第3章 第1节 认识晶体（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2（鲁科版2019）

第3章　第1节 1．(双选)下列物质中前者为晶体，后者为非晶体的是(　　) A．白磷、蓝矾　　　 B．陶瓷、塑料 C．碘、橡胶 D．食盐、棉花 CD　[A中白磷和蓝矾都是晶体；B中二者均为非晶体，C中碘为晶体，橡胶为非晶体；D中食盐为晶体，棉花为非晶体。] 2．不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是(　　) A．石墨和金刚石是同素异形体 B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列 C．石墨的熔点为3 625 ℃ D．在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线 A　[原子在三维空间里呈周期性有序排列、有自范性、有固定的熔点、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分立的斑点或明锐的谱线等特征，都是晶体有别于非晶体的体现，故B、C、D能够支持石墨是晶体这一事实。而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系，如炭黑也是金刚石、石墨的同素异形体，却属于非晶体。] 3．下列哪些性质或方法不能区别晶体与玻璃体(　　) A．各向异性 B．X射线衍射 C．导电性 D．原子在三维空间里呈周期性有序排列 C　[根据晶体的特点和性质可知，晶体具有规则的几何外形；物理性质具有各向异性；衍射时能看到谱线；而晶体除金属晶体外，一般不容易导电，故选C项。] 4．下列关于晶体的说法正确的是(　　) A．粉末状的硝酸钾固体没有多面体外形，故为非晶体 B．晶体呈现自范性的过程是非自发的过程 C．玛瑙和水晶皆为晶体，二者都是熔融二氧化硅凝固所形成的 D．当晶体生长速率适当时才可得到规则的多面体外形 D　[A项：有的固体粉末，肉眼看不到晶体外形，放到光学显微镜下才可以看到整齐规则的晶体外形。B项：晶体自范性的呈现是一个自发的过程。C项：玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是热液缓慢冷却形成的，是晶体。D项：熔融态物质冷却凝固速率过快只得到看不到规则外形的粉末或块状物，玛瑙的形成就是一个例子。] 5．某晶体的晶胞为如图所示的正三棱柱，该晶体中X、Y、Z三种粒子数之比是(　　) A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4 B　[解答此题的关键是正确分析顶角及棱上的粒子被几个结构单元共用。题图中不是一个平行六面体晶胞，而是一个正三棱柱结构的晶胞，它分摊到的粒子为顶角粒子的，水平棱上粒子的，竖直棱上粒子的及内部的所有粒子，X都在顶角，6个Y在水平棱上，3个Y在竖直棱上，Z位于内部，所以X、Y、Z三种粒子数之比为(6×)∶(6×＋3×)∶1＝1∶4∶2。] 6．如图为甲、乙、丙三种晶体部分结构： 试写出： (1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。 (2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。 (3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________个。 解析　顶角微粒在立方体中实占，立方体面上微粒实占，立方体棱边上微粒实占，立方体内部微粒按有1算1统计。(1)甲中X位于立方体体心，算作1，Y位于立方体顶角，实际占有×4＝，X∶Y(个数比)＝1∶＝2∶1，所以甲的化学式为X2Y。(2)乙中A占有×8＝1，B占有×6＝3，C占有1，由此推出A∶B∶C(个数比)＝1∶3∶1。(3)丙中每个D周围的E的个数与每个E周围D的个数相同，每个E周围有8个D，所以每个D周围有8个E。 答案　(1)X2Y　(2)1∶3∶1　(3)8 1．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述中正确的是(　　) A．水由液态变为玻璃态，体积缩小 B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C．玻璃态是水的一种特殊状态 D．在玻璃态水的X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰 C　[玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构，故玻璃态水不是晶体，不能在其X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰；因密度与普通水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。] 2．普通玻璃和水晶的根本区别在于(　　) A．外形不一样 B．普通玻璃的基本构成粒子无规则排列，水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性有序排列 C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点 D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换 B　[普通玻璃为非晶体，水晶为晶体，它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律做周期性有序排列，即晶体具有自范性。两种物质在性质上的差异正是其内部结构不同的体现。] 3．整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是(　　) A．相邻晶胞之间没有任何间隙 B．晶体是晶胞简单、随意堆积而成 C．晶胞排列时，取向相同 D．“并置”是指所有晶胞都是平行排列的 B　[晶体并不是晶胞简单、随意堆积而成，而是晶胞平行排列而成的，且相邻晶胞之间没有任何间隙。] 4．下列关于晶体与非晶体的说法正确的是(　　) A．晶体一定比非晶体的熔点高 B．晶体有自范性但排列无序 C．非晶体无自范性且排列无序 D．固体SiO2一定是晶体 C　[晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，A项错误；晶体有自范性且排列有序，B项错误；非晶体无自范性且排列无序，C项正确；SiO2的存在形态有晶态和非晶态两类，即SiO2也可能是非晶体，D项错误。] 5．下列有关晶胞的叙述中正确的是(　　) A．晶胞的结构是晶体的结构 B．不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同 C．晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞 D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成 D　[由晶胞的定义可知A项错误；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体中，晶胞的大小和形状不一定相同，B项错误；晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不完全属于某个晶胞，C项错误；知道晶胞的组成，利用“均摊法”即可推知晶体的组成，D项正确。] 6．下图为一块密度、厚度均匀的矩形样品，长为宽的两倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R，则这块样品一定是(　　) A．金属　　　　　 B．半导体 C．非晶体 D．晶体 D　[由于AB＝2CD，而AB、CD间的电阻却相等，说明样品横向(AB)与纵向(CD)的导电性不同，具有各向异性，而晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为晶体。] 7．(双选)晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。下列对晶体硅的叙述中正确的是(　　) A．形成晶体硅的速率越快越好 B．晶体硅有固定的熔、沸点 C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃 D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关 BC　[A选项，晶体的形成需要一定的条件，如温度，压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降。B选项，晶体有固定熔、沸点，正确。C选项，X射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体。D选项，晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系。] 8．下列各项是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中：○—X，●—Y，⊗—Z。其中对应的化学式不正确的是(　　) B　[A项中X、Y的位置、数目完全等同，化学式为XY，正确；B项中X、Y的个数比为1∶(8×)＝1∶1，化学式为XY，错误；C项中X的数目：4×＋1＝，Y的数目：4×＝，化学式为X3Y，正确；D项中X的数目：8×＝1，Y的数目：6×＝3，Z位于体心，数目为1，化学式为XY3Z，正确。] 9．石墨与熔融的钾相互作用，形成某种青铜色的物质(其中的钾原子用“·”表示)，原子分布如图所示，该化合物的化学式为(　　) A．KC2 B．KC6 C．KC8 D．KC12 C　[K原子周围有6个C原子属于K原子所有，再向外的6个C原子为3个K原子共用，每个K原子占2个，所以1个K结合8个C，化学式为KC8。] 10．某物质的晶体内部一截面上原子的排布情况如图所示，则该晶体的化学式可表示为(　　) A．A2B B．AB C．AB2 D．A3B B　[由该晶体一截面上原子的排布情况可知，每一个A原子周围有2个B原子，每一个B原子周围有2个A原子。故该晶体的化学式可表示为AB。] 11．如图所示为一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子的结构模型，则它的化学式为(　　) A．Ti4C4 B．TiC C．Ti14C13 D．Ti2C C　[本题易错之处是把气态团簇分子当作晶胞处理，而错选A或B。由于该结构为气态团簇分子的结构，给出的结构就是一个完整的分子，因此结构中的每个原子都是构成分子的一部分。因该气态团簇分子结构中含有14个Ti原子和13个C原子，故该物质的化学式为Ti14C13。] 12．(双选)已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单元密置堆积而成，下列关于该化合物的叙述错误的是(　　) A．1 mol该化合物中含有2 mol Y B．1 mol该化合物中含有3 mol Cu C．1 mol该化合物中含有2 mol Ba D．该化合物的化学式是YBa2Cu3O6 AD　[由图可知，白球代表的Y原子位于长方体的八个顶点上，大黑球代表的Ba原子位于长方体的四条棱上，灰球代表的Cu原子位于长方体的内部，小黑球代表的O原子有的位于长方体的内部、有的位于长方体的面上，运用均摊法可计算出Y原子个数为8×＝1，Ba原子个数为8×＝2，Cu原子个数为3，O原子个数为10×＋2＝7，故该化合物的化学式为YBa2Cu3O7。] 13．如图是氯化铯晶体的晶胞示意图(晶体中最小的重复结构单元)，已知晶体中2个最近的Cs＋核间距为a cm，氯化铯(CsCl)的式量为Mr，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度为(　　) A．g· cm－3 B．g·cm－3 C．g·cm－3 D．g·cm－3 C　[晶胞中平均含有一个Cs＋和一个Cl－，晶胞的质量为(Mr/NA)g，体积为a3cm3，所以晶体密度为g· cm－3。] 14．NaCl晶体的晶胞如图，已知氯化钠的摩尔质量为M g·mol－1，晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为a cm，晶体的密度为b g·cm－3。则下列叙述正确的是(　　) A．每个Na＋周围最近且等距离的Cl－所围成的空间构型为正六面体 B．每个Na＋周围最近且等距离的Na＋有6个 C．阿伏加德罗常数NA的值可表示为 D．阿伏加德罗常数NA的值可表示为 C　[每个Na＋周围等距离的Cl－所围成的空间构型为正八面体，A错误；Na＋周围最近且等距离的同种离子有12个，故B错误；1 mol NaCl的质量为M g，体积V＝cm3，一个NaCl晶胞的体积为8a3 cm3，一个晶胞含Cl－：8×＋6×＝4个，Na＋：12×＋1＝4个，即含4个NaCl,1 mol NaCl含NaCl个数：×4＝，即NA的值可表示为。] 15．根据下列四种晶体的晶胞示意图回答问题： (1)根据图Ⅰ分析，铜晶胞平均含有的铜原子数是________。 (2)根据图Ⅱ分析，干冰晶胞平均含有的CO2分子数是________。 (3)根据图Ⅲ分析，碘晶体中碘分子的排列有________种不同的方向。 (4)根据图Ⅳ分析，晶体M的化学式可能是________。 解析　(1)铜晶胞平均含有的铜原子数为×8＋×6＝4。(2)干冰晶胞平均含有的CO2分子数为×8＋×6＝4。(3)根据碘晶胞中碘分子的排列方向可知，碘晶体中碘分子的排列有2种不同的方向。(4)晶体M的晶胞中，N(A)∶N(B)＝∶1＝1∶1，故M的化学式可能为AB(或BA)。 答案　(1)4　(2)4　(3)2　(4)AB(或BA) 16．某离子晶体的晶胞结构如下图所示。 试回答下列问题： (1)晶体中每个Y同时吸引着______个X，每个X同时吸引着______个Y，该晶体的化学式是________。 (2)晶体中在每个X周围与它最近且距离相等的X共有______个。 (3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶胞的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个最近的X间的距离为______ cm。 解析　此晶胞初看比较复杂，若将X、Y分开来看，X在晶胞中的位置类似NaCl中的Na＋或Cl－，如下图(a)。体内8个Y分别位于每个小立方体的中心，如下图(b)。 (1)从上图(b)知，每个Y同时吸引着4个X，为方便观察，根据晶胞与晶体的关系，不难想象出图(a)与图(c)是等效的，所以由图(c)中心的X与图(b)中Y的关系知，每个X同时吸引着8个Y。所以此离子化合物的化学式为XY2(或Y2X)；(2)从图(c)中心的X来看，与它最近且距离相等的X处于平面四边形的对角线上，共有12个；(3)因晶胞内X占8×＋6×＝4个，Y占8个，即有4个XY2(或Y2X)。故其物质的量为 mol，质量为 g。设晶胞长为a cm，晶体中最近的两个X间的距离为l cm；由m＝ρa3和l＝×a得：l＝××＝××＝(cm)。 答案　(1)4　 8　 XY2(或Y2X)　 (2)12　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $$