2018-2019學年新設計化學魯科選修三講義：第3章 專項訓練

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精物質的聚集狀態(tài)與物質性質專項訓練一、晶體的結構和性質1．下列關于晶體的說法正確的組合是（)①組成金屬的微粒是原子②在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子③金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶體的熔點依次降低④離子晶體中只有離子鍵沒有共價鍵，分子晶體中肯定沒有離子鍵⑤CaTiO3晶體中（晶胞結構如圖所示）每個Ti4＋和12個O2－相緊鄰⑥SiO2晶體中每個硅原子與兩個氧原子以共價鍵相結合⑦晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定⑧氯化鈉熔化時離子鍵被破壞A．①②③⑥ B．①②④ C．③⑤⑦ D．③⑤⑧答案D解析組成金屬晶體的微粒是金屬陽離子和自由電子，無陰離子；離子晶體內可能有共價鍵;SiO2晶體中每個硅原子與四個氧原子以共價鍵相結合；分子的穩(wěn)定性由共價鍵的鍵能決定,與分子間作用力無關。2．下列說法中正確的是(）A．完全由非金屬元素組成的化合物不一定是共價化合物B．構成分子晶體的粒子一定含有共價鍵C．分子晶體的熔點一定比金屬晶體的熔點低D．含有金屬離子的晶體一定是離子晶體答案A解析由非金屬元素組成的化合物可能是離子化合物,如NH4Cl等，故A正確；稀有氣體元素所形成的分子晶體中不含共價鍵，B不正確；金屬汞的熔點低于許多分子晶體,C也不正確；金屬晶體中也含有金屬陽離子，故D也不正確。3．下面有關晶體的敘述中,不正確的是（)A．金剛石為網狀結構，由共價鍵形成的碳原子環(huán)中，最小的環(huán)上有6個碳原子B．氯化鈉晶體中，每個Na＋周圍緊鄰且距離相等的Na＋共有6個C．氯化銫晶體中，每個Cs＋周圍緊鄰8個Cl－D．干冰晶體中，每個CO2分子周圍緊鄰12個CO2分子答案B解析金剛石中由共價鍵構成的最小環(huán)狀結構中有6個碳原子；NaCl晶體中，每個Na＋周圍緊鄰6個Cl－,每個Na＋周圍緊鄰12個Na＋；氯化銫晶體中，每個Cs＋周圍緊鄰8個Cl－，每個Cs＋周圍緊鄰6個Cs＋；干冰晶體中，每個CO2分子周圍緊鄰12個CO2分子。二、晶體的熔、沸點比較4．下列物質的熔點均按由高到低的次序排列,其原因是由于鍵能由大到小排列的是（)A．鋁、鈉、干冰B．金剛石、碳化硅、晶體硅C．碘化氫、溴化氫、氯化氫D．二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳答案B5．NaF、NaI、MgO均為離子化合物，這三種化合物的熔點高低順序是（)①NaF②NaI③MgOA．①>②〉③ B．③>①〉②C．③〉②〉① D．②>①〉③答案B解析離子化合物的熔點與離子鍵強弱有關，離子所帶電荷數(shù)越多,離子半徑之和越小，離子鍵越強,該離子化合物的熔點越高。已知離子半徑Na＋〉Mg2＋，I－〉O2－〉F－，可知NaI中離子鍵最弱，因MgO中的離子帶兩個單位電荷,故離子鍵比NaF中的強.6．水的沸點是100℃，硫化氫的分子結構跟水相似，但它的沸點卻很低，是－60。7℃，引起這種差異的主要原因是（A．范德華力 B．共價鍵C．氫鍵 D．相對分子質量答案C三、晶體類型的判斷方法7．下列晶體中由原子直接構成的單質有（）A．金屬鉀 B．氫氣 C．金剛石 D．白磷答案C解析A項為金屬晶體，其粒子為K＋和自由電子,B、D兩項皆為分子晶體，其組成粒子只有分子，因此A、B、D均錯誤。C項金剛石為原子晶體，其組成粒子為碳原子。故C正確.8．螢石（CaF2)是一種難溶于水的固體.下列實驗事實能說明CaF2一定是離子晶體的是（）A．CaF2難溶于水，其水溶液的導電性極弱B．CaF2的熔點較高，硬度較大C．CaF2固體不導電，但在熔融狀態(tài)下可以導電D．CaF2在有機溶劑（如苯)中的溶解度極小答案C解析化合物中存在離子鍵則必為離子晶體，而離子晶體區(qū)別于其他晶體的突出特點是固體不導電，熔融狀態(tài)下能導電，故選C.9．下表給出了幾種氯化物的熔點和沸點:NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔點/℃801714190（5×101kPa)－70沸點/℃1413141218057。57據(jù)表中所列數(shù)據(jù)判斷下列敘述與表中相吻合的是()A．AlCl3在加熱條件下能升華B．SiCl4晶體屬于原子晶體C．AlCl3晶體是典型的離子晶體D．NaCl的晶格能比MgCl2小答案A解析觀察AlCl3的熔點和沸點可看出其沸點要低于熔點,所以可以升華，A項正確;從表中看SiCl4的熔點是－70℃，熔點低，屬于分子晶體的特征,B項錯；AlCl3的熔、沸點不高，肯定不屬于典型的離子晶體，C項錯;雖然Mg2＋比Na＋半徑小，但是考慮到NaCl堆積比MgCl2密，NaCl熔點更高，因此NaCl晶格能比MgCl2大,D四、晶體知識的綜合應用10．(1)氯酸鉀熔化，粒子間克服了______________的作用力；二氧化硅熔化，粒子間克服了______________的作用力；碘的升華,粒子間克服了____________的作用力。三種晶體的熔點由高到低的順序是________________________(填化學式)。(2）下列六種晶體：①CO2，②NaCl,③Na，④Si，⑤CS2,⑥金剛石，它們的熔點從低到高的順序為_______________________________________________________（填序號）。（3）在H2、（NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由極性鍵形成的能形成分子晶體的物質是________，含有氫鍵的晶體的化學式是______，屬于離子晶體的是________,屬于原子晶體的是______，五種物質的熔點由高到低的順序是________________________________。答案(1）離子鍵共價鍵分子間SiO2〉KClO3〉I2(2）①〈⑤<③〈②〈④〈⑥（3）CO2、HFHF（NH4）2SO4SiCSiC>(NH4）2SO4>HF〉CO2>H2解析(1）氯酸鉀是離子晶體，熔化離子晶體時需要克服離子鍵的作用力;二氧化硅是原子晶體，熔化原子晶體時需克服共價鍵的作用力；碘為分子晶體，熔化分子晶體時需克服的是分子間的作用力.由于原子晶體是由共價鍵形成的空間立體網狀結構的晶體,所以原子晶體的熔點最高，其次是離子晶體，由于分子間作用力與化學鍵相比較要小得多，所以碘的熔點最低。(2）先把六種晶體分類.原子晶體：④、⑥;離子晶體：②；金屬晶體：③；分子晶體：①、⑤.由于C原子半徑小于Si原子半徑，所以金剛石的熔點高于晶體硅.CO2和CS2同屬于分子晶體，其熔點與相對分子質量成正比，故CS2熔點高于CO2。Na在通常狀況下是固態(tài)，而CS2是液態(tài)，CO2是氣態(tài),所以Na的熔點高于CS2和CO2；Na在水中即熔化成小球，說明它的熔點較NaCl低。11．C60、金剛石和石墨的結構模型如圖所示(石墨僅表示出其中的一層結構）：(1）C60、金剛石和石墨三者的關系是互為________。A．同分異構體 B．同素異形體C．同系物 D．同位素(2)固態(tài)時，C60屬于________(填“離子”、“原子”或“分子”）晶體，C60分子中含有雙鍵的數(shù)目是________。（3)硅晶體的結構跟金剛石相似，1mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目約是______NA個。（4）石墨層狀結構中，平均每個正六邊形占有的碳原子數(shù)是________個。答案（1）B(2)分子30（3)2(4)2解析(1）所給三種物質都只由碳元素組成，故它們互為同素異形體.(2)C60中只含碳元素，且不具有向空間無限伸展的網狀結構,所以為分子晶體；C60的分子中總的價電子數(shù)為60×4＝240，由圖示可知已成鍵的價電子數(shù)為60×3，所以可形成的雙鍵數(shù)為eq\f（60×4－60×3，2）＝30。（3）由金剛石的結構模型可知，每個碳原子都與相鄰的碳原子形成一個單鍵，故每個碳原子相當于形成（eq\f（1，2）×4)個單鍵，則1mol硅中可形成2mol硅硅單鍵。（4）石墨層狀結構中每個碳原子為三個正六邊形共有，即對每個六邊形貢獻eq\f(1,3)個碳原子，所以每個正六邊形占有eq\f(1,3)×6＝2(個）碳原子。12．參考下表中物質的熔點,回答有關問題。物質NaFNaClNaBrNaINaClKClRbClCsCl熔點/℃995801755651801776715646物質SiF4SiCl4SiBr4SiI4SiCl4GeCl4SnCl4PbCl4熔點/℃－90。4－70.45.2120－70。4－49.536。2－15(1）鈉的鹵化物及堿金屬的氯化物的熔點與鹵離子及堿金屬離子的________有關，隨著________的增大，熔點依次降低。(2)硅的鹵化物熔點及硅、鍺、錫、鉛的氯化物的熔點與________有關，隨著________的增大,________增大，故熔、沸點依次升高。(3）鈉的鹵化物的熔點比相應的硅的鹵化物的熔點高得多，這與________有關，因為一般________比________熔點高。答案（1）半徑半徑（2）相對分子質量相對分子質量分子間作用力(3）晶體類型離子晶體分子晶體解析分析表中物質及熔點規(guī)律，將物質晶型合理分類，由同類晶型熔點變化趨勢發(fā)現(xiàn)影響物質熔點高低的規(guī)律。13．下列各圖為幾種晶體或晶胞的構型示意圖。請回答下列問題：（1）這些晶體中，粒子之間以共價鍵結合形成的晶體是_______________________.（2)冰、金剛石、MgO、CaCl2、干冰5種晶體的熔點由高到低的順序為_________。(3）NaCl晶胞與MgO晶胞相同,NaCl晶體的晶格能________(填“大于”或“小于")MgO晶體的晶格能，原因是___________________________________________。(4）每個Cu晶胞中實際占有________個Cu原子，CaCl2晶體中Ca2＋的配位數(shù)為________.(5）冰的熔點遠高于干冰的重要原因是___________________________________。答案(1）金剛石晶體（2）金剛石＞MgO＞CaCl2＞冰＞干冰(3)小于MgO晶體中離子的電荷數(shù)大于NaCl晶體中離子電荷數(shù)；且r(Mg2＋)〈r（Na＋）、r(O2－）〈r(Cl－)（4)48(5）H2O分子之間存在氫鍵解析(1)只有原子晶體的粒子之間是以共價鍵結合的。(2）離子晶體的熔點與離子半徑及離子所帶電荷有關，離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，則離子晶體熔點越高。金剛石是原子晶體，熔點最高，冰、干冰均為分子晶體,冰中存在氫鍵，冰的熔點高于干冰。（4）銅晶胞實際占有銅原子數(shù)用均攤法分析得8×eq\f(1,8）＋6×eq\f（1，2）＝4，氯化鈣類似于氟化鈣，Ca2＋的配位數(shù)為8，Cl－的配位數(shù)為4。14．上海世博會場館,大量的照明材料或屏幕都使用了發(fā)光二極管(LED)。目前市售LED鋁片，材質基本以GaAs(砷化鎵)、AlGaInP(磷化鋁鎵銦）、InGaN(氮化銦鎵）為主.已知鎵是鋁同族下一周期的元素。砷化鎵的晶胞結構如圖。試回答：（1）鎵的基態(tài)原子的電子排布式是________________________________________________________________________.（2）砷化鎵晶胞中所包含的砷原子(白色球）個數(shù)為________，與同一個鎵原子相連的砷原子構成的空間構型為__________.(3）N、P、As處于同一主族,其氫化物沸點由高到低的順序是____________。（用氫化物分子式表示）（4）砷化鎵可由（CH3）3Ga和AsH3在700℃時制得。(CH3）3Ga中鎵原子的雜化方式為__________（5)比較二者的第一電離能：As________Ga（填“〈”、“>”或“＝”)。（6）下列說法正確的是________(填序號）。A．砷化鎵晶胞結構與NaCl相同B．GaP與GaAs互為等電子體C．電負性：As〉GaD．砷化鎵晶體中含有配位鍵答案(1）1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1）(2）4正四面體形（3)NH3〉AsH3>PH3（4)sp2（5)〉（6）BCD解析(1）鎵位于元素周期表中第4周期第ⅢA族，故其核外電子排布式為[Ar］3d104s24p1。（2）根據(jù)“均攤法”:白色球個數(shù)為(6/2)＋（8/8)＝4。由晶胞圖可知與同一個鎵原子相連的砷原子構成的空間構型為正四面體。（3）由于NH3分子間存在氫鍵，所以NH3的沸點最高,由于AsH3的相對分子質量大于PH3，故AsH3的沸點高