内容正文:
专题06物质的聚集状态与晶体常识
考点梳理
题型演练
考点01 物质的聚集状态
【题型1等离子体、液晶、离子液体】
考点02晶体与非晶体
【题型2晶体与非晶体】
考点03 晶胞
【题型3晶胞】
考点梳理
考点01物质的聚集状态
1.物质三态的相互转化
2.物质的聚集状态
(1)气态:
①普通气体
②等离子体:等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈 性的气态物质
(2)液态:
①普通液体
②离子液体:离子液体是熔点不高的仅由 组成的液体物质
(3)介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态
(4)固态:
① ②
考点02晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的本质差异
固体
自范性
微观结构
晶体
原子在三维空间里呈 排列
非晶体
原子排列相对
2.获得晶体的三条途径
① 物质凝固。
② 物质冷却不经液态直接 (凝华)。
③ 从溶液中析出。
3.晶体的特性
(1)自范性:晶体能自发地呈现 外形的性质。
(2)各向异性:晶体在不同方向上表现出不同的 。
(3)固定的熔点。
4.晶体与非晶体的测定方法
测定方法
测熔点
晶体 固定的熔点,非晶体 固定的熔点
可靠方法
对固体进行 实验
特别提醒:
关于晶体与非晶体的认识误区
(1)同一物质的固体可以是晶体,也可以是非晶体,如晶体SiO2和非晶体SiO2。
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体,不一定是晶体。例如,玻璃制品可以塑造出规则的几何外形,也可以具有美观对称的外观。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体,如某些无定形体也有固定的组成。
(4)晶体不一定都有规则的几何外形,如天然的水晶球。
考点03晶胞
1.晶胞概念
描述晶体结构的 。
2.晶胞与晶体的关系
一般来说,晶胞都是 体,整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
(1)“无隙”是指相邻晶胞之间 。
(2)“并置”是指所有晶胞都是 排列的,取向 。
(3)所有晶胞的 及其内部的原子 及几何排列是完全相同的。
3.晶胞中粒子数目的计算
(1)晶胞是最小的平行六面体,它有8个顶角,三套各4根平行棱,三套各两个平行面。
(2)均摊法确定晶胞中粒子的个数
若晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用,则该粒子有属于这个晶胞。
①长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献
注:对于非立方晶胞,应视具体情况确定系数。晶胞不一定都是正方体
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
三棱柱
六棱柱
平面型
石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占
4.晶体结构的测定
(1)测定仪器:
(2)测定方法
①测定方法:X射线衍射仪单一波长的X射线晶体记录仪分立的斑点或明锐的衍射峰
②非晶体图谱中看不到分立的斑点或明锐的衍射峰
③X射线衍射图谱的应用
经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的相关信息。
晶胞形状和大小
分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型衍射图通过计算获得
原子在晶胞里的数目和位置等
结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系
题型演练
【题型1等离子体、液晶、离子液体】
1.(23-24高二下·山西长治·期中)下列关于物质的聚集状态的说法正确的是
A.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
B.气态和液态物质一定是由分子构成
C.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,但不具有各向异性
D.等离子体具有良好的导电性和流动性
2.(23-24高二下·四川乐山·期中)化学与生活、科技密切相关,下列说法错误的是
A.利用“杯酚”识别分离和未涉及化学反应
B.配制碘水时,为了增大碘的溶解性,常加入溶液
C.电视和电脑的液晶显示器使用的液晶材料属于晶体,能体现晶体的各向异性
D.在霓虹灯的灯管里存在等离子体
3.(23-24高二下·四川成都·期中)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是
A.二氧化硅是制造玻璃和光导纤维等的原料
B.离子液体有良好的导电性,可用作电化学研究的电解质
C.芳香烃指具有芳香味的碳氢化合物
D.可用X射线衍射实验区分晶体与非晶体,也可测定包括键长、键角等分子结构性质
4.(23-24高二下·湖北武汉·期中)下列叙述中,不正确的是
A.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块
B.等离子体是一种特殊的气体,由阳离子和电子两部分构成
C.区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验
D.同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同
5.(23-24高二下·山东淄博·阶段练习)下列说法正确的是
A.基态Cr的价电子轨道表示式:
B.K原子结构示意图:
C.等离子体具有良好的导电性,是一种特殊的液态物质
D.离子液体熔点低,易挥发,用途广泛
6.(23-24高二下·四川·期中)生活与化学密切相关。下列关于生活中的化学描述错误的是
A.壁虎在天花板上爬行自如——壁虎的脚与墙体之间存在范德华力
B.氯乙烷用于运动中的急性损伤——氯乙烷沸点较低而易汽化
C.氧炔焰用于焊接或切割金属——乙炔燃烧大量放热
D.液晶材料用于电视的显示器——液晶属于液态
7.(23-24高二下·浙江·期中)六氟磷酸盐离子液体可用于有机合成的溶剂和催化剂,其结构如下图所示。下列说法正确的是
A.的空间构型为正四面体形
B.阳离子中氮原子杂化方式均为
C.该物质熔沸点较低,常温下极易挥发
D.该物质中存在离子键、极性共价键,不存在氢键和非极性共价键
8.(23-24高二下·山西太原·期中)1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐是一种离子液体,其结构如图所示。下列说法错误的是
A.该离子液体熔点低、难挥发
B.该离子液体具有良好的导电性
C.中各原子均达到8电子稳定结构
D.该离子液体中存在离子键、共价键、氢键
9.(23-24高二下·浙江杭州·期中)我国某研究所于2022年研制出一种新型离子液体[CPMIm]Cl可弥补钙钛矿电池表面的Pb2+和I-缺陷,进一步提高该电池的性能,下列说法不正确的是
A.该离子液体作溶剂比传统有机溶剂难挥发,是由于范德华力导致的
B.该离子液体中存在的化学键有:离子键、共价键
C.该离子液体的碳原子存在sp、sp2和sp3等杂化类型
D.该离子液体中的3个N结合H+的能力不同
10.(22-23高二下·山东·阶段练习)液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列关于液晶的说法中,正确的是
A.液晶是一种液态的晶体 B.所有物质在一定条件下都能成为液晶
C.施加电场时,液晶分子平行于电场方向排列 D.移去电场后,液晶分子相互平行排列
11.(22-23高二下·河北石家庄·期末)物质的聚集状态与其性能之间关系密切。下列说法错误的是
A.等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,具有良好的导电性和流动性
B.大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,呈液态,难挥发
C.液晶既具有液体的流动性,又具有类似晶体的各向异性
D.圆形容器中结出的冰是圆形的,体现了晶体的自范性
12.(22-23高二下·浙江嘉兴·期末)物质的性质决定用途。下列两者具有对应关系的是
A.NH3易溶于水,可用作制冷剂
B.SO2具有氧化性,可作葡萄酒抗氧化剂
C.离子液体具有良好的导电性,常用作电化学研究的电解质,开发新型电池
D.FeCl3溶液呈酸性,可作为覆铜板制作印刷电路板的腐蚀液
13.(22-23高二上·河北邢台·期末)自然界中绝大多数物质是固体,随着化学的发展,人工合成的固体越来越多,广泛应用于能源、环境、材料、生命科学等领域。下列说法错误的是
A.物质的聚集状态除了我们熟知的气、液、固三态外还有液晶态、塑晶态等多种聚集状态
B.晶体与非晶体的本质区别:是否有规则的几何外形
C.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是:对固体进行X射线衍射实验
D.配合物和超分子有着广泛的应用,其中超分子的特性是“分子识别”和“自组装”
14.(22-23高三上·湖北·开学考试)目前最热门的机器人材料液晶弹性体是一种最具代表性的智能材料,在外界刺激下,其相态或分子结构会产生变化,进而改变液晶基元的排列顺序,从而导致材料本身发生宏观形变,当撤去外界刺激后,液晶弹性体可以恢复到原来的形状。下列说法错误的是
A.该液晶同时具有各向异性和弹性
B.这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等进行驱动
C.该液晶弹性体具有形状记忆功能
D.液晶是介于液态和固态之间的物质状态,而固体是晶体
15.(21-22高二下·浙江嘉兴·期中)下列关于聚集状态的描述中,错误的是
A.物质只有气、液、固三种聚集状态
B.等离子体是一种很好的导电体,在信息产业等领域有非常好的应用前景
C.液晶用于各种显示仪器上
D.超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体
16.(23-24高二上·全国·课前预习)下列关于物质特殊聚集状态的叙述,错误的是
A.超分子内部分子之间通过非共价键结合
B.非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序
C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性
D.纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分,两部分的排列都是长程有序
【题型2晶体与非晶体】
1.(23-24高二下·云南昆明·期中)下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A.C(金刚石)和 B.和
C.和 D.和
2.(23-24高二下·浙江·期中)下列有关物质聚集状态的说法不正确的是
A.金属铅晶体颗粒小至纳米级时熔点会下降
B.离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质
C.气态物质在高温或者在外加电场激发下,分子发生电离产生电子和阳离子生成等离子体
D.将晶体加热到熔点至澄清点之间的物质状态称为液晶,液晶可分为热致液晶和溶致液晶
3.(23-24高二下·山西朔州·期中)石墨晶体是层状结构,以下有关石墨晶体的说法正确的一组是
①石墨中存在两种作用力 ②石墨是混合型晶体 ③石墨中的原子为杂化 ④石墨熔点、沸点都比金刚石低 ⑤石墨中碳原子数和C-C数之比为1∶2 ⑥金刚石、石墨互为同分异构体 ⑦石墨层内导电性和层间导电性不同
A.全对 B.除⑤外 C.除①④⑤⑥外 D.除⑥⑦外
4.(23-24高二下·福建三明·期中)下列对一些事实的理论解释正确的是
选项
事实
理论解释
A
硫酸铵晶体中存在氢键
中的H与中的O之间的作用力大小在范德华力和共价键之间
B
K比Na更易失去电子
K的核电荷数比Na的核电荷数多
C
金刚石的熔点低于石墨
金刚石是分子晶体,石墨是共价晶体
D
白磷为正四面体形分子
白磷分子的键之间的夹角是
A.A B.B C.C D.D
5.(23-24高二下·福建福州·期中)生活中的化学无处不在,下列关于生活中的化学描述错误的是
A.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎的脚与墙体之间有范德华力
B.“挑尽寒灯梦不成”所看到的灯光和原子核外电子跃迁有关
C.生活中常接触的食盐、水晶、玻璃均属于晶体
D.青铜(铜-锡合金)比纯铜熔点低、硬度大,古代用青铜铸剑
6.(23-24高二下·广东茂名·期中)下列对生产、生活中事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
用红热的铁针刺水晶柱表面凝固的石蜡,石蜡在不同方向熔化的快慢不同
水晶内部质点排列有序,导热性各向异性
B
冰的密度小于水
冰中的氢键使水分子之间的间隙增大
C
晶体二氧化硅用于制作光导纤维
晶体二氧化硅具有半导性
D
浸有高锰酸钾的硅藻土可用于水果保鲜
高锰酸钾可以与乙烯反应
A.A B.B C.C D.D
7.(23-24高二下·山西大同·期中)下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是
A.粉末状的固体肯定不是晶体
B.晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
C.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验
D.晶体和非晶体的本质区别在于固体是否具有规则的几何外形
8.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)下列说法错误的是
A.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是进行X射线衍射实验
B.凡是中心原子采用杂化的分子,其空间结构都是正四面体形
C.非极性分子可以含有极性键,但各个键的极性的向量和必须等于零
D.从空间角度看,2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道
9.(23-24高二下·湖北武汉·期中)下列说法中正确的是
A.稀有气体形成的晶体属于分子晶体
B.分子晶体的熔点一定比共价晶体的熔点高
C.分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键
D.属于共价晶体,可类推属于共价晶体
10.(23-24高二下·贵州遵义·阶段练习)下列对描述的事实的解释正确的是
选项
事实
解释
A
常温下,CO在水中的溶解度大于N2
CO为极性分子,为非极性分子
B
玻璃具有规则的形状
玻璃是晶体
C
对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸
对羟基苯甲酸存在分子内氢键
D
不存在CH6
共价键具有方向性
A.A B.B C.C D.D
11.(23-24高二下·辽宁·阶段练习)下列检测方法正确的是
A.可以用质谱法测定有机高分子化合物的平均相对分子质量
B.常用光谱分析法测定分子的空间构型
C.用X-射线衍射实验区别晶体与非晶体
D.利用红外线光谱鉴别元素
【题型3晶胞】
1.(23-24高二上·浙江台州·期末)下列有关物质聚集状态的说法中不正确的是
A.气态物质不一定由分子构成 B.晶胞是晶体结构的最小重复单元
C.晶体一定具有肉眼可见的规则外形 D.液晶态是介于晶态和非晶态之间的状态
2.(23-24高二上·河南开封·期末)下列有关晶胞的说法中,正确的是
A.晶胞是晶体中最小的平行六面体
B.晶胞是晶体结构中最小的重复单元
C.晶胞中的粒子都完全属于该晶胞
D.不同晶体中晶胞的大小和形状均相同
3.(23-24高二下·北京·阶段练习)氮化硼(BN)晶体存在如图所示的两种结构。六方氮化硼的结构与石墨类似;立方氮化硼的结构与金刚石类似,可作研磨剂。
下列说法不正确的是
A.六方氮化硼中,实线、虚线均代表共价键
B.六方氮化硼可做润滑剂
C.立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子和4个硼原子
D.在一定条件下,六方氮化硼可转化为立方氮化硼
4.(23-24高二下·吉林·期中)下列说法中的不正确是
A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
C.在CO2晶体中,每个CO2周围等距且紧邻的CO2有12个
D.冰中的每个水分子均摊4个氢键
5.(23-24高二下·吉林四平·期中)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。下列说法正确的是
A.晶胞中所有原子的个数均为2
B.图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1-x表示,则该化合物化学式为SmFeAsO1-xFx
C.若图1中原子1的坐标为(0.5,0.5,0.5),则原子4的坐标为(0.5,1,0.5)
D.F、O、As的电负性大小顺序为:F>As>O
6.(23-24高二下·贵州六盘水·期中)有关晶体的晶胞结构如图所示,下列说法错误的是
A.在晶体中与最近的形成正八面体
B.在晶胞中,每个晶胞平均占有4个
C.在晶胞中,原子数与键数目比为
D.铜晶胞为面心立方最密堆积,铜原子的配位数为6
7.(23-24高二下·贵州·期中)一种由Mn、Se组成的化合物立方晶胞结构如图所示。已知化合物的摩尔质量为Mg/mol,晶胞参数为a nm,阿伏加德罗常数的值为NA.下列说法正确的是
A.该化合物的化学式可表示为MnSe2
B.与Se原子距离最近的Mn原子有6个
C.若规定A点原子坐标为(0,0,0),则B点原子坐标为
D.晶胞密度为
8.(23-24高二下·湖北·期中)Mg2Fe是目前储氢密度最高的材料之一,其晶胞结构如图所示,晶胞边长为apm,储氢后H2分子占据晶胞的棱心和体心,化学式为Mg2Fe(H2)x。下列说法正确的是
A.储氢时0<x≤1
B.晶胞中距离Fe最近的Mg有4个
C.H2储满后,H2和H2的最短距离为pm
D.Mg填充在Fe形成的八面体空间中
9.(23-24高二下·山东·阶段练习)硅与镁能够形成二元半导体材料,其晶胞如图所示,已知晶胞参数为,设阿伏加德罗常数值为。下列说法中不正确的是
A.该晶体中的键角为
B.晶体中距原子周围最近的原子有12个
C.该晶体中两个原子之间的最短距离为
D.晶体的密度为
10.(23-24高二下·辽宁·阶段练习)灰锡、白锡和锡烯都是锡的重要单质,银白色金属白锡在13.2℃以下会自发转化为灰色粉末状的灰锡。微观上,灰锡具有与金刚石相同的结构,密度为g/cm3。锡烯则是一种与石墨烯结构相似的纳米锡。下列说法错误的是
A.灰锡是共价晶体,一个晶胞中含有8个锡原子
B.锡烯中含有杂化方式不同于灰锡的锡原子
C.与同族的硅、锗相似,灰锡是应用广泛的半导体材料
D.若锡的相对原子质量为b,以NA表示阿伏加德罗常数的值,则灰锡晶胞的边长为
11.(23-24高二上·辽宁·期末)某化合物的晶胞结构示意图如图,晶胞参数为a nm,设为阿伏加德罗常数的值,以晶胞参数建立坐标系,1号原子的坐标为,3号原子的坐标为。下列说法错误的是
A.晶体中M、N的个数比为4∶1
B.2号原子的坐标为
C.M、N之间的最短距离为nm
D.位于面心的M围成正八面体
12.(23-24高二下·天津·阶段练习)已知晶体属立方晶系,晶胞边长a.将Li+掺杂到该晶胞中,可得到一种高性能的p型太阳能电池材料,其结构单元如图所示。假定掺杂后的晶胞参数不发生变化,下列说法正确的是
A.该结构单元中O原子数为3 B.Ni和Mg间的最短距离是a
C.Ni最近且等距的O原子个数为4 D.该物质的化学式为Li0.5Mg1.125Ni2.375O4
13.(23-24高二下·辽宁葫芦岛·期中)有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是
A.干冰晶体中,只存在范德华力,符合分子密堆积这一特征
B.NaCl晶胞中的配位数小于干冰晶胞中分子的配位数
C.石墨晶体中存在共价键与范德华力,所以属于混合型晶体
D.钛酸钙的化学式为
14.(23-24高二下·北京·期中)某晶体晶胞结构如图所示,其中含有A、B、C三种元素的粒子,则该晶体中A、B、C的粒子个数之比为
A.8∶6∶1 B.4∶3∶1
C.1∶6∶1 D.1∶1∶3
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专题06物质的聚集状态与晶体常识
考点梳理
题型演练
考点01 物质的聚集状态
【题型1等离子体、液晶、离子液体】
考点02晶体与非晶体
【题型2晶体与非晶体】
考点03 晶胞
【题型3晶胞】
考点梳理
考点01物质的聚集状态
1.物质三态的相互转化
2.物质的聚集状态
(1)气态:
①普通气体
②等离子体:等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质
(2)液态:
①普通液体
②离子液体:离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质
(3)介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态
(4)固态:
①晶体
②非晶体
考点02晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的本质差异
固体
自范性
微观结构
晶体
有
原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体
无
原子排列相对无序
2.获得晶体的三条途径
①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
3.晶体的特性
(1)自范性:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
(2)各向异性:晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
(3)固定的熔点。
4.晶体与非晶体的测定方法
测定方法
测熔点
晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
可靠方法
对固体进行X射线衍射实验
特别提醒:
关于晶体与非晶体的认识误区
(1)同一物质的固体可以是晶体,也可以是非晶体,如晶体SiO2和非晶体SiO2。
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体,不一定是晶体。例如,玻璃制品可以塑造出规则的几何外形,也可以具有美观对称的外观。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体,如某些无定形体也有固定的组成。
(4)晶体不一定都有规则的几何外形,如天然的水晶球。
考点03晶胞
1.晶胞概念
描述晶体结构的基本单元。
2.晶胞与晶体的关系
一般来说,晶胞都是平行六面体,整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。
(1)“无隙”是指相邻晶胞之间无任何间隙。
(2)“并置”是指所有晶胞都是平行排列的,取向相同。
(3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。
3.晶胞中粒子数目的计算
(1)晶胞是最小的平行六面体,它有8个顶角,三套各4根平行棱,三套各两个平行面。
(2)均摊法确定晶胞中粒子的个数
若晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用,则该粒子有属于这个晶胞。
①长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献
注:对于非立方晶胞,应视具体情况确定系数。晶胞不一定都是正方体
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
三棱柱
六棱柱
平面型
石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占
4.晶体结构的测定
(1)测定仪器:X射线衍射仪
(2)测定方法
①测定方法:X射线衍射仪单一波长的X射线晶体记录仪分立的斑点或明锐的衍射峰
②非晶体图谱中看不到分立的斑点或明锐的衍射峰
③X射线衍射图谱的应用
经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的相关信息。
晶胞形状和大小
分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型衍射图通过计算获得
原子在晶胞里的数目和位置等
结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系
题型演练
【题型1等离子体、液晶、离子液体】
1.(23-24高二下·山西长治·期中)下列关于物质的聚集状态的说法正确的是
A.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
B.气态和液态物质一定是由分子构成
C.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,但不具有各向异性
D.等离子体具有良好的导电性和流动性
【答案】D
【详解】A.晶体与非晶体的根本区别在于粒子在微观空间是否呈周期性的有序排列,有规则的几何外形的物质不一定是晶体,比如:玻璃,故A错误;
B.常温下,金属汞为液态,由汞原子构成,故B错误;
C.液晶不像普通物质直接由固态晶体熔化成液体,而是经过一个既像晶体又似液体的中间状态,同时它还具有液体和晶体的某些性质。液晶的最大特点是:既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,故C错误;
D.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质,具有良好的导电性和流动性,故D正确;
故答案选D。
2.(23-24高二下·四川乐山·期中)化学与生活、科技密切相关,下列说法错误的是
A.利用“杯酚”识别分离和未涉及化学反应
B.配制碘水时,为了增大碘的溶解性,常加入溶液
C.电视和电脑的液晶显示器使用的液晶材料属于晶体,能体现晶体的各向异性
D.在霓虹灯的灯管里存在等离子体
【答案】C
【详解】A.“杯酚”能分离和,体现了超分子的“分子识别"特性,未涉及化学反应,A正确;
B.配制碘水时,加入适量的,通过,增大碘单质在水溶液中的溶解度,B正确;
C.液晶既具有液体的流动性,又具有晶体的光学各向异性,可以做液晶显示器,但其不是晶体,C错误;
D.高温下存在等离子体,霓虹灯能形成高温环境,存在等离子体,D正确;
故选C。
3.(23-24高二下·四川成都·期中)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是
A.二氧化硅是制造玻璃和光导纤维等的原料
B.离子液体有良好的导电性,可用作电化学研究的电解质
C.芳香烃指具有芳香味的碳氢化合物
D.可用X射线衍射实验区分晶体与非晶体,也可测定包括键长、键角等分子结构性质
【答案】C
【详解】A.制作玻璃以纯碱、石灰石、石英砂为主要原料,制作光导纤维以SiO2为主要原料,故A正确;
B.离子液体有良好的导电性,可用作电化学研究的电解质,故B正确;
C.芳香烃是分子中含有一个或多个苯环的碳氢化合物,故C错误;
D.X射线衍射实验是鉴别晶体与非晶体以及测定晶体结构的最可靠的途径,可用于测定键长、键角等键参数分子结构信息, X射线衍射技术可用于测定有机化合物的晶体结构,故D正确;
故选C。
4.(23-24高二下·湖北武汉·期中)下列叙述中,不正确的是
A.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块
B.等离子体是一种特殊的气体,由阳离子和电子两部分构成
C.区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验
D.同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同
【答案】B
【详解】A.晶体的自范性是指晶体能自发地呈现多面体外形的性质,缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶体体现了晶体的自范性,A项正确;
B.等离子体是由阳离子和电子和电中性粒子组成的整体上呈中性的物质聚集体,B项错误;
C.区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验,C项正确;
D.原子吸收光谱是原子发射光谱的逆过程,同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同,D项正确;
答案选B。
5.(23-24高二下·山东淄博·阶段练习)下列说法正确的是
A.基态Cr的价电子轨道表示式:
B.K原子结构示意图:
C.等离子体具有良好的导电性,是一种特殊的液态物质
D.离子液体熔点低,易挥发,用途广泛
【答案】A
【详解】
A.Cr的原子序数是24,价电子数是6,价电子轨道表示式是:,A正确;
B.K的原子序数是19,原子结构示意图是:,B错误;
C.等离子体是一种特殊的气体,C错误;
D.离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质,不易挥发,D错误;
故选A。
6.(23-24高二下·四川·期中)生活与化学密切相关。下列关于生活中的化学描述错误的是
A.壁虎在天花板上爬行自如——壁虎的脚与墙体之间存在范德华力
B.氯乙烷用于运动中的急性损伤——氯乙烷沸点较低而易汽化
C.氧炔焰用于焊接或切割金属——乙炔燃烧大量放热
D.液晶材料用于电视的显示器——液晶属于液态
【答案】D
【详解】A.壁虎的脚与墙体之间存在分子间作用力,此作用力属于范德华力,A正确;
B.氯乙烷沸点较低而易汽化,汽化时吸收大量的热,可使人减少疼痛,用于运动中的急性损伤,B正确;
C.乙炔燃烧大量放热,能将金属熔化,所以氧炔焰可用于焊接或切割金属,C正确;
D.液晶既具有液体的流动性,又具有晶体的光学各向异性,但液晶不属于液态,D错误;
故选D。
7.(23-24高二下·浙江·期中)六氟磷酸盐离子液体可用于有机合成的溶剂和催化剂,其结构如下图所示。下列说法正确的是
A.的空间构型为正四面体形
B.阳离子中氮原子杂化方式均为
C.该物质熔沸点较低,常温下极易挥发
D.该物质中存在离子键、极性共价键,不存在氢键和非极性共价键
【答案】B
【详解】A.中磷原子的成键电子对数为,孤电子对数为0,则空间构型为正八面体形,A错误;
B.阳离子中含N原子的五元环为平面结构,则两个N原子杂化方式均为,B正确;
C.该离子液体由阴、阳离子构成,由于离子体积较大,则离子之间作用力较弱,因此熔沸点较低,但由于其由阴阳离子构成,常温下不会极易挥发,C错误;
D.该物质中存在阴、阳离子之间的离子键,离子内部存在碳氮、碳氢极性共价键和碳碳非极性共价键,D错误;
答案选B。
8.(23-24高二下·山西太原·期中)1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐是一种离子液体,其结构如图所示。下列说法错误的是
A.该离子液体熔点低、难挥发
B.该离子液体具有良好的导电性
C.中各原子均达到8电子稳定结构
D.该离子液体中存在离子键、共价键、氢键
【答案】D
【详解】A.该离子液体中阴离子和阳离子半径较大,则离子键强度较低,因此熔点低、难挥发,A正确;
B.离子液体是仅由离子组成的液体物质,因此具有良好的导电性,B正确;
C.的电子式为,则各原子均达到8电子稳定结构,C正确;
D.该离子液体中阴离子和阳离子之间以离子键结合,在阳离子中存在共价键,在阴离子中B、F原子之间存在配位键,不存在氢键,D错误;
答案选D。
9.(23-24高二下·浙江杭州·期中)我国某研究所于2022年研制出一种新型离子液体[CPMIm]Cl可弥补钙钛矿电池表面的Pb2+和I-缺陷,进一步提高该电池的性能,下列说法不正确的是
A.该离子液体作溶剂比传统有机溶剂难挥发,是由于范德华力导致的
B.该离子液体中存在的化学键有:离子键、共价键
C.该离子液体的碳原子存在sp、sp2和sp3等杂化类型
D.该离子液体中的3个N结合H+的能力不同
【答案】A
【详解】A.该离子液体中存在[CPMIm]+、,阴阳离子间存在离子键,强于范德华力,故沸点比较高,难挥发,A错误;
B.该离子液体中存在[CPMIm]+和之间的离子键,还包含C-H、C-N等极性共价键和C-C非极性共价键,B正确;
C.根据该离子液体的结构可知,环上的3个C原子均形成双键,为sp2杂化;碳氮三键中C原子为sp杂化,其他4个C原子形成4个单键,为sp3杂化,C正确;
D.该离子液体中碳氮三键中的N原子含有孤对电子,且电负性N大于C,则孤对电子偏向N原子;形成4个化学键的N原子没有孤对电子,形成3个化学键的N原子含有孤对电子,且形成了大π键,则孤对电子偏离N原子;因此3个N原子结合H+的能力不同,D正确;
答案选A。
10.(22-23高二下·山东·阶段练习)液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列关于液晶的说法中,正确的是
A.液晶是一种液态的晶体 B.所有物质在一定条件下都能成为液晶
C.施加电场时,液晶分子平行于电场方向排列 D.移去电场后,液晶分子相互平行排列
【答案】C
【详解】A.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既具有液体的流动性、黏度、形变性等,又具有晶体的某些物理性质,如表现出类似晶体的各向异性等,不是液态晶体,A错误;
B.液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性,又具有晶体的各向异性的特殊物质,并不是所有物质都能成为液晶,B错误;
C.施加电场时,液晶分子能够沿电场方向排列,而在移去电场之后,液晶分子又恢复到原来的状态,C正确;
D.施加电场时,液晶分子能够沿电场方向排列,而在移去电场之后,液晶分子又恢复到原来的状态,D错误;
故选C。
11.(22-23高二下·河北石家庄·期末)物质的聚集状态与其性能之间关系密切。下列说法错误的是
A.等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,具有良好的导电性和流动性
B.大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,呈液态,难挥发
C.液晶既具有液体的流动性,又具有类似晶体的各向异性
D.圆形容器中结出的冰是圆形的,体现了晶体的自范性
【答案】D
【详解】A.等离子体是由阳离子、中性粒子、自由电子等多种不同性质的粒子所组成的电中性物质,其中阴离子(自由电子)和阳离子分别的电荷量相等,具有良好的导电性和流动性,A正确;
B.离子液体是指全部由离子组成的液体,大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,呈液态,难挥发,B正确;
C.液晶状态介于液体和晶体之间,既具有液体的流动性,又具有类似晶体的各向异性,C正确;
D.晶体的自范性就是晶体能自发呈现多面体外形的性质;圆形容器中结出的冰是圆形的是外部容器的形状,不能体现了晶体的自范性,D错误;
故选D。
12.(22-23高二下·浙江嘉兴·期末)物质的性质决定用途。下列两者具有对应关系的是
A.NH3易溶于水,可用作制冷剂
B.SO2具有氧化性,可作葡萄酒抗氧化剂
C.离子液体具有良好的导电性,常用作电化学研究的电解质,开发新型电池
D.FeCl3溶液呈酸性,可作为覆铜板制作印刷电路板的腐蚀液
【答案】C
【详解】A.NH3可用作制冷剂,与其易溶于水无关,A不合题意;
B.SO2具有还原性,可作葡萄酒抗氧化剂,B不合题意;
C.离子液体是一种由离子构成的液体,离子自由移动能导电,常用作电化学研究的电解质,开发新型电池,C符合题意;
D.FeCl3溶液可作为覆铜板制作印刷电路板的腐蚀液并不是因为其溶液呈酸性,而是利用Fe3+的氧化性强于Cu2+,D不合题意;
故答案为:C。
13.(22-23高二上·河北邢台·期末)自然界中绝大多数物质是固体,随着化学的发展,人工合成的固体越来越多,广泛应用于能源、环境、材料、生命科学等领域。下列说法错误的是
A.物质的聚集状态除了我们熟知的气、液、固三态外还有液晶态、塑晶态等多种聚集状态
B.晶体与非晶体的本质区别:是否有规则的几何外形
C.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是:对固体进行X射线衍射实验
D.配合物和超分子有着广泛的应用,其中超分子的特性是“分子识别”和“自组装”
【答案】B
【详解】A.物质的聚集状态有晶态、非晶态还有塑晶态和液晶态,A正确;
B.晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列,不是在于是否具有规则的几何外形,B错误;
C.构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来,所以区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验,C正确;
D.超分子是由两种或两种以上的分子通过相互作用形成的分子聚集体,具有分子识别与自组装的特征,D正确;
故选B。
14.(22-23高三上·湖北·开学考试)目前最热门的机器人材料液晶弹性体是一种最具代表性的智能材料,在外界刺激下,其相态或分子结构会产生变化,进而改变液晶基元的排列顺序,从而导致材料本身发生宏观形变,当撤去外界刺激后,液晶弹性体可以恢复到原来的形状。下列说法错误的是
A.该液晶同时具有各向异性和弹性
B.这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等进行驱动
C.该液晶弹性体具有形状记忆功能
D.液晶是介于液态和固态之间的物质状态,而固体是晶体
【答案】D
【详解】A.在外界刺激下,其相态或分子结构会产生变化,进而改变液晶基元的排列顺序,从而导致材料本身发生宏观形变,当撤去外界刺激后,液晶弹性体可以恢复到原来的形状,说明该液晶同时具有各向异性和弹性,A正确;
B.在外界刺激下,其相态或分子结构会产生变化,则这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等进行驱动,B正确;
C.撤去外界刺激后,液晶弹性体可以恢复到原来的形状,则该液晶弹性体具有形状记忆功能,C正确;
D.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,不是介于液态和固态之间的状态,D错误;
故选D。
15.(21-22高二下·浙江嘉兴·期中)下列关于聚集状态的描述中,错误的是
A.物质只有气、液、固三种聚集状态
B.等离子体是一种很好的导电体,在信息产业等领域有非常好的应用前景
C.液晶用于各种显示仪器上
D.超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体
【答案】A
【详解】A.物质的聚集状态,除了气、液、固三态外,还有非晶体、液晶、纳米材料和等离子体等聚集状态,故A错误;
B.等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质,等离子体是一种很好的导电体,在信息产业等领域有非常好的应用前景,故B正确;
C.液晶可用于制造显示器,故C正确;
D.超分子能表现出不同于单个分子的性质,其原因是两个或多个分子相互“组合”在一起,形成具有特定结构和功能的聚集体,故D正确;
故选A。
16.(23-24高二上·全国·课前预习)下列关于物质特殊聚集状态的叙述,错误的是
A.超分子内部分子之间通过非共价键结合
B.非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序
C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性
D.纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分,两部分的排列都是长程有序
【答案】D
【详解】纳米材料由直径为几个或几十个纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒内部是长程有序的晶体结构,界面则是无序结构。
【题型2晶体与非晶体】
1.(23-24高二下·云南昆明·期中)下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A.C(金刚石)和 B.和
C.和 D.和
【答案】B
【详解】A.金刚石是共价键结合的原子晶体,Ne分子晶体,A错误;
B.CH4和H2O都是分子晶体,都只含共价键,故B正确;
C.HBr是分子晶体,含有共价键,NaBr是离子晶体,含有离子键,故C错误;
D.Cl2是分子晶体,含有共价键,KCl是离子晶体,含有离子键,故D错误;
故选:B。
2.(23-24高二下·浙江·期中)下列有关物质聚集状态的说法不正确的是
A.金属铅晶体颗粒小至纳米级时熔点会下降
B.离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质
C.气态物质在高温或者在外加电场激发下,分子发生电离产生电子和阳离子生成等离子体
D.将晶体加热到熔点至澄清点之间的物质状态称为液晶,液晶可分为热致液晶和溶致液晶
【答案】C
【详解】A.纳米晶体的结构和性质与较大尺寸的晶体有所不同,纳米级金属铅晶体热稳定性降低,从而在加热时更容易达到熔化状态,其熔点更低,故A正确;
B.离子液体是熔点低于或稍高于室温的离子化合物,故其是由熔点不高的仅由离子组成的液体物质,故B正确;
C.气态物质在高温或者在外加电场激发下,分子发生分解,产生电子和阳离子等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体称为等离子体,故C错误;
D.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,将晶体加热到熔点至澄清点之间的物质状态称为液晶,液晶可分为热致液晶和溶致液晶,故D正确;
故选C。
3.(23-24高二下·山西朔州·期中)石墨晶体是层状结构,以下有关石墨晶体的说法正确的一组是
①石墨中存在两种作用力 ②石墨是混合型晶体 ③石墨中的原子为杂化 ④石墨熔点、沸点都比金刚石低 ⑤石墨中碳原子数和C-C数之比为1∶2 ⑥金刚石、石墨互为同分异构体 ⑦石墨层内导电性和层间导电性不同
A.全对 B.除⑤外 C.除①④⑤⑥外 D.除⑥⑦外
【答案】C
【详解】①石墨中存在共价键、金属键、范德华力三种作用力,①错误;
②石墨中存在共价键、金属键、范德华力三种作用力,是混合型晶体,②正确;
③石墨中的C原子为sp2杂化,③正确;
④石墨熔点比金刚石高,④错误;
⑤石墨中碳原子数和C-C数之比为2:3,⑤错误;
⑥金刚石、石墨均为C元素的单质,互为同素异形体,⑥错误;
⑦石墨层内导电,层间不导电,层内导电性和层间导电性不同,⑦正确;
故答案选C。
4.(23-24高二下·福建三明·期中)下列对一些事实的理论解释正确的是
选项
事实
理论解释
A
硫酸铵晶体中存在氢键
中的H与中的O之间的作用力大小在范德华力和共价键之间
B
K比Na更易失去电子
K的核电荷数比Na的核电荷数多
C
金刚石的熔点低于石墨
金刚石是分子晶体,石墨是共价晶体
D
白磷为正四面体形分子
白磷分子的键之间的夹角是
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.中的H与中的O之间的作用力大小在范德华力和共价键之间,说明硫酸铵晶体中存在氢键,A正确;
B.K的金属性强于钠,故K比Na更易失去电子,B错误;
C.金刚石为共价晶体,石墨为混合型晶体,但石墨中共价键的键长比金刚石中共价键键长短,键能更大,所以石墨的熔点比金刚石的高,C错误;
D.白磷分子为,键之间的夹角是,D错误;
故选A。
5.(23-24高二下·福建福州·期中)生活中的化学无处不在,下列关于生活中的化学描述错误的是
A.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎的脚与墙体之间有范德华力
B.“挑尽寒灯梦不成”所看到的灯光和原子核外电子跃迁有关
C.生活中常接触的食盐、水晶、玻璃均属于晶体
D.青铜(铜-锡合金)比纯铜熔点低、硬度大,古代用青铜铸剑
【答案】C
【详解】A.壁虎足上有许多细毛,这些细毛与墙壁之间存在范德华力,故可在天花板上自由爬行,A正确;
B.电子从激发态跃迁回到基态,能量以可见光的形式释放,人们所看到的灯光和原子核外电子跃迁有关,B正确;
C.生活中常接触的食盐、水晶均属于晶体,玻璃属于非晶体,C错误;
D.合金比成分金属点低、硬度大,D正确;
故选C。
6.(23-24高二下·广东茂名·期中)下列对生产、生活中事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
用红热的铁针刺水晶柱表面凝固的石蜡,石蜡在不同方向熔化的快慢不同
水晶内部质点排列有序,导热性各向异性
B
冰的密度小于水
冰中的氢键使水分子之间的间隙增大
C
晶体二氧化硅用于制作光导纤维
晶体二氧化硅具有半导性
D
浸有高锰酸钾的硅藻土可用于水果保鲜
高锰酸钾可以与乙烯反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.晶体具有各向异性,则在水晶柱表面滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,石蜡在不同方向熔化的快慢不同是由于水晶导热性的各向异性造成的,故A正确;
B.冰分子中所有水分子以氢键互相联结成晶体,氢键具有饱和性和方向性,在冰的结构中每个水分子都位于四面体中心,它与周围的四个水分子分别以氢键相结合,这样的结构并不是紧密的,使水分子之间的间隙增大,从而导致冰的密度比水的密度小,故B正确;
C.二氧化硅晶体能传递光信号,可以用于制造光导纤维,二氧化硅晶体不能导电,硅常用于半导体材料,故C错误;
D.乙烯具有催熟效力,能够被高锰酸钾氧化,所以浸有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土可用于水果保鲜,故D正确;
故选C。
7.(23-24高二下·山西大同·期中)下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是
A.粉末状的固体肯定不是晶体
B.晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
C.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验
D.晶体和非晶体的本质区别在于固体是否具有规则的几何外形
【答案】C
【详解】A.晶体是由内部粒子按一定规律作周期性有序排列的固体,具有固定的熔点和规则的几何外形,与固体是否为粉末状无关,A错误;
B.处于晶胞内部的粒子完全属于该晶胞,处于顶点、面心和棱边上的微粒与其它晶胞共用,B错误;
C.构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X−射线衍射图谱反映出来。因此,区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X−射线衍射实验,C正确;
D.晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列,D错误;
故选C。
8.(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)下列说法错误的是
A.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是进行X射线衍射实验
B.凡是中心原子采用杂化的分子,其空间结构都是正四面体形
C.非极性分子可以含有极性键,但各个键的极性的向量和必须等于零
D.从空间角度看,2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道
【答案】B
【详解】A.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是进行X射线衍射实验,A正确;
B.中心原子采用杂化的分子,其空间结构不一定是正四面体形,如、等,B错误;
C.含有极性键的分子,当分子中各个键的极性的向量和等于零时,是非极性分子,C正确;
D.从空间角度看,2s、1s轨道都是以原子核为中心的球形,2s轨道比1s轨道大,2s空间包含了1s轨道,D正确;
答案选B。
9.(23-24高二下·湖北武汉·期中)下列说法中正确的是
A.稀有气体形成的晶体属于分子晶体
B.分子晶体的熔点一定比共价晶体的熔点高
C.分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键
D.属于共价晶体,可类推属于共价晶体
【答案】A
【详解】A.稀有气体是由原子直接构成的单原子分子,它形成的晶体是通过分子间作用力形成的,属于分子晶体,A正确;
B.分子晶体熔化时破坏分子间作用力,共价晶体熔化时破坏共价键,分子间作用力比共价键弱的多,故分子晶体的熔点一般比共价晶体的熔点低,B错误;
C.分子晶体中一定存在分子间作用力,但不一定存在共价键,例如稀有气体的晶体中不存在共价键,C错误;
D.Al2O3和Na2O都属于离子晶体,D错误;
答案选A。
10.(23-24高二下·贵州遵义·阶段练习)下列对描述的事实的解释正确的是
选项
事实
解释
A
常温下,CO在水中的溶解度大于N2
CO为极性分子,为非极性分子
B
玻璃具有规则的形状
玻璃是晶体
C
对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸
对羟基苯甲酸存在分子内氢键
D
不存在CH6
共价键具有方向性
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.一氧化碳和水是含有极性键的极性分子,氮气是只含有非极性键的非极性分子,所以由相似相溶原理可知,常温下一氧化碳在水中的溶解度大于氮气,故A正确;
B.玻璃是没有固定熔沸点的混合物,属于非晶体,故B错误;
C.对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸是因为对羟基苯甲酸存在分子间氢键,邻羟基苯甲酸存在分子内氢键,对羟基苯甲酸的分子间作用力大于邻羟基苯甲酸,故C错误;
D.碳原子的核外2s轨道上的电子跃迁到2p轨道,使得原子核外4个成单电子,由共价键的饱和性可知,碳氢化合物不存在CH6,故D错误;
故选A。
11.(23-24高二下·辽宁·阶段练习)下列检测方法正确的是
A.可以用质谱法测定有机高分子化合物的平均相对分子质量
B.常用光谱分析法测定分子的空间构型
C.用X-射线衍射实验区别晶体与非晶体
D.利用红外线光谱鉴别元素
【答案】C
【详解】A.质谱仪测定的最大质荷比为相对分子质量,高分子有机物每个分子相对分子量都不同,无法测定平均相对分子量,故A错误;
B.常用X射线衍射测定分子的空间构型,故B错误;
C.X-射线衍射实验是区分晶体和非晶体最可靠的方法,故C正确;
D.红外线光谱用于确定分子中的化学键和官能团,故D错误;
本题选C。
【题型3晶胞】
1.(23-24高二上·浙江台州·期末)下列有关物质聚集状态的说法中不正确的是
A.气态物质不一定由分子构成 B.晶胞是晶体结构的最小重复单元
C.晶体一定具有肉眼可见的规则外形 D.液晶态是介于晶态和非晶态之间的状态
【答案】C
【详解】A.气态和液态物质不一定都是由分子构成,如等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质,A正确;
B.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞,即晶胞是晶体结构中最小的重复单元,B正确;
C.有些晶体的颗粒很小,观察晶体需要借助放大镜,故C错误;
D.液晶既不是晶态也不是非晶态,它是介于晶态和非晶态之间的物质聚集状态,D正确;
本题选C。
2.(23-24高二上·河南开封·期末)下列有关晶胞的说法中,正确的是
A.晶胞是晶体中最小的平行六面体
B.晶胞是晶体结构中最小的重复单元
C.晶胞中的粒子都完全属于该晶胞
D.不同晶体中晶胞的大小和形状均相同
【答案】B
【详解】A.大部分晶体是由平行六面体形晶胞无隙并置而成,但不是所有晶体,A错误;
B.晶体结构中的最小重复单元是晶胞,B正确;
C.由于晶胞要无隙并置排列,必然出现相邻晶胞共用粒子的情况,C错误;
D.不同晶体中的晶胞形状可能相同,但晶胞的大小不相同,如果形状和大小均相同,则是同一种晶胞,D错误;
故选B。
3.(23-24高二下·北京·阶段练习)氮化硼(BN)晶体存在如图所示的两种结构。六方氮化硼的结构与石墨类似;立方氮化硼的结构与金刚石类似,可作研磨剂。
下列说法不正确的是
A.六方氮化硼中,实线、虚线均代表共价键
B.六方氮化硼可做润滑剂
C.立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子和4个硼原子
D.在一定条件下,六方氮化硼可转化为立方氮化硼
【答案】A
【详解】A.六方氮化硼的结构和石墨类似,所以六方氮化硼层间存在分子间作用力,分子间作用力不属于化学键,所以六方氮化硼层间的虚线不属于化学键,A错误;
B.六方氮化硼的结构与石墨类似,则其性质相似,石墨可以作润滑剂,则六方氮化硼可以作润滑剂,B正确;
C.根据“均摊法”, 立方氮化硼晶胞中含个B、4个N,C正确;
D.金刚石和石墨能发生相互转化,六方氮化硼的结构与石墨类似、立方氮化硼的结构与金刚石类似,则在一定条件下,六方氮化硼可转化为立方氮化硼,D正确;
故选A。
4.(23-24高二下·吉林·期中)下列说法中的不正确是
A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
C.在CO2晶体中,每个CO2周围等距且紧邻的CO2有12个
D.冰中的每个水分子均摊4个氢键
【答案】D
【详解】A.据图可知距Na+最近的Cl-位于棱心和体心,共6个,形成正八面体,A正确;
B.Ca2+位于晶胞的顶点和面心,根据均摊法,Ca2+个数为,B正确;
C.由图知,在CO2晶体中,每个CO2周围等距且紧邻的CO2同层上下层各4个,共12个,C正确;
D.冰中的每个水分子均摊个氢键,D错误;
故选D。
5.(23-24高二下·吉林四平·期中)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。下列说法正确的是
A.晶胞中所有原子的个数均为2
B.图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1-x表示,则该化合物化学式为SmFeAsO1-xFx
C.若图1中原子1的坐标为(0.5,0.5,0.5),则原子4的坐标为(0.5,1,0.5)
D.F、O、As的电负性大小顺序为:F>As>O
【答案】B
【分析】采用均摊方法计算、根据原子在晶胞中的相对位置确定原子的坐标。
【详解】A.由晶胞结构可知,该晶胞中Sm的个数为,Fe的原子个数为,As的原子个数为,F和O的个数之和为2,因此不是晶胞中所有原子的个数均为2,A错误;
B.由晶胞结构可知,该晶胞中Sm的个数为,Fe的原子个数为,As的原子个数为,F和O的个数之和为2,F-和O2-的比例依次为x和1-x,则该化合物化学式为SmFeAsO1-xFx,B正确;
C.原子1位于晶胞中心,其坐标为(0.5,0.5,0.5),则原子4的坐标为(0,1,0.5),C错误;
D.同一周期主族元素,原子序数越大,元素的电负性就越大;同一主族元素,原子序数越大,元素的电负性就越小,所以元素的电负性大小关系为:F>O>Se>As,故F、O、As三种元素的电负性大小顺序为:F>O>As ,D错误;
故合理选项是B。
6.(23-24高二下·贵州六盘水·期中)有关晶体的晶胞结构如图所示,下列说法错误的是
A.在晶体中与最近的形成正八面体
B.在晶胞中,每个晶胞平均占有4个
C.在晶胞中,原子数与键数目比为
D.铜晶胞为面心立方最密堆积,铜原子的配位数为6
【答案】D
【详解】A. 在NaCl晶体中Na+最近的Cl-是Na+的上下左右前后六个顶点依次相连便是正八面体,故A正确;
B. 在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有个Ca2+,故B正确;
C. 1molSiO2晶体中含4molSi—O,硅原子和硅氧键个数比为1:4,故C正确;
D. 铜晶体为面心立方最密堆积,六角密堆的水平面上有6个,水平面上面和下面各有3个,一共12个原子,每个铜原子的配位数为12,故D错误;
故选D。
7.(23-24高二下·贵州·期中)一种由Mn、Se组成的化合物立方晶胞结构如图所示。已知化合物的摩尔质量为Mg/mol,晶胞参数为a nm,阿伏加德罗常数的值为NA.下列说法正确的是
A.该化合物的化学式可表示为MnSe2
B.与Se原子距离最近的Mn原子有6个
C.若规定A点原子坐标为(0,0,0),则B点原子坐标为
D.晶胞密度为
【答案】C
【详解】A.根据均摊原则,晶胞中Se原子数为、Mn原子数为4,该化合物的化学式可表示为MnSe,A错误;
B.根据图示,与Se原子距离最近的Mn原子有4个,B错误;
C.B位于晶胞内部,若把晶胞分为8个相等的小立方体,则C位于左后上的小立方体的体心,根据A的原子坐标参数可知,C的原子坐标参数为,C正确;
D.每个晶胞中含有4个Se、4个Mn,晶胞质量为,晶胞体积为(a×10-7)3cm3,所以晶胞密度应为,D错误;
故选C。
8.(23-24高二下·湖北·期中)Mg2Fe是目前储氢密度最高的材料之一,其晶胞结构如图所示,晶胞边长为apm,储氢后H2分子占据晶胞的棱心和体心,化学式为Mg2Fe(H2)x。下列说法正确的是
A.储氢时0<x≤1
B.晶胞中距离Fe最近的Mg有4个
C.H2储满后,H2和H2的最短距离为pm
D.Mg填充在Fe形成的八面体空间中
【答案】A
【详解】A.Fe原子的八面体空隙在晶胞的棱心和体心,所以每个晶胞中含有4个Fe和8个Mg,个H2,因此氢气储满后晶体的化学式为Mg2FeH2,即x=1,氢气未储满,0<x<1;因此0<x≤1,故A项正确;
B.根据晶胞结构示意图可知,距离Fe原子最近且等距的Mg原子有8个,则Fe的配位数为8,故B项错误;
C.氢气储满后,H2和H2的最短距离为面对角线的二分之一,即a pm,故C项错误;
D.Mg原子占据Fe形成的所有四面体空隙,故D项错误;
故本题选A。
9.(23-24高二下·山东·阶段练习)硅与镁能够形成二元半导体材料,其晶胞如图所示,已知晶胞参数为,设阿伏加德罗常数值为。下列说法中不正确的是
A.该晶体中的键角为
B.晶体中距原子周围最近的原子有12个
C.该晶体中两个原子之间的最短距离为
D.晶体的密度为
【答案】C
【详解】A.由图可知,与镁原子最近的4个硅原子位于顶点和相邻的3个面心,4个硅原子形成正四面体形,因此的键角,A项正确;
B.晶体中以顶点的原子为对象分析,周围最近的原子位于与之相邻的3个面的面心,顶点被8个晶胞共用,面心被两个晶胞共用,则距原子周围最近的原子有12个,B项正确;
C.该晶体中两个原子之间的最短距离为棱长的一半,即为,C项错误;
D.原子位于顶点,个数为,8个镁原子位于体内,晶胞质量为,晶胞体积为,晶胞密度为,D项正确;
故选C。
10.(23-24高二下·辽宁·阶段练习)灰锡、白锡和锡烯都是锡的重要单质,银白色金属白锡在13.2℃以下会自发转化为灰色粉末状的灰锡。微观上,灰锡具有与金刚石相同的结构,密度为g/cm3。锡烯则是一种与石墨烯结构相似的纳米锡。下列说法错误的是
A.灰锡是共价晶体,一个晶胞中含有8个锡原子
B.锡烯中含有杂化方式不同于灰锡的锡原子
C.与同族的硅、锗相似,灰锡是应用广泛的半导体材料
D.若锡的相对原子质量为b,以NA表示阿伏加德罗常数的值,则灰锡晶胞的边长为
【答案】C
【详解】A.由题干已知信息可知,灰锡具有与金刚石相同的结构,故灰锡是共价晶体,由题干晶胞示意图可知,一个晶胞中含有=8个锡原子,A正确;
B.由题干信息可知,锡烯则是一种与石墨烯结构相似的纳米锡,则锡烯中Sn原子采用sp2杂化,故灰锡具有与金刚石相同的结构,含有sp3杂化的Sn原子,故二者的锡原子杂化方式不同,B正确;
C.由题干已知信息可知,灰锡具有与金刚石相同的结构,为过渡晶体,具有金属晶体和共价晶体的特性,灰锡与同族的硅、锗性质不相似,灰锡是电的良导体,C错误;
D.由题干晶胞可知,一个灰锡晶胞中含有Sn原子个数为:=8,若锡的相对原子质量为b,以NA表示阿伏加德罗常数的值,则一个晶胞的质量为:g,假设灰锡晶胞的边长为anm,则一个晶胞的体积为:(a×10-7cm)3,根据灰锡的密度为:g/cm3可知,解得a=,D正确;
故答案为:C。
11.(23-24高二上·辽宁·期末)某化合物的晶胞结构示意图如图,晶胞参数为a nm,设为阿伏加德罗常数的值,以晶胞参数建立坐标系,1号原子的坐标为,3号原子的坐标为。下列说法错误的是
A.晶体中M、N的个数比为4∶1
B.2号原子的坐标为
C.M、N之间的最短距离为nm
D.位于面心的M围成正八面体
【答案】B
【详解】A.晶体中M位于顶点和面心,N为体心占有1个,M、N的个数比为4∶1,A正确;
B.1号原子的坐标为,3号原子的坐标为,根据相对关系,2号原子的坐标为,B错误;
C.M、N之间的最短距离为体心到面心,为nm,C正确;
D.将面心的M连线,围成一个以N为体心的正八面体,D正确;
答案选B。
12.(23-24高二下·天津·阶段练习)已知晶体属立方晶系,晶胞边长a.将Li+掺杂到该晶胞中,可得到一种高性能的p型太阳能电池材料,其结构单元如图所示。假定掺杂后的晶胞参数不发生变化,下列说法正确的是
A.该结构单元中O原子数为3 B.Ni和Mg间的最短距离是a
C.Ni最近且等距的O原子个数为4 D.该物质的化学式为Li0.5Mg1.125Ni2.375O4
【答案】D
【详解】A.该晶胞中O原子个数为1+12×=4,故A错误;
B.根据图知,Ni和Mg的最短距离等于晶胞面对角线长度的一半,即a,故B错误;
C.Ni的配位数即距离Ni最近的O原子的个数为6个,故C错误;
D.该晶胞中O原子个数为1+12×=4,Li原子个数为1×2=0.5,Mg原子个数为1×+2×=1.125,Ni原子个数为7×+3×2=2.375,所以Li、Mg、Ni、O原子个数之比=0.5:1.125:2.375:4,所以其化学式为Li0.5Mg1.125Ni2.375O4,故D正确;
故选D。
13.(23-24高二下·辽宁葫芦岛·期中)有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是
A.干冰晶体中,只存在范德华力,符合分子密堆积这一特征
B.NaCl晶胞中的配位数小于干冰晶胞中分子的配位数
C.石墨晶体中存在共价键与范德华力,所以属于混合型晶体
D.钛酸钙的化学式为
【答案】A
【详解】A.晶体的特征是分子的密堆积,干冰晶体中,二氧化碳分子之间为范德华力,分子内部存在共价键,A错误;
B.氯化钠晶胞中钠离子的配位数为6,干冰中二氧化碳分子的配位数为12,氯化钠中的配位数小于干冰中二氧化碳分子的配位数,B正确;
C.石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,所以石墨是一种混合型晶体,C正确;
D.根据“均摊法”,晶胞中含个Ca、1个Ti、个O,则化学式为,D正确;
故选A。
14.(23-24高二下·北京·期中)某晶体晶胞结构如图所示,其中含有A、B、C三种元素的粒子,则该晶体中A、B、C的粒子个数之比为
A.8∶6∶1 B.4∶3∶1
C.1∶6∶1 D.1∶1∶3
【答案】D
【详解】A原子在晶胞的8个顶点,根据均摊原则,A原子数为 ;B在晶胞的体心,B原子数为1;C在晶胞的6个面心,根据均摊原则,C原子数为,所以该晶体中A、B、C的粒子个数之比为1:1:3,故选D。
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