化学选择性必修2第1章 原子结构与元素性质第1节 原子结构模型精品同步训练题

阶段重点突破练(四)

一、单项选择题

1．下列晶体分类中正确的一组是(　　)

答案　C

解析　从构成晶体的粒子和微粒间的相互作用力去判断晶体的类型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是阴、阳离子间通过离子键相互结合成的离子晶体，纯H2SO4中无H＋，是分子晶体。Ar分子间以范德华力相互结合为分子晶体，石墨是混合型晶体，水晶(SiO2)与金刚石是典型的共价晶体。硫的化学式用S表示，实际上是S8，气体时为S2，是以范德华力结合成的分子晶体。玻璃没有固定的熔点，加热时逐渐软化，为非晶体。

2．下表给出几种氯化物的熔点和沸点：

有关表中所列三种氯化物的性质，以下叙述正确的是(　　)

①氯化铝在加热时能升华　②四氯化硅在晶态时属于分子晶体　③氯化钠晶体中粒子之间以范德华力结合　④氯化铝晶体属于离子晶体

A．②③  B．③④  C．①②  D．①②③④

答案　C

解析　由表格中的数据可知，AlCl3的沸点低于熔点，加热时能升华，故①正确；SiCl4的熔、沸点较低，在晶态时属于分子晶体，故②正确；NaCl的熔、沸点较高，属于离子晶体，粒子之间以离子键结合，故③错误；AlCl3的熔、沸点都较低，属于分子晶体，故④错误。

3．下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是(　　)

A．O2和SiO2   B．NaI和I2

C．CO2和H2O   D．CCl4和NaCl

答案　C

解析　A项，O2属于分子晶体，SiO2属于共价晶体；B项，NaI属于离子晶体，I2属于分子晶体；C项，CO2和H2O均属于分子晶体；D项，CCl4属于分子晶体，NaCl属于离子晶体。

4．下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是(　　)

A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅

B．CI4>CBr4>CCl4>CH4

C．MgO>H2O>N2>O2

D．金刚石>生铁>纯铁>钠

答案　B

解析　A项，均属于共价晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强弱，对键能而言，晶体硅<碳化硅，错误；B项，同为组成结构相似的分子晶体，熔、沸点高低要看相对分子质量大小，正确；C项，对于不同晶型，熔点高低一般为：共价晶体>离子晶体>分子晶体，则熔沸点高低顺序：MgO>H2O>O2>N2，错误；D项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。

5．有关晶体的下列说法中正确的是(　　)

A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

B．共价晶体中共价键越强，熔点越高

C．冰融化时水分子中共价键发生断裂

D．稀有气体形成的晶体属于共价晶体

答案　B

解析　晶体中分子间作用力大小与分子稳定性无关，A错误；共价晶体熔化时破坏共价键，晶体中共价键越强，熔点越高，B正确；冰融化时破坏分子间作用力和氢键，不破坏共价键，C错误；稀有气体分子是单原子分子，形成的晶体为分子晶体，D错误。

6．(2019·福建晋江季延中学高二月考)下面的排序不正确的是(　　)

A．晶体熔点由低到高：F2＜Cl2＜Br2＜I2

B．熔点由高到低：Rb＞K＞Na

C．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅

D．晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI

答案　B

解析　卤素单质的晶体都属于分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，范德华力与相对分子质量有关，所以熔点由低到高：F2＜Cl2＜Br2＜I2，A项正确；钠、钾、铷均属于金属晶体，熔点与金属键的强弱有关，金属原子的价电子数越多、半径越小，金属键越强，熔点越高，钠、钾、铷原子的价电子数相同，原子半径由大到小的顺序为Rb＞K＞Na，熔点由高到低的顺序为Na>K>Rb，B项错误；原子半径越小，共价键键长越短，键能越大，硬度越大，故硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，C项正确；离子晶体中离子所带电荷越多、半径越小，晶格能越大，晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，D项正确。

二、不定项选择题

7．通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如下图所示：

下列关于这些晶体结构和性质的叙述不正确的是(　　)

A．同一主族的元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构

B．氯化钠、氯化铯和二氧化碳的晶体都有立方的晶胞结构，它们具有相似的物理性质

C．二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，还存在共价键

D．二氧化硅晶体不是密堆积结构

答案　B

解析　SiO2和CO2的化学式相似，但其晶体结构不同，A项正确；二氧化碳为分子晶体，分子间存在分子间作用力，而分子内部碳原子和氧原子间形成共价键，氯化钠和氯化铯为离子晶体，所以三者物理性质不同，B项不正确、C项正确；由于共价键具有方向性和饱和性，由此形成的晶体不是密堆积结构，D项正确。

8．(2019·甘肃兰州第一中学期中)氮化硼(BN)晶体有多种结构。六方氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。下列关于这两种晶体的说法正确的是(　　)

A．六方氮化硼与石墨一样可以导电

B．立方氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大

C．两种晶体均为分子晶体

D．六方氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间结构为平面三角形

答案　D

解析　六方氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键，且B原子不存在孤电子对，该物质的层状结构不存在自由移动的电子，所以不导电，故A项错误；立方氮化硼中含有σ键，不存在π键，故B项错误；立方氮化硼为共价晶体，故C项错误；六方氮化硼中，一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键，且B原子不存在孤电子对，所以构成的空间结构为平面三角形，故D项正确。

9．如图所示，分别为四种物质对应的结构示意图，NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)

A．18 g冰中含O—H键数目为2NA

B．28 g晶体硅中含有Si—Si键数目为2NA

C．44 g干冰中含有NA个晶胞结构单元

D．石墨烯是碳原子单层片状新材料，12 g石墨烯中含C—C键的数目为3NA

答案　CD

解析　1个水分子中含有2个O—H键，18 g冰的物质的量为1 mol，含O—H键数目为2NA，故A正确；28 g硅晶体中含有1 mol硅原子，1个硅原子与另外4个硅原子形成4个Si—Si键，这个硅原子对每个单键的贡献只有一半，则每个硅原子占有的共价键数目为×4＝2，则1 mol单质硅含有2NA个Si—Si键，故B正确；1个干冰晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子，44 g干冰中含有晶胞结构单元的个数为，故C错误；在石墨烯中，每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的3个碳原子形成3个C—C键，而在每个C—C键中的贡献只有一半，因此石墨烯中碳原子数与C—C键数目之比为2∶3，所以每个碳原子实际占有的化学键数目为1.5，12 g石墨烯所含C—C键的数目为1.5NA，故D错误。

三、非选择题

10．(1)下图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，原因是____________________________________。

(2)第3周期主族元素单质(如能形成几种单质，取熔点较低的那一种)熔点高低的顺序如下图所示，“1”所代表物质的化学式是________，“2”所对应的元素形成的最高价氧化物的晶体类型是________。

(3)下表列出了一些共价键的键长。

请结合相关晶体结构的知识回答下列问题：

①CF4、CCl4、CBr4、CI4四种物质中热稳定性最强的是________，沸点最高的是________。

②四氯化碳在常温下为液体，金刚石的熔点为3 550 ℃，金刚砂的熔点为2 830 ℃，造成这三种物质的熔点差异的原因是_______________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

答案　(1)X2和XX′型卤素互化物都属于分子晶体，结构相似，沸点随相对分子质量的增大而升高

(2)Cl2　分子晶体

(3)①CF4　CI4　②四氯化碳是分子晶体，而金刚石和金刚砂都是共价晶体，所以四氯化碳的熔点远低于金刚石和金刚砂。金刚石中的C—C键比金刚砂中的Si—C键键长短，键能更大，因此金刚石的熔点比金刚砂高

11．[2019·全国卷Ⅰ，35(3)(4)](3)一些氧化物的熔点如表所示：

解释表中氧化物之间熔点差异的原因_______________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。

答案　(3)Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能：MgO>Li2O。分子间作用力(分子量)：P4O6>SO2

(4)a　a　

解析　(3)氧化锂、氧化镁是离子晶体，六氧化四磷和二氧化硫是分子晶体，离子键比分子间作用力强。(4)观察图(a)和图(b)知，4个铜原子相切并与面对角线平行，有(4x)2＝2a2，x＝a。镁原子堆积方式类似金刚石，有y＝a。已知1 cm＝1010 pm，晶胞体积为(a×10－10)3 cm3，代入密度公式计算即可。

12．常温、常压下CeO2是铈最稳定的化合物，广泛用于玻璃、原子能、电子管等工业。CeO2晶胞是立方萤石型，则铈离子的配位数为________，如图中离子坐标参数A(0,0,0)；B；C，则D离子坐标参数为__________。已知该晶胞的棱长a＝0.544 nm，其密度为________ g·cm－3(列出计算式即可)。

答案　8　　

解析　根据晶胞结构分析，O2－做四面体填隙，Ce4＋做面心立方最密堆积，从上底面面心的Ce4＋看，Ce4＋连接两个晶胞，一个晶胞内与之等距且最近的O2－数目为4，所以铈离子的配位数为8，该晶胞的棱长a＝0.544 nm，取1 mol这样的晶胞，一个晶胞中含有Ce4＋数目为8×＋6×＝4，含有O2－的数目为8，则1 mol晶胞的质量为m＝4×172 g,1个晶胞的体积为V＝a3nm3＝a3×10－21 cm3，则晶体密度为ρ＝＝ g·cm－3。

13．(2018·高考组合)(1)[2018·全国卷Ⅰ，35(5)]Li2O具有反萤石结构，晶胞如图1所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为__________________

____________________________________________________________g·cm－3(列出计算式)。

(2)[2018·全国卷Ⅱ，35(5)]FeS2晶体的晶胞如图2所示。晶胞边长为a nm，FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为______________________g·cm－3；

晶胞中Fe2＋位于S所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。

(3)[2020·全国卷Ⅰ，35(4)]LiFePO4的晶胞结构示意图如图(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有________个。

电池充电时，LiFeO4脱出部分Li＋，形成Li1－xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x＝________，n(Fe2＋ )∶n(Fe3＋)＝________。

(4)[(2020·山东，17(4))]以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如下图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。

一个晶胞中有________个Sn，找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有__________个。

答案　(1)

(2)×1021　a

(3)4　或0.187 5　13∶3

(4)4　(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)　4

解析　(1)由题给图示可知，Li位于晶胞内部，O位于顶点和面心，因此一个晶胞有8个Li，O原子个数＝6×＋8×＝4。因此一个Li2O晶胞的质量＝ g，一个晶胞的体积为(0.466 5×10－7)3 cm3，即该晶体密度＝ g·cm－3。(2)分析晶胞结构可知，Fe2＋位于棱上和体心，S位于顶点和面心，因此每个晶胞中含有的Fe2＋个数＝12×＋1＝4，每个晶胞中含有的S个数＝6×＋8×＝4，即每个晶胞中含有4个FeS2。一个晶胞的质量＝ g，晶胞的体积＝(a×10－7)3 cm3，该晶体的密度＝ g·cm－3＝×1021 g·cm－3。正八面体的边长即为两个面心点的距离，因此正八面体的边长为a nm。

14．HN3称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体，N也被称为类卤离子。用酸与叠氮化钠反应可制得叠氮酸，而叠氮化钠可从下列反应制得：NaNH2＋N2O===NaN3＋H2O。HN3、浓盐酸混合液可溶解铜、铂、金等不活泼金属，如溶解铜生成CuCl。铜和铂的化合物在超导和医药上有重要应用，Cu的化合物A(晶胞如图)即为超导氧化物之一，而化学式为Pt(NH3)2Cl2的化合物有两种异构体，其中B异构体具有可溶性，可用于治疗癌症。试回答下列问题：

(1)基态铜原子核外电子排布式为________。

(2)元素N、S、P的第一电离能(I1)由大到小的顺序为________。

(3)HN3属于________晶体，N的空间结构是________，与N互为等电子体的分子的化学式为________(写1种)。NH的电子式为________，其中心原子的杂化类型是________________。

(4)CuCl中的键型为________，超导氧化物A的化学式为________。

(5)治癌药物B的结构简式为________。

答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)

(2)N>P>S　(3)分子　直线形　CO2(N2O、CS2等)　 　sp3

(4)配位键　YBa2Cu3O7　(5)

解析　(1)根据铜的原子序数和构造原理可写出基态铜原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(2)同主族元素，从上到下第一电离能逐渐减小，N和P原子具有较稳定的p3半满结构，第一电离能比硫的大，则N、S、P的第一电离能(I1)由大到小的顺序为N>P>S。(4)根据晶胞中顶点、面、体心的分配关系，A的化学式为YBa2Cu3O7。(5)B异构体具有可溶性，说明其为极性分子：。