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第三章 复习与提高——高二化学人教版（2019）选择性必修2洞悉课后习题
【教材课后习题】
1.在单质的晶体中，一定不存在( )。
A.离子键 B.分子间作用力
C.共价键 D.金属离子与自由电子间的作用
2.下列有关晶体的叙述中，错误的是( )。
A.干冰晶体中，每个周围紧邻12个
B.氯化钠晶体中，每个周围紧邻且距离相等的共有6个
C.氯化绝晶体中，每个周围紧邻8个
D.金刚石为三维骨架结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子
3.下列物质中属于分子晶体的是( )。
①二氧化硅
②碘
③镁
④蔗糖
⑤冰
A.①②④ B.②③⑤ C.②④⑤ D.①②④⑤
4.下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( )。
A.C（金刚石）和 B.NaBr和HBr
C.和 D.和KCl
5.下列叙述中，正确的是( )。
A.离子晶体都是化合物 B.共价晶体都是单质
C.金属在常温下都以晶体形式存在 D.分子晶体在常温下不可能为固态
6.具有下列原子序数的各组元素，能组成化学式为型化合物，并且该化合物在固态时为共价晶体的是( )。
A.6和8 B.20和17 C.14和6 D.14和8
7.X和Y两种元素的核电荷数之和为22，X元素原子的核外电子数比Y的少6个。下列说法中，错误的是( )。
A.X的单质固态时为分子晶体
B.Y的单质为共价晶体
C.X与Y形成的化合物固态时为分子晶体
D.X与碳形成的化合物为分子晶体
8.下列各组物质熔化或升华时，所克服的粒子间作用属于同种类型的是( )。
A.和熔化 B.Mg和S熔化
C.氯化钠和蔗糖熔化 D.碘和干冰升华
9.常用的硫粉是一种硫的小晶体，熔点112.8℃，溶于等溶剂，试推断它可能属于哪一类晶体。
10.干冰熔化或升华时，内的是否受到破坏？
11.怎样理解水的密度在4℃时最大？水的这一特殊性对生命的存在有什么重要意义？
12.下表列出了钠的卤化物（NaX）和硅的卤化物（）的熔点：
熔点/℃ 995 801 775 651
熔点/℃ -90.2 -70.4 5.2 120.5
从表中可以看出，钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多，请用所学知识简单解释。
13.下表列出了几种HX晶体的熔点：
熔点/℃ -83.57 -114.18 -86.81 -50.79
在HX晶体中，HF的熔点反常，比HCl的高，这是由于_____。
14.元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。
（1）X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。在该晶胞中，X离子的数目为__________；该化合物的化学式为__________。
（2）在Y的氢化物分子中，Y原子轨道的杂化类型是__________。
（3）Z的氢化物在乙醇中的溶解度大于的，其原因是__________。
（4）Y与Z可形成的YZ的空间结构为__________（用文字描述）。
15.元素周期表中的四种元素A、B、E、F，原子序数依次增大。A的基态原子价层电子排布为；B的基态原子2p能级有3个单电子；E”的3d轨道中有10个电子；F单质在金属活动性顺序中排在最末位。
（1）写出E的基态原子的电子排布式：_________。
（2）A、B形成的常作为配位化合物中的配体。在中，元素A的原子采取sp杂化，则A与B形成的化学键中含有的键与键的数目之比为_________。
（3）E、F均能与形成配离子，已知与形成配离子时，配位数为4；与形成配离子时，配位数为2。工业上常用和形成的配离子与E单质反应，生成与形成的配离子和F单质来提取F，写出上述反应的离子方程式：_________。
16.冠醚与碱金属离子之间的配位键属于离子键、共价键、氢键还是分子间作用力？冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有什么粒子？这类晶体是离子晶体、共价晶体还是分子晶体？
【教材课后习题】
17.在常温、常压下呈气态的化合物,降温使其转化为固体,则得到的晶体属于( )
A.分子晶体 B.共价晶体 C.离子晶体 D.何种晶体无法判断
18.玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，有关玻璃的说法错误的是( )
A.玻璃内部微粒排列是无序的
B.玻璃熔化时吸热，温度不断上升
C.光纤和玻璃的主要成分都可看成，二者都是非晶体
D.利用X射线衍射实验可以鉴别玻璃和水晶
19.下列叙述正确的是（ ）
A.干冰升华时碳氧键断裂
B.CaO和晶体中都不存在单个小分子
C. 与所含的化学键类型完全相同
D.蒸气被活性炭吸附时共价键被破坏
20.经X射线研究证明：在固体状态时，其晶胞结构中存在空间构型分别是正四面体和正八面体的两种离子。下列关于的推断正确的是 ( )
A.体是分子晶体
B.固体具有良好的导电性
C.晶体由和构成，且离子数目之比为1:1
D.晶体由和构成，且离子数目之比为1:1
21.下面二维平面示意图所表示的晶体的化学式为的是( )
A.只有② B.只有④ C.②和③ D.①和④
22.在某晶体中，与某一种微粒x距离最近且等距的另一种微粒y所围成的空间结构为正八面体形(如图所示)。该晶体可能是( )
A.NaCl B.CsCl C. D.
23.某物质的结构如图所示，对该物质的分析判断正确的是( )
A.该物质是一个离子化合物
B.该物质的分子中只含有共价键、配位键两种作用力
C.该物质是一种配合物，其中Ni原子为中心原子
D.该物质中C、N、O原子均存在孤对电子
24.下列说法正确的是( )
A.CaO与水反应过程中，有共价键的断裂和形成
B.的热稳定性比的强，是由于的分子间作用力较大
C.KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电，所以它们都属于离子化合物
D.葡萄糖、二氧化碳和足球烯（）都是共价化合物，它们的晶体都属于分子晶体
25.通过反应可制备具有超高热导率半导体材料——晶体。下列说法错误的是( )
A.图(a)表示结构，分子中成键电子对数与孤对电子数之比为3:2
B.图(b)表示单质硼晶体的基本结构单元，该基本单元为正二十面体
C.图(b)所示单质硼晶体的熔点为2 180 ，它属于共价晶体
D.图(c)表示的晶胞结构，距离原子最近且相等的B原子有4个
26.下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是( )
A.键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H，因此稳定性大于
B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度
C.中Si的化合价为+4，中C的化合价为-4，因此还原性小于
D.Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成p—p π键
27.回答下列问题：
（1）具有反萤石结构，晶胞如图1所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为，则的密度为_______________（列出计算式）。
（2）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图2所示，六棱柱底边边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为，Zn的密度为_________________（列出计算式）。
（3）晶体的晶胞如图3所示。晶胞边长为，相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为，其晶体密度的计算表达式为_______________；晶胞中位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_____________________nm。
（4）与NO反应生成的中，NO以N原子与形成配位键。请在结构示意图（图4）的相应位置补填缺少的配体。
28.黄铜矿是主要的炼铜原料，是其中铜的主要存在形式。回答下列问题：
（1） 中存在的化学键类型是____________。下列基态原子或离子的价层电子轨道表示式正确的是_________（填标号）。
A.： B.Cu：
C.： D.：
（2）在较低温度下与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生。
①X分子的空间结构是___________，中心原子杂化类型为____________，属于____________
（填“非极性”或“极性”）分子。
②X的沸点比水低的主要原因是________________。
（3）与氧气反应生成。中心原子的价层电子对数为___________，共价键的类型有________________。
（4）四方晶系的晶胞结构如图所示。
已知：，，为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度是__________________（列出计算式）。
29.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)可用于制造火柴，其分子结构如图1所示。
①第一电离能：磷__________ (填“>”“ <”或“=”，下同）硫；电负性：磷____硫。
②每个分子中含孤电子对的数目为________。
(3)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图2所示，该化合物的化学式为_______。
(4)磷化铝可用作广谱性熏蒸杀虫剂，其熔点为2000℃，具有与晶体硅形相似的结构，磷化铝晶胞结构及原子坐标参数如图3所示。
①磷化铝晶体中磷与铝间的作用力为________。
②已知A点和B点的原子坐标参数，则C点的原子坐标参数为图中虚线表示的作用力为________。
③设磷化铝晶体的密度为，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。
30.回答下列问题：
（1）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为固溶体。四方晶胞如图甲所示。离子在晶胞中的配位数是_________，晶胞参数为，该晶体密度为_____（写出表达式）。在中掺杂少量mnO后形成的催化剂，化学式可表示为，则_______（用表达）。
（2）在金属材料中添加颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。具有体心四方结构，如图乙所示。处于顶角位置的是______原子。设Cr和Al原子半径分别为和，则金属原子空间占有率为______%（列出计算表达式）。
31.回答下列问题：
（1）的晶胞结构示意图如图甲所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有的单元数有______个。
电池充电时，脱出部分，形成。结构示意图如图乙所示，则_______，________。
（2）一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为和有机碱离子，其晶胞如图戊所示。其中与图丁中________的空间位置相同，有机碱中，N原子的杂化轨道类型是________；若晶胞参数为，则晶体密度为________（列出计算式）。
（3）研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图己所示。氨硼烷晶体的密度_______（列出计算式，设为阿伏加德罗常数的值）。
答案以及解析
1.答案：A
解析：非金属单质（如等）的晶体中，分子间存在分子间作用力，分子内存在共价键（稀有气体除外）；金属晶体中金属阳离子与自由电子之间存在金属键。
2.答案：B
解析：氯化钠晶体中，和的配位数均为6，每个周围紧邻且距离相等的有6个，B错误。
3.答案：C
解析：二氧化硅是共价晶体，镁是金属晶体。
4.答案：C
解析：金刚石是共价晶体，晶体是分子晶体，A错误；NaBr晶体是离子晶体，HBr晶体是分子晶体，B错误；晶体是分子晶体，KCl晶体是离子晶体，D错误。
5.答案：A
解析：离子晶体由阴、阳离子构成，至少含两种元素，故属于化合物，A正确；共价晶体可能是单质（如金刚石等），有可能是化合物（如、SiC等），B错误；大多金属在常温下以晶体形式存在，但金属汞呈液态，C错误；分子晶体在常温下可能是气态、液态或固态，如等，D错误。
6.答案：D
解析：原子序数为6和8的元素分别为C、O，形成的化合物是，在固态时为分子晶体，A错误；原子序数为20和17的元素分别为Ca、Cl，形成的化合物是，在固态时为离子晶体，B错误；原子序数为14和6的元素分别为Si、C，形成的化合物是SiC，在固态时为共价晶体，C错误；原子序数为14和8的元素分别为Si、O，形成的化合物是，在固态时为共价晶体，D正确。
7.答案：C
解析：设X的核电荷数为，则Y的核电荷数为，则有，解得，故X是O，Y是Si。O的单质有和，在固态时均为分子晶体，A正确；单质Si为共价晶体，B正确；Si和O形成的化合物是，在固态时属于共价晶体，C错误；O和C形成的化合物有CO和，在固态时属于分子晶体，D正确。
8.答案：D
解析：熔化时破坏离子键，熔化时破坏共价键，A错误；Mg熔化时破坏金属键，S熔化时破坏分子间作用力，B错误；氯化钠熔化时破坏离子键，蔗糖熔化时破坏分子间作用力，C错误；碘和干冰都是分子晶体，升华时均破坏分子间作用力，D正确。
9.答案：属于分子晶体。
10.答案：干冰熔化或升华时只破坏间的分子间作用力，并不破坏内的共价键，即。
11.答案：在冰的晶体中，由于氢键有方向性和饱和性，迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水的小。当冰刚融化为液态时，热运动使冰结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，由于热运动加剧，分子间距离加大，密度减小。因此，水的密度在4℃时最大。
水的这一特殊性对于生命的存在有着重要意义。对生命而言，低温时，水表面先结冰，隔绝了冷空气，保护了水中的生命。若冰的密度比液态水的大，地球上的所有水体在冬天结冰时，会把所有水生生物冻死。
12.答案：钠的卤化物是离子晶体，而硅的卤化物是分子晶体。离子键的强度比分子间的范德华力更强，因此熔点更高。
13.答案：HF间能形成氢键
14.答案：（1）4；ZnS
（2）
（3）水和乙醇间能形成氢键，而不能和乙醇形成氢键
（4）正四面体形
解析：（1）元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，其电子排布式为，则X是Zn；元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，其电子排布式为，则Y是S；元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，则Z是O。位于晶胞的8个顶角和6个面心，位于晶胞内部。该晶胞中Zn2+的数目为；含有4个，则Zn、S个数比为1：1，故该化合物的化学式为ZnS。
（2）中S原子形成2个键且含2对孤电子对，则S原子轨道的杂化类型是。
（3）和乙醇形成分子间氢键，故其溶解度更大，与乙醇不能形成氢键。
（4）是，S原子形成了4个键，价层中的孤电子对数为，则的空间结构是正四面体形。
15.答案：（1）或
（2）1:2
（3）
解析：（1）A、B、E、F的原子序数依次增大，A的基态原子价层电子排布为，由于轨道排布电子，则轨道全排满，，A是C元素；B的基态原子2p能级有3个单电子，则其电子排布式为，B是N元素；的3d轨道中有10个电子，则E的电子排布式为，E是Zn元素；F单质在金属活动性顺序中排在最末位，则F是Au元素。
（2）为元素A的原子采取sp杂化，则C和N原子之间存在三键，键和键的数目之比为1：2。
（3）与形成配离子时，配位数为4，该配离子为；与形成配离子时，配位数为2，该配离子为，与Zn反应生成和Au，离子方程式为。
16.答案：共价键；还有阴离子；离子晶体。
17.答案：A
解析：常温、常压下呈气态，该化合物必然是由分子构成的，其固态时的晶体类型为分子晶体。
18.答案：C
解析：根据玻璃的结构示意图知，构成玻璃的粒子的排列是无序的，所以玻璃是非晶体，没有固定的熔点，A对、B对；区分晶体与非晶体的最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验， D对。
19.答案：B
解析：A、D项，所述变化属于物理变化，故分子中化学键未被破坏，A、D项错误；C项，只含离子键，既含有离子键又含有非极性键，C项错误。
20.答案：C
解析：固体的晶胞结构中有两种离子，因而它是离子晶体，A项错误；离子晶体固态时不导电，B项错误；构成的两种离子的空间构型分别是正四面体和正八面体，所含Cl原子个数分别 为4和6，中P的化合价为+5,故晶体由和构成，且离子数目之比为1:1, C项正确，D项错误。
21.答案：D
解析：用均摊法计算：图①中每个周围有6个紧邻的围成正六边形（连接6个的圆心，下同），但毎个为3个正六边形共有，因此与的个数比为l:() =1:2，所表示的晶体的化学式为；图②和图③中，每个周围有6个紧邻的围成正六边形，但每个为2个正六边形所共有，因此与的 个数比为1: () = 1:3，二者所表示的晶体的化学式均为；图④中，每个周围有6个紧邻的围成正六边形，其中的4个被2个正六边形共有，因此与的个数比为1: () =1:4，所表示的晶体的化学式为。综上可知，C项正确。
22.答案：A
解析：NaCl晶体中与每个距离最近且等距的有6个，构成了正八面体，A项正确；CsCl晶体中与每个距 离最近且等距的有8个，构成了立方体，B项错误；固态是分子晶体，只有分子一种微粒，C项错误；晶体中每 个Si原子和4个O原子相连构成了正四面体，每个O原子连有 2个Si原子，D项错误。
23.答案：C
解析：由物质结构示意图可知，该物质中没有离子键，属于共价化合物，不属于离子化合物，A错误；在该物质分子中存在共价键、配位键、氢键三种作用力，B错误；该物质是一种配合物，其中Ni原子为中心原子，提供空轨道，配位数是4，C正确；分子中的C原子的4个价电子都形成共价键，无孤对电子，而N、O原子上均存在孤对电子，D错误。
24.答案：A
解析：CaO与水反应生成，此过程中既有水中H—O键的断裂，也有中O—H键的生成，A项正确。的热稳定性比的强是因为分子中的O—H键比S—H键强，而与的分子间作用力无关，B项错误；HCl属于共价化合物，C项错误；足球烯（）是碳的一种单质，不属于化合物， D项错误。
25.答案：A
解析：图(a)表示结构，每个原子最外层有5个电子，形成3个键，还有1对孤对电子，分子中成键电子对数与孤对电子数之比为3:1，故A项错误；图(b)表示单质硼晶体的基本结构单元，每个面都是由3个B原子形成的正三角形，一共有20个正三角形，所以该基本单元为正二十面体，故B项正确；单质硼晶体的熔点为2 180 ，熔点较高，且原子间通过共价键结合，属于共价晶体，故C项正确；晶胞中，较大的原子为原子，距离原子最近且相等的B原子 有4个，故D项正确。
26.答案：C
解析：化合物中键能越大，该物质越稳定，由于键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H，故可判断稳定性：，A项正确；SiC与金刚石均为立体网状的共价晶体，二者成键和结构均相似，均具有很高的硬度，B项正确；根据非金属性：C>Si，可知还原性：，C项错误；由于原子半径：Si>C，Si原子间难形成p—p π键，故决定了Si原子间很难形成双键，D项正确。
27.答案：（1）
（2）
（3）；
（4）
解析：（1）1个氧化锂晶胞含O的个数为，含Li的个数为8，，代入密度公式计算可得的密度为。
（2）六棱柱底部正六边形的面积=，六棱柱的体积=，该晶胞中Zn原子个数为，已知Zn的相对原子质量为65，阿伏加德罗常数的值为，则Zn的密度。
（3）该晶胞中位于棱上和体心，个数为，位于顶点和面心，个数为，故晶体密度为。根据晶胞结构，所形成的正八面体的边长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞边长的，故该正八面体的边长为。
（4）注意中N原子与形成配位键即可。
28.答案：（1）离子键；CD
（2）①V形；；极性；②水分子间存在氢键
（3）3；σ键和π键
（4）
解析：（1）中存在离子键。A项，的电子排布式为，错误；B项，Cu的电子排布式为，错误； C项，的电子排布式为，正确；D项，的电子排布式为，正确。
（2）臭鸡蛋气味的气体X为。①分子中S有两对孤对电子，空间结构为V形，为极性分子。S的杂化轨道数为4，杂化类型为。②分子间存在氢键，因此的沸点比水的低。
（3）中心S原子的成键电子对数为2，孤电子对数为1，故价层电子对数为3。中共价键的类型有σ键、π键。
（4）该晶胞中Cu个数为，Fe个数为，S个数为8，即含有4个 ，该晶胞的质量为，该晶胞体积为，故晶体密度为。
29.答案：(l)
(2)①>；< ②10
(3)
(4)①(极性)共价键 ②() ③
解析： (1)磷是15号元素，基态磷原子的核外电子排布式为。
(2)①磷元素的第一电离能比同周期相邻元素的大，第一电离能：磷>硫；一般来说，同周期主族元素，从左到右，电负性逐渐增强，故电负性：磷<硫。②每个P原子上含有1对孤电子对，每个S 原子上含有2对孤电子对，故每个分子中含孤电子对的数目为。
(3)N原子位于晶胞内部，数目为2；Fe原子位于晶胞顶角、面心和体内，数目为，故化学式为。
(4)①磷化铝的熔点为2000℃，与晶体硅结构相似，属于共价晶体，磷化铝晶体中磷与铝间的作用力为（极性）共价键。②由图3可知，C点位于晶胞体对角线的处，根据A点的原子坐标参数(0，0，0)和B点的原子坐标参数()，可知C点的原子坐标参数为()。③由晶胞结构可知，磷原子处于晶胞内部，则晶胞中含有4个P原子，铝原子处于顶角和面心，则晶胞中含有Al原子的数目该晶胞的边长为cm，则，则=，又距离最近的两个铝原子之间的距离等于面对角线长的一半，即晶胞边长的，故该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为。
30.答案：（1）8；；
（2）Al；
解析：（1）根据四方的晶胞结构示意图，以面心为例，与其距离最近的有8个，在晶胞中的配位数是8。由晶胞结构可知，每个晶胞中含有个和8个，即平均每个晶胞中有4个；晶胞参数是，的摩尔质量为，一个晶胞的质量为，晶胞体积为，所以晶体的密度。在中掺入ZnO后，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0得：，解得。
（2）由图知，黑色小球有个，灰色小球有个，比例为1:2，由化学式知，黑色小球代表Al原子，灰色小球代表Cr原子，则处于顶角位置的是Al原子；该晶胞中有两个Al，其体积为，有4个Cr，其体积为，立方体的体积为，故金属原子空间占有率为。
31.答案：（1）4；；13:3
（2）；；
（3）
解析：（1）由题干可知，晶胞中，Fe存在于由O构成的正八面体内部，P存在于由O构成的正四面体内部；再分析题干中给出的图甲、乙和丙三种不同物质的晶胞结构示意图，对比图甲和图丙的差异可知，图甲所示的晶胞中，小球表示的位于晶胞的8个顶点、4个侧面面心以及上下底面的四条棱棱心处，晶胞中的个数为；进一步分析图甲所示的晶胞中，正八面体结构和正四面体结构的数目均为4，即晶胞中含Fe和P的数目均为4，所以一个晶胞中含有4个单元。图乙相比于图甲，缺失一个面心的以及一个棱心的，则缺少的数目为，则有，可得。为；假设和数目分别为和，则有，由化合物中各元素正、负化合价代数和为0，则，解得，则中。
（2）根据图戊可知，位于形成的正八面体体心，与图丁中的空间位置相同；有机碱中，N原子形成4个键，无孤电子对，价层电子对数4，杂化方式为杂化；根据均摊法，该晶胞中共含有1个、个、个，晶胞的质量为，晶胞的体积为，则晶体的密度。
（3）由题图可知该超晶胞中有16个，所以该晶体的密度。

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