1、1第 3 节 物质的聚集状态与物质性质课后达标检测1(2018高考全国卷)Li 是最轻的固体金属，采用 Li 作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。Li 2O 是离子晶体，其晶格能可通过如图的BornHaber 循环计算得到。可知，Li 原子的第一电离能为_kJmol 1 ，O= =O 键键能为_kJmol1 ，Li 2O 晶格能为_kJmol 1 。解析：锂原子的第一电离能是指 1 mol 气态锂原子失去 1 mol 电子变成 1 mol 气态锂离子所吸收的能量，即为 520 kJmol1 。O= =O 键键能是指 1 mol 氧1 040 kJmol 12气分子
2、断裂生成气态氧原子所吸收的能量，即为 249 kJmol1 2498 kJmol1 。晶格能是指气态离子结合生成 1 mol 晶体所释放的能量或 1 mol 晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量，则 Li2O 的晶格能为 2 908 kJmol1 。答案：520 498 2 9082(2019烟台四校联考)碳元素在生产生活中具有非常重要的作用，在新物质的制备中也发挥了举足轻重的作用。(1)与碳同周期，且基态原子的核外未成对电子数相等的元素是_(写出元素符号)。(2)石墨烯是目前人们制造的新物质，该物质是由单层碳原子六边形平铺而成的，像一张纸一样(如图甲)，石墨烯中碳原子的杂化方式为_；常温条
3、件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是_。(3)二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个 O 原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O 形成的最小环上 O 原子数目是_。2(4)图丙是 C60的晶胞模型(一个小黑点代表一个 C60分子)，图中显示的 C60分子数为 14个。实际上一个 C60晶胞中含有_个 C60分子。解析：(1)C 元素和 O 元素基态原子的核外未成对电子数都是 2。(3)金刚石空间结构中数目最少的环中有 6 个原子，即六元环，共有 6 个 CC
4、 键，而二氧化硅中的硅原子相当于金刚石中的碳原子，氧原子在硅硅键之间，故二氧化硅中氧原子的数目与金刚石中 CC 键的数目相同。(4)晶胞中微粒个数的计算公式体内1面上1/2棱上1/4顶角1/8。C 60晶胞模型中显示出的 14 个 C60分子，8 个在晶胞顶角上，6 个在面心上，故一个晶胞中含有的 C60分子数目为 81/861/24(个)。答案：(1)O (2)sp 2 甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力 (3)6 (4)43如图为 CaF2、H 3BO3(层状结构，层内的 H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题。(1)图所示的 CaF2晶体中与
5、Ca2 最近且等距离的 F 的个数为_。(2)图所示的物质结构中最外层已达 8 电子结构的原子是_，H 3BO3晶体中 B原子个数与极性键个数比为_。(3)由图所示的铜原子的堆积模型可知，每个铜原子与其相邻的铜原子数为_。(4)三种晶体中熔点最低的是_，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用力为_。答案：(1)8 (2)O 16 (3)12 (4)H 3BO3 分子间作用力4(2019柳州模拟)(1)第A、A 族元素组成的化合物 GaN、GaP、GaAs 等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。Ga 原子的基态电子排布式为_。在 GaN 晶体中，与同一个 Ga 原子相连的 N
6、 原子构成的空间构型为_。在四大晶体类型中，GaN 属于_晶体。(2)铜、铁元素能形成多种配合物。微粒间形成配位键的条件：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是提供_的原子或离子。(3)CuCl2溶液与乙二胺(H 2NCH2CH2NH2)可形成配离子，如图所示：3请回答下列问题：H、N、O 三种元素的电负性由大到小的顺序是_。乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为_。乙二胺和三甲胺N(CH 3)3均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是_。CuCl 2溶液与乙二胺(H 2NCH2CH2NH2)形成的配离子中含有的化学键类型有_。a配位键 b极性键c离子键 d非极性键CuCl 的晶胞结构
7、如图所示，其中 Cl 原子的配位数为_。答案：(1)1s 22s22p63s23p63d104s24p1(或Ar3d 104s24p1)正四面体 原子 (2)空轨道 (3)ONH sp 3 乙二胺分子间可形成氢键 abd 45不锈钢是由铁、铬、镍、碳及众多不同元素所组成的合金，铁是主要成分元素，铬是第一主要的合金元素。其中铬的含量不能低于 11%，不然就不能生成致密氧化膜 CrO3以防止腐蚀。(1)基态碳(C)原子的轨道表示式为_。(2)Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O 中 Cr 的配位数为_。(3)与铜属于同一周期，且未成对价电子数最多的元素基态原子价电子排布式为_。(4)Fe 的一种晶胞
8、结构如甲、乙所示，若按甲中虚线方向切乙得到的 AD 图中正确的是_。(5)据报道，只含镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的晶胞结构如图所示，试写出该晶体的化学式：_。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有_个。4(6)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJmol 1 )，回答下列问题：元素代号 I1 I2 I3 I4Q 2 080 4 000 6 100 9 400R 500 4 600 6 900 9 500S 740 1 500 7 700 10 500T 580 1 800 2 700 11 600U 420 3 100
9、4 400 5 900T 元素最可能是_区元素。若 T 为第 2 周期元素，F 是第 3 周期元素中原子半径最小的元素，则 T、F 形成的化合物的空间构型为_，其中心原子的杂化方式为_。解析：(1)基态碳(C)原子的轨道表示式为 。(2)Cr(H 2O)4Cl2Cl2H2O中 Cr 的配位数为 6。(3)与铜属于同一周期的元素中，当基态原子价电子的 3d 轨道、4s 轨道均为半充满状态时未成对价电子数最多，故该元素原子的价电子排布式为 3d54s1。(6)若 T 为第 2 周期元素，F 是第 3 周期元素中原子半径最小的元素，则 T 为 B、F 为Cl，T、F 形成化合物 BCl3的空间构型为
10、平面正三角形，其中心原子的杂化方式为 sp2。答案：(1) (2)6 (3)3d 54s1 (4)A (5)MgNi 3C 12 (6)p 平面正三角形 sp 26(2019资阳联考)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。(1)请写出元素 c 的基态原子电子排布式：_。(2)b 元素的氧化物中 b 与氧元素之间的共价键类型是_，其中 b 原子的杂化方式是_。(3)a 单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。5若已知 a 的原子半径为 d， NA代表阿伏加德罗常数，a 的相对原子质量为 M，则一个晶胞中 a
11、原子的数目为_，该晶体的密度为_(用字母表示)。解析：(1)元素 c 为 Mn，故 Mn 原子电子排布式是 1s22s22p63s23p63d54s2或Ar3d54s2。(2)SiO2中硅氧之间的共价键是“头碰头”的方式，所以是 键，其中 Si 的杂化方式是 sp3。(3)由均摊法计算原子个数：8 6 4；该晶胞的质量 m4 ，该晶胞的体积18 12 MNAV(4 d )316 d3，晶胞密度 。22 2 mV M42d3NA答案：(1)1s 22s22p63s23p63d54s2(或Ar3d 54s2)(2) 键(或极性共价键) sp 3 (3)4 M42d3NA7(2019试题调研)南京工
12、业大学某研究团队最近在Nature Communications刊文介绍了他们开发的一种新型催化剂反钙钛矿基非贵金属催化剂，这种价廉的新型催化剂结合了钙钛矿结构的灵活性和过渡金属氮(碳)化合物的高导电性、优异电催化性等优点，理论上来说是一种很有发展潜力的析氧反应电催化剂。回答下列问题：(1)基态氮原子核外未成对电子数为_。(2)在周期表中，N、O、F 是位于同周期且相邻的三种元素，其中第一电离能最大的元素和最小的元素组成一种只含极性键的化合物 M，M 分子的空间构型是_，中心原子的杂化类型是_。(3)CN 能与多种金属离子形成配合物。例如，工业冶炼金的原理：2Au(CN) 2 Zn= =2Au
13、Zn(CN) 42 。与 CN 互为等电子体的分子有_(填分子式，任填两种)，1 mol Zn(CN)42 含_mol 键。(4)钛酸钙的晶胞如图 1 所示。钛酸钙的化学式为_；1 个钛离子与_个氧离子等距离且最近，这些氧离子可构成正八面体，钛离子位于该正八面体的体心。已知钛酸钙的晶胞参数为 a nm，则该正八面体的边长为_pm。(5)在周期表中，钡位于第六周期第A 族。钛酸钡、钛酸钙的熔点分别为 1 625 、61 975 ，二者熔点差异的原因是_。(6)Fe 和 N 可组成一种过渡金属氮化物，其晶胞如图 2 所示。六棱柱底边边长为 x cm，高为 y cm， NA为阿伏加德罗常数的值，则该
14、晶胞的密度为_gcm 3 (列出计算式即可)。解析：(1)基态氮原子的核外电子排布式为 1s22s22p3，有 3 个未成对电子。(2)第一电离能：FNO，OF 2只含极性键，O 2F2含极性键和非极性键，故 M 为 OF2。OF 2分子的空间构型为 V 形，O 的杂化类型为 sp3。(3)CN 的结构式为CN ，1 个 CN 含 键的个数为1，1 个 CN 与 Zn2 形成 1 个配位键(也是 键)，故 1 mol Zn(CN)42 含 8 mol 键。(4)钛酸钙的化学式为 CaTiO3。1 个钛离子周围有 6 个氧离子与其等距离且最近。正八面体边长等于晶胞边长的 倍，1 nm10 3 p
15、m，故该正八面体的边长为 103 pm50022 2a2a pm。(5)两种晶体都是离子晶体，从离子半径角度分析，比较晶格能的大小。(6)六棱2柱的底面由 6 个正三角形构成，正三角形的高为 x cm，每个正三角形的面积为 x2 32 34cm2。一个晶胞含有 12 2 36 个 Fe 原子，含有 2 个 N 原子，故 16 12gcm3 。566 14234x2y6NA答案：(1)3 (2)V 形 sp 3 (3)N 2、CO(其他合理答案也可) 8 (4)CaTiO 3 6 500a (5)它们都是离子化合物， Ca2 的半径小于 Ba2 ，CaTiO 3的晶格能大于 BaTiO3 (6)2566 14234x2y6NA7
