阶段重点突破练(三)(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程化学选择性必修第二册同步学习指导(人教版2019)

# # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : Ｂ．金刚石、石墨、Ｃ６０和石墨烯的关系：互为同 素异形体 Ｃ．这四种物质完全燃烧后的产物都是ＣＯ２ Ｄ．石墨与Ｃ６０的晶体类型相同 ５．据报道，用激光可将置于铁室中的石墨靶上 的碳原子“炸松”，再用一个射频电火花喷射 出氮气，可使碳、氮原子结合成碳氮化合物的 薄膜，该碳氮化合物比金刚石更坚硬，则下列 分析正确的是 （Ｂ ） Ａ．该碳氮化合物呈片层状结构 Ｂ．该碳氮化合物呈空间网状结构 Ｃ．该碳氮化合物中Ｃ—Ｎ键长比金刚石中 Ｃ—Ｃ键长长 Ｄ．相邻主族非金属元素形成的化合物的硬度 比单质小 请同学们认真完成练案［１４                ］ 阶段重点突破练（三） １．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体 类型也相同的是 （Ｃ ） ①ＳｉＯ２和ＳＯ３ 　 ②晶体硼和ＨＣｌ　 ③ＣＯ２ 和 ＳＯ２ 　 ④晶体硅和金刚石　 ⑤晶体氖和晶体 氮　 ⑥硫黄和碘 Ａ．①②③ Ｂ．④⑤⑥ Ｃ．③④⑥ Ｄ．①③⑤ ２．干冰和二氧化硅晶体同属第ⅣＡ族元素的最 高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因 是 （Ｃ ） Ａ．二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的 相对分子质量 Ｂ． Ｃ—Ｏ的键能比Ｓｉ—Ｏ的键能小 Ｃ．干冰为分子晶体，二氧化硅为共价晶体 Ｄ．干冰易升华，二氧化硅不能 ３．（２０２３·沈阳高二检测）下列叙述中，结论（事 实）和对应的解释（事实）均不正确的是 （Ｃ ） Ａ．金刚石的熔、沸点高于晶体硅，因为Ｃ—Ｃ 的键能大于Ｓｉ—Ｓｉ的键能 Ｂ．二氧化硅晶体中不存在ＳｉＯ２ 分子，因为它 含有硅氧四面体的空间网状结构 Ｃ．稀有气体的晶体属于共价晶体，因为其组 成微粒是原子，不存在分子间作用力 Ｄ．空间结构为正四面体的分子中，化学键的 键角不一定是１０９°２８′，可能为６０° ４．如图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法正确 的是 （Ａ ） Ａ．碘分子的排列有２种不同的取向，２种取 向不同的碘分子以４配位数交替配位形成 层结构 Ｂ．用均摊法可知平均每个晶胞中有４个碘 原子 Ｃ．碘晶体为无限延伸的空间结构，是共价 晶体 Ｄ．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德 华力 ５．如图分别表示冰晶体、干冰晶体、金刚石晶体 的结构，下列关于这些晶体的说法正确的是 （Ｃ ） Ａ．冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作 用力 Ｂ．沸点：金刚石＞干冰＞冰 Ｃ．冰晶体中的氧原子和金刚石晶体中的碳原 子均可形成四面体结构 Ｄ．干冰晶体中每个ＣＯ２周围距离相等且最近 的ＣＯ２有１０个 ６． Ｐ元素有白磷、红磷、黑磷三种常见的单质。 黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体，                                                   是一种 !)# ! " # $ % & ' ( ２ ) * + , - . & + # # # # # # # 比石墨烯更优秀的新型材料。白磷、红磷都 是分子晶体，黑磷晶体具有与石墨类似的层 状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说 法正确的是 （Ｂ ） Ａ．黑磷晶体中磷原子的杂化方式为ｓｐ２杂化 Ｂ．黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间 作用力 Ｃ．黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平 面上 Ｄ． Ｐ元素三种常见的单质中，白磷的熔、沸点 最高 ７． Ｘ是核外电子数最少的元素，Ｙ是地壳中含 量最丰富的元素，Ｚ在地壳中的含量仅次于 Ｙ，Ｗ可以形成自然界中最硬的共价晶体。 下列有关叙述错误的是 （Ｄ ） Ａ． ＷＸ４是沼气的主要成分 Ｂ．固态Ｘ２Ｙ是分子晶体 Ｃ． ＺＷ是共价晶体 Ｄ． ＺＹ２的水溶液俗称“水玻璃” ８．在２０世纪９０年代末期，科学家发现并证明 碳有新的单质形态Ｃ６０存在。后来人们又相 继得到了Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ８０、Ｃ９４等另外一些球碳分 子。２１世纪初，科学家又发现了管状碳分子 和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的 家庭。下列有关说法错误的是 （Ａ ） Ａ．金刚石、Ｃ６０、Ｃ７０、管状碳和洋葱状碳都不能 与Ｈ２发生加成反应 Ｂ．已知Ｃ（石墨，ｓ ） Ｃ（金刚石，ｓ）　 ΔＨ ＞ ０，则石墨比金刚石稳定 Ｃ． Ｃ６０晶胞结构如图所示，每个Ｃ６０分子周围 与它最近且等距离的Ｃ６０分子有１２个 Ｄ．熔点：Ｃ６０ ＜ Ｃ７０ ＜ Ｃ９０ ＜金刚石 ９．（１）锗、砷、硒、溴的第一电离能由大到小的顺 序为　 Ｂｒ ＞ Ａｓ ＞ Ｓｅ ＞ Ｇｅ　 （用元素符号表 示）；其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维 掺杂剂，其熔点为－４９． ５ ℃，沸点为８３． １ ℃，则 其晶体类型为　 分子晶体　 ，中心原子的杂 化类型为　 ｓｐ３　 。 （２）在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，晶 体结构如图所示。晶体中每个氮原子与另外 三个氮原子结合形成三维骨架结构。氮原子 的杂化轨道类型为　 ｓｐ３　 。这种高聚氮 Ｎ—Ｎ的键能为１６０ ｋＪ·ｍｏｌ －１，而Ｎ２ 的键能 为９４２ ｋＪ·ｍｏｌ －１，其可能潜在的应用是　 制 炸药（或高能燃料）　 。 （３）白磷（Ｐ４）的晶体属于分子晶体，其晶胞结 构如图。已知晶胞的边长为ａ ｃｍ，阿伏加德 罗常数的值为ＮＡ，则该晶胞中含有的Ｐ原子 的个数为　 １６　 ，该晶体的密度为　 　 　 　 ｇ·ｃｍ －３（用含ＮＡ、ａ的式子表示）。 １０．回答下列问题： （１）ＣＯ２由固态变为气态需克服的微粒间作 用力是　 分子间作用力（或范德华力）　 。 （２）熔点：金刚石　 ＞　 （填“＞”或“＜”，下 同）晶体硅；沸点：ＣＨ４ 　 ＜　 ＳｉＨ４。 （３）下列有关元素锗及其化合物的叙述正确 的是　 ＢＤ　 （填字母）。 Ａ．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 Ｂ．四氯化锗与四氯化碳分子都是正四面体 结构 Ｃ．常温下，二氧化锗与二氧化碳都是非极性 的气体化合物 Ｄ．锗和碳都存在具有共价晶体结构的单质 （４）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚 石晶胞（结构如图所示，其中空心球所示原 子位于立方体的顶点或面心，                                                                        实心球所示原子 !)$ # # # # / 0 1 2 # 3 4 5 6 7 " 8 9 : 位于立方体内）类似。每个冰 晶胞平均占有　 ８　 个水分 子。冰晶胞与金刚石晶胞中 微粒排列方式相同的原因是 　 碳原子与氧原子都为ｓｐ３ 杂化，且氢键和 共价键都具有方向性和饱和性（每个水分子 与相邻的４个水分子形成氢键）　 。 （５）二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中 每个硅硅单键之间插入１个氧原子，二氧化 硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最 小环上氧原子数目是　 ６　 。 １１．有Ｅ、Ｑ、Ｔ、Ｘ、Ｚ五种前四周期元素，原子序 数依次增大。Ｅ、Ｑ、Ｔ三种元素的基态原子 具有相同的能层和能级，且第一电离能 Ｉ１（Ｅ）＜ Ｉ１（Ｔ）＜ Ｉ１（Ｑ），其中基态Ｑ原子的 ２ｐ轨道处于半充满状态，且ＱＴ ＋２ 与ＥＴ２ 具 有相同的原子数和价电子数。Ｘ为周期表 前四周期中电负性最小的元素，Ｚ的原子序 数为２８。请回答下列问题（答题时如需表示 具体元素，请用相应的元素符号）： （１）基态Ｚ原子的核外电子排布式为　 １ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ８４ｓ２　 。 （２）Ｑ的简单氢化物极易溶于Ｔ的简单氢化 物，其主要原因是　 这两种氢化物均为极 性分子　 、　 分子之间能形成氢键　 。 （３）化合物甲由Ｔ、Ｘ两种元素组成，其晶胞 如图所示，则甲的化学式为　 ＫＯ２　 。 （４）化合物乙的结构如图所示，乙由Ｅ、Ｑ两 种元素组成，硬度超过金刚石。 ①乙的晶体类型为　 共价晶体　 ，其硬度超 过金刚石的原因是Ｃ—Ｎ的键长小于Ｃ—Ｃ 的键长，Ｃ—Ｎ的键能大于Ｃ—Ｃ的键能　 。 ②乙的晶体中Ｅ、Ｑ两种元素原子的杂化方 式均为　 ｓｐ３　                                     。 第三节　 金属晶体与离子晶体 第１课时　 金属晶体　 离子晶体 核心素养发展目标 １．能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用，并解释金 属的物理性质。 ２．能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质的影响，能从宏观角度 解释离子晶体性质的差异。 ３．通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。 一、金属键与金属晶体 　 　 １．金属键 （１）本质：“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。 （２）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。原子半径越大、价电子数 越少，金属键越弱；反之，金属键越强。 ②金属键越强，金属的熔、沸点越高，         硬度 !)% 成共价晶体，ＮａＦ、ＮａＣｌ形成离子晶体，Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｓ形成分子晶 体，金刚石的熔点比ＳｉＣ高，ＮａＦ的熔点比ＮａＣｌ高，Ｈ２Ｏ分子 间能形成氢键，熔点比Ｈ２Ｓ高，所以晶体的熔点依次降低，③ 正确；离子晶体中一定有离子键，可能有共价键，④不正确；Ｓｉ 的最外层电子数为４，能形成４个共价键，所以ＳｉＯ２ 晶体中每 个硅原子与４个氧原子以共价键相结合，⑤正确；晶体中分子 间作用力越大，熔沸点越高，但不影响分子的稳定性，⑥不正 确；氯化钠熔化时，离子键被破坏，转化为自由移动的Ｎａ ＋、 Ｃｌ －，⑦正确；分子晶体熔化时不需要破坏共价键，所以含有共 价键的晶体熔沸点不一定高，⑧不正确。故选Ｂ。 ４． Ｄ　 金刚石中每个碳原子形成４个Ｃ—Ｃ σ键，金刚石中碳原 子采取ｓｐ３杂化，石墨烯中每个碳原子形成３个碳碳σ键，碳 原子上没有孤电子对，石墨烯中碳原子采取ｓｐ２ 杂化，Ａ项正 确；金刚石、石墨、Ｃ６０和石墨烯是碳元素形成的不同单质，互 为同素异形体，Ｂ项正确；金刚石、石墨、Ｃ６０和石墨烯是碳元素 形成的不同单质，四种物质完全燃烧后的产物都是ＣＯ２，Ｃ项 正确；石墨属于混合型晶体，Ｃ６０属于分子晶体，石墨和Ｃ６０的 晶体类型不同，Ｄ项错误。故选Ｄ。 ５． Ｂ　 由题意知，碳氮化合物的硬度比金刚石的大，说明该碳氮 化合物为共价晶体，因此是空间网状结构，与金刚石相比，Ｃ 原子半径大于Ｎ原子半径，所以Ｃ—Ｎ键长小于Ｃ—Ｃ键长， 故选Ｂ。 阶段重点突破练（三） １． Ｃ ２． Ｃ ３． Ｃ　 金刚石、晶体硅都属于共价晶体，键能大小决定晶体的熔、 沸点高低，因为Ｃ—Ｃ的键能大于Ｓｉ—Ｓｉ的键能，故金刚石的 熔、沸点高于晶体硅，Ａ正确；二氧化硅晶体属于共价晶体，含 有硅氧四面体的空间网状结构，不存在ＳｉＯ２ 分子，只有硅、氧 原子最简比，即化学式为ＳｉＯ２，Ｂ正确；稀有气体的晶体属于 分子晶体，组成微粒是分子，存在分子间作用力，Ｃ错误；空间 结构为正四面体的分子中，化学键的键角可能为６０°，如白磷 等，Ｄ正确。 ４． Ａ　 每个晶胞中有４个碘分子，Ｂ项错误；碘晶体是分子晶体， Ｃ项错误；碘原子间只存在非极性共价键，范德华力存在于分 子之间，Ｄ项错误。 ５． Ｃ　 冰晶体中还存在Ｈ—Ｏ共价键，故Ａ错误；金刚石晶体是 共价晶体，冰、干冰晶体都是分子晶体，所以金刚石的沸点最 高，由于冰中存在氢键，故其沸点比干冰高，故Ｂ错误；根据冰 晶体和金刚石晶体的结构可知，冰晶体中１个Ｏ原子与邻近 的４个Ｏ原子可形成四面体结构，金刚石晶体中１个Ｃ原子 与邻近的４个Ｃ原子可形成正四面体结构，故Ｃ正确；干冰晶 体中每个ＣＯ２ 周围距离相等且最近的ＣＯ２ 有１２个，故Ｄ 错误。 ６． Ｂ ７． Ｄ ８． Ａ　 Ｃ６０的结构中存在碳碳双键，可与Ｈ２ 发生加成反应，Ａ错 误；石墨转化为金刚石为吸热反应，则石墨能量低，金刚石能 量高，能量越高，越不稳定，所以石墨比金刚石稳定，Ｂ正确； 以晶胞顶点上的Ｃ６０分子为例，与之距离最近的Ｃ６０分子有１２ 个，Ｃ正确；Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ９０为分子晶体，分子晶体的相对分子质 量越大，熔点越高，金刚石为共价晶体，在这四种物质中熔点 最高，所以熔点：Ｃ６０ ＜ Ｃ７０ ＜ Ｃ９０ ＜金刚石，Ｄ正确。 ９．（１）Ｂｒ ＞ Ａｓ ＞ Ｓｅ ＞ Ｇｅ　 分子晶体　 ｓｐ３ 　 （２）ｓｐ３ 　 制炸药（或 高能燃料）　 （３）１６　 ４９６ ａ３ＮＡ 解析：（３）根据均摊法，Ｐ原子的个数为８ × １８ ＋ ６ ×( )１２ × ４ ＝ １６；晶胞的摩尔质量是１６ × ３１ ｇ·ｍｏｌ －１ ＝ ４９６ ｇ·ｍｏｌ －１，１ 个晶胞的体积是ａ３ ｃｍ３，ρ ＝ ｍＶ ＝ ４９６ ａ３ＮＡ ｇ·ｃｍ －３。 １０．（１）分子间作用力（或范德华力）　 （２）＞ 　 ＜ 　 （３）ＢＤ　 （４）８　 碳原子与氧原子都为ｓｐ３ 杂化，且氢键和共价键都具 有方向性和饱和性（每个水分子与相邻的４个水分子形成氢 键）　 （５）６ 解析：（３）锗与碳同主族，其中锗位于第四周期，故锗的第一 电离能、电负性均小于碳；ＧｅＣｌ４ 与ＣＣｌ４ 的结构相似，因中心 原子价电子全部成键且价层电子对数为４，故为正四面体；常 温下，ＧｅＯ２为固体；晶体锗、金刚石均为共价晶体。 １１．（１）１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ８４ｓ２ 　 （２）这两种氢化物均为极性分子 　 分子之间能形成氢键　 （３）ＫＯ２ 　 （４）①共价晶体　 Ｃ—Ｎ 的键长小于Ｃ—Ｃ的键长，Ｃ—Ｎ的键能大于Ｃ—Ｃ的键能　 ②ｓｐ３ 第三节　 金属晶体与离子晶体 第１课时　 金属晶体　 离子晶体 　 　 一、１．（１）价电子　 电子气　 金属原子　 （２）②钨　 铬 ２．（１）金属键　 （２）导电性　 导热性　 延展性 正误判断 １． × 　 ２． × 　 ３． × 　 ４． × 　 ５．√ 深度思考 １．①当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对 滑动，但原来的排列方式不变，而且弥漫在金属原子间的电子 气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，并且电子气 没有被破坏，所以金属有良好的延展性； ②金属晶体中的自由电子在电场中定向移动而形成电流，呈 现良好的导电性； ③电子气中的自由电子在热的作用下运动时频繁与金属原子 碰撞，从而引起能量传递，呈现良好的导热性。 ２． Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键 逐渐增强，熔点逐渐升高。 ３．没有。金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作 用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，故金属键没有 方向性和饱和性。 ４．在金属晶体中，金属离子以最紧密堆积状态排列，内部存在自 由电子，当光线投射到它的表面时，自由电子可以吸收所有频 率的光，然后很快放出各种频率的光，这就是绝大多数金属呈 现银灰色或银白色光泽的原因。而金显黄色、铜显紫红色，是 由于它们能吸收某些频率的光。在粉末状态时，金属的晶面 取向杂乱，排列不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以金 属粉末大多为暗灰色或黑色（铝粉为银白色，俗称“                                                                       银 —１７９—