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高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识课后练习题
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识课后练习题，共15页。试卷主要包含了单选题，判断题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．一种钴的氧化物在纳米储能领域研究广泛，其晶胞结构如图所示(白球为C，黑球为O)，已知该晶胞参数为，阿伏加德罗常数为。下列说法错误的是
A．该晶体的化学式为COB．基态C原子有3个未成对电子
C．与O原子最近且等距离的O原子有12个D．氧化物的摩尔体积
2．下列过程中不能得到晶体的是
A．对饱和溶液降温所得到的固体
B．气态直接冷却成固态水
C．熔融的冷却后所得到的固体
D．液态的玻璃冷却后所得到的固体
3．液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列关于液晶的说法中，正确的是
A．液晶是一种液态的晶体B．所有物质在一定条件下都能成为液晶
C．施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列D．移去电场后，液晶分子相互平行排列
4．CuCl可作有机合成的催化剂，可由废铜屑经如下转化流程制得：
已知“沉淀”时的反应为，。关于转化流程，下列说法正确的是
A．“氧化”时，盐酸表现出酸性和还原性
B．“还原”时的离子方程式为：
C．“滤液”中
D．CuCl晶胞如上图所示，1个CuCl晶胞中含有4个和4个
5．下列说法中不正确的是
A．X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，也可以获得晶体的键长和键角的数值
B．和的空间结构不同，所以中心S原子杂化方式也不同
C．杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可用于形成π键
D．价层电子对互斥模型一般不用于预测以过渡金属为中心原子的分子空间结构
6．砷化镓(GaAs)是一种立方晶系的晶体，其晶胞结构如图甲所示。将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。砷化镓的晶胞参数为xpm。下列说法错误的是
A．1mlGaAs中配位键的数目是NA
B．GaAs晶体中，Ga和As的最近距离是xpm
C．元素的电负性：Ga＜As
D．稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为1：2
7．已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞结构如图所示，则下列表示该化合物的化学式正确的是
A．B．C．D．
8．氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物)，下列叙述不正确的是
A．“还原”时焦炭主要被氧化为CO2
B．“高温氮化”反应的化学方程式为3Si＋2N2Si3N4
C．“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉
D．AgI晶胞中含4个I-
9．LDFCB是电池的一种电解质，该电解质阴离子由同周期元素原子W、X、Y、Z构成(如图)，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，四种原子最外层电子数之和为20，下列说法正确的是
A．四种元素形成的简单氢化物中Z的沸点最高
B．W、Z形成的化合物分子中各原子均满足8电子稳定结构
C．原子半径：ZD．四种元素的单质中，有分子晶体、共价晶体和金属晶体三种情况
10．下列物质属于分子晶体的是
①冰 ②二氧化硅 ③碘 ④铜 ⑤固态的氩
A．仅①③B．仅②③⑤C．仅③⑤D．仅①③⑤
二、判断题
11．晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列。(____)
12．固态物质一定是晶体。(____)
13．测定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行实验(____)
14．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。(_____)
15．晶体中含有硅氧键的数目为。(_______)
三、解答题
16．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
（1）Fe3＋基态核外电子排布式为 。
（2）丙酮(CH3CCH3O)分子中碳原子轨道的杂化类型是 ，1ml丙酮分子中含有σ键的数目为 。
（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为 。
（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为 。
（5）某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为 。
1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71℃，密度为1.36g·cm－3。实验室制备少量1-溴丙烷的主要步骤如下：步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24gNaBr。
步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。
步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。
步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12mLH2O、12mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1—溴丙烷。
（1）仪器A的名称是 ；加入搅拌磁子的目的是搅拌和 。
（2）反应时生成的主要有机副产物有2溴丙烷和 。
（3）步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是 。
（4）步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是 。
（5）步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL5%Na2CO3溶液，振荡， ，静置，分液。
17．碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3](Mr=222)是一种草绿色晶体，可用于铜盐、油漆和烟花的制备。实验室制备碱式碳酸铜的步骤如下：
I.分别配制0.50ml∙L-1CuSO4溶液和0.50ml∙L-1Na2CO3溶液。
II.将30mLCuSO4溶液和36mL Na2CO3溶液混合、搅拌均匀。
III.将II的混合溶液加热至75℃，搅拌15min。
IV.静置使产物沉淀完全后，抽滤、洗涤、干燥、称重，分析样品组成和晶体结构。
回答下列问题：
(1)步骤I中，配制0.50ml∙L-1CuSO4溶液时，不需要使用下列仪器中的 (填仪器名称)。
(2)步骤II中，若误将CuSO4溶液与Na2CO3溶液等体积混合，二者恰好完全反应，生成蓝色的Cu4(SO4)(OH)6∙2H2O晶体，其反应的离子方程式为 。
(3)步骤III中，若温度高于90℃，产品中混有的黑色固体是 。
(4)步骤IV中，检验沉淀是否洗涤干净的试剂是 ；称得产品的质量为1.332g，则该实验所得碱式碳酸铜的产率是 。
(5)对样品进行热重分析得到的曲线如下图所示，则铜元素的质量分数是 ，与理论值相差不大。使用 实验可进一步测定样品的晶体结构。
18．CuCl是常见的有机合成催化剂。某实验小组设想用CuCl2和Na2SO3溶液制备CuCl。
资料：①CuCl为难溶于水和酸的白色固体
②CuI为难溶于水的白色固体
③Cu+在酸性环境中易歧化为Cu和
④
Ⅰ．CuCl的制备
(1)用离子方程式表示CuCl制备的设想依据： 。
(2)Na2SO3溶液易变质，使用前需要标定，配制该Na2SO3溶液所需要的玻璃仪器有：试剂瓶、玻璃棒和 。
【实验一】CuCl的制备
(3)将实验一中的白色沉淀分离后，通过 (填字母)证明了白色沉淀为CuCl，且不含其他杂质。
A．X射线衍射实验 B．柱色谱 C．核磁共振氢谱
Ⅱ．橙黄色沉淀的成分探究
(4)实验一中橙黄色沉淀存在时间较短，难以获得。为成功制备该沉淀，可将实验一中的CuCl2溶液替换为等体积等浓度的 。
【实验二】实验小组依据体系中相关物质的性质推测：橙黄色沉淀可能为Cu2SO3、CuSO3，或二者的混合物。为进一步证明该推测，实验小组继续做了下列实验。
(5)实验小组观察到实验a中 (填字母)，证明了橙黄色沉淀中含有Cu2SO3。
A．反应后溶液呈蓝色 B．有紫红色固体析出
(6)若橙黄色沉淀中含有CuSO3，由于 ，实验b中上清液呈无色且不能使淀粉溶液变蓝；若橙黄色沉淀仅有Cu2SO3，现象与实验b相同。因此仅通过实验b不能证明橙黄色沉淀中含CuSO3，但可以通过检验上层清液中某种离子的存在证明橙黄色沉淀中含有CuSO3，其实验方案为： 。
实验操作
实验现象
溶液和溶液混合
立即有橙黄色沉淀生成，3min后沉淀颜色变浅并伴有少量白色沉淀产生，再振荡1min后沉淀全部变为白色。
实验
实验操作
a
取少量洗净的橙黄色沉淀于试管中，并加入一定量的稀硫酸
b
注：实验所用试剂均经过除氧处理
参考答案：
1．D
【详解】A．根据均摊法，晶胞中有4个C，4个O，化学式为CO，A正确；
B．基态C原子的价电子排布式为，其价电子排布图为 ，有3个未成对电子，B正确；
C．根据图示结构结合几何关系可知，与O原子最近且等距离的O原子有12个，且距离为，C正确；
D．1ml晶胞中含有4mlCO，该氧化物的摩尔体积为，D错误；
故答案选D。
2．D
【详解】A、饱和溶液降温，溶质从溶液中析出，可得到晶体，A项不符合题意；
B、气态物质直接冷却凝华，可得到晶体，Ｂ项不符合题意;
C、熔融态的冷却凝固可得到晶体，Ｃ项不符合题意;
D、由于玻璃本来就属于非晶体，液态的玻璃冷却后所得到的固体仍为非晶体，D符合题意;
答案选Ｄ。
3．C
【详解】A．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如表现出类似晶体的各向异性等，不是液态晶体，A错误；
B．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，并不是所有物质都能成为液晶，B错误；
C．施加电场时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，C正确；
D．施加电场时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，D错误；
故选C。
4．D
【分析】废铜屑中加入过氧化氢将铜氧化后加盐酸溶解出铜离子，加入具有还原性的亚硫酸钠将铜离子还原为；
【详解】A．根据流程可知盐酸与被过氧化氢氧化的铜反应，生成铜离子，表现出酸性，故A错误；
B．具有还原性的亚硫酸根离子将铜离子还原为，自身被氧化为硫酸根离子，离子方程式：，故B错误；
C． 根据，生成沉淀时生成氯离子，所以氯离子浓度较大，将氯化亚铜放入水中达沉淀溶解平衡时，，则，故C错误；
D．根据晶胞图，存在于晶胞内部，共4个；存在于顶角和面心，共，故D正确；
答案选D。
5．B
【详解】A．通过晶体X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，也可以获得晶体的键长和键角的数值，A正确；
B．根据价层电子对互斥理论和中心原子S原子价层电子对数均为3，所以中心S原子杂化方式都是sp2，B错误；
C．杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可用于形成π键，C正确；
D．价层电子对互斥模型可用来预测分子的立体结构，以过渡金属为中心原子形成的分子结构复杂，价层电子对互斥模型一般不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子空间结构，D正确；
故选B。
6．D
【详解】A．中，砷提供孤对电子，镓提供空轨道，两者形成配位键，平均1个中配位键数目为1，则中配位键的数目是，A正确；
B．由砷化镓晶胞结构可知，和的最近距离为晶胞体对角线长度的，和的最近距离是，B正确；
C．元素的电负性：Ga＜As，C正确；
D．由图乙可知，掺杂之后，晶胞中的数目为，的数目为4，故稀磁性半导体材料中，、的原子个数比为，D错误；
故选D。
7．A
【详解】在该晶胞中X均位于晶胞的顶点，故该晶胞中含X的个数为；Y均位于晶胞的棱上，故该晶胞中含Y的个数为；Z位于晶胞的内部，故该晶胞中含Z的个数为1，则该化合物的化学式为；故选A。
8．A
【详解】A．“还原”时，SiO2与焦炭在高温下反应，生成粗硅和CO，A不正确；
B．“高温氮化”时，Si与N2在高温条件下反应，生成Si3N4，反应的化学方程式为3Si＋2N2Si3N4，B正确；
C．“操作X”是除去原料气中的O2，可将原料气通过灼热的铜粉，除去O2杂质，从而获得纯净的N2，C正确；
D．AgI晶胞中，含I-的个数为，D正确；
故选A。
9．C
【分析】同周期元素W、X、Y、Z中，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，说明这四种元素位于第二周期；根据图示可知，Y可形成2个共价键，应为O元素；X为6号C元素；Z只能形成1个共价键，则Z为F元素；四种元素最外层电子数之和为20，W的最外层电子数为20-4-6-7=3，为B元素，所以W、X、Y、Z分别为：B、C、O、F，据此解答。
【详解】A．四种元素最简单氢化物分别为BH3、CH4、H2O、HF，由于水和氟化氢均含有氢键，所以其沸点较前两者高，但由于相同物质的量的水中含所有的氢键数比氟化氢中的氢键数多，所以水的沸点比氟化氢高，A错误；
B．W、Z可以形成化合物BF3，该物质中B原子最外层只有6个电子，B错误；
C．由分析可知W、X、Y、Z分别为同周期元素：B、C、O、F，同周期元素从左至右元素的原子半径逐渐减小，所以ZD．四种元素均为非金属元素，所以没有金属晶体，D错误；
综上所述答案为C。
10．D
【详解】分子晶体是由分子通过分子间作用力结合而成的，分子晶体的熔沸点较低，属于分子晶体的是①冰、③碘和⑤固态的氩；②二氧化硅是原子晶体；④铜是金属晶体，故D正确。
故选D。
11．正确
【详解】晶体内部的粒子按一定规律周期性的排列，而非晶体中的粒子排列是无规则的，故正确。
12．错误
【详解】固态物质分为晶体和非晶体，二者的根本区别是晶体有三大特性，有规则的几何外形，有各向异性，有固定的熔点，故错误。
13．正确
【详解】 详解
通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。X射线衍射可以测定某一固体是否是晶体，故正确。
14．正确
【详解】由于晶体具有自范性，缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢得到修复，变为完美的立方体块，故正确。
15．正确
【详解】的物质的量为，1mlSiO2晶体中含有4ml硅氧键，则0.075ml SiO2晶体中含有0.075ml×4=0.3ml硅氧键，数目为，故正确。
16． [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 sp2和sp3 9NA H【详解】（1）铁的原子序数为26，位于第四周期Ⅷ族，核外电子数为23，其基态核外电子排布式为或。
（2）丙酮的甲基中碳原子的杂化方式为杂化，羰基中碳原子的杂化方式为杂化；1ml丙酮中含有6mlC-H键，2mlC-C键，1mlC=O键，单键均为σ键，碳氧双键中含有1mlσ键，所以1ml丙酮中含有9mlσ键。
（3）电负性是原子在分子中吸引成键电子的能力。同周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，所以电负性，又因为在甲烷中碳元素显负化合价，吸引电子能力更强，所以电负性，故电负性。
（4）丙酮分子间只有范德华力，而乙醇存在分子间氢键，使其沸点升高。
（5）由晶胞示意图可知，一个晶胞中，含有铁原子的数目为，氮原子的数目为1，所以x=4，y=1，由图-2可知，Cu替代该晶体中a位置Fe，可使能量降低，Cu替代该晶体中b位置Fe，可使能量升高，最稳定的Cu替代型产物为Cu完全替代该晶体中a位置Fe，即晶格中铜原子数目为，所以铁原子数目为3，所以最稳定的Cu替代型产物化学式为。
（1）仪器A是蒸馏烧瓶；搅拌磁子在磁力搅拌器的作用下旋转达到搅拌的目的，也能够在蒸馏过程中充当沸石的作用，防止液体暴沸。
（2）加热过程中，正丙醇会发生分子内脱水生成丙烯或分子间脱水生成正丙醚。
（3）步骤2中的馏出物温度较高，若不使用冰水浴降温，生成的1-溴丙烷会挥发，使得产率降低。
（4）步骤1混合物中的主要物质为正丙醇和HBr，若加热过急，会使得部分HBr挥发，缓慢加热，能够避免这一问题。
（5）分出的有机相中会含有未反应的氢离子，加入和水洗涤后，会生成气体，振荡后，要将分液漏斗下口向上倾斜，打开活塞排出气体，然后静置分液。
17．(1)坩埚
(2)4Cu2+++3+5H2O=Cu4(SO4)(OH)6∙2H2O↓+3CO2↑
(3)CuO
(4) 盐酸、氯化钡溶液 80%
(5) 56% X射线衍射
【分析】本实验的目的，制备碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。分别配制0.50ml∙L-1CuSO4溶液和0.50ml∙L-1Na2CO3溶液，然后将30mLCuSO4溶液和36mL Na2CO3溶液混合、搅拌均匀；将混合溶液加热至75℃，搅拌15min，即可获得碱式碳酸铜晶体。
【详解】（1）步骤I中，配制0.50ml∙L-1CuSO4溶液时，需要使用容量瓶、烧杯、天平，玻璃棒等，不需要使用的仪器是：坩埚。答案为：坩埚；
（2）步骤II中，将CuSO4溶液与Na2CO3溶液等体积混合，二者恰好完全反应，生成Cu4(SO4)(OH)6∙2H2O晶体，同时生成CO2，反应的离子方程式为4Cu2+++3+5H2O=Cu4(SO4)(OH)6∙2H2O↓+3CO2↑。答案为：4Cu2+++3+5H2O=Cu4(SO4)(OH)6∙2H2O↓+3CO2↑；
（3）步骤III中，若温度高于90℃，Cu2(OH)2CO3发生分解，生成CuO、CO2和水，则产品中混有的黑色固体是CuO。答案为：CuO；
（4）步骤IV中，沉淀表面容易吸附溶液中的，检验的试剂是盐酸、氯化钡溶液。制取碱式碳酸铜的离子方程式为2Cu2++2+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑，则理论上，30mL0.50ml∙L-1CuSO4溶液和36mL 0.50ml∙L-1Na2CO3溶液反应，生成Cu2(OH)2CO30.0075ml，则碱式碳酸铜的产率是=80%。答案为：盐酸、氯化钡溶液；80%；
（5）从图中可以看出，样品灼烧后，所得固体为CuO，质量保留百分数为70%，则铜元素的质量分数是=56%。测定晶体结构时，通常使用X射线衍射实验，所以使用X射线衍射实验可进一步测定样品的晶体结构。答案为：56%；X射线衍射。
【点睛】Cu2(OH)2CO3的分解温度低于水的沸点，所以在水溶液中加热，Cu2(OH)2CO3就可发生分解。
18．(1)
(2)烧杯、量筒、胶头滴管
(3)A
(4)CuSO4溶液
(5)B
(6) (或CuSO3)与反应生成白色沉淀CuI和I2，I2可继续被还原为 取少量实验b中的上层清液于洁净的试管中，先加入足量盐酸酸化，再滴加几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明橙黄色沉淀中含有CuSO3
【详解】（1）铜离子具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，CuCl制备的离子方程式；
（2）配制溶液所需要的玻璃仪器有：试剂瓶、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管；
（3）晶体可以发生X射线的衍射，则通过X射线衍射实验可证明白色沉淀为CuCl；
（4）反应过程中需要铜离子参与反应，且不含有具有氧化性的离子，为成功制备该沉淀，可将实验一中的CuCl2溶液替换为等体积等浓度的CuSO4溶液；
（5）根据Cu+在酸性环境中易歧化为Cu和Cu2+，实验小组观察到实验a中有紫红色固体析出，证明了橙黄色沉淀中含有Cu2SO3；
（6）若橙黄色沉淀中含有CuSO3，由于(或CuSO3)与反应生成白色沉淀CuI和I2，I2可继续被还原为，实验b中上清液呈无色且不能使淀粉溶液变蓝；若橙黄色沉淀仅有Cu2SO3，现象与实验b相同。因此仅通过实验b不能证明橙黄色沉淀中含CuSO3，但可以通过检验上层清液中某种离子的存在证明橙黄色沉淀中含有CuSO3，其实验方案为：取少量实验b中的上层清液于洁净的试管中，先加入足量盐酸酸化，再滴加几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明橙黄色沉淀中含有CuSO3。
一、单选题
1．一种钴的氧化物在纳米储能领域研究广泛，其晶胞结构如图所示(白球为C，黑球为O)，已知该晶胞参数为，阿伏加德罗常数为。下列说法错误的是
A．该晶体的化学式为COB．基态C原子有3个未成对电子
C．与O原子最近且等距离的O原子有12个D．氧化物的摩尔体积
2．下列过程中不能得到晶体的是
A．对饱和溶液降温所得到的固体
B．气态直接冷却成固态水
C．熔融的冷却后所得到的固体
D．液态的玻璃冷却后所得到的固体
3．液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列关于液晶的说法中，正确的是
A．液晶是一种液态的晶体B．所有物质在一定条件下都能成为液晶
C．施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列D．移去电场后，液晶分子相互平行排列
4．CuCl可作有机合成的催化剂，可由废铜屑经如下转化流程制得：
已知“沉淀”时的反应为，。关于转化流程，下列说法正确的是
A．“氧化”时，盐酸表现出酸性和还原性
B．“还原”时的离子方程式为：
C．“滤液”中
D．CuCl晶胞如上图所示，1个CuCl晶胞中含有4个和4个
5．下列说法中不正确的是
A．X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，也可以获得晶体的键长和键角的数值
B．和的空间结构不同，所以中心S原子杂化方式也不同
C．杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可用于形成π键
D．价层电子对互斥模型一般不用于预测以过渡金属为中心原子的分子空间结构
6．砷化镓(GaAs)是一种立方晶系的晶体，其晶胞结构如图甲所示。将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。砷化镓的晶胞参数为xpm。下列说法错误的是
A．1mlGaAs中配位键的数目是NA
B．GaAs晶体中，Ga和As的最近距离是xpm
C．元素的电负性：Ga＜As
D．稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为1：2
7．已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞结构如图所示，则下列表示该化合物的化学式正确的是
A．B．C．D．
8．氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物)，下列叙述不正确的是
A．“还原”时焦炭主要被氧化为CO2
B．“高温氮化”反应的化学方程式为3Si＋2N2Si3N4
C．“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉
D．AgI晶胞中含4个I-
9．LDFCB是电池的一种电解质，该电解质阴离子由同周期元素原子W、X、Y、Z构成(如图)，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，四种原子最外层电子数之和为20，下列说法正确的是
A．四种元素形成的简单氢化物中Z的沸点最高
B．W、Z形成的化合物分子中各原子均满足8电子稳定结构
C．原子半径：Z
10．下列物质属于分子晶体的是
①冰 ②二氧化硅 ③碘 ④铜 ⑤固态的氩
A．仅①③B．仅②③⑤C．仅③⑤D．仅①③⑤
二、判断题
11．晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列。(____)
12．固态物质一定是晶体。(____)
13．测定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行实验(____)
14．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。(_____)
15．晶体中含有硅氧键的数目为。(_______)
三、解答题
16．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
（1）Fe3＋基态核外电子排布式为 。
（2）丙酮(CH3CCH3O)分子中碳原子轨道的杂化类型是 ，1ml丙酮分子中含有σ键的数目为 。
（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为 。
（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为 。
（5）某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为 。
1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71℃，密度为1.36g·cm－3。实验室制备少量1-溴丙烷的主要步骤如下：步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24gNaBr。
步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。
步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。
步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12mLH2O、12mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1—溴丙烷。
（1）仪器A的名称是 ；加入搅拌磁子的目的是搅拌和 。
（2）反应时生成的主要有机副产物有2溴丙烷和 。
（3）步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是 。
（4）步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是 。
（5）步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL5%Na2CO3溶液，振荡， ，静置，分液。
17．碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3](Mr=222)是一种草绿色晶体，可用于铜盐、油漆和烟花的制备。实验室制备碱式碳酸铜的步骤如下：
I.分别配制0.50ml∙L-1CuSO4溶液和0.50ml∙L-1Na2CO3溶液。
II.将30mLCuSO4溶液和36mL Na2CO3溶液混合、搅拌均匀。
III.将II的混合溶液加热至75℃，搅拌15min。
IV.静置使产物沉淀完全后，抽滤、洗涤、干燥、称重，分析样品组成和晶体结构。
回答下列问题：
(1)步骤I中，配制0.50ml∙L-1CuSO4溶液时，不需要使用下列仪器中的 (填仪器名称)。
(2)步骤II中，若误将CuSO4溶液与Na2CO3溶液等体积混合，二者恰好完全反应，生成蓝色的Cu4(SO4)(OH)6∙2H2O晶体，其反应的离子方程式为 。
(3)步骤III中，若温度高于90℃，产品中混有的黑色固体是 。
(4)步骤IV中，检验沉淀是否洗涤干净的试剂是 ；称得产品的质量为1.332g，则该实验所得碱式碳酸铜的产率是 。
(5)对样品进行热重分析得到的曲线如下图所示，则铜元素的质量分数是 ，与理论值相差不大。使用 实验可进一步测定样品的晶体结构。
18．CuCl是常见的有机合成催化剂。某实验小组设想用CuCl2和Na2SO3溶液制备CuCl。
资料：①CuCl为难溶于水和酸的白色固体
②CuI为难溶于水的白色固体
③Cu+在酸性环境中易歧化为Cu和
④
Ⅰ．CuCl的制备
(1)用离子方程式表示CuCl制备的设想依据： 。
(2)Na2SO3溶液易变质，使用前需要标定，配制该Na2SO3溶液所需要的玻璃仪器有：试剂瓶、玻璃棒和 。
【实验一】CuCl的制备
(3)将实验一中的白色沉淀分离后，通过 (填字母)证明了白色沉淀为CuCl，且不含其他杂质。
A．X射线衍射实验 B．柱色谱 C．核磁共振氢谱
Ⅱ．橙黄色沉淀的成分探究
(4)实验一中橙黄色沉淀存在时间较短，难以获得。为成功制备该沉淀，可将实验一中的CuCl2溶液替换为等体积等浓度的 。
【实验二】实验小组依据体系中相关物质的性质推测：橙黄色沉淀可能为Cu2SO3、CuSO3，或二者的混合物。为进一步证明该推测，实验小组继续做了下列实验。
(5)实验小组观察到实验a中 (填字母)，证明了橙黄色沉淀中含有Cu2SO3。
A．反应后溶液呈蓝色 B．有紫红色固体析出
(6)若橙黄色沉淀中含有CuSO3，由于 ，实验b中上清液呈无色且不能使淀粉溶液变蓝；若橙黄色沉淀仅有Cu2SO3，现象与实验b相同。因此仅通过实验b不能证明橙黄色沉淀中含CuSO3，但可以通过检验上层清液中某种离子的存在证明橙黄色沉淀中含有CuSO3，其实验方案为： 。
实验操作
实验现象
溶液和溶液混合
立即有橙黄色沉淀生成，3min后沉淀颜色变浅并伴有少量白色沉淀产生，再振荡1min后沉淀全部变为白色。
实验
实验操作
a
取少量洗净的橙黄色沉淀于试管中，并加入一定量的稀硫酸
b
注：实验所用试剂均经过除氧处理
参考答案：
1．D
【详解】A．根据均摊法，晶胞中有4个C，4个O，化学式为CO，A正确；
B．基态C原子的价电子排布式为，其价电子排布图为 ，有3个未成对电子，B正确；
C．根据图示结构结合几何关系可知，与O原子最近且等距离的O原子有12个，且距离为，C正确；
D．1ml晶胞中含有4mlCO，该氧化物的摩尔体积为，D错误；
故答案选D。
2．D
【详解】A、饱和溶液降温，溶质从溶液中析出，可得到晶体，A项不符合题意；
B、气态物质直接冷却凝华，可得到晶体，Ｂ项不符合题意;
C、熔融态的冷却凝固可得到晶体，Ｃ项不符合题意;
D、由于玻璃本来就属于非晶体，液态的玻璃冷却后所得到的固体仍为非晶体，D符合题意;
答案选Ｄ。
3．C
【详解】A．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如表现出类似晶体的各向异性等，不是液态晶体，A错误；
B．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，并不是所有物质都能成为液晶，B错误；
C．施加电场时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，C正确；
D．施加电场时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，D错误；
故选C。
4．D
【分析】废铜屑中加入过氧化氢将铜氧化后加盐酸溶解出铜离子，加入具有还原性的亚硫酸钠将铜离子还原为；
【详解】A．根据流程可知盐酸与被过氧化氢氧化的铜反应，生成铜离子，表现出酸性，故A错误；
B．具有还原性的亚硫酸根离子将铜离子还原为，自身被氧化为硫酸根离子，离子方程式：，故B错误；
C． 根据，生成沉淀时生成氯离子，所以氯离子浓度较大，将氯化亚铜放入水中达沉淀溶解平衡时，，则，故C错误；
D．根据晶胞图，存在于晶胞内部，共4个；存在于顶角和面心，共，故D正确；
答案选D。
5．B
【详解】A．通过晶体X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体，也可以获得晶体的键长和键角的数值，A正确；
B．根据价层电子对互斥理论和中心原子S原子价层电子对数均为3，所以中心S原子杂化方式都是sp2，B错误；
C．杂化轨道用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可用于形成π键，C正确；
D．价层电子对互斥模型可用来预测分子的立体结构，以过渡金属为中心原子形成的分子结构复杂，价层电子对互斥模型一般不能用于预测以过渡金属为中心原子的分子空间结构，D正确；
故选B。
6．D
【详解】A．中，砷提供孤对电子，镓提供空轨道，两者形成配位键，平均1个中配位键数目为1，则中配位键的数目是，A正确；
B．由砷化镓晶胞结构可知，和的最近距离为晶胞体对角线长度的，和的最近距离是，B正确；
C．元素的电负性：Ga＜As，C正确；
D．由图乙可知，掺杂之后，晶胞中的数目为，的数目为4，故稀磁性半导体材料中，、的原子个数比为，D错误；
故选D。
7．A
【详解】在该晶胞中X均位于晶胞的顶点，故该晶胞中含X的个数为；Y均位于晶胞的棱上，故该晶胞中含Y的个数为；Z位于晶胞的内部，故该晶胞中含Z的个数为1，则该化合物的化学式为；故选A。
8．A
【详解】A．“还原”时，SiO2与焦炭在高温下反应，生成粗硅和CO，A不正确；
B．“高温氮化”时，Si与N2在高温条件下反应，生成Si3N4，反应的化学方程式为3Si＋2N2Si3N4，B正确；
C．“操作X”是除去原料气中的O2，可将原料气通过灼热的铜粉，除去O2杂质，从而获得纯净的N2，C正确；
D．AgI晶胞中，含I-的个数为，D正确；
故选A。
9．C
【分析】同周期元素W、X、Y、Z中，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，说明这四种元素位于第二周期；根据图示可知，Y可形成2个共价键，应为O元素；X为6号C元素；Z只能形成1个共价键，则Z为F元素；四种元素最外层电子数之和为20，W的最外层电子数为20-4-6-7=3，为B元素，所以W、X、Y、Z分别为：B、C、O、F，据此解答。
【详解】A．四种元素最简单氢化物分别为BH3、CH4、H2O、HF，由于水和氟化氢均含有氢键，所以其沸点较前两者高，但由于相同物质的量的水中含所有的氢键数比氟化氢中的氢键数多，所以水的沸点比氟化氢高，A错误；
B．W、Z可以形成化合物BF3，该物质中B原子最外层只有6个电子，B错误；
C．由分析可知W、X、Y、Z分别为同周期元素：B、C、O、F，同周期元素从左至右元素的原子半径逐渐减小，所以Z
综上所述答案为C。
10．D
【详解】分子晶体是由分子通过分子间作用力结合而成的，分子晶体的熔沸点较低，属于分子晶体的是①冰、③碘和⑤固态的氩；②二氧化硅是原子晶体；④铜是金属晶体，故D正确。
故选D。
11．正确
【详解】晶体内部的粒子按一定规律周期性的排列，而非晶体中的粒子排列是无规则的，故正确。
12．错误
【详解】固态物质分为晶体和非晶体，二者的根本区别是晶体有三大特性，有规则的几何外形，有各向异性，有固定的熔点，故错误。
13．正确
【详解】 详解
通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。X射线衍射可以测定某一固体是否是晶体，故正确。
14．正确
【详解】由于晶体具有自范性，缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢得到修复，变为完美的立方体块，故正确。
15．正确
【详解】的物质的量为，1mlSiO2晶体中含有4ml硅氧键，则0.075ml SiO2晶体中含有0.075ml×4=0.3ml硅氧键，数目为，故正确。
16． [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 sp2和sp3 9NA H
（2）丙酮的甲基中碳原子的杂化方式为杂化，羰基中碳原子的杂化方式为杂化；1ml丙酮中含有6mlC-H键，2mlC-C键，1mlC=O键，单键均为σ键，碳氧双键中含有1mlσ键，所以1ml丙酮中含有9mlσ键。
（3）电负性是原子在分子中吸引成键电子的能力。同周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，所以电负性，又因为在甲烷中碳元素显负化合价，吸引电子能力更强，所以电负性，故电负性。
（4）丙酮分子间只有范德华力，而乙醇存在分子间氢键，使其沸点升高。
（5）由晶胞示意图可知，一个晶胞中，含有铁原子的数目为，氮原子的数目为1，所以x=4，y=1，由图-2可知，Cu替代该晶体中a位置Fe，可使能量降低，Cu替代该晶体中b位置Fe，可使能量升高，最稳定的Cu替代型产物为Cu完全替代该晶体中a位置Fe，即晶格中铜原子数目为，所以铁原子数目为3，所以最稳定的Cu替代型产物化学式为。
（1）仪器A是蒸馏烧瓶；搅拌磁子在磁力搅拌器的作用下旋转达到搅拌的目的，也能够在蒸馏过程中充当沸石的作用，防止液体暴沸。
（2）加热过程中，正丙醇会发生分子内脱水生成丙烯或分子间脱水生成正丙醚。
（3）步骤2中的馏出物温度较高，若不使用冰水浴降温，生成的1-溴丙烷会挥发，使得产率降低。
（4）步骤1混合物中的主要物质为正丙醇和HBr，若加热过急，会使得部分HBr挥发，缓慢加热，能够避免这一问题。
（5）分出的有机相中会含有未反应的氢离子，加入和水洗涤后，会生成气体，振荡后，要将分液漏斗下口向上倾斜，打开活塞排出气体，然后静置分液。
17．(1)坩埚
(2)4Cu2+++3+5H2O=Cu4(SO4)(OH)6∙2H2O↓+3CO2↑
(3)CuO
(4) 盐酸、氯化钡溶液 80%
(5) 56% X射线衍射
【分析】本实验的目的，制备碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。分别配制0.50ml∙L-1CuSO4溶液和0.50ml∙L-1Na2CO3溶液，然后将30mLCuSO4溶液和36mL Na2CO3溶液混合、搅拌均匀；将混合溶液加热至75℃，搅拌15min，即可获得碱式碳酸铜晶体。
【详解】（1）步骤I中，配制0.50ml∙L-1CuSO4溶液时，需要使用容量瓶、烧杯、天平，玻璃棒等，不需要使用的仪器是：坩埚。答案为：坩埚；
（2）步骤II中，将CuSO4溶液与Na2CO3溶液等体积混合，二者恰好完全反应，生成Cu4(SO4)(OH)6∙2H2O晶体，同时生成CO2，反应的离子方程式为4Cu2+++3+5H2O=Cu4(SO4)(OH)6∙2H2O↓+3CO2↑。答案为：4Cu2+++3+5H2O=Cu4(SO4)(OH)6∙2H2O↓+3CO2↑；
（3）步骤III中，若温度高于90℃，Cu2(OH)2CO3发生分解，生成CuO、CO2和水，则产品中混有的黑色固体是CuO。答案为：CuO；
（4）步骤IV中，沉淀表面容易吸附溶液中的，检验的试剂是盐酸、氯化钡溶液。制取碱式碳酸铜的离子方程式为2Cu2++2+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑，则理论上，30mL0.50ml∙L-1CuSO4溶液和36mL 0.50ml∙L-1Na2CO3溶液反应，生成Cu2(OH)2CO30.0075ml，则碱式碳酸铜的产率是=80%。答案为：盐酸、氯化钡溶液；80%；
（5）从图中可以看出，样品灼烧后，所得固体为CuO，质量保留百分数为70%，则铜元素的质量分数是=56%。测定晶体结构时，通常使用X射线衍射实验，所以使用X射线衍射实验可进一步测定样品的晶体结构。答案为：56%；X射线衍射。
【点睛】Cu2(OH)2CO3的分解温度低于水的沸点，所以在水溶液中加热，Cu2(OH)2CO3就可发生分解。
18．(1)
(2)烧杯、量筒、胶头滴管
(3)A
(4)CuSO4溶液
(5)B
(6) (或CuSO3)与反应生成白色沉淀CuI和I2，I2可继续被还原为 取少量实验b中的上层清液于洁净的试管中，先加入足量盐酸酸化，再滴加几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明橙黄色沉淀中含有CuSO3
【详解】（1）铜离子具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，CuCl制备的离子方程式；
（2）配制溶液所需要的玻璃仪器有：试剂瓶、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管；
（3）晶体可以发生X射线的衍射，则通过X射线衍射实验可证明白色沉淀为CuCl；
（4）反应过程中需要铜离子参与反应，且不含有具有氧化性的离子，为成功制备该沉淀，可将实验一中的CuCl2溶液替换为等体积等浓度的CuSO4溶液；
（5）根据Cu+在酸性环境中易歧化为Cu和Cu2+，实验小组观察到实验a中有紫红色固体析出，证明了橙黄色沉淀中含有Cu2SO3；
（6）若橙黄色沉淀中含有CuSO3，由于(或CuSO3)与反应生成白色沉淀CuI和I2，I2可继续被还原为，实验b中上清液呈无色且不能使淀粉溶液变蓝；若橙黄色沉淀仅有Cu2SO3，现象与实验b相同。因此仅通过实验b不能证明橙黄色沉淀中含CuSO3，但可以通过检验上层清液中某种离子的存在证明橙黄色沉淀中含有CuSO3，其实验方案为：取少量实验b中的上层清液于洁净的试管中，先加入足量盐酸酸化，再滴加几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明橙黄色沉淀中含有CuSO3。
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