2020-2021學年高中化學 第三章 晶體結構與性質 單元素養(yǎng)評價新人教版選擇性必修第二冊

1、2020-2021學年高中化學 第三章 晶體結構與性質 單元素養(yǎng)評價新人教版選擇性必修第二冊2020-2021學年高中化學 第三章 晶體結構與性質 單元素養(yǎng)評價新人教版選擇性必修第二冊年級：姓名：- 17 -單元素養(yǎng)評價(三)(第三章)(90分鐘100分)一、選擇題(本題包括16小題,每小題3分,共48分)1.(2020綿陽高二檢測)下列有關晶體的敘述中,錯誤的是()a.氯化鈉晶體中,每個na+周圍距離相等且最近的na+共有6個b.金屬晶體中,以“abcabcabc”形式的堆積稱為面心立方最密堆積c.干冰晶體中,每個co2分子周圍距離相等且最近的co2分子共有12個d.金剛石網(wǎng)狀結構中,由共價

2、鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個碳原子【解析】選a。氯化鈉晶體中,在一個晶胞中與na+距離最近的na+有3個,通過該na+有8個晶胞,每個na+被重復了兩次,所以在na+周圍距離相等且最近的na+共有=12個,a錯誤;金屬晶體中,以“abcabcabc”形式的堆積稱為面心立方最密堆積,b正確;干冰晶體中,每個co2分子周圍距離相等且最近的co2分子共有=12個,c正確;金剛石網(wǎng)狀結構中,每個c原子與相鄰的4個c原子形成共價鍵,這4個c原子形成的是正四面體結構。在由共價鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個碳原子,d正確。2.(2020南京高二檢測)下列說法正確的是()a.玻璃是由na2sio

3、3、casio3和sio2熔合成的晶體b.水玻璃在空氣中不可能變渾濁c.水泥在空氣和水中均可以硬化d.制光導纖維的重要原料是玻璃【解析】選c。玻璃是由na2sio3、casio3和sio2熔合成的混合物,不是晶體,故a項錯;水玻璃是na2sio3的水溶液,在空氣中發(fā)生反應:na2sio3+co2+h2ona2co3+h2sio3,故b項錯;水泥的硬化是水泥的重要性質,是復雜的物理變化和化學變化過程,故c項正確;制光導纖維的重要原料是sio2而不是玻璃,故d項錯。3.(2020金華高二檢測)下列說法正確的是()a.分子內共價鍵越強,分子越穩(wěn)定,其形成的晶體的熔沸點越高b.離子鍵的本質就是陰、陽離

4、子之間的相互吸引c.金剛石轉化為石墨的過程中不存在化學鍵被破壞的過程d.由原子構成的晶體可能是原子晶體,也可能是分子晶體【解析】選d。穩(wěn)定性與共價鍵有關,熔沸點與分子間作用力有關,而分子間作用力與相對分子質量有關,分子內共價鍵越強,分子越穩(wěn)定,但與其形成的晶體的熔沸點沒有關系,a錯誤;離子鍵為陰陽離子之間的靜電作用力,包括引力和斥力,b錯誤;金剛石轉化為石墨,為化學變化,存在共價鍵的斷裂和形成,c錯誤;稀有氣體都是由原子構成的分子晶體,金剛石是由原子構成的原子晶體,d正確。4.(2020莆田高二檢測)下列性質符合分子晶體的是()a.熔點1 070 ,易溶于水,水溶液能導電b.熔點是10.31

5、,液體不導電,水溶液能導電c.熔點97.81 ,質軟,能導電,密度是0.97 gcm-3d.熔點801 ,熔化時能導電,水溶液也能導電【解析】選b。a.熔點1 070 ,熔點高,不符合分子晶體的特點,易溶于水,水溶液能導電,分子晶體具有此特點,如氯化氫晶體就是,故a不符合題意;b.熔點10.31 ,熔點低,符合分子晶體的特點,液態(tài)不導電,只存在分子,水溶液能導電,溶于水后,分子被水分子離解成自由移動的離子,如ch3coohch3coo-+oh-,有自由移動的離子,就能導電,故b符合題意;c.熔點97.81 ,質軟、導電、密度0.97 gcm-3,屬于金屬晶體,故c不符合題意;d.熔點較高,熔化

6、時能導電,水溶液也能導電屬于離子晶體的性質,故d不符合題意。5.(2020昆明高二檢測)下列說法中一定正確的是()a.固態(tài)時能導電的物質一定是金屬晶體b.熔融狀態(tài)能導電的晶體一定是離子晶體c.水溶液能導電的晶體一定是離子晶體d.固態(tài)不導電而熔融狀態(tài)導電的晶體一定是離子晶體【解析】選d。固態(tài)時能導電的物質不一定是金屬晶體,也可能是原子晶體如硅,或混合型晶體如石墨,a不正確;熔融狀態(tài)能導電的晶體不一定是離子晶體,也可能是金屬晶體,b不正確;水溶液能導電的晶體不一定是離子晶體,也可能是屬于電解質的分子晶體,c不正確;固態(tài)不導電而熔融狀態(tài)導電的晶體,說明其在晶體狀態(tài)下沒有自由移動的離子,但在熔融態(tài)有自

7、由移動的離子,故一定是離子晶體,d正確。6.(2020長沙高二檢測)下列有關說法正確的是()a.水合銅離子的模型如圖1所示,1個水合銅離子中有4個配位鍵b.caf2晶體的晶胞如圖2所示,每個caf2晶胞平均占有4個ca2+,4個f-c.h原子的電子云圖如圖3所示,h原子核外大多數(shù)電子在原子核附近運動d.原子堆積模型如圖4,可表示mg原子的堆積方式【解析】選a。水合銅離子中銅離子的配位數(shù)為4,配體是水,水中的氧原子提供孤電子對與銅離子形成配位鍵,a正確;根據(jù)均攤法可知,在caf2晶體的晶胞中,每個caf2晶胞平均占有ca2+個數(shù)為8+6=4,f-個數(shù)為8,b錯誤;電子云密度表示電子在某一區(qū)域出現(xiàn)

8、的機會的多少,h原子最外層只有一個電子,所以不存在大多數(shù)電子一說,只能說h原子的一個電子在原子核附近出現(xiàn)的機會較多,c錯誤;在金屬晶體的最密堆積中,對于每個原子來說,在其周圍的原子有與之同一層上的六個原子和上一層的三個及下一層的三個原子,故每個原子周圍都有12個原子與之相連,該堆積方式屬于銅型、不屬于鎂型,d錯誤。7.下列推論正確的是()a.sih4的沸點高于ch4,可推測ph3的沸點高于nh3b.n為正四面體結構,可推測出p也為正四面體結構c.co2晶體是分子晶體,可推測sio2晶體也是分子晶體d.nacl是離子化合物,可推測alcl3也是離子化合物【解析】選b。sih4和ch4都屬于分子晶

9、體,不含氫鍵,相對分子質量越大,沸點越高,而nh3含有氫鍵,沸點較高,a錯誤;n和p中,中心原子都形成4個鍵,沒有孤電子對,為正四面體結構,b正確;co2晶體是分子晶體,而sio2晶體是原子晶體,c錯誤;alcl3為共價化合物,d錯誤。8.(2020長沙高二檢測)有四組同一族元素所形成的不同物質,在101 kpa時測定它們的沸點()如下表所示:第一組a-268.8b-249.5c-185.8d-151.7第二組f2-187.0cl2-33.6br258.7i2184.0第三組hf19.4hcl -84.0hbr-67.0hi-35.3第四組h2o100.0h2s-60.2h2se-42.0h2

10、te-1.8下列各項判斷正確的是()a.第四組物質中h2o的沸點最高,是因為h2o分子中化學鍵鍵能最強b.第三組與第四組相比較,化合物的穩(wěn)定性順序為hbrh2sec.第三組物質溶于水后,溶液的酸性:hfhclhbrhid.第一組物質是分子晶體,一定含有共價鍵【解析】選b。第四組物質中h2o的沸點最高,是因為h2o分子之間可以形成氫鍵,a錯誤;se和br同為第4周期元素,br的非金屬性較強,故化合物的穩(wěn)定性順序為hbrh2se,b正確;第三組物質溶于水后,hf溶液的酸性最弱,因為氫氟酸是弱酸、其他均為強酸,c錯誤;第一組物質是分子晶體,其結構粒子為分子,但是,分子中不一定含有共價鍵,如稀有氣體分

11、子中無共價鍵,d錯誤。9.(2020濰坊高二檢測)國際上至今發(fā)現(xiàn)具有巨磁電阻效應的20多種金屬納米多層膜中,其中三種是我國學者發(fā)現(xiàn)的,mn和bi形成的晶體薄膜是一種金屬間化合物(晶胞結構如圖),有關說法正確的是()a.錳價電子排布為3d74s0b.bi是d區(qū)金屬c.該晶體的化學式為mnbid.該合金堆積方式是簡單立方堆積【解析】選c。e(4s)w-;y的單質晶體熔點高、硬度大,是一種重要的半導體材料。下列說法中,正確的是()a.x、m兩種元素只能形成x2m型化合物b.由于w、z、m元素的氫化物相對分子質量依次減小,所以其沸點依次降低c.元素y、z、w的單質晶體屬于同種類型的晶體d.元素w和m的

12、某些單質可作為水處理中的消毒劑【解析】選d。由題干容易確定x、y、z、w、m分別為鈉、硅、硫、氯、氧。鈉和氧可以形成氧化鈉和過氧化鈉兩種不同的化合物;水分子間存在著氫鍵,因此水的沸點反常;晶體硅為原子晶體,硫和氯氣的晶體為分子晶體。氯氣和臭氧可作為水處理中的消毒劑。二、非選擇題(本題包括5小題,共52分)17.(11分)(2020太原高二檢測)釩和鈦金屬的性能都很優(yōu)越,在航空航天領域用途廣泛。回答下列問題:(1)鈦元素基態(tài)原子的電子排布式為_,未成對電子數(shù)為_個。(2)tio(h2o2)22+配離子呈黃色。提供中心原子孤電子對的成鍵原子是_(填元素符號),中心原子的化合價為_;配體之一h2o2

13、中氧原子雜化類型為_,h2o2分子中氧原子的價層電子對互斥模型是_。(3)單質釩及鈦都是由_鍵形成的晶體,已知金屬鈦是六方最密堆積,金屬釩是體心立方堆積,則_(填“鈦”或“釩”)的空間利用率較大。(4)碳化釩主要用于制造釩鋼及碳化物硬質合金添加劑,其晶胞結構如圖所示。(小球為v原子)晶胞中碳原子與釩原子的數(shù)量比為_。該晶胞中與碳原子距離最近且相等的碳原子個數(shù)為_。若合金的密度為d gcm-3,晶胞參數(shù)a=_ nm?！窘馕觥?1)鈦元素基態(tài)原子的電子排布式為ar3d24s2,未成對電子為3d軌道上的2個電子,因為根據(jù)洪特規(guī)則,這2個電子要分占兩個不同的軌道且自旋狀態(tài)相同。(2)tio(h2o2)

14、22+配離子呈黃色。提供中心原子孤電子對的成鍵原子是o,中心原子的化合價為+4;配體之一h2o2中氧原子的價層電子對是4個,所以其雜化類型為sp3,h2o2分子中氧原子的價層電子對互斥模型是四面體形。(3)單質釩及鈦都是由金屬鍵形成的晶體,已知金屬鈦是六方最密堆積,金屬釩是體心立方堆積,則鈦的空間利用率較大。(4)由碳化釩晶胞結構可知,該晶胞中釩原子數(shù)為12+1=4,碳原子數(shù)為8+6=4。晶胞中碳原子與釩原子的數(shù)量比為11。以晶胞面心為中心,可以找到3個互相垂直的正方形,面心到正方形的四個頂點距離最近且相等,所以在一個晶胞中能找到該晶胞中與碳原子距離最近且相等的碳原子個數(shù)為12。若合金的密度為

15、d gcm-3,1 mol此晶胞的質量為634 g,1 mol此晶胞的體積為na a3,則d gcm-3=,晶胞參數(shù)a= cm=107nm。答案:(1)ar3d24s22(2)o+4sp3四面體形(3)金屬鈦(4)111210718.(8分)(2020鹽城高二檢測)按要求回答下列問題:(1)黃銅礦(cufes2)是煉銅的最主要礦物?；鸱ㄒ睙掽S銅礦的過程中,其中一步反應是2cu2o+cu2s6cu+so2。則29cu的外圍電子排布圖為_;比較cu2o與cu2s,熔點較高的是_,原因為_。(2)一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積結構,在晶胞中cu原子處于面心,au原子處于頂點,則該合金中cu原子

16、與au原子數(shù)量之比為_;該晶體中原子之間的作用力是_。(3)鐵有、三種同素異形體(如圖),晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為_,、兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為_?！窘馕觥?1)cu位于第四周期b族,29號元素,因此其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,29cu的外圍電子排布式為3d104s1,其外圍電子排布圖為,cu2o和cu2s都屬于離子晶體,晶格能越大,晶體熔沸點越高,晶格能與半徑、所帶電荷數(shù)有關,半徑越小、所帶電荷數(shù)越多,晶格能越大,cu2o和cu2s所帶電荷數(shù)相同,s2-的半徑大于o2-的半徑,因此cu2s的沸點低于cu2o;(2)一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積

17、結構,在晶胞中cu原子處于面心,即6=3,au原子處于頂點,即8=1,因此合金中cu原子與au原子數(shù)量之比為31,該晶體為金屬晶體,因此原子之間的作用力是金屬鍵;(3)晶體晶胞中是面心晶胞,所含有的鐵原子數(shù)為8+6=4,是體心立方堆積,配位數(shù)為8,是簡單立方堆積,配位數(shù)為6,因此兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為43。答案:(1)cu2os2-的半徑大于o2-的半徑,cu2o鍵能大于cu2s的鍵能,cu2o晶格能大,因此cu2s的沸點低于cu2o(2)31金屬鍵(3)44319.(11分)氟及氟產品在工農業(yè)生產中應用非常廣泛,回答下列問題:(1)基態(tài)氟原子核外電子的運動狀態(tài)有_種,這些電子的電子云

18、形狀有_種;氟原子的外圍電子排布式為_。(2)nahf2(氟化氫鈉)電解可制氟氣,nahf2中所含作用力的類型有_;與h互為等電子體的分子有_(舉一例)。(3)n2f2(二氟氮烯)分子中,氮原子的雜化軌道類型為_,畫出n2f2可能的結構式_。(4)三氟化硼乙醚(如圖1)的熔點為-58 ,沸點為126129 ,它屬于_晶體。(5)氟化鈣的晶胞結構如圖2所示,晶胞參數(shù)a=0.555 pm。ca2+、f-的配位數(shù)分別為_和_。列式表示氟化鈣晶體的密度_gcm-3(不必計算出結果)?！窘馕觥?1)基態(tài)氟原子核外含有9個電子,則其核外電子的運動狀態(tài)有9種;氟原子核外含有s軌道和p軌道兩種軌道,則氟原子的

19、電子的電子云形狀有2種;氟原子的外圍含有7個電子,其外圍電子排布式為2s22p5。(2)nahf2為離子化合物,存在離子鍵,hf鍵為共價鍵,f的電負性較強,還存在氫鍵。(3)n2f2(二氟氮烯)分子中,氮原子形成了3個鍵和1個鍵,則其雜化軌道類型為sp2;n2f2可能的結構式為(或)。(4)三氟化硼乙醚(如圖1)的熔點為-58 ,沸點為126129 ,其熔、沸點較低,應該屬于分子晶體。(5)在caf2晶胞中每個ca2+連接8個氟離子,所以其配位數(shù)為8;在caf2晶胞中每個f-連接4個鈣離子,所以其配位數(shù)為4。該晶胞中含有鈣離子個數(shù)=8+6=4,氟離子在該晶胞的內部,所以氟離子個數(shù)是8,該晶胞中

20、含有4個caf2,該晶胞的體積為v=(5.5510-11)3 cm3,該晶胞的密度為= gcm-3。答案:(1)922s22p5(2)離子鍵、共價鍵、氫鍵co2(3)sp2(或)(4) 分子(5) 8420.(11分)(2020宜昌高二檢測)鉀、碘、鐵元素對人體的健康起到至關重要的作用,回答下列問題:(1)基態(tài)k 原子核外有_種不同運動狀態(tài)的電子,有_種不同形狀的電子云,價電子排布式是_。(2)co能與金屬fe形成fe(co)5,該化合物的熔點為253 k,沸點為376 k,其固體屬于_晶體。(3)赤鐵鹽(k3fe(cn)6)主要用于制藥、電鍍等工業(yè),其煅燒分解生成kcn、(cn)2等物質。(

21、cn)2中存在碳碳鍵,則分子中含有_個鍵,_個鍵。kcn與鹽酸作用產生hcn,則hcn中心原子c的雜化軌道類型為_。(4)kio3晶體是一種性能良好的非線型光學材料,具有鈣鈦礦型的立體結構。已知a離子坐標參數(shù)為(0,0,0),則b離子的坐標參數(shù)為_。若kio3晶胞參數(shù)為a納米(nm)、阿伏加德羅常數(shù)為na,則該晶體密度為_gcm-3(列出計算式即可)。若碘離子處在各頂點位置,則鉀離子和氧離子在晶胞中的位置分別是_、_?！窘馕觥?1)基態(tài)k原子核外有19個電子,所以原子核外有19種不同運動狀態(tài)的電子;s、p能級電子云形狀不同,k原子核外有2種不同形狀的電子云;鉀原子第四層上的電子是價電子,價電子

22、排布式是4s1;(2)fe(co)5的熔、沸點較低,所以fe(co)5是分子晶體;(3)(cn)2中存在碳碳鍵,結構式為nccn,單鍵是鍵,三鍵中有1個 鍵和2個鍵,所以分子中含有3個鍵,4個鍵。hcn分子的結構式是hcn,hcn分子中含有2個鍵和2個鍵,c原子不含孤電子對,所以價層電子對數(shù)是2,中心原子c原子以sp雜化軌道成鍵;(4)根據(jù)晶胞結構,b離子的坐標是(,1,);根據(jù)均攤原則,晶胞中含i離子數(shù)1、含o離子數(shù)6=3 、含鉀離子數(shù)8=1 ,所以晶胞的摩爾質量是214 gmol-1,晶胞參數(shù)為a納米,則晶胞體積是(a1.010-7)3 cm3,所以密度是= gcm-3;根據(jù)基本結構,若碘

23、離子處在各頂點位置,則鉀離子和氧離子在晶胞中的位置分別是體心、棱。答案:(1)1924s1(2)分子(3)34sp(4)(,1,)體心棱(心)21.(11分)(2020山東高考) cdsnas2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：(1)sn為a族元素，單質sn與干燥cl2反應生成sncl4。常溫常壓下sncl4為無色液體，sncl4空間構型為_，其固體的晶體類型為_。(2)nh3、ph3、ash3的沸點由高到低的順序為_(填化學式，下同)，還原性由強到弱的順序為_，鍵角由大到小的順序為_。(3)含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種cd2+配合物的結構如圖所示，1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有_mol，該螯合物中n的雜化方式有_種。(4)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數(shù)坐標。四方晶系cdsnas2的晶胞結構如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90，晶胞中部分原子的分數(shù)坐標如下表所示。一個晶胞中有_個sn，找出距離cd(0，0，0)最近的sn_ (用分數(shù)坐標表示)。cdsnas2晶體中與單個sn鍵合的as有_個?！窘馕觥浚?）sn為a族元素，由于常溫下sncl4為液體，故sncl4為分子晶體；sncl4分子中中心原子的孤電