高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体达标测试

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 金属晶体与离子晶体达标测试，共15页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．工业上制备金属K的一种方法是KF与反应，，钾蒸气用石蜡收集，纯度可达99%以上。下列有关说法正确的是
A．KF的熔点高于
B．中存在离子键和非极性键
C．每生成1 ml C转移2 ml电子
D．实验室中少量金属钾可以保存在四氯化碳中
2．下列说法正确的是
A．图1为结构示意图，该物质加热时首先失去
B．图2晶体磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为
C．图2晶胞参数为，则晶体的密度为
D．图3为晶体的晶胞示意图，填充在由构成的正八面体空隙中
3．晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某种超导材料的晶胞结构如图所示，其中O原子有缺陷。晶胞参数分别如图，，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A．该晶体的最简化学式为
B．晶体中与最近且距离相等的有6个
C．晶体的密度为
D．第一电离能：
4．下列说法正确的是
A．M是第4周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子，则M为K
B．沸点：
C．晶体中有阴离子，必有阳离子；则晶体中有阳离子，必有阴离子
D．S8()中S原子的杂化方式为
5．已知Mg、Al、O三种元素组成尖晶石型晶体结构，其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成，其中和都在小晶格内部，部分在小晶格内部，部分在小晶格顶点(如图)，下列分析错误的是
A．该晶体为离子晶体
B．该物质的化学式为
C．晶胞中，距离等距且最近的数为12
D．与之间最近的距离是
6．金属钛具有耐压、耐腐蚀性质，可以通过反应制取少量金属钛。下列有关说法正确的是
A．钠原子的结构示意图：B．的电子式：
C．Ti晶体为金属晶体D．质子数为22、中子数为30钛原子：
7．砷化硼的晶胞结构如图所示，晶胞的边长为apm，下列说法中正确的是
A．砷化硼的化学式为B2As
B．砷化硼晶胞中，As的配位数是4
C．砷化硼晶胞中，B原子之间的最短距离为
D．与B原子最近且距离相等的B原子有6个
8．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Z原子的价层电子数是电子层数的2倍；由W、X、Y形成的一种阴离子结构如图所示，下列说法中正确的是
A．工业上采用电解法冶炼Y单质B．W的氧化物属于离子晶体
C．原子半径：Z>Y>X>WD．第一电离能：X>Y>Z
9．某镁镍合金储氢后所得晶体的立方晶胞如图1(为便于观察，省略了2个图2的结构)，晶胞边长为apm。下列说法正确的是
A．晶体的化学式为B．晶胞中与1个Mg配位的Ni有6个
C．晶胞中2个Ni之间的最近距离为apmD．镁镍合金中Mg、Ni通过离子键结合
10．晶体的晶胞结构为立方体(如图所示)，晶胞参数为anm，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．中硫元素的化合价为-2B．与紧邻的阴离子个数为8
C．该晶体的密度为D．1个晶胞中含14个
11．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．1LpH均为2的硫酸和醋酸溶液，氢离子数均为
B．60 g二氧化硅晶体中含有NA个SiO2分子
C．1ml中含有键的数目为5NA
D．由1 ml CH3COONa和少量CH3COOH形成的中性溶液中，CH3COO−数目等于NA
12．侯氏制碱法中涉及反应之一为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。下列说法正确的是
A．NaCl晶体属于分子晶体B．NH3是非极性分子
C．1mlCO2中含有2mlσ键D．Cl-的结构示意图为
13．硫化钾主要用作分析试剂、脱毛剂，也可用于医药工业。其晶体具有如图所示的反萤石结构，已知晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．图中X代表的是B．之间的最短距离为
C．硫化钾的密度为D．填充在构成的正四面体空隙中
14．“下列化学用语表述错误的是
A．Mn的核外电子排布式为[Ar]3d54s2
B．用电子式表示K2S的形成过程：
C．NH3分子的VSEPR模型：
D．基态N原子的价层电子排布图
15．磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，其立方晶胞如图所示，已如其晶体密度为，表示阿伏加德罗常数。下列有关说法不正确的是
A．磷化硼(BP)的晶体类型为分子晶体
B．磷化硼(BP)晶体的熔点比金刚石低
C．该晶胞中所含的硼原子和磷原子个数均为4
D．经计算，B—P键的键长为
二、填空题
16．我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni等元素。回答下列问题：
(1)下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是___________(填标号，下同)。
A．B．
C．D．
(2)B、C、N三种元素的电负性从大到小依次为 ，化合物中的σ键和π键的比例是 。
(3)是的一种配合物，IMI的结构为，该配合物的配位原子为 (填序号)，其中碳原子杂化方式为 。写出一种与外界互为等电子体的分子 。IMI中大π键可表示为 (已知苯中的大π键可表示为)。
(4)镍能形成多种配合物，其中是无色挥发性液体，而是红黄色单斜晶体。的熔点高于的原因是 。
(5)红银矿NiAs晶体结构如图所示：
①As原子的配位数是 。
②已知为阿伏加德罗常数的值，X射线光谱测算出的晶胞参数为pm、pm，则该晶体的密度为 g/cm3(用含m、n的代数式表示)。
17．N、P、均为氮族元素，这些元素与人们的生活息息相关。N与金属可形成氮化物，如的晶胞结构如图甲所示，某种氮化铁的结构如图乙所示。
(1)晶胞中，含有的Al、N原子个数均是 。
(2)若设该氮化铁的化学式为，可替代晶胞中不同位置的，形成替代型的化学式是，而转化为两种替代型产物的能量变化如图丙所示，替代晶胞中的形成化学式为的氮化物不稳定，则a位置表示晶胞中的 。
(3)通常认为是离子晶体，其晶格能可通过Brn-Haber循环计算得到，通过图中数据 (填“能”或“不能”)计算出原子的第一电离能，的晶格能为 。
三、解答题
18．某小组利用如图甲所示装置制备并收集(夹持装置略去)。
已知：Ⅰ.高温时能与反应，极易水解，能溶于；
Ⅱ.物质的熔沸点如表：
(1)加热管式炉前需先通入的目的是 ，管式炉加热至900℃时，瓷舟中会生成、和一种有毒的气态氧化物，并发生副反应生成少量，写出主反应生成的化学方程式 。
(2)为除去中的应调节控温箱的温度范围为 ℃。
(3)碱石灰的作用是 ，该装置的缺陷是 。
(4)已知在碳化物中硬度最大，工业上一般在真空和高温(>1800℃)条件下用C还原制取：。
①基态Ti原子的电子排布式为 。
②反应中涉及的元素第一电离能最大的是 ，中化学键类型为 。
③是一种优良的颜料，其晶胞结构如图。
则黑球代表 (填“Ti”或“O”)。该晶体的密度为 (用含a、b、的代数式表示，为阿伏加德罗常数的值)。
19．KCN易溶于水，水溶液呈碱性，虽有剧毒，却因其较强的配位能力被广泛使用，如用于从低品位的金矿砂(含单质金)中提取金。
(1)基态N价层电子排布式为 。
(2)的所有原子均满足8电子稳定结构，其电子式为 。
(3)中N为-3价，从结构与性质关系的角度解释其原因： 。
(4)下图为KCN的晶胞示意图。已知晶胞边长为，阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为 。(已知：)
(5)浸金过程如下：
i．将金矿砂溶于pH为10.5～11的KCN溶液，过滤，得含的滤液；
ii．向滤液中加入足量金属锌，得单质金。
①已知Au与Cu同族，则Au属于 区元素。
②i中反应的离子方程式为 。
③i中，会导致相同时间内Au的浸取率下降，原因是 。
物质
熔点℃
-23.2
306
-23
沸点℃
136.4
315
76.8
参考答案：
1．B
【详解】A．半径小于，带电荷多，的熔点高于KF，A错误；
B．中含和，中存在离子键和非极性键，B正确；
C．中C元素化合价为-1价，生成1 ml C转移1 ml电子，C错误；
D．四氯化碳的密度比钾大，钾不能保存在四氯化碳中，D错误；
故选B。
2．C
【详解】A．图1为结构示意图，中心原子铜与氮原子、氧原子间形成配位键，由结构可知两个水分子距离Cu2+较远，因此先失去水，故A错误；
B．磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为，故B错误；
C．该晶胞中，B的个数为4，P的个数为，该晶体的密度为，故C正确；
D．图4为CaF2晶体的晶胞示意图，F-填充在位于一个顶点、三个面心的Ca2+构成的正四面体空隙中，故D错误；
故答案为：C。
3．B
【详解】A．1个晶胞中有2个Ba原子位于体内，一个Y原子位于体心，8个Cu原子位于顶角，另有8个Cu原子位于棱上，Cu原子数为，8个氧原子位于棱上，7个氧原子位于面心上，氧原子个数为，则该化合物的化学式为，故A正确；
B．晶体中与Cu2+最近且距离相等的O2-有5个，故B错误；
C．1ml该晶胞的质量为643g，体积为，则密度为，故C正确；
D．同一周期从左至右伴随核电荷数递增，第一电离能整体呈递增大的趋势，同主族元素从上到下第一电离能变小，以Be作参照物，第一电离能O＞Be＞Ba，故D正确；
故答案为：B。
4．D
【详解】A．M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子，则M为铜元素，故A错误；
B．NH3存在分子间氢键，熔沸点比同主族简单氢化物熔沸点高，相对分子质量PH3＜AsH3，所以熔沸点NH3＞AsH3＞PH3，故B错误；
C．晶体中有阴离子，必有阳离子，但晶体中有阳离子，不一定有阴离子，比如金属晶体中有金属阳离子和自由电子，故C错误；
D．S8中分子中，S原子间以相连，因此其杂化方式为sp3，故D正确；
故选D。
5．D
【详解】A．从题干信息可知，构成晶体的微粒为、、，则该晶体为离子晶体，A正确；
B．在晶胞结构中，位于晶胞顶角、面心及A型小晶格体心，共个，位于晶胞B型小晶格体内，共个，位于晶胞A型小晶格及B型小晶格体内，共，在晶胞中、、个数比为8:16:32=1:2:4，化学式为，B正确；
C．在B型小晶格内与等距且最近的有3个，在晶体中，每个参与形成4个B型小晶格，故距离等距且最近的数为12，C正确；
D．在A型小晶格或B型小晶格内，与之间最近的距离是体对角线的，故，D错误；
答案选D。
6．C
【详解】A．钠是11号元素，原子结构示意图为： ，A错误；
B．TiCl4是共价化合物，只含共价键，其电子式为：，B错误；
C．钛是金属元素，形成的Ti晶体为金属晶体，C正确；
D．质量数=质子数+中子数=22+30=52，则质子数为22、中子数为30的钛原子为：，D错误；
故选C。
7．B
【详解】A．砷化硼晶胞中，含B原子个数为=4，含As原子的个数为4，则化学式为BAs，A不正确；
B．砷化硼晶胞中，与As最近的B原子有4个，则As的配位数是4，B正确；
C．砷化硼晶胞中，B原子之间的最短距离为面对角线的，即为，C不正确；
D．确定1个B原子位于晶胞的顶点，与B原子最近且距离相等的B原子位于面心，则B原子个数为=12，D不正确；
故选B。
8．A
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Z原子的价层电子数是电子层数的2倍，则Z为S元素；由阴离子结构可知，W、X、Y形成共价键的数目分别为1、2、4，则W为H元素、X为O元素、Y为Al元素。
【详解】A．工业上通过电解熔融氧化铝的方法冶炼金属铝，故A正确；
B．氢元素形成的氧化物水和过氧化氢均为分子晶体，故B错误；
C．氢原子的电子层数最小，原子半径最小，同周期元素，从左到右原子半径依次减小，同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则原子半径的大小顺序为Al＞S＞O＞H，故C错误；
D．金属元素的第一电离能小于非金属元素，同主族元素，从上到下第一电离能依次减小，则第一电离能的大小顺序为O＞S＞Al，故D错误；
故选A。
9．A
【详解】A．Ni位于顶点和面心，根据均摊法，Ni的个数为8×+6×=4，每个Ni原子周围有6个H，因此H有24个，Mg都在体内，因此Mg有8个，晶体的化学式为Mg2NiH6，A正确；
B．由图像可知，Mg周围距离最近且相等的Ni有4个，因此晶胞中与1个Mg配位的Ni有4个，B错误；
C．由图像可知，晶胞中最近的2个N位于面的中心和顶点上，距离为面对角线的一半，即apm，C错误；
D．Mg、Ni均为金属，合金中Mg、Ni通过金属键结合，D错误；
故选A。
10．C
【详解】A．中硫元素的化合价为-1，A错误；
B．晶胞结构中，黑球代表，两个相连的白球代表，与紧邻的阴离子个数为6，B错误；
C．由均摊法，每个晶胞中含有4个，4个，即4个，根据密度公式，可得该晶体的密度为，C正确；
D．1个晶胞中含4个，D错误；
答案选C。
11．D
【详解】A．pH为2，则，1L硫酸和1L醋酸溶液，氢离子数均为，A错误；
B．二氧化硅晶体为共价晶体，构成微粒为硅原子和氧原子，不存在SiO2分子，B错误；
C．该物质分子式为，分子中含有、、键，1ml该物质中含有键的数目为10NA，C错误；
D．在CH3COONa和少量CH3COOH形成的中性溶液中，，及电荷守恒，则，的物质的量为1ml，的数目为，D正确；
答案为D。
12．C
【详解】A．NaCl是离子化合物，离子化合物形成的晶体均属于离子晶体，A错误；
B．NH3分子为三角锥形结构，分子中正、负电荷中心不重合，故NH3是极性分子，B错误；
C．已知CO2的结构式为：O=C=O，故1mlCO2中含有2mlσ键，C正确；
D． 是Cl的结构示意图，Cl-的结构示意图为，D错误；
故答案为：C。
13．B
【分析】K2S中，K+和S2-个数比为2：1，晶胞中X个数为，晶胞中Y的个数为4个，都在晶胞内部，因此X代表K+，Y代表S2-。
【详解】A．X代表的是，A正确；
B．之间的最短距离为对角线的一半，等于，B错误；
C．晶胞中有4个K2S，质量为g，体积为(a×10-10)3cm3，密度为，C正确；
D．S2-离子围成1个正四面体，K+离子处于正四面体的中心，填充在构成的正四面体空隙中，D正确；
答案选B。
14．C
【详解】A．Mn是25号元素，Mn的核外电子排布式为[Ar]3d54s2，故A正确；
B．K2S是离子化合物，用电子式表示K2S的形成过程：，故B正确；
C．NH3分子中心原子价层电子对数为4，VSEPR模型为正四面体形，故C错误；
D．N是7号元素，价层电子排布式为2s22p3，价层电子排布图：，故D正确；
故选C。
15．A
【详解】A．磷化硼(BP)是通过共价键形成的晶体，晶体类型为共价晶体，A错误；
B．磷、硼原子半径大于碳，则B-P键键长大于C-C键键长，B-P键键能小于C-C键键能，故金刚石的熔点更高，B正确；
C．根据“均摊法”，晶胞中含个P、4个B，该晶胞中所含的硼原子和磷原子个数均为4，C正确；
D．设晶胞边长为acm，结合C分析可知，晶体密度为=，，B—P键的键长为体对角线的四分之一，故为，D正确；
故选A。
16．(1)A
(2) N>C>B 3:4
(3) 1 、
(4)是离子晶体，融化时需要破环离子键，而是分子晶体，融化时需要破环范德华力
(5) 6
【详解】（1）硼为5号元素，基态硼原子的电子排布为，s轨道全满，为较稳定结构，其他为激发态，故A失去一个电子需要吸收的能量最多，故答案为：A；
（2）B、C、N三种元素在周期表中位于同周期从左往右的位置，而同周期主族元素从左往右负性依次增强，所以电负性从大到小依次为N>C>B；化合物中的存在碳氮之间为三键、碳碳之间为单键，σ键个数为3和π键个数为4，其比例是3:4;
（3）1号氮原子有孤电子对可做配体原子形成配位键，3号碳原子形成了4个键，为杂化环上碳原子形成3个键，为杂化；具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相互称为等电子体，与外界互为等电子体的分子有：；环上的原子为杂化，1号氮原子中孤电子对占据一个的杂化轨道，一个为参与杂化的2p电子形成排线，每个碳原子提供一个未参与杂化的2p电子形成排键。二号氮原子提供两个电子形成π键，形成5个原子，6个电子的大π键，可表示为。
（4）的熔点高于的原因是：是离子晶体，融化时需要破环离子键，而是分子晶体，融化时需要破环范德华力；
（5）从图中可以看出，离As最近且距离相等的Ni有6个，所以As原子的配位数是6；晶胞的体积为=，晶胞含2个As，2个Ni，晶胞的质量为，晶胞的密度为g/cm3= g/cm3。
17．(1)6
(2)顶点
(3) 不能 5643
【详解】（1）晶胞中，有4个Al原子位于内部，6个位于棱上，棱上的原子对晶胞的贡献率为，则每个晶胞中含Al原子个；晶胞中，有3个N原子位于内部，2个位于面心，面心的原子对晶胞的贡献率为，12个位于顶点，顶点的原子对晶胞的贡献率为，则每个晶胞中含N原子个，含有的Al、N原子个数均是6；
（2）由氮化铁的晶胞结构图可知，N位于体心，每个晶胞中含1个N原子，Fe位于面心和顶点，每个晶胞中含4个Fe原子，晶胞化学式为Fe4N，可替代晶胞中不同位置的，替代晶胞中顶点上的形成化学式为的氮化物，替代晶胞中面心上的形成化学式为的氮化物，化学式为的氮化物不稳定，物质能量越高越不稳定，则能量比高，则a位置表示顶点，b位置表示面心；
（3）第一电离能是指基态的气态原子失去最外层的一个电子变为气态离子所需的能量，图中无此过程的数据，故不能计算出原子的第一电离能；的晶格能为。
18．(1) 排出装置中的空气，防止与空气中的反应
(2)136.4～306
(3) 极易水解，防止空气中的水蒸气进入E装置 缺少处理尾气的装置
(4) (或) O 共价键 Ti
【分析】A为氯气的发生装置，B除去氯气中的水蒸气，C为氯化钛的发生装置，D除去氯化钛中的氯化钛，E为氯化钛收集装置，碱石灰除去空气中的水蒸气，防止氯化钛水解，据此回答。
【详解】（1）①由信息Ⅰ可知，高温时能与反应，故加热管式炉前通入的目的是排出装置中的空气，防止与空气中的反应；
②瓷舟中会生成 TiCl 4、FeCl3 和一种有毒的气态氧化物，并发生副反应生成少量CCl4，化学方程式：；
（2）根据信息Ⅱ可知，除去中的应调节控温箱温度高于的沸点，低于的熔点；
（3）①极易水解，需在收集的装置后增加防水装置，故碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入E装置；
②管式炉中发生的主反应的生成物中含有气体，故该装置的缺陷是缺少处理尾气的装置；
（4）①钛的原子序数为22，基态钛原子的电子排布式是；
②金属元素第一电离能一般小于非金属元素，钛属于金属元素，第一电离能最小，C、O元素为同周期主族元素，一般情况下，第一电离能从左至右依次增大，第一电离能：O>C；
③TiC中化学键类型为共价键；
④据图知，1个晶胞中黑球个数为，白球个数为，因此黑球代表Ti，白球代表O；
⑤1个晶胞的质量为，1个晶胞的体积为，则晶体密度为。
19．(1)2s23p3
(2)[:CN:]-
(3)N的电负性大，半径小，对共用电子对吸引力强，共用电子对偏向于N；
(4)
(5) ds 时，溶液中的浓度会减小，主要以形式存在，导致Au的浸取率下降
【详解】（1）基态N价层电子排布式为2s23p3;
（2）的所有原子均满足8电子稳定结构，其电子式为。
（3）中N为-3价，C为+2价，N的电负性大，半径小，对共用电子对吸引力强，共用电子对偏向于N，所以为-3价；
（4）由KCN的晶胞示意图可知，每个晶胞中含有4个KCN，则该晶体的密度为；
（5）①Au与Cu同族，则都属于ds区；②将金矿砂溶于pH为10.5～11的KCN溶液得含的滤液，该过程为氧气的电子，反应的离子方程式为：；③时，溶液中的浓度会减小，主要以形式存在，导致Au的浸取率下降。