1、第三章第三章 晶体结构与性质晶体结构与性质 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题包括 16 小题，每小题 3 分，共 48 分；每小题只有一个选项符合题意) 1下列叙述中正确的是( ) A晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 B晶体具有的物理性质是各向异性 C晶体、非晶体均具有固定的熔点 D由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性 答案 B 解析 晶体与非晶体的根本区别在于构成固体的粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排 列，A 不正确；晶体具有的物理性质是各向异性，B 正确；非晶体没有固定的熔点，C 不正 确；晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发地呈现
2、封闭的规则的多面体外形的性 质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的。由玻璃制成规则的玻璃球是非晶体，不能体 现晶体的自范性，D 不正确。 2下列关于金属物理性质原因的描述不正确的是( ) A金属具有良好的导电性，是因为金属晶体中的“电子气”在电场作用下作定向移动 B金属具有良好的导热性能，是因为自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率 增大，传递了能量 C金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层在滑动过程中金属键未破坏 D金属一般具有银白色光泽，是物理性质，与金属键没有关系 答案 D 解析 金属内部有自由电子，当有外加电压时电子定向移动，因此金属可以导电，A 正确； 金属内部
3、的自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增大，传递了能量，故金属 有良好的导热性，因此 B 正确；当金属晶体受到外力作用时，晶体中的各原子层发生相对滑 动而不断裂，所以表现出良好的延展性，故 C 正确；金属一般具有银白色光泽是由于金属键 中的自由电子在吸收可见光以后，发生跃迁，成为高能态，然后又会回到低能态，把多余的 能量以可见光的形式释放出来的缘故，所以金属一般具有银白色光泽与金属键有关系，故 D 错误。 3下列过程中化学键被破坏的是( ) 碘升华 溴蒸气被木炭吸附 酒精溶于水 HCl 气体溶于水 MgCl2溶解于水 NaCl 熔化 A全部 B C D 答案 C 解析 碘是分子晶体，
4、升华破坏的是分子间作用力，错误；溴蒸气被木炭吸附破坏的是 分子间作用力，错误；酒精溶于水破坏的是分子间作用力，错误；HCl 气体溶于水在水 分子的作用下，断裂共价键，形成 H 和 Cl，正确；MgCl 2溶解于水断裂的是离子键，正 确。 4下列能与 NaOH 溶液反应的且属于共价晶体的化合物是( ) A金刚石 B石墨 C石英(SiO2) DCO2 答案 C 解析 金刚石属于共价晶体， 不能与氢氧化钠溶液反应， 是单质不是化合物， A 不符合题意； 石墨属于混合型晶体，不能与氢氧化钠溶液反应，是单质不是化合物，B 不符合题意；石英 (SiO2)属于共价晶体，能与氢氧化钠溶液反应，是化合物，C 符
5、合题意；CO2能与氢氧化钠溶 液反应，但 CO2是属于分子晶体的化合物，D 不符合题意。 5下列性质适合于离子晶体的是( ) A熔点 1 037 ，易溶于水，水溶液能导电 B熔点 10.31 ，液态不导电，水溶液能导电 C能溶于 CS2，熔点 112.8 ，沸点 444.5 D熔点 97.81 ，质软、导电，密度 0.97 g cm 3 答案 A 解析 A 项，熔点 1 070 ，易溶于水，水溶液能导电，说明该晶体具有离子晶体的特点；B 项，熔点为 10.31 ，熔点低，符合分子晶体的特点，液态不导电，是由于液态时，只存在 分子，没有离子，水溶液能导电，是由于溶于水后，在水分子的作用下电离出自
6、由移动的离 子； C 项，能溶于 CS2、熔点 112.8 ，沸点 444.5 ，符合分子晶体的特点；D 项，金属 钠熔点为 97.81 ，质软、导电、密度 0.97 g cm 3，符合金属晶体的特点。 6为了确定 SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中合理、可靠 的是( ) A观察常温下的状态：SbCl5是苍黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和 SnCl4都是 离子化合物 B测定 SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为 73.5 、2.8 、33 。结论：SbCl3、SbCl5、 SnCl4都不是离子化合物 C将 SbCl3、SbCl
7、5、SnCl4分别溶解于水中，再分别滴入 HNO3酸化的 AgNO3溶液，均产生 白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物 D 测定 SbCl3、 SbCl5、 SnCl4的水溶液的导电性， 发现它们都可以导电。 结论： SbCl3、 SbCl5、 SnCl4都是离子化合物 答案 B 7下列各项所述的数字不是 6 的是( ) A在 NaCl 晶体中，与一个 Na 最近的且距离相等的 Cl的个数 B在金刚石晶体中，最小的环上的碳原子个数 C在二氧化硅晶体中，最小的环上的原子个数 D在石墨晶体的层状结构中，最小的环上的碳原子个数 答案 C 解析 二氧化硅是共价晶体，其中的硅
8、原子数目与氧原子数目之比为 12，空间结构中每个 单元环由 6 个硅原子和 6 个氧原子组成。 8某研究所合成了一种球形分子，它的分子式为 C60Si60，其结构中包含有 C60和 Si60结构。 下列对该分子的叙述中正确的是( ) A分子中 Si60被包裹在 C60里面 B形成的晶体属于分子晶体 C其摩尔质量为 2 400 D熔点高、硬度大 答案 B 解析 硅的原子半径比碳大，所以化合物 C60Si60，外层球壳为 Si60，故 A 不正确；根据题意 知，该晶体是由分子构成的，属于分子晶体，故 B 正确；该分子是由 60 个碳原子和 60 个硅 原子结合而成，该物质的摩尔质量为 2 400
9、g mol 1，故 C 不正确；该物质是分子晶体，熔点 低，硬度小，D 不正确。 9在化学上，常用一条短线表示一个化学键，如图所示的有关结构中，有直线(包括虚线)不 表示化学键或分子间作用力的是( ) A石墨的结构 B白磷的结构 CCCl4的结构 D立方烷(C8H8)的结构 答案 C 解析 A 项，表示的是石墨的层状结构。在层内，每个 C 原子与相邻的三个 C 原子形成共价 键，这些共价键形成一个个平面正六边形，这些六边形结构向空间扩展，就形成了石墨的层 状结构，在层间，是以分子间作用力结合。不符合题意；B 项，在白磷(P4)中，每个 P 原子 与相邻的三个 P 原子形成三个共价键，键角为 6
10、0 。所以白磷分子的结构是正四面体结构， 不符合题意；C 项，CCl4是由分子构成的物质。在每个 CCl4分子中 C 原子与 4 个 Cl 原子形 成 4 个共价键，键角为 109 28。所以 CCl4分子是正四面体结构。但是四个 Cl 原子间没有 作用力，不会形成化学键，虚线不表示化学键，符合题意；D 项，在立方烷(C8H8)中每个 C 原子与相邻的三个 C 原子形成三个共价键，键角为 90 ，因此每条线都表示化学键，不符合 题意。 10氯化铯晶胞(晶体重复的结构单位)如图甲所示，该晶体中 Cs 与 Cl的个数之比为 11， 化学式为 CsCl。若某晶体晶胞结构如图乙所示，其中含有 A、B、
11、C 三种元素的粒子，则该 晶体中 A、B、C 的粒子个数之比为( ) A861 B431 C161 D113 答案 D 解析 根据晶胞的均摊法， 在此晶体的晶胞中有 A： 81 8 1 个， B： 11 1 个， C： 6 1 2 3 个，即 N(A)N(B)N(C)113，故 D 正确。 11已知 X、Y、Z 三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化 合物的化学式正确的是( ) AZXY3 BZX2Y6 CZX4Y8 DZX8Y12 答案 A 解析 根据晶胞结构可知 X、Y、Z 分别位于晶胞的顶点、棱、体心处，因此根据均摊法可 知， 含有 X、 Y、 Z 原子的个数分别
12、是 81 81、 12 1 43、 1， 所以该晶体的化学式是 ZXY3， 答案选 A。 12科学家发现钇钡铜氧化合物在 90 K 时具有超导性，若该化合物的结构如图所示，则该化 合物的化学式可能是 ( ) AYBa2Cu3O8 BYBa2Cu2O5 CYBa2Cu3O5 DYBaCu4O4 答案 C 解析 由图可知，图中有一个钇原子，两个钡原子。而铜原子，在顶点和在侧棱各有 8 个， 故总的铜原子数为1 88 1 483 个。对于氧原子，共 6 1 47 1 25 个，故 C 正确。 13在 CuCl2溶液中存在如下平衡： CuCl42 4H 2O Cu(H2O)42 4Cl 黄色 蓝色 下
13、列说法中不正确的是( ) A将 CuCl2固体溶于少量水中得到蓝色溶液 B将 CuCl2固体溶于大量水中得到蓝色溶液 CCuCl42 和Cu(H 2O)4 2都是配离子 D当CuCl42 和Cu(H 2O)4 2达一定比例时，溶液呈现绿色 答案 A 解析 将 CuCl2固体溶于少量水中，则根据平衡移动方程式可知，主要是以CuCl42 形式存 在，A 不正确；稀释有利于平衡向正反应方向移动，B 正确；C 正确，其中氯离子和水都是 配体。 14配合物 Na2Fe(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、非极性键 B配离子为Fe(CN)5(N
14、O)2 ，中心离子为 Fe3，配位数为 6，配位原子有 C 和 N C1 mol 配合物中 键数目为 12NA 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 答案 A 解析 配合物中存在配位键，内界和外界之间存在离子键，内界 CN 、NO 存在极性键，但 不存在非极性键，故 A 错误；配离子为Fe(CN)5(NO)2 ，中心离子为 Fe3，配体为 CN和 NO，配位原子为 C 和 N，配位数为 6，故 B 正确；配位键也属于 键，配体 CN 中含有 1 个 键， NO 中含有 1个 键， 所以 1 mol配合物中 键数目为 615112 mol， 即 12NA
15、， 故 C 正确；配合物为离子化合物，易电离，完全电离成 Na 和Fe(CN) 5(NO) 2，1 mol 配合 物电离共得到 3NA阴、阳离子，故 D 正确。 15配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是( ) A以 Mg2 为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用 BFe2 的卟啉配合物是输送 O 2的血红素 CAg(NH3)2 是化学镀银的有效成分 D向硝酸银溶液中加入氨水，可除去硝酸银溶液中的 Ag 答案 D 解析 向AgNO3溶液中加入氨水， Ag 与氨水反应先产生沉淀， 后沉淀不断溶解得到配合物。 16已知冰晶石(Na3AlF6)熔融时的电离方程式为 Na3AlF6=3Na
16、 AlF3 6。现有冰晶石的结 构单元如图所示， 位于大立方体顶点和面心， 位于大立方体的 12 条棱的中点和 8 个小立 方体的体心，是图中 、 中的一种。下列说法正确的是( ) A冰晶石是共价晶体 B大立方体的体心处代表 Al3 C与 Na 距离相等且最近的 Na有 6 个 D冰晶石晶体的密度约为1 395 a3 g cm 3 答案 D 解析 由冰晶石熔融时能发生电离，可知冰晶石是离子晶体，A 项错误；每个晶胞中含有 的 个数为 81 86 1 24， 的个数为 12 1 4811，根据冰晶石的化学式可知，AlF 3 6与 Na 的个数比为 13，故与 必然表示同一种微粒，即为 Na ，B
17、 项错误；与 Na距离相等且 最近的 Na 有 8 个， C 项错误； 晶体的密度为 4210 6.021023a10 83 g cm 31 395 a3 g cm 3， D 项正确。 二、非选择题(本题共 5 个小题，共 52 分) 17(10 分)磁性材料氮化铁镍合金可用 Fe(NO3)3、Ni(NO3)2、丁二酮肟、氨气、氮气、氢氧 化钠、盐酸等物质在一定条件下反应制得。 (1)基态 Ni 原子的价电子排布式是_。 (2)丁二酮肟(结构简式如图 1 所示)中碳原子的杂化方式为_。丁二酮肟中 C、N、O 第 一电离能由大到小的顺序为_。1 mol 丁二酮肟分子中含有 键的数目为_。 (3)
18、图 2 是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图。该合金储氢后，含 1 mol La 的合金含有 Ni 的数目为_。 答案 (1)3d84s2 (2)sp2和 sp3 NOC 15NA (3)5NA或 3.011024 解析 (2)该分子中甲基上 C 原子价层电子对个数是 4、连接甲基的碳原子价层电子对个数是 3，根据价层电子对互斥理论判断 C 原子杂化类型，前者为 sp3、后者为 sp2；同一周期元素， 第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第A 族、第A 族第一电离能大于其相邻 元素，所以第一电离能 NOC；共价单键为一个 键、共价双键中含有一个 键和一个 键，1 个丁二酮肟分子中含有 1
19、5 个 键，则 1 mol 该物质中含有 15 mol 键。 (3)该晶胞中 La 原子个数81 81、Ni 原子个数4 1 214 1 25，则该晶胞中 La、Ni 原子个数之比为 15，所以含 1 mol La 的合金含有 Ni 的数目为 5NA3.011024。 18(10 分)氮化硼(BN)晶体有多种结构。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。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。 (1)关于这两种晶体的说法，正确的是_(填字母)。 A立方相氮化硼含有 键和 键，所以硬度大 B六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软 C两种
20、晶体中 BN 均为共价键 D两种晶体均为分子晶体 (2)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间结构为_，其结构与石 墨相似却不导电，原因是_。 (3)立方相氮化硼晶体，硼原子的杂化轨道类型为_。该晶体的天然矿物在青藏高 原地下约 300 km 古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合 成立方相氮化硼需要的条件应是_。 (4)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。 1 mol NH4BF4含有_ mol 配位 键。 答案 (1)BC (2)平面三角形 层状结构之间没有自由移动的电子 (3)sp3 高温、高压 (4)2 解析 (1)A 项， 立
21、方相氮化硼只含有 键， 由于形成的是立体网状结构， 所以硬度大， 错误； B 项，六方相氮化硼层间以分子间作用力结合，作用力小，所以质地软，正确；C 项，两种 晶体中 BN 均为共价键，正确；D 项，两种晶体前者是混合型晶体，后者是共价晶体，错 误。 (2)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间结构为平面三角形；其结构与 石墨相似却不导电，原因是层状结构之间没有自由移动的电子。 (3)立方相氮化硼晶体，硼原子的杂化轨道类型为 sp3；根据这一矿物形成事实，推断实验室 由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是高温、高压的条件。 (4)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的
22、原料之一。 1 mol NH4BF4含有 N 与 H 原子间和 B 与 F 原子间形成的 2 mol 配位键。 19(10 分)X、Y、Z、R 为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X 与 氢元素可形成 XH3；Z 基态原子的 M 层与 K 层电子数相等；R2 离子的 3d 轨道中有 9 个电 子。请回答下列问题： (1)Y 基态原子的电子排布式是_；Z 所在周期中第一电离能最大的主族元素是 _。 (2)XY 2离子的空间结构是_；R 2的水合离子中，提供孤电子对的原子是_。 (3)Z 与某元素形成的化合物的晶胞如图所示， 晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是_。 (4)将 R
23、单质的粉末加入 XH3的浓溶液中，通入 Y2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离 子方程式是_。 答案 (1)1s22s22p4 Cl (2)V 形 O (3)21 (4)2Cu8NH3 H2OO2=2Cu(NH3)42 4OH 6H 2O 解析 X、Y、Z、R 为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体，该气体是 NO2，则 X 是氮元素，Y 是氧元素；X 与氢元素可形成 XH3，该气体是氨气；Z 基态原子的 M 层与 K 层电子数相等，则该元素的原子序数是 28212，即为镁元素；R2 离子的 3d 轨道中有 9 个电子，因此 R 的原子序数是 189229，即为铜元素。 (2
24、)根据价层电子对互斥理论可知，NO 2中心原子氮原子含有的孤电子对数5122 2 1， 即氮原子的价层电子对数是 3，由于含有一个孤电子对，因此其离子的空间结构是 V 形；铜 离子含有空轨道，而水分子中的氧原子含有孤电子对，因此在 Cu2 的水合离子中，提供孤电 子对的原子是 O 原子。 (3)根据晶胞结构可知，阳离子在 8 个顶点和体心处各一个，则根据均摊法可知，阳离子个数 181 82 个。阴离子在上下面各 2 个，晶胞内部 2 个，则阴离子个数4 1 224 个， 因此晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是 4221。 20(11 分)铜是过渡金属元素，可以形成多种化合物。 (1)CuCl 的
25、盐酸溶液能够与 CO 发生反应：CuClCOH2O=Cu(CO)Cl H2O 电负性：C_O(填“”“”或“”)。 CO 常温下为气体，固态时属于_晶体。 (2)Cu 与 NH 3形成的配合物可表示成Cu(NH3)n ，该配合物中，Cu的 4s 轨道及 4p 轨道通 过 sp 杂化接受 NH3提供的孤电子对。 Cu(NH3)n 中 Cu与 n 个氮原子的空间结构呈_形，n_。 (3)CuCl2溶液与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)可形成配离子Cu(En)22 (En 是乙二胺的简 写)： 请回答下列问题： 配离子Cu(En)22 的中心原子基态 L 层电子排布式为_。 乙二胺分子中氮原子轨道
26、的杂化类型为_，乙二胺和三甲胺N(CH3)3均属于胺， 但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是：_。 配合物Cu(En)2Cl2中不存在的作用力类型有_(填字母)。 A配位键 B极性键 C离子键 D非极性键 E氢键 F金属键 答案 (1) 分子 (2)直线 2 (3)2s22p6 sp3杂化 乙二胺分子间可以形成氢 键，三甲胺分子间不能形成氢键 EF 解析 (1)同一周期的元素， 元素的原子序数越大， 元素的电负性就越大， 所以电负性： CO; CO 常温下为气体， 固态时属于分子晶体。 (2)Cu 与 NH 3形成的配合物可表示成Cu(NH3)n ， 该配合物中，Cu 的4s 轨道及4p 轨道
27、通过 sp 杂化接受 NH 3提供的电子对。所以在Cu(NH3)n 中 Cu 与 n 个氮原子的空间结构呈直线形。(3)在配离子Cu(En) 2 2的中心原子 Cu 基态 L 层电子排布式 2s22p6；乙二胺分子(H2NCH2CH2NH2)中氮原子轨道的杂化类型为 sp3 杂化；乙二胺和三甲胺N(CH3)3均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，是因为在乙二 胺分子间可以形成氢键， 三甲胺分子间不能形成氢键；配合物Cu(En)2Cl2中存在的作用力 类型有离子键、极性共价键、非极性共价键、配位键；不存在的作用力有氢键和金属键，故 选 EF。 21(11 分)随着科学技术的发展，阿伏加德罗常数
28、的测定手段越来越多，测定精确度也越来 越高，现有一种简单可行的测定方法，具体步骤为： .将固体 NaCl 研细、干燥后，准确称取 m g NaCl 固体并转移到定容仪器 A 中。 .用滴定管向 A 仪器中滴加苯，不断振荡，继续加苯至 A 仪器的刻度线，计算出 NaCl 固体 的体积为 V cm3。 (1)步骤中 A 仪器最好用_(仪器名称)。 (2)步骤中用酸式滴定管好还是碱式滴定管好：_，理由是_ _。 (3)能否用胶头滴管代替步骤中的滴定管_，理由是_ _。 (4)已知 NaCl 晶体的晶胞结构如下图所示，用 X 射线测得 NaCl 晶胞中靠得最近的 Na 与 Cl间 的平均距离为a cm
29、， 则用上述测定方法测得阿伏加德罗常数NA的表达式为NA_ mol 1。 答案 (1)容量瓶 (2)酸式滴定管 苯能溶解碱式滴定管的橡皮管 (3)不能 实验中需要准 确量取苯的体积 (4)29.25V m a3 解析 (2)由于苯对橡胶有溶胀、老化作用，所以滴定管用酸式滴定管。(3)实验中需要准确量 取苯的体积，因此不能用胶头滴管代替滴定管。(4)NaCl 的密度为 m V g cm 3，最近的 Na 与 Cl 间的平均距离为 a cm，则晶胞棱长2a cm，NaCl 晶胞的体积(2a)3cm3，晶胞中 Na 数目112 1 44、Cl 数目81 86 1 24，则 NaCl 晶胞的质量 4 58.5 NA gm V g cm 3 (2a)3 cm3，整理可得 NA29.25V m a3 mol 1。
