鲁科版 (2019)选择性必修2第1节 认识晶体课后练习题

3.1认识晶体同步练习-鲁科版高中化学选择性必修2

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．硒化锌(摩尔质量)是一种重要的半导体材料，其立方晶胞结构及沿z轴投影如图。已知晶胞参数为，O点原子分数坐标为．下列说法错误的是

A．与最近且距离相等的有12个 B．间距离为

C．Q点原子分数坐标为 D．晶体密度为

2．金属晶体的形成是因为晶体中存在

A．金属离子间的相互作用

B．金属原子间的相互作用

C．金属离子与自由电子间的相互作用

D．自由电子间的相互作用

3．钠离子电池充电时，从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，放电时则相反。是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法错误的是

A．当转化为NaCuSe时，产生

B．1 mol NaCuSe晶胞完全转化为晶胞时，伴随着脱嵌

C．每个晶胞完全转化为晶胞，转移的电子数为

D．晶胞中处于四面体空隙的有8 mol

4．钛铁基储氢合金是由钛、铁两种元素组成的金属间化合物。一种钛铁合金的晶胞如图ⅰ所示，晶胞边长约为3×10-10m，该合金吸收的氢位于体心立方正八面体的中心，氢被4个钛原子和2个铁原子包围，如图ⅱ所示。下列说法不正确的是

A．钛铁合金的化学式：TiFe

B．钛铁合金中每个Ti周围距离最近且等距的Fe有8个

C．钛铁合金的密度约为6g/cm3(计算结果保留到整数)

D．如图ⅱ所示的每个体心立方正八面体均填充1个氢原子，则理论上形成的金属氢化物的化学式：TiFeH2

5．下列关于晶体的说法正确的是

A．凡有规则几何外形的固体均为晶体

B．晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性均相同

C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点

D．将饱和硫酸铜溶液冷却降温，析出的固体不是晶体

6．下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是

A．Cl2和NaCl B．CH4和H2O

C．NaBr和HBr D．C(金刚石)和CO2

7．科学家把和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体，该物质的K原子和分子的个数比为

A．1∶1 B．4∶1 C．6∶1 D．3∶1

8．四氢铝钠(NaAlH4)是有机合成中重要的还原剂，晶胞结构如图所示。已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是

A．基态Al原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为6∶7

B．AlH的空间结构为正四面体形

C．AlH的配位数为4

D．该晶体的密度为g•cm-3

9．CO2的应用领域广泛，是一种廉价易得的基本化工原料，我国提出力争在 2060 年前实现碳中和。碳中和：通过节能减排，植树造林，化工合成等治理 CO2的手段，使 CO2排放量减少甚至是回收利用，以此达到 CO2“零排放”的目的。下列有关 CO2说法正确的是

A．CO2与 SiO2的晶体类型相同 B．CO2的空间构型为直线形

C．元素第一电离能：I1(C)>I1(O) D．CO2属于弱电解质

10．根据下列晶体的晶胞结构，判断化学式正确的是

A． B． C． D．

二、填空题

11．(1)某物质的晶体内部一个截面上原子的排布情况如图所示，则该晶体的化学式可表示为       

(2)Si 元素以 Si－O－Si 链构成矿物界，由许多四面体(图 l)连接成无限长的单链或双链(图 2)结构。图 2 所示的多硅酸根离子的化学式通式为        (以含正整数 n 的代数式表示)。

12．CaC2是重要的金属碳化物，工业上可用CaC2制造乙炔。CaC2有多种晶型，其中一种晶型的晶胞如图所示：

CaC2的电子式为       ，晶胞中Ca2+的配位数为       ，阴离子填充了由Ca2+围成的       空隙。

13．下图为几种物质的晶体结构或晶胞示意图。

回答下列问题：

(1)以共价键结合形成的晶体是       。

(2)上图所示的四种物质中，熔点最低的是       。

(3)晶体中的配位数是       。

(4)每个晶胞中平均含有       个铜原子。

(5)金刚石的熔点远高于冰晶体，原因是       。

14．磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料。 LiFePO4可用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺()等作为原料制备。

(1) Fe2＋基态核外电子排布式为        ，PO43-的空间构型为        (用文字描述)。

(2) NH4H2PO4中，除氢元素外，其余三种元素第一电离能最大的是    (填元素符号)。

(3) 1 mol含有的σ键数目为   ，苯胺的沸点高于甲苯的主要原因是        。

(4) 一个LiCl晶胞(如图)中，Li＋数目为        。

15．已知MgO具有NaCl型晶体结构，其结构如图所示。已知MgO晶胞边长为 0.42 nm，则MgO的密度为        g/cm3(保留小数点后一位)；相邻Mg2＋之间的最短距离为        nm(已知＝1.414；结果保留小数点后两位)，每个Mg2＋周围具有该距离的Mg2＋个数为        。

16．方钴矿化合物是典型的热电材料，在环境污染和能源危机日益严重的今天，进行新型热电材料的研究具有很强的现实意义。

(1)Brian Sales等研究了一类新型热电材料，叫作填隙方钴矿锑化物，在钴和锑形成的晶体空隙中填充入稀土原子La(如图所示)，该化合物的化学式为       。

(2)Co和Fe的逐级电离能数据如表，Fe的大于Co的原因是       。

(3)已知的熔点73℃，沸点223.5℃，的熔点是735℃，沸点是1049℃。两者的熔沸点差异较大的原因是       。预测的空间构型为       。

(4)为更好地理解超酸的强酸性，实验小组查阅相关资料了解得：混合超强酸显强酸性的原因是氟化氢提供和离子，氟离子通过强配位键与生成稳定结构的四氟化硼阴离子，于是就成为了“自由质子”，从而导致整合体系具有非常强的酸性。以此类推，魔酸()是最早发现的超强酸，其中Sb采取       杂化方式，S采取       杂化方式。

17．我国秦俑彩绘和汉代器物上用的颜料被称为中国蓝”、“中国紫”，近年来，人们对这些颜料的成分进行了研究，发现其成分主要为BaCuSi4O10、BaCuSi2O6

(1)基态Cu原子核外有       个运动状态不同的电子，其在周期表中的位置       。Si、O、Ba元素电负性由大到小的顺序为       。

(2)“中国蓝”的发色中心是以Cu2+为中心离子的配合物，其中提供孤电子对的是       元素。

(3)比较Si、SiC、 CO2 三种物质晶体状态时熔点由高到低的顺序为       ，原因为       。

(4)C、N元素与颜料中的氧元素同周期。

①写出CO的一种常见等电子体分子的电子式       ；NO的VSEPR模型为       ，酸性：HNO2       HNO3(填“强于”或“弱于”)。

②C、N元素能形成一种类石墨的聚合物半导体g-C3N4其单层平面结构如图1，晶胞结构如图2。

i.g-C3N4中氮原子的杂化类型是       。

ii.已知该晶胞的体积为Vcm3，中间层原子均在晶胞内部。设阿伏加德罗常数的值为NA，则g-C3N4的密度为       。

iii.根据图2，在图1中用平行四边形画出个最小重复单元     。

18．现有甲．乙．丙．丁四种晶胞(如下图所示)，可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为        ；乙晶体的化学式为         ；丙晶体的化学式为          ；丁晶体的化学式为        。

19．回答下列问题：

(1)甲醛与新制Cu(OH)2加热可得砖红色沉淀Cu2O，已知Cu2O晶胞的结构如图所示：

①在该晶胞中，Cu+的配位数是      

②若该晶胞的边长为apm，则Cu2O的密度为       g∙cm-3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA，1pm=10-12m)。

(2)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，LiZnAs基稀磁半导体的晶胞如图所示，其中A处Li的原子坐标参数为(0，0，)B处As的原子坐标参数为(，，)；C处Li的原子坐标参数为       。

(3)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构如图。储氢原理：镧镍合金吸附H2，H2解离为原子，H原子储存在其中形成化合物。若储氢后，氢原子占据晶胞中上下底面的棱心和面心，则形成的储氢化合物的化学式为       。

20．汞钡铜氧晶体的晶胞如图A所示，通过掺杂Ca2＋获得的具有更高临界温度的超导材料如图B所示。图A晶胞中钡离子的分数坐标为(，，)和       

三、实验题

21．三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料，实验室采用三氟化硼(BF3)与氯化铝(AlCl3)加热的方法制备BCl3，装置如下图所示(夹持装置及加热装置略)。

已知：1．三氟化硼(BF3)易与水反应：三氯化硼(BCl3)易潮解：三氯化铝(AlCl3)沸点低、易升华。Ⅱ．部分物质的常点如下表所示。

回答下列问题：

(1)BF3中B的杂化方式为      ，AlCl3属于      晶体，C中仪器a的名称为      (每空1分，共3分)

(2)将氟硼酸钾(KBF4)和硼酐(B2O3)一起研磨均匀加入A中的圆底烧瓶，滴入浓硫酸并加热，除产生气体外，还生成一种酸式盐，分别写出气体和酸式盐的化学式      、      。

(3)实验开始时，两处加热装置应先加热      (填“A”或“C”)。

(4)装置B中盛放的是浓硫酸，其作用是      。

(5)装置D的作用是      。

(6)C中2.50 g无水氯化铝完全反应后，取下U形管并注入水，完全反应生成盐酸和硼酸(H3BO3是一元弱酸)将所得溶液加水稀释到250 mL，取10 mL加入锥形瓶中滴入2滴酚酞溶液，用0.1000 mol/L的NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液的体积为28.00 mL，则BCl3的产率为      %(保留四位有效数字)。

22．叠氮化合物是重要的有机合成试剂，化学兴趣小组的同学在实验室制备叠氮化钾(KN3)并测定其结构。

I.制备KN3

在异丙醇[(CH3)2CHOH]和H2SO4的混合溶液中逐滴加入NaNO2溶液，将反应容器置于冰盐浴中，控制温度低于0℃。反应1h后生成的亚硝酸异丙酯[(CH3)2CHONO]浮在表面上，分离出上层的油状物，接着用NaCl和NaHCO3的混合溶液洗涤(CH3)2CHONO三次，干燥后得到(CH3)2CHONO。将一定量KOH溶于无水乙醇中，取其上层清液于三颈烧瓶(图1)中，先加入N2H4加热，随后加入(CH3)2CHONO并加热反应约1h。待KN3析出后冰浴冷却，过滤后用无水乙醇洗涤三次，干燥后得到KN3粗产品。

II.测定KN3晶体结构

将KN3粗产品进一步进行纯化后得到纯晶，然后测定其晶体结构，经过进一步数据处理，得到KN3的晶胞结构如图2所示。

相关物质的性质见表。

回答下列问题：

(1)图1中仪器B的名称是    。

(2)在(CH3)2CHOH、H2SO4和NaNO2反应时，需使用冰盐浴控温而不能使用冰浴控温的原因是    。用含NaHCO3的混合溶液洗涤(CH3)2CHONO的目的是    ，洗涤时需要使用的玻璃仪器是    。

(3)异丙醇的沸点高于亚硝酸异丙酯沸点的原因是    。

(4)写出由(CH3)2CHONO、N2H4和KOH反应生成KN3和(CH3)2CHOH的化学方程式：    。

(5)纯化KN3粗产品的方法是    ，测定KN3晶体结构的方法是    。

(6)N的中心原子孤电子对数为    。KN3晶体中每个K+周围离最近且相等的N共有   个。

23．某化学兴趣小组做了淀粉水解及产物检验的实验，步骤如下：

步骤1：取1mL淀粉溶液，加入2mL10%稀硫酸，加热煮沸。

步骤2：向步骤1所得溶液中加入10%溶液调节pH至碱性。

步骤3：在另一支试管中加入2mL10%溶液滴入5滴5%溶液，振荡，制得新制的。

步骤4：向步骤2所得溶液中加入少量新制备的，加热3~5min，观察到生成砖红色沉淀。

回答下列问题

(1)要想证明淀粉溶液没有水解完全，只需在步骤1所得溶液中加入       ，观察到       的现象时，即可证明。

(2)步骤4发生反应的化学方程式是       。

(3)新制的里含有 (四羟基合铜离子)，该离子的配体是       ，的配位数是       。

(4)步骤4所得的砖红色沉淀的晶胞如图所示，其中e是       (填离子符号)，假设该晶胞的边长为，该晶体的密度为       (用含a的代数式表示，为阿伏加德罗常数的值)。

参考答案：

1．C

2．C

3．B

4．D

5．C

6．B

7．D

8．C

9．B

10．C

11．     AB     (Si4O11)n6n

12．          6     正八面体

13．(1)金刚石晶体

(2)冰晶体

(3)6

(4)4

(5)金刚石熔化破坏的是共价键，冰熔化破坏的是氢键，共价键的作用力远大于氢键

14．     1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6     正四面体     N     14 mol     苯胺可形成分子间氢键，而甲苯分子间没有氢键     4

15．     3.6     0.30     12

16．(1)

(2)的第四电离能失去的是的电子，失去的是的电子，比较稳定

(3)     是分子晶体，是离子晶体     三角锥形

(4)         

17．     29     第四周期第IB族     O>Si> Ba     O     SiC>Si>CO2     Si、SiC 都是原子晶体，熔点高：干冰(或CO2晶体)是分子晶体，熔点低。而C原子半径比Si小，Si-C 共价键比Si-Si键长短，键能大，SiC 熔点比Si高          平面三角形     弱于     sp2杂化     g/cm3    

18．     1：1     C2D     EF     XY2Z

19．(1)     2    

(2)(，，)

(3)

20．(，，)

21．(1)     sp2     分子     球形冷凝管

(2)     BF3     KHSO4

(3)A

(4)干燥除水，观察气泡，控制气体流速

(5)冷凝收集BCl3

(6)93.45

22．(1)球形冷凝管

(2)     要求控制温度低于0℃，冰浴只能控温到0℃     除去混合液中的稀硫酸     玻璃棒、烧杯、分液漏斗

(3)异丙醇中存在羟基能形成氢键，而亚硝酸异丙酯不能形成氢键

(4)(CH3)2CHONO+N2H4+KOH=KN3+(CH3)2CHOH+2H2O

(5)     使用适量的乙醚溶解粗产品，然后过滤、洗涤、烘干得到KN3     X射线衍射

(6)     0     8

23．     碘液     溶液变蓝          OH-     4     Cu+