高考化学一轮总复习 第12章 物质结构与性质(选考)第3节 物质的聚集状态与物质性质课后分层训练 鲁

2018版高考化学一轮总复习第12章物质结构与性质（选考）第3节物质的聚集状态与物质性质课后分层训练鲁科版
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物质的聚集状态与物质性质
A组专项基础达标
(建议用时：25分钟）
1．(1)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为________，微粒间存在的作用力是________.SiC晶体和晶体Si的熔、沸点高低顺序是________.
（2)氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为________(填元素符号）.MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似.MO的熔点比CaO的高，其原因是
_________________________________.
（3）C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似,但结构和性质有很大的不同。

CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。

从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成上述π键，而Si、O原子间不能形成上述π键：
____________________________，
SiO2属于________晶体，CO2属于________晶体，所以熔点CO2________SiO2(填“＜"“＝"或“＞”）。

（4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MgO、CO2、Mg六种晶体的构成微粒分别是
______________________________________________________________，
熔化时克服的微粒间的作用力分别是
______________________________________________________________。

[解析]（1)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构,所以C原子杂化方式是sp3,因为Si—C的键长小于Si—Si，所以熔点碳化硅＞晶体硅。

(2）SiC电子总数是20个，则该氧化物为MgO；晶格能与所构成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子电荷数相同，Mg2＋半径比Ca2＋小,MgO晶格能大，熔点高.
（3）Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p－p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，所以熔点SiO2＞CO2。

（4）金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体，构成微粒为原子，熔化时破坏共价键;Mg 为金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成,熔化时克服金属键；CO2为分子晶体，由分子构成，CO2分子间以分子间作用力结合;MgO为离子晶体，由Mg2＋和O2－构成，熔化时破坏离子键。

[答案](1）sp3共价键SiC＞Si
（2)Mg Mg2＋半径比Ca2＋小,MgO晶格能大
(3）Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p－p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键原子分子＜
(4）原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键
2．（1）①科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物,该物质在低温时是一种超导体，其晶胞如图所示，该物质中K原子和C60分子的个数比为________。

②继C60后，科学家又合成了Si60、N60。

请解释如下现象：熔点Si60〉N60>C60，而破坏分子所需要的能量N60〉C60>Si60，其原因是
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________。

(2）铜晶体为面心立方最密堆积,铜的原子半径为127。

8 pm，列式计算晶体铜的密度
______________________________________________________.
(3）A是周期表中电负性最大的元素，A与钙可组成离子化合物，其晶胞结构如图所示，该化合物的电子式是__________________。

已知该化合物晶胞1/8的体积为2.0×10－23 cm3，求该离子化合物的密度，请列式并计算（结果保留一位小数）：__________________________________。

［解析](1）①K处于晶胞表面：12×错误!＝6,C60处于晶胞顶点和体心:8×错误!＋1＝2.故K原子和C60分子的个数比为:6∶2＝3∶1。

②熔点与分子间作用力大小有关，而破坏分子则是破坏分子内的共价键。

(2）晶胞边长22r(Cu)，晶胞含有Cu为4,M(Cu）＝64，
ρ＝错误!＝9.0 （g·cm－3)。

(3)A为F，与Ca形成CaF2，电子式为
,
ρ＝错误!≈3。

2(g·cm－3）。

［答案](1)①3∶1
②结构相似的分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔化所需的能量越多，故熔点：Si60>N60>C60；而破坏分子需断开化学键，元素电负性越强其形成的化学键越稳定，断键时所需能量越多，故破坏分子需要的能量大小顺序为N60〉C60〉Si60（2)错误!＝9。

0（g·cm－3)
错误!≈3.2 g·cm－3
3．（2017·甘肃重点中学联考)(1)三聚氰胺(）中六元环结构与苯环类似，它与硝基苯的相对分子质量之差为3，三聚氰胺的熔点为354 ℃，硝基苯的熔点是5.7 ℃。

【导学号：99682413】
①三聚氰胺中，环上与环外的氮原子杂化轨道类型分别为________。

②导致三聚氰胺与硝基苯熔点相差很大的根本原因是
______________________________________________________________。

(2)一定条件下,碳、氮两种元素可形成一种化合物，该化合物可作耐磨材料,其熔点________（填“高于”、“低于”或“无法判断”）金刚石的熔点.
(3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。

则铁镁合金的化学式为________，若该晶胞的参数为d nm，则该合金的密度为______________（不必化简，用N A表示阿伏加德罗常数)。

[解析］（1)①三聚氰胺中环上、环外氮原子分别形成了2个σ键、3个σ键，均还有
一个孤对电子,故价层电子对数分别为3、4,杂化轨道类型分别为sp2、sp3。

②三聚氰胺中存在N—H键，分子间能形成氢键，导致熔点升高，硝基苯分子间不能形成氢键，故熔点较低.（2)因氮的原子半径小于碳的原子半径，故键能C-N〉C—C，因而金刚石的熔点较低.(3）依据均摊规则，晶胞中共有4个铁原子，8个镁原子，故化学式为Mg2Fe，一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”，其质量为错误!×104 g＝错误! g，1 nm＝10－7 cm，体积为10－21d3 cm3，由此可求出其密度。

[答案](1)①sp2、sp3②三聚氰胺分子间能形成氢键，但硝基苯分子间不能形成氢键（2)高于
（3)Mg2Fe 错误!g·cm－3(或其他合理答案）
4．现有几组物质的熔点(℃)数据：
【导学号：99682414】
(1）A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是________。

(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号）。

①有金属光泽②导电性③导热性④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于
______________________________________________________________.
（4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。

①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电
（5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl〉KCl>RbCl>CsCl,其原因为
______________________________________________________________。

[解析]（1)A组熔点很高，为原子晶体，是由原子通过共价键形成的.(2）B组为金属晶体，具有①②③④四条共性。

(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常。

(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质。

(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。

[答案](1)原子共价键（2)①②③④
(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多（只要答出HF分子间能形成氢键即可）(4）②④
(5)D组晶体都为离子晶体，r（Na＋）<r（K＋)〈r(Rb＋）<r(Cs＋)，在离子所带电荷数相同的情况下，半径越小，晶格能越大，熔点就越高
B组专项能力提升
（建议用时：20分钟)
5．（2017·陕西西北九校联考)现有a X、b Y、c Z、d W、e M、g N六种短周期非金属元素,a＋b＝c，a＋c＝d，a＋d＝e，d＋e＝g,Z、M、N的单质均有两种或多种同素异形体，请回答下列问题：
【导学号：99682415】Ⅰ.（1)N元素位于元素周期表的________区，价层电子排布式为________________。

（2)Z、W、M元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示).
（3)Z2X4、W2X4两种化合物的沸点高低关系为________(用化学式表示).
Ⅱ.YN是一种耐磨材料，其结构与金刚石相似，如图为其晶体结构单元，它可由Y的三溴化物和N的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。

(1）Y的三溴化物中Y原子的杂化方式为________,N的三溴化物分子的空间构型为________。

(2）写出合成YN的化学方程式________________________。

（3)已知晶体中Y与N原子的最近距离为a pm,则该晶体的密度的表达式为________________ g·cm－3(不需化简）。

[解析］将短周期元素中的非金属元素列举出来,然后结合质子数之间的关系及Z、M、N 单质均有两种或多种同素异形体,可确定出X、Y、Z、W、M、N六种元素分别为H、B、C、N、O、P。

Ⅰ.(1）磷元素处于周期表的p区，其价层电子排布式为3s23p3。

（2)氮元素2p轨道处于半充满状态，第一电离能反常,比氧元素的高。

(3)N2H4分子间存在氢键,沸点比C2H4的高。

Ⅱ。

（1）BBr3分子中成键电子对数为3，孤对电子数为0，B原子采用sp2杂化。

PBr3分子中成键电子对数为3，孤对电子数为1，分子的空间构型为三角锥形。

（3）BP晶胞中B、P原子最近距离为体对角线的错误!，每个晶胞中含有4个BP,1 pm＝10－10cm，则该晶体的密度为错误! g·cm－3。

［答案］Ⅰ.（1)p 3s23p3
（2)N〉O〉C
（3）N2H4〉C2H4
Ⅱ。

(1）sp2三角锥形
(2）BBr3＋PBr3＋3H2错误!BP＋6HBr
（3)错误!
6．(1）PrO2的晶体结构与CaF2相似，晶胞中Pr原子位于面心和顶点，则PrO2的晶胞中有________个氧原子。

Ce（铈）单质为面心立方晶体，其晶胞参数为a＝516 pm，晶胞中Ce原子的配位数为________，列式表示Ce单质的密度____g·cm－3（列式即可）。

(2）已知C的原子核外电子排布为［Ar]3d104s x，有＋1、＋2两种常见化合价。

C晶体的堆积方式如图所示，设C原子半径为r cm,阿伏加德罗常数用N A表示，则晶胞中C原子的配位数为________，C晶体的密度为________g·cm－3(要求写表达式，可以不化简）.
（3)①FeO晶胞结构如图甲所示,FeO晶体中Fe2＋配位数为________.
②铁有δ、γ、α三种同素异形体（如图乙)，则δ晶胞原子堆积名称为________。

若α－Fe晶胞边长为a，γ－Fe晶胞边长为b，则两种晶体密度比为________。

图甲图乙
［解析]（1)晶胞中Pr原子位于面心和顶点,通过均摊法知晶胞中含4个Pr原子，再结
合PrO2的化学式可知,此晶胞中应有8个氧原子；Ce（铈)单质为面心立方晶体，以晶胞顶点的铈原子为例,与之距离最近的铈原子分布在经过该顶点的所有立方体的面心上,这样的面有12个，晶胞中铈原子位于顶点和面心，数目为8×1/8＋6×1/2＝4,该晶胞的体积为a3，该晶胞的质量为m＝4M/N A，根据ρ＝错误!可知，密度为错误!g·cm－3＝错误!g·cm－3.
（2）铜是面心立方最密堆积，则根据晶胞结构可知铜原子的配位数为12.晶胞中铜原子的个数8×错误!＋6×错误!＝4。

铜原子半径为r cm，则面心对角线为4r cm,所以立方体的边长是2错误!r cm，则错误!×N A＝4,解得ρ＝错误!。

（3)①根据FeO的晶胞结构，可知Fe2＋配位数为6（上、下、左、右、前、后）。

②δ晶胞原子堆积名称为体心立方密堆积。

根据晶胞结构可知，α－Fe晶胞、γ－Fe晶胞中含有的铁原子分别为1个和4个，所以有:ρ(α－Fe)＝错误!，ρ（γ－Fe)＝错误!，α－Fe和γ－Fe两种晶体的密度比为b3∶4a3.
［答案]（1)8 12 错误!
(2）12 错误!(3）①6②体心立方密堆积
b3∶4a3。