2025版高考化学一轮复习课后限时集训38微粒间作用力与物质性质含解析苏教版

PAGE5-微粒间作用力与物质性质(建议用时：35分钟)A级基础达标1．(1)(2024·全国卷Ⅰ，T37(3)(6))①比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其改变规律及缘由________________________________________________________________________________________________________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔点/℃－49.526146沸点/℃83.1186约400②晶胞有两个基本要素：a．原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))；C为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))。则D原子的坐标参数为________。b．晶胞参数，描述晶胞的大小和形态。已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76pm，其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。(2)(2024·全国卷Ⅱ，T37(4))某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。②若合金的密度为dg·cm－3，晶胞参数a＝______nm。(3)(2024·全国卷Ⅲ，节选)GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。解析：(1)②b.晶胞中含8个Ge原子，1mol晶胞质量为8×73g,1mol晶胞体积为(565.76×10－10cm)3NA，故ρ＝eq\f(8×73g,565.76×10－10cm3NA)。(2)②依据m＝ρV可得，1mol晶胞的质量为(64×3＋59)g＝a3×dg·cm－3×NA，则a＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(251,6.02×1023×d)))eq\f(1,3)cm＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(251,6.02×1023×d)))eq\f(1,3)×107nm。(3)GaAs的熔点为1238℃，其熔点较高，据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4(个)，Ga和As的原子半径分别为rGapm＝rGa×10－10cm，rAspm＝rAs×10－10cm，则原子的总体积为V原子＝4×eq\f(4,3)π×[(rGa×10－10cm)3＋(rAs×10－10cm)3]＝eq\f(16π,3)×10－30(req\o\al(3,Ga)＋req\o\al(3,As))＝cm3。又知Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，晶胞的密度为ρg·cm－3，则晶胞的体积为V晶胞＝4(MGa＋MAs)/ρNAcm3，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为eq\f(V原子,V晶胞)×100%＝eq\f(\f(16π,3)×10－30r\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As)cm3,\f(4MGa＋MAs,ρNA)cm3)×100%＝eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%。答案：(1)①GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。缘由是分子结构相像，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力渐渐增加②a.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))b.eq\f(8×73,6.02×565.763)×107(2)①3∶1②eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(251,6.02×1023×d)))eq\f(1,3)×107或eq\r(3,\f(251,NAd))×107(3)原子晶体共价eq\f(4π10－30×NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%2．(1)氮化铝是一种新型无机非金属材料，具有耐高温、耐磨等特性，空间结构如图1所示。铝的配位数为________。氮化铝的晶体类型是________。图1图2(2)N和Cu形成的化合物的晶胞结构如图2所示，则该化合物的化学式为________。该化合物的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数。若该晶胞的边长为apm，则该晶体的密度是________g·cm－3。(3)F元素基态原子M层上有5对成对电子，F形成的单质有δ、γ、α三种结构，三种晶胞(分别如下图3所示)中F原子的配位数之比为________，δ、γ、α三种晶胞的边长之比为________。图3解析：(1)由氮化铝的空间结构知，1个铝连接4个氮，铝的配位数为4；依据氮化铝具有耐高温、耐磨等特性，推知它属于原子晶体。(2)依据均摊法，每个晶胞平均含有Cu原子数为12×1/4＝3，N原子数为8×1/8＝1，故其化学式为Cu3N。依据密度的定义式：ρ＝m/V＝eq\f(M,a3NA)×1030g·cm－3。(3)三种晶胞分别为体心立方(配位数为8)，面心立方(配位数为12)，简洁立方(配位数为6)，则配位数之比为4∶6∶3。由半径表示边长，则体心立方4r＝eq\r(3)a1，面心立方4r＝eq\r(2)a2，简洁立方2r＝a3，故边长之比为2eq\r(2)∶2eq\r(3)∶eq\r(6)。答案：(1)4原子晶体(2)Cu3Neq\f(M,a3NA)×1030(3)4∶6∶32eq\r(2)∶2eq\r(3)∶eq\r(6)B级实力提升3．(2024·南昌模拟)氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是ⅤA族的元素，该族元素的化合物在探讨和生产中有很多重要用途。回答下列问题：图1图2(1)NH3的沸点比PH3________(填“高”或“低”)，缘由是______________。(2)As4O6的分子结构如图1所示，则在该化合物中As的杂化方式是________。(3)白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图2。已知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中含有的P原子个数为________，该晶体的密度为________g·cm－3。(用含NA、a的式子表示)解析：(1)NH3、PH3均为分子晶体，由于NH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力，因此NH3的沸点比PH3高。(2)图1所示的As4O6中As有一对孤电子对，成键(σ键)电子对数为3，杂化轨道数为4，故As的杂化方式为sp3。(3)该晶胞为面心立方积累，1个晶胞中含有的白磷分子个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含有的磷原子个数为16。该晶胞含有4个白磷分子，晶胞的体积为a3cm3，故该晶体的密度为eq\f(31×4×4,NA)g÷a3cm3＝eq\f(496,a3NA)g·cm－3。答案：(1)高NH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力(2)sp3(3)16eq\f(496,a3NA)4．(2024·兰州诊断测试)核平安与放射性污染防治已引起广泛关注。在爆炸的核电站四周含有放射性物质碘－131和铯－137。碘－131一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺肿大等疾病。(1)131I2晶体的晶胞结构如图甲所示，该晶胞中含有________个131I2分子，该晶体属于________(填晶体类型)晶体。图甲(2)KI的晶胞结构如图乙所示，每个K＋的配位数为_______。KI晶体的密度为ρg·cm－3，K和I的摩尔质量分别为MKg·mol－1和MIg·mol－1，原子半径分别为rKcm和rIcm，阿伏加德罗常数的值为NA，则KI晶胞中的空间利用率为______。图乙解析：(1)由晶胞图可知，131I2在晶胞的8个顶点和6个面上，由均摊法可知一个晶胞中含有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个131I2分子，该晶体属于分子晶体。(2)KI晶胞与NaCl晶胞结构相像，每个K＋紧邻6个I－，即每个K＋的配位数为6。由均摊法可知该晶胞中含K＋数目和I－数目均为4。晶胞中原子所占的体积V1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)πr\o\al(3,K)×4