【同步讲义】高中化学（人教版2019）选修第二册--第三章《晶体结构与性质》基础过关单元检测

《晶体结构与性质》基础过关单元检测

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

一、单选题(16小题，每小题3分，共48分)

1．下列关于晶体的说法中正确的是

A．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体

B．晶胞中任何一个粒子都属于该晶胞

C．玻璃制成的弹珠具有规则的几何外形，所以玻璃弹珠是晶体

D．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性

【答案】D

【解析】A．晶体形成后，其结构是有序性和可复制性，所以即使是粉末，其微观结构也是晶体的有序结构，描述错误，不符题意；

B．晶胞的顶点、棱上、面上的离子均为多个晶胞共用，描述错误，不符题意；

C．玻璃属于混合物，不是晶体，描述错误，不符题意；

D．晶体的自范性能使结构有缺损的晶体结构在适当的环境中恢复晶体完整，描述正确，符合题意；

综上，本题选D。

2．金属玻璃是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是

A．金属玻璃能自发呈现多面体外形

B．金属玻璃具有固定的熔点

C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验

D．金属玻璃是金属与二氧化硅的混合物

【答案】C

【解析】

A．根据题中描述，金属玻璃是非晶体，不能自发呈现多面体外形，A错误；

B．金属玻璃是非晶体，没有固定熔沸点，B错误；

C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验，C正确；

D．金属玻璃是由金属元素或金属元素为主要成分的金属固体，D错误；

故选C。

3．下列叙述错误的是

A．超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，能表现出不同于单个分子的性质

B．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性

C．液晶是液体和晶体的混合物

D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分组成

【答案】C

【解析】A．超分子能表现出不同于单个分子的性质，其原因是两个或多个分子相互“组合”在一起，形成具有特定结构和功能的聚集体，A正确；

B．液晶具有各向异性，其原因是液晶内部分子沿分子长轴方向进行有序排列，B正确；

C．液晶是某些特殊的化合物，不是混合物，C错误；

D．纳米材料包括纳米颗粒和颗粒间的界面两部分，D正确；

故选C。

4．下列有关等离子体的叙述，不正确的是

A．等离子体是物质的另一种聚集状态 B．等离子体是很好的导体

C．水可能形成等离子体状态 D．等离子体中的微粒不带电荷

【答案】D

【解析】A．等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成，    是物质的另一种聚集状态，故A正确；

B．等离子体具有良好的导电性，是很好的导体，故B正确；

C．通过强热、电磁辐射等方式也能由水形成等离子体，故C正确；    

D. 等离子体中的微粒带有电荷，而且能自由移动，所以等离子体具有良好的导电性，故D错误；

答案选D。

5．下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是

A．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF

B．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

C．金刚石为网状结构，碳原子与周围4个碳原子形成正四面体结构

D．在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键

【答案】C

【解析】

A．氟化氢分子间存在氢键，沸点更高，A错误；

B．分子间作用力影响物质的物理性质，共价键越强，分子越稳定，B错误；

C．金刚石为网状结构，碳原子以共价键与周围4个碳原子相连形成正四面体结构，C正确；

D．在SiO2晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，D错误；

故选C。

6．下列说法中，正确的是

A．冰融化时，分子中H－O发生断裂

B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高

C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定

D．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高

【答案】B

【解析】A．冰融化时，破坏了水分子间的分子间作用力和氢键，没有破坏分子中的氢氧键，故A错误；

B．共价晶体中，原子形成的共价键越强，原子间的作用力越强，晶体的熔点越高，故B正确；

C．分子晶体的稳定性与共价键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关，故C错误；

D．分子晶体的熔、沸点与分子间作用力的大小有关，与共价键的强弱无关，故D错误；

故选B。

7．晶胞是晶体结构中可重复出现的最小的结构单元，C60晶胞结构如下图所示，下列说法正确的是

A．C60摩尔质量是720

B．C60与苯互为同素异形体

C．C60晶体中仅存在范德华力

D．每个C60分子周围与它距离最近且等距离的C60分子有12个

【答案】D

【解析】A．C60的摩尔质量为720g/mol，A错误；

B．由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，而苯是碳氢形成的化合物，B错误；

C．C60属于分子晶体，晶体中不仅存在范德华力，还存在碳与碳之间的共价键，C错误；

D．根据晶胞的结构可知，以晶胞中顶点上的C60分子为研究对象，与它距离最近等距离的C60分子分布在立方体的面心上，每个C60分子被8个立方体共用，有12个面与之相连，所以每个C60分子周围与它距离最近等距离的C60分子有12个，D正确；

答案选D。

8．根据量子力学计算，氮化碳有五种结构，其中一种氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料，已知该氮化碳的二维晶体结构如图所示。下列有关该氮化碳的说法不正确的是

A．该晶体中的碳、氮原子核外最外层都满足8电子稳定结构

B．氮化碳中碳元素显价，氮元素显价

C．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子和三个碳原子相连

D．氮化碳的分子式为

【答案】D

【解析】A．根据题图结构可知，每个碳原子周围有四个共价键，每个氮原子周围有三个共价键，碳原子最外层有4个电子，形成四个共价键后成8电子稳定结构，氮原子最外层有5个电子，形成三个共价键后也是8电子稳定结构，A正确；

B．由于元素的非金属性，所以形成共价键时，共用电子对偏向N，偏离C，所以氮化碳中碳元素显价，氮元素显价，B正确；

C．根据晶体结构可知每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子和三个碳原子相连，C正确；

D．由于氮化碳是共价晶体，不存在分子，因此没有分子式，D错误；

故选D。

9．金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如图所示，下列说法不正确的是

A．金刚石和石墨烯中碳原子的杂化方式不同

B．金刚石、石墨、C60和石墨烯的关系：互为同素异形体

C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2

D．石墨与C60的晶体类型相同

【答案】D

【解析】A．金刚石中每个碳原子形成4个C—Cσ键，金刚石中碳原子采取sp3杂化，石墨烯中每个碳原子形成3个碳碳σ键，碳原子上没有孤电子对，石墨烯中碳原子采取sp2杂化，A项正确；

B．金刚石、石墨、C60和石墨烯是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，B项正确；

C．金刚石、石墨、C60和石墨烯是碳元素形成的不同单质，四种物质完全燃烧后的产物都是CO2，C项正确；

D．石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，石墨和C60的晶体类型不同，D项错误；

答案选D。

10．下列各组物质中，化学键类型相同，形成的晶体类型也相同的是

A．和 B．和 C．和 D．KCl和HCl

【答案】B

【解析】A．SiO2和 CO2均有共价键，SiO2为原子晶体、 CO2为分子晶体，A错误；

B．N2H4和H2O2均含有共价键，且都属于分子晶体，B正确；

C．Na2O2含有离子键和共价键， MgCl2含有离子键，二者均属于离子晶体，C错误；

D．KCl含有离子键，属于离子晶体，HCl含有共价键，属于分子晶体，D错误；

故答案选B。

11．下列关于金属键或金属的性质说法正确的是

①金属的导电性是由金属阳离子和自由电子的定向移动实现的

②金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用

③、、的沸点依次升高

④金属键没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个三维空间运动，属于整个金属

A．①② B．②③ C．③④ D．①④

【答案】C

【解析】①金属的导电性是在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动实现的，而金属阳离子并没有移动，因此①错误；

②金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用，并非仅存在静电吸引作用，因此②错误；

③一般情况下，金属阳离子所带电荷数越多，半径越小，金属键越强，金属单质的熔、沸点越高，硬度越大，、、三种离子的半径依次减小、离子所带电荷数依次增多，金属键越来越强，因此③正确；

④金属键没有方向性和饱和性，所有电子在三维空间运动，属于整个金属，因此④正确；

故选：C。

12．下列叙述正确的是

A．分子晶体中的每个分子内一定含有共价键

B．共价晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键

C．离子晶体中可能含有共价键

D．金属晶体的熔点和沸点都很高

【答案】C

【解析】A．由单原子形成的分子晶体不含共价键，如稀有气体，故A错误；

B．共价晶体指原子晶体，其相邻原子间也可能是极性共价键，如SiC，故B错误；

C．离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键，故C正确；

D．金属晶体的熔沸点不一定都很高，如K、Na等，故D错误；

故选C。

13．下列各组物质熔化或升华时，所克服的粒子间作用属于同种类型的是

A．MgO和SiC B．Fe和S C．CO2和SiO2 D．碘和干冰升华

【答案】D

【解析】A．MgO是离子晶体，熔化克服离子键，SiC是共价晶体，熔化克服共价键，A错误；

B．铁是金属晶体，熔化克服金属键，硫是分子晶体，熔化克服分子间作用力，B错误；

C．SiO2是共价晶体，熔化克服共价键，CO2是分子晶体，熔化克服分子间作用力，C错误；

D．碘和干冰都是分子晶体，其升华均是克服分子间作用力，D正确；

故选D。

14．共价键、离子键和范德华力都是微观粒子之间的不同作用力，下列物质：①Na2O2；②SiO2；     ③CO2；    ④C60；     ⑤NaCl；    ⑥石墨；其中含有至少两种作用力的组合是

A．①③④⑤⑥ B．①③④⑥ C．①②③ D．①②③⑤⑥

【答案】B

【解析】①Na2O2中钠离子和过氧根离子间存在离子键，过氧根离子内存在共价键，①正确；

②SiO2中只存在共价键，没有其他作用力，②错误；

③CO2为分子晶体，存在分子间作用力，同时CO2分子内部存在共价键，③正确；

④C60为分子晶体，存在分子间作用力，同时分子内部存在共价键，④正确；

⑤NaCl中只存在离子键，没有其他作用力，⑤错误；

⑥石墨中存在共价键和分子间作用力，⑥正确；

故正确的为①③④⑥，答案选B。

15．在碱性溶液中，Cu2+可与缩二脲形成紫色配离子，其结构如图。下列说法错误的是

A．该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H

B．该配离子中铜离子的配位数是4

C．基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1

D．该配离子中能与水分子形成氢键的原子只有N和O

【答案】D

【解析】A．根据同周期主族元素的电负性由左到右逐渐增大，同主族元素的电负性由上到下逐渐减小，所以该配离子中的非金属元素的电负性大小顺序为，A项正确；

B．根据配离子的结构可知，铜离子形成4个共价键，B项正确；

C．根据铜离子的电子排布式可知，基态铜原子的价电子排布式为，C项正确；

D．N原子和O原子可与水分子中的H原子形成氢键，水分子中的O原子也可与配离子中的H原子形成氢键，D项错误；

故选D。

16．某化合物的化学式为CoCl3·4NH3，1mol此化合物中加入足量的AgNO3溶液，能生成1mol的白色沉淀，以强碱处理并加热没有NH3放出，则此化合物的说法正确的是

A．该化合物的配体数为4 B．Co3+只与NH3分子形成配位键

C．该化合物可以写成[Co(NH3)4Cl2]Cl D．该化合物可能显平面正方形结构

【答案】C

【解析】实验式为CoCl3·4NH3的物质，1molA中加入足量的AgNO3溶液中能生成1mol白色沉淀，说明A中含有1个Cl-，以强碱处理并没有NH3放出，说明不存在游离的氨分子，则该物质的配位化学式为[Co(NH3)4Cl2]Cl。

A．配合物中中心原子的电荷数为3，配位数为6，A错误；

B．由分析可知，Cl-与NH3分子均与Co3+形成配位键，B错误；

C．由分析可知，此配合物可写成[Co(NH3)4Cl2] Cl，C正确；

D．该配合物应是八面体结构，Co与6个配题成键，D错误；

故选C。

二、填空题(4小题，共52分)

17．（13分）平行六面体晶胞中粒子个数的计算。

(1)晶胞的顶角原子是_______个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是_______个晶胞共用的，晶胞面上的原子是_______个晶胞共用的。

(2)晶胞中微粒数目的确定。

“均摊法”是计算每个晶胞平均拥有的粒子数目的常用方法。其基本理念是每个粒子被n个晶胞所共用，则该粒子有1/n属于这个晶胞。

晶胞中微粒数目的确定

①金属铜晶胞中原子个数的计算。

金属铜的一个晶胞中，位于晶胞_______的铜原子有_______个，位于_______的铜原有_______个，金属铜晶胞中所含的铜原子数为_______。

②氯化钠晶胞中所含的Na+、Cl-数。

氯化钠晶胞如图所示，其中体积较小的为_______离子(填“Na+”或“Cl-”下同)，体积较大的为_______离子，则晶胞中含_______个Na+(提示：晶胞中心还有一个Na+)和_______个Cl-。

③试计算钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目

金属钠的一个晶胞的原子数=_______

金属锌的一个晶胞的原子数=_______

碘的一个晶胞的原子数=_______

金刚石的一个晶胞的原子数=_______

【答案】(1)     8     4     2

(2)     面心     6     顶点     8     4     Na+     Cl-     4     4                   

18．（13分）常见晶体的结构分析

(1)金刚石晶体

①在晶体中每个碳原子以_______个共价单键与相邻的_______个碳原子相结合，成为正四面体。

②晶体中C-C-C夹角为_______，碳原子采取了_______杂化。

③最小环上有_______个碳原子。

④晶体中碳原子个数与C-C键数之比为_______。

⑤在一个晶胞中，碳原子位于立方体的8个顶点、6个面心以及晶胞内部，由“均摊法”可求出该晶胞中实际含有的碳原子数为_______。

(2)二氧化硅晶体

①每个硅原子与相邻的_______个氧原子以共价键相结合构成_______结构，硅原子在正四面体的中心，4个氧原子在正四面体的4个顶点。晶体中Si原子与O原子个数比为_______。

②每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与_______个Si原子成键，最小的环是_______元环。

③每个最小的环实际拥有的硅原子为_______，氧原子数为_______。

④1molSiO2晶体中含Si-O键数目为_______，在SiO2晶体中Si、O原子均采取_______杂化。

⑤SiO2具有许多重要用途，是制造水泥、玻璃、人造红宝石、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。

【答案】(1)     四     4     109°28'     sp3     6     1：2     8

(2)     4     正四面体     1∶2     2     12     1/2     1     4NA     sp3

19．（13分）各图为几种分子、晶体或晶胞的结构示意图。

请回答下列问题：

(1)这些物质对应的晶体中，构成晶体的粒子之间主要以范德华力结合形成的晶体是_______、晶体；构成晶体的粒子之间主要以氢键结合形成的晶体是_______。

(2)冰、金刚石、、、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_______。

(3)每个晶胞中实际占有_______个原子，每个MgO晶胞中实际占有_______个镁离子，晶体中每个周围距离最近且相等的有_______个。

(4)金刚石和晶体都是碳元素形成的单质，晶体中含键数目为_______。

【答案】(1)     干冰晶体     冰晶体

(2)金刚石冰干冰

(3)     4     4     8

(4)

【解析】（1）根据各晶体的构成和分析，分子晶体中粒子之间为范德华力，构成晶体的粒子之间主要以范德华力结合形成的晶体是干冰晶体、冰晶体；故答案为：干冰晶体；冰晶体；

（2）熔点的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，再结合晶体微粒作用力可得，冰和干冰属于分子晶体，熔点：冰＞干冰，MgO和CaCl2属于离子晶体，熔点：MgO＞CaCl2，金刚石是原子晶体，则熔点由高到低的顺序为：金刚石冰干冰，故答案为：金刚石冰干冰；

（3）Cu原子占据面心和顶点，则每个Cu晶胞中实际占有的原子数为=4；MgO晶胞中Mg2+位于棱上与体心，晶胞中Mg2+数目为1+12×=4，；在CaCl2晶体中，每个Cl-周围最近距离的Ca2+分布在一个顶点以及和这个顶点相连的三个面的面心上，一共是4个，每个Ca2+被8个Cl-所包围，故答案为：4：4：8；

（4）C60晶体中，每2个C原子形成一个π键，则1mol C60晶体中含π键数目为1mol×60××NAmol-1=30NA，故答案为：30NA。

20．（13分）铜及其化合物在工农业生产中有广泛的应用。

Ⅰ.金属铜的原子堆积模型如图-1所示，

(1)该晶胞中每个Cu原子周围最近距离的Cu原子数目为_______。

Ⅱ.能与、、、等形成配位数为4的配合物。

(2)向溶液中加入过量NaOH溶液可生成。中除了配位键外，还存在的化学键类型有_______(填字母)。

A．离子键 B．金属键 C．极性共价键 D．非极性共价键

(3)将CuO投入、的混合溶液中进行“氨浸”，控制温度为50~55℃，pH约为9.5，CuO转化为溶液。

①CuO被浸取的离子方程式为_______。

②结构中，若用两个分子代替两个分子，可以得到两种不同结构的化合物，由此推测的空间构型为_______。

(4)可以与乙二胺()形成配离子，如题图-2所示：

③H、O、N三种元素的电负性从大到小的顺序为_______。

④乙二胺分子中N原子成键时采取的杂化类型是_______。乙二胺和三甲胺均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因是_______。

Ⅲ.将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质，

(5)下列物质中，属于顺磁性物质的是_______(填标号)。

A．    B．    C．

【答案】(1)12

(2)AC

(3)          正方形

(4)     O>N>H     sp3     乙二胺可以形成分子间氢键

(5)BC

【解析】（1）金属铜的原子堆积模型位面心立方最密堆积，该晶胞中每个Cu原子周围最近距离的Cu原子数目为12；

（2）根据信息可知能与形成配位键，中除了配位键外，Na+与之间存在离子键，之间存在极性共价键，故还存在的化学键类型有离子键、极性共价键，故答案为：AC；

（3）①将CuO投入、生成，CuO被浸取的离子方程式为；

②结构中，若用两个分子代替两个分子，如果是正四面体结构，两个分子代替两个分子，得到只有一种结构；可以得到两种不同结构的化合物，由此推测的空间构型为正方形结构；

（4）③同周期元素从左到右电负性依次增大，故电负性为O>N>H；

④乙二胺分子中N原子与H和C形成3个键，有一对个电子对，价层电子对为4，采取sp3杂化；乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺不能形成氢键，只有分子间作用力，所以乙二胺沸点高；

（5）具有未成对电子的物质具有顺磁性，Cu+价电子排布为3d10，Cu2+价电子排布为3d9，+2价的铜离子形成的物质具有顺磁性，故答案为BC；