鲁科版高中化学选修3第三章《物质的聚集状态与物质性质》单元检测题(解析版)

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名称 鲁科版高中化学选修3第三章《物质的聚集状态与物质性质》单元检测题(解析版)
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2019-05-03 20:31:19

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《物质的聚集状态与物质性质》单元检测题
一、单选题
1.关于下列四种金属堆积模型的说法正确的是(  )

A. 图1和图4为非密置层堆积,图2和图3为密置层堆积
B. 图1~图4分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积、体心立方堆积
C. 图1~图4每个晶胞所含有原子数分别为1、2、2、4
D. 图1~图4堆积方式的空间利用率分别为52%、68%、74%、74%
2.下列物质中,属于离子晶体,并且含有共价键的是(  )
A. CaCl2 B. MgO C. N2 D. NH4Cl
3.氮化钠和氢化钠都是离子化合物,有关它们的叙述
①原子半径:rNa>rN>rH
②离子半径:
③与水反应都是氧化﹣还原反应
④水溶液都显碱性
⑤与盐酸反应都只生成NaCl
⑥氢化钠晶体结构与氯化钠晶体相同,与钠离子距离最近的钠离子共有12个
其中正确的是(  )
A. 全都正确 B. ①④⑥ C. ①④⑤ D. ②③⑤
4.某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示:A为阴离子,在正方体内,B为阳离子,分别在顶点和面心,则该晶体的化学式为(  )

A. B2A B. BA2 C. B7A4 D. B4A7
5.已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体,其晶胞如图所示,X、Y、Z分别处于立方体的顶点、棱边的中点、立方体的体心。则下面关于该化合物的说法正确的是(  )

A. 该晶体的化学式为ZXY3
B. 该晶体的熔点一定比金属晶体熔点高
C. 每个X周围距离最近的Y有8个
D. 每个Z周围距离最近的X有16个
6.当光束通过下列分散系时,可观察到丁达尔效应的是(  )
A. 乙醇溶液
B. 氯化钠溶液
C. 硫酸铜溶液
D. 氢氧化铁胶体
7.如图是A,b两种不同物质的熔化曲线,下列说法中正确的是(  )
①a是晶体 ②a是非晶体 ③b是晶体 ④b是非晶体.

A. ①④ B. ②④ C. ①③ D. ②③
8.某化学式为AB的离子晶体,已知5r(A2+)=4r(B2﹣)(各类离子晶体与阴阳离子半径比关系如图所示),经测定其密度为ρg?cm﹣3,其摩尔质量为Mg?mol﹣1,则下列有关该晶体的说法正确的是(  )

A. 该晶体结构与ZnS晶体相似
B. 该晶体每个晶胞中有2个A2+和B2﹣
C. 该晶体晶胞的边长cm
D. A2+离子紧邻的B2﹣构成的空间结构为正方体
9.如图为金属镉的堆积方式,下列说法正确的是(   )

A. 此堆积方式属于非最密堆积
B. 此堆积方式为A1型
C. 配位数(一个金属离子周围紧邻的金属离子的数目)为8
D. 镉的堆积方式与铜的堆积方式不同
10.下列关于晶体的性质叙述中,不正确的是( )
A. 晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形
B. 晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C. 晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果
D. 晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
11.下列叙述正确的是(  )
A. 氧化镁的晶格能大于氧化钙,由岩浆晶出规则可推测氧化钙先从岩浆中析出
B. 氟化氢水溶液中氢键的表示形式共有4种
C. N2H4、CO32﹣、H3O+的中心原子都是sp3杂化
D. P4和CH4分子都是正四面体结构且键角都为109°28′
12.判断物质是晶体还是非晶体,比较可靠的方法是(  )
A. 从外形上判断
B. 从导电性能上判断
C. 从各向异性或各向同性上判断
D. 从有无一定的熔点来判断

二、填空题
13.Mn、Fe均为第4周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表:

回答下列问题:
(1)Mn元素基态原子的价电子层的电子排布式为__________,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。对此你的解释是___________
________________________________________________________________________。
(2)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________,Fe原子配位数之比为________。

14.六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子,立方氮化硼的密度是________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏加德罗常数为NA)。

三、推断题
15.Ⅰ.已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、6,且都含有18个电子,B、C是由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D是一种有毒的有机物。
(1)组成A分子的原子的元素符号是________。
(2)从B分子的立体结构判断,该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)C分子中都包含________个σ键,________个π键。
(4)D的熔、沸点比C2H6的熔、沸点高,其主要原因是(需指明D是何物质):________。
Ⅱ.CO的结构可表示为CO,N2的结构可表示为NN。
(5)下表是两者的键能数据:(单位:kJ·mol-1)

结合数据说明CO比N2活泼的原因:________________________________________________________________________。
Ⅲ.Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。
(6)基态Ni原子的核外电子排布式为________,基态Cu原子的价电子排布式为________。
(7)Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)5晶体属于________(填晶体类型)。
16.(1)将等径圆球在二维空间里进行排列,可形成密置层和非密置层,在图1所示的半径相等的圆球的排列中,A属于________层,配位数是________;B属于________层,配位数是________。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积,得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子的配位数是________,平均每个晶胞所占有的原子数目是________。

(3)有资料表明,只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式,钋位于元素周期表的第________周期________族,元素符号是________,最外电子层的电子排布式是________。

四、计算题
17.NaCl晶体中Na+与Cl-都是等距离交错排列,若食盐的密度是2.2 g·cm-3,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1,食盐的摩尔质量为58.5 g·mol-1。则食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离是多少??
18.用X射线研究某金属晶体,测得在边长为360 pm的立方晶胞中含有4个金属原子,此时金属的密度为9.0 g/cm3。试回答下列问题:
(1)此金属晶胞属于哪一种类型?
(2)求每个晶胞的质量。
(3)求此金属的相对原子质量。
(4)求此金属原子的原子半径(pm)。


答案解析
1.【答案】D
【解析】图1、图2为非密置层堆积,图3、图4为密置层堆积,A项错误;图1~图4分别是简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积和六方最密堆积,B项错误;图1~图4每个晶胞所含有的原子数(利用均摊法计算)分别为1、2、4、2,C项错误;D项正确。
2.【答案】D
【解析】N2中只有共价键。CaCl2、MgO、NH4Cl都是离子晶体,CaCl2、MgO中只含离子键;NH4Cl是离子晶体,其中NH中N—H是共价键。
3.【答案】B
【解析】①原子半径钠原子三个电子层,氮原子两个电子层,氢原子一个电子层,所以钠原子半径大于氮原子大于氢原子,故①正确;
②中钠离子和氮离子核外均有10 个电子,钠离子的核内质子数大于氮的核内质子数,故离子半径氮离子大于钠离子,氢离子核外没有电子,故离子半径为氮离子>钠离子>氢离子,故②错误;
③第 一个反应中氮化镁和水反应生成氢氧化镁和氨气,是复分解反应,第二个反应有化合价的升降,为氧化还原反应,故③错误;
④第一个反应有氢氧化钠和氨气生成,故溶液显碱性,第二个反应有氢氧化钠生成,故溶液显碱性,故④正确;
⑤第一个反应产物与盐酸反应生成氯化钠和氯化铵两种物质,故⑤错误;
⑥氢化钠晶体结构与氯化钠晶体相同,与钠离子距离最近的钠离子共有12个,故⑥正确;
故选B
4.【答案】B
【解析】A位于晶胞的体内,共8个,B位于晶胞的顶点和面心,晶胞中B的个数为8×+6×=4,
则B与A的离子个数为4:8=1:2,则化学式为BA2,
故选B
5.【答案】A
【解析】晶胞中,X的个数,Y的个数, Z的个数1,所以该晶体的化学式为ZXY3,A项正确;金属晶体的熔点有的比某些分子晶体都低,如汞,有的熔点比某些原子晶体都高,如钨,所该晶体的熔点不一定比金属晶体高,所以B项错;每个X周围距离最近的Y有6个,C项错;每个Z周围距离最近的X有12个,D项错。
6.【答案】D
【解析】胶体粒子的微粒直径在1﹣100nm之间,分散质微粒直径小于1﹣100nm的是溶液,大于1﹣100nm的是浊液;
A、B、C是溶液,D是胶体.
7.【答案】A
【解析】由图象可知,吸收热量,温度不断升高,则b为非晶体,而a曲线中吸收热量,温度升高,到达熔点,不断吸收热量,温度保持不变,完成熔化过程,晶体全部熔化之后,吸收热量,温度不断升高,则a为晶体。
8.【答案】D
【解析】A,由于5r(A2+)=4r(B2﹣),即r+/r﹣=0.8,根据表中数据可知,该晶体的阳离子与阴离子半径之比与CsCl类似,故A错误;
B,由于该晶体与CsCl晶体类似,其配位数为8,晶胞类型为体心立方,即晶胞为一个立方体,阴、阳离子分别位于晶胞的顶点和体心,其微粒数均为1,故B错误;
C,一个晶胞中含有1个阴阳离子,则一个晶胞质量为:,则晶胞体积为:V=,晶胞为立方体,则边长为:,故C错误;
D,A2+离子位于晶胞体心,B2﹣离子位于晶胞的8个顶点,空间构型为立方体,故D正确;故选D。
9.【答案】D
【解析】据图可看出,镉的堆积方式为“…ABAB…”形式,为A3型,而铜的堆积方式为A1型,故A,B两项错误,D项正确;A3型密堆积的配位数为12,即中间一层有6个,上下两层各有3个,C项错误。
10.【答案】B
【解析】基础知识考查
11.【答案】B
【解析】A,离子晶体的晶格能与离子半径成反比,与电荷成正比,晶格能越大,晶体越先晶出,镁离子和钙离子所带电荷相等,镁离子半径小于钙离子,所以氧化镁的晶格能大于氧化钙,则氧化镁先晶出,故A错误;B,氟化氢水溶液里,氟化氢分子之间、水分子之间、氟化氢分子中的氢原子和水分子中的氧原子之间、水分子中的氢原子和氟化氢分子中的氟原子之间都能形成氢键,所以该溶液中能形成4种氢键,故B正确;
C,中心原子含有4个价层电子对的原子采用sp3杂化,N2H4、H3O+的中心原子含有4个价层电子对,为sp3杂化,CO32﹣中含有3个价层电子对,为sp2杂化,故C错误;
D,白磷分子是正四面体结构,其键角为60°,甲烷分子中键角是109°28′,故D错误;
故选B
12.【答案】C
【解析】判断物质是晶体还是非晶体,比较可靠的方法是从结构上判断,晶体的结构决定了晶体具有各向异性或各向同性。
13.【答案】(1)3d54s2 Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态) (2)2∶1 3∶2
【解析】(1)根据锰在元素周期表中的位置可写出其价电子排布,由于Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态),所以,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。
(2)根据题给晶胞的结构,在每个体心立方晶胞中含有的铁原子数目是2个(配位数是8),在每个面心立方晶胞中含有的铁原子数目是4个(配位数是12)。
14.【答案】  4 4 
【解析】  金刚石晶胞中含有8个C原子,根据相似结构及化学式BN可确定立方氮化硼晶胞中含有4个N原子,4个B原子。则一个晶胞的质量可表示为×4 g(BN的摩尔质量为25 g·mol-1),一个晶胞的体积可表示为(361.5×10-10)3cm3(1 pm=10-12m=10-10cm),晶体密度的表达式为g·cm-3。
15.【答案】Ⅰ.(1)Ar (2)极性 (3)5 0 (4)D是CH3OH,分子之间能形成氢键
Ⅱ.(5)CO中断裂1 mol π键需吸收能量273 kJ,N2中断裂1 mol π键需吸收能量523.3 kJ,所以CO分子中的π键比N2分子中的π键更容易发生反应
Ⅲ.(6)1s22s22p63s23p63d84s2 3d104s1 (7)分子晶体
【解析】(1)18个电子的单原子分子是氩。(2)B是由两种元素的3原子构成的含有18个电子的分子,则B是H2S,是极性分子。(3)C是由两种元素的6原子构成的含有18个电子的分子,原子个数比为1∶2,则C是N2H4,N原子采取sp3杂化,分子内有5个σ键,无π键。(4)D是由6原子构成的含有18个电子有毒的有机物,应是甲醇。CH3OH分子之间能形成氢键,因此熔、沸点比C2H6的熔、沸点高。(5)CO分子中的一个π键的键能=1 071.9 kJ·mol-1-798.9 kJ·mol-1=273 kJ·mol-1。N2分子内的一个π键的键能=941.7 kJ·mol-1-418.4 kJ·mol-1=523.3 kJ·mol-1,键能越大越稳定,CO分子中的π键比N2更容易断裂,所以CO比N2活泼。(6)基态Ni原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2,基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1。(7)Fe(CO)5熔、沸点低,易溶于非极性溶剂,是分子晶体。
16.【答案】(1)非密置 4 密置  6   (2)6 1  (3)6 ⅥA Po 6s26p4
【解析】
17.【答案】两个距离最近的Na+中心间的距离=4.0×10-8cm。
【解析】从上述NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体,如图中所示:其中a代表其边长,d代表两个Na+中心间的距离。由此小立方体不难想像出顶点上的每个离子均为8个小立方体所共有。因此小立方体含Na+:4×1/8=1/2,含Cl-:4×1/8=1/2,即每个小立方体含有1/2个(Na+-Cl-)离子对,

每个小立方体的质量,
?       ,
解得:=2.81×10-8cm?
两个距离最近的Na+中心间的距离=4.0×10-8cm。?
18.【答案】(1)面心立方晶胞 (2)4.2×10-22g[ (3)63.21 (4)127.26 pm
【解析】(1)根据题意,此金属晶胞属于面心立方晶胞。
(2)根据晶胞的边长为360 pm,可得晶胞的体积为(3.6×10-8)3cm3。根据质量=密度×体积,可得晶胞的质量=9.0 g/cm3×(3.6×10-8) cm3≈4.2×10-22g。
(3)金属的摩尔质量=NA×一个原子的质量=6.02×1023×4.2×10-22÷4=63.21 (g/mol),相对原子质量在数值上等于该元素的摩尔质量。(4)在面心立方晶胞中,设原子的半径为r,则晶胞的边长=,因此,金属原子的原子半径为=×360 pm≈127.26 pm。