2023春高中化学选择性必修2 （苏教2019）专题3 微粒间作用力与物质性质 检测试卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 2023春高中化学选择性必修2 （苏教2019）专题3 微粒间作用力与物质性质 检测试卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 800.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-03 22:32:21 | ||
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文档简介
专题3 微粒间作用力与物质性质 检测试卷
(满分：100分)
一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．将Na2O2、SiO2、KCl、Al、冰分别加热熔化，需要克服的作用力类型相同的物质有( )
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
2．下列化学式既能表示物质的组成，又能表示物质的一个分子的是( )
A．Fe B．SiO2
C．H2O D．NH4Cl
3．下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A．CH4＞SiH4＞GeH4＞SnH4
B．KCl＞NaCl＞MgO
C．Rb＞K＞Na＞Li
D．石墨＞金刚石＞SiO2
4．下列说法正确的是( )
A．干冰气化和碘升华克服的作用力相同
B．甲酸甲酯和乙酸相对分子质量相同，熔点相近
C．氯化钠和氯化氢熔化时，破坏的都是离子键
D．碘化氢的范德华力比溴化氢的大，碘化氢稳定性强
5．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(灰球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法错误的是( )
A．铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe
B．晶胞中有14个铁原子
C．晶体中存在的化学键类型为金属键
D．该晶胞的质量是 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)
6.Al2O3在一定条件下可转化为硬度大、熔点高的氮化铝晶体，其晶胞结构如图所示。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．1个氮化铝晶胞中含有9个Al原子
D．氮化铝晶体中Al原子和N原子数目之比为2∶3
7．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成
B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C．碳碳双键中一定有一个σ键、一个π键，碳碳三键中一定有一个σ键、两个π键
D．CH3—CH3、CH2==CH2、CH≡CH中σ键键能相等，π键键能也相等
8．关于下列粒子的描述不正确的是( )
A．PH3的电子式为，其热稳定性不如NH3
B．HS－的电子式为，是含有极性键的18电子的粒子
C．CH2Cl2的电子式为，分子结构呈四面体
D．KF的电子式为，它是易溶于水的离子化合物
9．通过反应4BI3(g)＋As4(g)4BAs(s，晶体)＋6I2(g)可制备具有超高热导率半导体材料——BAs晶体。下列说法错误的是( )
A．图(a)表示As4结构，As4分子中成键电子对数与孤电子对数之比为3∶2
B．图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单位，该基本单位为正二十面体
C．图(b)所示单质硼晶体的熔点为2 180 ℃，它属于共价晶体
D．图(c)表示BAs的晶胞结构，距离As原子最近且相等的B原子有4个
10．金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。下列关于它们的说法正确的是( )
A．金属能导电是因为金属阳离子在外电场作用下定向运动
B．在锌晶体中，1个Zn2＋只与2个自由电子存在强烈的相互作用
C．离子晶体中的化学键很难断裂，因此离子晶体具有延展性
D．NaCl晶体的晶格能小于MgO晶体的晶格能
11．在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，这种高聚氮的N—N键的键能为160 kJ·mol－1(N2的键能为942 kJ·mol－1)，晶体片段结构如图所示。又发现利用N2可制取出N5、N3。含N的化合物及N60、N5极不稳定。则下列说法错误的是( )
A．按键型分类，该晶体中含有非极性共价键
B．含N的化合物中既有离子键又有共价键
C．高聚氮与N2、N3、N5、N、N60互为同素异形体
D．这种固体的可能潜在应用是烈性炸药或高能材料
12．氮化碳结构如图，其中 β 氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是( )
A．氮化碳属于共价晶体
B．氮化碳中 C 为－4 价，N 为＋3 价
C．氮化碳的化学式为 C3N4
D．晶体中原子最外层都达 8 电子稳定结构
13．观察下列模型示意图并结合有关信息，判断下列说法不正确的是( )
晶体硼(晶体中含12个B原子) SF6 S8 HCN
结构模型示意图
备注 熔点2 180 ℃ 易溶于CS2
A.晶体硼属于共价晶体，结构单位中含有30个B—B键，含有20个正三角形
B．SF6的结构为正八面体
C．S8属于共价晶体
D．HCN的结构式为H—C≡N
14．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导材料的一个晶胞如图所示。该晶体的化学式是( )
A．Mg2CNi3 B．MgC2Ni
C．MgCNi2 D．MgCNi3
15.某离子晶体晶胞如图所示。已知该晶体的密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A．该晶胞中阴、阳离子个数均为1
B．其中的阴、阳离子的配位数都是4
C．该晶胞可能是CsCl的晶胞
D．该晶胞中两个阳离子最近的核间距为× cm
16．近年来有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Na或Cl2反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体。如图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子，小球为钠原子)，关于这三种晶胞的说法正确的是( )
A．晶胞Ⅰ中钠原子的配位数为6
B．晶胞Ⅱ中含有6个钠原子
C．晶胞Ⅲ所对应晶体的化学式为Na2Cl
D．三种晶体均是由NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Na反应所得
二、非选择题(本题共5小题，共52分)
17．(12分)(1)分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：
①碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融态不导电：____________；
②溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电：____________；
③五氟化钒，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中：____________；
④溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：____________。
(2)卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。如图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是________
________________________________________________________________________。
试推测ICl的沸点所处的最小范围：__________。
18．(8分)下图为几种晶体或晶胞的示意图：
请回答下列问题：
(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是______________。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为
________________________________________________________________________。
(3)每个Cu晶胞中实际占有__________个Cu原子，晶胞中Cu原子配位数为__________。
19．(14分)Al、Fe、Cu 是重要的材料元素，在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态 Fe2＋的外围电子排布式为__________，有________个未成对电子。
(2)氯化铝熔点为 194 ℃，而氧化铝熔点为 2 050 ℃，二者熔点相差很大的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)铝和氮可形成一种具有四面体结构单位的高温结构陶瓷，其晶胞如图所示，晶胞中 Al 的配位数是______，若该晶胞的边长为a pm，则该晶体的密度为___________________ g·cm－3
(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(4)一种铜的溴化物晶胞结构如图所示，Cu 填充在Br的四面体空隙，该晶胞中铜的配位数是________，与溴紧邻的溴原子数目是______，由图中 P 点和 Q 点的原子分数坐标可确定 R 点的原子分数坐标为________________。
20．(12分)现有某第4周期过渡金属元素A，其基态原子有四个未成对电子，由此元素可构成固体X。
(1)区分固体X为晶体或非晶体最可靠的科学方法为__________________。若此固体结构如图甲、乙所示，则按甲虚线方向切乙得到的A～D图中正确的是__________________。
(2)写出A的基态原子的电子排布式：____________________________，A2＋的外围电子轨道表示式是________________________________________________________________。
(3)A可与CO反应生成A(CO)5，常压下熔点为－20.3 ℃，沸点为103.6 ℃，试推测，该晶体类型是____________________。
(4)A可与另两种元素B、C构成某种化合物，B、C的外围电子排布式分别为3d104s1、3s23p4，其晶胞如图所示，则其化学式为______________。该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据如图中所示的数据，则该晶体的密度是_______________________________ g·cm－3(设NA为阿伏加德罗常数的值，列出计算式)。
21．(6分)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为________________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝________________g·cm－3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。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____________、____________。
专题3检测试卷
1．A [Na2O2、KCl加热熔化均克服离子键，SiO2熔化克服共价键，Al熔化克服金属键，冰熔化时需克服分子间作用力；需要克服的作用力类型相同的物质有Na2O2、KCl 2种。]
2．C [铁为金属晶体，由自由电子和金属阳离子构成，不含分子，故A不选；SiO2为共价晶体，晶体中不存在单个分子，故B不选；H2O为分子晶体，晶体中含有单个分子，故C选；NH4Cl为离子晶体，化学式表示晶体中阴、阳离子的个数比为1∶1，晶体中不含单个分子，故D不选。]
3．D [分子组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，选项A错误；离子半径越小，所带电荷数越多，晶格能越大，熔点越高，选项B错误；金属性越弱，金属键越强，熔点越高，选项C错误；石墨C—C键的键长比金刚石C—C键的键长短，键能大，所以石墨的熔点比金刚石高，熔点：石墨＞金刚石＞SiO2，选项D正确。]
4．A [干冰和碘都是分子晶体，状态改变时，均克服分子间作用力，故A正确；乙酸中有氢键，熔点较高，甲酸甲酯中没有氢键，熔点较低，故B错误；分子的稳定性由化学键强弱决定，碘化氢的氢碘键比溴化氢的氢溴键弱，碘化氢稳定性差，故D错误。]
5．B
6．B [根据氮化铝晶体的性质，可知其属于共价晶体，可用于制造切割金属的刀具；根据晶胞结构可知，1个氮化铝晶胞中含有Al原子的个数为1＋4×＋4×＝2，N原子的个数为2×＋2×＋1＝2，Al原子和N原子数目之比为1∶1。]
7．D [分子中可只含σ键，但含π键时一定含σ键，则σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成，故A正确；σ键为轴对称，π键为镜面对称，则σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，故B正确；碳碳双键中有一个σ键、一个π键，碳碳三键中有一个σ键、两个π键，故C正确。]
8．C [PH3为共价化合物，其电子式为，由于非金属性：N＞P，所以PH3的热稳定性不如NH3，故A正确；HS－中硫原子核外达到8电子稳定结构，其电子式为，离子中硫氢键为极性共价键，硫氢根离子为18电子的粒子，故B正确；CH2Cl2为共价化合物，其电子式为，分子结构呈四面体，故C错误；氟化钾为离子化合物，其电子式为，氟化钾易溶于水，故D正确。]
9．A [图(a)表示As4结构，每个As原子最外层有5个电子，形成3个σ键，还有1对孤电子对，As4分子中成键电子对数与孤电子对数之比为3∶1，故A项错误；图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单位，每个面都是由3个B原子形成的正三角形，一共有20个正三角形，所以该基本单位为正二十面体，故B项正确；单质硼晶体的熔点为2 180 ℃，熔点较高，且原子间通过共价键结合，属于共价晶体，故C项正确；BAs晶胞中，较大的原子为As原子，距离As原子最近且相等的B原子有4个，故D项正确。]
10．D [金属能导电是因为自由电子在外电场作用下定向运动，A说法错误；在锌晶体中，自由电子属于整个晶体，B说法错误；离子晶体中的化学键很难断裂，离子不能自由移动，因此离子晶体不具有延展性，C说法错误；NaCl晶体中Na＋、Cl－的半径分别大于Mg2＋、O2－的半径，且所带的电荷数少，则NaCl晶体的晶格能小于MgO晶体的晶格能，D说法正确。]
11．C [高聚氮中含N—N键，则该晶体中含有非极性共价键，故A正确；含N的化合物为离子化合物，还存在N—N键，则含N的化合物中既有离子键又有共价键，故B正确；同素异形体的分析对象为单质，而N为离子，与单质不互为同素异形体，故C错误；N—N键易断裂，高聚氮能量较高，则该固体的可能潜在应用是烈性炸药或高能材料，故D正确。]
12．B [由题给信息，氮和碳以共价键结合，又知β 氮化碳是超硬新材料，符合共价晶体的典型物理性质，故A正确；氮元素的电负性大于碳元素，在氮化碳中氮元素显－3价，碳元素显＋4价，故B错误；晶体结构模型中虚线部分是晶体的最小结构单位，正方形的顶点的原子占，边上的原子占，C原子个数为4×＋4×＝3，N原子个数为4，晶体的化学式为C3N4，故C正确；根据图知，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，均达到8电子稳定结构，故D正确。]
13．C [A项，晶体硼为空间网状结构，且熔点高，应为共价晶体，设晶体硼的结构单位中有x个三角形，则所含B原子数N(B)＝3x·＝12，解得x＝20，故B—B键的个数N(B—B)＝3×20×＝30；B项，SF6为空间对称结构，是正八面体；C项，S8为小分子物质，且易溶于CS2，应为非极性分子组成的分子晶体；D项，根据价键理论可知，C、N之间应形成三键。]
14．D [碳原子位于该晶胞的体心，该晶胞中含有一个碳原子；镁原子个数为8×＝1，镍原子个数为6×＝3，该晶胞的化学式为MgCNi3。]
15．D [晶胞中白球位于棱上和体心，晶胞单独占有白球的数目为12×＋1＝4，黑球位于顶点和面上，晶胞单独占有黑球的数目为8×＋6×＝4，故A错误；由晶胞结构可知，体心的白球周围有6个黑球，每个黑球周围有6个白球，所以晶体中阴、阳离子的配位数都为6，故B错误；根据均摊法可知，在这个晶胞中阴、阳离子的个数都为4，阴、阳离子的配位数都为6，则晶胞结构与NaCl晶胞相同，可能是NaCl的晶胞，故C错误；晶胞的棱长是 cm，该晶胞中两个阳离子最近的距离是面对角线的一半，则为× cm＝× cm，故D正确。]
16．C [晶胞Ⅰ中：Na原子数目为1＋8×＝2，Cl原子数目为12×＝6，化学式为NaCl3；晶胞Ⅱ中：Na原子数目为2＋4×＝3，Cl原子数目为8×＝1，化学式为Na3Cl；晶胞Ⅲ中：Na原子数目为2＋4×＋2×＝4，Cl原子数目为8×＝2，化学式为Na2Cl；根据信息：NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Na或Cl2反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体，结合原子守恒可知，晶胞Ⅰ所对应的晶体是NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Cl2反应的产物，晶胞Ⅱ、Ⅲ所对应的晶体是NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Na反应的产物，据此分析解答。]
17．(1)①共价晶体 ②分子晶体 ③分子晶体 ④离子晶体 (2)相对分子质量越大，分子间的作用力越强 介于Br2的沸点和IBr的沸点之间
18．(1)金刚石晶体 (2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰 (3)4 12
解析 (1)共价晶体中原子间以共价键结合，则粒子之间以共价键结合形成的晶体为金刚石晶体。(2)熔点大小的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体，冰和干冰属于分子晶体，但是冰分子间存在氢键，熔点：冰＞干冰；氧化镁和氯化钙属于离子晶体，但是氧化镁所含离子半径小，离子所带电荷数多，熔点：氧化镁＞氯化钙；金刚石是共价晶体，熔点最高；所以熔点由高到低的顺序为金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰。(3)铜原子占据面心和顶点，则每个Cu晶胞中实际占有的Cu原子数为×8＋×6＝4；根据铜晶胞结构示意图可知，以顶点铜原子为例，距离最近的铜原子位于晶胞的面心上，这样的原子有12个，因此晶胞中Cu原子的配位数为12。
19．(1)3d6 4 (2)氧化铝是离子晶体，而氯化铝是分子晶体
(3)4 [或] (4)4 12 (，，)
解析 (1)Fe是26号元素，核外电子排布为[Ar]3d64s2，失去两个电子后，外围电子排布式为3d6；根据洪特规则，Fe2＋的核外电子中有4个未成对电子。(2)氯化铝是分子晶体，熔点较低；氧化铝是离子晶体，熔点较高。(3)配位数可理解为某离子周围距离最近的带异电荷离子的数目。晶胞中 Al 的配位数是4；根据均摊法，该晶胞中含有Al的数目为8×＋6×＝4，N在晶胞体内，共计4个。该晶胞的质量为 g，ρ＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3。(4)根据该铜的溴化物的晶胞结构可知，Cu周围距离最近的Br有4个，故铜的配位数为4；以顶点Br为例，与其紧邻的Br为面心上的Br，共计12个；根据P、Q点的坐标，可确定R点的坐标为(，，)。
20．(1)X射线衍射实验 A
(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(3)分子晶体
(4)CuFeS2
解析 第4周期过渡金属元素A，其基态原子排布中有四个未成对电子，故A为Fe。(2)A的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，Fe2＋的外围电子排布式为3d6，外围电子轨道表示式为。(3)A可与CO反应生成A(CO)5，常压下熔点为－20.3 ℃，沸点为103.6 ℃，熔、沸点很低，属于分子晶体。(4)B、C的外围电子排布式分别为3d104s1、3s23p4，则B为Cu、C为S，晶胞中Fe原子处于面上、棱心，Fe原子数目为4×＋6×＝4，Cu原子处于体心、顶点、面上，Cu原子数目为1＋8×＋4×＝4，S原子处于晶胞内部，共有8个，故Cu、Fe、S原子数目之比为4∶4∶8＝1∶1∶2，故化学式为CuFeS2。晶胞质量为 g，晶体密度为 g·cm－3。
21．SmFeAsO1－xFx
解析 由晶胞结构中各原子所在位置可知，该晶胞中Sm的原子个数为4×＝2，Fe的原子个数为1＋4×＝2，As的原子个数为4×＝2，O或F的原子个数为8×＋2×＝2，即该晶胞中O和F的个数之和为2，F－的比例为x，O2－的比例为1－x，故该化合物的化学式为SmFeAsO1－xFx。1个晶胞的质量为g＝g，1个晶胞的体积为a2c pm3＝a2c×10－30 cm3，故密度ρ＝ g·cm－3。原子2位于底面面心，其坐标为；原子3位于棱上，其坐标为。
(满分：100分)
一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．将Na2O2、SiO2、KCl、Al、冰分别加热熔化，需要克服的作用力类型相同的物质有( )
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
2．下列化学式既能表示物质的组成，又能表示物质的一个分子的是( )
A．Fe B．SiO2
C．H2O D．NH4Cl
3．下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A．CH4＞SiH4＞GeH4＞SnH4
B．KCl＞NaCl＞MgO
C．Rb＞K＞Na＞Li
D．石墨＞金刚石＞SiO2
4．下列说法正确的是( )
A．干冰气化和碘升华克服的作用力相同
B．甲酸甲酯和乙酸相对分子质量相同，熔点相近
C．氯化钠和氯化氢熔化时，破坏的都是离子键
D．碘化氢的范德华力比溴化氢的大，碘化氢稳定性强
5．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(灰球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法错误的是( )
A．铁镁合金的化学式可表示为Mg2Fe
B．晶胞中有14个铁原子
C．晶体中存在的化学键类型为金属键
D．该晶胞的质量是 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)
6.Al2O3在一定条件下可转化为硬度大、熔点高的氮化铝晶体，其晶胞结构如图所示。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．1个氮化铝晶胞中含有9个Al原子
D．氮化铝晶体中Al原子和N原子数目之比为2∶3
7．下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成
B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C．碳碳双键中一定有一个σ键、一个π键，碳碳三键中一定有一个σ键、两个π键
D．CH3—CH3、CH2==CH2、CH≡CH中σ键键能相等，π键键能也相等
8．关于下列粒子的描述不正确的是( )
A．PH3的电子式为，其热稳定性不如NH3
B．HS－的电子式为，是含有极性键的18电子的粒子
C．CH2Cl2的电子式为，分子结构呈四面体
D．KF的电子式为，它是易溶于水的离子化合物
9．通过反应4BI3(g)＋As4(g)4BAs(s，晶体)＋6I2(g)可制备具有超高热导率半导体材料——BAs晶体。下列说法错误的是( )
A．图(a)表示As4结构，As4分子中成键电子对数与孤电子对数之比为3∶2
B．图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单位，该基本单位为正二十面体
C．图(b)所示单质硼晶体的熔点为2 180 ℃，它属于共价晶体
D．图(c)表示BAs的晶胞结构，距离As原子最近且相等的B原子有4个
10．金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。下列关于它们的说法正确的是( )
A．金属能导电是因为金属阳离子在外电场作用下定向运动
B．在锌晶体中，1个Zn2＋只与2个自由电子存在强烈的相互作用
C．离子晶体中的化学键很难断裂，因此离子晶体具有延展性
D．NaCl晶体的晶格能小于MgO晶体的晶格能
11．在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，这种高聚氮的N—N键的键能为160 kJ·mol－1(N2的键能为942 kJ·mol－1)，晶体片段结构如图所示。又发现利用N2可制取出N5、N3。含N的化合物及N60、N5极不稳定。则下列说法错误的是( )
A．按键型分类，该晶体中含有非极性共价键
B．含N的化合物中既有离子键又有共价键
C．高聚氮与N2、N3、N5、N、N60互为同素异形体
D．这种固体的可能潜在应用是烈性炸药或高能材料
12．氮化碳结构如图，其中 β 氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是( )
A．氮化碳属于共价晶体
B．氮化碳中 C 为－4 价，N 为＋3 价
C．氮化碳的化学式为 C3N4
D．晶体中原子最外层都达 8 电子稳定结构
13．观察下列模型示意图并结合有关信息，判断下列说法不正确的是( )
晶体硼(晶体中含12个B原子) SF6 S8 HCN
结构模型示意图
备注 熔点2 180 ℃ 易溶于CS2
A.晶体硼属于共价晶体，结构单位中含有30个B—B键，含有20个正三角形
B．SF6的结构为正八面体
C．S8属于共价晶体
D．HCN的结构式为H—C≡N
14．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导材料的一个晶胞如图所示。该晶体的化学式是( )
A．Mg2CNi3 B．MgC2Ni
C．MgCNi2 D．MgCNi3
15.某离子晶体晶胞如图所示。已知该晶体的密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A．该晶胞中阴、阳离子个数均为1
B．其中的阴、阳离子的配位数都是4
C．该晶胞可能是CsCl的晶胞
D．该晶胞中两个阳离子最近的核间距为× cm
16．近年来有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Na或Cl2反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体。如图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子，小球为钠原子)，关于这三种晶胞的说法正确的是( )
A．晶胞Ⅰ中钠原子的配位数为6
B．晶胞Ⅱ中含有6个钠原子
C．晶胞Ⅲ所对应晶体的化学式为Na2Cl
D．三种晶体均是由NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Na反应所得
二、非选择题(本题共5小题，共52分)
17．(12分)(1)分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：
①碳化铝，黄色晶体，熔点2 200 ℃，熔融态不导电：____________；
②溴化铝，无色晶体，熔点98 ℃，熔融态不导电：____________；
③五氟化钒，无色晶体，熔点19.5 ℃，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中：____________；
④溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电：____________。
(2)卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。如图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是________
________________________________________________________________________。
试推测ICl的沸点所处的最小范围：__________。
18．(8分)下图为几种晶体或晶胞的示意图：
请回答下列问题：
(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是______________。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为
________________________________________________________________________。
(3)每个Cu晶胞中实际占有__________个Cu原子，晶胞中Cu原子配位数为__________。
19．(14分)Al、Fe、Cu 是重要的材料元素，在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态 Fe2＋的外围电子排布式为__________，有________个未成对电子。
(2)氯化铝熔点为 194 ℃，而氧化铝熔点为 2 050 ℃，二者熔点相差很大的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)铝和氮可形成一种具有四面体结构单位的高温结构陶瓷，其晶胞如图所示，晶胞中 Al 的配位数是______，若该晶胞的边长为a pm，则该晶体的密度为___________________ g·cm－3
(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(4)一种铜的溴化物晶胞结构如图所示，Cu 填充在Br的四面体空隙，该晶胞中铜的配位数是________，与溴紧邻的溴原子数目是______，由图中 P 点和 Q 点的原子分数坐标可确定 R 点的原子分数坐标为________________。
20．(12分)现有某第4周期过渡金属元素A，其基态原子有四个未成对电子，由此元素可构成固体X。
(1)区分固体X为晶体或非晶体最可靠的科学方法为__________________。若此固体结构如图甲、乙所示，则按甲虚线方向切乙得到的A～D图中正确的是__________________。
(2)写出A的基态原子的电子排布式：____________________________，A2＋的外围电子轨道表示式是________________________________________________________________。
(3)A可与CO反应生成A(CO)5，常压下熔点为－20.3 ℃，沸点为103.6 ℃，试推测，该晶体类型是____________________。
(4)A可与另两种元素B、C构成某种化合物，B、C的外围电子排布式分别为3d104s1、3s23p4，其晶胞如图所示，则其化学式为______________。该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，根据如图中所示的数据，则该晶体的密度是_______________________________ g·cm－3(设NA为阿伏加德罗常数的值，列出计算式)。
21．(6分)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为________________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝________________g·cm－3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。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____________、____________。
专题3检测试卷
1．A [Na2O2、KCl加热熔化均克服离子键，SiO2熔化克服共价键，Al熔化克服金属键，冰熔化时需克服分子间作用力；需要克服的作用力类型相同的物质有Na2O2、KCl 2种。]
2．C [铁为金属晶体，由自由电子和金属阳离子构成，不含分子，故A不选；SiO2为共价晶体，晶体中不存在单个分子，故B不选；H2O为分子晶体，晶体中含有单个分子，故C选；NH4Cl为离子晶体，化学式表示晶体中阴、阳离子的个数比为1∶1，晶体中不含单个分子，故D不选。]
3．D [分子组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔点越高，选项A错误；离子半径越小，所带电荷数越多，晶格能越大，熔点越高，选项B错误；金属性越弱，金属键越强，熔点越高，选项C错误；石墨C—C键的键长比金刚石C—C键的键长短，键能大，所以石墨的熔点比金刚石高，熔点：石墨＞金刚石＞SiO2，选项D正确。]
4．A [干冰和碘都是分子晶体，状态改变时，均克服分子间作用力，故A正确；乙酸中有氢键，熔点较高，甲酸甲酯中没有氢键，熔点较低，故B错误；分子的稳定性由化学键强弱决定，碘化氢的氢碘键比溴化氢的氢溴键弱，碘化氢稳定性差，故D错误。]
5．B
6．B [根据氮化铝晶体的性质，可知其属于共价晶体，可用于制造切割金属的刀具；根据晶胞结构可知，1个氮化铝晶胞中含有Al原子的个数为1＋4×＋4×＝2，N原子的个数为2×＋2×＋1＝2，Al原子和N原子数目之比为1∶1。]
7．D [分子中可只含σ键，但含π键时一定含σ键，则σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成，故A正确；σ键为轴对称，π键为镜面对称，则σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，故B正确；碳碳双键中有一个σ键、一个π键，碳碳三键中有一个σ键、两个π键，故C正确。]
8．C [PH3为共价化合物，其电子式为，由于非金属性：N＞P，所以PH3的热稳定性不如NH3，故A正确；HS－中硫原子核外达到8电子稳定结构，其电子式为，离子中硫氢键为极性共价键，硫氢根离子为18电子的粒子，故B正确；CH2Cl2为共价化合物，其电子式为，分子结构呈四面体，故C错误；氟化钾为离子化合物，其电子式为，氟化钾易溶于水，故D正确。]
9．A [图(a)表示As4结构，每个As原子最外层有5个电子，形成3个σ键，还有1对孤电子对，As4分子中成键电子对数与孤电子对数之比为3∶1，故A项错误；图(b)表示单质硼晶体B12的基本结构单位，每个面都是由3个B原子形成的正三角形，一共有20个正三角形，所以该基本单位为正二十面体，故B项正确；单质硼晶体的熔点为2 180 ℃，熔点较高，且原子间通过共价键结合，属于共价晶体，故C项正确；BAs晶胞中，较大的原子为As原子，距离As原子最近且相等的B原子有4个，故D项正确。]
10．D [金属能导电是因为自由电子在外电场作用下定向运动，A说法错误；在锌晶体中，自由电子属于整个晶体，B说法错误；离子晶体中的化学键很难断裂，离子不能自由移动，因此离子晶体不具有延展性，C说法错误；NaCl晶体中Na＋、Cl－的半径分别大于Mg2＋、O2－的半径，且所带的电荷数少，则NaCl晶体的晶格能小于MgO晶体的晶格能，D说法正确。]
11．C [高聚氮中含N—N键，则该晶体中含有非极性共价键，故A正确；含N的化合物为离子化合物，还存在N—N键，则含N的化合物中既有离子键又有共价键，故B正确；同素异形体的分析对象为单质，而N为离子，与单质不互为同素异形体，故C错误；N—N键易断裂，高聚氮能量较高，则该固体的可能潜在应用是烈性炸药或高能材料，故D正确。]
12．B [由题给信息，氮和碳以共价键结合，又知β 氮化碳是超硬新材料，符合共价晶体的典型物理性质，故A正确；氮元素的电负性大于碳元素，在氮化碳中氮元素显－3价，碳元素显＋4价，故B错误；晶体结构模型中虚线部分是晶体的最小结构单位，正方形的顶点的原子占，边上的原子占，C原子个数为4×＋4×＝3，N原子个数为4，晶体的化学式为C3N4，故C正确；根据图知，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，均达到8电子稳定结构，故D正确。]
13．C [A项，晶体硼为空间网状结构，且熔点高，应为共价晶体，设晶体硼的结构单位中有x个三角形，则所含B原子数N(B)＝3x·＝12，解得x＝20，故B—B键的个数N(B—B)＝3×20×＝30；B项，SF6为空间对称结构，是正八面体；C项，S8为小分子物质，且易溶于CS2，应为非极性分子组成的分子晶体；D项，根据价键理论可知，C、N之间应形成三键。]
14．D [碳原子位于该晶胞的体心，该晶胞中含有一个碳原子；镁原子个数为8×＝1，镍原子个数为6×＝3，该晶胞的化学式为MgCNi3。]
15．D [晶胞中白球位于棱上和体心，晶胞单独占有白球的数目为12×＋1＝4，黑球位于顶点和面上，晶胞单独占有黑球的数目为8×＋6×＝4，故A错误；由晶胞结构可知，体心的白球周围有6个黑球，每个黑球周围有6个白球，所以晶体中阴、阳离子的配位数都为6，故B错误；根据均摊法可知，在这个晶胞中阴、阳离子的个数都为4，阴、阳离子的配位数都为6，则晶胞结构与NaCl晶胞相同，可能是NaCl的晶胞，故C错误；晶胞的棱长是 cm，该晶胞中两个阳离子最近的距离是面对角线的一半，则为× cm＝× cm，故D正确。]
16．C [晶胞Ⅰ中：Na原子数目为1＋8×＝2，Cl原子数目为12×＝6，化学式为NaCl3；晶胞Ⅱ中：Na原子数目为2＋4×＝3，Cl原子数目为8×＝1，化学式为Na3Cl；晶胞Ⅲ中：Na原子数目为2＋4×＋2×＝4，Cl原子数目为8×＝2，化学式为Na2Cl；根据信息：NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Na或Cl2反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体，结合原子守恒可知，晶胞Ⅰ所对应的晶体是NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Cl2反应的产物，晶胞Ⅱ、Ⅲ所对应的晶体是NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Na反应的产物，据此分析解答。]
17．(1)①共价晶体 ②分子晶体 ③分子晶体 ④离子晶体 (2)相对分子质量越大，分子间的作用力越强 介于Br2的沸点和IBr的沸点之间
18．(1)金刚石晶体 (2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰 (3)4 12
解析 (1)共价晶体中原子间以共价键结合，则粒子之间以共价键结合形成的晶体为金刚石晶体。(2)熔点大小的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体，冰和干冰属于分子晶体，但是冰分子间存在氢键，熔点：冰＞干冰；氧化镁和氯化钙属于离子晶体，但是氧化镁所含离子半径小，离子所带电荷数多，熔点：氧化镁＞氯化钙；金刚石是共价晶体，熔点最高；所以熔点由高到低的顺序为金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰。(3)铜原子占据面心和顶点，则每个Cu晶胞中实际占有的Cu原子数为×8＋×6＝4；根据铜晶胞结构示意图可知，以顶点铜原子为例，距离最近的铜原子位于晶胞的面心上，这样的原子有12个，因此晶胞中Cu原子的配位数为12。
19．(1)3d6 4 (2)氧化铝是离子晶体，而氯化铝是分子晶体
(3)4 [或] (4)4 12 (，，)
解析 (1)Fe是26号元素，核外电子排布为[Ar]3d64s2，失去两个电子后，外围电子排布式为3d6；根据洪特规则，Fe2＋的核外电子中有4个未成对电子。(2)氯化铝是分子晶体，熔点较低；氧化铝是离子晶体，熔点较高。(3)配位数可理解为某离子周围距离最近的带异电荷离子的数目。晶胞中 Al 的配位数是4；根据均摊法，该晶胞中含有Al的数目为8×＋6×＝4，N在晶胞体内，共计4个。该晶胞的质量为 g，ρ＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3。(4)根据该铜的溴化物的晶胞结构可知，Cu周围距离最近的Br有4个，故铜的配位数为4；以顶点Br为例，与其紧邻的Br为面心上的Br，共计12个；根据P、Q点的坐标，可确定R点的坐标为(，，)。
20．(1)X射线衍射实验 A
(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(3)分子晶体
(4)CuFeS2
解析 第4周期过渡金属元素A，其基态原子排布中有四个未成对电子，故A为Fe。(2)A的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，Fe2＋的外围电子排布式为3d6，外围电子轨道表示式为。(3)A可与CO反应生成A(CO)5，常压下熔点为－20.3 ℃，沸点为103.6 ℃，熔、沸点很低，属于分子晶体。(4)B、C的外围电子排布式分别为3d104s1、3s23p4，则B为Cu、C为S，晶胞中Fe原子处于面上、棱心，Fe原子数目为4×＋6×＝4，Cu原子处于体心、顶点、面上，Cu原子数目为1＋8×＋4×＝4，S原子处于晶胞内部，共有8个，故Cu、Fe、S原子数目之比为4∶4∶8＝1∶1∶2，故化学式为CuFeS2。晶胞质量为 g，晶体密度为 g·cm－3。
21．SmFeAsO1－xFx
解析 由晶胞结构中各原子所在位置可知，该晶胞中Sm的原子个数为4×＝2，Fe的原子个数为1＋4×＝2，As的原子个数为4×＝2，O或F的原子个数为8×＋2×＝2，即该晶胞中O和F的个数之和为2，F－的比例为x，O2－的比例为1－x，故该化合物的化学式为SmFeAsO1－xFx。1个晶胞的质量为g＝g，1个晶胞的体积为a2c pm3＝a2c×10－30 cm3，故密度ρ＝ g·cm－3。原子2位于底面面心，其坐标为；原子3位于棱上，其坐标为。