第三章《物质的聚集状态与物质性质》检测题
一、单选题(共 15 小题)
1.下列有关这种 CO2 晶体推断正确的是( )
A.原子晶体 CO2 有很高的熔、沸点,很大的硬度,可用作耐磨材料
B.原子晶体 CO2 易升华,可用做制冷剂
C.原子晶体 CO2 的硬度和耐磨性都不如水晶
D.每摩尔原子晶体 CO2 含 2 mol C-O 键,每摩 C 原子与 4 mol O 原子形成共价键
2.①NaF ②NaI ③MgO 均为离子化合物,根据以下数据,推知这三种化合物的熔点的高低顺序
是( )
A. ①>②>③
B. ③>①>②
C. ③>②>①
D. ②>①>③
3.判断物质是晶体还是非晶体,比较可靠的方法是( )
A. 从外形上判断
B. 从导电性能上判断
C. 从各向异性或各向同性上判断
D. 从有无一定的熔点来判断
4.下列各组金属熔点高低顺序正确的是( )
A. Mg>Al>Ca
B. Al>Na>Li
C. Al>Mg>Ca
D. Mg>Ba>Al
5.溶液、胶体和浊液这三种分散系的根本区别是( )
A. 能否发生丁达尔效应
B. 分散质粒子直径的大小
C. 能否透过滤纸或半透膜
D. 是否均一、透明、稳定
6.在冰晶石(Na3[AlF6])的晶胞中,[AlF6]3-占据的位置相当于 NaCl 晶胞中 Cl-占据的位置,则冰晶
石晶胞中含 Na+数为( )
A. 12 个
B. 8 个
C. 4 个
D. 3 个
7.最近,科学家成功地制成了一种新型的碳氧化合物,该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单
键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构.下列对该晶体的叙述错误的是( )
A. 该物质的化学式为 CO4
B. 该晶体的熔、沸点高,硬度大
C. 该晶体中 C 原子与 C﹣O 化学键数目之比为 1:4
D. 该晶体的空间最小环由 12 个原子构成
8.关于晶体和非晶体,下列说法中正确的( )
A. 铁是非晶体
B. 晶体和非晶体在熔化过程中温度都上升
C. 晶体熔化时吸热,非晶体熔化时不吸热
D. 晶体有固定熔点,非晶体没有固定熔点
9.测知氯化钠晶体中相邻的 Na+与 Cl﹣的距离为 a cm,该晶体密度为 d g/cm3,则阿伏加德罗常数可
表示为( )
A.
B.
C.
D.
10.关于液晶,下列说法中正确的有( )
A. 液晶是一种晶体
B. 液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性
C. 液晶的化学性质与温度变化无关
D. 液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
11.下列叙述中正确的是( )
A. 具有规则几何外形的固体一定是晶体
B. 晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
C. 具有各向异性的固体一定是晶体
D. 粉末状的固体一定不是晶体
12.两种金属 A 和 B,已知 A,B 常温下为固态,且 A,B 属于质软的轻金属,由 A,B 熔合而成的
合金不可能具有的性质有( )
A. 导电、导热、延展性较纯 A 或纯 B 金属强
B. 常温下为液态
C. 硬度较大,可制造飞机
D. 有固定的熔点和沸点
13.某离子化合物的晶胞如图所示。阳离子位于晶胞的中心,阴离子位于晶胞的 8 个顶点上,则该
离子化合物阴、阳离子的个数比为 ( )
A. 1∶8
B. 1∶4
C. 1∶2
D. 1∶1
14.关于下图不正确的说法是( )
A. 此种最密堆积为面心立方最密堆积
B. 该种堆积方式称为铜型
C. 该种堆积方式可用符号……ABCABC……表示
D. 该种堆积方式称为镁型
15.从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体,而同样透明的玻璃却是非晶体。下列
关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中,正确的是( )
A. 是否具有规则的几何外形的固体
B. 是否具有固定组成的物质
C. 是否具有美观对称的外形
D. 内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列
二、实验题(共 1 小题)
16.原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识,请你回答下列问题:
(1)请按要求任意写一个相应物质:(填化学式)
含有非极性键的离子化合物________,既含有非极性键又含极性键的非极性分子________,既含
有非极性键又含极性键的极性分子________,全部由非金属元素组成的离子化合物________,由
金属元素和非金属元素组成的共价化合物________。
(2)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉,常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂,严重危害人们
健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4 种类型,苏丹红Ⅰ的分子结构如图 1 所示。
苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羟基取代在对位形成图 2 所示的结构,则其在
水 中 的 溶 解 度 会 ________( 填 “ 增 大 ” 或 “ 减 小 ”) , 原 因 是
________________________________________________________________________。
(3)已知 Ti3+可形成配位数为 6,颜色不同的两种配合物晶体,一种为紫色,另一种为绿色。两种晶
体的组成皆为 TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入 AgNO3 溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉
淀 质 量 为 原 紫 色 晶 体 的 水 溶 液 得 到 的 沉 淀 质 量 的 2/3 。 则 绿 色 晶 体 配 合 物 的 化 学 式 为
________________,由 Cl-所形成的化学键类型是________。
(4)下图中 A,B,C,D 四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA 族元素的氢化物的沸点,其中
表示ⅦA 族元素氢化物沸点的曲线是________;表示ⅣA 族元素氢化物沸点的曲线是________;同
一 族 中 第 3 、 4 、 5 周 期 元 素 的 氢 化 物 沸 点 依 次 升 高 , 其 原 因 是
________________________________________________________________________;
A,B,C 曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点,其原因是
________________________________________________________________________。
三、计算题(共 3 小题)
17.回答下列问题:
(1)铜的堆积方式属于 A1 型紧密堆积,其晶胞示意图为______(填序号)。晶胞中所含的铜原子数为
______个。
金属铜晶胞为面心立方最密堆积,边长为 acm。又知铜的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为
________________________________________________________________________。
(2)1 183 K 以下纯铁晶体的基本结构单元如图 1 所示,1 183 K 以上转变为图 2 所示的基本结构单元,
在两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。
①铁原子的简化电子排布式为________;铁晶体中铁原子以________键相互结合。
②在 1 183 K 以下的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为________;在 1 183 K 以上
的纯铁晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数为________。
③纯铁晶体在晶型转变前后,两者基本结构单元的边长之比为(1 183 K 以下与 1 183 K 以上之
比)________。
转变温度前后两者的密度之比为(1 183 K 以下与 1 183 K 以上之比)________。
(3)铝单质的晶胞结构如图甲所示,原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。
若已知铝原子半径为 d,NA 表示阿伏加德罗常数,相对原子质量为 M ,请回答:
晶胞中 Al 原子的配位数为__________,一个晶胞中 Al 原子的数目为_________。
该晶体的密度可表示为__________________________________________。
18.(1)NiO(氧化镍)晶体的结构与 NaCl 相同,Ni2+与最邻近 O2-的核间距离为 ×10-8cm,计算
NiO 晶体的密度(已知 NiO 的摩尔质量为 74.7 g·mol-1)。
(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某种 NiO 晶体中就存在如下图所示
的缺陷:一个 Ni2+空缺,另有两个 Ni2+被两个 Ni3+所取代。结果晶体仍呈电中性,但化合物中 Ni
和 O 的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为 Ni0.97O,试计算该晶体中 Ni3+与 Ni2+的离子数之
比。
19.铜和铝都具有良好的延展性,与金属键和金属的堆积方式有关。
(1)Cu2O 在稀硫酸中生成 Cu 和 CuSO4。铜晶胞结构如下图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最
近的铜原子数目为________。
(2)Al 单质为面心立方晶体,其晶胞参数 a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为________。列式表
示 Al 单质的密度________________g·cm-3(不必计算出结果)。
四、填空题(共 3 小题)
20.用于金属焊接的某种焊条,其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。
(1)Al 的原子结构示意图为_____________________;Al 与 NaOH 溶液反应的离子方程式为
_______________________________________________。
(2)30Si 的原子的中子数为_________;SiO2 晶体类型为__________________。
(3)Al3+与 Yn-的电子数相同,Y 所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性,则该族氢化物中沸
点最低的是________。
(4)焊接过程中,药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体,该气体是__________。
(5)经处理后的熔渣 36.0g(仅含 Fe2O3、Al2O3、SiO2),加入足量稀盐酸,分离得到 11.0g 固体;
滤 液 中 加 入 过 量 NaOH 溶 液 , 分 离 得 到 21.4g 固 体 ; 则 此 熔 渣 中 Al2O3 的 质 量 分 数 为
__________________。
21.铁、铜、金是日常生活中三种重要金属,请回答下列问题:
(1)金属铜采取如图所示堆积方式,可称为________堆积,则 Cu 晶体中 Cu 原子的配位数为
________。
(2)元素金(Au)处于周期表中的第 6 周期,与 Cu 同族,Au 原子最外层电子排布式为________;一
种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构,在晶胞中 Cu 原子处于面心、Au 原子处于顶点位
置,则该合金中 Cu 原子与 Au 原子数量之比为________;该晶体中,原子之间的作用力是
________,若该晶胞的边长为 acm,则该合金密度为______ g·cm-3(阿伏加德罗常数的值为 NA)。
(3)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由 Cu 原子与 Au 原子构成的四面体空隙中。若将 Cu
原子与 Au 原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与 CaF2 的结构相似,该晶体储氢后的化学式
应为________。
(4)金晶体的晶胞是面心立方体,金原子的直径为 dcm,用 NA 表示阿伏加德罗常数,M 表示金的摩
尔质量(单位:g·mol-1)。欲计算一个晶胞的体积,除假定金原子是刚性小球外,还应假定距离最近
的两金原子间相接触,即相切。金晶体每个晶胞中含有________个金原子。1 个晶胞的体积为
________ cm3。金晶体的密度为______g·cm-3。
(5)如图为金属铁某种晶体的晶胞结构,已知该晶体的密度为 ag·cm-3,NA 为阿伏加德罗常数的值,
则该晶胞的体积为________cm3。
(6)Cu2O 的 熔 点 比 Cu2S 的 _________( 填 “ 高 ” 或 “ 低 ”) , 请 解 释 原 因
________________________________________________________________________。
22.四种物质的一些性质如下表:
晶 体 类 型 : 单 质 硫 是 __________________ 晶 体 ; 单 质 硼 是 __________ 晶 体 ; 氯 化 铝 是
__________________晶体;苛性钾是____________晶体。
答案解析
1.【答案】A
【解析】原子晶体 CO2 中 C 和 O 原子之间以共价键结合成空间立体网状结构,共价键作用强,所
以其具有很高的熔、沸点,很大的硬度,A 正确,B 不正确;CO2 与 SiO2 组成相似,将 SiO2 晶体
中的 Si 原子换成 C 原子就是原子晶体 CO2 的结构,由于 C-O 键的键长小于 Si-O 键的键长,C
-O 键的键能大于 Si-O 键的键能,所以原子晶体 CO2 的硬度和耐磨性都强于水晶,C 不正确;在
原子晶体 CO2 中,每个 C 原子都处于四个氧原子构成的四面体的中心,所以每摩尔原子晶体 CO2
中含有 4 mol C-O 键,每摩 C 原子与 4 mol O 原子形成共价键,D 不正确。
2.【答案】B
【解析】③中镁离子和氧离子的电荷大,半径小,所以晶格能最大,熔点最高,①②中离子所带
电荷相同,但②中碘的半径大于①中氟的半径,故 NaI 的晶格能小于 NaF 的晶格能,熔点最低。
3.【答案】C
【解析】判断物质是晶体还是非晶体,比较可靠的方法是从结构上判断,晶体的结构决定了晶体
具有各向异性或各向同性。
4.【答案】C
【解析】电荷数 Al3+>Mg2+=Ca2+=Ba2+>Li+=Na+,金属阳离子半径:r(Ba2+)>r(Ca2+)>r(Na+)
>r(Mg2+)>r(Al3+)>r(Li+),故 C 正确,A 错误;B 中 Li>Na,D 中 Al>Mg>Ba。
5.【答案】B
【解析】根据分散质粒子直径大小来分类,把分散系划分为:溶液(小于 1nm)、胶体(1nm~
100nm)、浊液(大于 100nm),
所以溶液、胶体和浊液这三种分散系的本质的区别在于分散质粒子直径大小,
故 A、C、D 错误,B 正确,
6.【答案】A
7.【答案】A
【解析】A.晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合,每个氧原子和 2 个碳原子以共价
单键相结合,所以碳氧原子个数比=1:2,则其化学式为:CO2,故 A 错误;
B.该化合物晶体属于原子晶体,所以其熔沸点高,硬度大,故 B 正确;
C.该晶体中,每个碳原子含有 4 个 C﹣O 共价键,所以 C 原子与 C﹣0 化学键数目之比为 1:4,
故 C 正确;
C.该晶体的空间最小环由 6 个碳原子和 6 个氧原子构成,故 D 正确;
8.【答案】D
【解析】A,铁是晶体,故 A 错误;
B,晶体在熔化过程中温度保持不变,非晶体在熔化过程中温度不断升高,故 B 错误;
C,晶体与非晶体熔化时都需要吸热,故 C 错误;
D,晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故 D 正确;
9.【答案】C
【解析】一个 NaCl 的晶胞中所包含的 Na+为:12×0.25 +1=4,Cl﹣数目为:8×0.125 +6×0.5 =4,即
1 个 NaCl 晶胞的体积实际上是 4 个 Na+和 4 个 Cl﹣共同所占的体积,由 NaCl 晶胞示意图可知 1 个
Na+与 1 个 Cl﹣共同占有的体积为 V= 1/4 ×(2acm)3=2a3cm3,由等式 NA×d×V= 58.5,
10.【答案】D
【解析】本题考查液晶的结构和性质。液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在特
定方向的排列比较整齐,且具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,选项 A、B 错误;外界条件
的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质。温度、压力、外加电压等
因素变化时,都会改变液晶的光学性质,选项 D 正确。
11.【答案】C
【解析】有些人工加工而成的固体也具有规则的几何外形,但不是晶体,如玻璃制品,A 项错误;
晶体与非晶体的根本区别在于其内部微粒是否呈周期性有序排列,晶体所具有的规则几何外形、
各向异性和特定的对称性都是其内部粒子规律排列的外部反映,B 项错误;具有各向异性的固体一
定是晶体,非晶体不具有各向异性,C 项正确;不管固体的颗粒大小如何,只要其组成粒子在三维
空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体,D 项错误。
12.【答案】D
【解析】合金为混合物,通常无固定组成,因此熔、沸点通常不固定;金属形成合金的熔点比各
组成合金的金属单质低,如 Na、K 常温下为固体,而 Na—K 合金常温下为液态,轻金属 Mg—Al
合金的硬度比 Mg、Al 高。
13.【答案】D
【解析】离子晶体是由晶胞在三维空间里通过无隙并置构成的。每一个晶胞中的粒子属于该晶胞
的份额计算方法如下:顶点上的粒子,被 8 个晶胞共用,一个晶胞占 1/8;棱上的粒子,被 4 个晶
胞共用,一个晶胞占 1/4;面上的粒子,被 2 个晶胞共用,一个晶胞占 1/2;晶胞内的粒子,完全
属于该晶胞。由图可知,阳离子位于晶胞的中心,属于该晶胞的数目为 1,阴离子位于晶胞的 8 个
顶点上,属于该晶胞的数目为 8×1/8=1,因此,阴离子与阳离子的个数比为 1∶1。
14.【答案】D
【解析】从图示可看出,该堆积方式的第一层和第四层重合,所以这种堆积方式属于铜型堆积,
这种堆积方式可用符号“…ABCABC…”表示,属面心立方最密堆积,而镁属于六方堆积,所以选
项 D 不正确。
15.【答案】D
【解析】基础知识考查
16.【答案】(1)Na2O2 C2H2 H2O2 NH4Cl AlCl3
(2)增大 因为苏丹红Ⅰ形成分子内氢键,而修饰后的分子可形成分子间氢键,与水分子间形成氢
键后有利于增大化合物在水中的溶解度
(3)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 离子键、配位键(或共价键)
(4)B D 组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高 H2O、NH3、
HF 分子之间存在氢键,沸点较高
【解析】(1)含有非极性键的离子化合物可以是 Na2O2、CaC2 等;既含极性键又含非极性键的非极
性分子可以是 C2H6、C2H4 等;既含有非极性键又含极性键的极性分子是 H2O2;全部由非金属元
素组成的离子化合物是铵盐;由金属元素和非金属元素组成的共价化合物是 AlCl3、AlBr3 等。
(2)苏丹红Ⅰ形成分子内氢键,羟基取代对位后,则易形成分子间氢键,与 H2O 之间形成氢键后会
增大其溶解度。
(3)根据实验步骤 c,绿色配合物外界有 2 个 Cl-,紫色配合物外界有 3 个 Cl-,其化学式分别为
[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O、[Ti(H2O)6]Cl3,由 Cl-形成的化学键是离子键、配位键。
(4)因为沸点:H2O>HF>NH3>CH4,所以 A、B、C、D 分别代表ⅥA、ⅦA、ⅤA、ⅣA 元素氢
化物的沸点变化趋势;形成分子间氢键的氢化物的沸点高,不能形成分子间氢键的,对于组成和
结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高。
17.【答案】(1)d 4 mol-1
(2)①[Ar]3d64s2 金属 ②8 12 ③
(3)12 4
【解析】(1)铜晶胞为面心立方最密堆积,1 个晶胞能分摊到 4 个 Cu 原子;1 个晶胞的体积为 a3cm3;
一个晶胞的质量为 a3ρg;由 =a3ρg,得 NA= mol-1。
(2)②在 1 183 K 以下的纯铁晶体中,与体心铁原子等距离且最近的铁原子是 8 个顶点的铁原子;
在 1 183 K 以上的纯铁晶体中,与面心铁原子等距离且最近的铁原子有 12 个。③设铁原子半径为 a,
在 1 183 K 以下的纯铁晶体中,基本结构单元的边长为 ;在 1 183 K 以上的纯铁晶体中,基本
结构单元的边长为 2a。根据 1 183 K 以下的纯铁晶体和 1 183 K 以上的纯铁晶体的基本结构单元的
边长比为 ,可知两者基本结构单元的体积比为 ,又因为两者一个基本结构单元分别包含 2 个
和 4 个铁原子,可知两者的密度之比为 ÷ = 。
(3)由图甲可知 Al 晶胞为面心立方晶胞,配位数为 12。一个 Al 晶胞中含有 Al 的数目为 8× +6×
=4 个。
由图乙知晶胞的棱长为 =2d。若该晶体的密度为ρ,则ρ×(2d)3= ,ρ= 。
18.【答案】(1) g·cm-3 或 g·cm-3
(2)6∶91
【解析】(1)因为 NiO 的晶体结构与 NaCl 的晶体结构相同,均为正方体。从晶体结构模型中分割
出一个小立方体,其中小立方体的边长为 Ni2+与最邻近 O2-的核间距离即 ×10-8cm,在这个小立方
体中含 Ni2+: ,含 O2-: ,所以,( ×10-8)3×Nacm3 是 0.5 mol NiO 具有的体积,则
( ×10-8)-3Nacm3×ρ=0.5 mol×74.7 g·mol-1, g·cm-3= g·cm-3。解题的关键是确
定晶胞的组成后,通过晶体组成计算出存在的微粒数。
( 2 ) 设 1 mol Ni0.97O 中 , 含 有 Ni3+ Xmol,Ni2+ 为 (0.97- )mol , 根 据 晶 体 显 电 中 性 , 即
3 mol+2(0.97- )mol=2×1 mol,解得 =0.06,Ni2+ 为(0.97- )mol=0.91 mol,则离子 数之比为
Ni3+∶Ni2+=0.06∶0.91=6∶91。
19.【答案】(1)12 (2)12
20.【答案】(1) 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2
-+3H2↑
(2)16 原子晶体
(3)HCl
(4)CO2
(5)25%
【解析】(1)Al 在周期表中位于第三周期第ⅢA 族,其原子结构示意图为 ;单质铝既
能与酸反应产生氢气,又能与强碱反应产生氢气,与 NaOH 溶液反应的离子方程式为 2Al+2OH-
+2H2O=2AlO2
-+3H2↑。
(2)在原子符合的表达式中左上角表示质量数,左下角表示质子数,根据质量数=质子数+中子
数可计算出 30Si 的原子的中子数为:30-14=16。SiO2 晶体是由 Si 和 O 两种原子通过极性共价键
形成的原子晶体。
(3)在元素周期表中只有第 ⅦA 族卤素原子的氢化物的水溶液才均显酸性,因为 Al3+与 Yn-的电
子数相同,所以 Y 是 F 元素。卤素元素形成的氢化物均属于分子晶体,其沸点随分子间作用力的
增大而升高,但由于 HF 分子中存在氢键,因而 HF 的沸点最高,所以沸点最低的是 HCl。
(4)由药皮的成分大理石、水泥、硅铁可知,在高温下只有大理石才分解产生 CO2,因此气体只
能是 CO2 气体。
(5)熔渣中只有 SiO2 与盐酸不反应,因此 11.0g 是 SiO2 的质量。Fe2O3、Al2O3 溶于盐酸分别生成
FeCl3、AlCl3,当滤液中加入过量 NaOH 溶液时 AlCl3 生成 NaAlO2,FeCl3 生成 Fe(OH)3 沉淀。所
以 21.4g 固体是 Fe(OH)3 的质量,其物质的量为 ,由铁原子守恒知 Fe2O3
的物质 的量为 0.1mol ,其质 量为 0.1mol×160g·mol- 1=16.0g。熔渣 中 Al2O3 的质量 分数为
。
21.【答案】(1)面心立方最密 12
(2)6s1 3∶1 金属键
(3)H8AuCu3
(4)4 2d3
(5)
(6)高 O2-半径小于 S2-的离子半径, Cu2O 的离子键强于 Cu2S 的离子键,所以 Cu2O 的熔点比
Cu2S 的高
22.【答案】分子 原子 分子 离子
【解析】单质硫为非金属单质,其熔、沸点都较低,则晶体为分子晶体;单质硼为非金属单质,
其熔、沸点都很高,则晶体为原子晶体;氯化铝为化合物,其熔、沸点都较低,并能在较低温度
下升华,则晶体为分子晶体;苛性钾为化合物,其熔点较高,沸点很高,晶体不导电,熔融态导
电,则晶体为离子晶体。