3.1 物质的聚集状态与晶体的常识-2024-2025学年高二化学同步练习——题型突破（人教版2019选择性必修2）

· 3.1物质的聚集状态与晶体的常识 · 题型导引 题型一 物质的聚集状态的辨识 题型二 关于等离子体、液晶和离子液体的辨析 题型三 液晶、等离子体等材料的应用 题型四 晶体与非晶体的区别 题型五 与晶体性质有关的几个问题 题型六 化学键类别与晶体类别之间关系的辨别 题型七 晶胞概念的理解与晶胞的判断 题型八 晶体结构以及晶胞结构的辨识 题型九 晶胞中的粒子数与晶体化学式的计算方法 题型十 晶胞密度的计算方法 题型十一 晶胞中粒子间距离的计算方法 题型十二 晶胞中粒子分数坐标的分析与计算 题型十三 晶胞中配位数及其配位多面体的分析与判断 题型十四 关于晶胞计算的常考类型 题型一 物质的聚集状态的辨识 方法提示： 1.物质的聚集状态除了气态、液态和固态之外，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等；液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性。 2. 构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 1.下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是 A．在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列 B．非晶体的内部原子或分子的排列杂乱无章 C．物质的聚集状态除了晶态、非晶态还有塑晶态、液晶态等 D．等离子体是指由电子、阳离子组成的带有一定电荷的物质聚集体 2．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 3．科学研究表明，物质有多种聚集状态。下列描述错误的是 A．等离子体和液晶都是物质的一种聚集状态 B．液晶具有液体的流动性和晶体的各向异性 C．液晶和液态是物质的两种不同聚集状态 D．同一种金属元素构成的纳米材料具有完全相同的性质 题型二 关于等离子体、液晶和离子液体的辨析 方法提示： 1.由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体；室温附近温度下仅由离子组成的液体物质称为室温离子液体，也称为低温熔融盐。 2.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物质称液晶。在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态，液晶分为热致液晶和溶致液晶。 1．1-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 2．下列有关等离子体、液晶的叙述中不正确的是 A．等离子体是一种整体上呈电中性的气态物质 B．液晶材料显示图像和文字，移去电场后，液晶分子恢复到原来状态 C．等离子体、液晶不是物质的一种聚集状态 D．液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响 3．电视剧《狂飙》中提到的等离子电视曾风靡一时，等离子电视和液晶电视都属于平板电视。下列关于等离子体和液晶的说法不正确的是 A．等离子体是一种混合物存在状态 B．等离子体基本构成微粒只有阴、阳离子 C．液晶是物质的一种聚集状态 D．液晶既具有液体的流动性，又表现出类似晶体的各向异性 题型三 液晶、等离子体等材料的应用 方法提示： 1.大多数离子液体有体积很大的阴、阳离子；等离子体具有良好的导电性；液晶在一定温度范围内存在，既具有液体的可流动性，又表现出类似晶体的各向异性但它不是晶体。 2.离子液体、等离子体、液晶等晶体材料在工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面有着广泛的应用。 1．等离子体在工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面有着非常重要的应用价值。下列与等离子体无关的是 A．等离子体显示器 B．日光灯和霓虹灯 C．把水温度升高到几千摄氏度 D．液晶显示器 2．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 3．等离子体的用途十分广泛，运用等离子体来切割金属或者进行外科手术，其利用了等离子体的特点是(　　) 题型四 晶体与非晶体的区别 方法提示： 1. 晶体与非晶体的根本区别：是否有规则的几何外形(由晶体的自范性决定)、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、是否有各向异性。 2. 区分晶体与非晶体的方法：间接方法是看否有固定的熔点；最科学的方法是对固体进行X­射线衍射实验。 1．下列不属于晶体的特点的是(　　) A．一定有固定的几何外形 B．一定有各向异性 C．一定有固定的熔点 D．一定是无色透明的固体 2．下列关于晶体与非晶体的说法正确的是(　　) A．晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B．晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C．固体食盐、水晶、胆矾、玻璃均属于晶体 D．区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 3．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3625℃ D．在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线 题型五 与晶体性质有关的几个问题 方法提示： 1.晶体具有晶体的自范性、晶体的各向异性、晶体的对称性以及固定的熔点。而准晶具有各向异性，不具有自范性，可以通过X射线衍射实验区别晶体和准晶， 2.得到晶体一般有三条途径：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， 1．下列关于晶体的说法错误的是 A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．准晶和晶体可以通过射线衍射实验加以区别 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 2．下列关于晶体性质的描述中，正确的是 A．晶体具有物理性质各向同性的特点 B．形成晶体的形态与结晶过程的速率无关 C．用射线衍射实验可以区分晶体和非晶体 D．晶体表现自范性的过程是自发过程，不需要外界条件 3．下列关于晶体的说法正确的是 A．凡有规则几何外形的固体均为晶体 B．晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性均相同 C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点 D．将饱和硫酸铜溶液冷却降温，析出的固体不是晶体 题型六 化学键类别与晶体类别之间关系的辨别 方法提示： 1.共价键可形成分子晶体和共价晶体，分子晶体中的分子间存在分子间作用力，但稀有气体不含共价键；而共价晶体的原子间只存在共价键。 2.离子晶体一定存在离子键，可能含有共价键；金属晶体包括金属单质和合金，金属晶体中只存在金属键，含有金属键的物质不一定是金属晶体，如金属汞常温下是液态。 1．下列有关晶体的说法正确的是 A．含有共价键的晶体一定是共价晶体 B．含有离子键的晶体一定是离子晶体 C．所有晶体均含有化学键 D．含有金属元素的晶体一定是金属晶体 2．下列各组晶体物质中，化学键类型和晶体类型均相同的是 ①灰锡和CO2    ②晶体硼和HCl    ③SO3和CO2    ④晶体硅和金刚石    ⑤Si3N4和晶体氮    ⑥H2O和NH3 ⑦NaH和HBr ⑧NaOH和KCl A．①②③ B．④⑤⑥ C．③④⑥ D．①③⑤ 3．下列物质熔化或升华时，所克服的粒子间作用与晶体硅熔化时所克服的粒子间作用相同的是 A．干冰升华 B．Mg熔化 C．熔化 D．熔化 题型七 晶胞概念的理解与晶胞的判断 方法提示： 1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，但晶胞不一定是晶体中最小的重复结构单元。晶体可以看作是一个数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，且取向相同。 2..常规晶胞是最小的平行六面体，有8个顶角，三套各4根平行棱，三套各两个平行面；但不是所有晶胞都是最小的平行六面体。所有常规晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列都完全相同；但晶胞的大小可能不同。 1．下列有关晶胞的说法中，正确的是 A．晶胞都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 2．已知金属Cu、Ag、Au的晶体都是面心立方最密堆积，下列Cu晶胞俯视图正确的是 A． B． C． D． 3．所列图形表示的晶体结构中，符合晶胞特点的是( ) A． B． C． D． 题型八 晶体结构以及晶胞结构的辨识 方法提示： 1. 常见的晶胞的类型为立方晶系和六方晶系，立方晶系包括简单立方、体心立方和面心立方三种类型。简单立方晶胞中，原子位于每个顶点和中心；体心立方晶胞中，原子位于每个顶点和体心；面心立方晶胞中，原子位于每个顶点和面心。六方晶系包括简单六方和体心六方两种类型。简单六方晶胞中，原子位于顶角和面心；体心六方晶胞中，原子位于顶角和体心。 2.晶胞中的微粒数是指完全属于某一晶胞中的粒子，若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的n分之一属于这个晶胞 1．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 2．KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是 A．每个晶胞中含有8个K、6个O、1个I B．IO3-的空间构型为四面体形 C．与K紧邻的O的个数为6个 D．在KIO3晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置 3．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 题型九 晶胞中的粒子数与晶体化学式的计算方法 方法提示： 1.立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有(1/8)属于该晶胞；每条棱上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有(1/4)属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共用，每个粒子只有(1/2)属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 2.六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 3.三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 1．某晶体的一部分如图所示，上下底面为正三角形。这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是 A．3︰9︰4 B．1︰4︰2 C．2︰9︰4 D．3︰8︰4 2．现有四种晶体的晶胞，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式正确的是 (A为○ B为●) A： B： C：XY4 D： A．A B．B C．C D．D 3．回答下列问题 (1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是 。 (2)为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有 个铜原子。 (3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为 ，该功能陶瓷的化学式为 。 (4)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是 ，在晶体中1个Co原子周围距离最近的原子数目为 个。 (5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，其结构如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为___________。 A． B．TiC C． D． 4．某晶体具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示，该晶体所表示的化学式是 A． B． C． D． 题型十 晶胞密度的计算方法 方法提示： 1.思维流程：确定晶胞中粒子个数→物质的化学式→晶胞的质量、确定晶胞的体积→晶胞的密度 2.计算公式：ρ=NM/(NA·a3)；其中N为晶胞中的粒子数，M为晶胞化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长。 3.常用到的单位换算： 1m=102cm=103mm=106μm=109nm=1010Å=1012pm。 1．某种磁性氮化铁的结构如图所示，N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。正六棱柱底边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磁性氮化铁的晶体密度为____g/cm3(列出计算式)。 2．的晶胞结构为面心立方结构。已知一定条件下晶胞的棱长为a cm，阿伏加德罗常数为，则该条件下的摩尔体积(单位物质的量的物质的体积)为 (用含a、的代数式表示，下同)，晶体密度为 。 3．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某立方FexNy的晶胞如图所示，晶胞参数为apm，该晶体密度为 g·cm-3 (设NA为阿伏加德罗常数的值，写出表达式)，Cu完全替代该晶体中b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy， n︰y= 。 题型十一 晶胞中粒子间距离的计算方法 方法提示： 1.思维流程：确定晶胞中的粒子个数→物质的化学式→晶胞的质量、晶胞的密度→晶胞的体积→晶胞中粒子间距离 2.计算方法：微粒间距离的计算常常涉及晶体密度、NA、m、晶体体积等数据，解答这类题目时，一要掌握“均摊法”原理，二要熟悉常见晶体的结构特征，三要明确微粒的位置，结合数学知识，找出所求微粒间的距离与晶胞边长、面对角线或者体对角线的关系。 1．由Al元素和N元素形成的某种化合物的晶胞如图所示，已知N原子位于晶胞体对角线的处。假设该化合物晶体的密度为，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞中相距最近的两个N原子之间的距离为 A． B． C． D． 2．晶胞如图所示，在晶胞中，○表示，●表示。已知晶体的密度为，的摩尔质量为，阿伏加 德罗常数为，则在晶体中每个和与之等距且最近的之间的距离为(   ) A．cm B．cm C．cm D．cm 3．Zn与S形成晶胞结构如图所示，晶体密度为p g/cm3，则晶胞中距离最近的Zn、S之间的核间距离是________pm。(NA表示阿伏加德罗常数，用含p、NA等的代数式表示) 4．图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x= pm，Mg原子之间最短距离y= pm。 题型十二 晶胞中粒子分数坐标的分析与计算 方法提示： 1.为了表示晶胞中所有粒子的位置，用坐标(x，y，z)表达晶胞中粒子的分布，该坐标被称为粒子分数坐标。坐标的取值范围为1＞|x、y、x|≥0(若值取1就相当于平移到另一个晶胞)。 2.晶胞参数 a、b、c 的方向为三维坐标系坐标轴的方向,满足右手系；以晶胞参数a、b、c 的长度为三个方向的长度单位，取值为1；一般将原点选在晶胞顶点上。 1．近年来有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl晶体在50～300GPa的高压下和Cl2反应，可以形成一种新型晶体，其立方晶胞如图所示(大球为Cl，小球为Na)，已知晶胞中原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，0，)，晶胞中，C的原子分数坐标 为_____________ 2．合成某种脱氢催化剂的主要成分之一为立方ZnO，其晶胞结构如图， a的分数坐标为，b的分数坐标为______________。 3．如图是一种Cu和Cl组成的二元化合物的晶胞示意图，该晶胞呈立方体结构，边长为apm。若图中A的原子坐标为，则B的原子坐标为__________ 题型十三 晶胞中配位数及其配位多面体的分析与判断 方法提示： 1.配位数指的是一个原子或离子周围与之相邻的其他原子或离子的个数。也可以理解为一个原子或离子最近的原子或离子的数量。 2.通过观察晶体的结构，特别是原子的排列方式和相互之间的距离，可以大致推测出配位数。常见的配位数有4(配位多面体为正四面体)、6(配位多面体为正八面体)、8(配位多面体为立方体)和12(配位多面体为立方八面体，共14个面，包括6个正方形和8个正三角形)。 1．钛酸钡是一种典型钙钛矿型结构晶体，广泛应用于多层陶瓷电容器、热敏电阻器等方面，其立方晶胞结构如图所示，下列说法不正确的是 A．钛酸钡的化学式为 B．晶体中与每个紧邻且等距离的有6个 C．的配位数是4 D．若将置于晶胞体心，置于晶胞顶点，则位于立方体的面心 2．某种钙的氮化物可用于制荧光粉，其立方晶胞结构如下图。若晶胞棱长为a nm（1 nm=1×10-7 cm，NA表示阿伏加德罗常数的数值），下列说法不正确的是 A．该化合物的化学式为Ca3N2 B．距离Ca2+最近且等距的N3-有6个 C．Ca2+与N3-之间的相互作用主要是离子键 D．N3-位于Ca2+围成的正八面体的中心 3．钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物，其晶体结构如图所示。下列说法正确的是 A．该晶体熔点低、硬度小 B．每个晶胞中含有6个 C．钛酸钙的化学式为 D．每个周围距离最近且等距的有12个 题型十四 关于晶胞计算的常考类型 方法提示： 1.均摊法确定晶胞中粒子的个数；晶体的化学式就是晶体(也可以说是每个晶胞)中各类原子或离子数目的最简整数比；观察法确定配位数，常见的配位数有4、6、8和12。 2.晶胞密度用ρ=NM/(NA·a3)计算；微粒间距离的计算常常涉及晶体密度、NA、m、晶体体积等数据；晶胞参数为a、b、c 方向的三维坐标系，三维坐标轴满足右手系； 1．锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞， NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．该氧化物的化学式为 B．该氧化物的密度为 C．p点和q点之间的距离为 D．该晶体中Zr的配位数为2 2．磷化硼是一种耐磨涂料，可用作金属的表面保护层。磷化硼的晶胞及某些原子的分数坐标如图所示，设晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．磷化硼晶体是分子晶体 B．磷原子与硼原子的最短距离为 C．该晶体的密度为 D．a原子的分数坐标为 3．黄铁矿晶体的晶胞如图所示，晶胞参数为anm，晶胞中位于所形成的正八面体的体心，M点分数坐标为，为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．N点的分数坐标为 B．晶胞中与等距且最近的数目为8 C．该晶体密度为g⋅cm D．若八面体边长为d nm，则 4．一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系，已知金属原子均呈四面体配位，晶胞棱边夹角均为90°，其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图，甲为A的体对角线投影图，乙为B的沿y轴方向的投影图，A中Fe、Sn位置互换即为B，立方体A、B棱长均为a pm。下列说法正确的是 A．晶胞中Sn和Cu原子之间最短距离为 B．该晶胞密度为x C．晶胞中部分原子的坐标为则晶胞中Sn的坐标可以表示为 D．晶体中Sn的价层成键电子对数与孤电子对数之比为2∶1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ · 3.1物质的聚集状态与晶体的常识 · 题型导引 题型一 物质的聚集状态的辨识 题型二 关于等离子体、液晶和离子液体的辨析 题型三 液晶、等离子体等材料的应用 题型四 晶体与非晶体的区别 题型五 与晶体性质有关的几个问题 题型六 化学键类别与晶体类别之间关系的辨别 题型七 晶胞概念的理解与晶胞的判断 题型八 晶体结构以及晶胞结构的辨识 题型九 晶胞中的粒子数与晶体化学式的计算方法 题型十 晶胞密度的计算方法 题型十一 晶胞中粒子间距离的计算方法 题型十二 晶胞中粒子分数坐标的分析与计算 题型十三 晶胞中配位数及其配位多面体的分析与判断 题型十四 关于晶胞计算的常考类型 题型一 物质的聚集状态的辨识 方法提示： 1.物质的聚集状态除了气态、液态和固态之外，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等；液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性。 2. 构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 1.下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是 A．在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列 B．非晶体的内部原子或分子的排列杂乱无章 C．物质的聚集状态除了晶态、非晶态还有塑晶态、液晶态等 D．等离子体是指由电子、阳离子组成的带有一定电荷的物质聚集体 【答案】D 【解析】A．液晶分子间的相互作用容易受温度、压力、电场的影响，在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列，A正确； B．内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体物质称为非晶体，B正确； C．物质的聚集状态有晶态、非晶态还有塑晶态、液晶态，Ｃ正确； D．等离子体由电子、阳离子和中性粒子组成正、负电荷大致相等，整体上呈电中性，D错误； 故答案选D。 2．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。 3．科学研究表明，物质有多种聚集状态。下列描述错误的是 A．等离子体和液晶都是物质的一种聚集状态 B．液晶具有液体的流动性和晶体的各向异性 C．液晶和液态是物质的两种不同聚集状态 D．同一种金属元素构成的纳米材料具有完全相同的性质 【答案】D 【详解】A．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，液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，A正确； B．在一定范围内存在液体流动性，也存在晶体各向异性的物质，称之为液晶，B正确； C．某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态，这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶；液态是指物质的液体状态，故C正确； D．纳米材料实际上是三维空间尺寸至少有一维处于你们尺度的、具有特定功能的材料，包括纳米颗粒和颗粒间界面两部分。但同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体不可能具有完全等同的性质，故D错； 答案选D。 题型二 关于等离子体、液晶和离子液体的辨析 方法提示： 1.由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体；室温附近温度下仅由离子组成的液体物质称为室温离子液体，也称为低温熔融盐。 2.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物质称液晶。在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态，液晶分为热致液晶和溶致液晶。 1．1-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。 2．下列有关等离子体、液晶的叙述中不正确的是 A．等离子体是一种整体上呈电中性的气态物质 B．液晶材料显示图像和文字，移去电场后，液晶分子恢复到原来状态 C．等离子体、液晶不是物质的一种聚集状态 D．液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响 【答案】C 【详解】A．等离子体是由电子、阳离子和电中性的分子或原子组成的整体上呈电中性的气态物质，A项正确； B．液晶材料的显示原理为施加电场时，液晶分子的长轴取向发生不同程度的改变，移去电场后，液晶分子恢复到原来状态，B项正确； C．由等离子体、液晶的定义可知等离子体、液晶是物质的一种聚集状态，C项错误； D．液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响，这是液晶的性质，也可以用来解释为什么可以用液晶来做液晶显示器，D项正确； 故选C。 3．电视剧《狂飙》中提到的等离子电视曾风靡一时，等离子电视和液晶电视都属于平板电视。下列关于等离子体和液晶的说法不正确的是 A．等离子体是一种混合物存在状态 B．等离子体基本构成微粒只有阴、阳离子 C．液晶是物质的一种聚集状态 D．液晶既具有液体的流动性，又表现出类似晶体的各向异性 【答案】B 【详解】A．等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，是一种混合物存在状态，A正确； B．等离子体中也有中性粒子，B错误； C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，C正确；   D．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既有液体的流动性、黏度、性变形，又具有晶体的某些物理性质，如导电性，光学性质等，表现出类似晶体的各向异性，D正确； 故选B。 题型三 液晶、等离子体等材料的应用 方法提示： 1.大多数离子液体有体积很大的阴、阳离子；等离子体具有良好的导电性；液晶在一定温度范围内存在，既具有液体的可流动性，又表现出类似晶体的各向异性但它不是晶体。 2.离子液体、等离子体、液晶等晶体材料在工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面有着广泛的应用。 1．等离子体在工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面有着非常重要的应用价值。下列与等离子体无关的是 A．等离子体显示器 B．日光灯和霓虹灯 C．把水温度升高到几千摄氏度 D．液晶显示器 【答案】D 【详解】A．等离子显示器里，紫外光可以使气体转变为等离子体，A不选； B．日光灯和霓虹灯的灯管里，放电时可以将空气转变为等离子体，B不选； C．将水温升高到几千摄氏度，高温时能够将水分子转变为等离子体，C不选； D．液晶显示器是液晶的重要用途，与等离子体无关，D选； 故选：D。 2．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。 3．等离子体的用途十分广泛，运用等离子体来切割金属或者进行外科手术，其利用了等离子体的特点是(　　) A．微粒带有电荷 B．高能量 C．基本构成微粒多样化 D．准电中性 【答案】B 【解析】运用等离子体来切割金属或者进行外科手术，是利用了等离子体具有高能量的特点。 故选B。 题型四 晶体与非晶体的区别 方法提示： 1. 晶体与非晶体的根本区别：是否有规则的几何外形(由晶体的自范性决定)、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、是否有各向异性。 2. 区分晶体与非晶体的方法：间接方法是看否有固定的熔点；最科学的方法是对固体进行X­射线衍射实验。 1．下列不属于晶体的特点的是(　　) A．一定有固定的几何外形 B．一定有各向异性 C．一定有固定的熔点 D．一定是无色透明的固体 【答案】D 【解析】晶体的特点有：有规则的几何外形(由晶体的自范性决定)、固定的熔点及各向异性，但不一定是无色透明的固体，如紫黑色的碘晶体、蓝色的硫酸铜晶体。 故选D。 2．下列关于晶体与非晶体的说法正确的是(　　) A．晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B．晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C．固体食盐、水晶、胆矾、玻璃均属于晶体 D．区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 【答案】B 【解析】A．晶体与非晶体的本质区别在于是否有自范性，微粒在微观空间是否呈现周期性的有序排列，是否有各向异性。故A错误； B．晶体有自范性是粒子在微观空间呈周期有序性排列的宏观表象，故B正确； C．玻璃不是晶体，故C错误； D．区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是X-射线衍射法，故D错误； 故选B。 3．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3625℃ D．在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线 【答案】A 【详解】A．石墨和金刚石是由碳元素形成的不同单质，为同素异形体，但不能说明石墨为晶体；故A符合题意； B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列，符合晶体的微粒排布特点，能说明石墨是晶体，故B不符合题意； C．石墨有固定的熔点，符合晶体的特点，能说明石墨是晶体，故C不符合题意； D．在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线，能说明石墨是晶体，故D不符合题意； 答案选A。 题型五 与晶体性质有关的几个问题 方法提示： 1.晶体具有晶体的自范性、晶体的各向异性、晶体的对称性以及固定的熔点。而准晶具有各向异性，不具有自范性，可以通过X射线衍射实验区别晶体和准晶， 2.得到晶体一般有三条途径：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， 1．下列关于晶体的说法错误的是 A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．准晶和晶体可以通过射线衍射实验加以区别 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 【答案】B 【详解】A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形的性质，A项正确； B．水晶是晶体，而玻璃是非晶体，B项错误； C．晶体具有自范性，而准晶不具有自范性，可以通过X射线衍射实验加以区别，C项正确； D．由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，具有特定的方向性，D项正确； 答案选B。 2．下列关于晶体性质的描述中，正确的是 A．晶体具有物理性质各向同性的特点 B．形成晶体的形态与结晶过程的速率无关 C．用射线衍射实验可以区分晶体和非晶体 D．晶体表现自范性的过程是自发过程，不需要外界条件 【答案】C 【解析】A．由于晶体内部质点排列的有序性，所以晶体的某些物理性质具有各向异性的特点，故A错误； B．晶体的形成都有一定的形成条件，如温度、结晶速率等，故B错误； C．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可区分晶体与非晶体，故C正确； D．晶体的自范性指晶体能自发地呈现多面体外形的性质，所谓自发过程，即自动发生的过程，不过自发过程的实现仍需要一定的外界条件，故D错误； 故选C。 3．下列关于晶体的说法正确的是 A．凡有规则几何外形的固体均为晶体 B．晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性均相同 C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点 D．将饱和硫酸铜溶液冷却降温，析出的固体不是晶体 【答案】C 【解析】A．具有规则几何外形的固体不一定是晶体，故A错误； B．由于晶体内部质点排列的高度有序性，使得晶体在强度、导热性、光学性质等物理性质上常常表现为各向异性，故B错误； C．水晶是晶体，有固定的熔点，普通玻璃是混合物无固定的熔点，故C正确； D．得到晶体一般有三条途径：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，所以将饱和硫酸铜溶液冷却降温，析出的固体是晶体，故D错误； 故选C。 题型六 化学键类别与晶体类别之间关系的辨别 方法提示： 1.共价键可形成分子晶体和共价晶体，分子晶体中的分子间存在分子间作用力，但稀有气体不含共价键；而共价晶体的原子间只存在共价键。 2.离子晶体一定存在离子键，可能含有共价键；金属晶体包括金属单质和合金，金属晶体中只存在金属键，含有金属键的物质不一定是金属晶体，如金属汞常温下是液态。 1．下列有关晶体的说法正确的是 A．含有共价键的晶体一定是共价晶体 B．含有离子键的晶体一定是离子晶体 C．所有晶体均含有化学键 D．含有金属元素的晶体一定是金属晶体 【答案】B 【详解】A．共价晶体是原子通过共价键结合而成，含有共价键的不一定是共价晶体，也可能是分子晶体，故A错误； B．离子晶体是阴阳离子通过离子键结合，含有离子键的晶体一定是离子晶体，故B正确； C．稀有气体是分子晶体，仅含分子间作用力，不含化学键，故C错误； D．金属晶体是由金属阳离子与自由电子构成，含有金属元素的不一定是金属晶体，如氯化钠是离子晶体，故D错误； 故选B。 2．下列各组晶体物质中，化学键类型和晶体类型均相同的是 ①灰锡和CO2    ②晶体硼和HCl    ③SO3和CO2    ④晶体硅和金刚石    ⑤Si3N4和晶体氮    ⑥H2O和NH3 ⑦NaH和HBr ⑧NaOH和KCl A．①②③ B．④⑤⑥ C．③④⑥ D．①③⑤ 【答案】C 【详解】①灰锡属于共价晶体，含共价键；CO2为分子晶体，含共价键；二者晶体类型不同。 ②晶体硼属于共价晶体，含共价键；HCl为分子晶体，含共价键；二者晶体类型不同。 ③SO3、CO2均为分子晶体，含共价键；二者晶体类型和化学键均相同。 ④晶体硅、金刚石属于共价晶体，含共价键；二者晶体类型和化学键均相同。 ⑤Si3N4属于共价晶体，含共价键；晶体氮属于分子晶体，含共价键；二者晶体类型不同。 ⑥H2O、NH3均属于分子晶体，含共价键；二者晶体类型和化学键均相同。 ⑦NaH是离子晶体，含离子键；HBr是分子晶体，含共价键；二者晶体类型和化学键均不相同。 ⑧NaOH是离子晶体，含离子键和共价键，KCl是离子晶体，只含离子键，二者化学键类型有所不同 故选C。 3．下列物质熔化或升华时，所克服的粒子间作用与晶体硅熔化时所克服的粒子间作用相同的是 A．干冰升华 B．Mg熔化 C．熔化 D．熔化 【答案】D 【分析】晶体硅为共价晶体，熔化时克服的作用力为共价键。 【详解】A．干冰为分子晶体，升华克服的作用力是分子间作用力，A错误； B．镁为金属晶体，熔化克服的作用力为金属键，B错误； C．硫酸钡为离子晶体，熔化克服的作用力为离子键，C错误； D．氮化硅为共价晶体，熔化克服的作用力为共价键，D正确； 故选D。 题型七 晶胞概念的理解与晶胞的判断 方法提示： 1.描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，但晶胞不一定是晶体中最小的重复结构单元。晶体可以看作是一个数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，且取向相同。 2..常规晶胞是最小的平行六面体，有8个顶角，三套各4根平行棱，三套各两个平行面；但不是所有晶胞都是最小的平行六面体。所有常规晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列都完全相同；但晶胞的大小可能不同。 1．下列有关晶胞的说法中，正确的是 A．晶胞都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。 2．已知金属Cu、Ag、Au的晶体都是面心立方最密堆积，下列Cu晶胞俯视图正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据面心立方最密堆积的特点，原子在晶胞的顶点和面心，故俯视图中正方形顶点，边的中点和中心都有原子； 故选C。 3．所列图形表示的晶体结构中，符合晶胞特点的是( ) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】晶胞特点是周期性有序无隙并置排列，具有对称性，根据图中信息B、C、D都不满足，只有A满足条件，故A符合题意。 故选A。 题型八 晶体结构以及晶胞结构的辨识 方法提示： 1. 常见的晶胞的类型为立方晶系和六方晶系，立方晶系包括简单立方、体心立方和面心立方三种类型。简单立方晶胞中，原子位于每个顶点和中心；体心立方晶胞中，原子位于每个顶点和体心；面心立方晶胞中，原子位于每个顶点和面心。六方晶系包括简单六方和体心六方两种类型。简单六方晶胞中，原子位于顶角和面心；体心六方晶胞中，原子位于顶角和体心。 2.晶胞中的微粒数是指完全属于某一晶胞中的粒子，若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子的n分之一属于这个晶胞 1．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。 2．KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是 A．每个晶胞中含有8个K、6个O、1个I B．IO3-的空间构型为四面体形 C．与K紧邻的O的个数为6个 D．在KIO3晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置 【答案】D 【解析】A．K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，I位于晶胞的体内，故每个晶胞中含有1个K、3个O、1个I，A错误； B．IO3-中I的价层电子对数为3+=4，I采取sp3杂化，则IO3-的空间构型为三角锥形，B错误； C．O位于面心，K位于顶点，与K紧邻的O的个数为12个，C错误； D．在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为8×=1，O位于棱心位置，每个棱为4个晶胞共有，O个数为12×=3，K的个数为1，应位于体心位置，D正确。 故选D。 3．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。 题型九 晶胞中的粒子数与晶体化学式的计算方法 方法提示： 1.立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有(1/8)属于该晶胞；每条棱上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有(1/4)属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共用，每个粒子只有(1/2)属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 2.六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 3.三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 1．某晶体的一部分如图所示，上下底面为正三角形。这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是 A．3︰9︰4 B．1︰4︰2 C．2︰9︰4 D．3︰8︰4 【答案】B 【详解】晶体中A的个数为：，B的个数为：，C的个数为：1，故A、B、C三种粒子数之比=1︰4︰2； 答案选B。 2．现有四种晶体的晶胞，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式正确的是 (A为○ B为●) A： B： C：XY4 D： A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．根据均摊法可知，一个A晶胞中含A的个数为1个，B的个数为：=1，故化学式为AB，A错误； B．根据均摊法可知，一个B晶胞中含E的个数为个，F的个数为：，故化学式为E3F，B错误； C．根据均摊法可知，一个C晶胞中含X的个数为：1个，Y的个数为：个，故化学式为XY4，C正确； D．根据均摊法可知，一个D晶胞中含A的个数为个，B的个数为6，故化学式为AB2，D错误； 故答案为：C。 3．回答下列问题 (1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是 。 (2)为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有 个铜原子。 (3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为 ，该功能陶瓷的化学式为 。 (4)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是 ，在晶体中1个Co原子周围距离最近的原子数目为 个。 (5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，其结构如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为___________。 A． B．TiC C． D． 【答案】(1)CuCl (2)16 (3) 2 BN (4) 12 (5)A 【详解】（1）由晶胞结构可知白球有8个位于顶点，6个位于面心，个数为，黑球4个在体内，则Cu和Cl的原子个数比为4︰4＝1︰1，化学式为CuCl； （2）内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则氧原子个数为：，结合Cu2O化学式可知铜原子个数为O的2倍，含16个； （3）黑球有1个在体内、4个在棱上，个数为：，白球1个在体内、8个在顶点，个数为：，则该晶胞种B、N个数均为2，化学式为BN； （4）该晶胞中6个O原子位于面心，个数为，Co原子由8个位于顶点，个数为，Ti原子1个在体内，则该晶胞的化学式为：CoTiO3，由晶胞结构可知1个Ti原子周围有6个O原子，1个Co周围有12个O； （5）该结构表示团簇分子，含有14个Ti和13个C，化学式为Ti14C13，故选A。 4．某晶体具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示，该晶体所表示的化学式是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】从基本结构单元分析得知，B原子的成键有连两个A原子和连三个A原子的两种情况，连两个A原子的B原子完全属于该基本结构单元，连三个A原子的B原子处在中心的完全属于该基本结构单元，处在“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单元含有6个A原子和个B原子，故化学式为A3B4； 故选B。 题型十 晶胞密度的计算方法 方法提示： 1.思维流程：确定晶胞中粒子个数→物质的化学式→晶胞的质量、确定晶胞的体积→晶胞的密度 2.计算公式：ρ=NM/(NA·a3)；其中N为晶胞中的粒子数，M为晶胞化学式的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数，a为晶胞边长。 3.常用到的单位换算： 1m=102cm=103mm=106μm=109nm=1010Å=1012pm。 1．某种磁性氮化铁的结构如图所示，N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。正六棱柱底边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磁性氮化铁的晶体密度为____g/cm3(列出计算式)。 【答案】 【解析】图中结构单元底面为正六边形，边长为a cm，底面面积为6××acm×acm×sin60°=cm2；结构单元的体积V=cm2×ccm=cm3，结构单元中含有N原子数为2，含有的Fe原子数为：=6，该晶胞在原子总质量m=g，所以该晶体密度ρ==g/cm3。 故答案为 2．的晶胞结构为面心立方结构。已知一定条件下晶胞的棱长为a cm，阿伏加德罗常数为，则该条件下的摩尔体积(单位物质的量的物质的体积)为 (用含a、的代数式表示，下同)，晶体密度为 。 【答案】 【解析】由晶胞结构可知，每个晶胞中含有8+6=4个分子，则该条件下的摩尔体积为；晶体密度为==。 故答案为 3．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某立方FexNy的晶胞如图所示，晶胞参数为apm，该晶体密度为 g·cm-3 (设NA为阿伏加德罗常数的值，写出表达式)，Cu完全替代该晶体中b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy， n︰y= 。 【答案】 3︰1 【解析】根据晶胞结构，Fe原子位于顶点和面心，所含的原子的数目为8×+6×=4，N原子位于体心，共有1个，该晶胞的化学式为Fe4N，晶胞质量为：，晶胞参数为apm，晶胞体积为V=(a×10-10)3cm3，该晶体密度为；Cu替代b位置的Fe，形成晶胞中N原子处于体心、Cu原子处于面心、Fe原子处于顶点，晶胞中N原子数目=1，N(Cu)=6×=3，N(Fe)=8×=1，其化学式为：FeCu3N，n︰y=3︰1。 故答案为 3︰1 题型十一 晶胞中粒子间距离的计算方法 方法提示： 1.思维流程：确定晶胞中的粒子个数→物质的化学式→晶胞的质量、晶胞的密度→晶胞的体积→晶胞中粒子间距离 2.计算方法：微粒间距离的计算常常涉及晶体密度、NA、m、晶体体积等数据，解答这类题目时，一要掌握“均摊法”原理，二要熟悉常见晶体的结构特征，三要明确微粒的位置，结合数学知识，找出所求微粒间的距离与晶胞边长、面对角线或者体对角线的关系。 1．由Al元素和N元素形成的某种化合物的晶胞如图所示，已知N原子位于晶胞体对角线的处。假设该化合物晶体的密度为，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞中相距最近的两个N原子之间的距离为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】晶胞中Al原子位于顶点和面心，一个晶胞中Al原子数目为，N原子位于晶胞内部，一个晶胞中N原子数目为4，则晶胞质量为；晶胞中距离最近的两个N原子距离为底面对角线长度的二分之一，设为a cm，则晶胞边长为，则晶胞体积为，所以密度为g/cm3=，则a=。 故选A。 2．晶胞如图所示，在晶胞中，○表示，●表示。已知晶体的密度为，的摩尔质量为，阿伏加 德罗常数为，则在晶体中每个和与之等距且最近的之间的距离为(   ) A．cm B．cm C．cm D．cm 【答案】B 【解析】设晶胞的边长为a，则其体积为a3，1个晶胞中含Cl-：8×+6×=4、Na+：12×+1=4，根据ρg/cm3==，求出a=cm，在晶体中每个和与之等距且最近的的距离为面对角线的，根据勾股定理，距离为cmcm ； 故选B。 3．Zn与S形成晶胞结构如图所示，晶体密度为p g/cm3，则晶胞中距离最近的Zn、S之间的核间距离是________pm。(NA表示阿伏加德罗常数，用含p、NA等的代数式表示) 【答案】××1010 【解析】 Zn、S的配位数相等，图中两种黑色球的数目均为4，则晶胞中Zn、S原子数目均为4，晶胞质量为4×g，晶体密度为pg/cm3，则晶胞边长x==cm，即晶胞边长为x=×1010pm，S原子与周围4个Zn原子形成正四面体结构，令S与Zn之间的距离为y，则正四面体中心到底面中心的距离为，正四面体的高为，正四面体棱长=，则正四面体侧面的高为×，底面中心到边的距离为××，故()2+(××)2=(×)2，整理得y=，故S与Zn的距离为××1010 pm。 故答案为××1010 4．图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x= pm，Mg原子之间最短距离y= pm。 【答案】 【解析】由图(b)可知，立方格子面对角线长为a pm，即为4个Cu原子直径之和，则Cu原子之间最短距离为pm；由图(b)可知，若将每个晶胞分为8个小立方体，则Mg原子之间最短距离y为晶胞内位于小立方体体对角线中点的Mg原子与顶点Mg原子之间的距离(如图所示) ，即小立方体体对角线长的一半，则y=pm××=a pm。 故答案为 题型十二 晶胞中粒子分数坐标的分析与计算 方法提示： 1.为了表示晶胞中所有粒子的位置，用坐标(x，y，z)表达晶胞中粒子的分布，该坐标被称为粒子分数坐标。坐标的取值范围为1＞|x、y、x|≥0(若值取1就相当于平移到另一个晶胞)。 2.晶胞参数 a、b、c 的方向为三维坐标系坐标轴的方向,满足右手系；以晶胞参数a、b、c 的长度为三个方向的长度单位，取值为1；一般将原点选在晶胞顶点上。 1．近年来有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl晶体在50～300GPa的高压下和Cl2反应，可以形成一种新型晶体，其立方晶胞如图所示(大球为Cl，小球为Na)，已知晶胞中原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，0，)，晶胞中，C的原子分数坐标 为_____________ 【答案】晶胞中，C的原子分数坐标为(0，，) 【详解】由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的A和位于前面下方的B的原子分数坐标分别为(0，0，0)、(，0，)，则晶胞的边长为1，位于左面前方的C的原子分数坐标为(0，，)， 故答案为：(0，，)。 2．合成某种脱氢催化剂的主要成分之一为立方ZnO，其晶胞结构如图， a的分数坐标为，b的分数坐标为______________。 【答案】晶胞中，b的分数坐标为 【详解】a点的坐标为，b点在一个顶点三个面心上构成的四面体中心，的b点在x轴的1/4处，在y轴的3/4处，z轴的3/4处，b的分数坐标为； 故答案为。 3．如图是一种Cu和Cl组成的二元化合物的晶胞示意图，该晶胞呈立方体结构，边长为apm。若图中A的原子坐标为，则B的原子坐标为__________ 【答案】B的原子坐标为 【详解】将晶胞分成8个小立方体，A原子位于左下角体心，故坐标为，B原子位于右上角体心，故坐标为， 故答案为 题型十三 晶胞中配位数及其配位多面体的分析与判断 方法提示： 1.配位数指的是一个原子或离子周围与之相邻的其他原子或离子的个数。也可以理解为一个原子或离子最近的原子或离子的数量。 2.通过观察晶体的结构，特别是原子的排列方式和相互之间的距离，可以大致推测出配位数。常见的配位数有4(配位多面体为正四面体)、6(配位多面体为正八面体)、8(配位多面体为立方体)和12(配位多面体为立方八面体，共14个面，包括6个正方形和8个正三角形)。 1．钛酸钡是一种典型钙钛矿型结构晶体，广泛应用于多层陶瓷电容器、热敏电阻器等方面，其立方晶胞结构如图所示，下列说法不正确的是 A．钛酸钡的化学式为 B．晶体中与每个紧邻且等距离的有6个 C．的配位数是4 D．若将置于晶胞体心，置于晶胞顶点，则位于立方体的面心 【答案】C 【解析】 A．由结构可知，Ba2+位于体心，个数为1；O2-位于棱心，个数为12=3；Ti4+位于顶点，个数为8=1；则钛酸钡的化学式为BaTiO3，故A正确； B．根据晶胞结构可知，晶体中与每个Ti4+紧邻且等距离的Ti4+有6个，故B正确； C．位于体心，周围有12个O2-，8个Ti4+，配位数是20，故C错误； D．由晶胞结构可知，每个周围有6个O2-，若将置于晶胞体心，置于晶胞顶点，则位于立方体的面心，故D正确； 故选C。 2．某种钙的氮化物可用于制荧光粉，其立方晶胞结构如下图。若晶胞棱长为a nm（1 nm=1×10-7 cm，NA表示阿伏加德罗常数的数值），下列说法不正确的是 A．该化合物的化学式为Ca3N2 B．距离Ca2+最近且等距的N3-有6个 C．Ca2+与N3-之间的相互作用主要是离子键 D．N3-位于Ca2+围成的正八面体的中心 【答案】B 【详解】A．据“均摊法”，晶胞中含个N3-、个Ca2+，则晶体的化学式为Ca3N2，A正确； B．距离Ca2+最近且等距的N3-为体心的N3-，有2个，B错误； C．Ca2+与N3-是阴阳离子，阴阳之间的相互作用主要是离子键，C正确； D．Ca2+位于6个面心正好可围成正八面体，N3-位于体心，则N3-位于Ca2+围成的正八面体的中心，D正确； 故选B。 3．钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物，其晶体结构如图所示。下列说法正确的是 A．该晶体熔点低、硬度小 B．每个晶胞中含有6个 C．钛酸钙的化学式为 D．每个周围距离最近且等距的有12个 【答案】D 【详解】A．由晶胞结构可知，钛酸钙由Ca2+、Ti4+和O2-构成，属于离子晶体，熔点高，故A错误； B．由均摊法可知，1个晶胞中含有O2-的个数是==3，故B错误； C．由均摊法可知，Ti4+的个数是1，Ca2+的个数为=1，则钛酸钙的化学式为，故C错误； D．由晶胞结构可知，以顶点为研究对象，在1个晶胞中Ca²⁺周围距离最近且等距的有3个O2-，该顶点被8个晶胞共用，则每个Ca²⁺周围距离最近且等距的O2-有=12个，故D正确； 故选D。 题型十四 关于晶胞计算的常考类型 方法提示： 1.均摊法确定晶胞中粒子的个数；晶体的化学式就是晶体(也可以说是每个晶胞)中各类原子或离子数目的最简整数比；观察法确定配位数，常见的配位数有4、6、8和12。 2.晶胞密度用ρ=NM/(NA·a3)计算；微粒间距离的计算常常涉及晶体密度、NA、m、晶体体积等数据；晶胞参数为a、b、c 方向的三维坐标系，三维坐标轴满足右手系； 1．锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞， NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．该氧化物的化学式为 B．该氧化物的密度为 C．p点和q点之间的距离为 D．该晶体中Zr的配位数为2 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的锆原子个数为4，位于顶点、面心、棱上和体心的氧原子个数为，则立方氧化锆的化学式为，故A错误； B．设晶体的密度为，由晶胞的质量公式可得：，解得，故B错误； C．由晶胞结构可知，p点和q点之间的距离为晶胞面对角线的一半，为，故C正确； D．由晶胞结构可知，Zr周围距离最近且相等的O原子有8个，该晶体中Zr的配位数为8，故D错误； 故选C。 2．磷化硼是一种耐磨涂料，可用作金属的表面保护层。磷化硼的晶胞及某些原子的分数坐标如图所示，设晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．磷化硼晶体是分子晶体 B．磷原子与硼原子的最短距离为 C．该晶体的密度为 D．a原子的分数坐标为 【答案】A 【详解】A．磷化硼是一种耐磨涂料，晶体是共价晶体，故A项错误； B．晶胞中P原子和B原子之间最短的距离为体对角线长度的，而体对角线长度等于晶胞棱长的倍，则磷原子与硼原子的最短距离为，故B项正确； C．根据磷化硼的晶胞结构图可知，该晶胞中B原子位于立方体内，个数为4，P原子位于顶点和面心，个数为：，则磷化硼的化学式为BP，晶胞质量为：，晶胞体积为：(a×10-7)3cm3，晶胞密度为：，故C项正确； D．a原子在内侧面心处，x轴方向为0，y轴方向为晶胞棱长的，z轴方向为晶胞棱长的，则a原子的分数坐标为：(0，，)，故D项正确； 故本题选A。 3．黄铁矿晶体的晶胞如图所示，晶胞参数为anm，晶胞中位于所形成的正八面体的体心，M点分数坐标为，为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．N点的分数坐标为 B．晶胞中与等距且最近的数目为8 C．该晶体密度为g⋅cm D．若八面体边长为d nm，则 【答案】B 【详解】A．晶胞中位于所形成的正八面体的体心，M点分数坐标为，由晶胞结构可知N点的分数坐标为，故A正确； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于所形成的正八面体的体心，晶胞中与等距且最近的数目为12，故B错误； C．根据均摊原则，晶胞中Fe2+数为=4、数为=4，晶胞密度，C正确； D．晶胞中位于所形成的正八面体的体心，八面体体心和顶点的距离为nm，则八面体边长为d = nm，D正确； 故选B。 4．一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系，已知金属原子均呈四面体配位，晶胞棱边夹角均为90°，其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图，甲为A的体对角线投影图，乙为B的沿y轴方向的投影图，A中Fe、Sn位置互换即为B，立方体A、B棱长均为a pm。下列说法正确的是 A．晶胞中Sn和Cu原子之间最短距离为 B．该晶胞密度为x C．晶胞中部分原子的坐标为则晶胞中Sn的坐标可以表示为 D．晶体中Sn的价层成键电子对数与孤电子对数之比为2∶1 【答案】A 【详解】A．该晶胞中，S原子位于晶胞的顶点和面心，Cu、Fe、Sn分别位于体对角线上，Sn和Cu原子间的最短距离为立方体面对角线长度的一半，为apm，A正确； B．该晶胞中，S原子位于晶胞的顶点和面心，Cu、Fe、Sn分别位于体对角线上，根据均摊法可知，S个数为=4，Cu个数为2，Fe个数为1，Sn个数为1，因此该晶胞的密度为，B错误； C．晶胞中部分原子的坐标S(，0，0)、Fe(，，)，将立方体A、B都切割成8个小立方体，则Fe原子位于下层右下前小立方体体心，则下层的Sn位于左后下小立方体的体心，Sn的坐标可以为(，，)，C错误； D．晶体中距离Sn最近的S个数为4个，Sn与S形成4条单键，Sn价层没有孤电子对，D错误； 故答案A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$