高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识课时作业

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识课时作业，共17页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列物质中，属于分子晶体的是( )
①二氧化硅 ②碘 ③食盐 ④蔗糖 ⑤磷酸
A．②④⑤B．①②④
C．②③④⑤D．①②③⑤
2．硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料，具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示。
下列说法错误的是
A．转化为是非氧化还原反应
B．每个晶胞中的个数为1
C．若的晶胞参数为，则EF间的距离为
D．在晶胞体对角线的一维空间上会出现“ ”的排布规律
3．以下叙述中不正确的是
A．等离子体具有良好的导电性，是一种特殊的液态物质
B．超分子具有分子识别和自组装的特征
C．进行X射线衍射实验是鉴别晶体与非晶体最可靠的方法
D．利用红外光谱实验可确定青蒿素分子中含有的部分基团
4．氨硼烷是种有效、安全的储氢材料，可由硼烷和氨气合成，其结构与乙烷相似。下列关于氨硼烷的性质推测不合理的是
A．氨硼烷为分子晶体
B．其沸点比乙烷高得多
C．氨硼烷难溶于水
D．加热时可缓慢释放出
5．一种固体导电材料为四方晶系，其晶胞参数为a pm、a pm和2a pm，晶胞沿x、y、z的方向投影(如图所示)，A、B、C表示三种不同原子的投影，标记为n的原子分数坐标为，的摩尔质量为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．C表示的是Ag原子B．距离Hg最近的Ag有8个
C．m原子的分数坐标为D．该晶体的密度为
6．某中德联合研究小组设计制造了一种“水瓶”，用富勒烯的球形笼子作“瓶体”，一种磷酸盐作“瓶盖”，恰好可将一个水分子关在里面。下列说法正确的是。
A．“水瓶”、冰水混合物。都是混合物
B．金刚石、石墨和都属于分子晶体
C．磷酸钙是难溶性弱电解质，富勒烯属于有机物
D．一定条件下石墨转化为是化学变化，属于有单质参加的非氧化还原反应
7．由K、I、O三种元素组成的某种晶体是一种性能良好的非线性光学材料，其立方晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A．该晶体的化学式为B．与K距离最近且相等的O的个数为6
C．该晶胞中K与O间的最短距离为D．该晶体的密度为
8．科技创新让2022年北京冬奥会举世瞩目。对下列科技创新所涉及化学知识判断正确的是
A．“战袍”利用微信小程序，调控石墨烯片加热保暖，石墨烯和碳纳米管互为同分异构体
B．冰墩墩的外壳材质主要是有机硅橡胶，有机硅橡胶是纯净物
C．主火炬96块小雪花和6个橄榄枝组成，没有两片雪花是相同的，因此雪花为非晶体
D．速滑竞赛服使用聚氨酯材料可减少空气阻力，聚氨酯是高分子材料
9．由Al元素和N元素形成的某种化合物的晶胞如图所示，已知N原子位于晶胞体对角线的处。假设该化合物晶体的密度为，为阿伏加德罗常数的值，则晶胞中相距最近的两个N原子之间的距离为
A．B．C．D．
10．一种含钒超导材料的晶胞结构及晶体结构俯视图如下图，晶胞参数为xnm、xnm、ynm，摩尔质量为Mrg/ml。(Sb原子有两种位置关系，分别用Sb1和Sb2代表)，下列叙述中错误的是
A．该晶体的化学式为
B．与Cs原子距离最近的Sb1原子有6个
C．基态占据的最高能层的符号是M
D．该含钒超导材料的晶体密度为
二、填空题
11．回答下列问题
(1)锌的四种卤化物晶体的熔点数据如下表：
与熔点相差较大，、、熔点依次增大，原因是 。
(2)已知顺、反丁烯二酸的相关数据如下表：
从结构角度分析顺丁烯二酸的小于反丁烯二酸的的原因是 。
12．一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
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，例如图1中原子1的坐标为(，，)，则原子2和3的坐标分别为 、
13．GaAs的熔点为1238℃，硬度大，难溶于水。密度为ρg·cm-3，其晶胞结构如图所示。已知GaAs与GaN具有相同的晶胞结构，则二者晶体的类型均为 ，GaAs的熔点 (填“高于”或“低于”)GaN。Ga和As的摩尔质量分别为MGag•ml-1和MAsg•ml-1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 。
14．六羰基铬[Cr(CO)6]用于制高纯度铬粉，它的沸点为220℃。Cr(CO)6的晶体类型是 。
15．砷化硼的晶胞结构如图所示。与砷原子紧邻的硼原子有 个，与每个硼原子紧邻的硼原子有 个，若其晶胞参数为bpm，则该晶体的密度为 g·cm-3(列出表达式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。
16．某种氮化物的晶胞结构如图所示，已知晶胞密度为，U原子半径为，N原子半径为，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的空间利用率为 (用含的计算式表示)。
17．回答下列问题：
(1)晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。与K紧邻的O的个数为 。已知阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为 (列式表示)。
(2)若晶胞中处于左下角顶角的K原子的坐标参数为，位于下底面面心位置的O原子的坐标参数为，在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，设左下角顶角的I原子的坐标参数为，则K原子的坐标参数为 。
18．完成下列问题
(1)铜银合金是优质的金属材料，其晶胞与铜晶胞类似，其中Ag位于顶角，Cu位于面心，如图1所示。
①该铜银合金的化学式是
②已知该铜银晶胞的参数为a cm、晶体密度为ρ g·cm-3，则阿伏加德罗常数(NA)为 ml-1(用代数式表示，下同)
③若Ag、Cu的原子半径分别为bcm、ccm，则该晶胞中原子空间利用率φ=
(2)ZnF2具有金红石型四方结构，KZnF3具有钙钛矿型立方结构，两种晶体的晶胞结构如图2所示：
①ZnF2和KZnF3晶体(晶胞顶角为K＋)中，Zn2+的配位数之比为 。
②若NA表示阿伏加德罗常数的值，则ZnF2晶体的密度为 g·cm-3(用含a、c、NA的代数式表示)。
③KZnF3晶胞中A离子的坐标参数为(0，0，0)，B离子的坐标参数为(1，0，0)，C离子的坐标参数为(0，1，0)，则D离子的坐标参数为
19．天然硅酸盐组成复杂，阴离子的基本结构单元是SiO四面体，如图(a)，通过共用顶角氧离子可形成链状、网状等结构，图(b)为一种无限长双链的多硅酸根，其中Si与O的原子数之比为 ，化学式为 (用n代表聚合度)。
20．液晶概念：在一定的温度范围内既具有液体的 性，又具有晶体的 的物质。
三、实验题
21．、、都是难溶于水的物质。将与溶液混合，加入氨水调节溶液下反应可得到沉淀，其装置如图1所示(加热及夹持装置已省略)，再将所得沉淀干燥并在下煅烧，可得到产品。

(1)实验室利用固体配制溶液，需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、试剂瓶、玻璃棒、 。
(2)组装好仪器，加入药品前，检查装置气密性的方法为 。
(3)三颈烧瓶中未加氨水时就生成沉淀，同时观察到澄清石灰水变浑浊，写出未加氨水时三颈烧瓶中反应的化学方程式 。滴加氨水有利于生成的原因是 。
(4)利用合成的方法如图2，写出“硫化”的化学方程式 。
(5)的立方晶胞结构如图3所示，以A点为原点建立分数坐标，已知A点坐标为，B点坐标为，则C点坐标为 。

22．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
（1）Fe3＋基态核外电子排布式为 。
（2）丙酮(CH3CCH3O)分子中碳原子轨道的杂化类型是 ，1ml丙酮分子中含有σ键的数目为 。
（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为 。
（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为 。
（5）某FexNy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)CunNy。FexNy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 。
1-­溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71℃，密度为1.36g·cm－3。实验室制备少量1­-溴丙烷的主要步骤如下：步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24gNaBr。
步骤2：如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。
步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。
步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12mLH2O、12mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1­—溴丙烷。
（1）仪器A的名称是 ；加入搅拌磁子的目的是搅拌和 。
（2）反应时生成的主要有机副产物有2­溴丙烷和 。
（3）步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是 。
（4）步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是 。
（5）步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL5%Na2CO3溶液，振荡， ，静置，分液。
23．随着科学技术的发展，阿伏加德罗常数的测定手段越来越多，测定的精度也越来越高。现有一种简单可行的测定方法，具体步骤为：
①准确称取mg干燥后的NaCl固体细粒并转移到定容仪器A中；
②用滴定管向A仪器中加苯，不断振荡，继续加苯到A仪器的刻度，
计算出NaCl固体的体积V cm3。
（1）步骤①中仪器A最好使用 （填序号）
A．量筒 B．烧杯 C．容量瓶 D．试管
（2）步骤②中是否用酸式滴定管还是用碱式滴定管 ，理由是 。
（3）能否用水代替苯 ，理由是 。
（4）已知NaCl晶体中，靠得最近的Na+、Cl－间的距离为a cm（如图），则用上述方法测得的阿伏加德常数NA的表达式为 。

物质
熔点/℃
827
275
394
446
物质
电离平衡常数
参考答案：
1．A
【详解】离子间通过离子键形成的晶体是离子晶体，分子间通过分子间作用力形成的晶体是分子晶体，原子间通过共价键形成的空间网状结构的晶体是原子晶体，所以②④⑤都是分子晶体，①是原子晶体，③是离子晶体。答案选A。
2．C
【详解】A．由图可知，晶胞中，锌离子的个数是4，硫离子的个数是4，所以化学式中两者个数相同，，晶胞中，锌离子的个数是2，硫离子的个数是2，所以化学式中两者个数相同，，两者化学式相同，化合价没有发生变化，不需要转移电子是非氧化还原反应，A正确；
B．每个晶胞中硫原子的个数为：，锌和锂的原子个数之和为7，根据化合价之和为零得到的个数为1，锂的个数是6，B正确；
C．若的晶胞参数为，由图可知则E位于内部小正方体的体心，8个锂离子构成正方体，边长为晶胞参数的一半，根据勾股定理可得EF间的距离为，C错误；
D．由图可知，在晶胞体对角线的一维空间上会出现“ ”的排布规律，D正确；
故选C。
3．A
【详解】A．等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使得等离子体具有良好的导电性，等离子体是物质在气态的基础上进一步形成的气态微粒聚集体，故A错误；
B．超分子是两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的，有组织的聚集体，具有分子识别和自组装的特征，故B正确；
C．鉴别晶体与非晶体最可靠的方法是X射线衍射实验，故C正确；
D．在有机物分子里，组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态，其振动频率与红外光的振动频率相当，利用红外光谱实验可确定青蒿素分子中含有的部分基团，故D正确。
综上所述，答案为A。
4．C
【详解】A．氨硼烷的结构与乙烷相似，为分子晶体，故A正确；
B．氨硼烷能形成分子间氢键，其沸点比乙烷高，故B正确；
C．氨硼烷和水分子间形成氢键，氨硼烷能溶于水，故C错误；
D．氨硼烷是有效、安全的储氢材料，加热硼烷氨时，它首先会聚合成(NH2BH2)n，如果继续加热，再继续聚合成(NHBH)n，所以加热时可缓慢释放出，故D正确；
选C。
5．D
【详解】A．A原子在晶胞内，1个晶胞含有A原子8个，B原子在顶点和晶胞中心，B原子数为，C原子在棱上、面上，C原子数，A是I、B是Hg、C是Ag，A正确；
B．A是I、B是Hg、C是Ag，距离Hg最近的Ag有8个，B正确；
C．据n的原子分数坐标为(，，)，则m原子在x轴的坐标为、y轴坐标为，z轴坐标为，所以m原子的分数坐标为(，，)，C正确；
D．设NA为阿伏加德罗常数的值，Ag2HgI4的摩尔质量为Mg•ml-1，该晶体的密度为×1030g•cm-3，D错误；
选D。
6．D
【详解】A．“水瓶”是富勒烯(C60)的球形笼子作“瓶体”，一种磷酸盐作“瓶盖”，“水瓶”为混合物，冰水混合物、CuSO4·5H2O为纯净物，故A错误；
B．金刚石属于原子晶体，石墨、C60属于分子晶体，故B错误；
C．磷酸钙为强碱弱酸盐，磷酸钙难溶于水，属于强电解质，故C错误；
D．石墨和C60互为同素异形体，它们之间转化属于化学反应，变化过程中无化合价的变化，属于有单质参加的非氧化还原反应，故D正确；
答案为D。
7．D
【详解】A．K原子位于晶胞顶点，个数为=1，I原子为体心，个数为1， O原子位于面心，个数为=3，故该晶体的化学式为KIO3，A错误；
B．O与K距离最近为面对角线的一半，故与K距离最近且相等的O有12个，B错误；
C．O与K距离最近为面对角线的一半，距离为，C错误；
D．该晶体的密度为，D正确；
答案选D。
8．D
【详解】A．石墨烯是碳的单质，石墨烯和碳纳米管互为同素异形体，故A错误；
B．冰墩墩的外壳材质主要是有机硅橡胶，有机硅橡胶是高聚物，属于混合物，故B错误；
C．雪花具有规则的几何形状，且雪花在熔化时，具有确定的熔点，故雪花属于晶体，故C错误；
D．有机高分子材料是以有机高分子化合物为主要成分的材料，聚氨酯是一种有机高分子化合物，是高分子材料，故D正确；
故选D。
9．A
【详解】晶胞中Al原子位于顶点和面心，一个晶胞中Al原子数目为，N原子位于晶胞内部，一个晶胞中N原子数目为4，则晶胞质量为；晶胞中距离最近的两个N原子距离为底面对角线长度的二分之一，设为a cm，则晶胞边长为，则晶胞体积为，所以密度为g/cm3=，则a=。
故选A。
10．B
【详解】A．根据晶体结构俯视图判断，该晶胞底面为菱形，该菱形中邻边存在60°和120°两种角度。结合均摊法可知，晶胞中Cs位于晶胞顶点，共4×+4×=1个，V位于面心和体心，共4×+1=3个，Sb位于棱心和体内，共2×+2×+4=5个，则晶体中粒子个数比Cs : V : Sb =1:3∶5，则晶体的化学式为：，故A正确；
B．以顶点的Cs为观察对象，与Cs原子距离最近的Sb1原子棱心上，Cs原子的上方晶胞中也有1个棱心Sb1，共2个，故B错误；
C．基态的核外电子排布为：，占据的最高能层为第三层，符号是M，故C正确；
D．该晶胞的质量为：，晶胞的体积为，晶胞的密度为：，故D正确；
故选：B。
11．(1)是离子晶体，是分子晶体，融化时分别破坏离子键和分子间作用力，离子键强于分子间作用力；、、是分子晶体，相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高
(2)顺丁烯二酸发生一级电离后，更易形成稳定的分子内氢键，使二级电离更困难
【详解】（1）根据表格中物质的熔点可知，的熔点较高是离子晶体，熔点较低是分子晶体，融化时分别破坏离子键和分子间作用力，离子键强于分子间作用力；根据熔点、、都是分子晶体，相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高；
（2）由顺、反丁烯二酸的结构简式可知，顺丁烯二酸发生一级电离后形成具有对称氢键的环状结构，所以二级电离更困难。
12． (，，0) (0，0，)
【详解】由晶胞结构中各原子所在位置可知，原子2位于底面面心，其坐标为，原子3和原子1只有Z坐标相同，坐标为。
13． 原子晶体 低于
【详解】GaAs的熔点为1238℃，熔点高，所以属于原子晶体；As原子的半径大于N原子，原子晶体中原子半径越小，熔点越高，所以GaAs的熔点低于GaN；根据均摊原则，GaAs晶胞中Ga原子个数是4、As原子数是，1个晶胞中原子的总体积是；根据晶体密度的计算公式，cm3，GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。
14．分子晶体
【详解】六羰基铬[Cr(CO)6]的沸点为220℃，沸点比较低，故Cr(CO)6的晶体类型是分子晶体。
15． 4 12
【详解】由均摊法计算该晶胞中砷原子个数为4，硼原子个数为8×＋6×＝4，与每个硼原子紧邻的硼原子有12个(以面心B原子为例，同层4个，上层和下层各4个，共12个)；晶胞质量为 g，晶胞体积为(b×10-10)3cm3，晶体密度为 。
16．
【详解】由题图的晶胞结构可知，U的个数为，N的个数为，则U和N的总体积为[4×（r1×10-7）3+8×（r2×10-7）3]cm3=（r×10-21+r×10-21）cm3，晶胞体积为，则该晶胞的空间利用率为。
17．(1)
(2)
【详解】（1）K、O构成面心立方结构，K的配位数为12；该晶胞中K位于顶点，个数为，I位于体心，个数为1，O位于面心，个数为，则晶胞质量为；密度为。
（2）根据的化学式及晶胞结构可知的另一晶胞结构中I处于顶角，O处于棱心，K处于体心，则K原子的坐标参数为。
18．(1) AgCu3(或Cu3Ag) ×100%
(2) 1∶1 (0，，)
【详解】（1）①6个铜原子位于立方体面心，8个银原子位于顶角，则该晶胞含×6=3个铜原子、8×=1个银原子，所以该铜银合金的化学式为AgCu3或Cu3Ag；
②AgCu3的摩尔质量为300 g·ml-1，根据ρ=得ρ g·cm-3=，所以NA=ml-1；
③晶胞中原子空间利用率=×100%=×100%=×100%。
（2）①ZnF2晶胞中，白色球表示的离子数目为1＋8×=2，黑色球表示的离子数目为2＋4×=4，故白色球表示Zn2＋、黑色球表示F-，则Zn2＋的配位数为6；KZnF3晶胞中，灰色球表示的离子数目为8×=1，黑色球表示的离子数目为6×=3，白色球表示的离子数目为1，则白色球表示Zn2＋，Zn2＋的配位数为6，故ZnF2和KZnF3晶体中Zn2＋的配位数之比为1∶1；
②ZnF2晶胞中相当于含有2个“ZnF2”，晶胞的质量= g，晶胞的体积=a×10-7 cm×a×10-7cm×c×10-7cm=a2c×10-21 cm3，则晶体的密度=
g·cm-3；
③D离子处于晶胞左侧面的面心位置，由A、B、C离子的坐标参数可知，D离子的坐标参数为。
19． 2∶5.5 [Si4O11]
【详解】n个SiO2通过共用顶点氧离子可形成双链结构，找出重复的结构单元，如图：，由于是双链，其中顶点氧占，Si原子数为4，O原子数为4×+6×+4+2＝11，其中Si与O的原子数之比为2∶5.5，化学式为[Si4O11]。
20． 可流动性 各向异性
【解析】略
21．(1)胶头滴管，250mL容量瓶
(2)方法1：关闭分液漏斗活塞，将右侧导管置于水中，微热(或手捂)三颈烧瓶，烧杯中导管口有气泡冒出，移去热源，导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好
方法2：将右侧导管用止水夹夹紧，向分液漏斗中加水，若分液漏斗中能形成一段稳定的水柱，则说明装置气密性良好
(3) 氨水与反应生成，增大浓度，促进生成
(4)
(5)
【分析】与溶液混合，加入氨水调节溶液，下反应可得到沉淀，沉淀干燥煅烧得到；
【详解】（1）配制一定物质的量浓度的溶液，所需的步骤有计算、称量、溶解（冷却）、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签；用固体配制溶液，需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、试剂瓶、玻璃棒、胶头滴管，250mL容量瓶；
（2）装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏；故检查装置气密性的方法为：方法1：关闭分液漏斗活塞，将右侧导管置于水中，微热(或手捂)三颈烧瓶，烧杯中导管口有气泡冒出，移去热源，导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好；方法2：将右侧导管用止水夹夹紧，向分液漏斗中加水，若分液漏斗中能形成一段稳定的水柱，则说明装置气密性良好；
（3）三颈烧瓶中加入、溶液，未加氨水时就生成沉淀，同时观察到澄清石灰水变浑浊说明生成二氧化碳，根据质量守恒可知还生成氯化铵和水，未加氨水时三颈烧瓶中反应的化学方程式为：。氨水溶液显碱性，会将碳酸氢根离子转化为碳酸根离子，故滴加氨水有利于生成的原因是氨水与反应生成，增大浓度，促进生成；
（4）“硫化”过程中和加入的反应转化为沉淀和，根据质量守恒可知，还会生成盐酸，化学方程式为：；
（5）C点在x、y、z轴上的投影坐标分别为、、，故其坐标为。
22． [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 sp2和sp3 9NA H