第三章晶体结构与性质知识点题库

C₆₀可用作储存氢气的材料，结构如图所示．继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀ ，三种物质结构相似．下列有关说法正确的是（）

A . C₆₀、Si₆₀、N₆₀都属于原子晶体 B . C₆₀、Si₆₀、N₆₀分子内共用电子对数目相同 C . 由于N﹣N键能小于N≡N，故N₆₀的稳定性弱于N₂ D . 由于C﹣C键长小于Si﹣Si键，所以C₆₀熔沸点低于Si₆₀

下面的排序不正确的是（　　）

A . 晶体熔点由低到高：CF₄＜CCl₄＜CBr₄＜CI₄ B . 硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 C . 熔点由高到低：Na＞Mg＞Al D . 晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI

金属晶体的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释的是（　　）

A . 易导电 B . 易导热 C . 有延展性 D . 密度

金属钠是体心立方堆积，关于钠晶体，下列判断合理的是（　　）

A . 其熔点比金属铝的熔点高 B . 一个钠的晶胞中，平均含有4个钠原子 C . 该晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动 D . 该晶体中的钠离子在外加电场作用下可发生定向移动

含氮化合物种类繁多，卟吩（图A）连有取代基时即称为卟啉，卟啉的四个氮原子易与金属离子结合生成叶绿素（图B）等多种物质．请回答：

（1）卟吩中N原子采用的轨道杂化方式是
（2）下列有关叶绿素分子的说法正确的是（填选项序号）．

A . 图1中1﹣5号C中有三个具有手性 B . 分子中存在配位键 C . 图1中1、2、3、4号C共面 D . N的第一电离能大于O
（3）卟啉与Fe²⁺合即可形成血红素，Fe²⁺的电子排布式为
（4）氰化氢（HCN）是一种含氮剧毒化合物，其分子中σ键与π键的个数比为．由分子结构推测，氰化氢（填“易”或“不易”）溶于水，原因是．氰化氢进人人体后产生的CN^﹣能使人迅速中毒，请举出两种CN^﹣的等电子体．
（5） N与B能够形成一种硬度接近金刚石的物质，其晶体结构如图2，若其晶胞边长为apm，则其密度为g．cm^﹣³（只列算式）．

下列关于离子化合物的叙述正确的是（）

A . 离子化合物中都含有离子键 B . 离子化合物中的阳离子只能是金属离子 C . 离子化合物一定可以导电 D . 溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物

下列叙述不正确的是（）

A . 金属晶体的一个晶胞中所含的原子数：钾型=镁型＜铜型 B . 在卤族元素（F、Cl、Br、I）的氢化物中，HCl的沸点最低 C . CaH₂、Na₂O₂晶体的阴、阳离子个数比分别为2：1、1：1 D . 晶体熔点：金刚石＞食盐＞冰＞干冰

第四周期的许多金属能形成配合物．科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如下：

（1） Cu基态原子的外围电子排布为，Cr基态原子的外围电子排布为，这样排布的理由是．
（2） NH₃是一种很好的配体，原因是．
（3）图中虚线表示的作用力为．
（4）胆矾溶液与氨水在一定条件下可以生成Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O晶体．在该晶体中，含有的原子团或分子有：[Cu（NH₃）₄]²⁺、NH₃、SO₄²^﹣、H₂O，其中[Cu（NH₃）₄]²⁺为平面正方形结构，则呈正四面体结构的原子团或分子是，写出一种与此正四面体结构互为等电子体的分子的分子式．
（5）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni（CO）₄ ，呈正四面体构型．Ni（CO）₄易溶于（填标号）．

A . 水 B . 四氯化碳 C . 苯 D . 硫酸镍溶液．

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

A、B、C、D、E、G均为元素周期表前四周期元素，原子序数依次增大。A 元素原子核外电子分占3 个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同；B 元素的简单气态氢化物与最高价氧化物的水化物反应生成盐；C 元素为非金属元素且基态原子的p 能级上电子数比s能级上电子数多1；D元素的原子序数等于B、C两元素原子序数之和，E 是前四周期元素中基态原子中含单电子数最多的元素；G元素位于周期表第11纵行。

（1） E属于区的元素，其基态原子的核外电子排布式为。
（2）五种元素中，电负性最大的是(填元素符号)。
（3） B与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)。
（4）下图是已经合成的最著名的“D-B”化合物的分子结构。“D-B”化合物在研磨或迅速加热时会剧烈分解并引起爆炸，生成非常稳定的两种单质分子(相对分子质量之比为7：64)，发生反应的化学方程式为。
（5） A 元素的最高价含氧酸根离子( 只含A 和氧两种元素)的空间构型为，该酸根离子的中心原子的轨道杂化类型为，与该酸根离子互为等电子体的一种分子为(填化学式)。
（6）已知G 与Cl元素的某种化合物的晶胞结构如图所示：则该化合物的化学式是，若G 与Cl原子最近的距离为a cm，则该晶体的密度为g·cm^-3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为N_A)。

下列有关说法错误的是（）

图1 图2 图3 图4

A . 水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键 B . CaF₂晶体的晶胞如图2所示，每个CaF₂晶胞平均占有4个Ca²^＋ C . H原子的电子云图如图3所示，H原子核外的大多数电子在原子核附近运动 D . 金属Cu原子堆积模型如图4所示，该金属晶体为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12

（1）碳化硅(SiC)是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列各种晶体：①晶体硅　②硝酸钾　③金刚石　④碳化硅　⑤干冰　⑥冰，它们的熔点由高到低的顺序是(填序号)。
（2）下列离子晶体的立体构型示意图，如下图所示。

以M代表阳离子，以N代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式。

A．，B：，C：，D：。
（3）已知FeS₂晶体(黄铁矿的主要成分)具有A的立体结构。
①FeS₂晶体中具有的化学键类型是。

②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为acm，且用N_A代表阿伏加德罗常数，则FeS₂晶体的密度是g·cm^－³。

（1）基态Cu原子价电子排布式为，基态 Fe²⁺核外有个未成对电子。
（2） C、N、O三种元素第一电离能由高到低的顺序为。
（3）铁可形成多种配合物，如[Fe(CN)₆]^4-、 Fe(CO)₅等，1 mol $\text{[math]}$ 中含有σ键的数目为 (已知 CN^-与N₂是等电子体) ；Fe(CO)₅熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于CCl₄ ，据此可以判断Fe (CO)₅晶体属于(填晶体类型)。
（4）下列变化过程中，破坏的力的作用类型相同的是______(填标号)。

A . 铝气化 B . AlCl₃ 溶于水 C . 加热使铜熔化 D . 熔融NaCl
（5） Fe能与N形成一种磁性材料，其晶胞结构如图所示。

①该磁性材料的化学式为。

②Fe原子的坐标参数为( $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，0)( $\text{[math]}$ ，0， $\text{[math]}$ )(0， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ )，N原子的坐标参数为。

③已知该晶体的晶胞参数为a pm，列出其密度表达式为g/cm³(用含a的式子表示，只列式子，不作计算)。

只由非金属元素组成的化合物，一定不具有的性质是（）

A . 固体导电 B . 能溶于水 C . 硬度大 D . 熔点低

元素周期表中第四周期某些过渡元素(如Ti、Mn、Zn等)在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题：

（1）钛的应用越来越受到人们的关注。
①第四周期元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有(填元素符号)。

②钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是。
（2）锰及其化合物的应用研究是前沿科学之一
①已知金属锰有多种晶型，γ型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列(选填字母编号)。

②三醋酸锰[(CH₃COO)₃Mn]是一种很好的有机反应氧化剂。三醋酸锰[(CH₃COO)₃Mn]中阳离子的价层电子排布式中电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)。

③Mn²^＋能形成配离子为八面体的配合物MnCl_m·nNH₃ ，在该配合物的配离子中，Mn²^＋位于八面体的中心。若含1 mol该配合物的溶液与足量AgNO₃溶液作用可生成1mol AgCl沉淀，则该配离子化学式为。
（3）比较Fe和Mn的第三电离能，I₃(Fe)I₃(Mn)(填“大于”或“小于”)，原因是。
（4）某钙钛型复合氧化物如图，以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe时，这种化合物具有巨磁电阻效应。

已知La为＋3价，当被钙等＋2价元素A替代时，可形成复合钙钛矿化合物La_xA_1-xMnO₃ ， (x＞0.9)，此时一部分＋3价锰转变为＋4价，导致材料在某一温度附近有反铁磁-铁磁、铁磁-顺磁转变及金属-半导体的转变，则复合钙钛矿化合物中＋3价锰与＋4价锰的物质的量之比为(用含x的代数式表示)。
（5）具有较高催化活性的材料金红石的晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为d g·cm^-3 ， Ti、O原子半径分别为a pm和b pm，阿伏加德罗常数的值为N_A ，则金红石晶体的空间利用率为(列出计算式)。

（1） Ni与Al形成的一种合金可用于铸造飞机发动机叶片，其晶胞结构如图甲所示，该合金的化学式为。
（2） ①磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。如图乙是磷化硼晶体的晶胞，B原子的杂化轨道类型是。立方相氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体的高，其原因是。
②已知磷化硼的晶胞参数a =478 pm，请列式计算该晶体的密度ρ=g·cm^-3(用含NA的代数式表示即可，不需要计算出结果)。晶胞中硼原子和磷原子最近的核间距d为pm。
（3）自然界中有丰富的钛矿资源，如图丙表示的是钡钛矿晶体的晶胞结构，经X射线衍射分析，该晶胞为正方体，晶胞参数为apm。
写出钡钛矿晶体的化学式，其密度是g·cm^-³(设阿伏加德罗常数的值为N_A)。

ⅡB-ⅥA化合物半导体纳米材料(如 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ )等在光电子器件、太阳能电池以及生物探针等方面有广阔前景。回答下列问题：

（1）砷元素基态原子价层电子排布式为：
（2）下列状态的锌，分别失去最外层一个电子所需能量最小的是___________。

A . B . C . D .
（3）雄黄( $\text{[math]}$ )如图1和雌黄( $\text{[math]}$ )如图2是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生。图1中 $\text{[math]}$ 原子轨道杂化类型为。图2中 $\text{[math]}$ 键角 $\text{[math]}$ 键角(填 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ )。
（4） $\text{[math]}$ 分子中 $\text{[math]}$ 键数目有个，分子的空间构型为。分子中大 $\text{[math]}$ 键可用符号 $\text{[math]}$ 表示，其中m代表参与形成的大 $\text{[math]}$ 键原子数，n代表参与形成大 $\text{[math]}$ 键电子数(如苯分子中的 $\text{[math]}$ 键可表示为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 中大 $\text{[math]}$ 键应表示为。
（5） $\text{[math]}$ 具有独特的电学及光学特性，是一种应用广泛的功能材料。
①已知 $\text{[math]}$ 和O的电负性分别为1.65、3.5， $\text{[math]}$ 中化学键类型为， $\text{[math]}$ 可以与 $\text{[math]}$ 溶液溶解生成 $\text{[math]}$ ，请从化学键角度解释能形成该离子的原因。

②一种 $\text{[math]}$ 晶体的晶胞(立方体)如图3所示， $\text{[math]}$ 为阿伏加德罗常数的值， $\text{[math]}$ 原子半径为 $\text{[math]}$ 。图4是沿着立方格子对角面取得的截图，则 $\text{[math]}$ 原子与O原子间最短距离x= $\text{[math]}$ 。晶体的密度为 $\text{[math]}$ (列出计算式即可)。

钛(Ti)被称为“未来金属”，其化合物广泛用于国防、电讯器材、医疗器械和化工设备等领域。回答下列问题：

（1）基态钛原子的价电子排布式为，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有种。
（2） Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF₄熔点高于其它三种卤化物，自TiCl₄至TiI₄熔点依次升高，原因是。
化合物
TiF₄
TiCl₄
TiBr₄
TiI₄
熔点/℃
377
-24.12
38.3
155
（3） Ti(IV)的某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如图所示：
①配合物中H、C、O三种元素的电负性由大到小的排列顺序为。
②请在图中标出配位键(用“→”表示)；
③配合物中非金属元素的含氧酸根的中心原子杂化轨道类型是sp²的是。
（4）用B掺杂TiN后(晶胞结构中只是B原子部分代替钛原子)，其晶胞结构如图所示，距离Ti最近的B有个，Ti与B的最近距离为nm；掺杂B后的晶体密度是TiN晶体的倍。(已知掺杂B后的晶体密度为ρg/cm³ ，阿伏加德罗常数的值为N_A)

第三代半导体中，碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是核心半导体。它们具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性。

（1）基态Ga原子的价电子排布式为。
（2）晶体硅、碳化硅、金刚石三种晶体的熔点由高到低的顺序为。
（3）氮化镓不存在于自然界中，只能通过人工合成来制备，反应为 $\text{[math]}$ 。
①GaCl₃熔点为77.9℃，其晶体类型为。GaF₃的熔点为1000℃，则将GaF₃熔化时，被破坏的作用力是。
②上述反应涉及的元素中，电负性最小的是(填元素符号，下同)，第一电离能最大的是。

近年来，我国科学家对硫及其化合物进行广泛研究。硫及化合物应用于医药、半导体、颜料、光致发光装置、太阳能电池、红外检测器、光纤维通讯等。回答下列问题：

（1）硫原子的价电子轨道表示式为。
（2）硫化钠的熔点 (填“大于”“小于”或“等于”)硫化钾的熔点，原因是。
（3）硫酸根和硫代硫酸根的结构如下图所示：
S₂O $\text{[math]}$ 的空间构型为，中心硫原子的杂化轨道类型为。
（4）硫原子和氧原子可形成多种链式硫酸根离子，连二硫酸根离子、连三硫酸根离子如下图所示：
这类硫原子数可变的多硫氧合阴离子的化学式可用通式表示为(用n代表硫原子数)。
（5）天然硫化锌以闪锌矿和纤锌矿存在，ZnS的晶体结构如下图所示，闪锌矿中Zn²⁺的配位数为，已知原子A、B的分数坐标为(0， 0， 0)和(1， 1， 1)，原子C的分数坐标为。纤锌矿晶体堆积模型为。
（6）闪锌矿中，设晶胞边长为a， Zn²⁺和 S^2-的离子半径分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则Zn²⁺和S^2-离子的空间占有率为% (列出计算表达式)。

化合物	TiF₄	TiCl₄	TiBr₄	TiI₄
熔点/℃	377	-24.12	38.3	155

第三章 晶体结构与性质 知识点题库

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