．在外界刺激下，其相态或分子结构会产生变化，进而改变液晶基元的排列顺序，从而导致材料本身发生宏观形变，当撤去外界刺激后，液晶弹性体可以恢复到原来的形状，说明该液晶同时具有各向异性和弹性，A正确；
B．在外界刺激下，其相态或分子结构会产生变化，则这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等进行驱动，B正确；
C．撤去外界刺激后，液晶弹性体可以恢复到原来的形状，则该液晶弹性体具有形状记忆功能，C正确；
D．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，不是介于液态和固态之间的状态，D错误；
故选D。
2．A
【详解】A．Na3[Ag(S2O3)2]中Ag+和形成配位键，溶液中无单独的Ag+，不能用NaCl标准溶液滴定Ag+，A项错误；
B．的结构可以看做硫酸根中的一个氧原子被硫取代，结构和硫酸根类似，中心硫原子的孤电子对数为0，价层电子对数为4，中心原子S的杂化方式为sp3，B项正确；
C．基态Na+有10个核外电子，所以存在10种运动状态，C项正确；
D．氯化钠晶体中每个Na+周围有6个C1-，每个C1-周围有6个Na+，NaBr的晶体结构与NaCl晶体相似，则每个Br-周围有6个Na+，D项正确；
答案选A。
3．A
【详解】A．中N原子的价层电子对数，且含有1个孤电子对，中N原子价层电子对数，且含有2个孤电子对；孤电子对之间的排斥力大于孤电子对和成键电子对之间的排斥力，前者为三角锥形、后者为V形，则键角：前者大于后者，故A正确；
B．中N原子价层电子对数，且含有1个孤电子对，中N原子价层电子对数，且不含孤电子对，空间结构：前者为三角锥形、后者为平面三角形，故B错误；
C．中N原子价层电子对数，中N原子价层电子对数，氮原子杂化类型：前者为sp3、后者为sp2，故C错误；
D．铜离子含有空轨道、N原子含有孤电子对，所以铜离子提供空轨道、N原子提供孤电子对形成配位键，故D错误；
故选A。
4．B
【详解】A．植物油含碳碳双键，与溴水发生加成反应，不发生萃取，故A错误；
B．在乙醇中的溶解度小于水中，故向该溶液中加入乙醇后析出深蓝色固体，故B正确；
C．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近CF2Cl2液流，液流方向改变是由于CF2Cl2是极性分子，故C错误；
D．将氯气通入盛有鲜花的集气瓶中，鲜花褪色是由于氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，氯气没有漂白性，故D错误；
故选B。
5．B
【详解】A．常温下，Hg为液态，不属于晶体形式，故A不正确；
B．因为金属键没有方向性，因此金属键在一定范围内不因形变而消失，这实际上是金属有延展性的原因，B正确；
C．钙的金属键应强于K，故熔沸点应高于K，C不正确；
D．温度高，金属离子的热运动加强，对自由电子的移动造成阻碍，导电性减弱，故D不正确；
答案选B。
6．D
【详解】A．该配离子中铜离子为价，所以价层电子排布图为，A正确；
B．该离子的配体中，N原子采用了和两种杂化方式，B正确；
C．由图可知铜离子配位数和每个离子所含配位键数均为4，C正确；
D．由于Cu(Ⅰ)的3d轨道全充满，所以更稳定，故D错误。
故选D。
7．B
【详解】A．O2是非极性分子，O3是极性分子，极性不同，A错误；
B．F的电负性大于Cl的电负性，使CF3COOH的羧基中O—H的极性更大,氢离子更容易电离，所以酸性：CF3COOH>CCl3COOH， B正确；
C．原子半径：C
D．水分子间存在 ，硫化氢分子间存在范德华力，氢键比范德华力强，沸点：硫化氢<水，D错误；
故答案为：B。
8．C
【详解】A．由均摊法可知，晶胞中Cu原子数目为、Sn原子数目为、P原子数目为1，故化学式为，选项A正确；
B．晶胞中与P原子等距离且最近的Cu原子位于晶胞的面心，有6个，选项B正确；
C．Cu、Sn、P三种元素在元素周期表中分别处于ds区、p区、p区，选项C错误；
D．P原子位于体心而Sn原子位于顶点，Sn原子和P原子间的最短距离为体对角线长的一半，故距离为pm，选项D正确；
答案选C。
9．C
【分析】在四种类型的晶体中，只有分子晶体中含有单独存在的分子，其化学式既能表示物质的组成，又能表示物质的分子式。
【详解】A．是离子晶体，A不符题意；
B．是共价晶体，B不符题意；
C．是分子晶体，C满足题意；
D．Cu是金属晶体，D不满足题意；
答案选C。
10．D
【详解】A．溶液或熔融电解质导电的原因是存在自由移动的离子，乙醇溶于水不导电是其在水溶液中不能电离出离子，与为共价化合物无因果关系，故A不符合题意；
B．金属钠具有强还原性说明在反应中容易失去电子，和能发出透雾性强的黄光不存在因果关系，故B不符合题意；
C．二氧化硅为共价晶体、四氯化硅为分子晶体，两者的熔点与键能没有因果关系，故C不符合题意；
D．分子只含有1个羟基氢，则为一元酸，故属于正盐，存在因果关系，故D符合题意；
故选D。
11．D
【详解】A．从图示可看出，该堆积方式的第一层和第四层重合，所以这种堆积方式称为铜型，这种堆积方式可用符号……ABCABC……表示，属于面心立方最密堆积，A正确；
B．由A分析可知，该种堆积方式又称为铜型，B正确；
C．从图示可看出，该种堆积方式可用符号……ABCABC……表示，C正确；
D．该种堆积方式称为铜型，D错误；
故选D。
12．D
【详解】A． 溶液1显红色而溶液2不显红色说明相同浓度的和溶液中的浓度不同，故A正确；
B． Fe的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe3+是失去4s上的电子和3d上的一个电子得到的，其存在空轨道，CN-的电子式为 ，碳原子提供孤电子对，两者以配位键结合成，故B正确；
C． 溶液2不显红色，说明[Fe(CN)6]3-不会转化为Fe(SCN)3，说明与的结合力强于与的结合力，故C正确；
D． FeCl3溶液为棕黄色，K3[Fe(CN)6]溶液为黄色，若用KCN检验FeCl3溶液现象不明显，因此用KCN溶液检验FeCl3溶液中的Fe3+不如用KSCN溶液好，故D错误；
故选：D。
13．B
【详解】
A．NaCl中的配位数是6，干冰中CO2分子的配位数是12，氯化钠中钠离子配位数小于干冰中二氧化碳分子的配位数，A错误；
B．石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，有共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征，所以石墨为混合型晶体，B正确；
C．若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离是体对角线的四分之一为，C错误；
D．干冰晶体中二氧化碳分子的排列方向有4种，即在顶点上1种，3对面心上3种，D错误；
故选B。
14．C
【详解】A．在氯化铝溶液中加入足量饱和氟化钠溶液，生成Na3AlF6，再滴加氨水，不发生反应，故A错误；
B．氨气在催化剂作用下与氧气反应生成NO和H2O，故B错误；
C．铁在氯气中燃烧，无论铁是否过量，均生成FeCl3，故C正确；
D．稀硫酸能和铁反应生成氢气，氢元素化合价降低，体现稀硫酸的氧化性，故D错误；
答案选C。
15．(1) O2[AsF6] O2 KO2 BaO2
(2) +3 +3
【详解】（1）略
（2）略
16．BC
【详解】A．离子键包括阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力两个方面，A错误；
B．金属与非金属元素的电负性相差小于1.7时往往形成共价键，如Al与Cl、Be与Cl(AlCl3、BeCl2是共价化合物)等，B正确；
C．氢原子最外层只有一个电子，HX中的化学键均为共价键，C正确；
D．铵盐是由非金属形成的离子化合物，D错误；
E．铵盐是离子化合物但不含金属元素，氯化铝是共价化合物但含有金属元素，E错误；
F．离子化合物中一定含有离子键，还可能含有非极性键如Na2O2，F错误；
G．强碱和大多数盐是离子化合物，但强酸(如H2SO4、HNO3、HI等)是共价化合物，G错误；
H．离子化合物受热熔化需破坏离子键这个过程属于物理变化，H错误；
I．离子键没有饱和性和方向性，I错误；
故选BC。
17．(1)
(2) 共价晶体
(3) 金刚石＞碳化硅＞硅 共价键键能大小的比较：，故三种晶体熔点的排序为：金刚石＞碳化硅＞硅
(4) C和同主族，非金属性，空气中的溶于水形成，最高价氧化物对应水化物的酸性，故可与反应制 原硅酸脱水后，羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能发生交联形成空间网状结构
【详解】（1）硅为14号元素，基态硅原子的核外电子排布式为[Ar]3s23p2，则基态硅原子的价层电子的轨道表示式为 ；故答案为： 。
（2）①晶态是共价键形成的空间网状结构，熔点高，硬度大，其晶体类型为共价晶体；故答案为：共价晶体；
②晶体中硅原子与周围四个原子形成空间网状正四面体结构，其杂化方式为；故答案为：。
（3）r(C)＜r(Si)，键长：C C＜Si C＜Si Si，根据键长越短，键能越大，熔沸点越高，因此硅、金刚石和碳化硅晶体的熔点由高到低的顺序为金刚石＞碳化硅＞硅；其原因是共价键键能大小的比较：，故三种晶体熔点的排序为：金刚石＞碳化硅＞硅；故答案为：金刚石＞碳化硅＞硅；共价键键能大小的比较：，故三种晶体熔点的排序为：金刚石＞碳化硅＞硅。
（4）①原硅酸钠溶液吸收空气中的会生成，结合元素周期律解释原因：C和同主族，非金属性，空气中的溶于水形成，最高价氧化物对应水化物的酸性，故可与反应制；故答案为：C和同主族，非金属性，空气中的溶于水形成，最高价氧化物对应水化物的酸性，故可与反应制。
②羟基数目越多，溶解性越大，从结构的角度解释脱水后溶解度降低的原因：原硅酸脱水后，羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能发生交联形成空间网状结构；故答案为：原硅酸脱水后，羟基相对数量减少，与水形成氢键的数目减少，同时可能发生交联形成空间网状结构。
18． NH3、AsH3、PH3 AsH3、PH3、NH3 NH3、PH3、AsH3 6 1
【详解】(1)NH3、PH3、AsH3的结构相似，结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越强，物质的沸点越高，但是NH3分子间能形成氢键，故这三种物质的沸点NH3>AsH3>PH3；N、P、As这三种元素位于元素周期表中第ⅤA族，原子序数依次增大，同一主族从上到下，随着核电荷数的增加，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，氢化物的还原性逐渐增强，故这三种物质的还原性由强到弱的顺序为AsH3>PH3>NH3；NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3杂化，都有1对孤电子对，中心原子的电负性越小，成键电子对之间的斥力越小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种物质 键角由大到小的顺序为NH3>PH3>AsH3；
(2)由该物质的结构简式和分析，根据题意“含有多个配位原子的配体与同一中心离子或原子通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物”，故该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6mol，Cd—NO2那个不算；该螯合物中N原子的杂化方式都是sp2杂化，故该物质中N的杂化方式有1种。
19．(1)H-Br键比H-I键键长短、键能大，所以溴化氢受热比碘化氢受热难分解
(2)HBr与HI结构相似，HBr相对分子质量小，分子间作用力小，沸点低
【详解】（1）氢化物受热分解的难易程度与分子内化学键强弱有关，键比键的键长短、键能大，所以溴化氢受热比碘化氢受热难分解。
（2）沸点与分子间作用力有关，与均为分子晶体、结构相似，而相对分子质量小，分子间作用力小，因此溴化氢比碘化氢沸点低。
20． EF A A E CD B E F
【详解】金刚石是原子晶体，微粒是原子，微粒间的作用是共价键；氟化镁是离子晶体，微粒是阴阳离子，微粒间作用离子键；氯化铵是离子晶体，微粒是阴阳离子，作用是离子键；硝酸钠离子晶体，微粒是阴阳离子，微粒间作用离子键；干冰是分子晶体，微粒：分子，微粒间的作用是分子间作用力；碘是分子晶体，微粒：分子，微粒间的作用是分子间作用力；
（1）熔化不需破坏化学键的是分子晶体，即是EF；熔化时只需破坏共价键的是原子晶体，即是A；一般来说，熔沸点原子晶体>离子晶体>分子晶体，因此熔点最高的是A，干冰常温下是气态，碘常温下是固体，因此熔点最低是E；
（2）晶体中既存在离子键又存在共价键的，首先是离子晶体，又存在共价键，只能是CD，只存在离子键的是B；
（3）由极性键构成的非极性分子，首先是分子晶体，极性键是不同种元素形成的共价键，非极性分子对称或部分单质，因此E符合题意；
（4）碘单质易溶于有机溶剂，因此可溶于CCl4的是F。
21．原子晶体
【详解】CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示，可知该晶体是立体网状结构，故该晶体类型为原子晶体。
22．
【详解】磷化硼晶胞的结构与金刚石晶胞相似，将该晶胞切割成8个小立方体，在其中4个互不相邻的小立方体体心各有个B原子，因此B与P最近的距离为晶胞体对角线长的。设晶胞边长为acm，该晶胞中含有4个B、4个P，则，解得。晶胞体对角线长为晶胞边长的倍，故B与P最近的距离为。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
