第3章不同聚集状态的物质与性质综合复习训练(含解析）2023——2024学年鲁科版（2019）高中化学选择性必修2

第3章不同聚集状态的物质与性质综合复习训练
姓名（）班级（）学号（）
一、选择题
1．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是
A．CaO2晶体中，Ca2+的配位数为6
B．氧化镁晶体中，与Mg2+距离最近且等距的Mg2+有8个
C．碘晶体中，存在非极性共价键和范德华力
D．金刚石晶体中，碳碳键的键角为109°28′
2．近日，中南大学何军团队发表了对新型单元素半导体材料黑砷晶体b-As的研究成果，其三维结构如图所示。下列说法错误的是
A．与石墨相比，黑砷晶体中的As更易结合
B．As原子的杂化方式与石墨中C原子不同
C．与相比，同压下黑砷晶体的沸点更低
D．As原子与键的个数比为
3．六氟磷酸盐离子液体可用于有机合成的溶剂和催化剂，其结构如图所示，下列说法错误的是
A．阳离子中碳原子有sp2和sp3两种杂化方式
B．阴、阳离子体积较大，离子之间作用力较强，晶体的熔点较高
C．该物质中存在的化学键类型：离子键、共价键
D．除H和P原子外，其他原子均符合8电子稳定结构
4．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其晶胞结构如下图，其中的每个原子均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是
A．磷化硼属于混合晶体
B．磷化硼晶体中存在配位键
C．磷化硼晶体在熔融状态下可作离子导体
D．磷化硼晶体中微粒的空间堆积方式与氯化钠相同
5．硒化锌是一种重要的半导体材料，图甲为其立方晶胞结构，图乙是其晶胞的俯视图。已知阿伏加德罗常数的值为NA，a点的坐标为(0，0，0)，b点的坐标为(1，1，1)，晶胞参数为npm。下列说法错误的是
A．基态Se2-的简化电子排布式为[Ar]3d94s24p6
B．c点Zn2+的坐标为(，，)
C．晶体中相邻两个Zn2+的最短距离为势pm
D．晶体中每个Se2-周围紧邻且距离相等的Se2-共有12个
6．下图是某富锂超离子导体的立方体晶胞，阿伏加德罗常数的值为 下列说法错误的是
A．晶体的化学式为Li3OCl
B．图中氧原子的配位数为6
C．图中Cl-O原子的最近距离与Li-O原子的最近距离相等
D．图中晶体密度为 g/cm3
7．过氧化钙晶体的晶胞结构如下图所示，已知该晶胞的密度是ρg·cm 3(NA表示阿伏伽德罗常数)。下列表述不正确的是
A．基态Ca2+的电子排布式：1s22s22p63s23p6
B．过氧化钙电子式：
C．晶体中Ca2+紧邻6个O
D．晶胞结构中最近的两个Ca2+间的距离为：nm
8．经理论计算预测，一种由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb形成的新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为金刚石晶体中的C原子被Hg、Ge和Sb取代后形成。其晶胞如图所示，下列说法正确的
A．、、三种元素都位于周期表的ds区
B．设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为
C．晶体中与距离最近的的数目为6
D．X晶体是一种合金，内部有自由电子，是电的良导体
9．物质结构决定物质性质。下列物质性质描述与结构因素都正确的是
选项 物质性质 结构因素
A． 酸性：HCOOHB． 沸点：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛 相对分子质量
C． 硬度：SiC>Si 晶体类型
D． 溶解度：S在CS2中溶解度高于水中 分子的极性
A．A B．B C．C D．D
10．已知：，晶胞如图所示，晶胞边长为a pm，设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A．该晶胞中含有4个
B．离最近的有12个
C．该晶体的密度为
D．上述反应中，每生成，转移电子数为
11．几种晶体的晶胞（或晶体结构）如图所示，下列说法正确的是
A．中的配位数大于干冰中分子的配位数
B．晶胞中，分子的排列方式只有1种方向
C．若金刚石的晶胞边长为，其中两个最近的碳原子之间的距离为
D．石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，所以石墨是一种混合型晶体
12．某锂电池的负极材料由锂原子嵌入石墨烯层间形成，其晶胞结构如图甲，下列说法错误的是
A．该晶体的化学式为LiC6
B．1号、2号Li之间的距离为
C．图乙可表示该化合物沿z轴的局部投影图
D．利用X射线衍射实验可测得晶胞参数α、β、γ
13．是钙钛矿太阳能电池的重要吸光材料，其晶胞结构如图1所示，提出降解的机理如图2所示。
下列说法不正确的是
A．的键角小于的键角 B．1个晶胞含有3个
C．中C和N原子的杂化方式相同 D．可与反应生成和
14．铁有δ、γ、α三种同素异形体，其晶胞结构如图所示，下列判断正确的是
A．δ、γ、α铁晶体中存在金属阳离子和阴离子
B．晶胞中所含有的铁原子数为9
C．δ、α两种晶胞中铁原子周围等距离且最近的铁原子个数之比为3∶1
D．若晶胞棱长为acm，晶胞棱长为bcm，则两种晶体的密度比为
15．碳化硅俗称金刚砂，与金刚石结构相似，其晶胞如图所示。下列说法正确的是
A．碳化硅的熔点比金刚石高
B．该晶体熔化时需破坏范德华力
C．与碳原子紧邻等距的碳原子数目为4
D．该晶体中由共价键形成的最小环上有6个原子
二、填空题
16．砷化镓(GaAs)是当前最重要、技术成熟度最高的半导体材料之一，我国“玉兔二号”月球车就是通过砷化镓太阳能电池提供能量。
(1)GaAs、GaN结构相似，晶体类型都为共价晶体，沸点GaAs GaN(填“>”或“<”，下同)，第一电离能Ga As。
(2)成语“信口雌黄”中雌黄的分子式为，分子结构如图，As原子的杂化方式为 。
(3)GaAs的晶胞结构如图，在GaAs晶体中，与As原子最近且等距离的As原子数为 。
17．化学反应伴随能量变化，获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中，属于放热反应的是 (填字母)。
A．碳与水蒸气反应
B．铝和氧化铁反应
C． CaCO3受热分解
D．氢气还原三氧化钨制取钨
E. 锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径
①已知：
化学键 Si-O Si-Cl H-H H-Cl Si-Si Si-C
键能(kJ·mol-1) 460 360 436 431 176 347
则：SiCl4(g)＋2H2(g)= Si(s)＋4HCl(g)的反应热
②已知在常温常压下：
i、2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)　
ii、H2O(l)=H2O(g)　
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(3)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，硫酸溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为 。
(4)最近科学家研制出超薄铁磁β-MnSe半导体，β-MnSe的晶胞结构如图所示。
①β-MnSe中Mn的配位数为 。
②Mn2+的价电子排布式为 。
三、解答题
18．钴合金是以铂为基的含钴二元合金，在高温下，铂与钻可无限互熔，其固熔体为面心立方晶格。
(1)Co元素在周期表中属于 区，其基态原子的价电子排布图为 。
(2)二氯二吡啶合铂分子是一种铂配合物，有顺式和反式两种同分异构体(如图)。科学研究表明，顺式分子具有抗癌活性。
①顺式二氯二吡啶合铂分子中不存在的化学键类型为 (填字母)。
A．共价键　　　B．离子键　　　C．氢键　　　D．范德华力　　　E．配位键
②反式二氯二吡啶合铂分子是 分子(填“极性”或“非极性”)。
③吡啶分子是大体积平面形配体，吡啶中原子的杂化方式为 ，吡啶分子中与形成配位键的电子对位于原子的 轨道上。
(3)金属铂晶体中，铂原子的配位数为12，其立方晶胞沿轴的投影图均为如下图所示，若金属铂的密度为原子的半径为，则晶胞参数a= (用含的表达式表示，下同)，该堆积方式中的空间利用率为 。
19．回答下列问题。
(1)写出基态As原子的简化电子排布式： ，其核外有 种不同空间运动状态的电子。
(2)1 mol [Ni(NH3)6]SO4中σ键的数目为 NA。
(3)SCN-中C原子的杂化轨道类型为 ，其中含有两个相同的大π键，其形式为 (用表示，n为原子数，m为电子数)，检验Fe3+时，SCN-以S原子配位不以N原子配位的原因是 。
(4)某主族元素的电离能I1～I7数据如表所示(单位：kJ/mol)，可推测该元素位于元素周期表第 族。
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
578 1817 2748 11575 14830 18376 23293
(5)光气(COCl2)分子中，所有原子均满足8电子稳定结构，其电子式为 。
(6)下列酸中：CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH，酸性最强的是 。
(7)已知：硫代乙酰胺()在酸性溶液中会水解为乙酰胺()和硫化氢，硫代乙酰胺比乙酰胺的沸点低，解释其原因为 。
(8)H3BO3分子中的O-B-O的键角 (填“大于”“等于”或“小于”)中的H-B-H的键角，判断依据是 。
(9)Bi2O3的立方晶胞结构如图所示，以A点为原点建立分数坐标，已知A点坐标为(0，0，0)，B点坐标为(，，)，则C点坐标为 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．B
【详解】A．由图可知，Ca2+位于顶点和面心，过氧根位于棱心和体心，距Ca2+等距且最近的过氧根位于上下前后左右，共有6个，即CaO2晶胞中，Ca2+的配位数为6，A正确；
B．氧化镁晶体中，距顶点的Mg2+最近且等距的Mg2+位于面心，个数为12，B错误；
C．在碘晶体中，I2分子间存在范德华力，I2分子内存在碘碘非极性共价键，C正确；
D．在金刚石晶体中，每个C原子采取sp3杂化轨道与相邻的4个碳原子结合，碳碳键夹角为109°28′，D正确；
故选B。
2．C
【详解】A．与石墨相比，黑砷晶体中的As最外层有5个电子，因此黑砷晶体更易结合，故A错误；
B．石墨中C原子为sp2杂化，As原子的杂化方式为sp3，故B正确；
C．是分子晶体，黑砷晶体类似于石墨，石墨晶体中既有共价键，又有金属键，还有范德华力，为混合晶体，所以同压下黑砷晶体的沸点更高，故C错误；
D．每个As原子与周围三个As原子结合形成共价键，因此As原子与键的个数比为，故D正确。
综上所述，答案为C。
3．B
【详解】A．阳离子中单键碳原子的杂化方式为sp3杂化，双键碳原子为sp2杂化，共有2种，故A正确；
B．由图可知，六氟磷酸盐离子液体为离子化合物，化合物中阴、阳离子体积较大，离子之间作用力较弱，导致形成的晶体熔点较低，故B错误；
C．由图可知，六氟磷酸盐离子液体中阴阳离子间存在离子键，阴阳离子内部存在共价键，故C正确；
D．由图可知，六氟磷酸盐离子液体中氢原子和磷原子不符合8电子稳定结构，碳原子、氮原子和氟原子均符合8电子稳定结构，故D正确；
故选B。
4．B
【详解】A．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，晶体中仅含共价键，属于共价晶体，A项错误；
B．B原子最外层有3个电子，P原子最外层有5个电子，磷化硼晶体中每个原子均满足8电子稳定结构，则每个B形成3个普通的B—P共价键、还有1个共价键由P单方面提供孤电子对与B共用，即存在配位键，B项正确；
C．磷化硼晶体在熔融状态下不导电，不能作离子导体，C项错误；
D．磷化硼晶体中微粒的配位数为4，NaCl晶体中微粒的配位数为6，两者微粒的空间堆积方式不同，D项错误；
答案选B。
5．A
【详解】A．Se为34号元素，Se2-核外电子数为34+2=36，根据能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则，基态Se2-的电子排布式为[Ar]3d104s24p6，A错误；
B．将晶胞分成8个小立方体，c原子位于左后上方的小立方体的体心上，a点坐标为(0，0，0)，b点坐标为为(，，)，则c点Zn2+的坐标为(，，)，B正确；
C．c点Zn2+的坐标为(，，)，与c点Zn2+最近的Zn2+的坐标为(，，)，故晶体中相邻两个Zn2+的最短距离为势pm ，C正确；
D．以晶体中顶点Se2-为中心，周围紧邻且距离相等的Se2-为面心的Se2-，共有12个，D正确；
故选A。
6．C
【详解】A．根据均摊法，晶胞中含Li：=3，O：，Cl：，晶体的化学式为Li3OCl，故A正确；
B．晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，氧原子的配位数为6，故B正确；
C．Cl-O原子的最近距离=pm，Li-O原子的最近距离=pm，故C错误；
D．1个晶胞的质量为，晶胞的体积为a310-30cm3，则晶胞的密度为g/cm3，故D正确。
答案选C。
7．D
【详解】A．Ca原子序数20，基态Ca2+的核外电子排布式：1s22s22p63s23p6，A正确；
B．过氧化钙为离子化合物，电子式：，B正确；
C．根据晶胞结构，与Ca2+紧邻6个O，C正确；
D．晶胞结构中最近的两个Ca2+间的距离为面对角线的一半。晶胞中含钙离子数目：，含过氧根离子数目：，假设晶胞棱长为a，晶胞密度为ρg·cm 3，根据晶胞密度计算公式：g·cm 3，解得，即晶胞结构中最近的两个Ca2+间的距离：，D错误；
答案选D。
8．B
【详解】A．Hg元素位于周期表的ds区，Ge、Sb两种元素都位于周期表的p区，A错误；
B．根据均摊法，X晶胞中Hg的个数为，Ge的个数为，Sb的个数为8，则晶体的化学式为HgGeSb2，设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为，B正确；
C．由图可知，离面心Hg原子最近的Sb原子有4个，C错误；
D．由题干可知，新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料，不是电的良导体，D错误；
故选B。
9．D
【详解】A．甲酸酸性强于乙酸，性质描述错误，A错误；
B．对羟基苯甲醛的沸点高于邻羟基苯甲醛的原因是对羟基苯甲醛易形成分子间氢键，B错误；
C．硬度：SiC>Si的理由是Si-C的键能大于Si-Si，二者均属于共价晶体，与晶体类型无关，C错误；
D．CS2和S属于非极性分子，H2O属于极性分子，根据相似相溶，溶解度：S在CS2中溶解度高于水中，D正确；
故选D
10．B
【详解】A．根据晶胞结构可知，小黑球为Fe2+位于棱上和体心，数目为，小灰球为位于顶点和面心，数目为，根据化学式为可知该晶胞中含有4个，A正确；
B．根据晶胞结构可知，与Fe2+（位于体心的小黑球）距离最近且相等的有6个，则Fe2+的配位数为6，B错误；
C．在晶胞中，含Fe2+个数为=4，含个数为=4，则晶胞密度为=，C正确；
D．根据方程式中O2的变化可知O化合价降低为-2价，那么消耗1molO2转移4mol，由此可得，计算可知每生成，转移电子数为，D正确；
故答案选B。
11．D
【详解】A．NaCl晶体中Na+的配位数为6；干冰中CO2分子的配位数为12，所以NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数，A错误；
B．干冰晶体中二氧化碳分子的排列方向有4种，即在顶点上1种，3对面心上3种，B错误；
C．若金刚石的晶胞边长为acm，其中两个最近的碳原子之间的距离为晶胞体对角线长度的=acm，C错误；
D．石墨晶体层内是共价键，层间是范德华力，有共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征，所以石墨为混合型晶体，D正确；
故答案为：D。
12．BC
【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的锂原子个数为8×=1，位于面上和体内的碳原子个数为8×+2=6，则晶体的化学式为LiC6，故A正确；
B．由晶胞结构可知，晶胞的底面是夹角不是90 的平行四边形，1号、2号锂原子之间的距离为面对角线，由碳原子之间的距离为apm可知，晶胞的边长为3apm，则1号、2号锂原子之间的距离不可能为，故B错误；
C．由晶胞结构可知，化合物LiC6沿z轴的局部投影图为，故C错误；
D．由晶胞结构可知，晶胞的底面是夹角不是90 的平行四边形，所以可以利用X射线衍射实验可测得晶胞参数α、β、γ，故D正确；
故选BC。
13．A
【详解】A．中只有一对孤电子对，中有2对孤电子对，孤电子对越多，形成的斥力越大，键角越小，所以的键角大于的键角，A错误；
B．1个晶胞中，含有阴影球：1个，白球：，含有黑球：，结合物质化学式可知，1个晶胞含有3个，B正确；
C．中C形成4个共价键，杂化轨道数为4，属于sp3杂化，N形成3个共价键，含1对孤电子对，杂化轨道数为4，属于sp3杂化，C正确；
D．H2O分子中的O原子上含有孤对电子能够与H+形成配位键结合形成H3O+，因此H2O可与反应生成H3O+和CH3NH2，D正确；
答案选A。
14．D
【详解】A．金属晶体中存在金属阳离子和自由电子，不存在阴离子，A错误；
B．根据“均摊法”，晶胞中含个Fe，B错误；
C．由图可知，δ-Fe晶胞中Fe原子的配位数为8，α-Fe晶胞中铁原子的配位数为6，故二者晶胞中铁原子周围等距离且最近的铁原子个数之比为8∶6=4∶3，C错误；
D．根据“均摊法”， 晶胞中含个Fe，晶胞中含个Fe，则晶体密度比为，D正确；
故选D。
15．D
【详解】A．共价键的键长越短，键能越大，熔沸点越高，C-C键键长比C-Si键短，金刚石的熔点要高于碳化硅，A错误；
B．碳化硅晶体中的原子是通过共价键结合的，所以熔化时需要破坏共价键而不是范德华力，B错误；
C．在碳化硅的晶体结构中，每个碳原子都与4个硅原子和4个碳原子相邻，所以与碳原子紧邻等距的碳原子数目应该是12，C错误；
D．在碳化硅的晶体结构中，最小的环是由6个原子组成的，其中3个是碳原子，3个是硅原子，D正确；
故选D。
16．(1) < <
(2)
(3)12
【详解】（1）GaAs和GaN结构相似，均属于共价晶体，原子半径N＜As，键长Ga﹣N＜Ga﹣As，键能Ga﹣N＞Ga﹣As，导致沸点GaAs（2）由结构图可知，黑色球为As、白色球为S，分子中As原子形成3个σ键、还含有1对孤电子对，杂化轨道数目为3+1=4，杂化类型为sp3；
（3）以顶点As原子研究，与之最近的As原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，距离每个As原子最近且等距离的As原子数目=12。
17．(1)BE
(2) 236 CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
(3)
(4) 4
【详解】（1）A. 碳与水蒸气反应属于吸热反应；
B. 铝和氧化铁反应属于放热反应；
C. CaCO3受热分解属于吸热反应；
D. 氢气还原三氧化钨制取钨属于吸热反应；
E. 锌与盐酸反应属于放热反应；
综上BE属于放热反应；
（2）①焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，即；
② 由信息可写出甲醇燃烧热的化学方程式CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ，结合盖斯定律可知反应CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)可由方程式i和ii联立求得，即；
（3）甲烷或者其他有机物和氧气、稀硫酸构成的燃料电池中，氧气在正极得电子，有机物在负极失电子生成二氧化碳，由得失电子守恒、原子和电荷守恒可得；
（4）①由晶胞结构图知，Mn原子与周围距离最近且相等的Se原子构成正四面体，即配位数为4；
②基态锰原子核外电子排布式为，所以Mn2+的价电子排布式为。
18．(1) d
(2) B 非极性 sp2 2p
(3)
【详解】（1）Co元素原子序数为27，其在周期表中属于d区，其基态原子的价电子排布图为；
（2）①顺式二氯二吡啶合铂分子是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物，属于分子晶体，分子之间存在范德华力；Pt2+与Cl-、吡啶形成配位键；吡啶中碳原子之间形成非极性键、不同原子之间形成极性键，都属于共价键，没有离子键，该分子中也不能形成氢键，氢键、范德华力不是化学键，故答案为：B；
②反式二氯二吡啶合铂分子中Cl-、吡啶均关于Pt2+呈对称结构，分子中正负电荷重心重合，属于非极性分子；
③由吡啶的结构简式可以看出，N原子形成2个σ键，N上还有1对孤电子对，吡啶分子中氮原子的杂化方式是sp2杂化；吡啶分子中与形成配位键的电子对位于原子的2p轨道上；
（3）根据图知，该金属为面心立方晶胞，每个面对角线上的3个原子紧密相邻，晶胞中Pt原子个数=8×+6×=4，则晶胞参数a=；该堆积方式中的空间利用率为==。
19．(1) [Ar]3d104s24p3 18
(2)28
(3) sp S元素的电负性小，离子中S原子易给出孤对电子
(4)ⅢA
(5)
(6)CF3COOH
(7)乙酰胺分子间氢键的强度大于硫代乙酰胺，数目多于硫代乙酰胺
(8) 大于 H3BO3分子中的B采取sp2杂化，而中的B采取sp3杂化，sp2杂化形成的键角大于sp3杂化
(9)(，，)
【详解】（1）As的原子序数为33，最外层5个电子，简化的核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p3，核外电子占据了18个原子轨道，每个原子轨道电子的空间运动状态不同，故有18种不同空间运动状态的电子；
（2）SO中有4个σ键，[Ni (NH3)6]2+中有6个配位键、18个N-H，[Ni (NH3)6]2+中有24个σ键，故1mol[Ni (NH3)6]SO4中含有28mol σ键，σ键数目为：28NA；
（3）SCN-和CO2互为等电子体，与CO2空间构型相同，都是直线形分子，SCN-中C原子的价层电子对个数是2，采用sp杂化；离子中碳原子未参与杂化的2个p电子与硫原子和氮原子的p电子形成大π键，其形式为；硫氰酸根离子中硫元素的电负性小于氮元素，相对于氮原子，硫原子易给出孤对电子，所以检验铁离子时，离子以硫原子配位不以氮原子配位；
（4）I3到I4发生突跃，可推测该元素最外层有3个电子，该元素为于元素周期表的第ⅢA族；
（5）COCl2分子中碳原子和氧原子之间存在双键，COCl2的电子式为；
（6）若分子中存在含有强吸引电子基团，能使-OH上的H原子活泼性增强而使该物质的酸性增强，吸电子的能力，-F＞-Cl＞-H，酸性最强的是CF3COOH；
（7）硫代乙酰胺的相对分子质量比乙酰胺的相对分子质量大，硫代乙酰胺比乙酰胺的沸点低，说明乙酰胺分子间氢键的强度大于硫代乙酰胺，数目多于硫代乙酰胺；
（8）①H3BO3分子中的B采取sp2杂化，键角为120°，而中的B采取sp3杂化，键角为109°28′，sp2杂化形成的键角大于sp3杂化；
（9）Bi2O3的立方晶胞结构如图所示，以A点为原点建立分数坐标，已知A点坐标为(0，0，0)，B点坐标为(，，)，则C点体对角线的四分之一处，其坐标为(，，)。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页