3.1物质的聚集状态与晶体的常识 课后练习 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

3.1物质的聚集状态与晶体的常识课后练习2023-2024学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2 一、单选题 1．下列物质有固定熔点的是 A．钢化玻璃 B．水泥 C．水玻璃 D．碳酸钠 2．下列各组物质的熔点均与所含化学键能有关的是 A．CaO与CO2 B．NaCl与HCl C．SiC与Si D．Cl2与I2 3．氮化硼是一种超硬、耐磨、耐高温的新型材料。下列各组物质中，晶体类型与氮化硼相同的是 A．金刚石和C60 B．碳化硅和水晶 C．水银和铝 D．硝酸钠和刚玉 4．利用晶体结构，可以用来解释 A．晶体有规则的几何外形，非晶体没有规则的几何外形 B．晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点 C．晶体的导电性能比非晶体好 D．晶体的各向异性 5．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是 A．金刚石和SiO2 B．CO2和SiO2 C．NaCl和 HCl D．钠和KCl 6．黄铜矿()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，其中晶胞如图所示，下列说法错误的是 A．Cu原子的第一电离能小于Zn原子的第一电离能 B．该晶胞中黑球代表铜原子、白球代表氧原子 C．和熔点较高的是 D．的晶胞中的配位数是2 7．教材是教与学的依据，也是我们高三复习最重要的资料，下列有关说法不正确的是 A．催化剂之所以能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程，改变反应的活化能 B．是含极性键的弱极性分子，它在中的溶解度高于在水中的溶解度 C．区别晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验 D．中和热测定实验中，测量体系温度时一定要将NaOH溶液分步缓缓加入量热计的内筒，以确保酸碱充分反应 8．Mg与Si两种元素形成的某化合物是一种n型半导体材料，在光电子器件、能源器件、激光、半导体制造、恒温控制通信等领域具有重要应用前景，该化合物晶胞结构示意图如图，设为阿伏加德罗常数的值，1号原子的坐标为，3号原子的坐标为，下列说法正确的是    A．该化合物的化学式为 B．2号原子的坐标为 C．晶体密度为g∙cm-3 D．离Si最近且等距的Si有12个 9．下列关于物质特殊聚集状态的叙述，错误的是 A．超分子内部分子之间通过非共价键结合 B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序 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，两部分的排列都是长程有序 10．下列叙述中，正确的是 A．石英玻璃和水晶都是晶体 B．具有各向异性的固体可能是晶体 C．粉末状的固体肯定不是晶体 D．晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形 11．我国的激光技术在世界上处于领先地位。据报道，有科学家用激光溅射技术成功研制出氮化碳薄膜。分析表明，β-氮化碳的硬度可以媲美金刚石，成为首屈一指的超硬新材料，其结构如图。下列有关β-氮化碳的说法错误的是    A．属于共价晶体 B．化学式为 C．碳、氮原子均采取杂化 D．1molβ-氮化碳中含有4mol N—C键 12．金属晶体、离子晶体、分子晶体和原子晶体的根本区别是 A．基本构成微粒和微粒间的作用力不同 B．外部形状不同 C．金属晶体和共价晶体属于单质，分子晶体和离子晶体属于化合物 D．基本构成微粒做周期性重复排列所遵循的规律不同 13．《本草纲目拾遗》记载：“石髓出泉州安溪长潭石罅间，接骨如神。”石髓的主要成分为碳酸钙，下列说法正确的是 A．的空间结构为三角锥形 B．可以对石髓进行X射线衍射来确定其是否为晶体 C．碳酸钙含有非极性共价键 D．中所有原子均不含有孤电子对 14．中国首次在月球上发现新矿物并命名为“嫦娥石”，其晶体组成为。是一种稀土元素，常以形式存在。下列说法不正确的是    A．Y属于金属元素 B．属于区元素 C．嫦娥石中存在离子键和共价键 D．可利用X射线衍射法获取其晶体结构 15．分析化学中常用X射线研究晶体结构，有一种蓝色晶体可表示为MxFey(CN)z，研究表明它的结构特性是Fe2+、Fe3+分别占据立方体的顶点，自身互不相邻，而CN-位于立方体的棱上，其晶体中的阴离子结构如图所示。下列说法正确的是 A．该晶体是原子晶体 B．M的离子位于上述立方体的面心，呈+2价 C．M的离子位于上述立方体的体心，且M+的空缺率(体心中没有M+的占总体心的百分比)为50% D．晶体的化学式可表示为MFe2(CN)3，且M为+1价 16．共价键、离子键和范德华力都是微观粒子之间的不同作用力，下列物质：①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金刚石、⑤KCl、⑥白磷，其中含有两种作用力的是 A．①③⑥ B．②④⑥ C．①②③⑥ D．①③⑤⑥ 17．下列化学用语或图示表达正确的是 A．基态磷原子的轨道表示式： B．基态24Cr的简化电子排布式：[Ar]3d54s1 C．HCl共价键电子云轮廓图： D．NaCl的晶胞： 18．下列有关宏观辨识与微观探析的说法均正确的是 宏观辨识 微观探析 A 的熔点高于 键的键能和大于键的键能和 B 可燃冰以笼状化合物的形式存在于海底 甲烷分子装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内 C 的键角小于 N的电负性大于C D 在中的溶解度大于在水中的溶解度 是非极性分子 A．A B．B C．C D．D 19．下列有关说法错误的是 A．与氢气反应生成时，碳的杂化方式发生变化 B．赤血盐中电负性最大的是 C．金刚石的晶胞为，其俯视图为 D．因为第一电离能：，故酸性： 20．周期表中ⅡA族元素及其化合物应用广泛。铍的化合物性质与铝相似，的熔点为，熔融时能导电，而不能导电；下列有关说法正确的是 A．和均为离子化合物 B．的晶胞如图所示，晶胞中的配位数为4 C．ⅡA族元素形成的氧化物均能与冷水直接化合成强碱 D．在空气中加热蒸发和溶液都能得到和固体 21．氮化硼具有多种优良性能，广泛应用于高压高频电子及等离子弧的绝缘体，工业上可用三氯化硼、氨气气相沉积法制备，其反应原理为。    下列说法正确的是 A．电负性： B．H-Cl键的键能大于H-F键的键能 C．与都是由极性键构成的极性分子 D．氯化铵的立方晶胞结构如图所示，氯化铵晶体的摩尔体积为 22．杂化材料在太阳能电池领域具有重要价值，其立方晶胞结构如图所示。的原子分数坐标为，B的原子分数坐标为。下列说法中错误的是    A．的原子分数坐标为 B．与的最短距离为 C．距离最近且等距离的有12个 D．一个该晶胞的体积为 23．氯化铝作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中氮化钼晶胞参数为a nm。下列说法正确的是 A．氮化钼的化学式为 B．两个相邻N原子最近的距离为 C．晶体的密度 D．每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有4个 24．已知某离子晶体的晶胞结构如图所示，其摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为dg/cm3。则下列说法不正确的是 A．晶胞中阴、阳离子的个数都为4 B．该晶体中两个距离最近的同种离子的核间距为cm C．阴、阳离子的配位数都是6 D．该晶胞可能是NaCl晶体的晶胞 25．铌()和镍合金的用途非常广泛，，互化物的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 A．位于元素周期表第四周期Ⅴ族 B．、互化物的化学式为 C．、互化物晶体的密度为 D．图中原子与原子的距离d为 二、填空题 26．选取晶胞的原则：保证对称性的前提下，依据晶胞尽量 ，所含的原子尽量 、棱的夹角为 。 27．固体有晶体和非晶体之分，绝大多数常见的固体是晶体，少数固体属于非晶体。回答下列问题： (1)非晶体的微观结构投影示意图为 (选填“A”或“B”)。 (2)根据非晶体和晶体的本质差异，完成下表： 固体 自范性 微观结构 晶体 有 非晶体 原子排列相对无序 (3)根据晶体物理性质的各向异性特点，能鉴别仿造的假宝石。请写出1种方法鉴别玻璃仿造的假宝石 。 28．金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，六棱柱底边边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为 g·cm-3(列出计算式)。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．D 【详解】钢化玻璃、水泥、水玻璃(硅酸钠的水溶液)均为混合物，不是晶体，没有固定熔点，碳酸钠是一种离子晶体，有固定熔点； 故答案为D。 2．C 【详解】A．氧化钙属于离子晶体含离子键，熔化时破坏离子键；二氧化碳为分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，与化学键无关，故A不选； B．氯化钠属于离子晶体含离子键，熔化时破坏离子键；氯化氢属于分子晶体熔，化时破坏的是分子间作用力，与化学键无关，故B不选； C．SiC与Si都属于原子晶体，熔化时均破坏的是共价键，故选C； D．Cl2与I2属于分子晶体熔化时均破坏的是分子间作用力，故D不选。 答案选C。 3．B 【分析】氮化硼是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质，则氮化硼属于共价晶体，熔化时所克服的微粒间的作用力为共价键，然后判断选项中的晶体为原子晶体来解答。 【详解】A．金刚石是共价晶体，C60是分子晶体，故A不选； B．水晶是SiO2晶体，碳化硅和二氧化硅都是共价晶体，熔化克服共价键，故B选； C．水银和铝都是金属，故C不选； D．硝酸钠是离子晶体，刚玉是氧化铝，都属于离子晶体，故D不选； 正确答案是B。 4．D 【分析】晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象，而非晶体中粒子的排列则相对无序，因而无自范性，由此分析。 【详解】A．有些非晶体如玻璃，有规则的外形；有些固体粉末肉眼看不出规则的外形，但在显微镜下才可观察到规则的几何外形，但它属于晶体，A错误； B．晶体一般是纯净物，有一定的熔点，而非晶体一般为混合物，没有一定的熔点；所以晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点，不能用晶体结构解释，B错误； C．金属晶体能够导电是因为晶体中存在自由电子，这与晶体结构没有必然关系，C错误； D．晶体的某些物理性质(如强度、导热性、光学性质等)的各向异性反映了晶体内部质点排列的高度有序性；而非晶体则不具有物理性质各向异性的特点，正是非晶体内部质点排列的相对无序性的结果，D正确； 故选：D。 5．A 【详解】A．金刚石和SiO2均是含有共价键的原子晶体，A正确； B．CO2是含有共价键的分子晶体，SiO2是含有共价键的原子晶体，B错误； C．NaCl是含有离子键的离子晶体，HCl是含有共价键的分子晶体，C错误； D．钠是含有金属键的金属晶体，KCl是含有离子键的离子晶体，D错误； 答案选A。 6．B 【详解】A．Cu原子的价电子排布式为，4s轨道为半满结构，较容易失去一个电子达到较稳定的；Zn原子的价电子排布式为3d104s2，4s轨道为全满结构更稳定，更难失去一个电子形成3d104s1。所以Cu原子的第一电离能小于Zn原子的第一电离能，A正确； B．由图知晶胞中黑球的个数为个，白球的个数为4个，所以黑球与白球的个数比为1：2，故黑球代表的是氧原子，白球代表的是铜原子，B错误； C．和都属于离子晶体，离子半径越小，熔点越高，离子半径：，所以熔点较高的是，C正确； D．黑球代表的是氧原子，白球代表的是铜原子，根据晶胞结构可以判断的配位数是2，D正确； 故选B。 7．D 【详解】A．催化剂能改变反应历程，改变反应的活化能，从而改变化学反应速率，A正确； B．是含极性键的弱极性分子，由其极性很弱，导致它在中的溶解度高于在水中的溶解度，B正确； C．晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法，C正确； D．中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应，且实验中要尽量操作迅速，且保证热量尽量不散失，防止产生实验误差，D错误； 故选D。 8．D 【详解】A．该晶胞中Mg有8个，Si有个，则该化合物的化学式为，故A错误； B．该晶胞分为8个小立方体，则2号原子在右后下方的体心位置，其坐标为，故B错误； C．该晶胞中Mg有8个，Si有个，有晶体密度为g∙cm-3，故C错误； D．以顶点的硅原子分子，离顶点硅原子最近的是面心上的硅原子，每个面有4个硅原子，共有3个平面，则离Si最近且等距的Si有12个，故D正确。 综上所述，答案为D。 9．D 【详解】纳米材料由直径为几个或几十个纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒内部是长程有序的晶体结构，界面则是无序结构。 10．B 【详解】A．石英玻璃是非晶态（玻璃态）的SiO2，石英玻璃不是晶体，水晶是晶体，A项错误； B．晶体的许多物理性质，如强度、导热性、光学性质等会表现出各向异性，B项正确； C．许多粉末状的固体用肉眼看不到晶体外形，但在光学显微镜或电子显微镜下可观察到规则的晶体外形，说明这些粉末状的固体仍是晶体，C项错误； D．晶体与非晶体的根本区别在于粒子在微观空间是否呈周期性的有序排列，D项错误； 答案选B。 11．D 【详解】A．β-氮化碳硬度可以媲美金刚石，则β-氮化碳为共价晶体，A项正确； B．由图可知，每个C原子和4个N原子形成4个共价键，每个N原子与3个C原子形成3个共价键，所以β-氮化碳的化学式为，B项正确； C．每个C原子均形成4个共价键，无孤电子对，均采取杂化，每个N原子均形成3个共价键，孤电子对数为1，均采取杂化，C项正确； D．由B项分析可知，1mol β-氮化碳中键的物质的量为，D项错误； 故选：D。 12．A 【详解】晶体划分的标准是微观粒子的种类及粒子间的相互作用，如由离子构成且粒子之间是离子键的属离子晶体，由分子通过分子间作用力构成的物质为分子晶体，由原子构成的物质且以共价键形成空间网状结构的物质为共价晶体，金属阳离子和自由电子通过金属键结合形成金属晶体。 故选A。 13．B 【详解】A．价层电子对数为3+，则空间构型为平面三角形，A项错误； B．X射线衍射可以确定晶体，B项正确； C．CaCO3中存在C与O的极性共价键，C项错误； D．中C无孤电子对，但O有孤电子对，D项错误； 故选B。 14．B 【详解】A．由题干信息可知是一种稀土元素，稀土元素均属于金属元素，A正确； B．属于d区元素，B错误； C．嫦娥石其晶体组成为，存在离子键和共价键，C正确； D．X射线衍射实验是获得晶体结构最科学可靠的方法，故可利用X射线衍射法获取其晶体结构，D正确； 故选B。 15．C 【详解】A．该晶体中含有Fe2+、Fe3+、CN-等阴阳离子，所以该晶体为离子晶体，A错误； B．根据晶胞结构可知，晶胞中含有Fe2+的个数为4×=，Fe3+的个数为4×=，CN-的个数为12×=3，所以Fe2+、Fe3+、CN-的个数比为1：1：6，根据化合价代数和为零可知，M的化合价为+1价，B错误； C．根据晶胞结构，由B的计算可知，每个晶胞中含有Fe2+0.5个，Fe3+0.5个，CN-3个，由B可知M的化合价为+1价，根据化合价代数为零，可知每个晶胞平均含有M也是0.5个，而M的离子位于上述立方体的体心上，所以两个晶胞中一个有M+，而另一个必无M+，所以M+空缺率为50%，C正确； D．由B的分析可知，晶体的化学式可表示为MFe2(CN)6，且M为+1价，D错误； 故答案为：C。 16．A 【详解】①Na2O2中钠离子和过氧根离子之间存在离子键、O原子和O原子之间存在共价键，所以过氧化钠中存在两种结合力，故正确；②SiO2中Si原子和O原子之间存在共价键，所以只存在一种结合力，故错误；③石墨存在共价键和分子间作用力，故正确；④金刚石中C原子之间只存在共价键，所以只存在一种结合力，故错误；⑤CaH2中钙离子与氢离子之间只存在离子键，则只存在一种结合力，故错误；⑥白磷分子中P原子之间存在共价键、白磷分子之间存在范德华力，所以白磷中存在两种结合力，故正确； 符合题意的有①③⑥； 答案选A。 17．B 【详解】A．基态磷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，其轨道表示式： ，A不正确； B．基态24Cr的核外有24个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，简化电子排布式：[Ar]3d54s1，B正确； C．HCl形成共价键时，H原子的1s原子轨道与Cl原子的3p原子轨道“头碰头”重叠形成s-pσ键，电子云轮廓图： ，C不正确； D．NaCl的晶胞为 ，由8个 构成，D不正确； 故选B。 18．B 【详解】A．SiO2是共价晶体，熔化需要破坏共价键，而CS2是分子晶体，熔化需克服分子间作用力，共价键强于分子间作用力，故SiO2的熔点高于CS2，A错误； B．水分子可以形成分子间氢键，甲烷分子装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内形成可燃冰(xCH4⋅yH2O)，以笼状化合物的形式存在于海底，B正确； C．的中心原子C原子和的中心原子N原子都是sp2杂化，两者都是平面正三角形结构，键角相同，C错误； D．O3中心氧原子为sp2杂化，分子结构为V形，是极性分子，D错误； 本题选B。 19．D 【详解】A．CO2分子的结构式为O=C=O，碳原子形成2个键，没有孤电子对，价层电子对数为2,故为sp杂化，HCOOH中碳的价层电子对数为3，杂化方式为，项正确； B．赤血盐中电负性最大的是项正确； C．由图知，金刚石的晶胞为，其俯视图为，项正确； D．因为电负性：，故酸性：，D项错误； 答案选D。 20．B 【详解】A．BeCl2与AlCl3的结构性质相似，属于共价化合物，A错误； B．的晶胞如图所示，白球为，面心与两个Be2+相连，面心应连接两个晶胞，故晶胞中的配位数为4，B正确； C．ⅡA族中的Mg元素形成的氧化物为MgO，与冷水直接化合成的氢氧化镁不是强碱，C错误；     D．在空气中加热BeCl2和MgCl2溶液，BeCl2会水解生成BeO，MgCl2会水解生成氢氧化镁，因此得不到BeCl2和MgCl2 固体，D错误； 故选B。 21．D 【详解】A．周期表中，从左到右元素的电负性逐渐变大，从上到下，元素的电负性逐渐变小，则元素的电负性大小顺序是N＞H＞B，故A错误； B．原子半径F＜Cl，原子半径越大，键长越长，键能越小，H-Cl键的键能小于H-F键的键能，故B错误； C．NH3为三角锥形结构，正负电荷重心不重合，NH3是由极性键构成的极性分子，BCl3为平面三角形结构，正负电荷重心重合，BCl3是由极性键构成的非极性分子，故C错误； D．氯化铵晶体中铵根数目为1，氯离子数目为，物质的量为，晶胞体积=a3cm3，则晶体的摩尔体积，故D正确； 故选：D。 22．B 【详解】A．根据晶胞结构可知，C位于晶胞右侧的面心，的原子分数坐标为， B的原子分数坐标为，则的原子分数坐标为，A正确； B．根据晶胞结构可知，位于晶胞顶点，位于晶胞体心，与的最短距离为体对角线的二分之一，即为，B错误； C．位于晶胞顶点，位于晶胞面心，则距离最近且等距离的有12个，C正确； D．该晶胞边长为anm，则一个该晶胞的体积为，D正确； 答案选B。 23．C 【详解】A．根据均摊原则，晶胞中N原子数为、Mo原子数为 ，氮化钼的化学式为，故A错误； B．两个相邻N原子最近的距离为面对角线的一半，数值为，故B错误； C．晶体的密度，故C正确； D．根据晶胞图，每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有12个，故D错误； 选C。 24．B 【详解】A．晶胞中白色球、黑色球的个数分别为，，则晶胞中阴、阳离子的个数都为4，选项A正确； B．因为晶胞中阴、阳离子的个数都为4，则晶胞的体积为cm3，晶胞的边长为，因为两个距离最近的同种离子的核间距为晶胞面对角线长度的一半，所以晶体中两个距离最近的同种离子的核间距为，选项B错误； C．由晶胞的结构可知，阴、阳离子的配位数都是6，选项C正确； D．由晶胞结构可知，该晶胞可能为NaCl晶体的晶胞，选项D正确； 答案选B。 25．D 【详解】A．铌的原子序数为41，位于元素周期表第五周期ⅤB族，故A错误； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体心的铌的原子个数为8×+1=2，位于棱上和面心的镍原子个数为4×+10×=6，则互化物的化学式为NbNi3，故B错误； C．由晶胞的质量公式可得：=0.3623×0.741×10—21×ρ，解得密度ρ=，故C错误； D．由晶胞结构可知，原子与原子的距离d为面对角线的一半，则d==，故D正确； 故选D。 26． 简洁 少 直角 【解析】略 27．(1)A (2) 原子在三维空间里呈周期性有序排列 无 (3)方法1：可观察宝石的形状，具有多面体的外形：测试它的硬度、可在玻璃上刻出痕迹，初步确定它是晶体：方法2：可利用宝石的折光率鉴别；方法3：c可进行X射线衍射实验鉴别。 【详解】（1）晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表现。相反，非晶体中粒子的排列则相对无效，无自范性，故A为非晶体SiO2的微观结构投影示意图。 （2）根据上述分析可知，晶体SiO2有自范性，微观结构中原子在三维空间里呈周期性有序排列；非晶体SiO2无自范性，微观结构中原子排序相对无序。 （3）根据晶体各向异性的特点，可以采用如下方法区分：（1）观察是否具有多面体的外形，假宝石没有相等的晶面、晶棱的重复出现；可以测试它的硬度，真宝石硬度大，可刻画玻璃；（2）可以利用宝石的折光率鉴别，宝石的光折射率很高，看起来会有折射效果，而玻璃折射率低，没有折射效果；（3）采用X射线衍射，当X射线照射假宝石时，不能使X射线产生衍射，只有散射效应； 28． 【详解】题中的原子堆积方式为六方最密堆积，六棱柱底边边长为acm，则六棱柱上下面的面积均为6×a2cm2，则六棱柱的体积为6×a2ccm3，锌原子在六棱柱的顶点、上下面心和晶胞内，一个晶胞含锌原子个数=12×+2×+3=6，因此一个晶胞中Zn的质量=g，由此可知，Zn的密度。故答案为：。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$