阶段重点突破练(五)
(分值:60分)
一、选择题(本题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题4分,共40分。)
1.(2023·丹东期末)下列有关晶体结构说法错误的是 ( )
NaCl晶胞中距Na+最近的Cl-可形成正八面体
干冰晶胞中CO2的取向不完全相同
CaF2晶胞中Ca2+的配位数为4
金刚石中每个碳原子被12个六元环共用
2.下列选项中各物质的化学键类型相同、晶体类型也相同的是 ( )
HCHO、CO2、C2H5OH 金刚石、O2、F2
Ba(OH)2、H2O、CaCl2 I2、Ar、N2、单质硅
3.(2023·北京东城高二期末统考)石墨烯和石墨炔都是新型二维材料,其结构片段分别如下所示。下列说法正确的是 ( )
石墨烯与石墨炔均不能导电
石墨烯与石墨炔是碳的两种核素
按照“均摊法”,环Ⅰ和环Ⅱ中碳原子数之比为2∶9
若石墨烯和石墨炔中的碳原子数相同,则二者用于形成π键的电子数也相同
4.SiCl4的分子结构与CCl4相似,对其进行下列推测,不正确的是 ( )
SiCl4晶体是分子晶体
常温、常压下SiCl4是液体
SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子
SiCl4的熔点低于CCl4
5.(2023·山东威海高二期末联考)下列物质的熔点均按由高到低的顺序排列,且其原因是键能由大到小排列的是 ( )
铝、钠、二氧化碳
金刚石、碳化硅、晶体硅
碘化氢、溴化氢、氯化氢
二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳
6.根据物质的组成和分类,下列晶体分类中正确的一组是 ( )
选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
NH4Cl Ar C6H12O6 生铁
H2SO4 BN S Hg
CH3COONa SiO2 I2 Fe
Ba(OH)2 玛瑙 普通玻璃 Cu
7.某分子晶体结构模型如图,下列说法正确的是 ( )
该模型可以表示H2O的分子模型
图中每个线段代表化学键
表示的是非极性分子
空间网状结构,熔、沸点高
8.(2023·唐山二中高二期末)有关晶体的结构如下图所示,下列说法错误的是 ( )
Ni的晶胞结构如图所示,镍原子的配位数为12
在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数之比为1∶2
由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE
9.关于SiO2晶体的叙述中,正确的是 ( )
通常状况下,60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数)
60 g SiO2晶体中,含有2NA个Si—O键
晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点
因为硅和碳属于同一主族,所以SiO2晶体与CO2晶体类型相同
10.(2023·运城期中统考)已知,图甲为金属钠的晶胞,晶胞边长为a pm,其晶胞截面如图乙所示,将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数。图丙为Li2S晶胞截面,已知Li2S属立方晶体,假设晶胞边长为d pm。下列关于Li2S晶胞的描述错误的是 ( )
图丙(1)中y还可能等于1
“○”代表Li+
该晶胞中与Li+紧邻的S2-有4个
Li2S晶体的密度为×1030 g/cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值)
二、非选择题(本题共2小题,共20分。)
11.(11分)下列为几种晶体或晶胞的示意图。
请回答下列问题:
(1)(2分)上述晶体中,粒子之间以共价键结合形成晶体的是 。
(2)(2分)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为 。
(3)(3分)NaCl晶胞与MgO晶胞的结构相同,NaCl晶体的晶格能 (1分)(填“>”或“<”)MgO晶体,原因是 (2分)。
(4)(2分)每个Cu晶胞中实际占有 个Cu原子;CaCl2晶体中Ca2+的配位数为 。
(5)(2分)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还有一个重要的原因是
。
12.(9分)(1)(2分)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因 。
GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ -49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
(2)(2分)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 。
(3)(3分)单晶Ge具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为 (1分),微粒之间存在的作用力是 (2分)。
(4)(2分)晶胞参数描述晶胞的大小和形状,已知单晶Ge的晶胞(如图)参数a=565.76 pm,其密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。
阶段重点突破练(五)
1.C [在NaCl晶体中,Na+的前、后、左、右、上、下各有1个Cl-, 所以形成正八面体,A正确;冰晶体中的CO2分子存在4种不同取向(3对面心和顶角的CO2分子取向各不相同),干冰晶胞中CO2的取向不完全相同,B正确;在同一个晶胞中每个面心上的Ca2+连接4个F-,每个Ca2+连接两个晶胞,每个Ca2+连接8个F-,因此CaF2晶胞中Ca2+的配位数为8, C错误;金刚石每个C连接4个C—C键, 任2个C—C键(6种组合)都形成2个六元环, 因此金刚石晶体每个碳原子被12个六元环共用,D正确。]
2.A [HCHO、CO2、C2H5OH都是分子晶体,都只含共价键,故A正确;金刚石是共价晶体,O2、F2是分子晶体,故B错误;Ba(OH)2、CaCl2是离子晶体,H2O是分子晶体,故C错误;I2、Ar、N2是分子晶体,单质硅是共价晶体,故D错误。]
3.C [石墨烯和石墨炔都能导电,选项A错误;石墨烯和石墨炔是碳的两种同素异形体,不是核素,选项B错误;环Ⅰ中碳原子数为6×=2,环Ⅱ中碳原子数为4×3×+3×6×=9,环Ⅰ和环Ⅱ中碳原子数之比为2∶9,选项C正确;石墨烯含有碳碳双键而石墨炔含有碳碳三键,故二者碳原子数相同时用于形成键的电子数不相同,选项D错误。]
4. D [由于SiCl4具有分子结构,所以一定属于分子晶体,A项正确;影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小,在这两种分子中都只有范德华力,SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量,所以SiCl4的分子间作用力较大,熔、沸点应该比CCl4高,故SiCl4常温常压下为液体,B项正确， D项错误;CCl4的分子是正四面体结构,SiCl4与它结构相似,因此也应该是正四面体结构,是含极性键的非极性分子,C项正确。]
5.B [碘化氢、溴化氢、氯化氢、二氧化碳以及一氧化碳形成的晶体都是分子晶体,其熔点高低与分子间作用力大小有关,所以A、C、D都不符合;B项中的物质都是共价晶体,熔点大小顺序为金刚石>碳化硅>晶体硅,原因是C—C键的键长C—Si键的键能>Si—Si键的键能,故B符合题意。]
6.C [A.Ar是分子晶体不是共价晶体,A错误;B.H2SO4是分子晶体不是离子晶体,B错误;C.各物质分类均正确,C正确;D.普通玻璃属于非晶体,不是分子晶体,D错误。]
7.C [A.由题图可知,该分子结构为直线形,H2O为V形,故A错误;B.连接分子与分子间的线段表示分子间作用力,不属于化学键,故B错误;C.分子为AB2,结构为直线形,正负电荷重心重合,是由极性键构成的非极性分子,故C正确;D.分子晶体的熔、沸点较低,故D错误。]
8.D [Ni的晶胞属于面心立方堆积,Ni原子的配位数为=12,故A正确;根据均摊原则,在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有Ca2+数为8×+6×=4,故B正确;在金刚石晶体中,每个碳原子都和4个碳原子形成4个碳碳键,每个碳碳键被2个碳原子共用,所以每个碳原子平均连有4×=2个碳碳键,因此碳原子与碳碳键的个数之比为1∶2,故C正确;团簇分子中每一个原子都归该分子所有,由图可知一个团簇分子中含有4个E和4个F,所以该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4,故D错误。]
9.C [SiO2晶体是共价晶体,不存在分子,A错误;1 mol SiO2晶体存在4 mol Si—O键,所以60 g SiO2晶体即1 mol SiO2晶体含有4 mol Si—O键,故B错误;晶体中一个硅原子和四个氧原子,形成四面体结构,四个氧原子处于同一四面体的四个顶点,C正确;SiO2晶体是共价晶体,CO2晶体是分子晶体,D错误。]
10.B [由Li2S化学式以及离子半径可知,“○”代表S2-,S2-位于晶胞的顶点和面心,Li+位于晶胞内,故图丙(1)中y还可以等于1,A正确;由A选项可知,“○”代表S2-,B错误;晶胞中与Li+距离最近且相等的S2-有4个,C正确;设晶胞的密度为ρ g/cm3,由晶胞的质量公式可得:(d×10-10)3ρ=,解得ρ=×1030 g/cm3,D正确。]
11.(1)金刚石晶体 (2)金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰
(3)< MgO晶体中离子所带电荷数大于NaCl晶体中离子所带电荷数,且r(Mg2+)(5)H2O分子之间能形成氢键
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是金刚石晶体。
(2)熔点高低的一般规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体,冰和干冰属于分子晶体,熔点:冰>干冰;MgO和CaCl2属于离子晶体,熔点:MgO>CaCl2;金刚石是共价晶体,熔点最高,则熔点由高到低的顺序为金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰。
(3)因为MgO中阴、阳离子各带两个电荷,NaCl中阴、阳离子各带一个电荷,且镁离子半径小于钠离子半径,氧离子半径小于氯离子半径,根据离子半径越小,离子所带电荷数越多,晶格能越大,可得MgO晶体的晶格能大于NaCl晶体的晶格能。
(4)Cu原子占据晶胞的面心和顶点,则每个Cu晶胞中实际占有的Cu原子数为8×+6×=4;根据氯化钙的晶胞图可知,每个Ca2+周围距离最近且相等的Cl-有8个,所以CaCl2晶体中Ca2+的配位数为8。(5)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还因为水分子间存在氢键。
12.(1)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是组成和结构相似且晶体中没有氢键的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强 (2)O>Ge>Zn (3)sp3 共价键
(4)×107
解析 (1)由表中数据可知几种锗卤化物的熔、沸点都较低,都属于分子晶体,组成和结构相似且晶体中没有氢键,随着相对分子质量的逐渐增大,其分子间作用力逐渐增强,故熔、沸点逐渐升高。(2)Zn、Ge、O三种元素中,Zn和Ge是金属元素,O是非金属元素。O的电负性比Zn和Ge的大,又根据同周期元素的电负性从左到右逐渐增大的规律,可知电负性:O>Ge>Zn。(3)由于单晶锗具有金刚石型的结构,故每个锗原子与相邻的四个锗原子形成四个共价键,其原子轨道杂化类型为sp3杂化。(4)由锗单晶的晶胞图可知,该晶胞中位于顶点的有8个原子,位于面心的有6个原子,位于内部的有4个原子,则一个晶胞中所含有的锗原子个数为8×+6×+4=8,再由晶胞参数可知该晶胞边长为565.76 pm,则其密度为 g·cm-3,代入NA的值即可得×107 g·cm-3。(共27张PPT)
阶段重点突破练(五)
第 章 不同聚集状态的物质与性质
3
一、选择题(本题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。)
1.(2023·丹东期末)下列有关晶体结构说法错误的是( )
C
A.NaCl晶胞中距Na＋最近的Cl－可形成正八面体
B.干冰晶胞中CO2的取向不完全相同
C.CaF2晶胞中Ca2＋的配位数为4
D.金刚石中每个碳原子被12个六元环共用
解析 在NaCl晶体中，Na＋的前、后、左、右、上、下各有1个Cl－， 所以形成正八面体，A正确；冰晶体中的CO2分子存在4种不同取向(3对面心和顶角的CO2分子取向各不相同)，干冰晶胞中CO2的取向不完全相同，B正确；在同一个晶胞中每个面心上的Ca2＋连接4个F－，每个Ca2＋连接两个晶胞，每个Ca2＋连接8个F－，因此CaF2晶胞中Ca2＋的配位数为8, C错误；金刚石每个C连接4个C—C键， 任2个C—C键(6种组合)都形成2个六元环， 因此金刚石晶体每个碳原子被12个六元环共用，D正确。
2.下列选项中各物质的化学键类型相同、晶体类型也相同的是( )
A.HCHO、CO2、C2H5OH B.金刚石、O2、F2
C.Ba(OH)2、H2O、CaCl2 D.I2、Ar、N2、单质硅
解析 HCHO、CO2、C2H5OH都是分子晶体，都只含共价键，故A正确；金刚石是共价晶体，O2、F2是分子晶体，故B错误；Ba(OH)2、CaCl2是离子晶体，H2O是分子晶体，故C错误；I2、Ar、N2是分子晶体，单质硅是共价晶体，故D错误。
A
3.(2023·北京东城高二期末统考)石墨烯和石墨炔都是新型二维材料，其结构片段分别如下所示。下列说法正确的是( )
C
A.石墨烯与石墨炔均不能导电
B.石墨烯与石墨炔是碳的两种核素
C.按照“均摊法”，环Ⅰ和环Ⅱ中碳原子数之比为2∶9
D.若石墨烯和石墨炔中的碳原子数相同，则二者用于形成π键的电子数也相同
4.SiCl4的分子结构与CCl4相似，对其进行下列推测，不正确的是( )
A.SiCl4晶体是分子晶体
B.常温、常压下SiCl4是液体
C.SiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子
D.SiCl4的熔点低于CCl4
D
解析 由于SiCl4具有分子结构，所以一定属于分子晶体，A项正确；影响分子晶体熔、沸点的因素是分子间作用力的大小，在这两种分子中都只有范德华力，SiCl4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量，所以SiCl4的分子间作用力较大，熔、沸点应该比CCl4高，故SiCl4常温常压下为液体，B项正确，D项错误；CCl4的分子是正四面体结构，SiCl4与它结构相似，因此也应该是正四面体结构，是含极性键的非极性分子，C项正确。
5.(2023·山东威海高二期末联考)下列物质的熔点均按由高到低的顺序排列，且其原因是键能由大到小排列的是( )
A.铝、钠、二氧化碳
B.金刚石、碳化硅、晶体硅
C.碘化氢、溴化氢、氯化氢
D.二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳
B
解析 碘化氢、溴化氢、氯化氢、二氧化碳以及一氧化碳形成的晶体都是分子晶体，其熔点高低与分子间作用力大小有关，所以A、C、D都不符合；B项中的物质都是共价晶体，熔点大小顺序为金刚石>碳化硅>晶体硅，原因是C—C键的键长C—Si键的键能>Si—Si键的键能，故B符合题意。
6.根据物质的组成和分类，下列晶体分类中正确的一组是( )
C
选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 金属晶体
A NH4Cl Ar C6H12O6 生铁
B H2SO4 BN S Hg
C CH3COONa SiO2 I2 Fe
D Ba(OH)2 玛瑙 普通玻璃 Cu
解析 A.Ar是分子晶体不是共价晶体，A错误；B.H2SO4是分子晶体不是离子晶体，B错误；C.各物质分类均正确，C正确；D.普通玻璃属于非晶体，不是分子晶体，D错误。
7.某分子晶体结构模型如图，下列说法正确的是( )
C
A.该模型可以表示H2O的分子模型
B.图中每个线段代表化学键
C.表示的是非极性分子
D.空间网状结构，熔、沸点高
解析 A.由题图可知，该分子结构为直线形，H2O为V形，故A错误；B.连接分子与分子间的线段表示分子间作用力，不属于化学键，故B错误；C.分子为AB2，结构为直线形，正负电荷重心重合，是由极性键构成的非极性分子，故C正确；D.分子晶体的熔、沸点较低，故D错误。
8.(2023·唐山二中高二期末)有关晶体的结构如下图所示，下列说法错误的是( )
D
A.Ni的晶胞结构如图所示，镍原子的配位数为12
B.在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2＋
C.在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数之比为1∶2
D.由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为EF或FE
9.关于SiO2晶体的叙述中，正确的是( )
A.通常状况下，60 g SiO2晶体中含有的分子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数)
B.60 g SiO2晶体中，含有2NA个Si—O键
C.晶体中与同一硅原子相连的4个氧原子处于同一四面体的4个顶点
D.因为硅和碳属于同一主族，所以SiO2晶体与CO2晶体类型相同
C
解析 SiO2晶体是共价晶体，不存在分子，A错误；1 mol SiO2晶体存在4 mol Si—O键，所以60 g SiO2晶体即1 mol SiO2晶体含有4 mol Si—O键，故B错误；晶体中一个硅原子和四个氧原子，形成四面体结构，四个氧原子处于同一四面体的四个顶点，C正确；SiO2晶体是共价晶体，CO2晶体是分子晶体，D错误。
10.(2023·运城期中统考)已知，图甲为金属钠的晶胞，晶胞边长为a pm，其晶胞截面如图乙所示，将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数。图丙为Li2S晶胞截面，已知Li2S属立方晶体，假设晶胞边长为d pm。下列关于Li2S晶胞的描述错误的是( )
B
二、非选择题(本题共2小题)
11.下列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晶体的是________________。
金刚石晶体
解析 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是金刚石晶体。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为___________________________________________________________________。
金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰
解析 熔点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体，冰和干冰属于分子晶体，熔点：冰>干冰；MgO和CaCl2属于离子晶体，熔点：MgO>CaCl2；金刚石是共价晶体，熔点最高，则熔点由高到低的顺序为金刚石>MgO>CaCl2>冰>干冰。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞的结构相同，NaCl晶体的晶格能________(填“>”或“<”)MgO晶体，原因是_______________________________________________
___________________________________________________________________。
<
MgO晶体中离子所带电荷数大于NaCl晶体中离子所带电荷数，且r(Mg2＋)解析 因为MgO中阴、阳离子各带两个电荷，NaCl中阴、阳离子各带一个电荷，且镁离子半径小于钠离子半径，氧离子半径小于氯离子半径，根据离子半径越小，离子所带电荷数越多，晶格能越大，可得MgO晶体的晶格能大于NaCl晶体的晶格能。
(4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子；CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为_________。
4
8
(5)冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还有一个重要的原因是_____________________________________________________。
H2O分子之间能形成氢键
解析 冰的熔点远高于干冰，除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外，还因为水分子间存在氢键。
12.(1)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因___________________________________________________________________
________________________________________________________________。
GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ －49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是组成和结构相似且晶体中没有氢键的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强
解析 由表中数据可知几种锗卤化物的熔、沸点都较低，都属于分子晶体，组成和结构相似且晶体中没有氢键，随着相对分子质量的逐渐增大，其分子间作用力逐渐增强，故熔、沸点逐渐升高。
(2)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_____________________________。
O＞Ge＞Zn
(3)单晶Ge具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为____________，微粒之间存在的作用力是_________________________。
sp3
共价键
(4)晶胞参数描述晶胞的大小和形状，已知单晶Ge的晶胞(如图)参数a＝565.76 pm，其密度为
___________________g·cm－3(列出计算式即可)。
