鲁科版高中化学选择性必修2第3章不同聚集状态的物质与性质测试含答案

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第3章测评一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.试根据学过的知识,判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序可能是(　　)A.KCl>NaCl>BaO>CaOB.NaCl>KCl>CaO>BaOC.CaO>BaO>NaCl>KClD.CaO>BaO>KCl>NaCl2.下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中,错误的是(　　)A.超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体,能表现出不同于单个分子的性质B.非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的C.液晶内部分子沿分子短轴方向有序排列,使液晶具有各向异性D.纳米材料具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质3.如图所示晶体的硬度比金刚石大,且原子间以单键结合,则有关该晶体的判断正确的是(　　)A.该晶体为片层结构B.该晶体化学式可表示为Y3X4C.X的配位数是4D.X、Y元素分别位于周期表ⅢA、ⅣA族4.下列各组物质的熔点均与所含化学键能有关的是(　　)A.CaO与CO2B.NaCl与HClC.SiC与SiD.Cl2与I25.下列关于物质结构与性质的说法中,错误的是(　　)A.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性B.晶体由于内部质点排列的高度有序性导致其许多物理性质表现出各向异性C.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体D.水晶具有自范性、各向异性6.下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是(　　)①SiO2和SO3　②晶体硼和HCl　③CO2和SO2　④晶体硅和金刚石　⑤晶体氖和晶体氮　⑥硫黄和碘A.①②③ B.④⑤⑥C.③④⑥ D.①③⑤7.硒化锌,化学式为ZnSe,为黄色结晶性粉末,不溶于水,主要用于制造透红外线材料及红外线光学仪器。其晶胞结构如图所示,晶胞边长为a pm。下列关于硒化锌晶胞的描述错误的是(　　)A.相邻的Se2+与Zn2+之间的距离为34a pmB.与Se2+距离最近且相等的Se2+有8个C.已知原子坐标:A点为(0,0,0),B点为(1,1,1),则C点的原子坐标为(14,34,34)D.若硒化锌晶体的密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数NA=4×144ρ(a×10-10)3 mol-18.解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与化学键强弱无关的变化规律是(　　)A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低C.SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的熔、沸点逐渐升高D.Li、Na、K、Rb的熔点逐渐降低9.下列有关分子与晶体的说法正确的是(　　)A.金刚石、氮化硼、C60熔化需克服的作用力类型相同B.晶体中有阴离子,必有阳离子;反之晶体中有阳离子,也必有阴离子C.钋单质为简单立方堆积,则晶胞中钋原子配位数为6D.COS与CO2互为等电子体,故COS是直线形的非极性分子10.下列物质所属晶体类型分类正确的是(　　)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意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)11.有关晶体或分子的结构如图所示,下列说法不正确的是(　　)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2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FE12.磷锡青铜合金广泛用于制造仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为a pm,下列说法不正确的是(　　)A.磷锡青铜的化学式为Cu3SnPB.该晶胞中与Cu等距离且最近的Cu有4个C.三种元素Cu、Sn、P在元素周期表中分别处于ds区、p区、p区D.Sn和P原子间的最短距离为32a pm13.工业上常以印刷线路板碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4Cl2]}为原料制备CuCl(晶胞结构如图)。下列说法错误的是(　　)A.基态Cu+的核外电子排布式为[Ar]3d10B.[Cu(NH3)4]2+中含有4个配位原子C.NH3的键角大于CH4的键角D.晶胞中距离Cu+最近且距离相等的Cl-有2个14.已知金属钠和氦可形成化合物,该化合物晶胞如图所示,其结构中Na+按简单立方分布,形成Na8立方体空隙,电子对(2e-)和氦原子交替分布填充在小立方体的中心。下列说法错误的是(　　)A.该晶胞中的Na+数为8B.该化合物的化学式为[Na+]2He[e2]2-C.若将氦原子放在晶胞顶点,则所有电子对(2e-)在晶胞的体心D.该晶胞中与Na+最近的He原子数目为815.下列说法正确的是(　　)①干冰是CO2分子通过氢键和分子间作用力有规则排列成的分子晶体　②正四面体结构的分子,键角都是109°28',其晶体类型可能是共价晶体或分子晶体　③分子晶体中都含有化学键　④含4.8 g碳原子的金刚石晶体中的共价键的物质的量为0.8 molA.①②③ B.只有④C.②④ D.③④三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;②Y原子价电子排布为msnmpn;③R原子核外L层电子数为奇数;④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题:(1)Z2+的核外电子排布式是　　　　　,Z单质的晶体是　　　　　晶体。 (2)在[Z(NH3)4]2+中,Z2+的空轨道接受NH3分子提供的　　　　　形成配位键。 (3)Q、Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,下列判断正确的是　　　(填字母)。a.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙b.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙c.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙d.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙(4)Q的一种氢化物相对分子质量为26,其分子中σ键与π键的键数之比为　　　　。(5)五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于　　　　　(填晶体类型)。 17.(12分)硼化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:(1)基态B原子核外电子有　　　　　种不同的空间运动状态。 (2)BF3主要用作有机合成中的催化剂,也用于制作火箭的高能燃料。BF3的空间结构为　　　　　。形成BF3时,基态B原子价电子先进行激发,再进行杂化,激发时B原子的价电子轨道表示式可能为　　　　(填字母)。 (3)Ca与B组成的金属硼化物结构如图所示,硼原子通过B—B键互相连接成三维骨架形成B6正八面体,该结构具有立方晶系的对称性。①该晶体的化学式为　　　　　,晶体中Ca原子的配位数为　　　　　　。 ②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,称为原子的分数坐标,如M点原子的分数坐标为(12,12,12),已知B6八面体中B—B键的键长为r pm,晶胞参数为a pm,则N点原子的分数坐标为　　　　　,Ca与B原子间的距离d为　　　　　 pm(列出表达式即可)。 18.(12分)回答下列问题:(1)已知固态NH3、H2O、HF中的氢键的键能和结构示意图如表所示:H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2)镓的卤化物熔点如表所示:各物质的熔点从GaCl3、GaBr3、GaI3到GaF3依次升高,原因是  　。(3)Fe3+可与噻吩()和吡咯()形成配位化合物。噻吩、吡咯是类似于苯的芳香化合物,环中的五个原子形成了大π键。噻吩难溶于水,吡咯能溶于水,原因是吡咯能与水形成分子间　　　　　　,而噻吩不能。 (4)一个立方体结构的FeS2晶胞如图所示,已知阿伏加德罗常数值为NA,FeS2的晶体密度为ρ g·cm-3,则晶胞的边长为　　　　　 nm(用含ρ、NA的代数式表示)。 19.(12分)铜元素及其化合物在生产实际中有许多重要用途。磷化铜(Cu3P2)常用于制造磷青铜(含少量锡、磷的铜合金)。请回答下列有关问题:(1)现代化学中,常利用　　　　　　上的特征谱线来鉴定元素。 (2)基态磷原子中,电子占据的最高电子层符号为　　　　;该电子层中具有的能量最高的电子所在能级有　　　　个伸展方向。 (3)磷化铜与水反应产生有毒的磷化氢(PH3)气体,PH3分子的空间结构为　　　　　　;P、S的第一电离能(I1)的大小为I1(P)　　　　　(填“>”“<”或“=”)I1(S);PH3的沸点　　　　　(填“高于”或“低于”)NH3的沸点,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)磷青铜晶体的晶胞结构如图所示,该晶体中P原子位于由铜原子形成的　　　　　的空隙中。若晶体密度为a g·cm-3,则P与最近的Cu原子的核间距为　　　　　　 nm(用含NA的代数式表示,设NA为阿伏加德罗常数的值;已知Sn的相对原子质量为119)。20.(12分)已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前36号的元素,它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族,D和E属同一周期,又知E是周期表中1~18列中的第7列元素。D的原子序数比E小5,D跟B可形成离子化合物,其晶胞结构如图1。F元素的正三价离子3d能级为半充满。图1(1)A的元素符号是　　　　　;E在元素周期表中的位置是　　　　　。 (2)B的氢化物的晶体类型是　　　　　晶体,B的氢化物与C的氢化物相比,分子极性较大的是　　　　　　(写化学式)。 (3)D与B形成的化合物晶体的密度为a g·cm-3,则晶胞的体积是　　　　　　(只要求列出算式,D和B形成的化合物的M为78 g·mol-1)。 (4)晶胞是晶体中最小的重复单元。已知F元素的单质为面心立方晶体,其结构如图甲所示,面心立方的结构特征如图乙所示。若F原子的半径为1.27×10-10 m,试求该金属晶体中的晶胞边长,即图丙中AB的长度为　　　　　 m。 答案：1.C　解析 KCl、NaCl、CaO、BaO均为离子晶体,KCl、NaCl阴离子相同,电荷数相同,阳离子的半径越小,晶格能越大,熔点越高,阳离子半径K+>Na+,则熔点NaCl>KCl,BaO、CaO阴离子相同,电荷数相同,阳离子的半径越小,晶格能越大,熔点越高,阳离子半径Ba2+>Ca2+,则熔点CaO>BaO;阴、阳离子所带电荷越多,晶体的熔点越高,一般电荷的影响大于半径的影响,所以四种化合物熔点的高低顺序为CaO>BaO>NaCl>KCl。2.C　解析 超分子能表现出不同于单个分子的性质,其原因是两个或多个分子相互“组合”在一起,形成具有特定结构和功能的聚集体,A正确;构成非晶体的微粒,在非晶体中的排列,遵循长程无序和短程有序的规则,B正确;液晶具有各向异性,其原因是液晶内部分子沿分子长轴方向进行有序排列,C错误;纳米颗粒内部具有晶状结构,但界面处则为无序结构,所以具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质,D正确。3.B　解析 该晶体硬度大,为立体网状结构,而不是片层结构,A错误。在晶体中每个X周围有3个Y原子,每个Y原子周围有4个X原子,则Y、X原子个数比是3∶4,故该晶体化学式可表示为Y3X4,B正确。在晶体中与X连接的Y原子个数是3,所以X的配位数是3,C错误。X形成3对共用电子对,则说明X最外层有5个电子,达到最外层8个电子稳定结构需3个电子,所以X为ⅤA族元素;Y形成4对共用电子对,说明Y原子最外层有4个电子,达到最外层8个电子的稳定结构需4个电子,则Y位于元素周期表ⅣA族,D错误。4.C　解析 氧化钙属于离子晶体含离子键,熔化时破坏离子键;二氧化碳为分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,故A不选。氯化钠属于离子晶体含离子键,熔化时破坏离子键;氯化氢属于分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,与化学键无关,故B不选。SiC与Si都属于共价晶体,熔化时均破坏的是共价键,故选C。Cl2与I2属于分子晶体,熔化时均破坏的是分子间作用力,故D不选。5.A　解析 玻璃是非晶体,选项A错误;晶体由于内部质点排列的高度有序性导致其许多物理性质表现出各向异性,选项B正确;等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成,在整体上表现为近似电中性的电离气体,选项C正确;晶体具有自范性和各向异性,水晶属于晶体,选项D正确。6.C　解析 ①SiO2是共价晶体,SO3是分子晶体,故①错误;②HCl是分子晶体,晶体硼是共价晶体,二者都只含共价键,故②错误;③CO2和SO2都是分子晶体,二者都只含共价键,故③正确;④晶体硅和金刚石都是共价晶体,二者都只含共价键,故④正确;⑤晶体氖和晶体氮都是分子晶体,晶体氖中不含共价键,晶体氮中含有共价键,故⑤错误;⑥硫黄和碘都是分子晶体,二者都只含共价键,故⑥正确。7.B　解析 相邻的Se2+与Zn2+之间的距离为体对角线的四分之一,即34a pm,A正确;根据图示,与Se2+距离最近且相等的Se2+有12个,B错误;已知原子坐标:A点为(0,0,0),B点为(1,1,1),则C点的原子坐标为(14,34,34),C正确;晶胞中含有4个锌离子和4个硒离子,ρ g·cm-3=4×144 g·mol-1NA(a×10-10cm)3,所以NA=4×144ρ(a×10-10)3 mol-1,D正确。8.C　解析 键越长,稳定性越差,因此HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,与化学键强弱有关,故A不符合题意;键长越短,键能越大,熔、沸点越高,NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低,与化学键强弱有关,故B不符合题意;SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4是分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的熔、沸点逐渐升高,与化学键强弱无关,故C符合题意;半径越大,金属键越长,键能越小,熔、沸点越低,Li、Na、K、Rb的熔点逐渐降低,与化学键强弱有关,故D不符合题意。9.C　解析 金刚石、氮化硼是共价晶体,熔化时破坏共价键,C60是分子晶体,熔融时破坏分子间作用力,所以克服作用力类型不同,故A错误;晶体中有阳离子,未必一定有阴离子,如在金属晶体中,存在金属阳离子和自由移动的电子,不存在阴离子,故B错误;钋单质为简单立方堆积,晶胞图为,其配位数是6,故C正确;COS与CO2互为等电子体,COS分子电子式为,电荷的分布是不均匀、不对称的,正、负电荷的重心不重合,是由极性键形成的极性分子,故D错误。10.D　解析 A选项中石墨为混合型晶体,氮化铝为共价晶体,B选项中生石灰为离子晶体,C选项中氯化铯为离子晶体。11.BD　解析 CaF2晶胞中,Ca2+占据8个顶点和6个面心,故CaF2晶胞中所含Ca2+的个数为8×18+6×12=4,B项错误;金刚石晶体中,每个C原子与相邻的4个C原子通过碳碳键相连,而每个碳碳键为2个碳原子共用,C原子与C—C键的个数之比为1∶2,C项正确;由于该分子是气态团簇分子,其分子式应为E4F4或F4E4,D项错误。12.B　解析 根据“切割法”计算得到晶胞中原子个数分别为P:1个,Sn:8×18=1,Cu:6×12=3,则磷锡青铜的化学式为Cu3SnP,故A正确;以面心的铜分析,该晶胞中与Cu等距离且最近的Cu有8个,故B错误;三种元素Cu、Sn、P的价电子分别为3d104s1、5s25p2、3s23p3,则三种元素在元素周期表中分别处于ds区、p区、p区,故C正确;Sn和P原子间的最短距离为体对角线的一半即32a pm,故D正确。13.CD　解析 Cu是29号元素,其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1,故基态Cu+的核外电子排布式为[Ar]3d10,A正确;[Cu(NH3)4]2+中Cu2+为中心离子,NH3为提供孤电子对的配体,N原子为配位原子,故含有4个配位原子,B正确;NH3和CH4分子的价电子对数均为4,NH3中含有一对孤电子对,且孤电子对对成键电子对的排斥作用力大于成键电子对之间的排斥作用力,故NH3的键角小于CH4的键角,C错误;由晶胞结构图可知,晶胞中距离Cu+最近且距离相等的Cl-有4个,D错误。14.CD　解析 该晶胞中Na+的数目为6×12+12×14+8×18+1=8,A项正确;晶胞中的电子对(2e-)和氦原子交替分布填充在小立方体的中心,不均摊,可知晶胞中有4对电子对、4个He原子、8个Na+,则Na+、He、电子对数之比为8∶4∶4=2∶1∶1,故化学式为[Na+]2He[e2]2-,B项正确;若将氦原子放在晶胞顶点,则电子对(2e-)在晶胞的体心、棱心,C项错误;该晶胞中与Na+最近的He原子数目为4,D项错误。15.B　解析 CO2分子间不能形成氢键,①不正确;正四面体结构的分子,若为AB4型,键角都是109°28',若为A4型,键角为60°,②不正确;稀有气体形成的分子晶体中不含有化学键,③不正确;4.8 g碳原子的物质的量为0.4 mol,金刚石晶体中平均每个碳原子形成2个共价键,所以共价键的物质的量为0.4 mol×2=0.8 mol,④正确。16.答案 (1)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)　金属(2)孤电子对　(3)b　(4)3∶2　(5)共价晶体解析 ①Z的原子序数为29,则Z为Cu,结合②③④分析可知Q、R、X、Y分别为C、N、O、Si。(2)NH3分子中N原子最外层有孤电子对,故NH3常与一些阳离子形成配位键。(3)Q、Y的最简单气态氢化物分别为CH4和SiH4,稳定性:CH4>SiH4,但由于SiH4的相对分子质量大于CH4的,故沸点:CH4H2O>NH3,但从各固态物质中的氢键结构可以推知,液态H2O、HF、NH3中氢键数量各不相同,状态变化时要克服的氢键的总键能大小顺序是H2O>HF>NH3,所以H2O、HF、NH3沸点依次降低(2)四种物质组成相似,GaF3为离子晶体,熔点最高,其他三种均为分子晶体,分子间作用力随相对分子质量的增大而增大,熔点逐渐升高(3)氢键　(4)3480ρNA×107解析 (1)虽然单个氢键的键能大小顺序是HF>H2O>NH3,但从各固态物质中的氢键结构可以推知,液态H2O、HF、NH3中氢键数量各不相同,状态变化时要克服的氢键的总键能,三者分别为18.8 kJ·mol-1×2=37.6 kJ·mol-1、28.1 kJ·mol-1×1=28.1 kJ·mol-1、5.4 kJ·mol-1×3=16.2 kJ·mol-1,故大小顺序是H2O>HF>NH3,所以H2O、HF、NH3沸点依次降低。(2)各物质的熔点从GaCl3、GaBr3、GaI3到GaF3依次升高,原因是四种物质组成相似,GaF3为离子晶体,熔点最高,其他三种均为分子晶体,分子间作用力随相对分子质量的增大而增大,熔点逐渐升高。(3)根据题意,噻吩难溶于水,吡咯能溶于水,由于吡咯中含有N—H,氮的电负性大,能与水形成分子间氢键,而噻吩不能。(4)由FeS2的晶胞图可知,铁的个数为8×18+6×12=4,S22-的个数为12×14+1=4,已知阿伏加德罗常数的值为NA,FeS2的晶体密度为ρ g·cm-3,ρ g·cm-3=120 g·mol-1NAmol-1×4V,则V=480ρNA cm3,则晶胞的边长为3480ρNA×107 nm。19.答案 (1)原子光谱　(2)M　3(3)三角锥形　>　低于　NH3分子间能形成氢键,而PH3不能　(4)正八面体　12×3342aNA×107解析 (2)基态磷原子中,电子占据的最高电子层符号为M,能量最高的电子在3p能级,在空间有3个伸展方向。(3)N、P为同主族元素,PH3和NH3的空间结构相同,NH3为三角锥形,则PH3为三角锥形;同周期元素的第一电离能随原子序数的递增,有增大的趋势,但核外电子排布满足全充满或半充满状态时,第一电离能大于其后面的元素的第一电离能,故I1(P)>I1(S);氢键对物质的熔、沸点影响较大,氨气分子间存在氢键,磷化氢中无氢键,则磷化氢的沸点低于氨气。(4)观察磷青铜晶体的晶胞结构,Cu原子位于正方体的六个面的中心位置,形成正八面体的结构;P原子与最近的Cu原子之间的距离为棱长的12,Sn原子个数为8×18=1,Cu原子个数为6×12=3,P原子个数为1,化学式为SnCu3P,摩尔质量为342 g·mol-1,1 mol SnCu3P的体积为342 gag·cm-3,晶胞的体积为342a·NA cm3,棱长=3342aNA cm,P与最近的Cu原子的核间距为12×3342aNA×107 nm。20.答案 (1)H　第4周期ⅦB族　(2)分子　HF(3)4×78 g·mol-1ag·cm-3×6.02×1023mol-1(4)3.59×10-10(或22×1.27×10-10)解析 根据题意,E是周期表中1~18列中第7列元素,可判断E是第4周期ⅦB族的Mn元素,原子序数为25,D和E属同一周期,所以D也在第4周期,D的原子序数比E小5,则原子序数为20,应为Ca元素,图中利用切割法,D与B的离子个数比为(8×18+6×12)∶8=1∶2,且D为Ca,则B的化合价为-1价,应为ⅦA族元素,B和C属同一主族,B的序数小,则B为F,C为Cl;A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族,所以A为H。(1)综上所述,A的元素符号为H;E是Mn元素,在周期表中位于第4周期ⅦB族。(2)B为F元素,C为Cl元素,HF熔、沸点很低,属于分子晶体;组成分子的元素电负性差别越大,分子的极性越大,F元素是电负性最大的元素,故HF的极性较大。(3)根据V=mρ,根据分析CaF2晶胞中有4个CaF2,所以V=4×MNA·a=4×78 g·mol-1ag·cm-3×6.02×1023mol-1。(4)由图丙可知,设边长为a,4r=2a,即a=4r2=22r=22×1.27×10-10 m≈3.59×10-10 m。选项ABCD共价晶体石墨生石灰碳化硅金刚石分子晶体冰固态氨氯化铯干冰离子晶体氮化铝食盐明矾芒硝金属晶体铜汞铝铁物质及其氢键HF(s):F—H…FH2O(s):O—H…ONH3(s):N—H…N键能(kJ·mol-1) 28.118.85.4物质GaF3GaCl3GaBr3GaI3熔点/℃1 00078124213