高中化学选择性必修2第3章　第1节

第三章第一节A组·基础达标1．下列关于晶体的叙述不正确的是()A．晶体有自范性B．晶体内部质点的排列高度有序C．晶体的某些物理性质常会表现出各向异性D．粉末状固体一定不是晶体【答案】D【解析】根据晶体的特点可判断有自范性，A正确；内部质点排列高度有序，B正确；晶体具有各向异性，C正确；当晶体晶粒很小时可为粉末状，在光学显微镜或电子显微镜下仍可观察到晶体的规则几何外形，D错误。2．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．②③C．②④ D．①③【答案】A【解析】晶体有固定的熔点。由题图可知，a在吸热过程中有一段温度不变，这段对应的温度就是该晶体的熔点；而b物质在吸热过程中温度一直在升高，即b物质没有固定的熔点，因此b为非晶体。3．下列说法错误的是()A．由相同元素构成的物质可以是晶体，也可以是非晶体B．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是测定其有没有固定熔点C．雪花是水蒸气凝华得到的晶体D．溶质从溶液中析出可以形成晶体【答案】B【解析】SiO2有晶体和非晶体之分，A正确；区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验，B错误；气体凝华可以得到晶体，C正确；溶质从溶液中析出可以形成晶体，D正确。4．(2020江苏苏州实验中学高一检测)已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为()A．XYZ B．X2Y4ZC．XY4Z D．X4Y2Z【答案】C【解析】该晶胞拥有的X粒子数为8×eq\f(1,8)＝1；Y位于该晶胞内，共有4个，因此该晶胞中拥有的Y粒子数为4；Z只有1个，位于晶胞的体心上，故该晶体的化学式为XY4Z。5．下列关于等离子体的叙述正确的是()A．物质一般有固态、液态和气态三种常见状态，等离子体却被认为是物质存在的第四状态B．为了使气体变成等离子体，必须使其通电C．等离子体通过电场时，所有粒子的运动方向都发生改变D．等离子体性质稳定，不易发生化学反应【答案】A【解析】除外加电场外，高温加热、激光照射也可以使气体转变为等离子体，B错误；等离子体中也存在电中性微粒，电中性微粒在电场中运动方向不发生改变，C错误；等离子体性质活泼，可发生在一般条件下无法进行的化学反应，D错误。6．对于某晶胞(如图所示)的下列描述错误的是()A．该晶胞是所在晶体内最小的平行六面体B．该晶胞的每个顶点上和每个面的面心上都各有一个原子C．平均每个晶胞中有14个原子D．平均每个晶胞中有4个原子【答案】C【解析】在该晶胞顶点和六个面的面心处都有一个原子，平均每个晶胞中含有的原子数＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。7．(1)等离子体：由大量带电微粒(离子、电子)和____________所组成的物质聚集体称为等离子体。因为等离子体中正、负电荷数相等，总体来看等离子体呈________。等离子体中的一部分微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体具有很好的________，加之有很高的温度和流动性，所以等离子体用途十分广泛。(2)使气体转变为等离子体的条件：除高温外，在______________也可以使气体转变为等离子体。【答案】(1)电中性粒子(原子或分子)电中性导电性(2)外加电场的激发下8．元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶体的晶胞结构如图所示。(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为________。(2)该晶体中，Xn＋中的n＝________。(3)X元素的原子序数是__________。【答案】(1)3∶1(2)1(3)29【解析】(1)Xn＋位于晶胞的棱上，晶胞均摊Xn＋的数目为12×eq\f(1,4)＝3，N3－位于晶胞的顶角，晶胞均摊N3－数目为8×eq\f(1,8)＝1，故Xn＋和N3－的个数比为3∶1；(2)由晶体的化学式X3N可知，Xn＋为X＋，故n＝1；(3)因为X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，故K、L、M三个电子层上的电子数分别为2、8、18，所以X的原子序数是29。B组·能力提升9．用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面，熔化了的石蜡成椭圆形，这是因为()A．云母具有各向异性，不同方向的导热性能不同B．石蜡是热的不良导体，传热不均匀C．石蜡具有各向异性，不同方向的导热性能不同D．云母是热的不良导体，传热不均匀【答案】A【解析】石蜡熔化成“椭圆形”，说明云母的导热性能存在各向异性，A正确。10．下列关于晶体的说法不正确的是()A．将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体就是晶体B．假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品C．石蜡和玻璃都是非晶体，它们都没有固定的熔点D．蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同【答案】D【解析】将饱和CuSO4溶液降温，可析出胆矾，胆矾属于晶体，A正确；一般宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以根据有无划痕来鉴别，B正确；非晶体没有固定的熔点，C正确；由于晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一些差异，D错误。11．某晶体的一部分(正三棱柱)如下图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是()A．3∶9∶4 B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶4【答案】B【解析】该晶体部分结构单元的上下两面为正三角形，因此处于顶点的A粒子为12个该结构单元共用，故该结构单元均摊A的数目为6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)；处于水平棱上的B粒子为4个该结构单元共用，处于垂直棱上的B粒子为6个该结构单元共用，故该结构单元中均摊B粒子的数目为6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2；粒子C完全属于该结构单元。由此可见，A、B、C三种粒子的数目之比为eq\f(1,2)∶2∶1＝1∶4∶2。12．某新型超导材料(只含镁、镍和碳三种元素)的一个晶胞(碳原子用表示，镍原子用表示，镁原子用表示，小球大小不代表原子实际大小)如图所示。则该晶体的化学式是()A．Mg2CNi3 B．MgC2NiC．MgCNi2 D．MgCNi3【答案】D【解析】该晶体的结构单元中含镁原子个数为8×eq\f(1,8)＝1；含镍原子个数为6×eq\f(1,2)＝3；含碳原子个数为1。D符合题目要求。13．纳米材料的表面粒子数占总粒子总数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如图所示)，则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数的比值为()NaCl晶体的晶胞A．7∶8 B．13∶14C．1∶1 D．26∶27【答案】D【解析】表面粒子数＝8＋6＋12＝26，总粒子数＝表面粒子数＋中心粒子数＝26＋1＝27。14.(1)硼普遍存在于蔬菜水果中，是维持骨骼健康和钙、磷、镁正常代谢所需要的微量元素之一。晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如下图)，其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有1个硼原子。请观察图形后回答：这个基本结构单元由______个硼原子组成，键角是______，共含有________个B—B键。(2)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如下图所示，该氯化物的化学式是________。(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。(4)某晶体结构模型如下图所示。该晶体的化学式是________，在晶体中1个Ti原子或1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为________个、________个。(5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，其结构如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为________。A．Ti14C13 B．TiCC．Ti14C4 D．Ti4C3【答案】(1)1260°30(2)CuCl(3)2BN(4)CoTiO3612(5)A【解析】(1)由图可知，每个顶角上的硼原子被5个正三角形共有，故每个三角形占eq\f(1,5)个硼原子，每个三角形共含有eq\f(1,5)×3个硼原子，每个结构单元含硼原子数为20×eq\f(1,5)×3＝12；正二十面体中的棱边数与B—B键数相等，B—B键数为20×3×eq\f(1,2)＝30。因为是等边三角形，故键角为60°。(2)晶胞中灰球代表的微粒4个，白球代表的微粒6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4个，所以该氯化物的化学式为CuCl。(3)每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子个数为8×eq\f(1,8)＋1＝2，灰球表示的原子个数为1＋4×eq\f(1,4)＝2，所以每个晶胞中含有N原子和B原子各2个；N的电负性大于B，所以该功能陶瓷的化学式为BN。(4)晶胞中含有O：6×eq\f(1,2)＝3个，含Co：8×eq\f(1,8)＝1个，含Ti：1个，故化学式为CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心，其周围距离最近的O原子位于6个面的中心，所以周围距离最近的O原子数目为6；Co原子位于晶胞的顶角，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子数目为12。(5)由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由14个Ti原子和13个C原子构成，化学式为Ti14C13。A正确。阶段重点突破练一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。1．下列说法中，正确的是()A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高D．分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定答案B解析A项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误；B项，共价晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，正确；分子晶体熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D项错误。2．氮氧化铝(AlON)属共价晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是()A．AlON和石英的化学键类型相同B．AlON和石英晶体类型相同C．AlON和Al2O3的化学键类型不同D．AlON和Al2O3晶体类型相同答案D解析AlON与石英(SiO2)均为共价晶体，所含化学键均为共价键，A、B项正确；Al2O3不是共价晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确、D项错误。3．干冰和二氧化硅晶体同属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()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，二氧化硅不能答案C解析干冰和SiO2所属晶体类型不同，干冰为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力；SiO2为共价晶体，熔化时破坏共价键，所以SiO2的熔点较高。4．下图为碘晶体晶胞结构。下列有关说法中正确的是()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答案A解析在立方体的顶面上，有5个I2，4个方向相同，A项正确；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与分子之间，D项错误。5．最近科学家成功的制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种三维骨架的无限伸展结构，下列对该晶体的叙述错误的是()A．该物质的化学式为CO2B．晶体的熔、沸点高，硬度大C．晶体中碳原子数与C—O化学键数之比为1∶2D．该物质的性质与二氧化碳相似答案CD解析晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合，每个氧原子和2个碳原子以共价单键相结合，所以碳氧原子个数之比为1∶2，化学式为CO2，A正确；该化合物晶体属于共价晶体，熔、沸点高，硬度大，B正确；该晶体中，每个碳原子含有4个C—O共价键，C原子与C—O化学键数目之比为1∶4，C错误；该化合物晶体属于共价晶体，二氧化碳为分子晶体，性质与二氧化碳不相似，D错误。6．黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体，是一种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()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，黑磷的熔、沸点最高答案BD解析由结构可知黑磷晶体中磷原子的杂化方式为sp3杂化，故A错误；黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力，故B正确；石墨中碳原子为sp2杂化，每层原子均在同一平面内，但磷原子的杂化方式为sp3杂化，每一层的各原子不可能在同一平面内，故C错误；黑磷为共价晶体，而其他两种单质为分子晶体，则黑磷的熔、沸点最高，故D正确。二、非选择题7．锗、砷、硒、溴的第一电离能由大到小的顺序为________(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________，中心原子的杂化类型为________。答案Br>As>Se>Ge分子晶体sp38．(1)某短周期元素组成的分子的球棍模型如图所示。已知分子中所有原子的最外层均达到8电子稳定结构，原子间以单键相连。下列有关说法中错误的是________(填字母)。A．X原子可能为ⅤA族元素B．Y原子一定为ⅠA族元素C．该分子中，既含极性键，又含非极性键D．从圆球的大小分析，该分子可能为N2F4(2)若上述模型中Y原子最外层达到2电子稳定结构且其相对分子质量与O2相同，则该物质的分子式为______，它与P2H4常温下均为气体，但比P2H4易液化，常用作火箭燃料，其主要原因是______________________________________________________________________。答案(1)B(2)N2H4N2H4分子之间形成氢键，致使N2H4沸点升高，易液化9．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________。这种高聚氮N—N的键能为160kJ·mol－1，而N2的键能为942kJ·mol－1，其可能潜在的应用是________________________________________________________________________。答案sp3制炸药(或高能燃料)10．白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NAmol－1，则该晶胞中含有的P原子的个数为________，该晶体的密度为________g·cm－3(用含NA、a的式子表示)。答案16eq\f(496,a3NA)解析根据均摊法，P原子的个数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)＋6×\f(1,2)))×4＝16；晶胞的摩尔质量是16×31g·mol－1＝496g·mol－1，1个晶胞的体积是a3cm3，ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(496,a3NA)g·cm－3。11．金刚石的晶胞如图，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体(金刚砂)。(1)金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是________________(用化学式表示)。(2)金刚石的晶胞参数为apm(1pm＝10－12m)。1cm3晶体的平均质量为________________g(只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。答案(1)C>SiC>Si(2)eq\f(9.6×1031,a3NA)解析根据均摊法，立方金刚石晶胞中共有8个碳原子。1cm3晶体的平均质量为eq\f(\f(12×8,NA),a3×10－30)g＝