第三章--晶体结构与性质(人教版2019选择性必修2)(学生版).docx

第三章 晶体结构与性质
考点01 物质的聚集状态
1．下列说法正确的是(　　)
A．互为同素异形体的物质的性质完全相同
B．互为同素异形体的物质之间不可能相互转化
C．氧气和臭氧之间的转化是物理变化
D．液晶兼有液体和晶体的部分性质
2．等离子体在工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面有着非常重要的应用价值。下列与等离子体无关的是(　　)
A．等离子体显示器
B．日光灯和霓虹灯
C．把水温度升高到几千摄氏度
D．液晶显示器

考点02 晶体与非晶体
3．晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率是与层平行的方向上的导电率的。晶体的各向异性主要表现在(　　)
①硬度　②导热性　③导电性　④光学性质
A．只有①③ B．只有②④ C．只有①②③ D．①②③④
4．下列关于晶体自范性说法错误的是(　　)
A．自范性是完全自发进行
B．自范性是有条件自发进行
C．自范性的结果表现为规则外形
D．自范性是微观有序排列的宏观表象
5．下列过程得到的固体不是晶体的是(　　)
A．将NaCl饱和溶液降温，所得到的固体
B．气态H2O冷却直接形成的固体
C．熔融的KNO3冷却后所得到的固体
D．将液态的玻璃冷却后所得到的固体

考点03 晶胞 晶体结构的测定
6．不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是(　　)
A．石墨和金刚石是同素异形体
B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列
C．石墨的熔点为3 625 ℃
D．在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线
7．下列有关晶胞的叙述错误的是(　　)
A．晶胞是晶体结构中最小的重复单元
B．不同晶体中晶胞的大小和形状不一定相同
C．晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
D．已知晶胞的结构可推知晶体的组成

考点04 晶胞组成的计算
8．钇钡铜氧化合物晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式可能是(　　)

A．YBa2Cu3O4　　　　B．YBa2Cu2O5 C．YBa2Cu3O5 D．YBaCu4O4
9．某晶体的部分结构为正三棱柱(如图所示)，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是(　　)

A．3∶9∶4　　　　 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
10．钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示意图如图，它的化学式是(　　)

A．BaTi8O12 B．BaTi4O6 C．BaTi2O4 D．BaTiO3

考点05 晶体密度的计算
11．已知CsCl晶体的密度为ρ g·cm－3，用NA表示阿伏加德罗常数的值，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，CsCl的晶胞结构如图所示，则CsCl的摩尔质量可以表示为(　　)
A．NA·a3·ρ g·mol－1 B． g·mol－1
C． g·mol－1 D． g·mol－1
12．食盐晶体是由钠离子(图中的“”)和氯离子(图中的“”)构成的，且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2 g·cm－3，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol－1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于(　　)

A．3.0×10－8 cm B．3.5×10－8 cm
C．4.0×10－8 cm D．5.0×10－8 cm
13．Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为________ g·cm－3(列出计算式)。

(2)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞棱长为a nm、FeS2的摩尔质量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于S所形成的正八面体的体心，该正八面体的棱长为________nm。

考点06 分子晶体的结构特点
14．下列有关分子晶体的说法一定正确的是(　　)
A．分子内均存在共价键
B．分子间一定存在范德华力
C．分子间一定存在氢键
D．分子晶体一定采取分子密堆积方式
15．(双选)正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，有与石墨相似的层状结构。层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是(　　)

A．正硼酸晶体属于分子晶体
B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C．分子中硼原子杂化轨道的类型为sp2
D．1 mol H3BO3晶体中含有2 mol氢键

考点07 分子晶体的物理性质
16．某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下：

NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
CaCl2
熔点/℃
801
712
190
－68
782
沸点/℃
1 465
1 418
178
57
>1 600
根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是(　　)
A．NaCl、MgCl2、CaCl2　　　　 B．AlCl3、SiCl4
C．NaCl、CaCl2 D．全部
17．现代无机化学对硫－氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。如图是已经合成的最著名的硫－氮化合物的分子结构。下列说法正确的是(　　)

A．该物质的分子式为S2N2
B．该物质的分子中既有极性键又有非极性键
C．该物质具有很高的熔、沸点
D．该物质与化合物S2N2互为同素异形体
18．请回答下列问题：
(1)据报道，科研人员应用电子计算机模拟出来类似C60的物质N60，试推测下列有关N60的说法正确的是________。
a．N60易溶于水
b．N60是一种分子晶体，有较高的熔点和硬度
c．N60的熔点高于N2
d．N60的稳定性比N2的强
(2)已知碘晶胞结构如图所示，请回答下列问题：

①碘晶体属于________晶体。
②碘晶体熔化过程中克服的作用力为_______。
③假设碘晶胞中立方体的棱长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则碘单质的密度为________。

考点08 共价晶体的结构和性质
19．下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(　　)
A．键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6
B．SiH4中Si的化合价为＋4，CH4中C的化合价为－4，因此SiH4还原性小于CH4
C．Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成p—p π键
D．立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度
20．氮氧化铝(AlON)是新型透明高硬度防弹铝材料，属于共价晶体，主要用于装甲车辆防弹窗户、战场光学设备的透镜、望远镜穹顶以及覆盖于导弹传感器顶部的透明圆窗等。下列描述错误的是(　　)
A．基态铝原子的价电子排布式为3s23p1
B．制备AlON的原料N2中N原子采取sp2杂化
C．AlON和水晶的化学键类型相同
D．AlON的熔点比AlCl3的熔点高
21．请按要求填空：
(1)C、N元素形成的新材料具有如图所示的结构，该晶体的化学式为_______。

(2)氮化碳和氮化硅晶体结构相似， 是新型的非金属高温陶瓷材料，它们的硬度大、熔点高、化学性质稳定。
①氮化硅的硬度________(填“大于”或“小于”)氮化碳的硬度，原因是__________________________；
②已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且氮原子与氮原子不直接相连、硅原子与硅原子不直接相连，同时每个原子都满足最外层8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式：_________
(3)第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与晶体硅相似。在GaN晶体中，每个Ga原子与________个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为________，GaN属于________晶体。

考点09 常见的共价晶体
22．下列有关共价晶体的叙述不正确的是(　　)
A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体
B．含1 mol C的金刚石中C—C键数目是2NA，1 mol SiO2晶体中Si—O键数目是4NA
C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂
D．SiO2晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2不是它的分子式
23．下列有关共价晶体的叙述不正确的是(　　)
A．金刚石和二氧化硅晶体的最小结构单元都是正四面体
B．含1 mol C的金刚石中C—C键数目是2NA，1 mol SiO2晶体中Si—O键数目是4NA
C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂
D．SiO2晶体是共价晶体，所以晶体中不存在分子，SiO2不是它的分子式

考点10 分子晶体与共价晶体的比较
24．下列说法正确的是(　　)
A．由原子构成的晶体不一定是共价晶体
B．分子晶体中的分子内不含有共价键
C．分子晶体中一定有非极性共价键
D．分子晶体中分子一定是密堆积
25．干冰和二氧化硅晶体同属ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔沸点差别很大的原因是(　　)
A．二氧化硅分子量大于二氧化碳分子量
B．C—O键键能比Si—O键键能小
C．干冰为分子晶体，二氧化硅为共价晶体
D．干冰易升华，二氧化硅不能

考点11 金属键 金属晶体
26．关于晶体的下列说法正确的是(　　)
A．晶体只要硬度较低，就一定不是金属晶体
B．熔点高达几千摄氏度的晶体不一定是金属晶体
C．有金属光泽的晶体一定是金属晶体
D．根据晶体能否导电判断晶体是否属于金属晶体
27．下列关于金属晶体的叙述正确的是(　　)
A．用铂金做首饰不能用金属键理论解释

B．固态和熔融时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能是金属晶体
C．Li、Na、K的熔点逐渐升高
D．温度越高，金属的导电性越好
28．(1)金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶角各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子。金晶体每个晶胞中含有________个金原子。
(2)金和铜可以形成多种金属化合物，其中一种的晶体结构如图所示(为面心立方结构)。该金属化合物的化学式________。

(3)1 183 K以下纯铁晶体的基本结构单元如图1所示，1 183 K以上转变为图2所示的基本结构单元。在1 183 K以下的纯铁晶体中最邻近的铁原子等距离且最近的铁原子数为________；在1 183 K以上的纯铁晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为________。

29．铜及其合金是人类最早使用的金属材料，铜的化合物在现代生活和生产中有着广泛的应用。
(1)铜的熔点比钙的高，其原因是_____________________________________。
(2)金属铜的晶体中1个铜周围等距离且相邻的铜个数为12，则其晶胞为如图中的________(填字母序号)。

(3)某磷青铜晶胞结构如图所示。

①则其化学式为_________。
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有________个，这些Sn原子所呈现的构型为__________。

考点12 离子晶体的结构
30．下列说法不正确的是(　　)
A．离子晶体可能全部由非金属元素构成
B．离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键
C．金属元素与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体
D．熔化后能导电的晶体一定是离子晶体
31．如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是(　　)

A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B．NaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同，所以二者的阴、阳离子的配位数也相同
C．CsCl晶体中阴、阳离子的配位数均为8
D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，但阴、阳离子的半径比不同

考点13 离子晶体的性质
32．根据表中给出物质的熔点数据(AlCl3沸点为260 ℃)，判断下列说法错误的是(　　)
晶体
NaCl
MgO
SiCl4
AlCl3
晶体硼
熔点/℃
801
2 852
－70
180
2 500
A．MgO中的离子键比NaCl中的离子键强
B．SiCl4晶体是分子晶体
C．AlCl3晶体是离子晶体
D．晶体硼是共价晶体
33．参考下表中物质的熔点，回答下列问题。
物质
NaF
NaCl
NaBr
NaI
熔点(℃)
995
801
755
651
物质
NaCl
KCl
RbCl
CsCl
熔点(℃)
801
776
715
646
物质
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
熔点(℃)
－90.4
－70.2
5.2
120
物质
SiCl4
GeCl4
SbCl4
PbCl4
熔点(℃)
－70.2
－49.5
－36.2
－15
(1)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与__________有关，因为一般__________比__________熔点高。
(2)钠的卤化物及碱金属氯化物的熔点与卤素离子及碱金属离子的__________有关，随着__________增大，熔点依次降低。
(3)硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物熔点与__________有关，随着______增大，__________增强，熔点依次升高。

考点14 过渡晶体与混合型晶体
34．下列说法正确的是(　　)
A．Na2O与Na2O2所含的化学键类型完全相同
B．离子晶体中一定存在共价键
C．分子晶体中共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
D．石墨晶体中有共价键、范德华力、金属键等几种电性作用
35．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是(　　)

A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道
C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键
D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
36．氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂，但不能导电。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法，正确的是(　　)

A．立方相氮化硼含配位键B→N
B．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软，熔点低
C．两种氮化硼中的硼原子均采用sp2杂化
D．六方相氮化硼晶体其结构与石墨相似却不导电，原因是没有可以自由移动的电子

考点15 配位键
37．若X、Y两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是(　　)
A．X、Y只能是分子
B．X、Y只能是离子
C．若X提供空轨道，则Y至少要提供一对孤电子对
D．若X提供空轨道，则配位键表示为X→Y
38．下列粒子中含配位键的是(　　)
①N2H　②CH4 ③OH－ ④NH　⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O＋ ⑧Ag(NH3)2OH
A．①②④⑦⑧　　　 B．③④⑤⑥⑦
C．①④⑤⑥⑦⑧ D．全部

考点16 配合物
39．HCHO与[Zn(CN)4]2－在水溶液中发生反应：4HCHO＋[Zn(CN)4]2－＋4H＋＋4H2O===[Zn(H2O)4]2＋＋4HOCH2CN，下列有关说法正确的是(　　)
A．[Zn(CN)4]2－中存在共价键、配位键和离子键
B．HCHO中碳原子以sp2的形式杂化
C．CN－中的σ键和π键数目相同
D．Zn原子的3d能级中有空轨道
40．已知氯化铬的水合物为CrCl3·6H2O，其中铬元素的配位数是6，将含0.1 mol氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到0.2 mol AgCl沉淀，则氯化铬溶于水中的含铬阳离子为(　　)
A．Cr3＋　　　　　　 B．[CrCl2(H2O)4]＋
C．[CrCl(H2O)5]2＋ D．[Cr(H2O)6]3＋
41．配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验，下列说法不正确的是(　　)
A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键
B．配离子为[Fe(CN)5(NO)]2－，中心离子为Fe3＋，配位数为6，配位原子有C和N
C．1 mol配合物中σ键数目为6NA
D．该配合物为离子化合物，易电离，1 mol配合物电离共得到3NA阴阳离子
42．如图是卟啉配合物叶绿素的结构示意图(部分)，下列有关叙述正确的是(　　)

A．示意图中的两个氧原子的杂化类型无法确定
B．该叶绿素是配合物，中心离子是镁离子
C．该叶绿素是配合物，其配体是N元素
D．该叶绿素不是配合物，而是高分子化合物
43．Fe4[Fe(CN)6]3是较早发现的CN－配合物，其中铁元素呈现两种不同的价态。回答下列问题：
(1)写出外界离子基态核外电子排布式：_________________。
[Fe(CN)6]4－中与Fe2＋配位的原子是________(填元素符号)。Fe4[Fe(CN)6]3中存在的化学键有________(填字母)。
A．离子键　　B．共价键　　C．配位键　　D．氢键
(2)CN－中碳原子的轨道杂化类型是________；与CN－互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。

考点17 超分子
44．科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子，具有高效的催化性能，其分子结构示意图如图。W、X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大。(注：实线代表共价键，其他重复单元的W、X未标注)下列说法不正确的是(　　)

A．Y单质的氧化性在同主族中最强
B．离子半径：Z>Y
C．Z与Y可组成多种离子化合物
D．简单氢化物的热稳定性：Y>X

综合练习
45．亚铁氰化钾属于欧盟批准使用的食品添加剂，受热易分解： 3K4[Fe(CN)6]12KCN＋Fe3C＋2(CN)2↑＋N2↑＋C，下列关于该反应说法错误的是(　　)
A．已知 Fe3C 晶胞中每个碳原子被 6 个铁原子包围，则铁的配位数是 3
B．配合物K4[Fe(CN)6]中配位原子是碳原子
C．(CN)2分子中σ键和π键数目比为 3∶4
D．基态Fe2＋的最高能层电子排布为3s23p63d6
46．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)基态镍原子的核外电子排布式为________________________。
(2)很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应，如：①CH2==CH2　②HC≡CH　③　④HCHO，其中碳原子的杂化轨道类型为sp2杂化的分子有________(填物质序号)。
(3)[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是_氨气(NH3)的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是__________________________________________。
(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示，请回答：

①晶胞中镍原子的堆积模型名称是________。
②元素铜与镍的第二电离能分别为I2(Cu)＝1 959 kJ·mol－1，I2(Ni)＝1 753 kJ·mol－1，I2(Cu)＞I2(Ni)的原因是___________________________________________________。
③若合金的密度为d g·cm－3，晶胞参数(即棱长)a＝________nm。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)
47．砷化镓为第二代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长、耗能少。已知砷化镓的晶胞结构如图所示。请回答下列问题：

(1)下列说法不正确的是________(填序号)。
A．砷化镓是分子晶体 B．电负性As>Ga
C．第一电离能As>Ga D．砷化镓晶体中含有配位键
(2)Ga的核外电子排布式为_________________________________________。
(3)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃下反应制得，(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为__CH3)3Ga分子是________(填“极性”或“非极性”)分子。AsH3分子空间构型为________，N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是________________(用氢化物分子式表示)。
(4)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为______________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的立体构型为____________________________。
48．(1)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，一种铜金合金晶体的晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶角位置，则该合金中Cu原子与Au原子数目之比为______该晶体中，原子之间的相互作用是______________。
(2)某钙钛型复合氧化物如图所示，以A原子为晶胞的顶角，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe等时，这种化合物具有CMR效应。

①用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式________。
②已知La为＋3价，当被钙等二价元素A替代时，可形成复合钙钛矿化合物La1－xAxMnO3(x＜0.1)，此时一部分锰转变为＋4价，导致材料在某一温度附近有反铁磁——铁磁、铁磁—顺磁及金属—半导体的转变，则La1－xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为________。
③下列有关说法正确的是____
A．镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区
B．氧元素的第一电离能比氮元素的第一电离能大
C．锰的电负性为1.59，铬的电负性为1.66，说明锰的金属性比铬强
D．铬的价层电子排布与钾相同
49．超分子在生命科学和物理学等领域中具有重要意义。由Mo将2个C60分子、2个p­甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。

(1)Mo处于第五周期第ⅥB族，核外电子排布与Cr相似，它的基态价电子排布式是________；核外未成对电子数是________个。
(2)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是________(填元素符号)，p­甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有________。(已知吡啶可看作苯分子中的一个CH原子团被N取代的化合物)
(3)已知：C60分子中存在碳碳单、双键；C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；C60分子只含有五边形和六边形；多面体的顶点数V、面数F及棱边数E遵循欧拉定理：V＋F－E＝2。则一个C60分子的结构是由________个五边形和________个六边形组成的球体。用文字简述C60跟F2在一定条件下反应所得的物质的组成：___________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)某晶胞中各原子的相对位置可用如图所示的原子坐标表示，其中所有顶点的原子坐标均可以为(0，0，0)。钼(Mo)的一种立方晶系的晶体结构中，每个晶胞有2个Mo原子，其中Mo原子坐标是(0，0，0)及(，，)。已知该晶体的密度是ρ g·cm－3，Mo的摩尔质量是M g·mol－1，阿伏加德罗常数是NA，晶体中距离最近的Mo原子核之间的距离为________pm。