第3章 不同聚集状态的物质与性质 检测题 （含答案）高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2

第3章 不同聚集状态的物质与性质 检测题
一、单选题
1．下列性质适合于离子晶体的是
A．熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电
B．熔点10.31℃，液态不导电，水溶液能导电
C．熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g·cm-3
D．熔点3900℃，硬度很大，不导电
2．向中加入足量硝酸，生成等量、气体，其反应可表示为(未配平)。下列说法正确的是
A．晶体的熔点比晶体高
B．消耗，产生标准状况下气体产物
C．氧化剂和还原剂的物质的量之比为
D．参与反应，产生的气体与一定量的混合后通入水中完全反应生成硝酸，消耗的质量为
3．下列说法正确的是
A．北京冬奥会采用石墨烯材料制造户外保暖穿戴设备，石墨烯属于共价化合物
B．相同状况下，与等体积的CO和相比，燃烧放出的热量更少
C．晶体X射线衍射实验可以用于键长、键角和晶体结构的测定
D．液晶可用于制造显示器，是一类分子晶体
4．北京工商大学苏发兵课题组最近合成CuO/ZnO纳米材料提高有机硅单体合成反应(Rochow—Muller Process)的选择性和产率。化学反应如下：
下列有关叙述正确的是
A．甲分子是正四面体形非极性分子 B．乙晶体是含非极性键的共价晶体
C．催化剂中第一电离能：Cu>Zn>O D．熔点：丙>甲>乙
5．能用共价键键能大小解释的是（ ）
A．沸点：HCl＜HBr B．硬度：Al＞Na C．稳定性：He＞N2 D．熔点：SiC＞Si
6．下列叙述正确的是
A．物质只有气、液、固三种聚集状态
B．液体与晶体混合物叫液晶
C．最大维度处于纳米尺寸的材料叫纳米材料
D．等离子体的外观为气态
7．下列说法正确的是
A．分子式为CCl4、NH3、SiO2的三种物质都是共价晶体
B．FeCl3熔点较低，易升华，易溶于水和乙醇，由此可推测其属于分子晶体
C．HCl分子间作用力强于HBr分子间作用力，因而HCl的热稳定性强于HBr
D．相对原子质量：Li＜Na＜K＜Rb，因而熔点：Li＜Na＜K＜Rb
8．下列说法中正确的是
A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂
B．共价晶体中，共价键越强，共价晶体的熔点越高
C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高
D．稀有气体形成的晶体属于共价晶体
9．下列各物质熔化时，所克服的粒子间作用力完全相同的是
A．Na2O2和P4 B．KOH和NaCl C．Mg和SiO2 D．金刚石和MgCl2
10．中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700℃时制造出纳米级金刚石粉末和另一种化合物。该成果发表在《科学》杂志上。同学们对此有下列一些“理解”，你认为错误的是
A．金刚石中C原子与C-C键个数比为1：2
B．另一种化合物的化学式为NaCl，晶体中Na+的配位数为8
C．该反应涉及的四种物质分别属于四种不同的晶体类型
D．CCl4的熔点低于金属钠的熔点
11．金属键是正、负电荷之间的
A．相互排斥 B．阴、阳离子之间的相互作用
C．相互吸引 D．相互排斥和相互吸引，即相互作用
12．铜和氧形成的一种离子化合物的晶胞结构如图，下列说法不正确的是
A．铜离子的电荷数为+1 B．铜离子的配位数为2
C．晶胞中含4个铜离子 D．晶体中含O－O共价键
13．汽车尾气中的CO、NOx、硫氧化物、乙烯、丙烯等碳氢化合物会引起光化学烟雾、酸雨等污染；汽油抗震添加剂四乙基铅(熔点—136°C，极易挥发)的排放严重危害人体中枢神经系统。汽车尾气净化装置可将污染物中的CO和NO转化为无害气体，发生反应为2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ·mol-1。下列有关说法正确的是
A．SO2和SO3中的键角相等 B．丙烯能形成分子间氢键
C．N2中σ键和π键数目之比为1：2 D．固态四乙基铅为离子晶体
二、填空题
14．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 ℃ 1291 ℃ 190 ℃ 2073 ℃ -107 ℃ －57 ℃ 1723 ℃
A．只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
B．在共价化合物中各原子都形成8电子结构
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
19-II如图为几种晶体或晶胞的构型示意图。
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）冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为_________________。
（3）NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能________(填“大于”或“小于”)MgO晶体的晶格能，原因是_______________。
（4）每个铜晶胞中实际占有________个铜原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。
（5）冰的熔点远高于干冰，除因为H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是_________。
15．(1)晶体分为______，______，_______，_____。
(2)“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于______溶剂，极性溶质一般能溶于________溶剂。
16．(1)一些氧化物的熔点如下表所示：
氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2
熔点/℃ 1570 2800 23.8 -75.5
解释表中氧化物之间熔点差异的原因___________。
(2)苯胺()的晶体类型是______。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是_____。
(3)K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是______。
17．钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为___________，与K紧邻的O个数为___________。
(2)在晶胞结构的另一种表示中，Ⅰ处于各顶角位置，则K处于___________位置，O处于___________位置。
18．近日，复旦大学、北京大学和上海电力大学等的研究团队共同报道了一种新型NASICON相铁基磷酸盐负极材料Na3Fe2(PO4)P2O7.回答下列问题：
(1)Na3Fe2(PO4)P2O7中PO的空间构型为_______，请写出它的一种等电子体_______。研究表明，该负极材料发生反应：①Na3Fe2(PO4)P2O7-e-=Na2Fe2(PO4)P2O7+Na+ ②Na2Fe2(PO4)P2O7-e-=NaFe2(PO4)P2O7+Na+。指出Na2Fe2(PO4)P2O7中Fe2+：Fe3+=_______。
(2)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液可以检验铁陨石中铁元素价态。
①铁氰化钾中不存在的作用力有_______(填标号)。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.π键 e.配位键 f.氢键
②1mol[Fe(CN)6]3-中含有的σ键数目为_______。
(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2+和Fe2+的半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm，则熔点：NiO_______(填“＜”、“=”或“>”)FeO，试说明判断理由_______。
19．金刚石与金刚砂(SiC)具有相似的晶体结构，在金刚砂的空间网状结构中，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合。
试回答：
（1）金刚砂属于________晶体。金刚砂的熔点比金刚石的熔点________。
（2）金刚砂的结构中，一个硅原子周围结合________个碳原子，其中键角是________。
（3）金刚砂的结构中含有共价键形成的原子环，其中最小的环上有________个硅原子。
（4）碳、硅原子均采取________杂化。
20．Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：
(1)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born Haber循环计算得到。
可知，Li原子的第一电离能为___________kJ·mol 1，O=O键键能为___________kJ·mol 1，Li2O晶格能为___________kJ·mol 1。
(2)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为___________g·cm 3(列出计算式)。
参考答案：
1．A
【详解】A．熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电，属于离子晶体的特点，A项选；
B．熔点为10.31°C，熔点低，符合分子晶体的特点，液态不导电，是由于液态时，只存在分子，没有离子，水溶液能导电，溶于水后，分子在水分子的作用下，电离出自由移动的离子，属于分子晶体的特点，B项不选；
C．熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g·cm-3，为金属晶体的特点，C项不选；
D．熔点为3900°C，硬度很大，不导电，熔点高，硬度大，属于原子晶体的特点，D项不选；
答案选A。
2．D
【详解】A．晶体和晶体都属于离子晶体，的半径比的半径大，故晶体的熔点低，错误；
B．根据得失电子守恒，配平化学方程式为，由化学方程式可知，消耗，产生标准状况下气体，B错误；
C．由化学方程式计算可得，氧化剂和还原剂的物质的量之比为，C错误；
D．得到失去的电子转化为、，、的电子又被得到，可以看作失去的电子被得到，根据得失电子守恒可得关系式，所以消耗的氧气的质量为，D正确；
答案选D。
3．C
【详解】A．石墨烯属于单质，A错误；
B．① CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g) ；② CO(g)+O2(g)=CO2(g) ；
③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ；根据盖斯定律，①+②+③ 得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ；相同状况下，等体积的一氧化碳和氢气的物质的量相等，因此相同状况下，与等体积的一氧化碳和氢气相比，甲烷放出的热量更多，B错误；
C．晶体X射线衍射实验可以用于键长、键角和晶体结构的测定，C正确；
D．液晶可用于制造显示器，但液晶不是晶体，D错误；
故选C。
4．B
【详解】A．甲分子4个共价键不完全相同，呈四面体形，选项A错误；
B．乙晶体是硅晶体，它是共价晶体，选项B正确；
C．铜、锌基态原子价层电子排布式分别为、，全充满结构比半充满结构更稳定，即锌的第一电离能大于铜，选项C错误；
D．共价晶体熔点高于分子晶体，乙、丙、甲熔点依次降低，选项D错误；
答案选B。
5．D
【详解】A．HCl、HBr都形成分子晶体，前者的相对分子质量小于后者，分子间作用力前者小于后者，所以沸点：HCl＜HBr，A不合题意；
B．Al、Na都形成金属晶体，前者的金属键能大于后者，所以硬度：Al＞Na，B不合题意；
C．He为单原子分子，最外层达到2电子相对稳定结构，且不会发生分解，所以稳定性：He＞N2，C不合题意；
D．SiC、Si都形成共价晶体(原子晶体)，Si-C键能大于Si-Si键能，所以熔点：SiC＞Si，D符合题意；
故选D。
6．D
【详解】A．物质的状态除了气、液、固三态外，还有晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等，故A错误；
B．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性等，故B错误；
C．纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸或由它们作为基本单元构成的材料，故C错误；
D．等离子体是指由电子、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，是一种特殊的气体，故D正确。
综上所述，答案为D。
7．B
【详解】A．CCl4、NH3为分子晶体，SiO2是共价晶体，SiO2不是分子式，A错误；
B．离子键远远强于分子间作用力，导致分子晶体熔沸点往往较低，离子晶体熔沸点往往较高，FeCl3熔点较低，易升华，易溶于水和乙醇，由此可推测其属于分子晶体，B正确；
C．HCl分子间作用力强于HBr分子间作用力，因而HCl的熔沸点比HBr高，HCl、HBr的稳定性与分子间作用力无关，与共价键强弱有关，C错误；
D．碱金属是金属晶体，金属晶体内存在金属正离子和自由电子之间强烈的相互作用，即金属键，阳离子所带电荷数越多，半径越小，金属键越强，熔沸点越高，故熔点：Li＞Na＞K＞Rb，D错误；
答案选B。
8．B
【详解】A．冰属于分子晶体，冰晶体中分子间的主要作用力是氢键，所以冰融化时主要克服氢键作用，共价键不变，A错误；
B．共价晶体是原子间通过共价键结合而成的，共价键的强弱决定其熔点的高低，所以共价晶体中共价键越强，共价晶体的熔点越高，B正确；
C．分子晶体的熔点和沸点与分子间作用力有关，与分子内的共价键的键能强弱无太大关系，C错误；
D．稀有气体分子是单原子分子，形成的晶体为分子晶体，D错误；
故选B。
9．B
【详解】A．Na2O2为离子晶体，熔化时克服离子键，P4为分子晶体，熔化时克服分子间作用力，Na2O2和P4熔化时所克服粒子间作用力不同，故A不符合题意；
B．KOH、NaCl都是离子晶体，熔融时二者都克服离子键，所以所克服粒子间作用力相同，故B符合题意；
C．Mg是金属晶体，熔化时克服金属键，SiO2是原子晶体，熔化时克服共价键，Mg和SiO2熔化时所克服粒子间作用力不同，故C不符合题意；
D．金刚石是原子晶体，熔化时克服共价键，MgCl2为离子晶体，熔化时克服离子键，金刚石和MgCl2熔化时所克服粒子间作用力不同，故D不符合题意；
答案选B。
10．B
【详解】A．每个碳原子形成四个C-C键，每个碳碳键由两个碳原子共用，C-C键数，所以金刚石晶体中碳原子个数与C-C键数之比1：2，故A正确；
B．根据原子守恒推出另一化合物是NaCl，根据氯化钠的晶胞结构知Na+和Cl-的配位数均为6，故B错误；
C．CCl4和Na反应生成NaCl和金刚石，CCl4属于分子晶体，Na属于金属晶体，NaCl属于离子晶体和金刚石属于原子晶体(或共价晶体)，故C正确；
D．CCl4是分子晶体，常温下是液态，金属钠是金属晶体，常温下是固态，故D正确；
故选B。
11．D
【详解】金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用，也包括金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用，故选D。
12．D
【详解】A．由均摊法可知，铜离子个数为4，氧离子个数为1+8=2，该化合物的化学式为Cu2O，氧元素的化合价为-2价，依据化合物中正负化合价代数和为0可知，铜离子的电荷数为+1，A正确；
B．由晶胞图可知，铜离子的配位数为2，B正确；
C．由均摊法可知，铜离子个数为4，C正确；
D．该化合物的化学式为Cu2O，为离子化合物，由氧离子和亚铜离子构成，晶体中不含O-O共价键，D错误；
答案选D。
13．C
【详解】A．二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为1，分子的空间构型为V形，三氧化硫中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，二氧化硫和三氧化硫的空间构型不同，键角不相等，故A错误；
B．丙烯分子中不含有原子半径小、非金属性强的氮原子、氧原子和氟原子，不能形成分子间氢键，故B错误；
C．氮气分子中含有氮氮三键，三键中含有1个σ键和2个π键，分子中σ键和π键数目之比为1：2，故C正确；
D．由题给信息可知，固态四乙基铅为熔沸点低的分子晶体，故D错误；
故选C。
14． A B 金刚石晶体 金刚石>氧化镁> 氯化钙> 冰> 干冰 小于 因为钙离子和氧离子电荷数大于钠离子和氯离子，并且离子半径氧的也小些 4 8 冰的晶态时存在氢键，而干冰没有
【详解】I：A．只要含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体。可能为金属晶体，故A错误；
B．在共价化合物中各原子不一定都形成8电子结构，水分子中氢原子满足2电子稳定结构，故B错误；
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体，二氧化碳属于分子晶体，二氧化硅属于原子晶体，故C正确；
D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，金属汞常温下为液态，硫常温下为固体，故D正确；
故选AB；
II：(1)分析各种物质的晶胞发现，冰是以分子间作用力和氢键形成的分子晶体，金刚石是以共价键结合的晶体；铜是以金属键结合的金属晶体；氧化镁、氯化铜是以离子键形成的离子晶体，固体二氧化碳是以分子间作用力形成的分子晶体；故粒子之间以共价键结合形成的晶体是金刚石；
(2)一般来讲，熔点：原子晶体>离子晶体>分子晶体，由于氧离子半径小于氯离子半径，镁离子半径小于钙离子半径，且氧离子带电荷比氯离子多，所以离子键：氧化镁大于氯化钙，氧化镁熔点高；冰分子间存在氢键，熔点大于干冰；所以熔点高低顺序为：金刚石>氧化镁>氯化钙>冰>干冰；
(3)氧化镁和氯化钠均属于离子晶体；由于镁离子和氧离子所带电荷数大于钠离子和氯离子，并且氧离子半径小于氯离子半径，镁离子半径小于钙离子半径，氧化镁中离子键作用力大，所以MgO的晶格能大于NaCl晶体的晶格能；
(4)分析铜晶胞的特点顶点的Cu原子为8×=1，位于面上的Cu为6×=3，所以实际占有4个铜原子；根据CaCl2晶胞分析，每个Ca2＋周围有8个氯离子，所以其配位数为8；
(5)冰的熔点远高于干冰，除因为H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是冰的晶态时存在氢键，而干冰没有。
15． 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 非极性 极性
【详解】(1)晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体。分子晶体中分子与分子之间的作用力为分子间作用力，包括范德华力和氢键，共价晶体原子间作用力为共价键，金属晶体中金属阳离子与自由电子间的作用力为金属键，离子晶体中阴阳离子间的作用力为离子键；
(2)相似相溶原理是指由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。
16． Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO＞Li2O，分子间作用力P4O6＞SO2 分子晶体 苯胺分子之间存在氢键 K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱
【详解】(1)由于Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO＞Li2O，分子间作用力P4O6＞SO2，一般来讲，离子键大于分子间作用力，所以熔点大小顺序是MgO＞Li2O＞P4O6＞SO2；
(2)由于苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)比较低，因此苯胺的晶体类型是分子晶体。苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但由于苯胺分子之间存在氢键，所以苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃)；
(3)金属键的强弱与半径成反比，与离子所带的电荷成正比，由于K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱，所以金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低。
17． 0.315 12 体心 棱心
【详解】(1)二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即。O位于面心，K位于定点，则与钾紧邻的氧原子有12个。
(2)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I位于各顶角位置，个数为8=1，则K也为1个，应为于体心，O处于棱心。
18．(1) 正四面体形 SO或CCl4、SiF4等 1∶1
(2) cf 12NA
(3) > NiO、FeO属于离子晶体，Ni2+离子半径小，NiO晶格能大，熔点高
【详解】（1）PO的中心原子是P，周围有4个O原子，价层电子对数为=4，孤电子对为0，P原子杂化方式为sp3杂化，则结构应为正四面体；PO原子总数为5、价电子总数为32，等电子体有SO或CCl4、SiF4等；根据题目所给信息可知Na3Fe2(PO4)P2O7可以失去两个电子，即Fe元素共可以升高2价，则Na3Fe2(PO4)P2O7中Fe元素均为+2价，失去一个电子形成Na2Fe2(PO4)P2O7，所以该物质中有1个Fe2+、1个Fe3+，即Fe2+:Fe3+=1∶1；
（2）①铁氰化钾属于离子化合物，阴阳离子间存在离子键，C、N以三键形式结合，含有π键和σ键，C、N形成的化学键为极性共价键，Fe3＋与CN 间以配位键结合，铁氰化钾中不存在的作用力有非极性共价键和氢键，选项cf正确；
②在配合物[Fe(CN)6]3-中，CN 与铁离子之间有6个配位键，均为σ键，在每个CN 内部有碳氮三键，其中有一个σ键，所以1mol[Fe(CN)6]3-中含有的σ键数目为12NA；
（3）NiO、FeO均属于离子晶体，离子晶体中，离子半径越小，熔点越高，Ni2＋离子半径比亚铁离子小，NiO晶格能大，故NiO熔点高。
19． 原子 低 4 109°28′ 3 sp3
【详解】由于金刚砂是网状结构，碳原子、硅原子交替以共价单键相结合，故金刚砂是原子晶体；硅原子半径比碳原子大，故金刚砂熔点低；硅和碳电子层结构、成键方式相同，均采取sp3杂化，硅原子周围有4个碳原子，键角为109°28′；组成的六元环中，有3个碳原子、3个硅原子。
20． 520 498 2908
【详解】(1)根据示意图可知Li原子的第一电离能是=520kJ/mol；0.5mol氧气转化为氧原子时吸热是249kJ，所以O=O键能是249kJ/mol×2=498kJ/mol；根据晶格能的定义结合示意图可知Li2O的晶格能是2908kJ/mol；
(2)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中，共计是8个，根据化学式可知氧原子个数是4个，则Li2O的密度是。