第三章过关检测卷(B)

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第三章过关检测卷(B)
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(本题包括18个小题,每小题2分,共36分。每小题四个选项只有一项符合题目要求)
1.美国科学家用有机化合物分子和球形笼状分子C60,首次制成了“纳米车”(如图),每辆“纳米车”是用一个有机化合物分子和四个球形笼状分子“组装”而成。下列说法正确的是(　　)。

A.我们可以直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动
B.“纳米车”的诞生,说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段
C.“纳米车”是一种分子晶体
D.C60的熔点比金刚石的熔点高
答案:B
解析:根据题意,“纳米车”是肉眼看不见的,A项错误。“纳米车”只是几个分子的“组装”体,并非晶体,C项错误。C60属于分子晶体,其熔点要比金刚石低得多,D项错误。
2.下列物质所属晶体类型分类正确的是(　　)。
选项
A
B
C
D
共价晶体
石墨
生石灰
碳化硅
晶体硅
分子晶体
冰
固态氨
氯化铯
干冰
离子晶体
氮化铝
氯化钠
明矾
芒硝
金属晶体
铜
汞
铝
铁

答案:D
解析:石墨为混合型晶体,生石灰、氯化铯为离子晶体,氮化铝为共价晶体。
3.下列晶体中由原子直接构成的有(　　)。
A.金属钾 B.氢气 C.金刚石 D.白磷
答案:C
解析:A项为金属晶体,其构成粒子为K+和自由电子;B、D两项皆为分子晶体,其组成粒子只有分子;C项为共价晶体,其组成粒子为碳原子。
4.下列过程得到的固体物质不是晶体的是(　　)。
A.降低KCl饱和溶液的温度得到的固体
B.气态碘直接冷却成固态碘
C.熔融的KNO3冷却后得到的固体
D.将液态的塑料冷却后得到的固体
答案:D
解析:塑料是非晶体。

5.(2020 河北易县校级月考)X3Y4是一种新型的耐高温耐磨材料,熔化后不导电,在工业上有广泛用途,它属于(　　)。
A.金属晶体 B.分子晶体 C.共价晶体 D.离子晶体
答案:C
解析:金属晶体均可以导电, A项错误。分子晶体熔、沸点低,硬度小, B项错误。共价晶体具有熔点高、硬度大、不导电的性质, C项正确。离子晶体熔化后可以导电, D项错误。
6.下列叙述中正确的是(　　)。
A.共价晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体中都一定存在化学键
B.同素异形体之间的转化都是物理变化
C.共价晶体的熔点不一定比金属晶体的高,分子晶体的熔点不一定比金属晶体的低
D.已知12 g金刚石中含有2 mol C—C,则60 g SiO2中也含有2 mol Si—O
答案:C
解析:稀有气体的晶体中不含有化学键,A项错误。3O22O3是化学变化,B项错误。晶体硅的熔点比金属钨的熔点低,蔗糖的熔点比汞的高,C项正确。60 g SiO2中有4 mol Si—O,D项错误。
7.下列各组物质的沸点按由低到高的顺序排列的是(　　)。
A.NH3、CH4、NaCl、Na B.H2O、H2S、MgSO4、SO2
C.CH4、H2O、NaCl、SiO2 D.Li、Na、K、Rb、Cs
答案:C
8.下列有关等离子体、液晶的叙述中不正确的是(　　)。
A.等离子体是一种整体上呈电中性的气态物质
B.液晶材料显示图像和文字,移去电场后,液晶分子恢复到原来状态
C.等离子体、液晶不是物质的一种聚集状态
D.液晶分子聚集在一起时,其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响
答案:C
9.下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中,不正确的是(　　)。
A.金属键是金属离子与“电子气”之间的较强作用,金属键无方向性和饱和性
B.共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键,通常共价键有方向性和饱和性
C.范德华力是分子间存在的一种作用力,通常分子的极性越大,范德华力越大
D.氢键不是化学键,而是分子间的一种作用力,所以氢键只存在于分子与分子之间
答案:D
解析:氢键是一种分子间作用力,比范德华力强,但是比化学键要弱。氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等),又可以存在于分子内(如)。
10.(2020江西都昌校级期中)下列说法不正确的是(　　)。
A.CCl4、C2H4、SiO2都存在共价键,它们都是共价化合物
B.某物质在熔融状态能导电,则该物质中不一定含有离子键
C.SO2溶于水时,需克服共价键和分子间作用力
D.凡是中心原子采取sp3杂化方式成键的分子其空间结构都是正四面体形
答案:D
解析:CCl4、C2H4、SiO2均只含共价键,且均由两种元素组成,则都为含共价键的共价化合物, A项正确。某物质在熔融状态能导电,可能为离子化合物或金属单质,则该物质中不一定含离子键, B项正确。 SO2溶于水时生成亚硫酸,需克服共价键和分子间作用力, C项正确。氨气分子中N采取sp3杂化方式,N上有1个孤电子对,NH3为三角锥形;水中O采取sp3杂化,O上有2个孤电子对 ,H2O为V形;若不含孤电子对且中心原子采取sp3杂化方式成键的分子,化学键相同时为正四面体形,如CH4、CCl4, D项错误。
11.按原子序数递增的顺序(稀有气体元素除外),对第三周期元素性质的描述正确的是(　　)。
A.原子半径和离子半径均减小
B.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
C.单质的晶体类型由金属晶体、共价晶体到分子晶体
D.单质的熔点降低
答案:C
解析:Na、Mg、Al是金属晶体,Si是共价晶体,P、S、Cl2是分子晶体,C项正确。
12.以色列化学家达尼埃尔·谢赫特曼因为发现准晶体而获得诺贝尔化学奖。准晶体原子虽然排列有序,但不具备普通晶体的长程平移对称性,而且原子位置之间有间隙(如下图)。

下列说法不正确的是(　　)。
A.石墨是共价晶体,0.12 g石墨中约含6.02×1021个碳原子
B.与类似的普通晶体比较,准晶体延展性较差
C.与类似的普通晶体比较,准晶体密度较小
D.普通玻璃属于非晶体,其成分中存在共价键
答案:A
解析:石墨晶体内存在共价键、金属键,层间以范德华力结合,兼具有共价晶体、金属晶体、分子晶体的特征,0.12 g石墨中约含6.02×1021个碳原子,A项错误。由于准晶体不具备普通晶体的长程平移对称性,故与类似的普通晶体比较,准晶体延展性较差,B项正确。由于准晶体原子位置之间有间隙,故与类似的普通晶体比较,准晶体密度较小,C项正确。普通玻璃属于非晶体,其成分中存在硅氧共价键,D项正确。
13.(2020 河北深州长江中学高二下月考)下列对于某晶胞(如图所示)的描述错误的是(　　)。(注:每个小球代表1个原子)

A.该晶胞是所在晶体内最小的平行六面体
B.该晶胞的每个顶角上和每个面的面心上都各有一个原子
C.平均每个晶胞中有14个原子
D.平均每个晶胞中有4个原子
答案:C
解析:晶胞是晶体内最小的重复单元,习惯上采用平行六面体的形式, A项正确。该晶胞的每个顶角上和每个面的面心上都各有一个原子, B项正确。由于顶角原子被8个晶胞所共有,面心原子被2个晶胞所共有,平均每个晶胞中有4个原子, C项错误,D项正确。
14.观察下列模型并结合有关信息,判断有关说法正确的是(　　)。
物质
B12结构单元
SF6分子
结构模型示意图


备注
熔点1 873 K
—
物质
S8
HCN
结构模型示意图


备注
易溶于CS2
—

A.单质硼属于共价晶体
B.SF6是由极性键构成的极性分子
C.固态硫S8属于共价晶体
D.HCN的结构式为H··C····N
答案:A
解析:SF6的空间结构高度对称,是由极性键构成的非极性分子,B项错误。根据S8易溶于CS2可知,固态硫S8属于分子晶体,C项错误。HCN的结构式应为H—C≡N,D项错误。
15.Al2O3在一定条件下可转化为硬度、熔点都很高的氮化铝晶体,氮化铝的晶胞如图所示。下列说法正确的是(　　)。

A.氮化铝属于分子晶体
B.氮化铝可用于制造切割金属的刀具
C.1个氮化铝晶胞中含有9个Al原子
D.氮化铝晶体中Al的配位数为2
答案:B
解析:根据氮化铝晶体的性质,可知它属于共价晶体,A项错误。氮化铝晶体属于共价晶体,硬度很高,能用于制造切割金属的刀具,B项正确。根据晶胞结构可知,一个氮化铝晶胞中含有的Al原子的数目为8×18+1=2,C项错误。观察晶胞结构,可得氮化铝晶体中Al的配位数为4,D项错误。
16.元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成晶体的晶胞结构如图

所示。下列说法错误的是(　　)。
A.X元素的原子序数是19
B.该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1
C.Xn+中n=1
D.晶体中每个Xn+周围有2个距离最近的N3-
答案:A
解析:从“元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层”可以看出,Xn+共有28个电子,A项错误。图中Xn+位于每条棱的中点,一个晶胞拥有的Xn+个数为12×14=3;N3-位于顶角,一个晶胞拥有N3-的个数为8×18=1,B、D项正确。由于该物质的化学式为X3N,故X显+1价,C项正确。
17.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。右图为其晶体结构中最小的重复单元,其中每个原子最外层均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是(　　)。

A.磷化硼的化学式为BP,其晶体属于分子晶体
B.磷化硼晶体的熔点高,且熔融状态下能导电
C.磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键
D.磷化硼晶体在熔化时需克服范德华力
答案:C
解析:由磷化硼的晶胞结构可知,P位于顶角和面心,数目为18×8+6×12=4,B位于晶胞内,数目为4,故磷化硼的化学式为BP,磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,所以磷化硼晶体属于共价晶体,A项错误。磷化硼属于共价化合物,熔融状态下不能导电,B项错误。由磷化硼晶胞结构可知,磷化硼晶体中每个原子均参与形成4个共价键,C项正确。磷化硼晶体为共价晶体,熔化时需克服共价键,D项错误。
18.有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是(　　)。

A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
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的比为1∶2
D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE
答案:D
解析:由于是气态团簇分子,其分子式应为E4F4或F4E4,D项错误;CaF2晶胞中,Ca2+占据8个顶角和6个面心,故每个晶胞中含有Ca2+共8×18+6×12=4个,B项正确;金刚石晶体中,每个碳原子与4个碳原子相连,而碳碳键为2个碳原子共用,碳原子与C—C个数比为1∶2,C项正确。
二、非选择题(本题包括6个小题,共64分)
19.(6分)Al和Si在元素周期表中金属和非金属过渡的位置上,其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。请回答下列问题。
(1)AlCl3是化工生产中的常用催化剂,熔点为194 ℃,熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在,其中铝原子与氯原子的成键类型是　　　　。 
(2)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝(AlN)在绝缘材料中的应用广泛,AlN晶体与金刚石类似,每个铝原子与　　　　个氮原子相连,与同一个铝原子相连的氮原子构成的空间结构为　　　　。在四大晶体类型中,AlN属于　　　　晶体。 
(3)Si和C同主族,Si、C和O的成键情况如下:
共价键
C—O
CO
Si—O
SiO
键能/(kJ·mol-1)
360
803
464
640

C和O之间可以形成双键,形成CO2分子,而Si和O则不能像碳那样形成稳定分子的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)共价键(或σ键)
(2)4　正四面体形　共价
(3)Si—O的键能大于C—O的键能,CO的键能大于SiO的键能,所以Si和O形成单键,而C和O以双键形成稳定分子
解析:AlCl3是化工生产中常用的催化剂,熔点为194 ℃,熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在,可以推出其分子为共价化合物,因此原子间形成的化学键为共价键;超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝(AlN)在绝缘材料中的应用广泛,AlN晶体与金刚石类似,可以预测AlN为共价晶体,因此每个铝原子周围有4个氮原子,且与同1个铝原子相连的4个氮原子构成正四面体形结构;根据数据可以判断化学键的强弱。
20.(10分)据报道,科研人员应用计算机模拟出了结构类似C60的物质N60。
已知:①N60分子中每个氮原子均以N—N结合三个氮原子而形成8电子稳定结构;
②N—N的键能为167 kJ·mol-1。
请回答下列问题。
(1)N60分子组成的晶体为　　　　晶体,其熔、沸点比N2　　　　(填“高”或“低”),原因是　 　 。 
(2)1 mol N60分解成N2时　　　　(填“吸收”或“放出”)的热量是　　　　 kJ(已知N≡N的键能为942 kJ·mol-1),表明稳定性N60　　　　(填“>”“<”或“=”)N2。 
(3)由(2)列举N60的用途(举一种):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)分子　高　N60、N2均形成分子晶体,且N60的相对分子质量大,分子间作用力大,故熔、沸点高
(2)放出　13 230　<
(3)N60可作高能炸药(其他合理答案也可)
解析:(1)N60、N2形成的晶体均为分子晶体,因Mr(N60)>Mr(N2),故N60晶体中分子间的范德华力比N2晶体中分子间的范德华力大,N60晶体的熔、沸点比N2晶体的熔、沸点高。
(2)因N60中每个氮原子形成三个N—N,每个N—N被两个氮原子共用,故1 mol N60中存在N—N:1 mol×60×3×12=90 mol。发生的反应为N6030N2,故ΔH=90 mol×167 kJ·mol-1-30 mol×942 kJ·mol-1=-13 230 kJ<0,为放热反应,表明稳定性:N2>N60。
(3)由于反应放出大量的热,同时生成大量气体,因此N60可用作高能炸药。
21.(12分)下图为CaF2、H3BO3(层状结构,层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图,请回答下列问题。

图1　CaF2晶胞

图2　H3BO3层状结构

图3　铜晶胞
(1)图1所示的CaF2晶体中与Ca2+最近且等距离的F-数为　　　　,图3中顶角处的铜原子周围最紧邻的铜原子数为　　　　。 
(2)图2所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是　　　　。H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为　　　　。 
(3)金属铜具有很好的延展性、导电传热性,对此现象最简单的解释是用“　　　　”理论。 
(4)三种晶体中熔点最低的是　　　　,其晶体受热熔化时,克服的粒子之间的相互作用力为　　　　。 
答案:(1)8　12
(2)O　1∶6
(3)电子气
(4)H3BO3　分子间作用力
解析:(1)从题图1可看出面心上的一个Ca2+连接4个F-,若将紧邻的晶胞画出,也应连4个F-,则与Ca2+最近且等距离的F-数为8。
(2)H是两电子原子,从题图2看,B只形成三个共价键,最外层应为6个电子,只有O最外层为8个电子。H3BO3属于分子晶体,一个B连有3个O,3个O又连有3个H,所以一个B对应6个极性键。
(3)“电子气”理论可以解释金属的导电、导热和延展性等物理性质。
(4)晶体熔点高低的一般规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体,金属晶体看具体情况,此题中H3BO3为分子晶体,熔点最低,熔化时破坏分子间作用力。
22.(12分)黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物。火法冶炼黄铜矿的过程中,其中一步反应是2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑。请回答下列问题。
(1)Cu2O与Cu2S中熔点较高的是　　　　　,原因为　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)离子化合物CaC2的一种晶体结构如下图所示。写出该物质的电子式:　　　　　　　　。一个晶胞含有的π键平均有　　　　个。 

(3)奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞如上图所示,则该物质的化学式为　　　　　　　　　　。若晶体密度为d g·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子间的距离为　　　　　　　 pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出计算式即可)。 
答案:(1)Cu2O　两物质均为离子化合物,且离子所带电荷数相同,而O2-的半径小于S2-的半径,Cu2O中离子键强
(2)Ca2+[··C︙︙C··]2-　8
(3)FeC　22×3272dNA×1010
解析:(1) Cu2O和Cu2S都属于离子晶体,离子键越强,晶体熔、沸点越高,离子键的强弱与离子半径、离子所带电荷数有关,半径越小、离子所带电荷数越多,离子键越强,Cu2O和Cu2S中阴、阳离子所带电荷数相同,因S2-的半径大于O2-的半径,因此Cu2S的熔点低于Cu2O的熔点。
(2)CaC2的电子式为Ca2+[··C︙︙C··]2-;根据晶胞的结构,Ca2+位于顶角和面心,C22-位于棱上和体心,该晶胞中C22-的个数为12×14+1=4。根据CaC2的电子式,1个C22-中有2个π键,即1个晶胞中π键的数目为2×4=8。
(3)铁原子位于顶角、面心,晶胞中铁原子的个数为8×18+6×12=4,碳原子位于棱上和体心,晶胞中碳原子的个数为12×14+1=4,因此化学式为FeC,晶胞的质量为4×68NA g。根据密度的定义,得出晶胞的棱长为3272dNA cm,根据晶胞的结构,两个最近的碳原子间的距离是面对角线的一半,则两个最近的碳原子间的距离为22×3272dNA×1010 pm。
23.(12分)铍及其化合物的应用正日益被重视。
(1)最重要的含铍矿物是绿柱石,含2%铬(Cr)的绿柱石即为祖母绿。基态Cr原子价层电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有　　　　(填字母)。 
A.都属于p区主族元素
B.电负性都比镁大
C.第一电离能都比镁大
D.氯化物的水溶液pH均小于7
(3)铍、铝晶体都是由金属原子密置层在三维空间堆积而成。铍的熔点(1 551 K)比铝的熔点(930 K)高,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)氯化铍在气态时存在BeCl2分子(a)和二聚分子(BeCl2)2(b),固态时则具有如下图所示的链状结构(c)。

①a属于　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。 
②二聚分子(BeCl2)2中Be原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上。b分子中提供孤电子对形成配位键的是　　　　。 
(5)BeO立方晶胞如下图所示。

若BeO晶体的密度为d g·cm-3,则晶胞参数a=　　　　 nm。 
答案:(1)
(2)BD
(3)Be原子半径比Al原子半径小,金属键更强
(4)①非极性　②Cl
(5)316.02d
解析:(1)Cr原子为24号元素,其基态原子的价层电子排布式为3d54s1,则基态Cr原子价层电子的轨道表示式为。
(2)铍属于s区元素,而铝属于p区主族元素,A项错误。通常金属性越强,电负性越小,Mg的金属性比Be、Al的强,因而两金属电负性都比镁大,B项正确。Be的第一电离能比镁大,而Mg因s轨道全充满,第一电离能比Al的大,C项错误。Be2+和Al3+在溶液中均水解,则氯化物的水溶液pH均小于7,D项正确。
(3)因为Be的原子半径比Al的原子半径小,金属键更强,则铍的熔点比铝的熔点高。
(4)①BeCl2中Be形成2个Be—Cl,Be的杂化轨道数为2,故Be采取sp杂化,BeCl2是直线形结构,BeCl2属于非极性分子。
②在二聚分子(BeCl2)2中Be有空轨道,Cl有孤电子对,则配位键中孤电子对由Cl提供。
(5)每个BeO立方晶胞中Be2+数目为4,O2-数目为8×18+6×12=4,晶胞的质量为4×256.02×1023 g。设晶胞的棱长为a nm,则晶胞的体积为(a×10-7)3 cm3,晶胞的密度d g·cm-3=4×256.02×1023 g÷(a×10-7)3 cm3,则a=316.02d nm。
24.(12分)(1)某种钛的配合物可用于催化环烯烃聚合,其结构如图所示。

①钛的配位数为　　　　。 
②该配合物中存在的化学键有　　　　(填字母)。 
a.离子键 b.配位键
c.金属键 d.共价键
e.氢键
(2)Cu(NH3)2Cl2有两种同分异构体,其中一种可溶于水,则此种化合物是　　　　(填“极性”或“非极性”)分子,由此推知[Cu(NH3)4]2+的空间结构是　　　　　。 

(3)某种镁铝合金可作为储氢材料,该合金晶胞结构如图所示,晶胞棱长为a nm,晶体中每个镁原子周围距离最近的铝原子数目为　　　　,该晶体的密度为　　　　　 g·cm-3(阿伏加德罗常数的数值用NA表示)。 
答案:(1)①6　②bd
(2)极性　平面正方形
(3)4　7.5×1022a3NA
解析:(1)①根据题图知,与Ti原子相连接的配位原子有6个,其配位数是6;②Ti和Cl、O之间存在配位键,还存在C—H、C—C、C—O及CO共价键,所以含有的化学键为配位键和共价键。
(2)Cu(NH3)2Cl2的同分异构体可溶于水,根据“相似相溶”规律,水是极性分子,所以该分子应该为极性分子;既然Cu(NH3)2Cl2存在两种同分异构体,所以[Cu(NH3)4]2+的空间结构应该是平面正方形。
(3)晶体中每个镁原子周围距离最近的铝原子数目为4,晶胞体积=(a×10-7 cm)3,该晶体的密度=75NA(a×10-7)3 g·cm-3=7.5×1022a3NA g·cm-3。