3.1 物质的聚集状态与晶体的常识 -【固本强基】2024-2025学年高二化学同步精品讲与练（人教版2019选择性必修2）

第三章 晶体结构与性质 第一节　物质的聚集状态与晶体的常识 模块导航：[学习目标]→[思维导图]→[核心知识梳理]→[典例分析]→[基础达标训练]→ [能力提升训练] [学习目标]　 1.了解物质的聚集状态。 2．认识晶体与非晶体的本质差异。 3．学会晶胞中微粒数的计算方法，能够根据晶胞的结构确定晶体的化学式。 [思维导图] [核心知识梳理]　 一、物质的聚集状态 1．物质三态间的相互转化 分子在固态只能振动，在气态能 ，在液态则介乎二者之间。 2．物质的聚集状态 (1)物质的聚集状态除了固态、液态和气态之外，还有 、 和塑晶态、液晶态等。 (2)物质并不一定都由分子构成，如气态的等离子体、液态的离子液体、固态的氯化钠、金刚石、石墨、二氧化硅、金属等物质中都无分子。 ①等离子体：由 、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈 的气态物质。 ②离子液体：熔点不高的仅由 组成的呈液体物质。 ③液晶：液晶是介于 和 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，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。 二、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周期性 排列 非晶体 原子排列相对 2.晶体的特性 (1)晶体具有自范性。它是指在适当条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。它是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的 排列的宏观表象。晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。 (2)晶体具有固定的 。 (3)晶体具有各向 。它是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。 3．晶体获取途径 (1) 物质凝固。 (2) 物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 (3) 从溶液中析出。 4．晶体与非晶体的区分方法 区分方法 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 实验 5．晶体的判断 (1)同一物质可以是晶体，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，如玛瑙。 三、晶胞 1．晶胞的概念：描述晶体结构的 叫做晶胞。 (1)晶胞只是晶体微观空间结构里的一个基本单元。 (2)常规的晶胞都是平行六面体。 2．晶胞的排列特点 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”是指相邻晶胞之间没有任何间隙。 (2)“并置”是指所有晶胞都是 排列的，且取向 。 (3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列(包括取向)是完全相同的。 四、晶胞的计算 1．晶体的化学式的含义 晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是晶胞)中各类原子或离子的最简整数比。 2．均摊法确定晶胞中粒子的个数 如晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有属于这个晶胞。 (1)长方(正方)体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献 (2)六方晶胞中不同位置粒子对晶胞的贡献 3．求化学式 根据均摊法计算出一个晶胞中所含微粒数目，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式。 4．晶体密度的计算 (1)计算晶胞棱长 晶胞棱长(a)与粒子半径(r)关系示例分析 (2)计算晶体密度 以一个晶胞为研究对象，根据晶胞质量m＝ρ×V，由公式×N＝ρ×a3进行计算，其中M为晶体的摩尔质量，N为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞棱长。 (3)晶胞计算中单位的换算 1 pm＝10－10 cm，1 nm＝10－7 cm。 五、晶体结构的测定 测定晶体结构最常用的仪器是 。当单一波长的X射线通过晶体时，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰，而非晶体图谱中没有。 [典例分析] 　知识点一　晶体与非晶体 [典例1]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 [变式1]晶体具有各向异性，如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的。晶体的各向异性主要表现在 ①硬度　②导热性　③导电性　④光学性质 A．①③ B．②④ C．①②③ D．①②③④ [变式2]下列关于晶体的叙述不正确的是 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外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 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 [变式3]下列说法错误的是 A．液晶是物质的一种聚集状态，介于液态和晶态之间 B．等离子体具有良好的导电性和流动性是因为其含有带电粒子且能自由运动 C．区分晶体和非晶体最好的方法是红外光谱法 D．碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形，但依旧属于晶体 知识点二　 晶胞的理解与简单计算 [典例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．AB2 B．EF2 C．XY3Z D．AB3 A．A B．B C．C D．D [变式1]某种只含镁、镍和碳三种元素的晶体也具有超导性。该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用“”表示，镍原子用“”表示，镁原子用“”表示)如图所示。则该晶体的化学式是 A．Mg2CNi3 B．MgC2Ni C．MgCNi2 D．MgCNi3 [变式2]某晶体的晶胞如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是 A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4 [变式3]Cs＋核间距为acm，氯化铯的相对分子质量为Mr，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度是 A．g·cm-3 B．g·cm-3 C．g·cm-3 D．g·cm-3 [基础达标训练] 1．区分晶体和非晶体最科学的方法是 A．质谱法 B．红外光谱法 C．核磁共振氢谱法 D．X—射线衍射法 2．下列图示结构中，属于晶胞的是 A． B． C． D． 3．某固体仅有一种元素组成，其密度为10.0。用X射线研究该固体的结构时得知：在边长为的正方体中含有20个原子，则此元素的相对原子质量最接近于下列数据中的 A．300 B．240 C．104 D．400 4．已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为 A．CaTiO3 B．Ca2TiO6 C．Ca4TiO3 D．CaTiO12 5．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 6．下列说法正确的是 A．水晶和玛瑙都是晶体，都有固定的熔点 B．蓝宝石晶体在不同方向上的硬度一定相同 C．块状固体一定是晶体，粉末状固体一定是非晶体 D．晶胞是晶体结构的基本单元 7．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 8．下列有关晶体的说法正确的是 A．石墨属于分子晶体 B．物质的聚集状态只有气、液、固三态 C．晶体与非晶体的本质区别：是否有规则的几何外形 D．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行射线衍射实验 9．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 10．某含氟立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示，下列说法错误的是 A．的配位数为12 B．该物质的化学式为 C．与距离最近的是 D．将换为，则晶胞棱长将增大 [能力提升训练] 11．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米、重量达81千克的大直径单晶硅，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述正确的是 A．形成晶体硅时速率越快越好 B．晶体硅没有固定的熔点 C．可用X射线衍射实验来区别晶体硅和玻璃 D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关 12．六方氮化硼晶体俗称“白石墨”，与石墨具有类似的结构，六方氮化硼的晶体结构如图所示，下列说法不正确的是 A．六方氮化硼可做润滑剂 B．六方氮化硼的化学式为BN C．每一个B或N的杂化类型是 D．其晶体中存在的作用力只有共价键 13．ZnS的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为anm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．可以用X射线衍射法测定ZnS晶体结构 B．97gZnS晶体含有的晶胞数目为 C．2号和3号原子之间的距离为 D．3号原子的坐标为 14．铅磷青铜具有很高的耐腐蚀+性和耐磨性，常用于制作耐磨零件和滑动轴承。如图为铅磷青铜的一种晶胞结构，已知A点为坐标原点(0，0，0)。下列说法错误的是    A．该晶胞的化学式为 B．基态磷原子的核外电子共有9种运动状态 C．与P等距且最近的Cu有6个 D．C点原子的分数坐标为() 15．石墨烯可转化为富勒烯()，科学家把和掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其立方晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm。下列说法正确的是 A．富勒烯与金刚石、石墨烯互为同位素 B．该富勒烯化合物的化学式为 C．周围等距且距离最近的的数目为4 D．与的最短距离是 16．Cu2O晶胞如图所示，晶胞参数为a nm，M点坐标为(0，0，0)。下列说法正确的是 A．M是O，N是Cu B．1个Cu2O晶胞含4个O2- C．晶胞中2个O2-最近距离为a nm D．N点坐标为(0，1，0) 17．为了描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子，只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是 A． B． C． D． 18．原子分数坐标表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子分数坐标参数A为(0,0,0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的分数坐标为   A．(，，) B．(，，) C．(，，) D．(，，) 19．金属晶体有三种常见的晶胞结构，a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，晶胞a、b、c内金属原子的个数比为 A．11:8:4 B．3:2:1 C．9:8:4 D．21:14:9 20．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 21．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 22．磷锡青铜合金广泛用于仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞结构如图所示，下列说法不正确的是 A．磷锡青铜的化学式为 B．该晶胞中与等距离且最近的有8个 C．三种元素、、在元素周期表中分别处于区、区、区 D．该晶胞中与距离且最近的有4个 23．硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示的是该化合物的晶体结构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式为 A．MgB B．MgB2 C．Mg2B D．Mg3B2 24．(1)一个晶胞见图中，Cu原子的数目为 。 (2)一种Pt，Co金属间化合物可作为质子交换膜燃料电池的催化剂，其晶胞结构如图所示，该金属间化合物的化学式为 。 (3)室温下，与液氨混合并加入Cu可制得一种黑绿色晶体。黑绿色晶体的晶胞如图所示，写出该晶体的化学式 。 (4)如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图白球均在六棱柱内，则该晶体物质的化学式可表示为 。 25．锌、铁及其化合物在日常生活中应用广泛。 (1)硒化锌的晶胞结构如图所示，硒化锌的化学式为 ，若晶胞的边长为，则硒化锌晶体的密度为 (不需要化简，，设为阿伏加德罗常数的值)。 (2)铁的晶胞结构如图所示，若该晶体的密度是，则两个最近的Fe原子间的距离为 cm(设为阿伏加德罗常数的值)。 ( 6 )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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三章 晶体结构与性质 第一节　物质的聚集状态与晶体的常识 模块导航：[学习目标]→[思维导图]→[核心知识梳理]→[典例分析]→[基础达标训练]→ [能力提升训练] [学习目标]　 1.了解物质的聚集状态。 2．认识晶体与非晶体的本质差异。 3．学会晶胞中微粒数的计算方法，能够根据晶胞的结构确定晶体的化学式。 [思维导图] [核心知识梳理]　 一、物质的聚集状态 1．物质三态间的相互转化 分子在固态只能振动，在气态能自由移动，在液态则介乎二者之间。 2．物质的聚集状态 (1)物质的聚集状态除了固态、液态和气态之外，还有晶态、非晶态和塑晶态、液晶态等。 (2)物质并不一定都由分子构成，如气态的等离子体、液态的离子液体、固态的氯化钠、金刚石、石墨、二氧化硅、金属等物质中都无分子。 ①等离子体：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离子液体：熔点不高的仅由离子组成的呈液体物质。 ③液晶：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，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。 二、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 没有 原子排列相对无序 2.晶体的特性 (1)晶体具有自范性。它是指在适当条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。它是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。 (2)晶体具有固定的熔点。 (3)晶体具有各向异性。它是指在不同的方向上表现出不同的物理性质，如强度、导热性、光学性质等。 3．晶体获取途径 (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。 4．晶体与非晶体的区分方法 区分方法 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 5．晶体的判断 (1)同一物质可以是晶体，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，如玛瑙。 三、晶胞 1．晶胞的概念：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。 (1)晶胞只是晶体微观空间结构里的一个基本单元。 (2)常规的晶胞都是平行六面体。 2．晶胞的排列特点 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”是指相邻晶胞之间没有任何间隙。 (2)“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，且取向相同。 (3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列(包括取向)是完全相同的。 四、晶胞的计算 1．晶体的化学式的含义 晶体的化学式表示的是晶体(也可以说是晶胞)中各类原子或离子的最简整数比。 2．均摊法确定晶胞中粒子的个数 如晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有属于这个晶胞。 (1)长方(正方)体晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献 (2)六方晶胞中不同位置粒子对晶胞的贡献 3．求化学式 根据均摊法计算出一个晶胞中所含微粒数目，求出晶胞所含微粒个数的最简整数比，从而写出晶体的化学式。 4．晶体密度的计算 (1)计算晶胞棱长 晶胞棱长(a)与粒子半径(r)关系示例分析 (2)计算晶体密度 以一个晶胞为研究对象，根据晶胞质量m＝ρ×V，由公式×N＝ρ×a3进行计算，其中M为晶体的摩尔质量，N为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞棱长。 (3)晶胞计算中单位的换算 1 pm＝10－10 cm， 1 nm＝10－7 cm。 五、晶体结构的测定 测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。当单一波长的X射线通过晶体时，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰，而非晶体图谱中没有。 [典例分析] 　知识点一　晶体与非晶体 [典例1]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 【详解】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，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； 综上所述，答案为B。 [变式1]晶体具有各向异性，如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的。晶体的各向异性主要表现在 ①硬度　②导热性　③导电性　④光学性质 A．①③ B．②④ C．①②③ D．①②③④ 【答案】D 【详解】晶体具有各向异性，主要表现在硬度、导热性、导电性、光学性质等多项物理性质中；故选D。 [变式2]下列关于晶体的叙述不正确的是 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外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 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，故A正确； B．水晶是晶体，而玻璃是非晶体，故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，则晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，故C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，故D正确。 答案选B。 [变式3]下列说法错误的是 A．液晶是物质的一种聚集状态，介于液态和晶态之间 B．等离子体具有良好的导电性和流动性是因为其含有带电粒子且能自由运动 C．区分晶体和非晶体最好的方法是红外光谱法 D．碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形，但依旧属于晶体 【答案】C 【详解】A．液晶是一种介于液态与结晶态之间的一种物质聚集状态，A正确；                                                  B．等离子体中含有大量能自由运动的带电粒子具有良好的导电性和流动性，B正确； C．区分晶体和非晶体最好的方法是X射线行射实验，C错误；    D．晶体具有规则的几何外形，碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形，但用放大镜看是可以看出规则几何外形的，故属于晶体，D正确； 故选C。 知识点二　 晶胞的理解与简单计算 [典例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．AB2 B．EF2 C．XY3Z D．AB3 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EF，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：=3个，Z的个数为：=1，故化学式为XY3Z，C正确； D．根据均摊法可知，一个D晶胞中含A的个数为=4个，B的个数为：=4，故化学式为AB，D错误； 故答案为：C。 [变式1]某种只含镁、镍和碳三种元素的晶体也具有超导性。该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用“”表示，镍原子用“”表示，镁原子用“”表示)如图所示。则该晶体的化学式是 A．Mg2CNi3 B．MgC2Ni C．MgCNi2 D．MgCNi3 【答案】D 【详解】该晶体的结构单元中含镁原子个数为8×＝1；含镍原子个数为6×＝3；含碳原子个数为1，则该晶体的化学式为MgCNi3。 [变式2]某晶体的晶胞如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是 A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4 【答案】B 【详解】由图示可知该晶体晶胞的上下两面为正三角形，因此处于顶点的粒子为12个晶胞共用，故晶胞中A粒子的数目为6×=；处于上下底面棱上的粒子为4个晶胞共用，处于垂直棱上的粒子为6个晶胞共用，故晶胞中B粒子的数目为6×+3×=2；C粒子完全属于晶胞。由此可见，A、B、C三种粒子的数目之比为∶2∶1=1∶4∶2，故选B。 [变式3]Cs＋核间距为acm，氯化铯的相对分子质量为Mr，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度是 A．g·cm-3 B．g·cm-3 C．g·cm-3 D．g·cm-3 【答案】C 【详解】该晶胞中，Cl-个数为1，Cs+个数为，相邻的两个Cs+的核间距离为acm，即棱长为acm，晶胞体积为a3cm3，晶胞密度为； 故答案为：C。 [基础达标训练] 1．区分晶体和非晶体最科学的方法是 A．质谱法 B．红外光谱法 C．核磁共振氢谱法 D．X—射线衍射法 【答案】D 【详解】晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，X射线衍射可以看到微观结构，所以区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验，质谱法用于测量物质的相对分子质量，红外光谱法用于测量物质中的化学键或官能团，核磁共振氢谱法用于确定分子中等效氢的种类和氢原子个数比，故答案为：D。 2．下列图示结构中，属于晶胞的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】晶胞是晶体的最小重复的结构单元，进行无隙、并置形成晶体； A．图示结构不是晶胞，不能进行无隙、并置，故A不选； B．图示结构不是晶胞，不能进行无隙、并置，故B不选； C．图示结构是晶胞，能进行无隙、并置形成晶体，故C选； D．图示结构不是晶胞，不能进行无隙、并置，故D不选。 答案选C。 3．某固体仅有一种元素组成，其密度为10.0。用X射线研究该固体的结构时得知：在边长为的正方体中含有20个原子，则此元素的相对原子质量最接近于下列数据中的 A．300 B．240 C．104 D．400 【答案】A 【详解】，20个原子的质量为，，，故答案为A。 4．已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为 A．CaTiO3 B．Ca2TiO6 C．Ca4TiO3 D．CaTiO12 【答案】A 【详解】利用均摊法确定化学式，处于晶胞中心的原子被一个晶胞占有，处于顶点上的原子被8个晶胞占有，处于棱上的原子被4个晶胞占有。所以钙原子有一个，钛原子的个数为8×=1，氧原子的个数为12×=3，故该物质的化学式为CaTiO3，所以本题选择A。 5．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。 6．下列说法正确的是 A．水晶和玛瑙都是晶体，都有固定的熔点 B．蓝宝石晶体在不同方向上的硬度一定相同 C．块状固体一定是晶体，粉末状固体一定是非晶体 D．晶胞是晶体结构的基本单元 【答案】D 【详解】A．玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是缓慢冷却形成的，玛瑙是非晶体，水晶是晶体，玛瑙没有固定的熔点，A错误； B．由于质点的有序排列，故晶体具有各向异性的性质，蓝宝石属于晶体，在不同方向上硬度有一些差异，B错误； C．晶体和非晶体的本质区别是组成晶体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列，不管固体的颗粒大小，只要有组成粒子在三维空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体，C错误； D．晶体由晶胞构成，晶胞是晶体结构的基本单元，是晶体结构中最小的重复单元，D正确； 故答案选D。 7．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。 8．下列有关晶体的说法正确的是 A．石墨属于分子晶体 B．物质的聚集状态只有气、液、固三态 C．晶体与非晶体的本质区别：是否有规则的几何外形 D．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行射线衍射实验 【答案】D 【详解】A．石墨属于混合晶体，故A错误； B．物质的聚集状态除气、液、固三态外，还有非晶体、液晶、等离子体等状态，故B错误； C．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，故C错误； D．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：对固体进行射线衍射实验，故D正确； 选D。 9．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。 10．某含氟立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示，下列说法错误的是 A．的配位数为12 B．该物质的化学式为 C．与距离最近的是 D．将换为，则晶胞棱长将增大 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钾离子与位于面心的氟离子距离最近，则钾离子的配位数为12，A正确； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钾离子个数为，位于体心的钙离子个数为1，位于面心的氟离子个数为，则该物质的化学式为正确； C．由晶胞结构可知，晶胞中位于面心的氟离子与位于体心的钙离子距离最近，C错误； D．氟离子的离子半径小于氯离子，则将位于面心的氟离子换为氯离子，会使晶胞棱长增大，D正确； 本题选C。 [能力提升训练] 11．晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米、重量达81千克的大直径单晶硅，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述正确的是 A．形成晶体硅时速率越快越好 B．晶体硅没有固定的熔点 C．可用X射线衍射实验来区别晶体硅和玻璃 D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关 【答案】C 【详解】A．形成晶体的适宜条件之一是适当的生长速率，生长速率过快，微粒难以形成周期性的有序排列，A项错误； B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以晶体硅有固定的熔、沸点，B项错误； C．区别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，晶体能产生衍射，非晶体只能产生散射，晶体硅是晶体，玻璃是非晶体，所以可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃，C项正确； D．晶体硅的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系，D项错误； 答案选C。 12．六方氮化硼晶体俗称“白石墨”，与石墨具有类似的结构，六方氮化硼的晶体结构如图所示，下列说法不正确的是 A．六方氮化硼可做润滑剂 B．六方氮化硼的化学式为BN C．每一个B或N的杂化类型是 D．其晶体中存在的作用力只有共价键 【答案】D 【详解】A．六方氮化硼晶体与石墨具有类似的结构，层间可以滑动，可做润滑剂，A正确； B．根据六方氮化硼的六元环中N原子和B原子数目相同，故六方氮化硼晶体的化学式为BN，B正确； C．六方氮化硼的六元环为平面结构，B、N原子的杂化类型为sp2，C正确； D．晶体层间存在分子间作用力，D错误； 故选D。 13．ZnS的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为anm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．可以用X射线衍射法测定ZnS晶体结构 B．97gZnS晶体含有的晶胞数目为 C．2号和3号原子之间的距离为 D．3号原子的坐标为 【答案】B 【分析】由图可知，白球大为，黑球小为。 【详解】A．晶体结构用X射线衍射法，A项正确； B．在该晶胞中含有数目是，含有数目是，因此该晶胞中含有4个ZnS,97gZnS晶体中含有ZnS的物质的量为1mol，含有的晶胞数为，B项错误； C．根据图示2号和3号的相对位置，可知两个原子之间的最短距离为晶胞体对角线，晶胞参数是a nm，则该晶胞体对角线长度为nm，故2号和3号原子之间的最短距离为nm，C项正确； D．根据晶胞中1号原子的坐标可知3号原子的坐标为(1,1,1)，D项正确； 答案选B。 14．铅磷青铜具有很高的耐腐蚀+性和耐磨性，常用于制作耐磨零件和滑动轴承。如图为铅磷青铜的一种晶胞结构，已知A点为坐标原点(0，0，0)。下列说法错误的是    A．该晶胞的化学式为 B．基态磷原子的核外电子共有9种运动状态 C．与P等距且最近的Cu有6个 D．C点原子的分数坐标为() 【答案】B 【详解】A．Pb位于立方晶胞的顶点，共有8×=1个，Cu位于立方晶胞的面心，共有6×=3个，P位于立方晶胞的体心，共1个，因此晶胞的化学式为，A正确； B．基态磷原子的核外共有15个电子，共有15种不同的运动状态，B错误； C．从晶胞图可以看出，P位于6个铜原子围成的正八面体中心，与P等距且最近的Cu有6个，C正确； D．A点为坐标原点(0，0，0)，则C的坐标为()，D正确； 答案选B。 15．石墨烯可转化为富勒烯()，科学家把和掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其立方晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm。下列说法正确的是 A．富勒烯与金刚石、石墨烯互为同位素 B．该富勒烯化合物的化学式为 C．周围等距且距离最近的的数目为4 D．与的最短距离是 【答案】B 【详解】A．和石墨烯都是由C元素形成的结构不同的单质，互为同素异形体，A错误； B．由晶胞结构图可知，位于顶点和体心，个数为，位于面上，个数为，与个数比，化学式为，B正确； C．距离顶点的最近的位于体心，顶点的为8个晶胞所有，故周围等距且距离最近的的数目为8，C错误； D．与的最短距离是体对角线的一半pm，D错误； 故选B。 16．Cu2O晶胞如图所示，晶胞参数为a nm，M点坐标为(0，0，0)。下列说法正确的是 A．M是O，N是Cu B．1个Cu2O晶胞含4个O2- C．晶胞中2个O2-最近距离为a nm D．N点坐标为(0，1，0) 【答案】A 【详解】A．由晶胞图知，M位于体心和顶点，含有个，N位于晶胞内，含有4个，M∶N=2∶4=1∶2，则M是O，N是Cu，A正确； B．由晶胞图知，O2-位于晶胞的顶角和体心，1个晶胞中共有O2-：个，B错误； C．由晶胞图知，O2-位于晶胞的顶角和体心，晶胞中2个O2-最近距离为体对角线的，为a nm，C错误； D．由晶胞图知，N原子位于晶胞的体对角线上，以A原子为起点，B原子位于体对角线的处，由A、C原子坐标可知B原子坐标的x=y=z=，故N点坐标为(，，)，D错误； 故选A。 17．为了描述晶体在微观空间里原子的排列，无须画出千千万万个原子，只需在晶体微观空间里取出一个基本单元即可。这种描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．该晶胞中A个数是1，B的个数=8×=1，A、B个数之比=1:1，其化学式为AB或BA，故A错误； B．该晶胞中E的个数=F的个数=4×=，化学式为EF或FE，故B错误； C．该晶胞中X个数是1，Y个数=6×=3，Z个数8×=1，X、Y、Z个数之比=1:3:1，其化学式为 XY3Z，故C正确； D．该晶胞中A个数=8×+6×=4，B个数=1+12×=4，其化学式为AB或BA，故D错误。 故选C。 18．原子分数坐标表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子分数坐标参数A为(0,0,0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的分数坐标为   A．(，，) B．(，，) C．(，，) D．(，，) 【答案】C 【详解】由A、B、C参数，可知A为坐标原点，B处于前平面面心，C处于下底面面心，D与周围4个原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，根据几何知识可知D到各坐标平面的距离均为，故D原子的分数坐标为(，，)。 答案选C。 19．金属晶体有三种常见的晶胞结构，a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，晶胞a、b、c内金属原子的个数比为 A．11:8:4 B．3:2:1 C．9:8:4 D．21:14:9 【答案】B 【详解】图a中所含金属原子的个数为，图b中所含金属原子的个数为，图c中所含金属原子的个数为，则金属原子个数比为6：4：2=3：2：1；故答案选B。 20．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。 21．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。 22．磷锡青铜合金广泛用于仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞结构如图所示，下列说法不正确的是 A．磷锡青铜的化学式为 B．该晶胞中与等距离且最近的有8个 C．三种元素、、在元素周期表中分别处于区、区、区 D．该晶胞中与距离且最近的有4个 【答案】D 【详解】A．由磷锡青铜合金晶胞图可知，Cu位于面心，个数为6×=3，Sn位于顶点，个数为8×=1，1个P位于体心，则磷锡青铜合金的化学式为Cu3SnP，故A正确； B．由晶胞图可知，8个顶点的距离体心的P距离相等且最近，故B正确； C．三种元素Cu、Sn、P的价电子分别为3d104s1、5s25p2、3s23p3，则三种元素在元素周期表中分别处于ds区、p区、p区，故C正确； D．以面心的铜分析，该晶胞中与Cu等距离且最近的Cu有8个，故D错误； 答案选D。 23．硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示的是该化合物的晶体结构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式为 A．MgB B．MgB2 C．Mg2B D．Mg3B2 【答案】B 【详解】棱柱内硼原子数为6，均属于这个晶胞。镁原子位于上、下面心(2个)及12个顶点，共有镁原子数为2＋12=3，则镁、硼原子个数之比为1∶2，故该化合物的化学式为MgB2； 故选B。 24．(1)一个晶胞见图中，Cu原子的数目为 。 (2)一种Pt，Co金属间化合物可作为质子交换膜燃料电池的催化剂，其晶胞结构如图所示，该金属间化合物的化学式为 。 (3)室温下，与液氨混合并加入Cu可制得一种黑绿色晶体。黑绿色晶体的晶胞如图所示，写出该晶体的化学式 。 (4)如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图白球均在六棱柱内，则该晶体物质的化学式可表示为 。 【答案】4 【详解】(1)白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数8×+1=2，黑球全部位于晶胞内部，属于该晶晶胞的个数为4，化学式为Cu2O，因此白球为O原子，黑球为Cu原子，即Cu原子的数目为4，故答案为4。 (2)由图可知，Pt位于面心，该晶胞中Pt的数目为3，Co位于顶点，该晶胞中Co的数目为数目为1，所以化学式为Pt3Co，故答案为：Pt3Co。 (3)由晶胞图可知，该晶胞中含Cu原子个数为12×=3，含N原子个数为8×=1，则N、Cu原子个数之比为1：3，故该晶体化学式为Cu3N，故答案为Cu3N。 (4)由晶体的结构示意图可知：白球代表Bi原子，且均在六棱柱内，所以Bi为6个。黑球代表Mn原子，个数为12×+2×+1+6×=6(个)，二者的原子个数比为1：1，则该晶体物质的化学式可表示为MnBi，故答案为MnBi。 25．锌、铁及其化合物在日常生活中应用广泛。 (1)硒化锌的晶胞结构如图所示，硒化锌的化学式为 ，若晶胞的边长为，则硒化锌晶体的密度为 (不需要化简，，设为阿伏加德罗常数的值)。 (2)铁的晶胞结构如图所示，若该晶体的密度是，则两个最近的Fe原子间的距离为 cm(设为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）观察硒化锌的晶胞结构可知，每个锌离子与四个硒离子成键，1个晶胞中硒离子数为，锌离子数为4，则硒化锌的化学式为；一个晶胞中含有4个“”，其质量为，体积为，密度为； （2）若该晶体的密度是，设晶胞的边长为，则两个最近的Fe原子间的距离为，根据均摊法可知一个晶胞中含有的铁原子数为，则，解得，故两个最近的Fe原子间的距离为。 ( 6 )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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$