高中化学考点规范练习：物质的聚集状态与物质性质

考点规范练40 物质的聚集状态与物质性质非选择题(共7小题，共100分)1.(黑龙江哈尔滨第六中学高三阶段性考试)(14分)硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)均属于硼族元素(第ⅢA 族)，它们的化合物或单质都有重要用途.回答下列问题:(1)写出基态镓原子的电子排布式.(2)已知:无水氯化铝在178 ℃升华，它的蒸气是缔合的双分于(Al2Cl6)，更高温度下Al2Cl6则离解生成AlCl3单分子.①固体氯化铝的晶体类型是;②写出Al2Cl6分子的结构式;③单分子AlCl3的立体构型是，缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型是.(3)晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12个硼原子(如图)，若其中有两个原子为10B，其余为11B，则该结构单元有种不同的结构类型.(4)金属铝属立方晶系，其晶胞边长为405 pm，密度是2.70 g·cm-3，计算确定其晶胞的类型(简单、体心或面心立方): ;晶胞中距离最近的铝原子可看作是接触的，列式计算铝的原子半径r(Al)= pm.2.(山东烟台高三诊断性测试)(14分)钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产生活中有重要的应用.回答下列问题:(1)写出As的基态原子的电子排布式.(2)N、P、As为同一主族元素，其电负性由大到小的顺序为，它们的氢化物沸点最高的是.将NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与S互为等电子体，则该阴离子的化学式是.(3)Fe3+、Co3+与、CN-等可形成络合离子.①K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+，配体CN-中碳原子杂化轨道类型为.②[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co的配位数为，其配离子中含有的化学键类型为(填“离子键”“共价键”或“配位键”)，C、N、O的第一电离能最大的为，其原因是.(4)砷化镓晶胞结构如下图.晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的空间构型为.已知砷化镓晶胞边长为a pm，其密度为ρg·cm-3，则阿伏加德罗常数的数值为(列出计算式即可).3.(安徽合肥高三调研)(14分)磷化铟和砷化铟纳米晶具备独特的光学和电学特性，广泛应用于生物医学、通信、太阳能电池等领域.回答下列问题:(1)基态磷原子电子排布式为;基态As原子中未成对电子数为.(2)PH3分子空间构型为;As中As原子的杂化方式为.(3)AsH3与NH3在水中溶解度较大的是，其原因是.(4)酞菁铟是有机分子酞菁与金属铟形成的复杂分子，结构简式如图Ⅰ所示，该分子中存在的化学键为(填选项字母).a.σ键b.π键c.离子键d.配位键(5)砷化铟的晶胞结构如图Ⅱ所示，砷化铟晶体的化学式为;该晶胞的棱长为a cm，则砷化铟晶体的密度为(用含a、N A的代数式表示).4.(15分)黑火药是我国古代的四大发明之一，距今已有1 000多年的历史，其成分是木炭(C)、硫粉(S)和硝酸钾(KNO3).回答下列有关问题:(1)黑火药爆炸生成无毒的气体和K2S，该反应的化学方程式为.(2)Se与S同主族，则Se原子的核外电子排布式为[Ar] ，有对成对电子.(3)C、N、O、K的电负性由大到小的顺序是.(4)黑火药爆炸除生成K2S外，还生成少量K2S2，其结构类似于Na2O2.则K2S2中含有的化学键类型为.(5)K2S遇酸生成H2S，H2S分子中，S原子的杂化轨道类型是;KNO3可电离出N，N的空间构型是.(6)K2S的晶胞结构如图所示.其中K+的配位数为，若K2S晶体的密度为ρg·cm-3，则晶胞中距离最近的两个S2-核间距为 cm(用N A表示阿伏加德罗常数的值).5.(河北五校联盟高三联考)(14分)已知:周期表中前四周期的六种元素A、B、C、D、E、F核电荷数依次增大，其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的;F2+核外各层电子均充满.请根据以上信息，回答下列问题:(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为.(用元素符号表示)(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点高，理由是.(3)E的最高价氧化物分子的空间构型是，是分子(填“极性”“非极性”).(4)F原子的核外电子排布式是.(5)E、F形成某种化合物有如图所示两种晶体结构(深色球表示F原子)，其化学式为.(a)中E原子的配位数为.若在(b)的结构中取出一个平行六面体作为晶胞，则平均一个晶胞中含有个F原子.结构(a)与(b)中晶胞的原子空间利用率相比，(a) (b)(填“>”“<”或“=”).6.(湖北省部分重点中学高三起点考试)(15分)氮、氧、硫、磷是与生命活动密切相关的元素.回答下列问题:(1)SO2分子的VSEPR模型名称是.(2)N、O、P三种元素第一电离能由大到小的顺序是.(3)气态氢化物氨(NH3)和膦(PH3)的键角较大的是(填化学式) ，原因是.(4)SCN-中C原子的杂化类型为杂化，1 mol SCN-中含π键的数目为N A.(5)晶胞有两个基本要素:①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置.磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料，其晶胞结构如图所示，其中原子坐标参数A为(0，0，0);B为(，0);D为(1，1，1).则C原子的坐标参数为.②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状.P原子与B原子的最近距离为a cm，则磷化硼晶胞的边长为cm(用含a的代数式表示).7.(山西临汾模拟)(14分)B、C、N是几种常见的非金属元素，其形成的各种化合物在自然界中广泛存在.图1图2六方相氮化硼图3(1)基态硼原子的电子排布式为;C、N元素的第一电离能由大到小的顺序为.(2)BF3与一定量的水可形成如图1的晶体R.①晶体R中各种微粒间的作用力涉及(填字母);a.离子键b.共价键c.配位键d.金属键②R中阴离子的空间构型为.(3)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)与CaCl2溶液可形成配离子(结构如图2)，乙二胺分子中氮原子的杂化类型为;乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于铵，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是.(4)氮化硼(BN)晶体有多种相结构.六方相氮化硼是通常存在的稳定相，其结构与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂;它的晶体结构如图3所示，六方相氮化硼质地软的原因是.课时规范练40物质的聚集状态与物质性质1.答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1(2)①分子晶体②或③平面三角形sp3杂化(3)3 (4)面心立方晶胞或143解析 (1)镓是31号元素，其原子核外有31个电子，根据构造原理知其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1.(2)①分子晶体的熔、沸点较低，氯化铝的熔、沸点较低，所以为分子晶体;②铝原子和氯原子之间形成共价键，还形成一个配位键，其结构为或;③氯化铝中每个铝原子含有3个共价键，且不含孤电子对，为平面三角形结构，缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型为sp3.(3)两个10B相邻、相间、相对，所以共有3种不同结构类型.(4)每个晶胞中含有铝原子个数=×N A=×6.02×1023 mol-1=4，该晶胞的每个顶点上和每个面上都含有一个Al原子，为面心立方晶胞;面心立方晶胞中，每个面的对角线上三个原子紧挨着，所以每个铝原子半径==143 pm.2.答案 (1)[Ar]3d104s24p3(2)N>P>As NH3N(3)①sp ②6 共价键、配位键N 氮原子2p轨道上的电子为半充满，相对稳定，更不易失去电子(4)正四面体解析 (1)As的原子序数为33，由构造原理可知电子排布为[Ar]3d104s24p3.(2)As、P、N元素属于同一主族元素，其原子序数逐渐减小，则其电负性逐渐增大，即N>P>As;它们的氢化物中NH3中存在氢键，沸点最高;原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体，且等电子体结构相似，阴离子与S互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构，则该离子是N.(3)①CN-中C原子价层电子对个数=1+×(4+1-1×3)=2，所以采取sp杂化;②C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但氮原子2p轨道上的电子为半充满，相对稳定，更不易失去电子，所以其第一电离能大小顺序是N>O>C.(4)Ga与周围等距离且最近的As形成的空间构型为Ga在中心As在四个顶点形成的正四面体结构;由题图可知一个晶胞占有4个Ga原子和4个As原子，若晶胞的边长为a pm，则晶胞体积为(a×10-10)3 cm3，晶体的密度为ρ g·cm-3，则晶胞质量为(a×10-10)3 cm3×ρ g·cm-3=ρa3×10-30g，则ρa3×10-30g×N A mol-1=4×145 g·mol-1，则N A=.3.答案 (1)1s22s22p63s23p3 3 (2)三角锥形sp3(3)NH3NH3与水分子之间易形成氢键(4)abd (5)InAs g·cm-3解析 (1)P的原子序数为15，原子核外有15个电子，P的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3;As元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，未成对电子数为3.(2)中心原子磷原子形成了3个σ键，另外还有1对未成键价电子对，其价层电子对的总数是4，需要形成4个杂化轨道，采用sp3杂化，分子的空间构型为三角锥形;As中心原子的价层电子对数为=4，所以As 原子的杂化方式为sp3杂化.(3)因为NH3与水分子之间易形成氢键，故AsH3与NH3在水中溶解度较大的是NH3.(4)根据酞菁铟的结构简式可知，该分子中存在的化学键为σ键、π键和配位键.(5)由砷化铟的晶胞结构根据均摊法可得，每个晶胞含有8×+6×=4个In原子，4个As原子，砷化铟晶体的化学式为InAs;该晶胞的棱长为a cm，则砷化铟晶体的密度为ρ= g·cm-3= g·cm-3.4.答案 (1)2KNO3+S+3C K2S+N2↑+3CO2↑(2)3d104s24p416 (3)O>N>C>K(4)离子键、共价键(5)sp3平面三角形(6)4解析 (1)黑火药爆炸生成无毒气体，此气体为N2和CO2，反应的化学方程式为S+2KNO3+3C K2S+3CO2↑+N2↑;(2)Se元素位于第四周期第ⅥA族，核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4或1s22s22p63s23p63d104s24p4，其轨道表示式为，因此Se共有16对成对电子;(3)电负性越大，非金属性越强，同周期从左向右，主族元素电负性依次增大，即电负性大小:O>N>C>K;(4)过氧化钠的电子式为Na+]2-Na+，K2S2的电子式与Na2O2的相似，则K2S2含有的化学键是离子键、共价键(非极性共价键);(5)H2S中S形成2个σ键，孤电子对数为2，价层电子对数为4，即S原子杂化类型为sp3;N中N形成3个σ键，孤电子对数(5+1-3×2)×=0，N空间构型为平面三角形;(6)根据晶胞的结构，K+的配位数为4，S2-位于顶点和面心，晶胞中S2-个数为8×+6×=4，晶胞的质量为 g，晶胞的体积为a3 cm3，根据密度的定义，ρ= g·cm-3，距离最近的两个S2-距离是面对角线的一半，即为 cm.5.答案 (1)Na<Al<Si<N(2)NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体(3)平面正三角形非极性(4)1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)(5)ZnS 4 2 =解析 C元素是地壳中含量最高的金属元素，即C为Al，D单质的熔点在同周期元素形成的单质中最高，推出D为Si，F2+核外各层电子均充满，推出F为Zn，化合物B2E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成对电子，即E为S，B为Na，A原子核外有三个未成对电子，即A为N.(1)金属性越强，第一电离能越小，非金属性越强，第一电离能越大，Na的金属性强于Al，N的非金属性强于Si，因此第一电离能由小到大的顺序是Na<Al<Si<N;(2)B的氯化物是NaCl，属于离子晶体，D的氯化物是SiCl4，属于分子晶体，一般情况下，离子晶体的熔、沸点高于分子晶体;(3)E的最高价氧化物是SO3，有3个σ键，孤电子对数为×(6-3×2)=0，价层电子对数为3，空间构型为平面正三角形，属于非极性分子;(4)F为Zn，位于第四周期ⅡB族，即核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2);(5)根据(a)S位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，Zn位于体内，有4个，化学式为ZnS，根据(a)离S最近的Zn有4个，则S的配位数为4，在(b)的结构中取出一个平行六面体，结构是(空心球表示Zn原子)，含有锌原子的个数为4×+1=2，(a)图中S2-之间形成面心立方最密堆积，(b)图中S2-形成六方最密堆积，这两种堆积方式的原子空间利用率相等.6.答案 (1)平面三角形(2)N>O>P(3)NH3电负性N>P，NH3中成键电子对更靠近中心原子，成键电子对间排斥力较大，故键角较大(4)sp 2 (5)①(1，) ②a解析 (1)SO2分子的中心原子价层电子对数为:2+=3，所以SO2分子的VSEPR模型名称是平面三角形.(2)一般情况下，元素的非金属性越强，第一电离能越大，非金属性O>P，则第一电离能O>P，同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但氮原子的最外层p能级上是半充满的稳定结构，则第一电离能N>O，所以N、O、P三种元素第一电离能由大到小的顺序是N>O>P.(3)电负性N>P，中心原子的电负性越大，成键的共用电子对离中心原子越近，成键的电子对之间的距离越小，成键电子对之间的排斥力越大，导致键角变大，所以PH3的键角小于NH3的键角.(4)SCN-与CO2互为等电子体，CO2的中心碳原子价层电子对数为:2+=2，碳原子的杂化类型为sp，CO2的结构式为O C O，1 mol CO2中含有2 mol π键，根据等电子体原理，SCN-中C原子的杂化类型为sp，1 mol SCN-中含π键的数目为2N A.(5)①原子坐标参数A为(0，0，0);B为(，0);D为(1，1，1)，由晶胞结构示意图可知，C原子位于晶胞的面心，C原子在x上为1，在y、z上均为，则C原子的坐标参数为(1，);②由晶胞结构示意图可知，晶胞的体对角线是4a cm，所以磷化硼晶胞的边长为 cm=a cm.7.答案 (1)1s22s22p1N>C (2)①abc ②四面体(3)sp3杂化乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键(4)层与层之间通过范德华力结合在一起，作用力小，导致其质地软解析 (1)硼原子核外有5个电子，基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1，C、N两种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>C.(2)晶体R中各种微粒间的作用力涉及离子键、共价键、配位键;阴离子中中心原子B原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以B原子采用sp3杂化方式，为四面体构型.(3)乙二胺中N原子形成3个σ键，含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3杂化;乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高.(4)六方相氮化硼中，每一个B原子与3个N原子相连，每1个N原子与3个B原子相连，形成平面三角形，向空间发展成层状结构.六方相氮化硼不含π键，只含σ键，层与层之间通过范德华力结合在一起，作用力小，导致其质地软.。