2023版新教材高中化学第3章不同聚集状态的物质与性质综合测试鲁科版选择性必修2

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第3章综合测试考试时间：90分钟，满分：100分一、选择题：本题包括10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．以下关于晶体性质的说法错误的是(　　)A．区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验B．冰和干冰都是分子晶体，每个分子周围都有12个紧邻的分子C．金属的电子气理论可以解释金属易导电、易导热、有延展性D．由原子构成的晶体可以是分子晶体、共价晶体2．下列有关晶体结构的叙述正确的是(　　)A．SiO2晶体中最小环上的原子个数为6B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C．1mol石墨烯(如图1)中含有六元环的个数为0.5×6.02×1023D．720gC60晶体中含有0.5×6.02×1023个晶胞(如图2)3．结合下列各物质的性质，判断其固态属于共价晶体的是(　　)A．碳化铝，黄色晶体，熔点为2200℃，熔融态不导电B．溴化铝，无色晶体，熔点为98℃，熔融态不导电C．五氟化钒，无色晶体，熔点为19.5℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中D．溴化钾，无色晶体，熔融态时或溶于水中都能导电4．下列说法不正确的是(　　)A．单晶硅和石英晶体都是由共价键结合形成的共价晶体B．干冰汽化和食盐熔化克服的作用力均为分子间作用力C．碳酸钙晶体和氧化钡晶体均属于离子晶体D．氯气分子和氯化氢分子中氯原子的最外电子层都具有8电子的稳定结构5．下列数据是对应物质的熔点表，下列判断正确的是(　　)A.AlF3的熔点比AlCl3高，原因是AlF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体B．在共价化合物分子中各原子都形成8e－稳定结构C．同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体D．金属晶体的熔点一定比分子晶体的高6．碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示，下列说法错误的是(　　)A．在石墨烯晶体中，每个C原子连接3个六元环B．石墨烯晶体中，每个六元环占有3个C原子C．在金刚石晶体中，C原子采用sp3杂化D．在金刚石晶体中，六元环中最多有4个C原子在同一平面7．下面的排序不正确的是(　　)A．晶体熔点的高低：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛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>AlD．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI8．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示，图中“虚线”表示氢键)。下列有关说法正确的是(　　)A．含1molH3BO3的晶体中有6mol氢键B．分子中硼原子、氧原子最外层均为8个电子的稳定结构C．正硼酸晶体属于共价晶体D．H3BO3分子的稳定性与氢键无关9．有关晶体或分子的结构如图所示，下列说法错误的是(　　)A．在NaCl晶胞中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体B．在CaF2晶胞中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键的个数之比为1∶2D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE10.有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6]，经X射线研究发现，其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上，则下列说法正确的是(　　)A．x＝2，y＝1B．该晶体属于离子晶体，M呈＋1价C．M的离子在立方体的体心位置D．该晶胞中与每个Fe3＋距离相等且最近的CN－有3个二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。11．观察下列模型并结合有关信息，判断下列说法不正确的是(　　)A.晶体硼属于共价晶体，结构单元中含有30个B—B键，含20个正三角形B．NaCl晶体中每个Na＋周围距离相等且最近的Na＋有6个C．S8分子中的共价键为非极性键D．HCN分子中含有2个σ键、2个π键12．下列有关晶体的叙述中，正确的是(　　)A．氯化钠和氯化铯晶体中，阳离子的配位数均为6B．金刚石为三维网状结构，由碳原子以sp3杂化轨道形成共价键C．金属钠的晶体采用体心立方堆积，每个晶胞含2个原子，配位数为8D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻8个CO2分子13．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．H2O的热稳定性比H2S的强，是由于H2O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(C60)都是共价化合物，它们的晶体都属于分子晶体14．下列叙述不正确的是(　　)A．金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低B．CaO晶体结构与NaCl晶体结构相似，CaO晶体中Ca2＋的配位数为6，且这些最邻近的O2－围成正八面体C.设NaCl的摩尔质量为Mg·mol－1，NaCl的密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NAmol－1，在NaCl晶体中，两个距离最近的Cl－中心间的距离为eq \r(2)·eq \r(3,\f(M,2ρNA))cmD．X、Y可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角位置，则该晶体的化学式为XY315．在20世纪90年代末期，科学家发现并证明碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，丰富了碳元素单质的家庭。下列有关说法错误的是(　　)A．金刚石、C60、C70管状碳和洋葱状碳都不能与H2发生加成反应B.已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0，则石墨比金刚石稳定C．C60晶体结构如图所示，每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个D．熔点：金刚石干冰，MgO和CaCl2属于离子晶体，熔点：MgO>CaCl2，金刚石是共价晶体，则熔点由高到低的顺序为金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰。(3)因为MgO中离子均带两个电荷，NaCl中离子均带一个电荷，而且氧离子半径小于氯离子半径，镁离子半径小于钠离子半径，离子半径越小，离子所带电荷越多，晶格能越大，所以NaCl晶体的晶格能小于MgO晶体的晶格能。(4)Cu原子占据面心和顶点，则每个Cu晶胞中实际占有的原子数为eq \f(1,8)×8＋eq \f(1,2)×6＝4；根据题中氯化钙的晶胞图可知，每个Ca2＋周围有8个Cl－，而每个Cl－周围有4个Ca2＋，所以CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为8。(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，水分子间含有氢键，氢键的作用力大于范德华力，所以其熔点较高。17．答案：(1)KC8　(2)90　(3)(eq \f(1,4)，eq \f(1,4)，eq \f(1,4))(4)eq \f(25×4,（361.5×10－10）3×NA)解析：(1)根据图1所示可知，如果取3个钾原子构成三角形，则三角形中碳原子是4个，而钾原子的个数是3×eq \f(1,6)＝eq \f(1,2)，因此题述化合物的化学式可表示为KC8。(2)C60分子中每个C原子形成3个C—C键，且每个键为2个C原子共用，则平均每个碳原子含有的σ键个数为1.5，所以1个C60分子中含有σ键的数目为1.5×60＝90。(3)由图示可知，与D相连的4个原子形成正四面体结构，且D位于正四面体的体内。由B在x轴的坐标为eq \f(1,2)知，D在x轴的坐标为eq \f(1,4)。同理得出D在y轴、z轴的坐标均为eq \f(1,4)，则D原子的坐标为(eq \f(1,4)，eq \f(1,4)，eq \f(1,4))。(4)金刚石晶胞中，C原子的分布：立方体的8个顶点、6个面心及立方体体内(4个)，即晶胞中所含C原子个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＋4＝8，根据BN的化学式可推知，立方氮化硼晶胞中含有4个B原子、4个N原子，则立方氮化硼晶胞的质量是eq \f(25×4,NA)g，而一个晶胞的体积是(361.5×10－10)3cm3，故立方氮化硼的密度为eq \f(25×4,（361.5×10－10）3×NA)g·cm－3。18．答案：(1)>　Zn的4s轨道为全充满稳定结构，较难失电子(2)eq \f(3.88×1032,a3NA)　(3)KFe2(CN)6　正四面体形解析：(1)Zn和Cu基态原子的价电子排布式分别为3d104s2、3d104s1，Zn的4s轨道处于全充满的稳定状态，其第一电离能大于Cu。(2)立方ZnS晶胞边长为apm，apm＝a×10－10cm，则晶胞的体积V(晶胞)＝(a×10－10cm)3；每个晶胞中含有Zn2＋和S2－个数均为4，则每个晶胞的质量m(晶胞)＝eq \f(97×4,NA)g，故晶体的密度为m(晶胞)/V(晶胞)＝(eq \f(97×4,NA)g)/(a×10－10cm)3＝eq \f(3.88×1032,a3NA)g·cm－3。(3)蓝色晶体中，Fe2＋、Fe3＋分别占据立方体互不相邻的4个顶点，而立方体的每条棱的棱心均有一个CN－，K＋位于立方体的某恰当位置上，据此画出晶胞结构示意图：根据“切割法”计算，每个晶胞中含有Fe2＋、Fe3＋个数均为4×eq \f(1,8)＝eq \f(1,2)，含有CN－个数为12×eq \f(1,4)＝3，则Fe2＋、Fe3＋、CN－的个数比为eq \f(1,2)∶eq \f(1,2)∶3＝1∶1∶6，结合K＋带1个单位正电荷推知，该晶体的化学式为KFe2(CN)6。该立方体中4个Fe2＋处于上、下底面对角线交错位置，连接起来形成的空间结构是正四面体形。19．答案：(1)X射线衍射(2)氟化铝是离子晶体，氯化铝是分子晶体　(3)eq \f(2×48＋2×27,NA×（0.399×10－7）2×0.407×10－7)解析：(1)X射线衍射实验可区分晶体和非晶体。(2)AlF3的熔点为1040℃，符合离子晶体的特征，AlCl3的熔点为194℃，符合分子晶体的特征，因此AlF3的熔点比AlCl3的熔点高得多；气态时，氯化铝以双聚体的形式存在，Al2Cl6的结构为。(3)根据晶胞结构，晶胞中含有的钛原子数为8×eq \f(1,8)＋2×eq \f(1,2)＝2，铝原子数为4×eq \f(1,2)＝2，则晶胞的质量为eq \f(2×48＋2×27,NA)g，晶胞的体积为(0.399×10－7)2×0.407×10－7cm3，则该铝钛合金的密度为eq \f(\f(2×48＋2×27,NA)g,（0.399×10－7）2×0.407×10－7cm3)＝eq \f(2×48＋2×27,NA×（0.399×10－7）2×0.407×10－7)g·cm－3。20．答案：(1)D　(2)3　sp2　(3)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3　As原子最外层有五个电子，失去的第六个电子来自全充满的次外层，所需能量较高　(4)SiH4　(5)范德华力　(6)共价晶体　12　4　(7)eq \f(\r(3),4)×eq \r(3,\f(4M,dNA))×107解析：(1)红磷是巨型共价分子，无定型结构，能证明红磷是非晶体的最可靠方法是X射线衍射法。(2)第ⅡA族元素ns能级全充满、第ⅤA族元素np能级半充满，使第一电离能出现“反常”。第3周期元素第一电离能由小到大的顺序为Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl、Ar，介于Al、P之间的有Mg、Si、S三种元素；Ga位于第4周期第ⅢA族，GaCl3分子中，Ga原子价电子对数为3＋eq \f(3－1×3,2)＝3，则其杂化方式为sp2。(3)As位于周期表中第4周期第ⅤA族，则基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。As的第五电离能与第六电离能相差显著，As失去5个电子后核外电子排布式为[Ar]3d10，此时3d为全充满状态，较稳定，此时再失去一个电子较困难，所以第五电离能与第六电离能相差显著。(4)在第ⅣA～第ⅦA族中的氢化物里，相对分子质量越大，物质熔、沸点越高，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有第ⅣA族元素氢化物不存在反常现象，故a点代表的应是SiH4。(5)黑磷的结构类似石墨的片层结构，层与层之间的作用力为范德华力。(6)共价晶体和离子晶体熔、沸点较高，但离子晶体在熔融状态下能导电，GaAs的熔点为1238℃，且熔融状态不导电，不属于离子晶体，属于共价晶体，每个As原子周围最近的As原子数目＝eq \f(3×8,2)＝12；由题图可知，一个GaAs晶胞中配位键的数目为4。(7)该晶胞中As原子个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，Ga原子个数为4，晶胞棱长＝eq \r(3,\f(\f(M,NA)×4,d))cm＝eq \r(3,\f(4M,dNA))cm，晶胞中最近的As和Ga原子核间距等于晶胞体对角线的eq \f(1,4)，为eq \f(1,4)×eq \r(3)×eq \r(3,\f(4M,dNA))cm＝eq \f(\r(3),4)×eq \r(3,\f(4M,dNA))×107nm。Na2ONaAlF3AlCl3920℃97.8℃1291℃190℃Al2O3BCl3CO2SiO22073℃－107℃－57℃1723℃晶体硼(其每个结构单元中有12个B原子)NaClS8HCN结构模型示意图备注熔点2180℃—易溶于CS2—第一电离能第二电离能第三电离能第四电离能第五电离能第六电离能947.0179827354837604312310