【文档说明】03-第三章　晶体结构与性质.docx，共(7)页，807.123 KB，由小赞的店铺上传

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姓名班级考号密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题第三章晶体结构与性质注意事项1.全卷满分100分。考试用时90分钟。2.可能用到的相对原子质量:H1Li7B11C12N14O16F19Na23Si28S32Cl35.5Fe56

Cu64Cs133。一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列叙述中,错误的是()A.液晶具有液体的流动性,在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性B.氧化镁晶体中离子键的百分数

为50%,氧化镁晶体是一种过渡晶体C.等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子D.石墨晶体属于混合型晶体2.下列各组物质变化中,所克服的粒子间的作用力属于同种类型的是()A.碘和干冰的升华B.二氧化硅和生石灰的熔化C.氯化钠和铁的熔化D.乙醇的蒸发

和氧化钠的熔化3.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.等质量的金刚石和石墨晶体中含有的碳碳键数目之比为4∶3B.一个C60分子中含有双键的数目是30C.石墨烯结构中,平均每个六元

环含有2个碳原子D.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键,石墨烯具有导电性4.泽维尔研究发现,当用激光脉冲照射NaI使Na+和I-的核间距为1.0~1.5nm时,呈离子键;当两核靠近,相距0.28nm时,呈共价键。根据泽维

尔的研究成果能得出的结论是()A.NaI晶体是离子晶体和分子晶体的混合物B.离子晶体可能含有共价键C.NaI晶体中既有离子键,又有共价键D.共价键和离子键没有绝对的界限5.北京大学的科技工作者在金(Ⅲ)表面进行生长的二维双层冰的边

缘结构实现了成像观察,二维冰层的AFM表征细节(图1)及其结构模型(图2)如下,该成果发表在《自然》上。下列说法正确的是()图1图2A.气相水分子、“准液体”水分子和固态水分子属于三种不同的化合物B.固态水分子之间的化学键较强,“准液体”水分子之间

的化学键较弱C.由于水分子间的氢键比较牢固,使水分子很稳定,高温下也难分解D.受到能量激发时,“准液体”水分子与下层固态水分子脱离,使冰面变滑6.下列关于氮、磷、砷的单质及其化合物的说法正确的是()A.1mol[Co(NH3)6]3+中含有18mo

lσ键B.白磷分子(P4)是极性分子,白磷可保存在水中C.肼(N2H4)的沸点为113.5℃,说明肼分子间可能存在氢键D.砷化镓的晶胞结构如图所示,镓原子配位数为87.Fe3+形成的某种配离子结构如图所示。有关说法错误的是()密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题A

.Fe3+和Fe2+核外未成对电子数之比为5∶4B.该配离子中Fe3+的配位数为6C.该配离子中含有的化学键有离子键、共价键和配位键D.Fe3+可以用KSCN溶液鉴别,也是因为反应生成了配离子8.B和Al为同主族元素,

下列说法错误的是()A.BF3和AlF3都可以与F-形成配位键B.H3BO3为三元酸,Al(OH)3具有两性C.共价键的方向性使晶体B有脆性,原子层的相对滑动使金属Al有延展性D.B和Al分别与N形成的共价晶体,均具有较大的硬度和较高的熔点9.有关晶体的结构如图所示,下列说法

中不正确的是()A.在NaCl晶体(图甲)中,距Na+最近的Cl-形成正八面体B.该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或FEC.在CO2晶体(图丙)中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻D.在碘晶体

(图丁)中,存在非极性共价键和范德华力10.我国科研工作者利用冷冻透射电子显微镜同步辐射等技术,在还原氧化石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生成的某二维晶体,其结构如图所示。下列说法正确的是()A.该二维晶体的化学式为CaCl2B.Ca—Cl—Ca的键角为60°C.Can+和Cl-的配位数均为3D

.该晶体可由钙在氯气中燃烧制得11.实验室用K3[Fe(CN)6]检验Fe2+的离子方程式为Fe2++K++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓。下列有关说法正确的是()A.K3[Fe(CN)6]中铁离子的配位数为3B.1

mol[Fe(CN)6]3-中含12molσ键C.形成配位键时,CN-中氮原子提供孤电子对D.Fe2+失去1个电子比Mn2+失去一个电子更难12.在碱性溶液中,Cu2+可以与缩二脲形成紫色配离子,其结构如图所示。下列说法错误的是()A.该配离子与水分子形

成氢键的原子只有N和OB.该配离子中铜离子的配位数是4C.基态Cu原子的价层电子排布式是3d104s1D.该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H13.科学家可视化了某复杂钙钛矿晶体结构系统的三维原子结构。如图,以1号原子为坐标原点,晶胞参数为单位长度建立坐标系。下列有关说

法错误的是()姓名班级考号密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题A.该晶体的化学式为CaTiO3B.Ti原子位于氧原子形成的正八面体中心C.2号原子的坐标参数为(12,1,12)D.若a为晶胞参数,则2、3号原子间的距离为√3𝑎214.近日,科学家研究利用CaF2晶体

释放出的Ca2+和F-脱除硅烷,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。CaF2晶体的晶胞结构如图,下列说法错误的是()A.F、Si、Ca元素电负性依次减小,原子半径依次增大B.OF2与SiO2中含有的化学键类型和氧原子杂化方式均相同C.图中A处原子

坐标参数为(0,0,0),则B处原子坐标参数为(34,34,34)D.脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,脱硅能力BaF2<CaF2<MgF215.科学家发现固体电解质Li3SBF4具有良好的导电能力,为锂离子电池的发展做出了重要贡献,其晶胞结构如图

所示,其中BF4-位于体心,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.该晶胞中Li+位于体心和棱心B.电负性:F>Li>BC.Li+周围距离最近且相等的S2-的个数为4D.若晶胞参数为apm,则晶体密度为1.4×1032𝑁A·𝑎3g/cm

3二、非选择题(本题共5小题,共55分)16.(13分)超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支,还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子

结构如图所示。(1)Mo处于元素周期表第五周期第ⅥB族,核外电子排布与Cr相似,它的基态原子价层电子排布式是;核外未成对电子数是。(2)该超分子中存在的化学键类型有(填字母)。A.σ键B.π键C.离子键D.氢

键(3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是(填元素符号),p-甲酸丁酯吡啶中C原子的杂化方式有。(4)从电负性角度解释CF3COOH的酸性强于CH3COOH的原因:。(5)C60与金刚石互为同素异形体,从结构与性质之间的关

系解释C60的熔点远低于金刚石的原因是。17.(8分)请回答下列问题:(1)(CH3)3NH+和AlCl4-可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子构成,熔点低于100℃,其挥发性一般比有机溶剂(填“大”或“小”),可用作(填字母

)。a.助燃剂b.“绿色”溶剂c.复合材料d.绝热材料(2)已知X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体晶胞结构如图所示。则X的元素符号是,每一个N3-周围最近且等距离的X+共有个。18.(10分)根据晶体结构知识,回答下列问题:(1)如图所示为二维平面晶体示

意图,可用化学式AX3表示的是。(填字母)密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题ab(2)Al晶体的晶胞结构如图甲所示,原子之间相互位置关系的平面图如图乙所示。甲乙若已知Al的原子半径为dcm,NA表示阿伏加德罗常数的值,Al的摩尔质量为Mg·

mol-1,则:①晶胞中Al原子的配位数为。②该晶体的密度为g·cm-3。(3)如图为氟化钙晶胞,试回答下列问题:每个F-周围有个Ca2+与之紧邻,每个F-周围与其距离最近的F-的数目是。19.(10分)过渡金属钒(V)、钴(Co)和镍(Ni)都是重要的合金元素,它们的配合物

在药物合成方面有重要应用。回答下列问题:(1)基态V原子核外未成对电子的个数是。(2)一种钒的配合物分子结构如图所示,该配合物中钒元素的化合价是,分子中除钒外的其他元素电负性由大到小的顺序是,N原子的杂化方式是。(3)AsCl3也可与钒离子形成配合物

,当氯原子被烷基取代后,配位能力增强,其原因是。20.(14分)回答下列问题。(1)As2Se3是一种非晶态半导体,也称玻璃半导体。区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是。(2)钴的一种化合物的立方晶胞结构如图所示,已知A点的原

子坐标参数为(0,0,0),B点的原子坐标参数为(12,0,12),则C点的原子坐标参数为,Co2+周围等距离且最近的O2-数目为,该物质的化学式为。(3)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分

数坐标。CsSiB3O7属正交晶系(长方体形)。晶胞参数为apm、bpm、cpm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为。CsSiB3O7的摩尔质量为Mg·mol-1,设N

A为阿伏加德罗常数的值,则CsSiB3O7晶体的密度为g·cm-3(用代数式表示)。点(0.5,0.8,0)与点(1.0,0.7,1.0)之间的距离为pm。答案与解析第三章晶体结构与性质姓名班级考号密○封○装○订○线密

○封○装○订○线密封线内不要答题1.C2.A3.D4.D5.D6.C7.C8.B9.B10.C11.B12.A13.D14.D15.D1.C液晶像液体一样具有流动性,在某些物理性质方面也具有类似晶体的各向异性,故A正确;氧化镁晶体中离子键、共价键的成分各占50%,所以

氧化镁晶体是一种过渡晶体,故B正确;等离子体主要是由电子、阳离子及电中性粒子组成,故C错误;石墨晶体结构是层状的,每一层原子之间由共价键形成正六边形结构,层与层之间由范德华力维系,还有类似金属晶体的导电性,石墨晶体

属于混合型晶体,故D正确。2.A碘和干冰均是分子晶体,升华时克服的作用力均是分子间作用力,A正确;SiO2是共价晶体,熔化时克服共价键,CaO是离子晶体,熔化时克服离子键,B错误;氯化钠为离子晶体,熔化时克服离子键,铁为金属晶体,熔化时克服金属键,C错误;乙醇为分子晶体,蒸发时克服分子间作用力,

氧化钠是离子晶体,熔化时克服离子键,D错误。3.D从石墨中剥离石墨烯需要破坏范德华力,D项错误。4.D由题中信息可知,当核间距改变时,化学键的种类会发生改变,这说明离子键和共价键没有绝对的界限。5.D气相水分子、“准液体”水

分子和固态水分子为H2O的不同存在形式,为同一种物质,故A错误;水分子之间存在范德华力和氢键,不存在化学键,故B错误;水分子的稳定性与氢键无关,水分子稳定是因为分子内O—H键的键能较大,故C错误。6.C1mol[Co(NH3)6]3+中共含有24molσ键,故A错误;白

磷分子(P4)是正四面体结构,属于非极性分子,故B错误;肼的沸点为113.5℃,说明肼分子间作用力较强,则肼分子间可能存在氢键,故C正确;根据砷化镓的晶胞结构可知,镓原子配位数为4,故D错误。7.C亚铁离子和铁离子的价层电子排布式分别为3d6

和3d5,Fe3+和Fe2+核外未成对电子数之比为5∶4,故A正确;由配离子结构可知,配离子中Fe3+与6个氧原子形成配位键,配位数为6,故B正确;由配离子结构可知,配离子中含有共价键和配位键,不含离子键,故C错误;Fe3+可以与SCN-形成红色的配离子,所以F

e3+可以用KSCN溶液鉴别,故D正确。8.BBF3和AlF3中B和Al均有空轨道,F-有孤电子对,因此BF3和AlF3都可以与F-形成配位键,A正确;H3BO3为一元弱酸,Al(OH)3为两性氢氧化物,B错误;晶体

B为共价晶体,共价键的方向性使晶体B有脆性,Al为金属晶体,原子层的相对滑动使金属Al有延展性,C正确;B和Al分别与N通过共价键形成共价晶体,共价晶体具有较大的硬度和较高的熔点,D正确。9.B由NaCl晶胞结构知,Na+周围最近的Cl-有6个,分别位于Na+的上下左右前后,

形成正八面体结构,A正确;分子中不涉及原子共用的问题,故1个该分子中含有4个E原子和4个F原子,分子式为E4F4或F4E4,B错误;晶体中离晶胞顶点CO2分子最近的CO2分子有3×8÷2=12个,C正确;碘分子内部两个碘原子之间为非极性共价键,碘分

子之间为范德华力,D正确。10.C由俯视图可知,一个Can+周围有3个Cl-,同样一个Cl-周围有3个Can+,则该二维晶体的化学式为CaCl,A错误;结合俯视图和侧视图可知,3个Ca与3个Cl构成的为非平面六边形,Ca—C

l—Ca的键角不是60°,B错误;由A项分析可知,Can+、Cl-周围最近的离子数均为3,故配位数均为3,C正确;钙在氯气中燃烧生成CaCl2,不能得到该晶体,D错误。11.BK3[Fe(CN)6]中铁离

子的配位数为6,故A错误;1个CN-含1个σ键,1个CN-与Fe3+形成1个配位键,配位键也是σ键,所以1mol[Fe(CN)6]3-中含12molσ键,故B正确;氮原子半径小于碳原子,氮原子核对孤电子对吸引力大于碳原子核,则形

成配位键时CN-中碳原子提供孤电子对,故C错误;Mn2+价层电子排布式为3d5,由Mn2+变为Mn3+,3d能级由较稳定的3d5半充满状态变为不稳定的3d4状态,Fe2+价层电子排布式为3d6,Fe2+变为Fe3+,3d能级由较不稳定的3d6状态变为较稳定的3d5半充满状态,所以

Fe2+失去1个电子比Mn2+失去一个电子更容易,故D错误。12.A根据配离子的结构可知,该配离子中的N和O可与水分子中的H形成氢键,而水分子中的O也可与配离子中的H形成氢键,A错误;由题图可知,铜离子的配位数为4,B正确;基态铜原

子的价层电子排布式是3d104s1,C正确;该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H,D正确。13.DA项,根据均摊法可知该晶体的化学式为CaTiO3,正确;B项,Ti位于晶胞的体心,上、下底面的氧原子与四个侧面上的氧原子形成正八面体,正确;C项,2

号氧原子在右侧面的面密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题心,其原子坐标参数为(12,1,12),正确;D项,2、3号原子间的距离等于面对角线长的一半,即√2𝑎2,错误。14.D一般,金属元素的电负性小于非金属元

素,非金属元素的非金属性越强,电负性越大,则F、Si、Ca元素电负性依次减小;一般,电子层数越多,原子半径越大,则F、Si、Ca原子半径依次增大,故A正确。OF2与SiO2都是含有极性共价键的共价化合物

,化合物中氧原子的价层电子对数都为4,杂化方式都为sp3,故B正确。由晶胞结构可知,A处原子与B处原子的距离为体对角线长的34,若A处原子坐标参数为(0,0,0),则B处原子坐标参数为(34,34,34),故C正确。三种金属氟化物都为离子晶体,晶体提供自由氟

离子的能力越强,阴、阳离子间形成的离子键越弱,钡离子、钙离子和镁离子的电荷数相同,离子半径依次减小,则氟化钡、氟化钙、氟化镁三种晶体中的离子键依次增强,晶体提供自由氟离子的能力依次减弱,故D错误。15.D由晶胞示意图可知,该晶胞中Li+位于棱心,BF4-位于体心上,S2

-位于顶点,A错误;同一周期从左往右主族元素电负性依次增大,故电负性:F>B>Li,B错误;由A项分析可知,该晶胞中Li+位于棱心上,BF4-位于体心上,S2-位于顶点,则Li+周围距离最近且相等的S2-的个数为2,C错误

;由A项分析可知,一个晶胞中含有Li+的数目为12×14=3,S2-的数目为8×18=1,BF4-的数目为1,若晶胞参数为apm,则晶体密度为3×7+32+11+4×19𝑁A(𝑎×10-10)3g/cm3=1.4×1032

𝑁A·𝑎3g/cm3,D正确。16.答案(除标注外,每空2分)(1)4d55s16(1分)(2)AB(3)Csp2和sp3(4)F的电负性强于H,对电子的吸引能力强,共用电子对偏向F,使氧氢键较易断裂(5)C60是

分子晶体,金刚石是共价晶体,共价晶体熔化时破坏共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏分子间作用力所需的能量解析(1)Cr的基态原子价层电子排布式为3d54s1,而Mo与Cr同族,但在Cr的下一周期,因而基态原

子价层电子排布式为4d55s1,轨道表示式为,因而核外未成对电子数为6。(2)观察题图可知,该超分子中含有双键,说明有σ键和π键,分子中不存在离子键,根据题给信息知Mo形成配位键,故选AB。(3)CO作配体时,C作配位原子;p-

甲酸丁酯吡啶中有碳原子与氧原子形成双键,说明其杂化方式为sp2,在丁基中C原子形成四个单键,为sp3杂化。(4)F的电负性强于H,对电子的吸引能力强,共用电子对偏向F,使氧氢键较易断裂,因此CF3COOH的酸性强于CH3COOH。(

5)根据不同类型的晶体性质不同来解释:C60是分子晶体,金刚石是共价晶体,共价晶体熔化时破坏共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏分子间作用力所需的能量。17.答案(每空2分)(1)小b(2)Cu6解析(1)离子液体中的作用力是离

子键,其强度强于分子间作用力,故挥发性较小,不会污染环境,是“绿色”溶剂。(2)根据题意可知X+所含电子数为2+8+18=28,即X为29号元素Cu,Cu+与N3-形成的化合物为Cu3N。根据晶胞结构可知灰球表示Cu+,白球表示

N3-,以顶点白球为参照,晶体中与其最近且等距离的Cu+共有6个。18.答案(每空2分)(1)b(2)①12②𝑀4√2𝑑3𝑁A(3)46解析(1)a中每个灰球周围有6个白球,每个白球周围有3个灰球,所以化学式应为AX2,b中每个灰球周围有6个白球,每个白球周围

有2个灰球,化学式应为AX3。(2)①以图甲中任姓名班级考号密○封○装○订○线密○封○装○订○线密封线内不要答题一顶点的Al原子为例,距离该Al原子最近且距离相同的Al原子数为3×8÷2=12,所以Al原子的配位数为12;②根据均摊法,一个晶胞

中含Al的数目为8×18+6×12=4,所以晶胞的质量为4𝑀𝑁Ag,面对角线上的三个Al原子相切,Al原子半径为dcm,则晶胞的棱长为2√2dcm,所以晶胞的体积为(2√2dcm)3=16√2d3cm3,则密度为4𝑀𝑁Ag16√2�

�3cm3=𝑀4√2𝑑3𝑁Ag·cm-3。(3)据题图可知,F-位于Ca2+形成的正四面体空隙中,所以每个F-周围有4个Ca2+,而每个F-周围与其距离最近的F-的数目是6。19.答案(每空2分)(1)3(2)+3O>N>C>Hsp2(3)烷基为

推电子基团,使As原子上的电子云密度增大,更易给出电子解析(1)基态V原子核外电子排布式为[Ar]3d34s2,其3d能级上电子为未成对电子,故核外未成对电子的个数是3。(2)由题图知,V原子与3个N原子之间为配位键,孤电子对由N原子提供,不影响V元素化合价,

但V与3个O原子之间为共用电子对,共用电子对偏向电负性强的O原子而使V显正价,共三对共用电子偏离V,故V显+3价;分子中除V元素外,还有C、N、O、H四种元素,根据电负性变化规律知电负性:O>N>C>H;由题图知,分子中的每个N原子形成3个σ键,价层电子对数为3,故杂化方式为sp2。(3)配体与

中心离子(或中心原子)形成配位键时,电子云密度越大,配位键越稳定,键能越大。烷基为推电子基团,使As原子上的电子云密度增大,与钒离子形成的配位键键能大,所以配位能力增强。20.答案(每空2分)(1)X射线衍射法(2)(12,12,1

2)6TiCoO3(3)44𝑀𝑎𝑏𝑐𝑁A×1030√0.25𝑎2+0.01𝑏2+𝑐2解析(1)区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法。(2)A点的原子坐标参数为(0,0,0)

,B点的原子坐标参数为(12,0,12),C点在体心,因此C的原子坐标参数为(12,12,12);Co2+周围等距离且最近的O2-数目为6;该晶胞中Co2+有1个,O2-有6×12=3个,Ti4+有8×18=1个,该物质的化学

式为TiCoO3。(3)晶胞体内,Cs原子位置分别为,则晶胞中Cs原子数目为1+4×12+4×14=4。由化学式CsSiB3O7,可知晶胞中相当于含4个“CsSiB3O7”,CsSiB3O7的摩尔质量为Mg·mol-1,NA

为阿伏加德罗常数的值,则CsSiB3O7晶体的密度为ρ=𝑚𝑉=4𝑀𝑁Ag(𝑎×10-10×𝑏×10-10×𝑐×10-10)cm3=4𝑀𝑎𝑏𝑐𝑁A×1030g·cm-3。点(0.5,0.8,0)与点(1.0,0.7,1.0)之间的距离为√(0.5𝑎)2+

(0.1𝑏)2+𝑐2pm=√0.25𝑎2+0.01𝑏2+𝑐2pm。