【鲁科版】高考化学一轮复习课时作业41物质的聚集状态与物质的性质（含解析）

这是一份【鲁科版】高考化学一轮复习课时作业41物质的聚集状态与物质的性质（含解析），共9页。试卷主要包含了下列晶体分类中正确的一组是，下列数据是对应物质的熔点，下列有关说法不正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．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
A [晶体有固定的熔点，由图a来分析，中间有一段温度不变但一直在吸收能量，这段就代表a晶体在熔化；由b曲线可知，温度一直在升高，没有一个温度是停留的，所以找不出固定的熔点，b为非晶体。]
2．下列晶体分类中正确的一组是( )
C [A项中固态Ar为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体；D项中玻璃是非晶体。]
3．下列数据是对应物质的熔点(℃)：
据此做出的下列判断中错误的是( )
A．铝的化合物的晶体中有的是离子晶体
B．表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
B
4．下列变化需克服相同类型作用力的是( )
A．碘和干冰的升华
B．Na2O2和C60的熔化
C．氯化氢和氯化钾的溶解
D．溴的气化和NH4Cl加热分解
A [A项的变化克服的都是分子间作用力，正确；Na2O2和C60的熔化分别克服的是离子键和分子间作用力，B项错误；氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的是共价键和离子键，C项错误；溴的气化克服的是分子间作用力，NH4Cl分解破坏的是离子键和共价键。]
5．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是( )
A．熔点：NaF>MgF2>AlF3
B．晶格能：NaF>NaCl>NaBr
C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2
D．硬度：MgO>CaO>BaO
A [由于r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且Na＋、Mg2＋、Al3＋所带电荷依次增大，所以NaF、MgF2、AlF3的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高。r(F－)MgO>CaO>KCl 12
11．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：
(1)图Ⅰ所示的CaF2晶体中与Ca2＋最近且等距离的F－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____________。
(2)图Ⅱ所示的物质结构中最外能层已达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)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 __________。
(4)结合CaF2晶体的晶胞示意图，已知，两个距离最近的Ca2＋核间距离为a×10－8 cm，计算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1、2、3，同层的4、5、6、7、8、9，下层的10、11、12，共12个。(2)H3BO3中B原子，最外层共6个电子，H是2电子结构，只有氧原子形成二个键达到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3个B—O极性键，每个O原子形成3个O—H共价键，共6个键。(3)H3BO3晶体是分子晶体，熔点最低，熔化时克服了分子间作用力和氢键。(4)一个晶胞中实际拥有的离子数：较小的离子数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，而较大的离子为8个，从而确定晶胞顶点及六个面上的离子为Ca2＋，晶胞内部的离子为 F－，1个晶胞实际拥有4个“CaF2”，则CaF2晶体的密度为4×78 g·ml－1÷[(eq \r(2)a×10－8 cm)3×6.02×1023 ml－1]＝eq \f(183.2,a3) g·cm－3。
答案： (1)8 12 (2)O 1∶6
(3)H3BO3 分子间作用力和氢键 (4)eq \f(183.2,a3) g·cm－3
12．(2019·山东济南模拟)石墨是一种混合型晶体，具有多种晶胞结构，其中一种晶胞的结构如图所示。
回答下列问题：
(1)基态碳原子的轨道表示式为______________________________________________。
(2)碳、氮、氧三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____________(填元素符号)。
(3)CHeq \\al(－,3)是有机反应中重要的中间体，其空间构型为________。
(4)石墨晶体中碳原子的杂化形式为________，晶体中微粒间的作用力有________(填序号，下同)，石墨的熔点高于金刚石是因为存在________。
A．离子键 B．共价键
C．π键 D．氢键
E．范德华力
(5)该晶胞中的碳原子有________种原子坐标；若该晶胞底面边长为a pm，高为c pm，则石墨晶体中碳碳键的键长为________pm，密度为________g·cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA)。
解析： (1)根据构造原理，基态碳原子的轨道表示式为。
(2)同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族元素原子的2p轨道处于半充满状态，能量较低，较稳定，不易失去电子，第一电离能大于同周期相邻元素，故碳、氮、氧元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
(3)CHeq \\al(－,3)的中心碳原子的价层电子对数为3＋eq \f(1,2)×(4＋1－3×1)＝4，为sp3杂化，其中三个杂化轨道填充共用电子对，一个杂化轨道被孤电子对占据，故CHeq \\al(－,3)的空间构型为三角锥形。(4)石墨晶体为平面层状结构，层内每个碳原子与周围三个碳原子形成共价键，键角为120°，则碳原子为sp2杂化；层内相邻碳原子间以共价键结合，未杂化的p轨道形成大π键，层间以范德华力结合，故选BCE；金刚石中碳原子间以单键结合，而石墨中碳原子间还有大π键，使其键能增大，故石墨的熔点高于金刚石。(5)每个石墨晶胞含有碳原子4×eq \f(1,6)＋4×eq \f(1,12)＋2×eq \f(1,3)＋2×eq \f(1,6)＋2×eq \f(1,2)＋1＝4个，则有4种原子坐标；晶胞底面中，设碳碳键的键长为x，如图所示，则x2＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)))2＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,2)))2，解得x＝eq \f(\r(3)a,3)；晶胞体积为(a×10－10)2·(c×10－10)sin 60°＝eq \f(\r(3),2)a2c×10－30cm3，晶胞质量为eq \f(4×12,NA)g，故石墨晶体密度为eq \f(32\r(3),a2cNA)×1030g·cm－3。
答案： (1)
(2)N>O>C
(3)三角锥形
(4)sp2 BCE C
(5)4 eq \f(\r(3)a,3) eq \f(32\r(3),a2cNA)×1030
13．(2019·湖北宜昌调研)钾的化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。
(2)钾的焰色反应为________色，发生焰色反应的原因是
________________________________________________________________________。
(3)叠氮化钾(KN3)晶体中，含有的共价键类型有____________，Neq \\al(－,3)的空间构型是______________。
(4)CO能与金属K和Mn形成配合物K[Mn(CO)5]，Mn元素基态原子的价电子排布式为______________。
(5)原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，金属钾是体心立方晶系，其构型如图。其中原子坐标参数A(0,0,0)、B(1,0,0)，则C原子的坐标参数为________。
(6)钾晶体的晶胞参数为a pm。假定金属钾原子为等径的刚性小球且处于体对角线上的三个球相切，则钾原子的半径为______pm，晶体钾的密度计算式是______g·cm－3。
解析： (1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述。(2)钾的焰色反应为紫色，发生焰色反应的原因是电子由较高能级跃迁到较低能级时，以光的形式释放能量。(3)Neq \\al(－,3)与CO2互为等电子体，根据等电子原理知，Neq \\al(－,3)中含有的共价键类型有σ键和π键，其空间构型为直线形。(4)Mn元素的原子核外电子数是25，基态原子的价电子排布式为3d54s2。(5)C原子位于晶胞的体心处，则C原子的坐标参数为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。(6)钾晶体的晶胞参数为a pm，则晶胞的体对角线长是eq \r(3)a pm，所以钾原子的半径为eq \f(\r(3),4)a pm；晶胞中含有钾原子的个数是8×eq \f(1,8)＋1＝2，所以晶体钾的密度计算是eq \f(2×39,NA×a×10－103)g·cm－3。
答案： (1)电子云
(2)紫 电子由较高能级跃迁到较低能级时，以光的形式释放能量
(3)σ键和π键 直线形 (4)3d54s2
(5)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2))) (6)eq \f(\r(3)a,4) eq \f(2×39,a×10－103×NA)
14．(2019·广东茂名五校联考)翡翠的主要成分为
NaAlSi2O6，还含有其他多种金属阳离子，其中Cr3＋的含量决定其绿色的深浅。
(1)NaAlSi2O6所含元素中，第一电离能最小的元素和电负性最大的元素组成的含有两种化学键的化合物是________(写化学式)。
(2)基态Cr3＋的核外电子排布式为
________________________________________________________________________。
(3)配合物K[Cr(C2O4)2(H2O)2]中的配体是________，C2Oeq \\al(2－,4)中碳原子的杂化轨道类型是________，与H2O互为等电子体的离子是________(任写一种)。
(4)一种铝镍合金的晶胞结构如图所示，与其结构相似的化合物是________(填序号)。
a．氟化钙 b．金刚石
c．钠 d．氯化铯
(5)Ca、O、Cr可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，晶胞结构如图所示，其中Ca2＋、O2－采用面心立方最密堆积方式。
①该晶体的化学式为________。
②已知钙离子、氧离子半径分别为100 pm、140 pm，该晶胞的参数(边长)为________pm。
③阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体密度的计算表达式为________g·cm－3；晶胞中Cr4＋位于O2－所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________pm。
解析： (1)元素非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小，所以Na、Al、Si、O四种元素的电负性由大到小的顺序为O>Si>Al>Na，四种元素中第一电离能最小的元素是Na，故NaAlSi2O6所含元素中，第一电离能最小的元素和电负性最大的元素组成的含有两种化学键的化合物是Na2O2，其中含有共价键和离子键。(2)Cr为24号元素，基态Cr3＋的核外电子数为24－3＝21，核外电子排布式为[Ar]3d3或1s22s22p63s23p63d3。(3)K[Cr(C2O4)2(H2O)2]中的配体为C2Oeq \\al(2－,4)和H2O；草酸根离子中每个C原子形成C===O、C—C和C—O键，则C原子形成的σ键数目为3，无孤电子对，即价层电子对数为3，所以为sp2杂化；原子数相同、价电子数相同的微粒互为等电子体，则与H2O互为等电子体的离子应含有3个原子且价电子总数为8，有NHeq \\al(－,2)、PHeq \\al(－,2)等。(4)由图可知铝镍合金的晶胞结构中，含Ni原子数目为1，Al原子数目为8×eq \f(1,8)＝1，化学式为AlNi，每个Ni原子周围有8个Al原子，每个Al原子周围有8个Ni原子，属于体心立方堆积。a项，氟化钙中每个钙离子周围有8个氟离子，每个氟离子周围有4个钙离
子；b项，金刚石为空间立体网状结构，每个C原子周围有4个C原子；c项，金属钠是体心立方堆积，钠的配位数为8，即每个钠原子周围与其距离最近的原子有8个，但钠是单质，并不是化合物；d项，氯化铯晶体中，每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子，故选d项。(5)①根据晶胞结构图和均摊法可知，晶胞中含O原子数为eq \f(1,2)×6＝3，Ca原子数为eq \f(1,8)×8＝1，Cr原子数为1，则化学式为CaCrO3；②已知钙离子、氧离子半径分别为100 pm、140 pm，则晶胞的面对角线长是2×(100＋140)pm＝480 pm，所以该晶胞的参数(边长)为240eq \r(2) pm；③阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体密度的计算表达式为ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(\f(40＋52＋16×3g·ml－1,NAml－1),240\r(2)×10－10cm3)＝eq \f(140,NA240\r(2)×10－103)g·cm－3；晶胞中Cr4＋位于O2－所形成的正八面体的体心，则该正八面体的边长为eq \f(1,2)×240eq \r(2) pm＝120eq \r(2) pm。
答案： (1)Na2O2
(2)[Ar]3d3(或1s22s22p63s23p63d3)
(3)C2Oeq \\al(2－,4)、H2O sp2杂化 NHeq \\al(－,2)(或PHeq \\al(－,2)等)
(4)d
(5)①CaCrO3 ②240eq \r(2)
③eq \f(140,NA240\r(2)×10－103) 120eq \r(2)选项
离子晶体
原子晶体
分子晶体
A
NaOH
Ar
SO2
B
H2SO4
石墨
S
C
CH3COONa
水晶
D
Ba(OH)2
金刚石
玻璃
BCl3
Al2O3
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
干冰
SiO2
－107
2 073
920
801
1 291
190
－57
1 723
离子晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/kJ·ml－1
786
715
3 401