高二化学选修3单元测评：第三章 物质的聚集状态与物质

一、选择题(每题4分，共40分)
1.下列物质中，属于原子晶体的化合物是( )
A.水晶
B.晶体硅
C.金刚石
D.干冰
解析：A 、B 、C 项均为原子晶体，但属于化合物的只有A 。

答案：A
2.碳化硅(SiC)的一种晶体具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。

在下列三种晶体中，它们的熔点从高到低的顺序是( )
①金刚石 ②晶体硅 ③碳化硅
A.①③②
B.②③①
C.③①②
D.②①③
解析：共价键键长C —C ＜C —Si ＜Si —Si 。

答案：A
3.某物质熔融状态可导电，固态可导电，将其投入水中水溶液也可导电，则可推测该物质可能是( )
A.金属
B.非金属
C.可溶性碱
D.可溶性盐
解析：非金属在熔融状态不导电，所以B 错误；可溶性碱、可溶性盐属于离子化合物，在固态时不导电，所以C 、D 项也错误。

符合条件的只有A 项，如钠、钾等。

答案：A
4.2001年日本科学家发现了便于应用、可把阻抗降为零的由硼和镁两种元素组成的超导材料。

这是27年来首次更新金属超导体的记录，是目前金属化合物超导体的最高温度。

该化合物也因此被美国《科学》杂志评为2001年十大科技突破之一。

下图为该化合物的晶体结构单元示意图：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。

则该化合物的化学式可表示为( )
A.MgB
B.MgB 2
C.Mg 2B
D.Mg 3B 2 解析：这个结构单元中含Mg 的个数为12×61+2×2
1=3,含6个B ，化学式为MgB 2。

答案：B
5.下列性质适合于分子晶体的是( )
A.熔点1 070 ℃,易溶于水，水溶液导电
B.熔点10.31 ℃,液态不导电，水溶液导电
C.能溶于CS 2，熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃
D.熔点97.81 ℃,质软导电，密度为0.97 g ·cm -3
解析：A 熔点高，不是分子晶体，分子晶体熔点较低；D 选项是金属钠的性质。

答案：BC
6.下列各组物质熔化或汽化时所克服的粒子间的作用力属同种类型的是( )
A.石英和生石灰的熔化
B.晶体硅和晶体硫的熔化
C.钠和铁的熔化
D.碘和氯化铵的汽化
解析：石英的成分为SiO 2，熔化时需克服共价键，生石灰(CaO)的熔化克服离子键；晶体硅熔化克服共价键，晶体硫的熔化克服分子间作用力；钠和铁熔化都克服金属键；碘汽化克服分子间作用力，氯化铵加热分解为NH 3和HCl 气体，克服离子键和共价键。

7.下列说法中正确的是( )
A.金刚石晶体中的最小碳原子环由6个碳原子构成
B.Na2O2晶体中阴离子与阳离子数目之比为1∶1
C.1 mol SiO2晶体中含2 mol Si—O键
D.金刚石化学性质稳定，即使在高温下也不会和O2反应
O、Na+，所以个数比为1∶2，SiO2晶体中一个解析：Na2O2晶体存在阴、阳离子分别是 2
2
Si与周围4个O形成共价键，所以1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键。

答案：A
8.X、Y是短周期元素，它们可组成化合物XY，则下列说法正确的是( )
A.XY晶体一定是离子晶体
B.若Y的原子序数为m,X的原子序数一定是m±6
C.X、Y可以属于同一周期，也可属于两个不同周期
D.X与Y一定不属于同一主族
解析：XY晶体可以是离子晶体，如NaCl、MgO等，也可以是分子晶体，如HF、HCl、NO、CO等，也可以是原子晶体，如SiC，则A项错误；根据前面的分析，XY可以代表多种物质，当Y的原子序数确定时，X的原子序数也不止m±6这两种情况，则B项错误；同理可以找到X、Y处于同一周期的，如NaCl、NO等，也可以找到X、Y处于不同周期的，如MgO、HF等，则C项正确；X与Y大多不在同一主族，但也有处于同一主族的，如SiC，则D项错误。

答案：C
9.下列物质中，按沸点降低顺序排列的一组是( )
A.HF、HCl、HBr、HI
B.F2、Cl2、Br2、I2
C.H2O、H2S、H2Se、H2Te
D.CI4、CBr4、CCl4、CF4
解析：分子晶体，结构相似的，其熔沸点随相对分子质量的增大而升高，HF、H2O分子间存在氢键，沸点反常。

答案：D
10.目前科学界合成一种“二重构造”的球形分子，即把“足球型”的C60溶进“足球型”的Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合，下列关于这种分子的说法不正确的是( )
A.是一种新型的化合物
B.晶体属于分子晶体
C.是两种单质组成的混合物
D.该分子中共价键键能比C60、Si60分子中共价键键能都大
解析：形成分子说明是分子晶体，C与Si以共价键相结合，所以形成的物质是化合物而不是混合物。

答案：CD
二、填空题(每题15分，共45分)
11.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：物质 A NaCl KCl CsCl
熔点/K 1 074 1 049 918
物质 B Na Mg Al
熔点/K 317 923 933
晶体熔、沸点的高低，决定于组成晶体粒子间的作用力的大小。

A 组是_______晶体，晶体粒子之间通过_______相连。

B 组晶体属_______晶体，价电子数由少到多的顺序是_______，粒子半径由大到小的顺序是_______。

由库仑定律F=_______可知，金属键强度由小到大的顺序为_______。

解析：本题以晶体熔点的规律变化的解释为背景，综合物理、化学两门学科的知识内容。

考查理解、推理、分析、想象等诸多能力的综合运用。

A 组为离子晶体，离子之间通过离子键相结合，强度可借助库仑定律比较：F=k 221r Q Q ，由于NaCl 、KCl 、CsCl 中的阴、阳离子所带电荷数相等，而r(Na +)＜r(K +)＜r(Cs +),所以有F(NaCl)＞F(KCl)＞F(CsCl)，故熔点是逐渐降低的。

B 组为金属晶体，是由金属键结合而成的，因为Q(Na +)＜Q(Mg 2+)＜Q(Al 3+),而r(Na +)＞r(Mg 2+)＞r(Al 3+),所以F(Na)＜F(Mg)＜F(Al),故其熔点是逐渐升高的。

答案：离子 离子键 金属 Na ＜Mg ＜Al Na ＞Mg ＞Al 2
21r Q Q k F(Na)＜F(Mg)＜F(Al) 12.已知氯化铝的熔点为190 ℃(2.202×105 Pa),但它在180 ℃即开始升华。

(1)氯化铝是_______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。

(2)在500 K 和1.01×105 Pa 时，它的蒸气密度(换算成标准状况时)为11.92 g ·L -1,试确定氯化铝在蒸气状态时的化学式为_______，是_______晶体。

(3)无水氯化铝在空气中强烈地“发烟”，其原因是____________________________________ _______________________________________________________________________________。

(4)设计一个更可靠的实验，判断氯化铝是离子化合物还是共价化合物。

你设计的实验是 _______________________________________________________________________________。

解析：根据氯化铝熔点低及在180 ℃时开始升华，判定其为共价化合物。

氯化铝蒸气是相对分子质量为11.92 g ·L -1×22.4 L ·mol -1=267 g ·mol -1,所以化学式为Al 2Cl 6。

答案：(1)共价化合物 (2)Al 2Cl 6 分子 (3)氯化铝为强酸弱碱盐，与空气中的水发生水解反应产生HCl ，HCl 在空气中形成酸雾而“发烟” (4)在其熔融状态下，试验其是否导电；若不导电则是共价化合物
13.BGO 是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称。

若知：①在BGO 中，锗处于其最高价态；②在BGO 中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8电子稳定结构；③BGO 可看作是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在BGO 晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。

请填空：
(1)锗和铋的元素符号分别是___________和___________。

(2)BGO 晶体的化学式是___________。

(3)BGO 晶体中所含铋氧化物的化学式是___________。

解析：(1)解题时应首先从记忆中判断锗、铋两种元素符号。

这两种元素都属于主族元素，应当有清楚的记忆，它们分别是Ge 和Bi 。

(2)元素锗位于第ⅣA 族，因而最高化合价为+4，相应的氧化物化学式为GeO 2；铋为第ⅤA 族中的元素，其原子最外层有5个电子，具有8个电子稳定结构的化合物只能是BiCl 3。

其中铋呈+3价，相应的氧化物化学式为Bi 2O 3。

因此，晶体BGO 的化学组成可写成mBi 2O 3·nGeO 2。

既然在晶体中这两种化合物有相同质量的氧，那么，其化学式应为2Bi 2O 3·3GeO 2，即Bi 4Ge 3O 12。

此式与锗酸铋的名称也相符合。

第(3)问的答案应是Bi 2O 3。

答案：(1)Ge Bi (2)Bi 4Ge 3O 12［或2Bi 2O 3·3GeO 2、Bi 4(GeO 4)3］ (3)Bi 2O 3
三、计算题(共15分)
14.某离子晶体结构如右图所示：X 位于立方体的顶点，Y 位于立方体中心。

设该晶体的摩尔质量为M g ·mol -1，晶体的密度为ρ g ·cm -3，阿伏加德罗常数值为N A ,试求晶体中两个距离最近的X 中心间的距离。

解析：如右图所示，设该结构单元的边长为a cm ，两个X 中心间距离为r,由于每个结构单元中相当于含有(81×4)个X 和一个Y ，即2
1个XY 2。

则3
31121cm a m ol N m ol Mg V m A ⨯∙==--ρ 32A
N M a ρ= 又因为r=a 2,所以r=2·32cm N M A
ρ=。

答案：晶体中两个距离最近的X 中心间的距离为2·3
2cm N M A ρ=。