第三章測評 課后習題-【新教材】人教版（2019）高中化學選擇性必修2

第三章測評(時間:90分鐘滿分:100分)可能用到的相對原子質(zhì)量:C12N14Ti48Fe56一、選擇題(本題包括10個小題,每小題只有一個選項符合題意。每小題2分,共20分)1.下列說法正確的是()A.金屬晶體的熔點都比分子晶體的熔點高B.在金屬晶體中,自由電子與金屬離子的碰撞有能量傳遞,可以用此來解釋金屬的導熱性C.金屬鍵可以看作是許多原子共用許多電子所形成的強烈相互作用,所以和共價鍵類似,也有飽和性和方向性D.NaCl和SiC晶體熔化時,克服的粒子間作用力類型相同答案B解析金屬Hg的熔點比分子晶體I2的熔點低,A錯誤;金屬中自由電子受熱后運動速率增大,與金屬離子碰撞頻率增大,傳遞了能量,故金屬有良好的導熱性,B正確;金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間的強烈相互作用,自由電子為整個金屬的所有陽離子共有,所以金屬鍵沒有方向性和飽和性,而共價鍵有方向性和飽和性,C錯誤;NaCl晶體屬于離子晶體,NaCl熔化需要克服離子鍵,SiC晶體屬于共價晶體,熔化時需要克服共價鍵,D錯誤。2.晶體具有各向異性。如藍晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨與層垂直方向上的電導率和與層平行方向上的電導率之比為1104。晶體各向異性的主要表現(xiàn)是①硬度②導熱性③導電性④光學性質(zhì)A.①③ B.②④C.①②③ D.①②③④答案D解析晶體的各向異性反映了晶體內(nèi)部質(zhì)點排列的有序性,表現(xiàn)在硬度、導熱性、導電性、光學性質(zhì)等方面。3.下列說法正確的是()A.具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體B.NaCl晶體中與每個Na+距離相等且最近的Na+共有12個C.熔點由高到低:NaI>NaBr>NaCl>NaFD.含有共價鍵的晶體一定具有較高的熔、沸點及硬度答案B解析具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體,判斷是否晶體的關(guān)鍵是看固體物質(zhì)是否具有各向異性及是否具有固定的熔點,A錯誤;采用沿x、y、z三軸切割的方法可知,氯化鈉晶胞中與每個Na+距離相等且最近的Na+個數(shù)是12,B正確;離子鍵強弱與離子半徑、離子電荷有關(guān),從F-到I-,其離子半徑逐漸增大,所以離子鍵由強到弱、熔點由高到低的順序為NaF>NaCl>NaBr>NaI,C錯誤;含有共價鍵的晶體不一定具有高的熔、沸點及硬度,如分子晶體的熔、沸點及硬度較低,D錯誤。4.玻璃是常見的非晶體,在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的用途,下圖是玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖,有關(guān)玻璃的下列說法錯誤的是()石英玻璃的結(jié)構(gòu)模型A.玻璃內(nèi)部微粒排列是無序的B.玻璃熔化時吸熱,溫度不斷上升C.光纖和玻璃的主要成分都可看成是SiO2,二者都是非晶體D.利用X-射線衍射實驗可以鑒別玻璃和水晶答案C解析根據(jù)玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖可知,構(gòu)成玻璃的粒子的排列是無序的,所以玻璃是非晶體,沒有固定的熔點,A、B兩項說法正確;區(qū)分晶體與非晶體的最科學的方法是對固體進行X-射線衍射實驗,D項說法正確。5.下列判斷正確的是()A.因為共價鍵有飽和性和方向性,所以共價晶體不遵循“緊密堆積”原理B.穩(wěn)定性按HF、HCl、HBr、HI逐漸減弱,根本原因是分子間作用力逐漸減小C.晶體中一定存在化學鍵,金屬晶體熔點一定很高D.固體SiO2一定是晶體答案A解析穩(wěn)定性按HF、HCl、HBr、HI逐漸減弱是因為共價鍵的鍵能逐漸減小,B錯。晶體中可能不含有化學鍵,如稀有氣體形成的晶體;金屬晶體的熔點不一定很高,金屬晶體的熔點有的很高,如鎢,有的很低,如常溫下呈液態(tài)的汞,C錯。自然界中存在的無定形SiO2不是晶體,如硅藻土等,D錯。6.科學家曾合成了一系列具有獨特化學特性的氫鋁化合物(AlH3)n。已知,最簡單的氫鋁化合物的分子式為Al2H6,它的熔點為110℃,燃燒熱極高。Al2H6球棍模型如圖。下列有關(guān)說法肯定錯誤的是()A.Al2H6在固態(tài)時所形成的晶體是分子晶體B.氫鋁化合物可能成為未來的儲氫材料和火箭燃料C.Al2H6在空氣中完全燃燒,產(chǎn)物為氧化鋁和水D.Al2H6中含有離子鍵和極性共價鍵答案D解析由題意“最簡單的氫鋁化合物的分子式為Al2H6,它的熔點為110℃”可知,該晶體為分子晶體,H—Al鍵為共價鍵,而不是離子鍵,故D錯。7.下面的排序不正確的是()A.晶體熔點由低到高:CF4<CCl4<CBr4<CI4B.熔點由高到低:Na>Mg>AlC.硬度由大到小:金剛石>碳化硅>晶體硅D.離子鍵由強到弱:MgO>CaO>NaF>NaCl答案B解析A項中的四種物質(zhì)都形成分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔點越高,A正確;B項中三種物質(zhì)形成金屬晶體,金屬鍵由強到弱的順序為Al>Mg>Na,熔點由高到低應(yīng)為Al>Mg>Na,B錯;C項中的三種物質(zhì)形成共價晶體,共價鍵的鍵能C—C>C—Si>Si—Si,C正確;D項中四種物質(zhì)形成離子晶體,離子所帶電荷Ca2+=Mg2+>Na+,O2->F-=Cl-,離子半徑Ca2+>Na+>Mg2+,Cl->O2->F-,D正確。8.已知某化合物的晶胞是由以下最小單元密堆積而成的,關(guān)于該化合物的以下敘述中正確的是()A.1mol該晶胞中有2molYB.1mol該晶胞中有6molOC.1mol該晶胞中有2molBaD.該化合物的化學式是YBa2Cu3O6答案C解析由圖中可以看出,白球代表的Y原子位于長方體的八個頂點上,大黑球代表的Ba原子位于長方體的四條棱上,黑▲代表的Cu原子位于長方體的內(nèi)部(共有三個),小黑球代表的O原子有2個位于長方體的內(nèi)部、有10個位于長方體的面上,分別運用均攤法可計算出該結(jié)構(gòu)單元實際含有的各原子個數(shù),進而可確定該化合物的化學式。Y原子個數(shù)為8×18=1,Ba原子個數(shù)為8×14=2,Cu原子個數(shù)為3,O原子個數(shù)為10×19.已知晶格能的大小可以反映離子晶體中離子鍵的強弱,晶格能越大,離子鍵越強。下表是幾種物質(zhì)的晶格能數(shù)據(jù):物質(zhì)NaFMgF2AlF3MgOCaOSrOBaO晶格能9232957549237913401E1918由此表中數(shù)據(jù)不能得出的結(jié)論是()A.同一周期的金屬元素與某一種非金屬元素形成的化合物,從左到右晶格能增大B.E的數(shù)值介于3401kJ·mol-1與1918kJ·mol-1之間C.晶格能的大小與成鍵離子核間距的大小、離子所帶電荷的高低有關(guān)D.當MgO、CaO能電離成金屬離子與O2-時,MgO所需要的溫度低于CaO答案D解析Na、Mg、Al屬于同一周期,與氟形成的化合物晶格能數(shù)據(jù)增大,A項正確;Mg、Ca、Sr、Ba屬于同一主族,由表中數(shù)據(jù)知,從MgO到BaO晶格能減小,B項正確;三種氟化物中,從鈉到鋁,離子半徑是減小的,成鍵離子核間距也是減小的,但陽離子所帶電荷依次增多,從表中后四種氧化物晶格能大小變化看,核間距越小,晶格能越大,因此晶格能的差異是由離子所帶電荷數(shù)不同和離子核間距大小不同造成的,C項正確;由電離生成的離子有O2-可知,它們的電離是在熔化狀態(tài)下進行的,MgO的晶格能大,熔點應(yīng)比CaO的高,D項錯誤。10.下列說法正確的是()A.金剛石晶體中的最小碳原子環(huán)由6個碳原子構(gòu)成B.Na2O2晶體中陰離子與陽離子數(shù)目之比為1∶1C.1molSiO2晶體中含2molSi—O鍵D.金剛石化學性質(zhì)穩(wěn)定,即使在高溫下也不會與O2反應(yīng)答案A解析Na2O2的電子式為Na+[∶O····∶O····∶]2-Na+,N(O22-)N(Na+)=12,B項錯誤;1molSiO二、選擇題(本題包括5個小題,每小題有1~2個選項符合題意。每小題4分,共20分)11.下列關(guān)于物質(zhì)特殊聚集狀態(tài)結(jié)構(gòu)的敘述中,錯誤的是()A.等離子體的基本構(gòu)成微粒的排列是帶電的離子或電子及不帶電的分子或原子B.非晶體基本構(gòu)成微粒的排列相對無序C.液晶內(nèi)部分子的長軸趨向一致,使液晶具有各向異性D.納米材料具有不同于大塊晶體的特性,主要原因是納米材料不再是晶體答案D解析納米材料具有不同于大塊晶體的特性,主要原因是晶體的表面積增大。12.下列說法正確的是()A.NaOH在熔融狀態(tài)下離子鍵被削弱,形成自由移動的離子,具有導電性B.足球烯(C60)的沸點可達500℃左右,故足球烯為共價晶體C.干冰和NaCl晶體轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時,所克服的作用力相同D.NH3的熔、沸點較PH3高,主要是因為氨分子間可以形成氫鍵答案AD解析NaOH在熔融狀態(tài)下離子鍵被削弱,形成自由移動的離子,具有導電性,A項正確;足球烯為分子晶體,B項錯誤;干冰為固態(tài)二氧化碳,轉(zhuǎn)化為液態(tài)時需要克服范德華力,而NaCl晶體變?yōu)橐簯B(tài),需要克服離子鍵,C項錯誤;NH3和PH3均為分子晶體,NH3的熔、沸點較PH3高的原因是NH3分子間可以形成氫鍵,D項正確。13.下列關(guān)于晶體的敘述正確的是()A.分子晶體中,共價鍵的鍵能越大,熔、沸點越高B.石墨為混合晶體,層內(nèi)碳原子以共價鍵相連,熔點高C.共價晶體中,共價鍵的鍵能越大,熔、沸點越高D.某晶體溶于水后,可電離出自由移動的離子,該晶體一定是離子晶體答案BC解析分子晶體中,共價鍵的鍵能越大,該物質(zhì)的穩(wěn)定性越強,而分子間的作用力越大,熔、沸點越高,所以不能根據(jù)鍵能的大小判斷分子晶體的熔、沸點高低,A項錯誤;石墨層內(nèi)碳原子通過共價鍵連接,熔化時需破壞共價鍵,導致熔點高,B項正確;共價晶體中,共價鍵的鍵能越大,晶體熔、沸點越高,C項正確;某些共價化合物溶于水后也可電離出自由移動的離子,如HCl等,D項錯誤。14.朱經(jīng)武(PaulChu)教授等發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧化合物在90K時即具有超導性,該化合物的部分結(jié)構(gòu)如圖所示:該化合物以Y2O3、BaCO3和CuO為原料,經(jīng)研磨燒結(jié)而成,其原料配比(物質(zhì)的量之比)為()A.1∶1∶1 B.1∶4∶6C.1∶2∶3 D.2∶2∶3答案B解析晶胞中鋇原子個數(shù)為2,銅原子個數(shù)為18×8+14×8=3,釔原子個數(shù)為1,則Y2O3、BaCO3、CuO之比為12∶2∶3=1∶415.如圖所示,鐵有δ、γ、α三種晶體,三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是()δ-Feγ-Feα-FeA.γ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個B.α-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個C.將鐵加熱到1500℃分別急速冷卻和緩慢冷卻,得到的晶體類型相同D.若α-Fe晶胞邊長為acm,γ-Fe晶胞邊長為bcm,則兩種晶體的密度比為b3∶a3答案B解析γ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子為12個,A錯誤;α-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個,B正確;冷卻到不同的溫度,得到的晶體類型不同,C錯誤;一個α-Fe晶胞中含有鐵原子的個數(shù)為1,體積為a3cm3,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,密度為56NA·a3g·cm-3,一個γ-Fe晶胞中含有鐵原子的個數(shù)為4,體積為b3cm3,密度為56×4NA·b3g·三、非選擇題(本題包括5個小題。共60分)16.(6分)(1)(CH3)3NH+和[AlCl4]-可形成離子液體。離子液體由陰、陽離子組成,熔點低于100℃,其揮發(fā)性一般比有機溶劑(填“大”或“小”),可用作(填代號)。

a.助燃劑 b.“綠色”溶劑c.復合材料 d.絕熱材料(2)在納米級的空間中,水的結(jié)冰溫度是怎樣的呢?為此,科學家對不同直徑碳納米管中水的結(jié)冰溫度進行分析。下圖是四種不同直徑碳納米管中的冰柱結(jié)構(gòu)及結(jié)冰溫度,冰柱的大小取決于碳納米管的直徑。水在碳納米管中結(jié)冰的規(guī)律是。

答案(每空2分)(1)小b(2)碳納米管直徑越大,結(jié)冰溫度越低解析(1)由(CH3)3NH+和[AlCl4]-形成的離子液體,陰、陽離子間的作用力肯定大于有機溶劑分子間的范德華力,因此其揮發(fā)性一般比有機溶劑小;該離子液體不助燃;不屬于復合材料;由陰、陽離子形成的離子液體,應(yīng)該具有導熱性,不可能用作絕熱材料。(2)由題圖可知,隨著碳納米管直徑的增大,結(jié)冰溫度依次為27℃、7℃、-53℃、-83℃,即碳納米管直徑越大,結(jié)冰溫度越低。17.(14分)請?zhí)顚懴铝锌瞻?(1)氯酸鉀熔化時,微粒間克服了;二氧化硅熔化時,微粒間克服了;碘升華時,微粒間克服了。三種晶體熔點由高到低的順序是。

(2)下列六種晶體:①干冰②NaCl③Na④晶體Si⑤CS2⑥金剛石,它們的熔點由低到高的順序為(填序號)。

(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由極性鍵形成的非極性分子有,由非極性鍵形成的非極性分子有,能形成分子晶體的物質(zhì)是,晶體內(nèi)含氫鍵的物質(zhì)的化學式是,屬于離子晶體的是,屬于共價晶體的是,五種物質(zhì)的熔點由高到低的順序是。

答案(除有標注的外,每空1分)(1)離子鍵共價鍵范德華力二氧化硅>氯酸鉀>碘(2)①⑤③②④⑥(2分)(3)CO2H2H2、CO2、HFHF(NH4)2SO4SiCSiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2(2分)解析(1)氯酸鉀為離子晶體,熔化時應(yīng)克服離子鍵;SiO2為共價晶體,熔化時應(yīng)克服共價鍵;碘為分子晶體,升華時應(yīng)克服范德華力。(2)一般說來,晶體的熔點為:共價晶體>離子晶體>分子晶體,金屬晶體熔點變化較大,CO2和CS2與Na相比,Na常溫下是固體,而CS2為液體,CO2為氣體,可知熔點由低到高順序為:CO2<CS2<Na<NaCl<Si<金剛石。(3)在所給的物質(zhì)中,屬于非極性分子的是H2和CO2,其中H2由非極性鍵形成,而CO2由極性鍵形成;H2、CO2、HF在常溫下都是氣體,形成的是分子晶體,其中HF分子間能形成氫鍵;(NH4)2SO4是銨鹽,形成的是離子晶體;SiC是由硅原子和碳原子形成的共價晶體。18.(14分)碳及其化合物的用途廣泛,碳元素不僅能形成豐富多彩的有機化合物,而且還能形成多種無機化合物,同時自身可以形成多種單質(zhì)。(1)C60分子形成的晶體中,在晶胞的頂點和面心均含有一個C60分子,則一個C60晶胞的質(zhì)量為。

(2)干冰和冰是兩種常見的分子晶體,下列關(guān)于兩種晶體的比較正確的是。

a.晶體的密度:干冰>冰b.晶體的熔點:干冰>冰c.晶體的空間利用率:干冰>冰d.晶體中分子間相互作用力類型相同(3)金剛石和石墨是碳元素形成的兩種常見單質(zhì),下列關(guān)于這兩種單質(zhì)的敘述正確的有。

a.金剛石中碳原子的雜化類型為sp3雜化,石墨中碳原子的雜化類型為sp2雜化b.晶體中共價鍵的鍵長:金剛石中C—C<石墨中C—Cc.晶體的熔點:金剛石>石墨d.晶體中共價鍵的鍵角:金剛石>石墨e.金剛石晶體中只存在共價鍵,石墨晶體中則存在共價鍵和范德華力f.金剛石和石墨的熔點都很高,所以金剛石和石墨都是共價晶體(4)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,立方BN結(jié)構(gòu)與金剛石相似,在BN晶體中,B原子周圍最近的N原子所構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為,一個晶胞中N原子數(shù)目為。

(5)碳與孔雀石共熱可以得到金屬銅,金屬銅采用面心立方最密堆積,即在晶胞的頂點和面心均含有一個Cu原子,則Cu晶體中與一個Cu原子距離最近的銅原子數(shù)為。已知Cu晶體的密度為ρg·cm-3,Cu的相對原子質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則Cu的原子半徑為cm。

答案(每空2分)(1)2(2)ac(3)ae(4)正四面體4(5)123解析(1)C60形成的分子晶體,滿足分子密堆積,其晶胞結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu),故每個晶胞中含有4個C60分子,故一個C60晶胞的質(zhì)量為240個碳原子的質(zhì)量,即28806(2)干冰晶體中CO2分子間只存在范德華力,其結(jié)構(gòu)是分子密堆積;而冰晶體中存在氫鍵,由于氫鍵具有方向性,冰中水分子不是密堆積,故密度:干冰>冰;熔點:冰>干冰;空間利用率:干冰>冰。(3)由于晶體中共價鍵的鍵長:金剛石中C—C>石墨中C—C,b錯;熔點:金剛石<石墨,c錯;金剛石中鍵角為109°28',而石墨中鍵角為120°,d錯;石墨是混合型晶體,f錯。(4)在BN晶體中B原子與N原子交替出現(xiàn),故每個B原子周圍有4個N原子,每個N原子周圍也有4個B原子,形成正四面體結(jié)構(gòu);在金剛石晶胞中共有碳原子個數(shù)=8×18+6×12+4=8(個),故在BN晶胞中B原子和N原子各(5)由于銅采用面心立方最密堆積,與一個銅原子最近的銅原子數(shù)為12;每個晶胞中含有4個銅原子,且面對角線上的3個銅原子相切,設(shè)銅原子半徑為r,則有(22r)3×ρ=4MNA,故r=319.(12分)金屬鈦(Ti)被譽為“21世紀金屬”,具有良好的生物相容性,它兼具鐵的高強度和鋁的低密度。其單質(zhì)和化合物具有廣泛的應(yīng)用價值。氮化鈦(Ti3N4)為金黃色晶體,由于具有令人滿意的仿金效果,越來越多地成為黃金的代替品。以TiCl4為原料,經(jīng)過一系列反應(yīng)可以制得Ti3N4和納米TiO2(如圖Ⅰ)。Ⅰ圖Ⅰ中的M是短周期金屬元素,M的部分電離能如下表所示:I1I2I3I4I5電離能/(kJ·mol-1)738145177331054013630請回答下列問題:(1)Ti的基態(tài)原子外圍電子排布式為。

(2)M是(填元素符號)。

(3)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑,用納米TiO2催化的反應(yīng)實例如圖Ⅱ所示。化合物甲的分子中采取sp2方式雜化的碳原子有個,化合物乙中采取sp3方式雜化的原子對應(yīng)的元素的電負性由大到小的順序為。

ⅡⅢ(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似,如圖Ⅲ所示,該晶胞中N、Ti之間的最近距離為apm,則該氮化鈦的密度為g·cm-3(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,只列計算式)。該晶體中與N原子距離相等且最近的N原子有個。

答案(每空2分)(1)3d24s2(2)Mg(3)7O>N>C(4)4×62解析(1)Ti為22號元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知,原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2。(2)M是短周期金屬元素,M的第三電離能劇增,則M處于第ⅡA族,能與TiCl4反應(yīng)置換出Ti,則M為Mg。(3)化合物甲的分子中采取sp2雜化的碳原子:苯環(huán)上的六個、羰基中的一個,共7個;采取sp3雜化的原子的價層電子對數(shù)是4,乙中采取sp3雜化的原子有C、N、O,同一周期元素中,元素電負性隨著原子序數(shù)增加而逐漸增大,所以它們的電負性關(guān)系為O>N>C。(4)根據(jù)均攤法,可知該晶胞中N原子個數(shù)為6×12+8×18=4,該晶胞中Ti原子個數(shù)為1+12×14=4,所以晶胞的質(zhì)量m=4×62NAg,而晶胞的體積V=(2a×10-10)3cm3,所以晶體的密度ρ=4×62(2a×10-10)3×NAg·cm-3;20.(14分)鈦被稱為繼鐵、鋁之后的“第三金屬”,制備金屬鈦的一種流程如下:回答下列問題:(1)基態(tài)鐵原子的價電子軌道表示式為,其原子核外共有種運動狀態(tài)不相同的電子。

(2)已知TiCl4在通常情況下是無色液體,熔點為-37℃,沸點為136