2019版高考化学一轮复习方案：选修3物质结构与性质 3 第3讲 课后达标训练(含解析)

[课后达标训练]

一、选择题

1．下列晶体分类中正确的一组是(　　)

解析：选C。A项中晶体氩为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体，石墨为混合型晶体；D项中玻璃为非晶体。

2．(2018·衡水中学高三调研)据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，它的分子式为C60Si60，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有Si60结构。下列叙述正确的是(　　)

A．该物质有很高的熔点、很大的硬度

B．该物质形成的晶体属于分子晶体

C．该物质分子中Si60被包裹在C60里面

D．该物质的相对分子质量为1 200

解析：选B。由分子式及信息可知该物质为分子晶体，A错误，B正确；Si的原子半径大于C，所以Si60的体积大于C60的体积，C错误；相对分子质量为(12＋28)×60＝2 400，D错误。

3．(2015·高考上海卷)下列有关物质性质的比较，错误的是(　　)

A．溶解度：小苏打<苏打

B．密度：溴乙烷>水

C．硬度：晶体硅<金刚石

D．碳碳键键长：乙烯>苯

解析：选D。A.小苏打能溶于水，苏打易溶于水，因此溶解度：小苏打<苏打，正确。B.溴乙烷密度>1 g/mL，而水的密度等于1 g/mL，因此密度：溴乙烷>水，正确。C.晶体硅、金刚石都是原子晶体，原子之间通过共价键结合，由于原子半径：C<Si，所以共价键的强度：C—C>Si—Si，共价键越强，原子结合得就越牢固，物质的硬度就越大，所以物质的硬度：晶体硅<金刚石，正确。D.乙烯分子中碳碳键是碳碳双键，而苯分子中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的化学键，所以键长：乙烯<苯，错误。

4．下列四种有关性质的叙述，可能属于金属晶体的是(　　)

A．由分子间作用力结合而成，熔点低

B．固体或熔融后易导电，熔点在1 000 ℃左右

C．由共价键结合成网状结构，熔点高

D．固体不导电，但溶于水或熔融后能导电

解析：选B。A项，属于分子晶体的性质；C项，属于原子晶体的性质；D项，属于离子晶体的性质。

5．下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是(　　)

A．CO2和SO2　　　　　　 B．CH4和CH2Cl2

C．BF3和NH3   D．HCl和HI

解析：选D。A项，CO2为极性键构成的非极性分子，SO2为极性分子；B项，CH4为极性键构成的非极性分子，CH2Cl2是由极性键构成的极性分子；C项，BF3为极性键构成的非极性分子，NH3为极性键构成的极性分子；D项，HCl和HI都是极性键构成的极性分子。

6．(2018·盐城高三模拟)钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是(　　)

A．BaTi8O12　　　　　　　　 B．BaTi4O5

C．BaTi2O4   D．BaTiO3

解析：选D。仔细观察钛酸钡晶体的晶胞结构示意图可知：Ba2＋在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti4＋处于立方体的8个顶点，每个Ti4＋为与之相连的8个立方体所共用，即每个Ti4＋只有属于该晶胞；O2－处于立方体的12条棱的中点，每条棱为4个立方体共用，即每个O2－只有属于该晶胞。则晶体中Ba2＋、Ti4＋、O2－的个数比为1∶(8×)∶(12×)＝1∶1∶3。

7．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为－2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是(　　)

A．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K＋和4个O

B．晶体中每个K＋周围有8个O，每个O周围有8个K＋

C．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有8个

D．晶体中与每个K＋距离最近的K＋有6个

解析：选A。由题中的晶胞结构知：有8个K＋位于顶点，6个K＋位于面心，则晶胞中含有的K＋数为8×＋6×＝4个；有12个O位于棱上，1个O处于中心，则晶胞中含有O数为12×＋1＝4个，所以超氧化钾的化学式为KO2；每个K＋周围有6个O，每个O周围有6个K＋，与每个K＋距离最近的K＋有12个。

8．根据表中给出的几种物质的熔、沸点数据，判断下列有关说法中错误的是(　　)

(注：AlCl3的熔点在2.02×105Pa条件下测定)

A．SiCl4和AlCl3都是分子晶体

B．单质B可能是原子晶体

C．NaCl和MgCl2在熔融状态和溶于水时均能导电

D．NaCl的键的强度比MgCl2的小

解析：选D。由表中所给熔、沸点数据可知，SiCl4和AlCl3都为分子晶体，A项正确；单质B的熔、沸点很高，可能为原子晶体，B项正确；NaCl和MgCl2都是离子晶体，在熔融状态和溶于水时均能导电，C项正确；NaCl的熔、沸点高于MgCl2，表明Na＋与Cl－的键断裂比Mg2＋与Cl－的键断裂难，即NaCl的键的强度大于MgCl2，D项错误。

9．下列有关说法不正确的是(　　)

A．水合铜离子的模型如图甲所示，1个水合铜离子中有4个配位键

B．CaF2晶体的晶胞如图乙所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋

C．H原子的电子云如图丙所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动

D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图丁所示，为面心立方最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12

解析：选C。电子云是用来表示电子出现的概率，但不代表有一个电子在那里，C项错。

二、非选择题

10．(2018·湛江毕业班调研)短周期元素X、Y的价电子数相同，且原子序数之比等于1∶2；元素Z位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。

(1)Y基态原子的价电子排布式为____________。

(2)预测Na2Y、H2Y在乙醇中的溶解度大小：_____________________________________。

(3)Y与X可形成YX。YX的立体构型为____________(用文字描述)，Y原子轨道的杂化类型是________杂化。写出一种由Y的同周期元素Q、V形成的与YX互为等电子体的分子的化学式：____________。

(4)Y与Z所形成化合物晶体的晶胞如图所示，该化合物的化学式为____________。其晶胞边长为540.0 pm，密度为____________g·cm－3(列式并计算)。

(5)2 mol配合物[Z(NH3)4]SO4中含有σ键的数目为____________NA。

解析：由题中信息可推知X是O元素，Y是S元素，Z是Zn元素。

(2)乙醇是极性溶剂，H2S是极性分子，Na2S是离子化合物，可看成极性很强的“分子”，根据相似相溶原理，H2S和Na2S在乙醇中都应有一定的溶解度，由于Na2S的“极性”比H2S要强，因此Na2S在乙醇中的溶解度比H2S大。

(3)YX是SO，S原子的价层电子对数是4，孤电子对数是1，所以SO的立体构型是三角锥形，S原子的轨道杂化类型是sp3杂化。等电子体是指原子总数相等、价电子总数也相等的微粒，在第三周期中Cl和P形成的PCl3与SO互为等电子体。

(4)晶胞中S的个数是8×＋6×＝4，Zn的个数是4，因此该化合物的化学式为ZnS。1 pm＝10－10 cm，1个晶胞中有4个“ZnS”，所以晶胞的密度ρ＝＝≈4.1 g·cm－3。

(5)[Zn(NH3)4]SO4中Zn2＋和N原子形成4个σ键(配位键)，N和H之间共形成12个σ键，S和O之间形成4个σ键，所以1个[Zn(NH3)4]SO4中共有20个σ键，2 mol [Zn(NH3)4]SO4中含有σ键的数目为40NA。

答案：(1)3s23p4　(2)Na2S>H2S　(3)三角锥形　sp3

PCl3　(4)ZnS　≈4.1

(5)40

11．如图为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。

(1)图Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的F－的个数为________。图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为________个。

(2)图Ⅱ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、导电性、导热性，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________(填化学式)，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用为________。

(5)已知两个距离最近的Ca2＋核间距为a×10－8 cm，结合CaF2晶体的晶胞示意图，CaF2晶体的密度为_________________________________________________________________。

解析：(1)CaF2晶体中Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4，Ca2＋和F－个数比为1∶2；铜晶体中未标号的铜原子周围最紧邻的铜原子为上层的1、2、3，同层的4、5、6、7、8、9，下层的10、11、12，共12个。(2)图Ⅱ中B原子最外层三个电子形成三条共价键，最外层共6个电子，H原子达到2电子稳定结构，只有氧原子形成两条共价键达到8电子稳定结构。H3BO3晶体是分子晶体，相互之间通过氢键相连，每个B原子形成三条B—O极性键，每个O原子形成一条O—H极性键，共六条极性键。(3)电子气理论把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起，可以用来解释金属键的本质，金属的延展性、导电性、导热性。(4)H3BO3晶体是分子晶体，熔点最低，受热熔化时克服分子间作用力。(5)一个CaF2晶胞中实际拥有的离子数：Ca2＋数为8×＋6×＝4，而F－数为8，从而确定1个晶胞实际拥有4个“CaF2”，则CaF2晶体的密度为4×78 g·mol－1÷[(a×10－8 cm)3×6.02×1023 mol－1]＝ g·cm－3。

答案：(1)8　12

(2)O　1∶6

(3)电子气

(4)H3BO3　分子间作用力

(5) g·cm－3

12．太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位。单晶硅太阳能电池片在加工时，一般掺杂微量的锎、硼、镓、硒等。回答下列问题：

(1)二价铜离子的核外电子排布式为_________________________________________。

已知高温下Cu2O比CuO更稳定，试从铜原子核外电子结构变化角度解释：________

________________________________________________________________________。

(2)硼元素具有缺电子性，其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物，如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。在BF3·NH3中B原子的杂化方式为________，B与N之间形成配位键，氮原子提供_________________________________________________。

(3)六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似，层间相互作用为________。六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构(如图1)和硬度都与金刚石相似，晶胞边长为361.5 pm，立方氮化硼的密度是_________________________________g·cm－3。(只要求列算式)。

(4)图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图，请在图中圆球上涂“●”和涂“”分别标明B与N的相对位置。

解析：(1)Cu是29号元素，其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去一个4s电子、一个3d电子生成二价铜离子，则其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9；原子轨道中电子处于半充满、全充满、全空状态时最稳定，二价铜离子的价电子排布式为3d9、亚铜离子的价电子排布式为3d10，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态，所以Cu2O比CuO更稳定。

(2)在BF3·NH3中B原子的价层电子对数是4，根据价层电子对互斥理论可知B原子的杂化方式为sp3，B与N之间形成配位键，N原子含有孤电子对，所以氮原子提供孤电子对。

(3)六方氮化硼结构与石墨相似，层间相互作用为范德华力；立方氮化硼晶胞的边长为361.5 pm＝361.5×10－10 cm，晶胞体积＝(361.5×10－10 cm)3，该晶胞中N原子个数为4，B原子个数为4，立方氮化硼的密度为＝ g·cm－3。

(4)所给题图是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图，每个N原子被4个B原子共用，每个B原子被4个N原子共用，所以其图如图所示(或B与N的位置互换)。

答案：(1)1s22s22p63s23p63d9　亚铜离子价电子排布式为3d10，其核外电子处于稳定的全充满状态

(2)sp3　孤电子对

(3)范德华力　

(4)(或B与N的位置互换)