第一节晶体的常识知识点题库

已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大．其中A原子核外有三个未成对电子； B元素是地壳中含量最多的金属元素；C原子核外的M层中有两对成对电子；D是使用最广泛的合金的主要成分．E原子核外最外层只有1个电子，其余各层电子均充满．请根据以上信息，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）

（1） E⁺离子的最外层电子排布式，A、B、C的第一电离能最小的是
（2） A的最高价含氧酸分子中心原子是杂化．
（3） A、B形成某种化合物的晶胞结构如下图一所示（“O”表示B原子），则其化学式为，一个B原子周围距离最近且等距的B原子有个．B原子的堆积方式与下图中的相同．（填“图二”或“图三”）
（4） 1183K以下D晶体的晶胞为钾型，而1183K以上则转变为铜型，在两种晶胞中最邻近的D原子间距离相同，则两种晶体中原子的空间利用率之比为（可用根号表示）．
（5）开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向．分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料．X一定不是（填标号）．

A . H₂O B . CH₄ C . HF D . CO（NH₂）₂ ．

有A，B，C，D，E五种元素，其相关信息如表：

元素	相关信息
A	A原子的1s轨道上只有1个电子
B	B是电负性最大的元素
C	C基态原子的2p轨道中有3个未成对电子
D	D是主族元素且与E同周期，其最外能层上有2个运动状态不同的电子
E	E能形成红色（或砖红色）的E₂O和黑色的EO两种氧化物

请回答下列问题：

（1）写出E元素原子基态时的电子排布式．
（2） C元素的第一电离能比氧元素的第一电离能（填“大”或“小”）．
（3） CA₃分子中C原子的杂化类型是．
（4） A、C、E三种元素可形成[E（CA₃）₄]²⁺ ，其中存在的化学键类型有（填序号）；
①配位键 ②金属键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键 ⑥氢键
若[E（CA₃）₄]²⁺具有对称的空间构型，且当[E（CA₃）₄]²⁺中的两个CA₃被两个Cl^﹣取代时，能得到两种不同结构的产物，则[E（CA₃）₄]²⁺的空间构型为（填序号）．
a．平面正方形 b．正四面体 c．三角锥形 d．V形
（5） B与D可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示．其中D离子的配位数为，若该晶体的密度为a g•cm^﹣³ ，则该晶胞的体积是 cm³（写出表达式即可）．

氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合韧是目前所采用的主要储氢材料．

（1） Ti（BH₄）₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料．在基态Ti²⁺中，电子占据的最高能层符号为，该能层具有的原子轨道数为；
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N₂+3H₂⇌2NH₃ ，实现储氢和输氢．下列说法正确的是；
a．NH₃分子中氮原子的轨道杂化方式为sp²杂化
b．NH⁺₄与PH⁺₄、CH₄、BH^﹣₄、ClO^﹣₄互为等电子体
c．相同压强时，NH₃的沸点比PH₃的沸点高
d．²⁺离子中，N原子是配位原子
（3）用价层电子对互斥理论推断SnBr₂分子中，Sn原子的轨道杂化方式为，SnBr₂分子中 Sn﹣Br的
键角 120°（填“＞”“＜”或“=”）．
（4） NiO 的晶体结构与氯化钠相同，在晶胞中镍离子的配位数是．已知晶胞的边长为 a nm，NiO 的摩尔质量为 b g•mol^﹣¹ ， N_A为阿伏加德罗常数的值，则NiO 晶体的密度为 g•cm^﹣³ ．

硒（Se）是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物．

（1）基态硒原子的价层电子排布图为．
（2）锗、砷、硒的第一电离能大小排序为．（用元素符号表示）
（3） SeO₃²^﹣的中心原子杂化类型是；SeO₃²^﹣的立体构型是；与SeO₃²^﹣互为等电体的分子有（写一种物质的化学式即可）．
（4） H₂Se属于（填：极性或非极性）分子；比较H₂O、H₂Se的沸点高低：H₂OH₂Se（填“＞”“＜”或“=”），其原因是．单质硒的熔点为217℃，它属于晶体．
（5）硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数为；若该晶胞密度为pg•cm^﹣3 ，硒化锌的摩尔质量为Mg/mol．N_A代表阿伏加德罗常数，则晶胞参数a为 pm．

铁、铜的单质及它们的化合物与我们的生产、生活紧密相关。

（1） Cu 处于周期表中区，其最高能层的符号为，基态铜原子的价电子排布式为。
（2）向硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水，首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水。沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，向深蓝色溶液中加入乙醇，析出深蓝色晶体。
①写出沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液的离子方程式：。
②为什么加入乙醇，能够析出深蓝色晶体?
③为什么NH₃ 常在配合物中作配体，而NH₄⁺却不能作配体?。
（3） Fe³⁺可以与SCN^-、CN^-、H₂NCONH₂(尿素)等多种配体形成很多的配合物。
①请写出一种与SCN^-互为等电子体的分子：。
②CN^-的电子式为。
③H₂NCONH₂(尿素)中N、C 原子的杂化方式分别为、，组成尿素的4种元素的第一电离能由大到小的顺序为。
（4）某FeN，的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe_(x-n)Cu_nN_y。Fe_xN_y 转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为。

氯磺酰氰酯(结构简式为

)是一种多用途的有机合成试剂，在HClO₄-NaClO₄介质中， K₅[Co³⁺O₄W₁₂O₃₆](简写为Co³⁺W)可催化合成氯磺酰氰酯。

（1）基态钴原子的核外电子排布式为。组成HClO₄-NaClO₄的4种元素的电负性由小到大的顺序为。
（2）氯磺酰氰酯分子中硫原子和碳原子的杂化轨道类型分别是、，1个氯磺酰氰酯分子中含有σ键的数目为，氯磺酰氰酯中5种元素的第一电离能由大到小的顺序为。
（3） ClO₄^-的空间构型为。
（4）一种由铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图1所示，其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心，每个铁原子又为两个八面体共用，则该化合物的化学式为。
图1 图2
（5）电石(CaC₂)是制备氯化氰(ClCN)的重要原料。四方相碳化钙(CaC₂)的晶胞结构如上图2所示，其晶胞参数分别为a、b、c，且a=b，c=640pm。已知四方相碳化钙的密度为1.85g·cm^-3 ， [C≡C]^2-中键长为120pm，则成键的碳原子与钙原子的距离为pm和pm。(设阿伏加德罗常数的数值为6×10²³)

干冰晶体是面心立方结构，如图所示，若干冰晶体的晶胞棱长为a，则每个CO₂分子周围与其相距 $\text{[math]}$ a的CO₂分子有（）

A . 4个 B . 8个 C . 12个 D . 6个

下列说法正确的是 ( )

A . 124g P₄含有的P－P键的个数为6N_A B . 12g石墨中含有的C－C键的个数为2N_A C . 12g金刚石中含有的C－C键的个数为1.5N_A D . 60gSiO₂中含Si－O键的个数为2N_A

据《自然》杂志于 2018 年 3 月 15 日发布，中国留学生曹原利用金刚石的同素异形体石墨烯实现了常温超导。这一发现将在很多领域发生颠覆性的革命。曹原被评为 2018 年度影响世界的十大科学人物的第一名。石墨烯就是由单层石墨构成的二维碳纳米材料，其结构如图∶

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（1）金刚石中碳原子的杂化方式为，每个碳原子的配位数为
（2）下列有关石墨烯说法正确的是___________。

A . 所有碳原子位于同一平面上 B . 石墨烯具有良好的导电性 C . 12g石墨烯所含σ 键数目为 N_A 个 D . 熔点高，硬度大，不溶于有机溶剂
（3）碳有很多同素异形体，C₆₀就是其中一种。C₆₀可用作储氢材料，已知金刚石中 C-C 键的键长为0.154nm，C₆₀中C-C 键键长为 0.140~0.145nm，有同学据此认为 C₆₀的熔点高于金刚石，你认为是否正确？，阐述理由∶。
（4）科学家把 C₆₀和K 掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C₆₀分子的个数比为。
（5）碳与硅为同主族元素。硅在自然界大多以硅酸盐形式存在。在硅酸盐中，SiO₄四面体[如图(a)] 通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si与O的原子数之比为，化学式为(Si个数可用n表示)。
（6）将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代可形成碳的一种新型三维立方晶体结构T-碳。已知T-碳密度为ρg/cm³ ，阿伏加德罗常数为N_A ，则 T-碳的晶胞参数a=pm(写出表达式即可)。

新型冠状病毒来势汹汹，但是它依然可防可控。84消毒液具有强氧化性，可将冠状病毒外的包膜破坏后使RNA被降解，使病毒失活，以达到灭菌的效果。制取84消毒液的氯气可用加热浓盐酸和MnO₂混合物来制取，也可用浓盐酸和KClO₃直接混合来制取。回答下列问题：

（1）在周期表中与Mn相邻且未成对电子数最多的原子的价电子排布式为：。
（2） K和O第一电离能I₁(K)I₁(O)（填“大于”或“小于”）。原因是。
（3）浓盐酸为HCl的水溶液，HCl极易溶于水的原因，HCl和H₂O中沸点较高的是，其原因是。
（4） KClO₃晶体中，阴离子的空间构型为，Cl的杂化轨道与O的2p轨道形成键。
（5）金属K晶体为体心立方堆积，K原子半径为rpm，摩尔质量为Mg·mol^-1 ，阿伏加德罗常数为N_A ，则晶体密度为g﹒cm^-3。（列出计算式）

（1）单晶边缘纳米催化剂技术为工业上有效利用二氧化碳提供了一条经济可行的途径，其中单晶氧化镁负载镍催化剂表现出优异的抗积碳和抗烧结性能。Ni与CO在60~80℃时反应生成 Ni(CO)₄气体，在 Ni(CO)₄分子中与Ni形成配位键的原子是，Ni(CO)₄晶体类型是。
（2）非线性光学晶体在信息、激光技术、医疗、国防等领域具有重要应用价值。我国科学家利用Cs₂CO₃、XO₂(X=Si、Ge)和H₃BO₃首次合成了组成为CsXB₃O₇的非线性光学晶体。回答下列问题：
①SiO₂、GeO₂具有类似的晶体结构，其中熔点较高的是，原因是。

②正硼酸(H₃BO₃)是一种片层状结构的白色晶体，如图为硼酸晶体的片层结构，层内的H₃BO₃分子之间通过氢键相连图中“虚线”表示氢键)其中硼的杂化方式为sp² ， H₃BO₃在热水中比冷水中溶解度显著增大的主要原因是。

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a pm、b pm、c pm。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M g·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)。

La₂CuO₄在传感器、汽车尾气催化净化、氮氧化物催化消除、中温固体氧化物燃料电池等领域具有良好的应用前景，回答下列问题：

（1）基态Cu原子的核外电子排布式为。
（2）缩二脲[HN(CONH₂)₂]是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。1 mol缩二脲中含有σ键的数目为，缩二脲能与Cu²^＋形成稳定离子，其原因是。

（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，称作原子的分数坐标。四方晶系La₂CuO₄的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如表所示。

分数坐标原子	x	y	z
W	0	0	0
X	0	0	$\text{[math]}$
Y	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

①B原子代表，C原子代表，与A原子距离最近的氧原子个数为。

②Z用分数坐标表示为。

③设阿伏加德罗常数的值为N_A ，则La₂CuO₄的密度是g·cm^-3(列出计算表达式)。

锆( $\text{[math]}$ )和镉( $\text{[math]}$ )是目前光电材料广泛使用的元素。 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的晶胞分别如图甲、图乙所示：

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下列说法正确的是（）

A . 每个锆晶胞中含 $\text{[math]}$ 原子个数为8 B . 在镉晶胞中两个镉原子最近核间距为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ C . 在镉晶胞中 $\text{[math]}$ 的配位数为4 D . 锆晶体的密度为 $\text{[math]}$

现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如图所示，其化学式正确的是（）

A .

B .

C .

D .

磷是人体含量较多的元素之一，磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题：

（1）基态磷原子的核外电子排布式为。
（2） P₄S₃可用于制造火柴，其分子结构如图甲所示。

①第一电离能：磷硫(填“>”或“<"，下同) ；电负性：磷硫。

②P₄S₃分子中硫原子的杂化轨道类型为。

③每个P₄S₃分子中孤电子对的数目为。
（3） N、P、As、Sb均是第VA族的元素。
①上述元素的简单氢化物的沸点关系如图乙所示，沸点：PH₃<NH，原因是；沸点：PH₃<AsH₃< SbH₃ ，原因是。
②某种磁性氮化铁的晶胞结构如图丙所示，该化合物的化学式为。
（4）磷化铝的熔点为2000℃，它与晶体硅的结构类似，磷化铝的晶胞结构如图丁所示。
①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为。

②图中A点和B点的原子坐标参数如图丁所示，则C点的原子坐标参数为。

③磷化铝晶体的密度为ρg·cm^-3 ，用N\表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为 cm。

硒化铜纳米晶体在光电转化中有着广泛的应用，铜和硒等元素形成的化合物在生产、生活中应用广泛。

（1）铜元素位于元素周期表的区。
（2） $\text{[math]}$ 易溶解于水，熔点为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 时升华，由此可判断 $\text{[math]}$ 的晶体类型为。
（3） $\text{[math]}$ 为深棕红色的剧毒液体，其分子结构中含有 $\text{[math]}$ 键，该分子中， $\text{[math]}$ 原子的杂化轨道类型为， $\text{[math]}$ 的空间构型为(填字母)。
a．直线形 b．锯齿形 c．环形 d．四面体形
（4） $\text{[math]}$ 中 $\text{[math]}$ 的键角比 $\text{[math]}$ 的键角(填“大”或“小”)，原因是。
（5）铜的某种氧化物的晶胞结构如图所示，则该氧化物的化学式为，若组成粒子铜、氧的半径分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，密度为 $\text{[math]}$ ，阿伏加德罗常数的值为 $\text{[math]}$ ，则该晶胞的空间利用率为(用含 $\text{[math]}$ 的式子表示)。

钛被誉为“21世纪的金属”，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。Ti在化合物中可呈现多种化合价，其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题。

（1）已知电离能：I₂(Ti) = 1310 kJ·mol^-1 ， I₂(K) = 3051 kJ·mol^-1 ， I₂(Ti) ＜I₂(K)，其原因为。
（2）钛某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如下图所示：
钛的配位数为。该配合物中存在的化学键有(填序号)。
a．离子健 b．配位键 c．金属健 d．共价键 e．氢键
（3）已知TiO₂与浓硫酸反应生成硫酸氧钛，硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示，该阳离子化学式为。
（4） TiCl₄常温下为无色液体，熔点250 K，沸点409 K，则TiCl₄属于晶体。TiCl₄在水中或空气中极易水解，露置于空气中形成白色烟雾，烟雾中的固体成分可用TiO₂·nH₂O表示，请写出TiCl₄在空气中产生烟雾的化学方程式：。
（5）用B掺杂TiN后(晶胞结构中只是B原子部分代替钛原子)，其正立方体晶胞结构如图所示，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(保留2位有效数字)。(已知掺杂B后的晶体密度为ρ g·cm^-3 ，阿伏加德罗常数的值为N_A ， 1 cm=10⁷ nm)

有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素（原子序数均小于30）。A的基态原子2p能级有3个电子；C的基态原子2p能级有1个电子；E原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。则：

（1）写出基态E原子的价电子排布式。基态A原子的第I电离能比B的大，其原因是。
（2） B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是。
（3） A的最简单氢化物分子的空间构型为，其中A原子的杂化类型是。
（4）向E的硫酸盐溶液中通入A的气态氢化物至过量，产生蓝色沉淀，随后沉淀溶解得到深蓝色溶液，向溶液中加入适量乙醇，析出蓝色晶体。
①该蓝色晶体的化学式为，加入乙醇的目的是。
②写出该配合物中配离子的结构简式。
（5） C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示，则D的配位数是，已知晶体的密度为ρg·cm^－3 ，阿伏加德罗常数为N_A ，求晶胞边长a=cm（含用ρ、N_A的计算式表示）。

钛及其化合物在生产、生活中有着广泛的用途。回答下列问题：

（1） Ti(BH₄)₃是一种储氢材料。BH $\text{[math]}$ 的空间构型为；Ti 、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为。
（2）已知Ti³⁺易形成多种配合物，[TiCl( H₂O)₅]Cl₂· H₂O是其中的一种。
①1 mol该配合物中含有molσ键。
②中心离子杂化方式为(填标号)。
a．sp² b．sp³ c．sp³d d．sp³d²
③Ti³⁺具有较强还原性的原因是。
（3）研究表明，TiO₂通过氮掺杂反应可生成TiO_2-x N_y ，能使TiO₂对可见光具有活性，反应如图所示。
①上图TiO₂晶胞中钛原子占据个氧原子围成的八面体空隙。
②已知所有的Ti-O键键长为rpm，B点原子的分数坐标为( $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ )，则A点原子的分数坐标为；晶胞中A、B间距离为pm；TiO₂晶体密度为g·cm^-3(设N_A为阿伏加德罗常数的值)。
③TiO_2-x N_y晶体中x=。

铜及其化合物应用广泛。请回答下列问题：

（1）铜的晶胞结构如图，铜原子的配位数为，一个金属铜晶胞中所含的铜原子数为；基态铜原子的价电子排布式为。
（2）硫酸铜晶体 $\text{[math]}$ 俗称蓝矾、胆矾，具有催吐、解毒作用，同时也是一种重要的化工原料，具有十分广泛的作用。 $\text{[math]}$ 的空间构型为，其中心原子的杂化类型是。
（3） $\text{[math]}$ 不溶于水，但可溶于浓氨水，反应的化学方程式为： $\text{[math]}$ 。
①氨水中的微粒存在的化学键有(填标号)。
A．极性键 B．非极性键 C．氢键 D． $\text{[math]}$ 键 E． $\text{[math]}$ 键
② $\text{[math]}$ 中配体是， $\text{[math]}$ 所含元素中电负性最大的非金属元素是 (填元素符号)。
③ $\text{[math]}$ 中含mol $\text{[math]}$ 键。
（4） $\text{[math]}$ 的熔点比 $\text{[math]}$ 高的原因是。

第一节 晶体的常识 知识点题库

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