第3章 不同聚集状态的物质与性质 基础练习
一、单选题
1.下列叙述错误的是
A.构成金属的粒子是金属阳离子和自由电子
B.金属晶体内部都有自由电子
C.金属晶体内自由电子分布不均匀,专属于某个特定的金属离子
D.同一类晶体间熔点(或沸点)相差最大的是金属晶体
2.下列各组化学式能真实表示物质分子组成的是
A.NO、C2H5OH、HNO3、I2
B.CaO、N2、H2SO4、H2O
C.NH3、H2S、SiO2、CO2
D.P4、SO2、CH3COOH、C
3.据某科学杂志报道,国外有一研究发现了一种新的球形分子,其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”,经测定其中包含,也有的结构。下列叙述不正确的是
①该物质有很高的熔点、很大的硬度
②该物质形成的晶体属于分子晶体
③该物质分子中被包裹在里面
④该物质中不含离子键
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
4.下列说法正确的是
A.晶体中有阳离子就一定有阴离子
B.晶体中有阴离子就一定有阳离子
C.金属能导电是由于通电时金属离子作定向移动
D.分子晶体的熔点一定比金属晶体低
5.键能、键长是衡量化学键稳定性的重要键参数,下列说法正确的是
A.C=O键的键长比C- O键短, C=O键的键能比C- O键小
B.C- O键的键长比Si- O键短,干冰的熔沸点比二氧化硅高
C.H-Cl键的键能比H一Br键大,HCl的热稳定性比HBr高
D.C=C双键的键能比C- C单键大,碳碳双键的化学性质比碳碳单键稳定
6.下列关于晶体的叙述正确的是
A.晶体中有阳离子一定有阴离子
B.凡有规则外形的固体一定是晶体
C.金属晶体都是采取最密堆积方式,以使其变得比较稳定
D.区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验
7.用NA代表阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.20g D216O含中子数目为9NA
B.12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5NA
C.密闭容器中2mol NO和1mol O2充分反应后,容器中分子数为2NA
D.0.25mol Zn与一定量浓硫酸反应后完全溶解,生成气体的分子数小于0.25NA
8.探究的性质,根据实验方案和现象,下列结论不正确的是
实验方案 现象 结论
A 测定均为离子化合物的和 的熔点更高 中离子键强于中离子键
B 常温下,测定溶液的 发生了水解
C 向溶液中滴加1滴酸性溶液 紫色褪去,溶液澄清 将氧化为
D 向溶液中加入 产生淡黄色沉淀 将氧化为
A.A B.B C.C D.D
9.肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼能与硫酸反应生成N2H6SO4,N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4晶体内不存在的作用力是
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.范德华力
10.金属钠、镁、铝的熔点高低顺序正确的是
A.Na>Mg>Al B.Al>Mg>Na
C.Mg>Al>Na D.Na>Al>Mg
11.下列各组物质,晶体类型相同且加热时破坏化学键类型相同的是
A.NaOH NaCl B.I2 Br2
C.NH4Cl HCl D.CO2 SiO2
12.有一种多聚硼酸盐为无限网状结构,图为其结构单元示意图。其结构 的基本单元可表示为(B5On)m-,则m、n的值分别为
A.2、4 B.3、6 C.2、5 D.3、9
13.我国的超级钢研究居于世界领先地位。某种超级钢中除Fe外,还含Mn10%、C0.47%、Al2%、V0.7%。下列说法中错误的是
A.上述五种元素中,有两种位于周期表的p区
B.超级钢的晶体是金属晶体
C.X-射线衍射实验可以确定超级钢的晶体结构
D.超级钢中存在金属键和离子键
二、填空题
14.填空。
(1)某种铁的化合物俗称“绿矾”,其化学式为_______,“绿矾”中的空间构型为_______(用文字描述)。
(2)简要解释下表中三种晶体熔点差异的原因_______。
物质
熔点/℃ 1610
15.上世纪60年代,第一个稀有气体化合物Xe[PtF6]被合成出来后,打破了“绝对惰性”的观念。在随后的几年内,科学家又相继合成了氙的氟化物、氧化物等。
(1)Pt与Ni在周期表中位于同一族,写出基态Ni原子的核外电子排布式_______。
(2)金属Pt内部原子的堆积方式与铜及干冰中的CO2相同,如图(正方体)是Pt晶胞的示意图,试说出Pt原子在晶胞中的位置_______。
(3)稀有气体(氡除外)中,只有较重的氙能合成出多种化合物,其原因可能是_______。
A.氙的含量比较丰富 B.氙的相对原子质量大
C.氙原子半径大,电离能小 D.氙原子半径小,电负性大
(4)已知XeO3分子中氙原子上有1对孤电子对,则XeO3为_______(填“极性”或“非极性”)分子。
16.C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。
(1)晶体SiC的结构与晶体硅的相似,其中碳原子的杂化方式为__,微粒间存在的作用力是__。SiC晶体和Si晶体的熔、沸点高低顺序是__。
(2)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2的化学式相似,但结构和性质有很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不形成π键。从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成π键,而Si、O原子间不能形成π键:__,SiO2属于__晶体,CO2属于__晶体,所以熔点CO2___SiO2(填“>”“<”或“=”)。
(3)金刚石、晶体硅、二氧化硅、CO2四种晶体的组成微粒分别是___,熔化时克服的微粒间作用力分别是___。
17.回答下列问题
(1)已知金刚石的莫氏硬度为10,石墨的莫氏硬度为,从晶体结构的角度解释金刚石硬度很大,石墨很软的原因__________。
(2)在相同温度时,酸性条件下都能被氧化,通过控制溶液中探究同浓度的还原性强弱,预测同浓度的被氧化需要的最小的是________,试从离子结构角度解释的还原性逐渐增强的原因________。
18.常见共价晶体及物质类别
(1)某些单质:如_____________、_____________、锗(Ge)、_____________等。
(2)某些非金属化合物:如碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。
(3)极少数金属氧化物,如刚玉(α-Al2O3)等。
19.(1)写出的电子式 ___________ 。
(2)硼元素可形成多种化合物。其中氮化硼()熔点为3774℃,而丁硼烷()熔点仅℃。氮化硼熔点远高于丁硼烷的可能原因是___________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,A正确;
B.金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,则金属晶体内部都有自由电子,B正确;
C.自由电子几乎均匀分布在金属晶体内,不专属于某一个或几个特定的金属离子,C错误;
D.由于金属键的强度差别很大,不同金属晶体的熔、沸点相差较大,D正确;
答案为C。
2.A
【分析】化学式能真实表示物质分子组成的是部分分子晶体,由分子构成的物质,化学式可表示真实的分子,以此来解答。
【详解】A.NO、C2H5OH、HNO3、I2都是分子晶体,能真实表示物质分子组成,故A正确;
B.CaO属于离子晶体,不存在分子,故B错误;
C.SiO2为原子晶体,不存在分子,故C错误;
D.C可以形成为原子晶体金刚石,不存在分子,故D错误;
故选A。
3.C
【详解】由题给信息可知该物质为分子晶体:
①分子晶体的熔点低、硬度小,①错误;
②该物质形成的晶体为分子晶体,②正确;
③C的原子半径小于Si的原子半径,所以C60被包裹在里面,③错误;
④该物质中不含离子键,④正确;
①③错误,故选C。
4.B
【详解】A. 金属晶体中只有阳离子没有阴离子,所以晶体中有阳离子不一定有阴离子,故A错误;
B. 根据离子晶体的概念可知,晶体中只要有阴离子,必定是离子晶体,那么一定有阳离子中和阴离子的电性,故B正确;
C. 组成金属晶体的微粒为金属阳离子和自由电子,在外加电场作用下电子可发生定向移动,故C错误;
D.有的金属晶体的熔点较低,如汞常温下为液态,所以分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低,故D错误;
故选B选项。
5.C
【详解】A. C=O键的键长比C- O键短,则C=O键的键能比C- O键大,A错误;
B. 干冰是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,分子间作用力比共价键弱得多,干冰的熔沸点比二氧化硅低很多,B错误;
C. 键能越大,分子越稳定,H-Cl键的键能比H一Br键大,则HCl的热稳定性比HBr高,C正确;
D. C=C双键的键能比C- C单键大,但是碳碳双键中有一个是 键、另一个是π键,其中π键不牢固、容易断,故碳碳双键的化学性质比碳碳单键活泼,D错误;
答案选C。
6.D
【详解】A.金属晶体是由金属阳离子和自由电子形成的晶体,晶体中不含有阴离子,故A错误;
B.具有规则几何外形的固体不一定是晶体,固体还必须有固定的熔点才是晶体,故B错误;
C.金属晶体不一定都是采取最密堆积方式,如Po为简单立方堆积,故C错误;
D.晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,x射线衍射可以看到微观结构,则区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验,故D正确;
故选D
7.B
【详解】A.D216O的中子数为10,则20g D216O含中子数目为×10×NA mol—1=10NA,故A错误;
B.石墨烯中每个六元环含有6个碳原子,每个碳原子被3个六元环所共有,则每个环中含有6×=2个碳原子,则12g石墨烯中含有六元环的个数为××NA mol—1=0.5NA,故B正确;
C.密闭容器中2mol一氧化氮与1mol氧气充分反应生成2mol二氧化氮,二氧化氮会发生聚合反应生成四氧化二氮,则产物的分子数应小于2mol×NA mol—1=2NA,故C错误;
D.由得失电子数目守恒可知,1mol锌与稀硫酸反应生成1mol氢气,与浓硫酸反应生成1mol二氧化硫,则0.25mol Zn与一定量浓硫酸反应后完全溶解时,无论是生成氢气,还是二氧化硫,或是二氧化硫或氢气的混合气体,气体的分子数恒定为0.25mol×NA mol—1=0.25NA,故D错误;
故选B。
8.C
【详解】A.离子化合物的熔点和离子化合物的晶格能有关,钠离子半径比钾离子半径更小,硫化钠的晶格能更大,中离子键强于中离子键,故的熔点更高,A正确;
B.硫离子水解导致溶液显碱性,pH大于7,B正确;
C.硫离子具有还原性、高锰酸钾具有强氧化性,反应中硫化钠过量,高锰酸钾不足,反应生成硫单质,生成的硫单质溶于硫化钠溶液而显黄色,C错误;
D.过氧化氢将硫离子氧化为硫单质,产生淡黄色沉淀,D正确;
故选C。
9.D
【详解】由题意可知,N2H6SO4晶体为离子晶体,晶体内存在离子键、共价键和配位键,不存在分子间作用力,故选D。
10.B
【详解】金属阳离子半径越小,离子所带电荷数越多,金属阳离子与“自由电子”的作用力越大,金属键越强。、、的电荷数逐渐增多,半径逐渐减小,故钠、镁、铝的熔点逐渐升高。
故选B。
11.A
【详解】A.NaOH和NaCl都含离子键,是离子晶体,加热熔化时都要破坏离子键,A符合题意;
B.I2和Br2都含共价键,是分子晶体,加热熔化时破坏的是分子间作用力,不破坏化学键,B不符题意;
C.NH4Cl含离子键,是离子晶体,HCl含共价键,是分子晶体,晶体类型不同,C不符题意;
D.CO2含共价键,是分子晶体,SiO2含共价键,是原子晶体,晶体类型不同,D不符题意。
答案选A。
12.D
【详解】结构单元示意图可知,结构单元中硼原子的个数为5,氧原子的个数为(6+6×)=9,由化合价代数和为0可得:(+3)×5+(—2)×9=—m,解得m=3,则m=3、n=9,故选D。
13.D
【详解】A.上述五种元素中,C、Al的最外层电子都分布在p轨道,所以它们位于周期表的p区,A正确;
B.超级钢属于合金,它的晶体中只存在金属键,所以属于金属晶体,B正确;
C.X-射线衍射实验,可以对物质内部原子在空间分布状况进行分析,从而确定超级钢的晶体结构,C正确;
D.超级钢是金属晶体,因此只存在金属键,不存在离子键,D不正确;
故选D。
14.(1) FeSO4·7H2O 正四面体形
(2)SiO2为共价晶体,SiCl4与SiF4是分子晶体,共价晶体的熔沸点高于分子晶体,组成与结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔沸点越高,所以SiCl4的熔沸点高于SiF4
【解析】(1)
某种铁的化合物俗称“绿矾”,其化学式为FeSO4·7H2O,“绿矾”中中S原子的价层电子对数为4,S原子上无孤电子对,的空间构型为正四面体形;
(2)
SiO2为共价晶体,熔沸点很高,SiCl4与SiF4是分子晶体,所以熔沸点较低,又两者组成与结构相似,相对分子质量越大,熔沸点越高,所以熔沸点: SiCl4>SiF4,综上所述有:熔沸点: SiO2>SiCl4>SiF4。
15. 1s22s22p63s23p63d84s2 正方体的八个顶点和六个面心 C 极性
【详解】(1)Ni的原子序数为28,根据能量最低原理和洪特规则可写出基态Ni原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2;
(2)铜的堆积模型为最紧密堆积,配位数为12,铜原子位于顶点和面心,与二氧化碳分子晶胞结构相似,Pt原子在晶胞中的位置为正方体的八个顶点和六个面心;
(3)氙能合成出多种化合物,即发生氧化还原反应,则与F、O形成的化合物中,氙显正化合价,答案为C;
(4)XeO3分子中含有3个δ键和一个孤电子对,为三角锥形分子,结构不对称,为极性分子。
16. sp3 共价键 SiC>Si Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p—p轨道“肩并肩”重叠程度较小,不能形成稳定的π键 共价 分子 < 原子、原子、原子、分子 共价键、共价键、共价键、分子间作用力(或范德华力)
【详解】(1)晶体硅中1个硅原子与周围4个硅原子形成4个共价键,呈正四面体结构,由于晶体的结构与晶体硅的相似,故晶体中碳原子的杂化方式是。因为的键长小于的键长,的键能大于的键能,所以熔、沸点:;
(2)为共价晶体,为分子晶体,所以熔点CO2(3)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为共价晶体,组成微粒为原子,熔化时破坏共价键;为分子晶体,由分子构成,分子间以分子间作用力(或范德华力)结合,熔化时克服分子间作用力(或范德华力)。
17.(1)影响金刚石硬度的因素是共价键,影响石墨硬度的因素是分子间作用力,共价键强于分子间作用力
(2) 离子结构相似,电子层数逐渐增加,离子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引力减弱,还原性逐渐增强
【解析】(1)
金刚石为空间网状结构的原子晶体,晶体的硬度取决于碳原子间形成共价键的强弱,而石墨是层状结构的混合型晶体,晶体的硬度取决于层间分子间作用力的大小,共价键强于分子间作用力,所以金刚石硬度很大,石墨很软,故答案为:影响金刚石硬度的因素是共价键,影响石墨硬度的因素是分子间作用力,共价键强于分子间作用力;
(2)
同主族元素,从上到下,离子的离子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引力减弱,离子的还原性逐渐增强,所以氯离子、溴离子、碘离子的还原性逐渐增强,与二氧化锰反应时需要氢离子的浓度逐渐减小,则需要氢离子浓度最小的是碘离子,故答案为:KI;离子结构相似,电子层数逐渐增加,离子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引力减弱,还原性逐渐增强。
18. 硼(B) 硅(Si) 金刚石
【解析】略
19. 为原子晶体,而为分子晶体,共价键作用力远大于分子间作用力
【详解】(1)是离子化合物,根据过氧化钠的电子式,可知的电子式是;
(2) 为原子晶体,而为分子晶体,共价键作用力远大于分子间作用力,所以氮化硼()熔点为3774℃,而丁硼烷()熔点仅℃。
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