1、1第 3章 物质的聚集状态与物质性质章末检测试卷(三)(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题包括 16小题，每小题 3分，共 48分)1下列不属于晶体的特点的是( )A一定有对称性B一定有各向异性C一定有固定的熔点D一定是无色透明的固体答案 D解析 本题主要考查晶体的特征：对称性，具有各向异性，有固定的熔点。A、B、C三项均正确；有些晶体带有颜色，如常见的五水硫酸铜晶体，呈蓝色，D 项错误。2下列晶体分类中正确的一组是( )选项 离子晶体 原子晶体 分子晶体A NaOH Ar SO2B H2SO4 石墨 SC CH3COONa 水晶D Ba(OH)2 金刚石 玻璃答案 C解析
2、从构成晶体的粒子和微粒间的相互作用力去判断晶体的类型。2NaOH、CH 3COONa、Ba(OH) 2都是阴、阳离子间通过离子键相互结合成的离子晶体，H 2SO4中无H ，是分子晶体。Ar 原子间以范德华力相互结合为分子晶体，石墨是混合键型晶体，水晶(SiO2)与金刚石是典型的原子晶体。硫的化学式用 S表示，实际上是 S8，气体时为 S2，是以范德华力结合成的分子晶体，玻璃没有固定的熔点，加热时逐渐软化，为非晶体。3下列关于等离子体的叙述中错误的是( )A具有导电性B是一种混合物存在状态C是物质的一种聚集状态D基本构成微粒只有阴、阳离子答案 D解析 等离子体的基本构成微粒既有带电的阴、阳离子，
3、也有中性的分子或原子，是个复杂的混合体系，D 选项错误。4下列说法中正确的是( )A冰融化时，分子中 HO键发生断裂B原子晶体中，共价键的键长越短，通常熔点越高C分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔、沸点就越高D分子晶体中，分子间作用力越大，分子越稳定答案 B解析 冰融化时，不破坏共价键，A 错误；分子晶体的熔、沸点高低与分子间的作用力有关，与分子中的共价键无关，C 错误；分子的稳定性与分子中的共价键有关，与分子间作用力无关，D 错误。5在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，与化学键的强弱无关的变化规律是( )AHF、HCl、HBr、HI 的热稳定依次减弱B金刚石的硬度大于硅
4、，其熔、沸点也高于硅CNaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次减小DF 2、Cl 2、Br 2、I 2的熔、沸点逐渐升高答案 D解析 A 项，主要决定于 HX键的键能大小；B 项，主要决定于 CC键键能和 SiSi键键能的差别；C 项，主要决定于 NaX中离子键的强弱；D 项，取决于分子间作用力，与化学键无关。6下图中各数据对应各物质的熔点，则判断中错误的是( )Na2O NaCl AlF3 AlCl3920 801 1 292 190 3BCl3 Al2O3 CO2 SiO2107 2 073 57 1 723 A.铝的化合物的晶体中有离子晶体B表中只有 BCl3和 AlCl3是分子晶
5、体C同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体答案 B解析 由表可知：AlCl 3、BCl 3、CO 2是共价化合物且是分子晶体；SiO 2是原子晶体。7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空间利用率最高C钠晶胞结构如图 ，钠晶胞中每个钠原子的配位数为 6D温度升高，金属的导电性将变小答案 C解析 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，自由电子会定向移动形成电流；金属的导热性通过自由电子的运动把能量从温度高的区域传到温度低的区域；金属发生形变，自由电子和金属阳离子之
6、间的作用力不消失，不会破坏金属键，故 A正确。不同堆积方式的金属晶体空间利用率分别是简单立方堆积 52%，体心立方密堆积 68%，六方最密堆积和面心立方最密堆积均为 74%，故 B正确。钠晶胞中每个钠原子的配位数为 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。8氯化硼的熔点为 10.7 ，沸点为 12.5 。在氯化硼分子中，ClBCl 键角为 120，它可以水解，水解产物之一是氯化氢。下列对氯化硼的叙述中正确的是( )A氯化硼是原子晶体B熔化时，氯化硼能导电C氯化硼分子是一种极性分子D水解方程式：BCl 33H 2OH3BO33HCl答案 D解析 因
7、为 BCl3的熔、沸点较低，故应为分子晶体，分子晶体熔化时不导电，故 A、B 错；又因 ClBCl键角为 120，则可确定 BCl3为非极性分子，C 错。9关于晶体结构堆积模型的说法正确的是( )A所有的晶体的空间排列都服从紧密堆积原理4B晶体尽量采用紧密堆积方式，以使其变得比较稳定C金属晶体的结构为非等径圆球的密堆积D等径圆球的密堆积有 A1、A 3两种堆积方式，其中 Cu属于 A3型最密堆积答案 B解析 离子晶体、分子晶体、金属晶体的空间排列服从紧密堆积原理，而原子晶体的构成粒子为原子，粒子间的相互作用为共价键，由于共价键有方向性和饱和性，所以原子晶体的空间排列不服从紧密堆积原理，A 项不
8、正确；金属晶体为等径圆球的密堆积，C 项不正确；Cu属于 A1型最密堆积，D 项不正确。10氮化硼是一种新合成的结构材料，它是超硬、耐磨、耐高温的物质，下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用力与氮化硼熔化时所克服的粒子间作用力相同的是 ( )ANaCl 和金刚石 B晶体硅和水晶C冰和干冰 D碘和金刚砂答案 B解析 氮化硼是由两种非金属元素形成的化合物，根据该化合物的性质可知其为原子晶体，微粒间作用力为共价键。氯化钠和金刚石熔化时分别克服的是离子键和共价键，A 项错误；冰和干冰熔化时均克服的是分子间作用力，C 项错误；碘和金刚砂熔化时分别克服的是分子间作用力、共价键，D 项错误。11下列有关说法
9、正确的是( )A晶格能与离子晶体的物理性质无关B晶格能：BaCl 2MgCl 2C只含有共价键的晶体不一定具有较高的熔、沸点及硬度D金属晶体的熔点高于原子晶体答案 C12下列叙述不正确的是( )A金属键无方向性和饱和性，原子配位数较高B晶体尽量采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定C因共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原理D金属铜和镁均以ABAB方式堆积答案 D解析 晶体一般尽量采取紧密堆积方式；金属键无饱和性和方向性；共价键有饱和性和方向性，所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原理；Mg 以ABAB方式堆积，但 Cu以ABCABC方式堆积。13有关晶体的结构如图所示，下列说法中不
10、正确的是( )5A在 NaCl晶体中，距 Na 最近的 Cl 形成正八面体B在 CaF2晶体中，每个晶胞平均占有 4个 Ca2C在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为 12D该气态团簇分子的分子式为 EF或 FE答案 D解析 CaF 2晶体中，Ca 2 占据 8个顶角，6 个面心，故 Ca2 共 8 6 4 个；金刚石晶18 12体中，每个 C原子与 4个 C原子相连，而碳碳键为 2个碳原子共用，C 原子与 CC键个数比为 12；由于是气态团簇分子，其分子式应为 E4F4或 F4E4。14铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表 Fe，白球代表 Mg)。
11、则下列说法不正确的是( )A铁镁合金的化学式为 Mg2FeB晶体中存在的化学键类型为金属键C晶格能：氧化钙氧化镁D该晶胞的质量是 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)416NA答案 C解析 依据切割法，晶胞中共有 4个铁原子，8 个镁原子，故化学式为 Mg2Fe，一个晶胞中含有 4个“Mg 2Fe”，其质量为 104 g g。在元素周期表中，镁元素在钙元素的上一4NA 416NA周期，故 Mg2 半径比 Ca2 半径小，氧化镁的晶格能大，故 C项错误。615CaTiO 3的晶体结构模型如图所示(图中 Ca2 、O 2 、Ti 4 分别位于立方体的体心、面心和顶点)。下列说法不正确的是( )AGe
12、最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点BCaTiO 3晶体中每个 Ti4 与 12个 O2 相紧邻C键长：SiO 键CO 键D离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏答案 C解析 氯化锗和溴化锗都是分子晶体，但氯化锗的相对分子质量小于溴化锗，所以氯化锗的沸点低于溴化锗的沸点，A 正确；B 中晶胞每个 Ti4 处在立方体的顶点，所以一个 Ti4 同时被 8个立方体所共有，在这 8个立方体中有 12个 O2 与之相紧邻，B 正确；离子晶体熔化时破坏离子键，分子晶体熔化时破坏分子间作用力，D 正确。16已知 CaF2是离子晶体，如果用“”表示 F ；用“”表示 Ca2 ，在如图
13、所示中，符合 CaF2晶体结构的是( )答案 B解析 在 A中 F 数目为 4 ，Ca 2 数目为 1，不符合 CaF2的组成；在 B中 F 数目为18 121，Ca 2 数目为 4 ，符合 CaF2的组成，B 项正确；在 C中 F 数目为 8 1，Ca 2 数18 12 18目为 1，不符合 CaF2的组成；在 D中 N(Ca2 ) N(F )11，不符合 CaF2的组成，D 项错误。二、非选择题(本题包括 5个小题，共 52分)17(10 分)下列各图为几种晶体或晶胞的构型示意图。7请回答下列问题：(1)这些晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是_。(2)NaCl晶胞与 MgO晶胞相同，
14、NaCl 晶体的晶格能_(填“大于”或“小于”)MgO 晶体的晶格能，原因是_。(3)每个 CaCl2晶胞中实际占有 Ca2 _个，CaCl 2晶体中 Ca2 的配位数为_。(4)冰的熔点远高于干冰的主要原因是_。答案 (1)金刚石晶体 (2)小于 MgO 晶体中离子的电荷数大于 NaCl晶体中离子电荷数，且离子半径 r(Mg2 ) r(Na )、 r(O2 ) r(Cl ) (3)4 8 (4)H 2O分子之间存在氢键解析 (1)只有原子晶体的微粒间以共价键结合。(2)MgO晶体中离子的电荷数大于 NaCl晶体中离子电荷数，且离子半径 r(Mg2 ) r(Na )、r(O2 ) r(Cl )
15、，所以晶格能 NaCl小于 MgO。(3)氯化钙类似于氟化钙，Ca 2 的配位数为 8，Cl 的配位数为 4。(4)H2O分子之间存在氢键，而 CO2分子之间不存在氢键，所以冰比干冰分子间作用力大。18(12 分)(1)碳元素的单质有多种形式，下图依次是 C60、石墨和金刚石的结构图：回答下列问题：C 60属于_晶体，石墨属于_晶体。石墨晶体中，层内 CC键的键长为 142 pm，而金刚石中 CC键的键长为 154 pm。其原因是金刚石中只存在 CC间的_共价键；而石墨层内的 CC间不仅存在_共价键，还有_键。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其晶胞中共有 8个原子，其中在面心位置贡献_
16、个原子。在硅酸盐中，SiO 四面体(如下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、44骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根： Si与 O的原子数之比为_，化学式为_。8答案 (1)分子 混合键型 (2)3 13 SiO 3 (或 SiO )2n 23解析 (1)C 60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；石墨的层内原子间以共价键结合，层与层之间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合键型晶体；在金刚石中只存在 CC之间的 键；石墨层内的 CC之间不仅存在 键，还存在 键。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以硅硅共价键相结合，其晶胞中共有 8
17、个原子，其中在面心位置的有 6个原子，每个面心原子贡献二分之一，所以 6个面心原子对该晶胞贡献 3个原子。题干图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中每个硅原子和 4个氧原子形成四面体结构， Si 与 O的原子数之比为 13，化学式为SiO 3 或 SiO 。2n 2319(8 分)开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由 TiCl4和 LiBH4反应制得。基态 Ti3 的未成对电子有_个。LiBH 4由 Li 和 BH 构成，BH 的空间构型是_，LiBH 4中不存在的作用力有4 4_(填字母)。a离子键 b共价键c金属键 d配位键(2)某储氢
18、材料是短周期金属元素 M的氢化物。M 的部分电离能如下表所示：I1 I2 I3 I4 I5I/kJmol1 738 1 451 7 733 10 540 13 630M是_(填元素符号)。(3)氨硼烷(NH 3BH3)与镧镍合金(LaNi x)都是优良的储氢材料。镧镍合金的晶胞结构示意图如图所示(只有 1个原子位于晶胞内部)，则 x_。氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体，具有类似金刚石的结构，硬度略小于金刚石。则在下列各项中，立方氮化硼晶体不可用作_(填字母)。9a耐磨材料 b切削工具c导电材料 d钻探钻头答案 (1)1 正四面体 c (2)Mg (3) 5 c解析 (1)基态原子 T
19、i的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d24s2, Ti3 的价电子排布式为3d1，有 1个未成对电子。Li 和 BH 以离子键结合，BH 中 B原子与 H原子间以共价键4 4结合，B 原子最外层有 3个电子，而 B原子最外层有 4个轨道，能提供一个空轨道与 H 形成配位键，化合物中不存在金属键。(2)M的 I3I2，所以 M原子最外层有 2个电子，M 为短周期元素 Mg。(3)每个晶胞中含有 La：8 1，Ni：8 15， x5。立方氮化硼为原子晶体不导电，18 12故选 c。20(10 分)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列
20、问题：(1)写出基态 As原子的核外电子排布式：_。(2)根据元素周期律，原子半径 Ga_(填“大于”或“小于” ，下同)As，第一电离能Ga_As。(3)AsCl3分子的空间构型为_，其中 As的杂化轨道类型为_。(4)GaF3的熔点高于 1 000 ，GaCl 3的熔点为 77.9 ，其原因是_。答案 (1)1s 22s22p63s23p63d104s24p3(或Ar3d 104s24p3)(2)大于 小于(3)三角锥形 sp 3(4)GaF3为离子晶体，GaCl 3为分子晶体解析 (1)As 的原子序数为 33，则基态 As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s
21、24p3或Ar3d 104s24p3。(2)同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径 Ga大于 As，As 原子的 4p轨道处于半充满的稳定结构，所以第一电离能 Ga小于As。(3)AsCl 3分子中心原子 As的价层电子对数3 4，含有 1对孤对电子，则5 132其空间构型为三角锥形，其中 As的杂化轨道类型为 sp3。(4)二者熔点的差异是因为 GaF3为离子晶体，GaCl 3为分子晶体。21(12 分)已知 A、B、C、D、E、F 为元素周期表中原子序数依次增大的前 20号元素，A10与 B，C、D 与 E分别位于同一周期。A 原子 L层上有 2对成对电子，B、C、D 的核外电子排
22、布相同的简单离子可形成一种 C3DB6型离子晶体 X，CE、FA 为电子数相同的离子晶体。(1)写出 F离子电子排布式：_。(2)写出 X涉及化工生产中的一个化学方程式：_。(3)试解释工业冶炼 D不以 DE3而是以 D2A3为原料的原因：_。(4)CE、FA 的晶格能分别为 786 kJmol1 、3 401 kJmol 1 ，试分析导致两者晶格能差异的主要原因是_。(5)F与 B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。F 与 B形成的离子化合物的化学式为_；该离子化合物晶体的密度为 a gcm3 ，则晶胞的体积是_(只要求列出算式)。答案 (1) 1s 22s22p63s23p6 (2)2A
23、l2O3(熔融) 4Al3O 2= = = = =电 解 冰 晶 石(3)Al2O3为离子晶体(或者离子化合物)，而 AlCl3为分子晶体(或者共价化合物)(4)CaO晶体中 Ca2 、O 2 带的电荷数大于 NaCl晶体中 Na 、Cl 带的电荷数(5)CaF2 V478 gmol 1a gcm 36.021023 mol 1解析 因为 A原子 L层上有 2对成对电子，所以 A为 O元素，其基态原子价电子排布式为2s22p4。由于 B与 A同周期且原子序数比 A大，则 B为 F元素。B、C、D 的核外电子排布相同的简单离子可形成一种 C3DB6型离子晶体 X且 C、D 分别位于同一周期，所以
24、 X为Na3AlF6，即 C是 Na元素、D 是 Al元素，CE、FA 为电子数相同的离子晶体，则 E为 Cl元素、F为 Ca元素。(1) F离子为 Ca2 ，其电子排布式为 1s22s22p63s23p6。 (2)工业上用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝，由于氧化铝的熔点很高，故常加入冰晶石(主要成分是 Na3AlF6)以降低其熔点。(3)AlCl 3是共价化合物，熔融的 AlCl3不能导电，故工业冶炼金属铝时不用电解熔融 AlCl3的方法。(5)根据晶胞结构，用均摊法进行计算，每个晶胞中钙原子的个数为8 64，F 原子位于晶胞内部，未被其他晶胞共用，故 F原子的个数为 8，所以该化18 1211合物的化学式为 CaF2。假设现有 1 mol CaF2，其中含有 NA个钙离子，则含有 个晶胞，再NA4假设一个晶胞的体积为 V cm3，则 1 mol CaF2的体积为 V cm3，根据质量关系列关系式NA4得 Va78，解得该晶胞的体积 V 。NA4 478 gmol 1a gcm 36.021023 mol 1
