高中化学单元测试——第3章不同聚集状态的物质与性质（较易版01）

高中化学单元测试 —— 第3章 不同聚集状态的物质与性质 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）下列物质的晶体熔化时，化学键没有变化的是 A．过氧化钠 B．冰 C．晶体硅 D．碳酸钾 【答案】B 【详解】A．过氧化钠是离子晶体，熔化时需要克服的微粒间的相互作用是离子键，故A错误； B．冰属于分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，不能破坏化学键，故B正确； C．晶体硅属于共价晶体，熔化时破坏共价键，故C错误； D．碳酸钾是离子晶体，熔化时需要克服的微粒间的相互作用是离子键，故D错误； 故选B。 2．（本题3分）区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是 A．测定熔沸点是否固定 B．观察外形是否规则 C．X射线衍射实验 D．测试硬度与导热性 【答案】C 【详解】A．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，测定熔点可以作为区分晶体和非晶体的方法之一，但区分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，A错误； B．外形规则的物质不一定是晶体，非晶体可通过人工加工得到规则外形，部分晶体因生长条件限制外形也可能不规则，该方法不可靠，B错误； C．晶体内部粒子在三维空间呈周期性有序排列，会产生特征X射线衍射谱，非晶体内部粒子排列无序，仅出现弥散的衍射峰，X射线衍射实验是区分晶体和非晶体最可靠的科学方法，C正确； D．晶体和非晶体的硬度、导热性没有明确的区分界限，例如部分非晶体的硬度也可高于部分晶体，该方法不可靠，D错误； 故答案为：C。 3．（本题3分）下列化学式中，能真实表示物质的分子组成的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．He是稀有气体，单原子分子，化学式能真实表示其分子组成，A正确； B．NaCl为离子晶体，由Na⁺和Cl⁻通过离子键结合，不存在分子结构，B错误； C．NH4Cl是离子化合物，由铵离子和Cl⁻通过离子键结合，无分子形式存在，C错误； D．SiO2为共价晶体，以共价键形成空间网状结构，无单个SiO2分子，D错误； 选A。 4．（本题3分）整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是 A．相邻晶胞之间没有任何间隙 B．晶体是晶胞简单、随意堆积而成 C．晶胞排列时，取向相同 D．“并置”是指所有晶胞都是平行排列的 【答案】B 【详解】晶体并不是晶胞简单、随意堆积而成，而是晶胞平行排列而成的，且相邻晶胞之间没有任何间隙。故答案选择B。 5．（本题3分）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 【答案】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。 6．（本题3分）碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，正确的是 A．熔点从高到低的顺序是碳化硅>金刚石>晶体硅 B．熔点从高到低的顺序是金刚石>晶体硅>碳化硅 C．三种晶体中的单元都是四面体结构 D．三种晶体都是原子晶体且均为绝缘体 【答案】C 【详解】A．三种晶体均为共价晶体，结构相似，晶体内部的结合力是呈现空间网状的共价键，共价键键长：C-C＜C-Si＜Si-Si，共价键键长越短，键能越大，共价晶体的熔点越高，所以三者熔点从高到低的顺序是：金刚石>碳化硅>晶体硅，A错误； B．根据A项分析可知，三者熔点从高到低的顺序是：金刚石>碳化硅>晶体硅，B错误； C．碳、硅原子均能够形成4个共价键，则三种晶体中的结构单元都是正四面体结构，C正确； D．三种晶体都是共价晶体，但晶体硅为半导体，D错误； 故答案为C。 7．（本题3分）我国科学家在嫦娥六号月壤样品中首次发现褐硫钙石(CaS，熔点2525℃)。褐硫钙石的形成与撞击引发的高温下的界面反应有关，研究表明褐硫钙石中的硫可能来自金属相中的FeS或溶解的S，而钙只能来自冲击玻璃中的CaO。下列说法不正确的是 A．Fe元素位于元素周期表的p区 B．CaS晶体属于离子晶体 C．褐硫钙石的形成过程属于化学变化 D．电负性： 【答案】A 【详解】A．Fe的价电子排布为3d64s2，位于元素周期表d区，不属于p区，A错误； B．CaS由活泼金属Ca和活泼非金属S形成，熔点高达2525℃，属于离子晶体，B正确； C．褐硫钙石形成过程中由反应物生成了新物质CaS，属于化学变化，C正确； D．同主族元素电负性从上到下递减，故电负性，Ca为活泼金属，电负性远小于非金属S，因此电负性顺序为，D正确； 故答案选A。 8．（本题3分）在加热条件下，与白磷能制取五氧化二磷(固态时实际的分子式为，结构如图所示)，其反应为。已知：白磷晶胞与干冰晶胞结构相似。下列判断错误的是 A．分子中键与键数目之比为 B．比稳定，比的还原性强 C．化学键键的键长大于键的键长 D．白磷晶体中每个周围等距离且紧邻的有12个 【答案】C 【详解】A．根据结构式可知，有4个双键，则π键为4个，键为16个，所以σ  键与 π 键数目之比为 4 : 1，A正确； B．同周期从左往右非金属性增强，所以氢化物的稳定性在增强，还原性在减弱，所以H2S比PH3稳定， PH3比H2S 的还原性强，B正确； C．化学键ab1键为双键，重叠程度更大，所以键长小于单键ab2键的键长，C错误； D．白磷晶胞与干冰晶胞结构相似，采用分子密堆积，一个P4周围等距离且紧邻的P4有12个，D正确； 故选C。 9．（本题3分）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。   金刚石   石墨   石墨炔 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 A．金刚石中最小环为六元环，通过旋转单键，六元环中六个碳可以在同一平面上 B．石墨晶体中存在共价键、分子间作用力、离子键等多种类型作用力 C．等质量的石墨和金刚石中碳碳σ键数目之比为3:4 D．三种物质均能导电 【答案】C 【详解】A．金刚石中最小环为六元环，但其为空间网状结构，环中的碳原子不能共面，故A错误； B．石墨晶体中不存在离子键，故B错误； C．由晶胞结构可知金刚石中1个碳原子与周围4个碳原子形成σ键，而石墨中1个碳原子与周围3个碳原子形成σ键，等质量的石墨和金刚石中碳碳σ键数目之比为3:4，故C正确； D．金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D项错误； 故选：C。 10．（本题3分）下列生活中的现象与物质结构关联不正确的是 A．金属可加工成各种形状与金属键有关 B．钻石璀璨夺目与其为共价晶体有关 C．干冰升华与其分子间作用力弱有关 D．烟花的绚烂多彩与电子跃迁有关 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．金属晶体中存在金属键，受到外力作用时晶体中的原子层发生相对滑动但金属键不会被破坏，因此金属具有良好延展性，可加工成各种形状，A正确； B．钻石璀璨夺目是因为其对光的色散、全反射等光学作用，和其为共价晶体的结构无关，共价晶体的结构主要决定钻石硬度大等性质，B错误； C．干冰属于分子晶体，升华过程仅破坏分子间作用力，的分子间作用力较弱，因此干冰易升华，C正确； D．烟花燃放时，其中的金属元素的电子吸收能量跃迁到高能级，再从高能级跃迁回低能级时会释放不同波长的光，呈现出绚丽的色彩，该现象与电子跃迁有关，D正确； 故选B。 11．（本题3分）利用超分子可分离C60和C70，将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法不正确的是 A．C60、C70属于同素异形体 B．杯酚分子存在大π键 C．C70分子比C60分子大 D．杯酚与C60通过氢键形成超分子 【答案】D 【详解】A．C60、C70为碳元素的不同单质，属于同素异形体，A正确； B．杯酚分子存在苯环结构，所以存在大π键，B正确； C．C70分子比C60分子含碳原子数多，则C70分子比C60分子大，C正确； D．氢键是H与N、O、F等电负性大的元素结合的一种特殊分子间或分子内相互作用力，所以杯酚与C60形成的不是氢键，D错误； 故选D。 12．（本题3分）下列说法不正确的是 甲 乙 丙 丁 A．可燃冰(甲的同类笼状结构)中，水分子通过氢键形成笼，甲烷分子与水分子间仅存在范德华力，无氢键 B．图乙中的离子液体室温呈液态，原因是阴、阳离子体积大、电荷分散，离子键作用力弱 C．18 - 冠 - 6(图丙)可特异性识别K+，体现了超分子的分子识别特征 D．图丁中 A-T 碱基对间的氢键是维持 DNA双螺旋结构的重要作用力，氢键属于弱化学键，键能远小于共价键 【答案】D 【详解】A．可燃冰中水分子间通过氢键形成笼状结构，甲烷分子不含与、、原子相连的，无法与水分子形成氢键，二者间仅存在范德华力，故A正确； B．离子液体的阴、阳离子体积大、电荷分散，离子键作用力弱，熔点低，因此室温呈液态，故B正确； C．18-冠-6的空腔尺寸与匹配，可特异性识别，体现了超分子的分子识别特征，故C正确； D．图丁为鸟嘌呤和胞嘧啶形成的G-C碱基对，不是A-T碱基对，且氢键属于分子间作用力，不属于化学键，故D错误； 选D。 13．（本题3分）磷可形成多种单质。黑磷具有类似石墨的层状结构，白磷的分子式为P4，它们的结构如图所示。白磷在很高压强和较高温度下可转化成黑磷。下列说法不正确的是 A．黑磷晶体中P原子杂化方式为sp2 B．白磷与黑磷互为同素异形体 C．黑磷层间作用为范德华力 D．黑磷熔点高于白磷熔点 【答案】A 【详解】A．由黑磷的微观结构可知，黑磷的层并不是平面，P不会是sp2杂化，实际上黑磷晶体中P原子形成3个键，含1对孤电子对，杂化轨道数为4，杂化类型为sp3，A错误； B．白磷与黑磷为同种元素形成的不同单质，互为同素异形体，B正确； C．黑磷为混合晶体，层间作用为范德华力，C正确； D．黑磷为混合晶体、白磷为分子晶体，黑磷熔化主要克服共价键、白磷熔化克服分子间作用力，故黑磷熔点高于白磷，D正确； 故选A。 14．（本题3分）二硫化亚铁的一种晶体与NaCl晶体的结构相似，图中给出了晶胞中的和位于晶胞体心的(其中中的位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他已省略)。下列说法错误的是 A．晶胞中的数目为1 B．该晶体中含有离子键和共价键 C．在晶体中，与距离最近且相等的有12个 D．若晶胞边长为晶胞的密度 【答案】A 【详解】A．图中所给的晶胞中含有的为顶点个，面心个，计算可得晶胞中的个数为，由化学式可得和个数比为，所以晶胞中的个数为个，A错误； B．和阴阳离子之间通过离子键结合，的硫原子之间通过共价键结合，所以该晶体中含有离子键和共价键，B正确； C．与距离最近且相等的为位于顶角的和位于面心的，位于水平面心个，位于垂直面个，共12个，C正确； D．根据公式，其中为晶胞中的个数，M为的摩尔质量，V要换算成计算，D正确； 故答案选A。 二、解答题 15．（本题14分）如图为几种晶体或晶胞的结构示意图。 请回答下列问题： (1)金刚石属于___________晶体，干冰属于___________晶体，每个分子与___________个分子紧邻。 (2)冰、金刚石、MgO三种晶体的熔点由高到低的顺序为___________。 (3)NaCl晶胞与MgO晶胞结构相同，NaCl晶体的熔点___________(填“大于”或“小于”)MgO晶体的熔点。 (4)设二氧化碳的相对分子质量为M，晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数为NA，则干冰的密度为___________g/cm3(列出算式即可)。 【答案】(1) 共价 分子 12 (2)金刚石冰 (3)小于 (4) 【详解】（1）金刚石由碳原子直接构成，属于共价晶体；干冰属于分子晶体，根据晶胞结构可知每个分子与12个分子紧邻。 （2）金刚石是共价晶体，熔点最高；冰为分子晶体，冰的分子间作用力是范德华力和氢键，所以熔点最低：氧化镁是离子晶体，熔点居中，故三种晶体熔点由高到低的顺序为：金刚石冰。 （3）离子所带电荷数越多，离子的半径越小，晶格能越大；离子半径、：且MgO中的离子所带电荷数大于NaCl中离子所带电荷数，所以晶格能MgO>NaCl，故NaCl晶体的熔点小于MgO晶体的熔点。 （4）干冰晶胞中含有个二氧化碳分子，则干冰的密度为。 16．（本题14分）天津大学杨全红、吴士超团队报告了一种脱碳-氟化策略，通过在60℃下Li2CO3与LiPF6原位转化成LiF等物质，界面的氟化有效地抑制了寄生反应，大大降低了界面电阻，显著提高了电池倍率性能和循环稳定性。 请回答下列问题： (1)基态P原子的核外电子空间运动状态有___________种。如图为F原子基态和激发态的核外电子的轨道表示式，其中属于激发态且发生电子跃迁回到基态时释放能量最多的是___________(填字母)。 A．         B． C．         D． (2)LiF晶体类型与NaCl相同，但LiF熔点更高，原因是___________。 (3)Li2CO3中阴离子的空间构型为___________。 (4)LiF的晶胞结构如图所示，已知a点和b点的原子分数坐标分别为()、(0，0，0)，晶体的密度为，用表示阿伏加德罗常数的值。 ①c点的原子分数坐标为___________。 ②Li+周围最近的F-构成的空间立体形状为___________。 ③晶胞中a点和b点之间的距离为___________cm(用含和的代数式表示)。 【答案】(1) 9 D (2)Li+离子半径比Na+小，F-离子半径比Cl-小，离子半径越小离子键越强，熔点越高 (3)平面三角形 (4) () 正八面体 【详解】（1）基态P原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，空间运动状态等于轨道数，P原子中有9个原子轨道填充有电子，故核外电子空间运动状态有9种；已知F是9号元素，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p5，在选项中的电子轨道表示式中，C是基态，其余为激发态，其中D选项的电子跃迁到的能级最高，故能量最高，电子回迁到基态时释放的能量最多，即选D； （2）LiF和NaCl都形成离子晶体，LiF的熔点比NaCl高的原因是：LiF和NaCl的阴、阳离子的带电荷分别相同，但Li+半径小于Na+半径、F-半径小于Cl-半径，所以LiF的晶格能大于NaCl的晶格能； （3）中碳原子价层电子对数=3+=3，不含孤电子对，所以该离子为平面三角形； （4）①已知a点和b点的原子分数坐标分别为()、(0，0，0)，c点在x、y、z轴上的投影分别是0、、，即c点的分数坐标为()； ②以体心的Li+为参考，周围最近的F-有6个，构成的空间立体形状为正八面体形； ③晶胞中a点和b点之间的距离为体对角线的一半，设晶胞的边长为l，根据均摊法可知晶胞中含有的Li+个数为=4，F-个数为=4，晶体的密度=g/cm3，解得l=cm，a点和b点之间的距离为cm。 17．（本题15分）近年来，大环超分子与过渡金属配位材料成为材料化学研究热点。 Ⅰ.尿素与乙二醛、甲醛反应生成空腔和端口直径大小不同的葫芦脲，其简化模型如图1所示，葫芦脲［6］能与某些苯的衍生物形成如图2所示的超分子。 (1)尿素中所含元素的电负性由小到大的顺序为_____________。 (2)葫芦脲［6］与对甲基苯甲酸形成主客体超分子，体现了超分子的_______特征。 A．自范性　　B．识别与自组装　　　C．结构修饰 (3)1 mol对甲基苯甲酸分子中杂化的C原子数目为________，C与H形成的键数目为________。 Ⅱ. (4)已知氯化钠的晶胞结构如图3所示。每个周围与它最近且相等距离的有________个，位于由围成的_____________(填“正四面体”或“正八面体”)的体心。 (5)硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。 ①在中，基态的价层电子排布式为____________；与之间形成的配位键中提供孤电子对的成键原子是________。 ②已知是以为中心的正八面体结构，若其中3个被取代，则形成的空间结构有________种。 【答案】(1) (2)B (3) (4) 6 正八面体 (5) N 2 【详解】（1）尿素的化学式为 ，含有 、、、 四种元素。根据元素周期律，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，因此电负性 ； 的电负性约为 2.1，小于 的 2.5，故这四种元素的电负性由小到大的顺序为 ； （2）根据图2可知，葫芦脲[6]的空腔大小和形状只能容纳对甲基苯甲酸，而不能容纳邻甲基苯甲酸和间甲基苯甲酸，这体现了超分子对客体分子的选择性，即分子识别与自组装特征，故选B； （3）对甲基苯甲酸分子中，苯环上的 6 个碳原子和羧基()中的 1 个碳原子均采取 杂化，甲基()上的碳原子采取 杂化，因此 1 个对甲基苯甲酸分子中含有 7 个 杂化的碳原子，则 该分子中 杂化的碳原子数目为。分子中 与 形成的 键存在于苯环(4 个键)和甲基(3 个 键)中，共 7 个，因此该分子中与形成的键数目为； （4）观察氯化钠晶胞结构，以体心的 为例，与其最近且等距离的 位于 6 个面的面心，共有 6 个，将这 6 个 连接起来，构成一个正八面体， 正好位于该正八面体的体心； （5）①是 28 号元素，基态原子的核外电子排布式为，失去 4s 轨道上的 2 个电子形成，则其价层电子排布式为；在分子中，原子最外层有 5 个电子，与 3 个原子成键后还剩余 1 对孤电子对，因此提供孤电子对的成键原子是； ②为正八面体结构，属于型配合物，3 个相同的配体可以占据正八面体同一个三角面的三个顶点(面式异构)，也可以占据正八面体同一个赤道平面的三个顶点(经式异构)，因此共有 2 种空间结构。 18．（本题15分）Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)尿素(H2NCONH2)分子与可形成，俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 ①沸点：CO______(填“＞”“＜”或“＝”)N2。 ②中中心原子采取的杂化方式为______。 ③八面体配离子中碳氮键的键长均相等，则中的配位数为______(填具体数字)。 (2)α-Fe可用作合成氨催化剂，其体心立方晶胞结构如图所示(晶胞边长为a pm)。 ①离子半径：______(填“＞”“＜”或“＝”)。 ②研究发现，α-Fe晶胞中阴影所示m(图1)、n(图2)两个截面的催化活性不同，截面上单位面积含有Fe原子个数越多，催化活性越低。则m、n两个截面中，催化活性较高的是______(填“m”或“n”)。 ③α-Fe晶胞中铁原子的半径为______(用含a的代数式表示)cm。 (3)NaFeO2的晶胞结构如图所示。 ①每个晶胞中含有NaFeO2的单元数有______个。 ②若将Na2CO3固体与Fe3O4固体按物质的量之比3:5在某温度下进行焙烧，可生成纯相。则纯相中x的值为______(填具体数字)。 【答案】(1) ＞ sp2 6 (2) ＞ m (3) 3 0.6或 【详解】（1）① 与 互为等电子体，相对分子质量相同，但 为极性分子， 为非极性分子，极性分子的分子间作用力更大，故沸点 。 ② 中中心原子 的价层电子对数为 ，且不含孤电子对，故采取杂化。 ③由配离子的化学式可知，中心离子结合了6个单齿配体尿素分子，且该配离子为八面体结构，故 的配位数为6。 （2）① 和的核电荷数相同，的核外电子数更多，电子间的排斥力更大，故离子半径。 ②截面m的面积为，含有的原子数为，单位面积原子数为；截面n的面积为，含有的原子数为 ，单位面积原子数为。因为，截面n的单位面积原子数更多，催化活性更低，故催化活性较高的是m。 ③为体心立方晶胞，体对角线上的3个铁原子相切。设铁原子半径为，则体对角线长，解得 。由于，故铁原子的半径为。 （3）①观察晶胞结构，黑球代表，位于8个顶点和体内2个位置，个数为；白球代表，位于4条侧棱和体内2个位置，个数为。根据化学式可知，每个晶胞中含有3个单元。 ②根据元素守恒，反应物中和的物质的量之比等于产物中和的物质的量之比。 与的物质的量之比为，则。在纯相中，，解得。 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 $