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高中化学(必修二)晶胞晶体结构的测定练习题
(含答案解析)
学校:___________姓名:___________班级:___________
一、单选题
1.下列有关晶胞的叙述,正确的是( )
A.晶胞的结构是晶体的结构 B.不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同
C.晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞 D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
2.下列说法正确的是( )
A.CO2与SiO2的晶体类型相同
B.SiCl4与SiHCl3分子中的键角相等
C.1mol晶体硅中含有2molSi-Si键
D.CO2分子中碳原子轨道杂化类型为sp2
3.下列区别晶体和非晶体最可靠的方法是( )
A.观察形状 B.光谱仪测定
C.X射线衍射法 D.质谱仪测定
4.据某科学杂志报道,国外有一研究发现了一种新的球形分子,它的化学式为C60Si60,其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”,经测定其中包含C60,也有Si60结构。下列叙述正确的是( )
A.该物质有很高的熔点、很大的硬度
B.该物质熔融时能导电
C.该物质分子中Si60被包裹在C60里面
D.该物质形成的晶体属分子晶体
5.下列结构属于晶胞且对应的化学式不正确的是( ) (图中:●— X,○— Y)
A.XY
B.XY2
C.XY3
D.X2Y
A.A B.B C.C D.D
6.下列说法错误的是( )
A.Si C和Si的结构相似,都属于共价晶体,熔点
B.B与Si的单质性质差异很大
C.和的价电子数相同
D.如图所示银的晶胞中含有4个银原子
7.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于C、Si及其化合物的叙述错误的是( )
A.碳元素存在12C、13C、14C等多种同位素
B.原子半径Si大于C,使得硅原子间难以形成双键
C.碳和二氧化硅反应制粗硅,每生成28g硅有2NA个硅氧键断裂
D.12g金刚石中含有的晶胞数目为
8.有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,下列叙述错误的是( )
A.晶体中原子的配位数分别为:①6,②8,③12,④12
B.③为六方堆积
C.晶胞中含有的原子数分别为:③2,④4
D.金属晶体是一种“巨分子”,可能存在分子间作用力
9.F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙,它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增),都极易与水反应。其中6XeF4+12H2O=2XeO3+4Xe↑+24HF+3O2↑,下列推测正确的是( )
黑球表示氙原子白球表示氟原子
A.XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构
B.某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示,可推知其化学式为XeF6
C.XeF4按已知方式水解,每生成2molXe转移8mol电子
D.XeF2加入水中,在水分子的作用下,将重新生成Xe和F2
10.黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物,火法治炼黄铜矿的过程中,其中一步反应是2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,Cu2O晶胞如图所示。下列说法错误的是( )
A.氧化剂为Cu2O和Cu2S,氧化产物为Cu
B.该晶胞中白球代表铜原子、黑球代表氧原子
C.每生成0.5molSO2,转移3mol的电子
D.还原产物与氧化产物的物质的量之比为6∶1
11.有关晶体的结构如图所示,下列说法中正确的是( )
A
B
C
D
一个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个Cl-,Na+配位数为12,Cl-配位数为12
一个CaF2晶胞中含有8个F-和4个Ca2+,F-配位数为8,Ca2+配位数为4
该堆积方式叫面心立方最密堆积(A1型),配位数为12,空间利用率为74.05%
与E等距且最近的F有6个,与E等距且最近的E有12个
A.A B.B C.C D.D
12.铁氰化钾{}俗称赤血盐,遇发生反应:,生成深蓝色沉淀,常用于检验;下列有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A.Fe元素位于周期表的第ⅦB族
B.基态外围电子排布式为
C.赤血盐中提供空轨道形成配位键的是
D.若赤血盐受热分解产物之一的晶胞结构如图所示,则其化学式为
二、填空题
13.结合金属晶体的结构和性质,回答下列问题。
(1)已知下列金属晶体:Na、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au。
①属于体心立方密堆积的是_______;
②属于六方最密堆积的是_______;
③属于面心立方最密堆积的是_______。
(2)根据下列叙述,能判断一定为金属晶体的是_______(填字母)。
A.由分子间作用力形成,熔点很低
B.由共价键结合形成网状晶体,熔点很高
C.固体有良好的导电性、导热性和延展性
(3)下列关于金属晶体的叙述正确的是_______(填字母,双选)。
A.常温下,金属单质都以金属晶体的形式存在
B.金属阳离子与“自由电子”之间的强烈作用,在一定外力作用下,不因形变而消失
C.钙的熔、沸点高于钾
D.温度越高,金属的导电性越好
三、结构与性质
14.最近科研人员发现,用[Ni(cyclam)]2+(结构如图a)作电催化剂、二茂铁(结构如图c)作为牺牲电子供体,NH4PF6作为电解质和质子供体,CH3CN作溶剂,可实现有效催化还原CO2。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子转化为基态Ni2+失去_______轨道的电子;基态Fe原子核外电子排布式为_______。
(2)NH4PF6中NH空间构型为_______;N、P、F的电负性由大到小的顺序为_______。
(3)CH3CN分子中碳原子杂化方式为_______。
(4)已知3个及以上原子构成的离子团或分子中,原子有彼此平行的未参与杂化的p轨道电子,连贯重叠在一起构成π型化学键,又称为大π键,可用符号表示,其中m代表参与形成的大π键原子数,n代表参与形成的大π键电子数,如苯中的大π键可表示为。二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环的大π键可表示为_______。
(5)[Ni (c y clam)]2+可由某些镍的化合物与c y clam 反应制得。[Ni(c y clam)]2+中,Ni2+的配位数为_______;c y clam可溶于水,而环十四烷不溶于水,其原因是_______。
(6)某镍、砷晶体结构如图所示。该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。
参考答案:
1.D
【详解】A.构成晶体的最基本的几何单元称为晶胞,晶胞的结构并不是晶体的结构,A错误;
B. 相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同,不同晶体的晶胞大小和形状不一定相同,B错误;
C. 晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有,不完全属于某个晶胞,C错误;
D. 知道晶胞的组成,利用“均摊法”即可推知晶体的组成,D正确。
答案:D。
2.C
【详解】A.CO2为分子晶体,而SiO2为共价晶体,故A错误;
B.SiCl4为正四面体形,键角为109.5°,而SiHCl3分子不是正四面体形,键角不等于109.5°,故B错误;
C.晶体硅中每个硅原子都连接4个硅原子形成Si-Si共价键,每个Si-Si键被2个Si共有,所以相当于每个Si原子连有2个Si-Si键,故C正确;
D.CO2分子中碳原子轨道杂化类型为s p,故D错误;
故选C。
3.C
【详解】构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来,因此区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验,故选C。
4.D
【详解】A.由分子式及信息可知该物质为分子晶体,分子晶体的熔点低、硬度小,A错误;
B.由题目中的信息可知该物质是一种新的球形分子,该物质熔融时克服了分子间作用力、只得到分子、不能导电,B错误;
C.硅的原子半径比碳大,所以硅化合物C60Si60的外层球壳为Si60,内层球壳为C60,C错误;
D.由题目中的信息可知是一种新的球形分子,它的分子式为C60Si60,所以该物质有分子存在,属于分子晶体,D正确;
答案选D。
5.B
【详解】A.X个数为,Y个数为1,则化学式为XY,故A正确;
B.该物质不属于晶体,没有不能形成重复的结构,故B错误;
C.X个数为,Y个数为,则化学式为XY3,故C正确;
D.X个数为,Y个数为,则化学式为X2Y,故D正确。
综上所述,答案为B。
6.B
【详解】A.碳化硅和硅都是共价晶体,共价晶体的熔点取决于共价键的强弱,碳硅键的键长小于硅硅键、键能大于硅硅键,则碳化硅的熔点高于硅,A正确;
B.由对角线规则可知,处于对角线上的硼与硅的单质性质相似,B错误;
C.和互为同位素,核外电子数和核外电子排布相同,则价电子数相同,C正确;
D.由晶胞结构可知,晶胞中银原子的个数为,D正确;
故选B。
7.C
【详解】A.具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素;碳元素存在12C、13C、14C等多种同位素,A正确;
B.原子半径Si大于C,使得硅原子间的p电子云难易有效肩并肩重合,难以形成双键,B正确;
C.1mol二氧化硅中含有4mol硅氧键,碳和二氧化硅反应制粗硅,每生成28g(1mol)硅有4NA个硅氧键断裂,C错误;
D.金刚石晶胞中碳原子位于顶点、面心、体心,1个晶胞含有碳原子数目为,12g金刚石中含有碳原子数目为NA,则晶胞数目为,D正确;
故选C。
8.D
【分析】由金属晶体的晶胞结构图可知,①为简单立方堆积,②为体心立方堆积,③为六方堆积,④为面心立方堆积。
【详解】A.根据晶胞结构可知,晶体中原子的配位数分别为:①6,②8,③12,④12,A项正确;
B.依据上述分析可知,③为六方堆积,B项正确;
C.晶胞中含有的原子数分别为:③为2,④为,C项正确;
D.金属晶体是一种“巨分子”,存在金属阳离子和自由电子之间的相互作用,不存在分子间作用力,D项错误。
答案选D。
9.C
【详解】A.Xe原子已经达到8电子稳定,故XeF2各原子不可能具有8电子稳定结构,A不正确;
B.根据平行六面体规律:Xe为8×+1=2,F为8×+2=4,故该晶体的化学式为XeF2,B不正确;
C.由于F的非金属性最强,在XeF4中Xe的化合价为+4价,生成2molXe转移电子数为8mol,C正确;
D.F2有强的氧化性,能够与水反应,故XeF2与水反应不可能生成F2,D不正确;
故选C。
10.A
【详解】A.该反应中Cu2O和Cu2S中的Cu元素化合价均降低,为氧化剂,S元素化合价升高生成SO2,为氧化产物,Cu为还原产物,A错误;
B.根据均摊法,白球的个数为4,黑球的个数为+1=2,白球:黑球=2:1,所以白球代表铜原子、黑球代表氧原子,B正确;
C.该反应中SO2为唯一氧化产物,根据S元素化合价的变化可知,每生成0.5molSO2,转移6×0.5mol=3mol的电子,C正确;
D.SO2为氧化产物,Cu为还原产物,根据方程式可知还原产物与氧化产物的物质的量之比为6∶1,D正确;
综上所述答案为A。
11.D
【详解】A.以体心Cl-为例,距离其最近且相等的Na+有6个,即Cl-配位数为6,化学式为Na Cl,所以Na+配位数也为6,A错误;
B.以顶面面心Ca2+为例,该晶胞中距离其最近且相等的F-有4个,上方晶胞中还有4个,所以Ca2+配位数为8,化学式为CaF2,则F-的配位数为4,B错误;
C.图示的按ABABAB…的方式堆积为六方最密堆积,C错误;
D.以任一顶点的E为例,等距且最近的F位于该E原子所在的棱上,每个E原子被6条棱共用,所以与E等距且最近的F有6个;等距且最近的E位于该E原子所在的面上,每个E原
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