-同步鲁科版化学选修3章末综合测评(三)XXXXX物质的聚集状态与物质性质
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章末综合测评(三) 物质的聚集状态与物质性质
(时间90分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分。)
1．下列晶体为分子晶体的是( )
A．CaF2 B．CH4
C．SiO2 D．Na2O2
B [CH4晶体为分子晶体。CaF2晶体、Na2O2晶体为离子晶体。SiO2晶体为原子晶体。]
2．下列晶体中，其中任何一个原子都被相邻四个相同原子包围，以共价键形式结合形成正四面体，并向空间伸展成网状结构的是 ( )
A．四氯化碳 B．石墨
C．硅晶体 D．水晶
C [四氯化碳晶体中一个碳原子被4个氯原子包围；石墨晶体中一个碳原子被3个碳原子包围，为层状结构；硅晶体中每个硅原子被4个硅原子包围(与金刚石的晶体结构相似)，为空间网状结构；水晶晶体中一个硅原子被4个氧原子包围，一个氧原子被2个硅原子包围，为空间网状结构。]
3．下列有关晶体的说法中正确的是( )
A．氯化钾溶于水时离子键未被破坏
B．金属晶体中金属键越强，熔点越高
C．冰融化时分子中共价键发生断裂
D．分子间作用力越大，分子越稳定
B [氯化钾溶于水时离子键被破坏，A错；冰融化时破坏的是分子间作用力而共价键没有发生断裂，C错；分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，分子间作用力与分子稳定性无关，D错。]
4．下列说法中，正确的是( )
A．分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定
B．具有高熔、沸点的晶体一定是离子晶体或原子晶体
C．与单某某晶体结构相似的晶体属于原子晶体
D．同族元素的氧化物形成的晶体类型相同
C [A项，分子间作用力只影响分子晶体的物理性质，与分子稳定性无关；B项，有些金属晶体也具有高熔、沸点，如钨等；C项，单某某为原子晶体，与其晶体结构相似的晶体属于原子晶体；D项，CO2、SiO2分别属于分子晶体、原子晶体。]
5．下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是( )
A．液溴和苯分别受热变为气体
B．干冰和氯化铵分别受热熔化
C．二氧化硅和铁分别受热熔化
D．食盐和葡萄糖分别溶解在水中
A [液溴和苯受热变为气体，克服的是分子间作用力；干冰和氯化铵分别为分子晶体和离子晶体，受热熔化时分别克服分子间作用力和离子键；二氧化硅和铁分别为原子晶体和金属晶体，受热熔化分别克服共价键和金属键；食盐和葡萄糖分别属于离子晶体和分子晶体，溶解于水克服离子键和分子间作用力。]
6．下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是( )
Na2O
Na
AlF3
AlCl3
Al2O3
BCl3
CO2
SiO2
920 ℃
97.8 ℃
1 291 ℃
190 ℃
2 073 ℃
－107 ℃
－57 ℃
1 723 ℃
A.只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
B．晶格能：Al2O3＞AlF3
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
A [根据表格信息知AlCl3的熔点较低，故AlCl3为分子晶体。含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，可能是金属晶体。]
7．下列关于物质熔、沸点的比较不正确的是( )
A．Si、SiC、金刚石的熔点依次降低
B．SiCl4、MgBr2、氮化硼的熔点依次升高
C．F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高
D．PH3、NH3、H2O的沸点依次升高
A [因Si、SiC、金刚石都是原子晶体，键能的大小顺序为C—C键>Si—C键>Si—Si键，所以Si、SiC、金刚石的熔点依次升高。]
8．观察下列模型并结合有关信息，判断下列说法不正确的是( )
物质
B结构单元(有12个B原子)
SF6分子
S8分子
HCN
结构模型示意图
备注
熔点1 873 K
—
易某某CS2
—
A.单质B属于原子晶体，结构单元中含有30个B—B键，含有20个正三角形
B．SF6是由极性键构成的非极性分子
C．由S8构成的固态硫属于原子晶体
D．HCN的结构式为H—C≡N
C [由题图知，每个B原子具有×5＝个共价键，12个B原子共含有12×＝30个共价键，每个三角形中含有的共价键数目为×3＝，故形成的三角形数目为30÷＝20，A正确；SF6的空间构型为对称结构，分子极性抵消，正负电荷的重心重合，电荷分布均匀，为非极性分子，故B正确；固态硫是由S8构成的，该晶体中存在的微粒是分子，所以属于分子晶体，故C错误；HCN分子中有1个碳原子、1个氮原子和1个氢原子，原子半径为碳原子>氮原子>氢原子，所以该比例模型中最左端的是氢原子，中间的是碳原子，最右边的是氮原子，其结构式为H—C≡N，故D正确。]
9．锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是( )
A．该晶体属于分子晶体
B．该晶胞中Zn2＋和S2－数目不相等
C．阳离子的配位数为6
D．氧化锌的晶格能大于硫化锌
D [选项A，该晶体属于离子晶体。选项B，从晶胞图分析，属于该晶胞的Zn2＋数目为8×＋6×＝4，S2－数目也为4，Zn2＋与S2－的数目相等。选项C，在ZnS晶胞中，Zn2＋的配位数为4。选项D，ZnO和ZnS中，O2－半径小于S2－半径，所带的电荷数相等，所以ZnO的晶格能大于ZnS的。]
10．用6.02×1023表示阿伏加德罗常数(NA)的值，下列说法中正确的是( )
A．在SiO2晶体中，若含有1 mol硅原子，则含Si—O键的数目为2NA
B．6.8 g熔融的KHSO4中含有6.02×1022个阳离子
C．23.4 g NaCl晶体中含有6.02×1022个如图所示的结构单元
D．用含有0.1 mol FeCl3的饱和溶液制得的氢氧化铁胶体中，胶体微粒数目为0.1NA
C [在SiO2晶体中1个Si连接4个O，形成4个Si—O键，则1 mol硅原子形成Si—O键的数目为4NA，A错误；KHSO4为离子晶体，熔融时发生电离KHSO4===K＋＋HSO，6.8 g熔融的KHSO4中含有阳离子的数目为×NA＝3.01×1022，B错误；题图所示结构单元中有4个NaCl，23.4 g NaCl的物质的量是0.4 mol，含有＝6.02×1022个图示的结构单元，C正确；用FeCl3的饱和溶液水解制取氢氧化铁胶体时，Fe3＋很难全部水解，且1个氢氧化铁胶体微粒是由许多氢氧化铁组成的集合体，所以0.1 mol FeCl3不可能形成0.1 mol氢氧化铁胶体微粒，D错误。]
11．以色列化学家丹尼尔·谢赫经因为发现准晶体而获得2011年诺贝尔化学奖。准晶体原子虽然排列有序，但不具备普通晶体的长程平移对称性，而且原子之间有间隙。图为晶体平移对称性和准晶体旋转对称性的对比图。下列说法不正确的是( )
A．石墨是原子晶体，0.12 g石墨中约含6.02×1021个碳原子
B．与类似普通晶体比较，准晶体延展性较低
C．与类似普通晶体比较，准晶体密度较小
D．普通玻璃属于非晶体，其成分中存在共价键
A [石墨晶体内存在共价键、大π键，层间以范德华力结合，兼具有原子晶体、金属晶体、分子晶体的特征，为混合键型晶体，0.12 g石墨中约含6.02×1021个碳原子，故A项错误；由于准晶体不具备普通晶体的长程平移对称性，故与类似普通晶体比较，准晶体延展性较低，故B项正确；由于准晶体原子之间有间隙，故与类似普通晶体比较，准晶体密度较小，故C项正确；普通玻璃属于非晶体，其成分中存在硅氧共价键，故D项正确。]
12．下列有关金属的说法不正确的是( )
A．金属的导电性、导热性、延展性都与自由电子有关
B．六方最密堆积和面心立方最密堆积的原子堆积方式空间利用率最高
C．钠晶体的晶胞结构为，晶胞中钠原子的配位数为6
D．温度升高，金属的导电性将变小
C [金属键是金属阳离子和“自由电子”之间的相互作用，接通电源后，“自由电子”会定向运动形成电流；电子与金属阳离子的碰撞传递能量；金属发生形变，电子和离子之间只会发生滑动，不会破坏金属键，故A正确。晶体的四种堆积模型分别为简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方最密堆积和六方最密堆积，其中简单立方堆积空间利用率最低，其次是体心立方堆积，六方最密堆积和面心立方最密堆积空间利用率最高，故B正确。钠晶胞中钠原子的配位数为8，故C错误。温度升高，金属阳离子与“自由电子”之间碰撞加剧，金属导电性变小，故D正确。]
13.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如右图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形C的存在，使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是( )
A．CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大
B．和Ca2＋距离相同且最近的C构成的多面体是正六面体
C．和Ca2＋距离相同且最近的Ca2＋有4个
D．如图的结构中共含有4个Ca2＋和4个C
B [A项，据CaC2晶体结构可知其属于离子晶体，故熔点较高、硬度较大；B项，由于晶胞沿一个方向拉长，故该晶胞不是由正方体构成，而是由长方体构成，和Ca2＋距离相同且最近的C有4个，且在同一平面上；C项，和Ca2＋距离相同且最近的Ca2＋有4个，也在同一平面上；D项，图示结构中N(Ca2＋)＝12×＋1＝4，N(C)＝8×＋6×＝4。]
14．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．在NaCl晶体中，与Na＋最近且等距离的Cl－形成正八面体
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋
C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数之比为1∶2
D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE
D [在NaCl晶体中，与Na＋等距离且最近的6个Cl－形成正八面体；CaF2晶胞中，Ca2＋占据8个顶点，6个面心，故每个晶胞平均占有的Ca2＋数目为8×＋6×＝4；金刚石晶体中，每个碳原子与另外4个碳原子形成4个共价键，而每个碳碳键被2个碳原子共用，碳原子与C—C键个数比为1∶2；气态团簇分子不同于晶胞，该气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则其分子式应为E4F4或F4E4。]
15．金刚石是由碳原子所形成的正四面体结构向空间无限延伸而得到的具有空间网状结构的原子晶体。在立方体中，若一碳原子位于立方体中心，则与它直接相邻的四个碳原子位于该立方体互不相邻的四个顶点上(如图中的小立方体)。请问，图中与小立方体顶点的四个碳原子直接相邻的碳原子数为多少，它们分别位于大立方体的什么位置( )
A．12，大立方体的12条棱的中点
B．8，大立方体的8个顶点
C．6，大立方体的6个面的中心
D．14，大立方体的8个顶点和6个面的中心
A [根据金刚石晶胞的结构可知，每个碳原子周围连有4个碳原子，在如题图所示结构中，体心上的碳原子与小立方体上的四个碳原子相连，而小立方体上的互不相邻的四个碳原子周围也连有四个碳原子，除了体心上的碳原子之外还有三个碳原子，所以与小立方体顶角的四个碳原子直接相邻的碳原子数为12，它们分别位于大立方体12条棱的中点。]
16．Al2O3在一定条件下可转化为硬度、熔点都很高的氮化铝晶体，氮化铝的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是( )
A．氮化铝属于离子晶体
B．氮化铝可用于制造切割金属的刀具
C．一个氮化铝晶胞中含有9个Al原子
D．氮化铝晶体中Al的配位数为2
B [根据氮化铝晶体的性质，可知它属于原子晶体，能用于制造切割金属的刀具；根据晶胞结构可知，一个氮化铝晶胞中含有的Al原子的数目为8×＋1＝2；观察晶胞结构可得氮化铝晶体中Al的配位数为4。]
二、非选择题(本题包括6小题，共52分)
17．(10分)按要求完成下列问题。
(1)电负性最大的元素是________(填元素符号)；第一电离能最大的元素基态原子核外电子排布式为________________；第3周期主族元素中，原子半径最小的元素的价电子排布式为___________________。
(2)在下列物质中：①N2、②H2O、③NaOH、④MgCl2、⑤C2H4、⑥Na2O2，只含有非极性键的是________(填序号，下同)；既含有非极性键又含有极性键的是________；含有非极性键的离子化合物是_________________。
(3)N≡N键的键能为945 kJ·mol－1，N—N键的键能为160 kJ·mol－1，通过计算说明N2中的________键更稳定(填“σ”或“π”)。
(4)钋(Po)是一种放射性金属，其晶胞的堆积模型如图所示，钋的摩尔质量为209 g·mol－1，晶胞的密度为ρ g·cm－3，则其晶胞的边某某(a)为___________cm(用代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数)。
(5)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β射线吸收法，β射线放射源可用85Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示，该晶体中与每个Kr原子最近且等距离的Kr原子有m个，晶胞中含Kr原子n个，则＝________。
[解析] (1)根据非金属性越强电负性越强可知，周期表中非金属性最强的为F，所以F的电负性最大；元素的第一电离能是指处于基态的气态原子失去1个电子形成＋1价气态阳离子所需要的能量，原子越稳定，其第一电离能越大，稀有气体原子较稳定，且在稀有气体中He原子半径最小，最难失去1个电子，所以He的第一电离能最大，He的电子排布式为1s2；同周期主族元素从左到右原子半径依次减小，所以第3周期主族元素中原子半径最小的元素为Cl，其价电子排布式为3s23p5。(2)只含有非极性键的是N2；既含有非极性键又含有极性键的是C2H4；含有非极性键的离子化合物是Na2O2。(3)1个N≡N键中含有2个π键，1个σ键，已知N≡N键的键能为945 kJ·mol－1，N—N键键能为160 kJ·mol－1，则1个π键的键能为 kJ·mol－1＝392.5 kJ·mol－1，则N2中的π键键能大于σ键键能，较稳定。(4)晶胞的堆积模型为简单立方堆积，则晶胞中含有1个钋原子，故晶胞质量为 g，晶胞的体积为V＝a3 cm3，晶胞密度ρ＝＝，解得a＝cm。(5)与每个Kr原子最近且等距离的Kr原子有3×4＝12个，晶胞中含Kr原子为8×＋6×＝4个，则＝＝3。
[答案] (1)F 1s2 3s23p5 (2)① ⑤ ⑥ (3)π (4) (5)3
18．(8分)钙、铝、铜都是中学化学中常见的金属元素。
(1)Cu的基态原子的核外电子排布式为___________________。
(2)Cu2O的熔点比Cu2S的高，其原因是____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)CaC2是制备乙炔的原料，C与O互为等电子体，O的电子式可表示为________，1个O中含有________个π键。
(4)AlCl3·NH3和AlCl中均含有配位键。在AlCl3·NH3中，提供空轨道的原子是________，在AlCl中铝原子采取________杂化。
(5)铝晶体的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。则铝晶体中原子的堆积方式是________________。已知铝的原子半径为r cm，摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA。则铝晶体的密度可表示为________g·cm－3。
甲 乙
[解析] (1)Cu元素的原子序数为29，其核外有29个电子，其基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(2)Cu2O和Cu2S晶体类型相同，晶体中阳离子均为Cu＋，O2－、S2－所带电荷数也相同，所以可通过比较O2－和S2－的半径大小来判断Cu2O和Cu2S的熔点高低。(3)C与O互为等电子体，二者结构相似，则O中存在O≡O键，其电子式为[∶O??O∶]2＋，该离子中含有2个π键和1个σ键。(4)Al原子的3p能级上有2个空轨道，NH3分子中N原子上有1对孤电子，所以Al原子提供空轨道与NH3分子形成配合物。AlCl为四面体构型，Al原子采取sp3杂化。(5)观察Al原子晶体结构示意图可知，晶胞的六个面心和八个顶点存在Al原子，属于面心立方最密堆积。每个晶胞中含有的Al原子数为8×＋6×＝4。根据图乙，对角线的长度为4r cm，则晶胞的边某某为2r cm，密度为g·cm－3＝ g·cm－3。
[答案] (1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (2)二者都是离子晶体，O2－的半径小于S2－的，O2－和S2－所带电荷数相同，则Cu2O的晶格能大于Cu2S的，故Cu2O的熔点比Cu2S的高 (3)[∶O??O∶]2＋ 2 (4)Al sp3 (5)面心立方最密堆积
19．(8分)(1)科学家通过X射线研究证明，KCl、MgO、CaO、TiN的晶体结构与NaCl的晶体结构相似(如图所示)，其中3种离子晶体的晶格能数据如下表：
离子晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/(kJ·mol－1)
786
715
3 401
①离子键的强弱可以用离子晶体的晶格能来衡量。KCl、MgO、CaO、TiN 4种离子晶体的熔点从高到低的顺序是________。
②在KCl晶体中，与某个K＋距离最近且相等的Cl－围成的空间几何构型是________。
③在TiN晶体中，相距最近的两个钛离子(TiN晶胞边某某为a)之间的距离为________。
(2)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。
①金属铜采用下列______(填字母)堆积方式，其配位数为______。
A B C D
②用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：铜晶胞边某某为3.61×10－8cm，又知铜的密度为9.00 g·cm－3，则阿伏加德罗常数为________[已知Ar(Cu)＝63.6，小数点后保留2位数字]。
[解析] (1)①根据NaCl、KCl、CaO的晶格能数据可推断出，离子所带电荷数越多，离子半径越小，其晶格能越大，TiN中阴、阳离子所带电荷数均为3，大于其他离子所带电荷，MgO、CaO中离子所带电荷相同，但半径Mg2＋MgO>CaO>KCl；晶格能越大，其熔点越高，故熔点：TiN>MgO>CaO>KCl。②KCl的晶体结构与NaCl的晶体结构相似，由NaCl晶体结构可推知，与K＋距离最近且相等的Cl－有6个，这6个Cl－所围成的空间几何构型为正八面体。③设TiN中钛离子间的最短距离为r，由TiN晶体的1个平面图(如图)可知，在直角三角形ABC中，斜边BC为r，而AB＝AC＝，r＝＝。(2)①金属铜采用面心立方最密堆积，其配位数为12，故选C。②根据“切割法”，1个晶胞中含有4个Cu原子；1个晶胞的体积为(3. 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 位于同一周期，D的原子序数比E小5，D的原子序数为20，则D为钙元素；图中所示离子化合物中D与B的离子个数之比为∶8＝1∶2，且D为Ca，则B的化合价为－1，应为ⅦA族元素，B和C属于同一主族，B的原子序数小于C，则B为氟元素，C为氯元素。(1)A不是稀有气体元素，且与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族，所以A为氢元素。(2)B与A形成的化合物为HF，C与A形成的化合物为HCl，HF分子间存在氢键，分子间的作用力较强，沸点较高。(3)E为锰元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，原子失去4s能级上的2个电子形成Mn2＋，离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。(4)从题图中可以看出，晶胞中含有Ca2＋个数为4，含有F－个数为8，二者个数之比为1∶2，则化学式为CaF2，晶胞质量为4×，晶体的密度为a g·cm－1，则晶胞的体积V＝＝ cm3。
[答案] (1)氢 (2)氟化氢分子间存在氢键，分子间作用力较强，氯化氢分子间没有氢键
(3)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) (4)CaF2 cm3
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