第3章不同聚集状态的物质与性质检测题（含解析）2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（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．下列说法正确的是
A．分子晶体中一定存在共价键
B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
C．细胞和细胞器的双分子膜体现了超分子“自组装”特征
D．区分晶体和非晶体最可靠的方法是看其是否具有自范性
2．“暖冰技术”的原理：在强电场作用下使液态水瞬间凝固结晶。目前科学家们已经成功地制造出了“室温冰”，称为“暖冰”。下列关于“暖冰”的说法中正确的是
A．“暖冰”的熔点升高，“暖冰”属于原子晶体
B．“暖冰”分子与干冰分子的空间结构相同
C．“暖冰”分子可能与分子的极性相同
D．在强电场作用下，水分子间更易形成分子间氢键，因而可制得“暖冰”
3．铁元素形成的单质有三种晶胞结构，如图所示，则下列说法正确的是
A．三种晶胞α、β、θ 的空间利用率由大到小顺序为α>β>θ
B．三种晶胞α、β、θ的边长之比为：3
C．三种晶胞α、β、θ的密度比为2：4：1
D．三种晶胞α、β、θ中铁原子的配位数之比为4：6：2
4．NaCl的玻恩-哈伯循环如图所示。已知：将lmol金属转变成气态原子所需的最小能量称为原子化热。下列说法错误的是
A．Na(s)的原子化热为△H1
B．Na的第一电离能为△H3
C．C1-C1键的键能为△H2
D．NaCl的晶格能为△H5
5．下列有关物质结构和性质的叙述中正确的是
A．键角：
B．中阴离子中心原子Al原子杂化方式为
C．配合物的配位数为6
D．熔点：
6．为了确定、、是否为离子晶体，某化学小组进行下列实验，其中合理、可靠的是
A．观察常温下的状态，是淡黄色液体，为无色液体。结论：和都是离子晶体
B．测定、、的熔点依次为73.5℃、2.8℃、-33℃。结论：、、都不是离子晶体
C．将、、溶于水中，分别滴入酸化的溶液，均产生白色沉淀。结论：、、都是离子晶体
D．测定、、的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：、、都是离子晶体
7．干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较正确的是
A．晶体的熔点：干冰>冰
B．晶体中的空间利用率；干冰>冰
C．晶体中分子间相互作用力相同
D．晶体中键的极性和分子的极性相同
8．下列说法不正确的是
A．冰刚好融化成水时，破坏的是范德华力和氢键，空隙减小
B．碳化硅、石英和足球烯均为空间网状结构的共价晶体
C．干冰晶体中一个二氧化碳分子周围有12个紧邻分子
D．金刚石晶体中碳原子数与碳碳单键之比为1∶2
9．SiC具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。其晶胞结构如图所示，已知m的坐标参数为(，，)，晶胞参数为apm。下列说法错误的是
A．SiC晶体属于共价晶体
B．晶胞中n的坐标参数为(，，)
C．每个Si周围最近的Si数目是6
D．C原子与Si原子之间的最短距离为apm
10．银氨溶液可用于检验葡萄糖，实验如下：
步骤1：向试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，边振荡边滴加2%氨水，观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2：向试管中继续滴加2%氨水，观察到沉淀完全溶解。
步骤3：再向试管中加入1 mL 10%葡萄糖溶液，振荡，在60~70℃水浴中加热，观察到试管内壁形成了光亮银镜。
下列说法不正确的是
A．步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH
B．步骤2所得溶液中大量存在的离子：Ag+、、
C．步骤3中产生银镜说明葡萄糖具有还原性
D．图中所示银的晶胞中Ag原子周围等距且紧邻的Ag原子有12个
11．如图为一块密度、厚度均匀的矩形样品，长为宽的两倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R，则这块样品最可能是
A．金属 B．半导体 C．非晶体 D．晶体
12．甲烷晶胞的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是
A．甲烷晶胞中的一个球只表示一个C原子
B．晶体中与一个CH4等距且最近的CH4分子个数为8
C．一个甲烷晶胞中含有8个CH4分子
D．若晶胞参数为a=apm，则两个最近的甲烷分子之间的距离为0.707apm
二、填空题
13．回答下列问题：
(1)硫氰酸(H－S－C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H－N=C=S)的原因是______。
(2)硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔沸点如表：
SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7
沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7
SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4沸点依次升高的原因是______。
(3)镍和苯基硼酸在催化剂作用下可以合成丙烯醇(CH2=CH－CH2OH)，其相对分子质量等于丙醛(CH3CH2CHO)，但两者沸点相差较大，原因是______。
(4)石墨的硬度小、熔沸点高的原因分别是______。
(5)常温下，1L水中大约可溶解CO2、HCHO的体积分别为1L、480L，其主要原因是______。
(6)液氨可作制冷剂，汽化时吸收大量的热的原因是_____。
14．干冰晶体中，每个CO2周围等距且紧邻的CO2有___________个。在冰的结构模型中，每个水分子最多与相邻的___________个水分子相连接。同为分子晶体，但干冰中CO2的配位数(即一个分子周围最邻近的分子的数目)大于冰中水分子的配位数，其原因是___________。
15．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_______。
16．回答下列问题
(1)A、B、C、D为四种晶体，性质如下：
A．固态时能导电，能溶于盐酸
B．能溶于CS2，不溶于水
C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水
D．固态、液态时均不导电，熔点为3 500 ℃
试推断它们的晶体类型：A．_______；B．_______；C．_______；D．_______。
(2)如图所示的甲、乙、丙三种晶体：
试推断，甲晶体的化学式(X为阳离子)：_______；
乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是_______；丙晶体中每个D周围结合E的个数是_______。
17．碳的一种同素异形体——石墨，其晶体结构及晶胞如图1、图2所示。则石墨晶胞含碳原子个数为_______个。已知石墨的密度为ρg·cm-3，C-C键键长为rcm，阿伏加德罗常数的值为NA，计算石墨晶体的层间距d为_______cm。
18．判断下列晶体类型。
(1)SiI4：熔点120.5 ℃，沸点287.4 ℃，易水解：_________________。
(2)硼：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大：________________。
(3)硒：熔点217 ℃，沸点685 ℃，溶于氯仿：___________________。
(4)锑：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，导电：____________________。
(5)三氯化铁常温下为固体,熔点282 ℃,沸点315 ℃,在300 ℃以 上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为______________。
(6)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为____。
19．(1)已知3种原子晶体的熔点数据如下表：
金刚石 碳化硅 晶体硅
熔点/℃ ＞3550 2600 1415
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是_______。
(2)提纯含有少量氯化钠的甘氨酸样品：将样品溶于水，调节溶液的pH使甘氨酸结晶析出，可实现甘氨酸的提纯。其理由是_______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．分子晶体中不一定存在共价键，比如稀有气体分子晶体没有化学键，故A错误；
B．在晶体中只要有阳离子不一定有阴离子，比如金属晶体中有金属阳离子和自由电子，故B错误；
C．双分子膜具有选择渗透性，细胞和细胞器的双分子膜具有“自组装”特征，故C正确；
D．区分晶体和非晶体最可靠的方法是X 射线衍射法，故D错误。
综上所述，答案为C。
2．D
【详解】A．暖冰为在强电场作用下使液态水瞬间凝固结晶形成，属于分子晶体，A错误；
B．干冰为二氧化碳，暖冰为水，故“暖冰”分子与干冰分子的空间结构不相同，B错误；
C．水为极性分子、甲烷为对称结构是非极性分子，C错误；
D．水分子中氧电负性较强，能形成氢键；在强电场作用下，水分子间更易形成分子间氢键，因而可制得“暖冰”，D正确；
故选D。
3．B
【分析】设铁原子半径为r，晶胞α是体心立方堆积，1个晶胞含有2个铁原子，晶胞的边长为；晶胞β是面心立方堆积，1个晶胞含有4个铁原子，晶胞的边长为；晶胞θ是简单立方堆积，1个晶胞含有1个铁原子，晶胞的边长为；
βθ
【详解】A．晶胞α的空间利用率是；晶胞β的空间利用率是；晶胞θ的空间利用率是；三种晶胞α、β、θ 的空间利用率由大到小顺序为β>α>θ，故A错误；
B．三种晶胞α、β、θ的边长之比为：：=：3，故B正确；
C．晶胞α的密度是 、晶胞β的密度是 、晶胞θ的密度是 ，密度比为故C错误；
D、晶胞α铁原子配位数是8，晶胞β铁原子配位数是12，晶胞θ铁原子配位数是6，故D错误；
选B。
4．C
【详解】A. 已知将lmol金属转变成气态原子所需的最小能量称为原子化热，由图可知，Na(s)的原子化热为△H1，故A正确；
B. 第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，由图可知，Na的第一电离能为△H3，故B正确；
C. 键能是指气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量，由图可知，C1-C1键的键能为2△H2，故C错误；
D. 晶格能是指气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，由图可知，NaCl的晶格能为△H5，故D正确；
故选C。
5．C
【详解】A．甲烷、氨气和水中碳原子、氮原子和氧原子的价层电子对数都为4，孤对电子对数分别为0、1、2，孤对电子对数越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小，则甲烷、氨气、水分子中键角依次减小，故A错误；
B．四氢合铝离子中铝原子的价层电子对数为4，铝原子的杂化方式为sp3杂化，故B错误；
C．由配合物的化学式可知，配合物中铬离子为中心离子，氨分子、水分子和内界的1个氯离子为配位体，配位数为6，故C正确；
D．氧化镁和氯化钠都是离子晶体，氧化镁的晶格能大于氯化钠，所以氧化镁的熔点高于氯化钠，故D错误；
故选C。
6．B
【分析】离子晶体一般熔点较高，熔融时可导电，某些分子晶体溶于水后也可以发生电离而导电，若电离出，则能与酸化的溶液反应产生白色沉淀，以此解答该题。
【详解】A．常温下的状态，是淡黄色液体，为无色液体，说明两者沸点较低，故其为分子晶体，故A错误；
B．、、的熔点均较低，故其为分子晶体，故B正确；
C．电解质中既有离子化合物，也有共价化合物，无论、、是否为离子化合物，它们在水溶液中均能与水作用产生氯离子，滴入酸化的溶液产生白色沉淀，故C错误；
D．分子晶体溶于水也可发生电离而导电，如HCl等，不能根据溶液是否导电判断化合物是否为离子化合物，故D错误；
答案选B。
7．B
【详解】A、冰在0℃时是固体，而干冰则变为气体，A项错误；
B、冰的结构中，由于分子间存在氢键及氢键具有方向性，故晶胞中存在空隙，利用率降低，B项正确；
C、冰中的分子间既有氢键又有范德华力，而干冰中的分子间只有范德华力，C项错误；
D、和中均存在极性键，由于分子空间结构不同，是非极性分子，是极性分子，D项错误;
答案选Ｂ。
8．B
【详解】A．冰融化成水，破坏的是范德华力和氢键，分子间空隙减小，密度增大，A正确；
B．足球烯为分子晶体，不是共价晶体，B错误；
C．干冰晶体属于面心立方结构，以顶点处分子为例，离顶点分子距离最近的二氧化碳分子位于面心，一个平面上有4个二氧化碳分子与顶点处分子紧邻，共三个面，则一个二氧化碳分子周围有12个紧邻分子，C正确；
D．金刚石晶体中，每个碳原子形成4个共价键，每条共价键为2个碳原子共用，则每个碳原子形成的共价键为，故碳原子与碳碳键之比为1：2，D正确；
故答案选B。
9．C
【详解】A．SiC晶体属于共价晶体，由共价键构成的具有空间立体网状结构，A正确；
B．m的坐标参数为(，，)，晶胞中n的坐标参数为(，，)，B正确；
C．晶胞中Si的位置与金刚石中碳原子位置一样，所以晶胞中位于顶点的Si原子，与之距离最近且相等的Si原子位于面心，共有12个，C错误；
D．Si原子与C原子之间最短距离是体对角线的，最短距离为apm，D正确；
故选C。
10．B
【详解】A．少量氨水与硝酸银溶液反应生成氢氧化银白色沉淀，则步骤1中观察到的白色沉淀为氢氧化银，故A正确；
B．由题意可知，步骤2发生的反应为氧化银与氨水反应生成氢氧化四氨合银和水，得到的溶液中含有四氨合银离子、铵根离子和硝酸根离子，故B错误；
C．由题意可知，步骤3发生的反应为氢氧化四氨合银和葡萄糖发生氧化反应生成葡萄糖酸铵、银和水，反应中葡萄糖表现还原性，故C正确；
D．由晶胞结构可知，位于顶点的银原子与位于面心的银原子的距离最近，则晶胞中银原子周围等距且紧邻的银原子有12个，故D正确；
故选B。
11．D
【详解】由于AB=2CD，而AB、CD间的电阻却相等，说明样品横向(AB)与纵向(CD)的导电性不同，具有各向异性，而晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为晶体。
12．D
【详解】A．甲烷是分子晶体，甲烷晶胞中的一个球表示一个CH4分子，A错误；
B．与位于晶胞顶点的CH4分子为例，与其等距离且最近的CH4分子个数为3××8=12，B错误；
C．一个甲烷晶胞中含有的CH4分子个数==4，C错误；
D．两个最近的甲烷分子之间的距离为晶胞面对角线的一半即apm=0.707apm，D正确；
选D。
13．(1)异硫氰酸分子间可形成氢键
(2)SiX4是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大
(3)丙烯醇分子之间能形成氢键
(4)石墨晶体为层状结构，层间作用力为范德华力，硬度小，层内碳原子间以共价键结合，熔沸点高
(5)HCHO能与H2O形成氢键而CO2不能；HCHO和H2O为极性分子，CO2为非极性分子，根据相似相溶原理，HCHO更易溶于水
(6)氨气分子间存在氢键，汽化时克服分子间氢键，需要消耗大量的能量
【详解】（1）异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键，所以硫氰酸(H－S－C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H－N=C=S)；
（2）SiX4是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，故SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4沸点依次升高；
（3）丙烯醇(CH2=CH－CH2OH)与丙醛(CH3CH2CHO)相对分子质量相等，但丙烯醇分子之间能形成氢键，故两者沸点相差较大，前者较高；
（4）石墨晶体为层状结构，层间作用力为范德华力，硬度小，层内碳原子间以共价键结合，熔沸点高；
（5）HCHO能与H2O形成氢键而CO2不能；HCHO和H2O为极性分子，CO2为非极性分子，根据相似相溶原理，HCHO更易溶于水，因此常温下，1L水中大约可溶解CO2、HCHO的体积分别为1L、480L；
（6）氨气分子间存在氢键，汽化时克服分子间氢键，需要消耗大量的能量。
14． 12 4 在冰中水分子之间存在氢键，氢键有方向性，导致液态水分子形成冰时存在较大的空隙，其配位数比较少；干冰中的CO2分子之间以范德华力结合，形成的晶体类型是立方面心最密堆积。
【详解】干冰晶体是立方面心结构，在晶体中每个CO2周围等距且紧邻的CO2有个；在冰的晶体中，每个水分子被相邻的4个水分子包围，形成的是变形的正四面体结构，所以每个水分子最多与相邻的4个水分子相连接；水分子间存在氢键，且氢键有方向性，导致液态水分子形成冰时存在较大的空隙，其配位数比较少，当其受热融化时氢键被破；而干冰晶体中CO2分子之间只存在范德华力，形成的分子晶体是通过范德华力结合，形成的是立方面心最密堆积。
15．(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。
16．(1) 金属晶体 分子晶体 离子晶体 共价晶体
(2) X2Y 1:3:1 8
【详解】（1）A．固态时能导电，能溶于盐酸，所以A是金属晶体；
B．能溶于CS2，不溶于水，CS2是非极性溶剂，B是分子晶体；
C．固态时不导电，液态时能导电，可溶于水，离子晶体在熔融状态下能导电，C是离子晶体；
D．固态、液态时均不导电，熔点为3 500 ℃，熔点高，属于共价晶体；
（2）根据均摊原则，甲晶胞中X原子数为1、Y原子数为，甲晶体的化学式为X2Y；
根据均摊原则，乙晶体中A、B、C三种微粒数分别是、、1，个数比是1:3:1；根据丙晶体的晶胞图，丙晶体中每个D周围结合E的个数是8。
17． 4
【详解】根据均摊法，石墨晶胞中碳原子分别位于顶点(8个)、棱心(4个)、面心(2个)、内部(1个)，所以个数为8×+4×+2×+1=4；晶胞的底面图为 ，则有=r×sin60°，可得a=r，则底面菱形的高为=r，所以底面积为r×r，晶胞的高为2d，所以晶胞的体积为V=r×r×2d=3r2dcm3，晶胞的密度====g cm-3，解得d=cm。
18．(1)分子晶体
(2)原子晶体
(3)分子晶体
(4)金属晶体
(5)分子晶体
(6)2:1
【详解】（1）SiI4为低熔沸点化合物，为分子晶体；
（2）熔沸点高，硬度大，是典型的原子晶体的特征，故硼为原子晶体；
（3）硒溶于有机溶剂氯仿，显然不属于原子晶体和金属晶体，应为分子晶体；
（4）据导电性，确认锑为金属晶体；
（5）三氯化铁为低熔沸点,易升华。易溶于水,也易溶于有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为分子晶体；
（6）面心立方晶胞含有的原子个数为,体心立方晶胞中含有的原子个数为，所以面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为4：2=2：1。
19． 原子半径C＜Si（或键长C-C＜Si-Si），键能C-C＞Si-Si 当调节溶液pH至甘氨酸主要以两性离子的形态存在时（即等电点，此时两性离子间相互吸引力最大），溶解度最小
【详解】(1)原子半径的大小决定键长大小，键长越短键能越大，此时物质的熔、沸点越高，在C和Si组成的物质中原子半径C＜Si（或键长C-C＜Si-Si），键能C-C＞Si-Si，故金刚石的熔点高于晶体硅的熔点；
(2) 当调节溶液pH至甘氨酸主要以两性离子的形态存在时（即等电点，此时两性离子间相互吸引力最大），溶解度最小，此时析出的固体为甘氨酸，可以实现甘氨酸的提纯。
答案第1页，共2页
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