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2023-2024学年鲁科版新教材选择性必修二 第3章 不同聚集状态的物质与性质 本章测试
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第3章 不同聚集状态的物质与性质一、单选题1．下列有关说法不正确的是A．熔融态物质凝固、气态物质凝华都可能得到晶体B．等离子体是电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质C．超分子是由两种或两种以上的分子再通过化学键形成的物质D．要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定2．硫化锌有两种常见的晶体，分别是六方硫化锌(晶胞结构如图甲所示)和立方硫化锌(晶胞结构如图乙所示)。下列说法错误的是 A．可用X-射线衍射实验鉴别硫化锌是否属于晶体B．每个六方硫化锌晶胞中含2个S原子C．立方硫化锌中锌的配位数为4D．氧化锌的熔点低于六方硫化锌和立方硫化锌3．六方氮化硼结构与石墨相似，熔点低于石墨，不导电。局部结构如图所示，下列说法错误的是 A．石墨中的C-C键长比中的B-N短B．B、N原子都采用杂化C．不导电的原因是氮的电负性较大，电子被定域在N原子周围D．、含有1.5xmol共价键4．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是A．熔点：碘>干冰 B．硬度：金刚石>晶体硅>碳化硅C．沸点： < D．热稳定性：5．下列说法中，正确的是A．干冰熔化时，分子中C=O键发生断裂B．金属晶体的熔、沸点一定比分子晶体的高C．原子晶体中，共价键的键长越短，键能越大，熔点就越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定6．概念掌握要准确，下列描述正确的是A．能导电的物质一定是电解质，但可能是强电解质也可能是弱电解质B．已知：Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(s)△H=-786kJ/mol，则NaCl的晶格能为786kJ/molC．利用焓判据可判断N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol不能自发进行D．纯物质完全燃烧生成1mol稳定氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热7．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是 A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子8．镍能形成多种配合物如正四面体形的和正方形的、正八面体形的等。常温下为液态，易溶于、苯等有机溶剂。下列说法正确的是A．的键角小于B．固态属于共价晶体C．分子内键和键个数之比为1：2D．和中，镍元素均是杂化9．氯化铯的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 A．氯化铯晶体属于离子晶体B．氯化铯晶胞中有3套平行棱，3套平行面C．在氯化铯晶体中，每个Cl-周围紧邻1个Cs+D．在氯化铯晶体中，每个Cs+周围与它最近且等距离的Cs+共有6个10．下列关于物质聚集状态结构的叙述错误的是A．非晶体内部的微粒无周期性重复排列B．超分子内部的分子之间通过非共价键结合C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是有序排列11．2022年北京冬奥会已经成功落下帷幕，它的成功举办离不开各种科技力量的支撑。下列说法正确的是 A．跨临界直接制冰使用的分子中含有非极性键B．滑冰场上的冰中水分子的稳定性低于C．颁奖礼服内胆中添加的石墨烯(结构如图)是共价晶体D．闭幕式中，鸟巢上空绽放的璀璨焰火与原子核外电子发生跃迁释放能量有关12．2021年5月15日，我国火星探测器“天问一号”成功着陆火星。天问一号探测器上使用了重量轻、强度高、刚性好、宽温度范围下尺寸稳定的新型SiC增强铝基复合材料。下列说法错误的是A．SiC是一种新型硅酸盐材料B．SiC俗称金刚砂，具有类似金刚石的结构C．SiC中的碳原子和硅原子通过共价键连接D．SiC具有优异的高温抗氧化性能13．下列有关物质的熔点高低顺序正确的是A． B． C． D．碳化硅＜晶体硅14．下列各组物质熔化或升华时，所克服的粒子间作用属于同种类型的是A．Al 和S熔化 B．碘和干冰升华C．氯化钾和蔗糖熔化 D．Na2O和SiO2熔化15．氮化硼(BN)晶体存在如图所示的两种结构。六方氮化硼的结构与石墨类似；立方氮化硼的结构与金刚石类似，可作研磨剂。 下列说法不正确的是A．六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键B．六方氮化硼可作润滑剂C．两种晶体均为分子晶体D．立方氮化硼晶胞中，N和B之间存在配位键二、填空题16．(1)已知氯乙酸的酸性强于醋酸，则酸性： (填：>、<或=)。(2)次磷酸()与足量溶液反应生成，据此写出的结构式 。注：磷酸的结构式为(3)常压下，苯和甲苯的熔、沸点如下表：①苯的沸点比甲苯的沸点更低，主要原因是 。②苯晶体的熔点比甲苯的熔点更高，主要原因是 。17．锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛，锗单质具有金刚石型结构，如下图所示：晶胞有两个基本要素：一是原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，上图中A点的原子分数坐标为(0，0，0)，则B、C两点的原子分数坐标为 、 18．硼化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：(1)基态B原子核外电子有 种不同的空间运动状态。(2)主要用作有机合成中的催化剂，也用于制作火箭的高能燃料。的空间构型为 。形成时，基态B原子价层电子先进行激发，再进行杂化，激发时B原子的价层电子轨道表示式可能为 。(填序号)。A． B． C． D．(3)Ca与B组成的金属硼化物结构如图所示，硼原子通过B—B键互相连接成三维骨架形成正八面体，该结构具有立方晶系的对称性。①该晶体的化学式为 ，晶体中Ca原子的配位数为 。②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，称为原子的分数坐标，如M点原子的分数坐标为，已知八面体中B—B键的键长为rpm，晶胞参数为apm，则N点原子的分数坐标为 ，Ca与B原子间的距离d为 pm(列出表达式即可)。 19．有一类复合氧化物具有奇特的性质：受热密度不降反升。这类复合氧化物的理想结构属立方晶系，晶胞示意图如右。图中八面体中心是锆原子，位于晶胞的顶角和面心；四面体中心是钨原子，均在晶胞中。八面体和四面体之间通过共用顶点(氧原子)连接。锆和钨的氧化数分别等于它们在周期表里的族数。 (1)写出晶胞中锆原子和钨原子的数目 。(2)写出这种复合氧化物的化学式 。(3)晶体中，氧原子的化学环境有几种 ；各是什么类型 ；在一个晶胞中各有多少 (4)已知晶胞参数a = 0.916 nm，计算该晶体的密度 (以g·cm-3为单位)。20．下列各图为几种晶体或晶胞的结构示意图。 请回答下列问题：(1)这些晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是 。(2)冰、金刚石、、、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为 。(3)晶胞与晶胞结构相同，晶体的硬度 (填“大于”或“小于”)晶体的硬度，原因是 。(4)每个晶胞中实际占有 个原子，晶体中每个周围距离最近且相等的有 个。(5)冰的熔点远高于干冰的重要原因是 。21．氮元素是重要的非金属元素，可形成卤化氮、氮化物、叠氮化物及配合物等多种化合物。(1)NF3、NBr3、NCl3的沸点由高到低的顺序是 。(2)Mg3N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体。该反应的化学方程式为 。(3)NaN3与KN3相比，NaN3的熔点 (填“>”、“=”或“<”)KN3的熔点。(4)某元素X形成的离子X+中K、L、M三个电子层均充满了电子。它与N3-形成晶体的结构如图所示。X+的符号是 ，晶体中距离每个N3-最近的X+有 个。 22．金属键(1)概念：“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”，被所有原子所共用，从而把所有的 维系在一起。(2)成键粒子是 和 。(3)金属键的强弱和对金属性质的影响①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越 、价电子数越 ，金属键越 ；反之，金属键越 。②金属键越强，金属的熔、沸点越 ，硬度越 。如：熔点最高的金属是 ，硬度最大的金属是 。 ：金属键没有方向性和饱和性。23．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中1-18列中的第7列元素。D的原子序数比E小5，D跟B可形成离子化合物其晶胞结构如图1。F元素的正三价离子3d能级为半充满。 （1）A的元素符号是 ；E在元素周期表中的位置是 。（2）B的氢化物的晶体类型是 晶体，B的氢化物与C的氢化物相比，分子极性较大的是 写化学式。（3）D与B形成的化合物晶体的密度为ag·cm-3，则晶胞的体积是 只要求列出算式，D和B形成的化合物的M为78g/mol)。（4）晶胞是晶体中最小的重复单元。已知F元素的单质为面心立方晶体，其结构如图甲所示，面心立方的结构特征如图乙所示。若F原子的半径为1.27×10-10m。试求该金属晶体中的晶胞边长，即图丙中AB的长度为 m。 苯的模型熔点：甲苯模型熔点：沸点：沸点：参考答案：1．C【详解】A．得到晶体一般有三条途径：①熔融态物质凝固、②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）、③溶质从溶液中析出，故A正确；B．等离子体是电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质，故B正确；C．超分子由两个或两个以上分子体系，通过分子间作用力而形成的一个具有一定结构和功能的实体，分子间作用力不是化学键，故C错误；D．构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来，要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定，故D正确；故选C。2．D【详解】A．晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，所以可用X-射线衍射实验鉴别硫化锌是否属于晶体，A正确；B．每个六方硫化锌晶胞中有4个S原子位于棱上，1个S原子位于内部，含4×+1=2个S原子，B正确；C．据图可知Zn原子位于4个S原子形成的正四面体空隙中，所以立方硫化锌中锌的配位数为4，C正确；D．O2-的半径小于S2-，所以O2-与Zn2+形成的离子键更强，晶格能更大，熔点更高，D错误；综上所述答案为D。3．D【详解】A．六方氮化硼结构与石墨相似，熔点低于石墨，说明其中的B-N的键能小于C-C键，则石墨中的C-C键长比中的B-N短，故A正确；B．六方相氮化硼每一层为平面结构，硼原子采用sp2杂化，氮原子也采用sp2杂化，故B正确；C．晶体能导电的原因是因为有自由移动的电子，不导电的原因是氮的电负性较大，电子被定域在N原子周围，不能自由移动，故C正确；D．由六方氮化硼结构可知，每个B原子和N原子形成3个共价键，则、含有3xmol共价键，故D错误；故选D。4．D【详解】A．氧化镁和氯化钾都是离子晶体，但氧化镁的晶格能大于氯化钾，熔点高于氯化钾，故A错误；B．原子晶体的硬度与共价键的强弱有关，硅原子的原子半径大于碳原子，碳化硅中碳硅键的键长小于晶体硅中硅硅键的键长，碳硅键的共价键强于硅硅键，所以晶体硅的硬度小于碳化硅，故B错误；C．邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，对羟基苯甲酸形成分子间氢键，所以对羟基苯甲酸分子间作用力大于邻羟基苯甲酸，沸点高于邻羟基苯甲酸，故C错误；D．元素的非金属性越强，氢化物的热稳定性越强，氮、氧、氟的非金属性强弱顺序为F＞O＞N，则氢化物的稳定性为HF＞H2O＞NH3，故D正确；故选D。5．C【详解】A．干冰融化为物理变化，克服分子间作用力，共价键不断裂，故A错误；B．金属晶体的熔沸点不一定比分子晶体高，如分子晶体硫是固体，金属汞是液体，故B错误；C．影响原子晶体的熔沸点高低的因素为共价键的强弱，共价键的键长越短，键能越大，熔点就越高，故C正确；D．分子晶体中，分子间作用力越大，熔沸点越高，与稳定性无关，故D错误；答案为C。6．B【详解】A．金属单质导电，但是不是电解质，故能导电的物质不一定是电解质，故A错误；B．晶格能是气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量，故B正确；C．利用焓判据可得放热反应容易自发进行，故C错误；D．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的能量，故D错误；故选B。7．C【详解】A．石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故A错误；B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道，故B错误；C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键，故C正确；D．每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为，故D错误；答案选C。8．A【详解】A．孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力，孤电子对越多，分子的键角越小，氨分子中氮原子的孤对电子对为1、甲烷分子中碳原子的孤对电子对为0，则甲烷的键角大于氨分子，故A正确；B．由四羰基合镍的物理性质可知，四羰基合镍为熔点低的分子晶体，故B错误；C．一氧化碳的结构式为C≡O，分子中三键中含有1个σ键和2个π键，配合物中的配位键属于σ键，则四羰基合镍分子中σ键和π键个数之比为(4+4)：(2×4)=1：1，故C错误；D．由四羰基合镍离子的空间构型为正方形可知，配离子中镍离子的杂化方式为sp2杂化，故D错误；故选A。9．C【详解】A．氯化铯晶体是由氯离子和铯离子通过离子键结合而成的，属于离子晶体，故A正确；B．从图中可以看出，氯化铯晶胞中有3套平行棱，3套平行面，故B正确；C．晶胞是晶体的最小结构单元，从图中可以看出，在氯化铯晶体中，每个Cl-周围紧邻8个Cs+，故C错误；D．从图中可以看出，在氯化铯晶体中，每个Cs+周围与它最近且等距离的Cs+共有6个，故D正确；故选C。10．D【详解】A．晶体中原子呈周期性有序排列，且有自范性，非晶体中原子排列相对无序，无自范性，可以用衍射方法鉴别晶体和非晶体，选项A正确；B．超分子内部分子之间可以通过非共价键结合，如氢键、静电作用等，选项B正确；C．液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性，选项C正确；D．纳米颗粒内部具有晶状结构，原子排列有序，而界面则为无序结构，选项D错误；答案选D。11．D【详解】A．CO2是由极性键构成的非极性分子，A错误；B．O的非金属性大于C的，所以对应氢化物水的稳定性也高于甲烷的，B错误；C．石墨烯的层与层之间存在分子间作用力，属于混合晶体，C错误；D．焰火属于焰色试验，是原子核外电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时主要以光能的形式释放能量的过程，D正确；故选D。12．A【详解】A．SiC属于新型陶瓷，不属于硅酸盐材料，故A错误；B．碳化硅俗称金刚砂，具有类似金刚石的结构，熔沸点高，硬度大，可用于制造耐高温、抗氧化的新型陶瓷，B正确；C．SiC属于共价化合物，碳原子和硅原子通过共价键连接，C正确；D．SiC属于原子晶体，故SiC陶瓷具有耐高温、抗腐蚀等优异性能，D正确；故选A。13．B【详解】A．HF能形成分子间氢键，HCl、HBr不能形成分子间氢键，相对分子质量：HCl＜HBr，所以熔沸点：HF＞HBr＞HCl，故A错误；B．H2O能形成分子间氢键，H2S不能形成分子间氢键，所以熔点：H2O＞H2S，故B正确；C．共价晶体熔沸点高于分子晶体，I2是分子晶体、SiO2是共价晶体，所以熔点：I2＜SiO2，故C错误； D．这几种晶体都是共价晶体，C原子半径小于Si原子半径，键长：C-Si＜Si-Si，共价键越短，键能越大，熔沸点越高，所以熔点：碳化硅＞晶体硅，故D错误；故选B。14．B【详解】A．Al熔化克服金属键，S熔化克服范德华力，A不符合题意；B．碘和干冰升华克服范德华力，B符合题意；C．氯化钾熔化克服离子键，蔗糖熔化克服范德华力，C不符合题意；D．Na2O熔化克服离子键，SiO2熔化克服共价键，D不符合题意； 故选B。15．C【详解】A．六方氮化硼的结构和石墨类似，所以六方氮化硼层间存在分子间作用力，分子间作用力不属于化学键，所以六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键，故A正确；B．六方氮化硼的结构与石墨类似，则其性质相似，石墨可以作润滑剂，则六方氮化硼可以作润滑剂，故B正确；C．两种氮化硼都不是分子晶体，故C错误；D．B原子含有空轨道、N原子含有孤电子对，立方氮化硼中每个B原子形成4个B—N共价键，所以立方氮化硼中B和N原子之间存在配位键，故D正确．故答案选C。16． ＜ 苯的相对分子质量更小，苯(液态)的分子间作用力更小 苯的分子对称性好，苯晶体内分子堆积更紧密(或分子间的平均距离更小)【详解】(1) 由氯乙酸的酸性强于醋酸可知，氯乙酸分子中的氯原子是一种吸引电子基团，使羧基中—OH上的氢原子的活泼性增强，在溶液中电离出氢离子的能力增强，酸性增强，溴元素的非金属性弱于氯元素，溴原子吸引电子的能力弱于氯原子，则溴乙酸的酸性弱于氯乙酸，故答案为：＜；(2) 由次磷酸与足量溶液反应生成可知，分子中只含有1个羟基，结构式为，故答案为：；(3) ①结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，苯和甲苯是结构相似的同系物，甲苯的相对分子质量大于苯，分子间作用力大于苯，则苯的沸点比甲苯的沸点更低，故答案为：苯的相对分子质量更小，苯(液态)的分子间作用力更小；②与甲苯相比，苯分子的对称性好，晶体内分子堆积更紧密，分子间的平均距离更小，导致苯晶体的熔点比甲苯的熔点更高，故答案为：苯的分子对称性好，苯晶体内分子堆积更紧密(或分子间的平均距离更小)。17． (，，) (，，0)【详解】依据晶胞结构和坐标系，因A为原点，由图可知，B在x、y、z轴上投影分别为、、；C在x、y、z轴上投影分别为、、0；故B的原子分数坐标为(，，)；C的原子分数坐标为(，，0)。18．(1)3(2) 平面三角形 C(3) 24 【详解】（1）基态B原子的核外电子排布式为，所以其核外电子有3种不同的空间运动状态，答案：3。（2）中中心原子B的价层电子对数为，采取杂化，无孤电子对，其空间构型为平面三角形。形成时，基态B原子价层电子先进行激发，再进行杂化，B采取杂化，说明基态B原子2s能级中的1个电子激发到2p能级上，故激发时B原子的价层电子轨道表示式可能为C。答案：平面三角形；C；（3）①该晶胞中，每条棱上有2个B原子，含有B原子的个数为，体心有1个Ca，Ca原子数为1，所以该晶体的化学式为；晶胞中，每条棱上的B原子与Ca原子的距离最近且相等，所以Ca原子配位数为24；②M点原子的分数坐标为，已知八面体中B—B键的键长为rpm，晶胞参数为apm，N点原子与坐标原点的距离为，所以N点原子的分数坐标为；Ca到棱心的距离为，棱上B原子到棱心的距离为，Ca与B原子间的距离，答案：；24；；。19． 4个锆原子和8个钨原子 ZrW2O8 2种 ①只位于四面体上；②四面体与八面体之间 两种氧原子的个数分别为8和24 5.07 g·cm-3【详解】本题的考点为晶体结构，考查参赛者对面心立方结构的熟悉程度多面体间原子的共用问题以及识图能力。最后一问还考查了经典的晶体密度计算问题。题中的信息主要由晶胞示意图给出，观察晶胞图并结合题中所给的信息可以看出：晶胞的6个面和8个顶点被八面体占据；晶胞内有8个四面体。依此可以确定晶胞中有4个锆原子和8个钨原子，而锆位于IVB族，钨位于VIB族，所以它们的氧化数分别为+4和+6，复合氧化物的化学式即可被确定为：ZrW2O8。5-3是本题的难点，晶体中氧原子可能的化学环境有5种：①只位于四面体上；②只位于八面体上；③四面体与四面体之间；④四面体与八面体之间；⑤八面体与八面体之间。由于晶胞中氧原子太多，无法通过观察得出氧原子有几种化学环境，但我们可以看出：每个四面体都单独拥有-个氧原子；四面体和四面体之间没有共用氧原子。据此，在一个晶胞中，四面体。上的氧原子有4×8 = 32个，等于晶胞中所有的氧原子数。这说明不存在只位于八面体上的氧原子和位于八面体之间的氧原子，从而可以确定晶胞中氧原子的化学环境有两种，两种氧原子的个数分别为8和24。5-4中给出了晶胞参数a ，第二问已经得到了化学式，晶体的密度也就不难算得为5.07 g·cm-3.需要注意的是，在计算晶体密度时，完整的解答要具备“列公式”、“代数据”、“得答案”这3个步骤。在实际考试时，试卷上给出的晶胞图为黑白打印版，但若参赛者采用了正确的解题思路，只需通过简单的观察便也能得出上述结论，并不影响解题。评析：本题中的5-1、5-2和5-4旨在考查参赛者对晶体结构基础知识的掌握情况，5-3的考点是晶体中原子的化学环境，这方面的题目多较灵活，需要参赛者对晶体的结构有较深的理解，并具备一定的推理和运算能力。另外，读者不妨分析一下图中给出的晶体是什么点阵类型。本题中涉及的复合氧化物ZrW2O8在受热时密度不降反升，具有反常膨胀的特性。为了解释这个现象，我们需要为晶体的膨胀给出微观解释：一般的晶体以框架的伸缩振动为主，受热时伸缩振动的增强会使原子间距离增大，发生膨胀。而ZrW2O8晶体中存在很多只与一个W连接的端基氧原子，导致结构刚性较小，晶体框架的转动成为主要的运动方式，受热时转动增强使得晶体结构更加紧密，导致密度上升。关于ZrW2O8晶体的更多介绍可以参考相关文献 。20． 金刚石晶体 金刚石冰干冰 小于 在，晶体中，离子半径，且晶体中离子所带电荷数大于晶体中离子所带电荷数 4 8 分子之间存在氢键【详解】(1)冰、干冰晶体属于分子晶体，分子之间以分子间作用力结合；金刚石属于共价晶体，原子之间以共价键结合；属于金属晶体，金属阳离子与自由电子之间以金属键结合；、属于离子晶体，离子之间以离子键结合；故这些晶体中粒子之间以共价键结合形成的晶体是金刚石晶体；(2)一般情况下，微粒间的作用力：共价晶体离子晶体分子晶体。在上述物质中，金刚石属于共价晶体，熔点最高；、属于离子晶体，熔点比金刚石的低，由于离子半径，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，断裂消耗的能量就越大，物质的熔点就越高，所以熔点；冰、干冰都属于分子晶体，分子之间以分子间作用力结合，由于分子之间存在氢键，分子之间只存在分子间作用力，所以熔点冰干冰；故上述五种物质中熔点由高到低的顺序为金刚石冰干冰；(3)在、晶体中，离子半径，且晶体中离子所带电荷数大于晶体中离子所带电荷数，所以NaCl晶体的硬度小于MgO晶体的硬度；(4)每个晶胞中含有的原子个数为；晶胞中，周围距离最近且相等的构成正八面体形结构，所以每个周围距离最近且相等的有8个；(5)冰、干冰都是分子晶体，分子之间以分子间作用力结合，由于冰中水分子间形成了氢键，使冰的熔点远高于干冰的熔点。21．(1)NBr3>NCl3>NF3(2)Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑(3)>(4) Cu+ 6 【详解】（1）NF3、NBr3、NCl3都是分子晶体，且结构相似，则相对分子质量越大熔沸点越高，相对分子质量：NBr3>NCl3>NF3，沸点由高到低的顺序是：NBr3>NCl3>NF3。（2）Mg3N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体为氨气，反应的化学方程式为：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑。（3）NaN3与KN3均为离子晶体，离子半径越小、所带电荷量越多，晶格能越大，离子晶体熔沸点越高，钠离子与钾离子所带电荷量一样，但钠离子的半径小于钾离子，因此晶格能NaN3>KN3，熔点NaN3>KN3。（4）X+中K、L、M三个电子层均充满了电子，所以X+核外有28个电子，即X为铜元素，X+为Cu+，根据晶体结构图可知，每个N3-距离最近且相等的Cu+有6个。22． 价电子 电子气 金属原子 金属阳离子 自由电子 大 少 弱 强 高 大 钨 铬 特征【解析】略23． H 第四周期第VIIB族 分子 HF 3.59×10-10【分析】根据题意，从D、E是周期表中列中E排第7列可判断E是第4周期VIIB族的Mn元素，原子序数为25，D和E属同一周期，所以D也在第4周期，D的原子序数比E小5，则原子序数为20，应为Ca元素，图中利用均摊法，离子化合物D与B的离子个数比值为：2，且D为Ca，则B的化合价为价，应为第ⅦA族元素，B和C属同一主族，B的序数在前面，B为F，C为Cl；A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族，所以A为H，据此分析解答。【详解】综上所述，A的元素符号为H，E是Mn元素；在周期表中第四周期VIIB族；故答案为：H；第四周期第VIIB族； 为F元素，C为Cl元素，HF熔沸点很低，属于分子晶体；组成分子的元素电负性差别越大，分子的极性越大，F元素是电负性最大的元素，故HF的极性较大；故答案为：分子；HF；根据，根据上述均摊法，每个晶胞中Ca的数目为，F原子数目为8个，即4个，所以；故答案为：；由图丙可知，设边长为a，，即；故答案为：。
第3章 不同聚集状态的物质与性质一、单选题1．下列有关说法不正确的是A．熔融态物质凝固、气态物质凝华都可能得到晶体B．等离子体是电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质C．超分子是由两种或两种以上的分子再通过化学键形成的物质D．要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定2．硫化锌有两种常见的晶体，分别是六方硫化锌(晶胞结构如图甲所示)和立方硫化锌(晶胞结构如图乙所示)。下列说法错误的是 A．可用X-射线衍射实验鉴别硫化锌是否属于晶体B．每个六方硫化锌晶胞中含2个S原子C．立方硫化锌中锌的配位数为4D．氧化锌的熔点低于六方硫化锌和立方硫化锌3．六方氮化硼结构与石墨相似，熔点低于石墨，不导电。局部结构如图所示，下列说法错误的是 A．石墨中的C-C键长比中的B-N短B．B、N原子都采用杂化C．不导电的原因是氮的电负性较大，电子被定域在N原子周围D．、含有1.5xmol共价键4．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是A．熔点：碘>干冰 B．硬度：金刚石>晶体硅>碳化硅C．沸点： < D．热稳定性：5．下列说法中，正确的是A．干冰熔化时，分子中C=O键发生断裂B．金属晶体的熔、沸点一定比分子晶体的高C．原子晶体中，共价键的键长越短，键能越大，熔点就越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定6．概念掌握要准确，下列描述正确的是A．能导电的物质一定是电解质，但可能是强电解质也可能是弱电解质B．已知：Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(s)△H=-786kJ/mol，则NaCl的晶格能为786kJ/molC．利用焓判据可判断N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol不能自发进行D．纯物质完全燃烧生成1mol稳定氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热7．石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是 A．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键D．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子8．镍能形成多种配合物如正四面体形的和正方形的、正八面体形的等。常温下为液态，易溶于、苯等有机溶剂。下列说法正确的是A．的键角小于B．固态属于共价晶体C．分子内键和键个数之比为1：2D．和中，镍元素均是杂化9．氯化铯的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 A．氯化铯晶体属于离子晶体B．氯化铯晶胞中有3套平行棱，3套平行面C．在氯化铯晶体中，每个Cl-周围紧邻1个Cs+D．在氯化铯晶体中，每个Cs+周围与它最近且等距离的Cs+共有6个10．下列关于物质聚集状态结构的叙述错误的是A．非晶体内部的微粒无周期性重复排列B．超分子内部的分子之间通过非共价键结合C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是有序排列11．2022年北京冬奥会已经成功落下帷幕，它的成功举办离不开各种科技力量的支撑。下列说法正确的是 A．跨临界直接制冰使用的分子中含有非极性键B．滑冰场上的冰中水分子的稳定性低于C．颁奖礼服内胆中添加的石墨烯(结构如图)是共价晶体D．闭幕式中，鸟巢上空绽放的璀璨焰火与原子核外电子发生跃迁释放能量有关12．2021年5月15日，我国火星探测器“天问一号”成功着陆火星。天问一号探测器上使用了重量轻、强度高、刚性好、宽温度范围下尺寸稳定的新型SiC增强铝基复合材料。下列说法错误的是A．SiC是一种新型硅酸盐材料B．SiC俗称金刚砂，具有类似金刚石的结构C．SiC中的碳原子和硅原子通过共价键连接D．SiC具有优异的高温抗氧化性能13．下列有关物质的熔点高低顺序正确的是A． B． C． D．碳化硅＜晶体硅14．下列各组物质熔化或升华时，所克服的粒子间作用属于同种类型的是A．Al 和S熔化 B．碘和干冰升华C．氯化钾和蔗糖熔化 D．Na2O和SiO2熔化15．氮化硼(BN)晶体存在如图所示的两种结构。六方氮化硼的结构与石墨类似；立方氮化硼的结构与金刚石类似，可作研磨剂。 下列说法不正确的是A．六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键B．六方氮化硼可作润滑剂C．两种晶体均为分子晶体D．立方氮化硼晶胞中，N和B之间存在配位键二、填空题16．(1)已知氯乙酸的酸性强于醋酸，则酸性： (填：>、<或=)。(2)次磷酸()与足量溶液反应生成，据此写出的结构式 。注：磷酸的结构式为(3)常压下，苯和甲苯的熔、沸点如下表：①苯的沸点比甲苯的沸点更低，主要原因是 。②苯晶体的熔点比甲苯的熔点更高，主要原因是 。17．锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛，锗单质具有金刚石型结构，如下图所示：晶胞有两个基本要素：一是原子分数坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，上图中A点的原子分数坐标为(0，0，0)，则B、C两点的原子分数坐标为 、 18．硼化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：(1)基态B原子核外电子有 种不同的空间运动状态。(2)主要用作有机合成中的催化剂，也用于制作火箭的高能燃料。的空间构型为 。形成时，基态B原子价层电子先进行激发，再进行杂化，激发时B原子的价层电子轨道表示式可能为 。(填序号)。A． B． C． D．(3)Ca与B组成的金属硼化物结构如图所示，硼原子通过B—B键互相连接成三维骨架形成正八面体，该结构具有立方晶系的对称性。①该晶体的化学式为 ，晶体中Ca原子的配位数为 。②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，称为原子的分数坐标，如M点原子的分数坐标为，已知八面体中B—B键的键长为rpm，晶胞参数为apm，则N点原子的分数坐标为 ，Ca与B原子间的距离d为 pm(列出表达式即可)。 19．有一类复合氧化物具有奇特的性质：受热密度不降反升。这类复合氧化物的理想结构属立方晶系，晶胞示意图如右。图中八面体中心是锆原子，位于晶胞的顶角和面心；四面体中心是钨原子，均在晶胞中。八面体和四面体之间通过共用顶点(氧原子)连接。锆和钨的氧化数分别等于它们在周期表里的族数。 (1)写出晶胞中锆原子和钨原子的数目 。(2)写出这种复合氧化物的化学式 。(3)晶体中，氧原子的化学环境有几种 ；各是什么类型 ；在一个晶胞中各有多少 (4)已知晶胞参数a = 0.916 nm，计算该晶体的密度 (以g·cm-3为单位)。20．下列各图为几种晶体或晶胞的结构示意图。 请回答下列问题：(1)这些晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是 。(2)冰、金刚石、、、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为 。(3)晶胞与晶胞结构相同，晶体的硬度 (填“大于”或“小于”)晶体的硬度，原因是 。(4)每个晶胞中实际占有 个原子，晶体中每个周围距离最近且相等的有 个。(5)冰的熔点远高于干冰的重要原因是 。21．氮元素是重要的非金属元素，可形成卤化氮、氮化物、叠氮化物及配合物等多种化合物。(1)NF3、NBr3、NCl3的沸点由高到低的顺序是 。(2)Mg3N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体。该反应的化学方程式为 。(3)NaN3与KN3相比，NaN3的熔点 (填“>”、“=”或“<”)KN3的熔点。(4)某元素X形成的离子X+中K、L、M三个电子层均充满了电子。它与N3-形成晶体的结构如图所示。X+的符号是 ，晶体中距离每个N3-最近的X+有 个。 22．金属键(1)概念：“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的 形成遍布整块晶体的“ ”，被所有原子所共用，从而把所有的 维系在一起。(2)成键粒子是 和 。(3)金属键的强弱和对金属性质的影响①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越 、价电子数越 ，金属键越 ；反之，金属键越 。②金属键越强，金属的熔、沸点越 ，硬度越 。如：熔点最高的金属是 ，硬度最大的金属是 。 ：金属键没有方向性和饱和性。23．已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中1-18列中的第7列元素。D的原子序数比E小5，D跟B可形成离子化合物其晶胞结构如图1。F元素的正三价离子3d能级为半充满。 （1）A的元素符号是 ；E在元素周期表中的位置是 。（2）B的氢化物的晶体类型是 晶体，B的氢化物与C的氢化物相比，分子极性较大的是 写化学式。（3）D与B形成的化合物晶体的密度为ag·cm-3，则晶胞的体积是 只要求列出算式，D和B形成的化合物的M为78g/mol)。（4）晶胞是晶体中最小的重复单元。已知F元素的单质为面心立方晶体，其结构如图甲所示，面心立方的结构特征如图乙所示。若F原子的半径为1.27×10-10m。试求该金属晶体中的晶胞边长，即图丙中AB的长度为 m。 苯的模型熔点：甲苯模型熔点：沸点：沸点：参考答案：1．C【详解】A．得到晶体一般有三条途径：①熔融态物质凝固、②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）、③溶质从溶液中析出，故A正确；B．等离子体是电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质，故B正确；C．超分子由两个或两个以上分子体系，通过分子间作用力而形成的一个具有一定结构和功能的实体，分子间作用力不是化学键，故C错误；D．构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来，要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定，故D正确；故选C。2．D【详解】A．晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，所以可用X-射线衍射实验鉴别硫化锌是否属于晶体，A正确；B．每个六方硫化锌晶胞中有4个S原子位于棱上，1个S原子位于内部，含4×+1=2个S原子，B正确；C．据图可知Zn原子位于4个S原子形成的正四面体空隙中，所以立方硫化锌中锌的配位数为4，C正确；D．O2-的半径小于S2-，所以O2-与Zn2+形成的离子键更强，晶格能更大，熔点更高，D错误；综上所述答案为D。3．D【详解】A．六方氮化硼结构与石墨相似，熔点低于石墨，说明其中的B-N的键能小于C-C键，则石墨中的C-C键长比中的B-N短，故A正确；B．六方相氮化硼每一层为平面结构，硼原子采用sp2杂化，氮原子也采用sp2杂化，故B正确；C．晶体能导电的原因是因为有自由移动的电子，不导电的原因是氮的电负性较大，电子被定域在N原子周围，不能自由移动，故C正确；D．由六方氮化硼结构可知，每个B原子和N原子形成3个共价键，则、含有3xmol共价键，故D错误；故选D。4．D【详解】A．氧化镁和氯化钾都是离子晶体，但氧化镁的晶格能大于氯化钾，熔点高于氯化钾，故A错误；B．原子晶体的硬度与共价键的强弱有关，硅原子的原子半径大于碳原子，碳化硅中碳硅键的键长小于晶体硅中硅硅键的键长，碳硅键的共价键强于硅硅键，所以晶体硅的硬度小于碳化硅，故B错误；C．邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，对羟基苯甲酸形成分子间氢键，所以对羟基苯甲酸分子间作用力大于邻羟基苯甲酸，沸点高于邻羟基苯甲酸，故C错误；D．元素的非金属性越强，氢化物的热稳定性越强，氮、氧、氟的非金属性强弱顺序为F＞O＞N，则氢化物的稳定性为HF＞H2O＞NH3，故D正确；故选D。5．C【详解】A．干冰融化为物理变化，克服分子间作用力，共价键不断裂，故A错误；B．金属晶体的熔沸点不一定比分子晶体高，如分子晶体硫是固体，金属汞是液体，故B错误；C．影响原子晶体的熔沸点高低的因素为共价键的强弱，共价键的键长越短，键能越大，熔点就越高，故C正确；D．分子晶体中，分子间作用力越大，熔沸点越高，与稳定性无关，故D错误；答案为C。6．B【详解】A．金属单质导电，但是不是电解质，故能导电的物质不一定是电解质，故A错误；B．晶格能是气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量，故B正确；C．利用焓判据可得放热反应容易自发进行，故C错误；D．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的能量，故D错误；故选B。7．C【详解】A．石墨晶体中，层与层之间的作用力为分子间作用力，从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故A错误；B．石墨中的碳原子采取sp2杂化，每个sp2杂化轨道含s轨道与p轨道，故B错误；C．石墨属于混合晶体，层与层之间存在分子间作用力；层内碳原子间存在共价键，故C正确；D．每个C原子为3个环共有，则石墨烯中平均每个六元碳环含有碳原子数为，故D错误；答案选C。8．A【详解】A．孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力，孤电子对越多，分子的键角越小，氨分子中氮原子的孤对电子对为1、甲烷分子中碳原子的孤对电子对为0，则甲烷的键角大于氨分子，故A正确；B．由四羰基合镍的物理性质可知，四羰基合镍为熔点低的分子晶体，故B错误；C．一氧化碳的结构式为C≡O，分子中三键中含有1个σ键和2个π键，配合物中的配位键属于σ键，则四羰基合镍分子中σ键和π键个数之比为(4+4)：(2×4)=1：1，故C错误；D．由四羰基合镍离子的空间构型为正方形可知，配离子中镍离子的杂化方式为sp2杂化，故D错误；故选A。9．C【详解】A．氯化铯晶体是由氯离子和铯离子通过离子键结合而成的，属于离子晶体，故A正确；B．从图中可以看出，氯化铯晶胞中有3套平行棱，3套平行面，故B正确；C．晶胞是晶体的最小结构单元，从图中可以看出，在氯化铯晶体中，每个Cl-周围紧邻8个Cs+，故C错误；D．从图中可以看出，在氯化铯晶体中，每个Cs+周围与它最近且等距离的Cs+共有6个，故D正确；故选C。10．D【详解】A．晶体中原子呈周期性有序排列，且有自范性，非晶体中原子排列相对无序，无自范性，可以用衍射方法鉴别晶体和非晶体，选项A正确；B．超分子内部分子之间可以通过非共价键结合，如氢键、静电作用等，选项B正确；C．液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性，选项C正确；D．纳米颗粒内部具有晶状结构，原子排列有序，而界面则为无序结构，选项D错误；答案选D。11．D【详解】A．CO2是由极性键构成的非极性分子，A错误；B．O的非金属性大于C的，所以对应氢化物水的稳定性也高于甲烷的，B错误；C．石墨烯的层与层之间存在分子间作用力，属于混合晶体，C错误；D．焰火属于焰色试验，是原子核外电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时主要以光能的形式释放能量的过程，D正确；故选D。12．A【详解】A．SiC属于新型陶瓷，不属于硅酸盐材料，故A错误；B．碳化硅俗称金刚砂，具有类似金刚石的结构，熔沸点高，硬度大，可用于制造耐高温、抗氧化的新型陶瓷，B正确；C．SiC属于共价化合物，碳原子和硅原子通过共价键连接，C正确；D．SiC属于原子晶体，故SiC陶瓷具有耐高温、抗腐蚀等优异性能，D正确；故选A。13．B【详解】A．HF能形成分子间氢键，HCl、HBr不能形成分子间氢键，相对分子质量：HCl＜HBr，所以熔沸点：HF＞HBr＞HCl，故A错误；B．H2O能形成分子间氢键，H2S不能形成分子间氢键，所以熔点：H2O＞H2S，故B正确；C．共价晶体熔沸点高于分子晶体，I2是分子晶体、SiO2是共价晶体，所以熔点：I2＜SiO2，故C错误； D．这几种晶体都是共价晶体，C原子半径小于Si原子半径，键长：C-Si＜Si-Si，共价键越短，键能越大，熔沸点越高，所以熔点：碳化硅＞晶体硅，故D错误；故选B。14．B【详解】A．Al熔化克服金属键，S熔化克服范德华力，A不符合题意；B．碘和干冰升华克服范德华力，B符合题意；C．氯化钾熔化克服离子键，蔗糖熔化克服范德华力，C不符合题意；D．Na2O熔化克服离子键，SiO2熔化克服共价键，D不符合题意； 故选B。15．C【详解】A．六方氮化硼的结构和石墨类似，所以六方氮化硼层间存在分子间作用力，分子间作用力不属于化学键，所以六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键，故A正确；B．六方氮化硼的结构与石墨类似，则其性质相似，石墨可以作润滑剂，则六方氮化硼可以作润滑剂，故B正确；C．两种氮化硼都不是分子晶体，故C错误；D．B原子含有空轨道、N原子含有孤电子对，立方氮化硼中每个B原子形成4个B—N共价键，所以立方氮化硼中B和N原子之间存在配位键，故D正确．故答案选C。16． ＜ 苯的相对分子质量更小，苯(液态)的分子间作用力更小 苯的分子对称性好，苯晶体内分子堆积更紧密(或分子间的平均距离更小)【详解】(1) 由氯乙酸的酸性强于醋酸可知，氯乙酸分子中的氯原子是一种吸引电子基团，使羧基中—OH上的氢原子的活泼性增强，在溶液中电离出氢离子的能力增强，酸性增强，溴元素的非金属性弱于氯元素，溴原子吸引电子的能力弱于氯原子，则溴乙酸的酸性弱于氯乙酸，故答案为：＜；(2) 由次磷酸与足量溶液反应生成可知，分子中只含有1个羟基，结构式为，故答案为：；(3) ①结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，苯和甲苯是结构相似的同系物，甲苯的相对分子质量大于苯，分子间作用力大于苯，则苯的沸点比甲苯的沸点更低，故答案为：苯的相对分子质量更小，苯(液态)的分子间作用力更小；②与甲苯相比，苯分子的对称性好，晶体内分子堆积更紧密，分子间的平均距离更小，导致苯晶体的熔点比甲苯的熔点更高，故答案为：苯的分子对称性好，苯晶体内分子堆积更紧密(或分子间的平均距离更小)。17． (，，) (，，0)【详解】依据晶胞结构和坐标系，因A为原点，由图可知，B在x、y、z轴上投影分别为、、；C在x、y、z轴上投影分别为、、0；故B的原子分数坐标为(，，)；C的原子分数坐标为(，，0)。18．(1)3(2) 平面三角形 C(3) 24 【详解】（1）基态B原子的核外电子排布式为，所以其核外电子有3种不同的空间运动状态，答案：3。（2）中中心原子B的价层电子对数为，采取杂化，无孤电子对，其空间构型为平面三角形。形成时，基态B原子价层电子先进行激发，再进行杂化，B采取杂化，说明基态B原子2s能级中的1个电子激发到2p能级上，故激发时B原子的价层电子轨道表示式可能为C。答案：平面三角形；C；（3）①该晶胞中，每条棱上有2个B原子，含有B原子的个数为，体心有1个Ca，Ca原子数为1，所以该晶体的化学式为；晶胞中，每条棱上的B原子与Ca原子的距离最近且相等，所以Ca原子配位数为24；②M点原子的分数坐标为，已知八面体中B—B键的键长为rpm，晶胞参数为apm，N点原子与坐标原点的距离为，所以N点原子的分数坐标为；Ca到棱心的距离为，棱上B原子到棱心的距离为，Ca与B原子间的距离，答案：；24；；。19． 4个锆原子和8个钨原子 ZrW2O8 2种 ①只位于四面体上；②四面体与八面体之间 两种氧原子的个数分别为8和24 5.07 g·cm-3【详解】本题的考点为晶体结构，考查参赛者对面心立方结构的熟悉程度多面体间原子的共用问题以及识图能力。最后一问还考查了经典的晶体密度计算问题。题中的信息主要由晶胞示意图给出，观察晶胞图并结合题中所给的信息可以看出：晶胞的6个面和8个顶点被八面体占据；晶胞内有8个四面体。依此可以确定晶胞中有4个锆原子和8个钨原子，而锆位于IVB族，钨位于VIB族，所以它们的氧化数分别为+4和+6，复合氧化物的化学式即可被确定为：ZrW2O8。5-3是本题的难点，晶体中氧原子可能的化学环境有5种：①只位于四面体上；②只位于八面体上；③四面体与四面体之间；④四面体与八面体之间；⑤八面体与八面体之间。由于晶胞中氧原子太多，无法通过观察得出氧原子有几种化学环境，但我们可以看出：每个四面体都单独拥有-个氧原子；四面体和四面体之间没有共用氧原子。据此，在一个晶胞中，四面体。上的氧原子有4×8 = 32个，等于晶胞中所有的氧原子数。这说明不存在只位于八面体上的氧原子和位于八面体之间的氧原子，从而可以确定晶胞中氧原子的化学环境有两种，两种氧原子的个数分别为8和24。5-4中给出了晶胞参数a ，第二问已经得到了化学式，晶体的密度也就不难算得为5.07 g·cm-3.需要注意的是，在计算晶体密度时，完整的解答要具备“列公式”、“代数据”、“得答案”这3个步骤。在实际考试时，试卷上给出的晶胞图为黑白打印版，但若参赛者采用了正确的解题思路，只需通过简单的观察便也能得出上述结论，并不影响解题。评析：本题中的5-1、5-2和5-4旨在考查参赛者对晶体结构基础知识的掌握情况，5-3的考点是晶体中原子的化学环境，这方面的题目多较灵活，需要参赛者对晶体的结构有较深的理解，并具备一定的推理和运算能力。另外，读者不妨分析一下图中给出的晶体是什么点阵类型。本题中涉及的复合氧化物ZrW2O8在受热时密度不降反升，具有反常膨胀的特性。为了解释这个现象，我们需要为晶体的膨胀给出微观解释：一般的晶体以框架的伸缩振动为主，受热时伸缩振动的增强会使原子间距离增大，发生膨胀。而ZrW2O8晶体中存在很多只与一个W连接的端基氧原子，导致结构刚性较小，晶体框架的转动成为主要的运动方式，受热时转动增强使得晶体结构更加紧密，导致密度上升。关于ZrW2O8晶体的更多介绍可以参考相关文献 。20． 金刚石晶体 金刚石冰干冰 小于 在，晶体中，离子半径，且晶体中离子所带电荷数大于晶体中离子所带电荷数 4 8 分子之间存在氢键【详解】(1)冰、干冰晶体属于分子晶体，分子之间以分子间作用力结合；金刚石属于共价晶体，原子之间以共价键结合；属于金属晶体，金属阳离子与自由电子之间以金属键结合；、属于离子晶体，离子之间以离子键结合；故这些晶体中粒子之间以共价键结合形成的晶体是金刚石晶体；(2)一般情况下，微粒间的作用力：共价晶体离子晶体分子晶体。在上述物质中，金刚石属于共价晶体，熔点最高；、属于离子晶体，熔点比金刚石的低，由于离子半径，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，断裂消耗的能量就越大，物质的熔点就越高，所以熔点；冰、干冰都属于分子晶体，分子之间以分子间作用力结合，由于分子之间存在氢键，分子之间只存在分子间作用力，所以熔点冰干冰；故上述五种物质中熔点由高到低的顺序为金刚石冰干冰；(3)在、晶体中，离子半径，且晶体中离子所带电荷数大于晶体中离子所带电荷数，所以NaCl晶体的硬度小于MgO晶体的硬度；(4)每个晶胞中含有的原子个数为；晶胞中，周围距离最近且相等的构成正八面体形结构，所以每个周围距离最近且相等的有8个；(5)冰、干冰都是分子晶体，分子之间以分子间作用力结合，由于冰中水分子间形成了氢键，使冰的熔点远高于干冰的熔点。21．(1)NBr3>NCl3>NF3(2)Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑(3)>(4) Cu+ 6 【详解】（1）NF3、NBr3、NCl3都是分子晶体，且结构相似，则相对分子质量越大熔沸点越高，相对分子质量：NBr3>NCl3>NF3，沸点由高到低的顺序是：NBr3>NCl3>NF3。（2）Mg3N2遇水发生剧烈反应，生成一种有刺激性气味的气体为氨气，反应的化学方程式为：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑。（3）NaN3与KN3均为离子晶体，离子半径越小、所带电荷量越多，晶格能越大，离子晶体熔沸点越高，钠离子与钾离子所带电荷量一样，但钠离子的半径小于钾离子，因此晶格能NaN3>KN3，熔点NaN3>KN3。（4）X+中K、L、M三个电子层均充满了电子，所以X+核外有28个电子，即X为铜元素，X+为Cu+，根据晶体结构图可知，每个N3-距离最近且相等的Cu+有6个。22． 价电子 电子气 金属原子 金属阳离子 自由电子 大 少 弱 强 高 大 钨 铬 特征【解析】略23． H 第四周期第VIIB族 分子 HF 3.59×10-10【分析】根据题意，从D、E是周期表中列中E排第7列可判断E是第4周期VIIB族的Mn元素，原子序数为25，D和E属同一周期，所以D也在第4周期，D的原子序数比E小5，则原子序数为20，应为Ca元素，图中利用均摊法，离子化合物D与B的离子个数比值为：2，且D为Ca，则B的化合价为价，应为第ⅦA族元素，B和C属同一主族，B的序数在前面，B为F，C为Cl；A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族，所以A为H，据此分析解答。【详解】综上所述，A的元素符号为H，E是Mn元素；在周期表中第四周期VIIB族；故答案为：H；第四周期第VIIB族； 为F元素，C为Cl元素，HF熔沸点很低，属于分子晶体；组成分子的元素电负性差别越大，分子的极性越大，F元素是电负性最大的元素，故HF的极性较大；故答案为：分子；HF；根据，根据上述均摊法，每个晶胞中Ca的数目为，F原子数目为8个，即4个，所以；故答案为：；由图丙可知，设边长为a，，即；故答案为：。
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