物质结构与性质第四单元测试题 (时间： 45 分钟满分： 100 分) 考点题号 晶体的类型和性质2、3、6、8 晶体的微观结构分析和计算1、4、5、7、9、 10、11 一、选择题 (本题共 7 个小题，每题6 分，共 42 分。每个小题只有一个选项符合题意) 1下列有关晶体的叙述中，错误的是()。 A金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6 个碳原子 B氯化钠晶体中，每个Na 周围距离相等且最近的 Na 共有 6 个 C金属晶体中，以“ABCABCABC ”形式的堆积称为面心立方堆积 D干冰晶体中，每个CO2分子周围距离相等且最近的CO2分子共有12 个 解析NaCl 晶体中， Na 周围最近的 Na在小立方体的面对角线上，故有 12 个 Na 最 近且等距离。 答案B 2下列关于晶体的说法，一定正确的是()。 CaTiO3的晶体结构模型(图中 Ca 2 、O2、 Ti 4 分别位于立方体的体心、面心和顶角) A分子晶体中都存在共价键 B如上图， CaTiO3晶体中每个Ti 4和 12 个 O2相紧邻 CSiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合 D金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高 解析稀有气体为单原子分子，晶体中不存在共价键。据图可知CaTiO3晶体中， Ti 4 位于晶胞的顶角，O2位于晶胞的面心，故Ti 4的 O2 配位数为12。SiO2晶体中每个硅原 子与四个氧原子相连。汞常温下为液态，其熔点比一般分子晶体还低。 答案B 3下面的排序不正确的是()。 A晶体熔点的高低：COOHOHOHCOOH B硬度由大到小：金刚石碳化硅 晶体硅 C熔点由高到低：NaMgAl D晶格能由大到小：NaFNaClNaBrNaI 解析A 项形成分子间氢键的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质，正确； B 项均为 原子晶体， 原子半径越小， 键长越短共价键越牢固，硬度越大， 键长有：CCCSiMgNa ，C 不正确； 晶格能越大， 则离子键越强， 离子所带电荷相同时离子键的强弱与离子半径有关，半径越小， 则离子键越强，D 项正确。 答案C 4现有四种晶体的晶胞，其离子排列方式如下图所示，其中化学式不属MN 型的是 ()。 解析由均摊法可得A、C、D 晶胞的 M 与 N 的个数比为11，而 B 晶胞中 M 与 N 的个数比为13，故 B 项不属于MN 型。 答案B 5钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛 酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是()。 ABaTi8O12BBaTi4O6CBaTi2O4DBaTiO3 解析由晶胞结构示意图可知，Ba 在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti 处于立方体 的 8 个顶点， 每个 Ti 有 1 8属于该晶胞； O 处于立方体的 12 条棱的中点， 每个 O 有 1 4属于该晶 胞。即晶体中N(Ba)N(Ti)N(O)1 8 1 8 12 1 4 113。 答案D 6某无机化合物的二聚分子结构如图，该分子中A、B 两种元素都是第三周期的元素， 分子中所有原子最外层都达到8电子稳定结构。 下列关于该化合物的说法不正确的是()。 A化学式是Al2Cl6 B不存在离子键和非极性共价键 C在固态时所形成的晶体是分子晶体 D是离子化合物，在熔融状态下能导电 解 析由 题 意 知 该 化 合 物 为 分 子 晶 体 ， A为Cl ， B 为Al ， 分 子 的 结 构 式 为 ClAlClClClAlClCl，存在极性键和配位键。 答案D 7已知 NaCl 的摩尔质量为58.5 gmol 1 ，其晶体密度为d g cm 3，若图中钠离子与最 接近的氯离子的核间距离为a cm，那么阿伏加德罗常数的值可表示为()。 A117a 3d B58.5/(2a 3d) C234/(a3d) D58.5/(4a3d) 解析a3 dNA1 258.5，N A 58.5 2a3d。 答案B 二、非选择题(本题共 4 个小题，共58 分) 8(14 分)铜及其合金是人类最早使用的金属材料。 (1)铜原子的核外电子排布式是_。 (2)铜的熔点比钙的高，其原因是_；如图是金属Ca 和 Cu 所形成的某 种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca 和 Cu 的原子个数之比为_。 (3)Cu 2能与 NH 3、H2O、Cl 等形成配位数为 4 的配合物。 Cu(NH 3)42 中存在的化学键类型有 _(填序号 )。 A配位键B金属键 C极性共价键D非极性共价键 E离子键 Cu(NH 3)42 具有对称的空间构型， Cu(NH 3)4 2中的两个 NH 3被两个 Cl 取代， 能得 到两种不同结构的产物，则Cu(NH3)42 的空间构型为 _。 解析(1)铜元素原子的核外电子排布满足“全空、半满、全满稳定”的原理。 (2)金属 的物理性质主要取决于金属键的强弱，一般金属键越强，金属的硬度越大、熔点越高； 该晶 胞中顶点的原子按 1 8计，面上的原子按 1 2计。(3)Cu(NH 3)4 2中 Cu2和 NH 3之间形成配位键， NH3内形成极性共价键。Cu(NH3)42的立体构型可以参照甲烷的立体构型考虑，若为正四 面体形，则 Cu(NH3)42中的两个NH3被两个 Cl 取代后所得配合物只有一种，若为平面正 方形则 Cu(NH3)42中的两个NH3被两个 Cl 取代后所得配合物有两种。 答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d 104s1 (2)晶体中铜的金属键强度大于钙的15 (3)AC平面正方形 9(14 分)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。 (1)请写出元素d的基态原子电子排布式 _ 。 (2)b 元素的氧化物中b 与氧元素之间的共价键类型是_。 其中 b 原子的杂化方式 是_。 (3)a 单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相 互位置关系的平面图如下图丙所示。 若已知 a 的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数， a的相对原子质量为Mr，则一个晶 胞中 a 原子的数目为 _，该晶体的密度为_(用字母表示 )。 解析(1)根据洪特规则的特例，d 轨道半充满时更稳定，其Cr 原子电子排布式是 1s22s22p63s23p63d54s1而不是 1s22s22p63s23p63d44s2。 (2)SiO2硅氧之间的共价键是“头对头 ”的方式， 所以是 键，其中 Si 的杂化方式是sp3 杂化。 (3)由分摊法计算：8 1 8 6 1 2 4；该晶胞的质量m 4 Mr NA ，该晶胞的体积V 4 d 2 2 316 2d3，晶胞密度 m V Mr 42d3NA 。 答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1或 Ar3d 54s1 (2) 键或极性共价键sp3杂化(3)4 Mr 42d3NA 10 (15 分)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题： (1)Ni原子的核外电子排布式为 _ ； (2)NiO 、FeO 的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni 2和 Fe2的离子半径分别为 69 pm 和 78 pm，则熔点NiO_FeO( 填“”)； (3)NiO 晶胞中 Ni 和 O 的配位数分别为_、_； (4)金属镍与镧 (La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示。该 合金的化学式为_。 解析(1)核外电子排布式与价电子排布式要区别开。 (2)NiO 、FeO 都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越 强，熔点越高。(3)因为 NiO 晶体结构类型与NaCl 相同，而NaCl 晶体中 Na、Cl 的配位 数都是 6，所以， NiO 晶体 Ni 2、O2的配位数也是 6。(4)根据晶胞结构可计算，一个合金 晶胞中， La：8 1 81，Ni ：18 1 25。所以该合金的化学式为 LaNi5。 答案(1)Ar3d 84s2或 1s22s22p63s23p63d84s2 (2)(3)66(4)LaNi5 11 (15 分)可以由下列反应合成三聚氰胺：CaO3CCaC2 CO，CaC2N2CaCN2C， CaCN22H2O=NH2CNCa(OH)2，NH2CN 与水反应生成尿素CO(NH2)2，尿素合成三聚 氰胺。 (1)写出与 Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式： _ 。 CaCN2中阴离子为CN 2 2，与 CN 2 2互为等电子体的分子有N2O 和_(填化学式 )， 由此可以推知CN 2 2的空间构型为_。 (2)尿素分子中C 原子采取 _杂化。尿素分子的结构简式是_。 (3)三聚氰胺 ()俗称“蛋白精”。动物摄入 三聚氰胺和三聚氰酸()后，三聚氰酸与三聚 氰胺分子相互之间通过_结合，在肾脏内易形成结石。 (4) CaO 晶胞如图所示，CaO 晶体中 Ca2 的配位数为 _。CaO 晶体和 NaCl 晶体的 晶格能分别为： CaO 3 401 kJ mol 1、NaCl 786 kJ mol 1。导致两者晶格能差异的主要原因是 _ _ 。 解析(1)Ca 的最外层是2 个电子，与它同一周期的元素在第四周期，内层排满电子则 K 到 M 层分别为2、8、 18 个电子，则它的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2 或Ar3d 104s2；与 CN2 2互为等电子体，必须符合原子数相等，价电子总数相等，故可以是 CO2，因为CO2是直线形分子，则CN 2 2的空间构型是直线形。(2)尿素分子的结构简式为 COH2NNH2，分子中的C 原子采用sp2杂化方式， 碳氧之间的共价键有1 个 键、1 个 键。 (3)三聚氰酸与三聚氰胺分子之间通过分子间氢键相互结合而形成结石。(4)由晶胞图可看出， 1 个 Ca2周围有 6 个 O2，则晶体中Ca 2 的配位数为6；CaO 晶体的晶格能远大于NaCl 晶体的晶格能的原因是CaO 晶体中 Ca2、O2 的带电量大于 NaCl 晶体中 Na、Cl 的带电 量。 答案(1)1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d 104s2 CO2 直线形(2)sp2 COH2NNH 2(3) 分子间氢键 (4)6CaO 晶体中 Ca2 、O2 的带电量大于 NaCl 晶体中 Na 、Cl的带电量