3.1认识晶体 同步练习 2024-2025学年高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2

3.1认识晶体 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．铁有、、三种同素异形体，三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图是三种晶体的晶胞，下列说法正确的是 A．三种同素异形体的性质相同 B．晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个 C．晶胞中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个 D．将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同 2．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．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，能表现出不同于单个分子的性质 B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的 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．纳米晶体具有不同于大块晶体特性的原因是晶体的表面积减小 3．下列叙述中，正确的是 A．具有规则几何外形的固体一定是晶体 B．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 C．具有各向异性的固体一定是晶体 D．依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体 4．我国用、等原料制备晶体，在世界上首次实现在177.3m深紫外激光倍频输出，其晶胞如图所示。下列说法错误的是 A．构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为 B．中的阴离子的中心原子杂化方式为 C．根据元素周期表中元素所处的位置可推测与性质相似 D．1mol该晶胞含3mol 5．下列有关说法中不正确的是 A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键 B．晶体的晶胞如图2所示，每个晶胞平均占有4个 C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外电子在原子核附近做圆周运动 D．金属中原子堆积模型如图4所示，该晶胞中原子数目为4 6．下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是 A．等离子体的基本构成微粒只有带电的离子和电子 B．气态是高度无序的体系存在状态 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．固态中的原子或者分子结合得较紧凑，相对运动较弱 7．关于晶体，下列有关叙述不正确的是 A．利用超分子的分子识别特征，可以分离C60和C70 B．晶体内部离子在微观空间呈周期性有序排列，使晶体具有各向异性 C．可通过X－射线衍射实验区分晶体和非晶体 D．“硅－炭黑晶体管”为一种新型材料，硅、炭黑均属于晶体 8．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 二、填空题 9．金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题： (1)Ni原子的核外电子排布式为 。 (2)NiO、MgO的晶体结构类型均与氯化钠相同。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图1所示，请改正图中的错误： 。NiO晶胞中与Ni距离最近且相等的Ni的个数为 。 (3)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图2所示(部分原子间连线未画出)。该合金的化学式为 。 10．金属铝的晶胞结构如图甲所示，原子之间相互位置关系的平面图如图乙所示。 若已知的原子半径为，代表阿伏加德罗常数的值，的摩尔质量为，请回答： (1)一个晶胞中原子的数目为 。 (2)该晶体的密度为 (用字母表示)。 11．晶体和非晶体的概念 (1)晶体 概念：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈 排列而构成的固体。 分类：根据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用，可分为 、 、 和金属晶体。 (2)非晶体 概念：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈 排列而构成的 规则几何外形的固体。 (3)晶体和非晶体的本质差异 自范性 微观结构 晶体 非晶体           12．结构 (1)晶胞一般都是 ，晶体是由无数晶胞“ ”而成。 (2)无隙：相邻晶胞之间无任何 。 (3)并置：所有晶胞都是 排列的，取向 。 (4)所有晶胞的 及内部的原子 及几何排列是完全相同的。 三、计算题 13．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d g·cm-3，晶胞参数a= nm。 四、解答题 14．磷是人体含量较多的元素之一,磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题： （1）基态磷原子的核外电子排布式为 。 （2）P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图甲所示。 ①第一电离能：磷 硫;电负性：磷 硫（填“>”或“<”）。 ②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为 。 ③每个P4S3分子中含孤电子对的数目为 。 （3）N、P、As、Sb均是第VA族的元素。 ①上述元素的氢化物的沸点关系如图乙所示,沸点：PH3<NH3,其原因是 ;沸点:PH3<AsH3<SbH3,其原因是 。 ②某种磁性氮化铁的晶胞结构如图丙所示,该化合物的化学式为 。 （4）磷化铝熔点为2000℃,它与晶体硅互为等电子体,磷化铝晶胞结构如图丁所示。 ①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为 。 ②图中A点和B点的原子坐标参数如图丁所示,则C点的原子坐标参数为 。 ③磷化铝晶体的密度为ρg·cm-3,用NA表示阿伏伽德罗常数的数值,则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为 cm。 15．A、B、C、D，E都是元素周期表中的前20号元素，其原子序数依次增大。B、C、D同周期，A、D同主族，E与其他元素既不在同周期也不在同主族。B、C、D的最高价氧化物对应的水化物均能互相反应生成盐和水。A和E可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。 (1)A和E所形成化合物的电子式是 。 (2)A、B、C、D四种元素的原子半径由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。 (3)A和E形成的化合物的晶体中，每个阳离子周围距离最近且相等的阳离子共有 个。 16．铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题： (1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为 ； (2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是 ； (3)的立体构型是 ，其中S原子的杂化轨道类型是 ； (4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为 ；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为 ；该晶体中，原子之间的作用力是 ； (5)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为 。 《3.1认识晶体》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C D C B C A D C 1．C 【详解】A．由于三种同素异形体的结构不同，所以三者的性质不同，故A错误； B．根据晶胞的结构，与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为12，故B错误； C．根据晶胞的结构，中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子数为6，故C正确； D．三种晶体在不同温度下可以发生转化，将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，会得到晶体类型不相同的铁，故D错误； 选C。 2．D 【详解】A．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，A正确； B．构成非晶体的微粒，在非晶体中的排列，遵循长程无序和短程有序的规则，B正确； C．液晶具有各向异性，其原因是液晶内部分子沿分子长轴方向进行有序排列，C正确； D．纳米晶体具有不同于大块晶体特性的原因是晶体的表面积增大，D错误； 故选D。 3．C 【详解】A．晶体具有以下特点:有整齐规则的几何外形，有固定的熔点，有各向异性的特点，只有同时具备这三个条件的才是晶体，非晶体也可以有规则几何外形，A错误； B．晶体与非晶体的根本区别在于晶体有自范性，B错误； C．晶体有自范性，所以具有各向异性的固体一定是晶体，C正确； D．依据构成粒子与微粒间的作用可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体，D错误； 故选C。 4．B 【详解】A．元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序为，故A正确； B．中的阴离子为，中心原子为B，根据价层电子对互斥模型，中心原子价层电子对数，杂化方式为，故B错误； C．根据对角线规则，处于元素周期表中对角线位置的某些主族元素，性质具有相似性，故C正确； D．该晶晶胞中实际拥有的K的数目，因此1mol该晶胞中的物质的量为3mol，故D正确； 故答案为B。 5．C 【详解】A．由图可以看出，1个铜离子与4个水分子结合成[Cu（H2O）4]2+，Cu2+与H2O分子之间通过配位键相结合，则1个水合铜离子中有4个配位键，故A正确； B．CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2+的数目为，故B正确； C．H原子核外只有1个电子，所以电子云图中，黑点不表示电子，只表示电子出现的机会多少，H原子核外电子大多在原子核附近运动，故C错误； D．依据金属Cu原子形成的堆积模型，每个晶胞中含有铜原子数目为，故D正确； 故选C。 6．A 【详解】A．等离子体是呈准电中性的，其基本构成微粒可以是带电的粒子也可以是中性粒子，A项错误； B．物质处于气态时，分子间距离大，分子运动速度快，体系处于高度无序状态，B项正确； C．液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性，C项正确； D．据物质固态时微粒间距离较小可判断，固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱，D项正确； 故答案选A。 7．D 【详解】A．将C60和C70的混合物，加入一种空腔大小适合C60的杯酚中，杯酚像个碗似的、把C60装起来，不能装下C70，加入甲苯溶剂，甲苯将未装入碗里的C70溶解了，过滤后分离C70，再向不容物中加入氯仿，氯仿溶解杯酚而将不溶解的C60释放出来并沉淀——利用超分子的分子识别特征，利用杯酚、可以分离C60和C70，A正确； B． 晶体具有自范性，晶体内部离子在微观空间呈周期性有序排列，使晶体具有各向异性，B正确； C． 可通过X－射线衍射实验区分晶体和非晶体，例如：石英玻璃为非晶体，水晶的粉末是晶体，用X射线衍射摄取石英玻璃和水晶的粉末得到的图谱是不同的，C正确； D．炭黑属于非晶体，D不正确； 答案选D。 8．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。 9． 或 ⑧应为实心黑球 12 【详解】(1)Ni原子的核外电子排布式为或； (2) MgO晶胞中的⑧应为实心黑球，由信息可知与氯化钠的晶胞结构相似，所以与距离最近且相等的的个数为12。 (3)原子在8个顶点上，所以晶胞单独占有的原子数为；原子有4个位于前、后、左、右四个面的面心，有1个位于体心，有4个在上、下两个面上，所以晶胞单独占有的原子数为，与的原子数之比为1:5，则化学式为。 10． 4 【详解】(1)一个晶胞中原子的数目为。 (2)晶胞质量为，的原子半径为，则晶胞棱长为，故金属铝的密度。 11．(1) 周期性 离子晶体 分子晶体 原子晶体 (2) 相对无序 不具有 (3) 有(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈周期性有序排列 没有(不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序 【解析】略 12．(1) 平行六面体 无隙并置 (2)间隙 (3) 平行 相同 (4) 形状 种类、个数 【详解】（1）晶胞一般都是平行六面体，晶体是由无数晶胞“无隙并置”而成； （2）无隙：相邻晶胞之间无任何没有任何间隙； （3）并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同； （4）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； 13． 3∶1 ×107 【详解】(1)铜原子位于晶胞面心，Ni原子位于晶胞顶点，则晶胞中含Cu原子数为×6=3，含Ni原子数为×8=1，铜原子与镍原子的数量比为3∶1； (2)晶胞密度dg/cm3==，解得a=×107nm。 14． 1s22s22p53s23p3或[Ne]3s23p3 ＞ ＜ sp3 10 NH3分子间存在分子间氢键 相对分子质量不断增大，分子间作用力不断增强 Fe3N (极性)共价键 (，，) × 【详解】(1)磷是15号元素，基态磷原子的核外电子排布式为1s22s32p53s2p3，故答案为1s22s32p53s2p3； (2)①磷的3p为半充满结构，较为稳定，第一电离能：磷＞硫；硫的非金属性比磷强，电负性；磷＜硫，故答案为＞；＜； ②P4S3分子中硫原子与2个P原子相连，含有2个孤电子对，采用sp3，故答案为sp3； ③每个P原子有1个孤电子对，每个S原子有2个孤电子对，每个P4S3分子中含孤电子对的数目为1×4+2×3=10，故答案为10； (3)①氨分子间存在氢键，导致沸点：PH3<NH3；相对分子质量不断增大，分子间作用力不断增强，因此沸点： PH3<AsH3<SbH3，故答案为NH3分子间存在氢键；相对分子质量不断增大，分子间作用力不断增强； ②N原子位于体内，数目为2；Fe原子位于顶点、面心和体内，数目为12×+2×+3=6；即化学式可写为：Fe3N，故答案为Fe3N； (4)①磷化铝熔点为2000℃，属于原子晶体，磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为共价键，故答案为共价键； ②根据A点(0,0,0)和B点(1，，)的原子坐标，则C点x轴坐标为，y轴坐标为，z轴坐标为，原子坐标参数为(，，)，故答案为(，，)； ③磷原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个P原子，铝原子处于顶点和面心，晶胞中含有Al原子数目为6×+8×=4，约成最简整数比既得化学式为AlP，晶胞质量为4×g，假设该晶胞的边长为a cm，则(a cm)3×ρ g/cm3=4×g，则a=，距离最近的S原子之间距离为晶胞边长的，故S原子之间距离为× cm，故答案为×。 【点睛】本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、电负性、分子结构与性质、氢键、晶胞计算等，是对物质结构主干知识的综合考查，注意同周期第一电离能异常情况，(4)中计算为易错点、难点，需要学生具备一定的数学计算能力。 15． 12 【分析】A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素且原子序数依次增大，B、C、D的最高价氧化物对应的水化物均能互相反应生成盐和水，故应是与强酸、强碱反应，可推知B为Na，C为Al；E与其他元素既不在同周期也不在同主族，只能位于第四周期第ⅡA族，则E为Ca；由A、E形成的离子化合物的晶胞结构可知，晶胞中阳离子与阴离子的个数比为，则阴离子显-1价，又A、D同主族，则A为F，D为Cl。 【详解】(1)A、E所形成的化合物为，其电子式为； (2)由同周期元素原子半径变化规律可知，原子半径，由同主族元素原子半径变化规律可知，原子半径，A、B、C、D四种元素的原子半径由小到大的顺序为； (3)由题图可知，每个阳离子周围距离最近且相等的阳离子共有12个(上层4个，同层4个，下层4个)。 16． Cu+2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O，显示水合铜离子特征蓝色 正四面体 sp3 6s1 3:1 金属键 H8AuCu3 【详解】(1)铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、水和二氧化硫，反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O； (2)白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5 H2O，显示水合铜离子特征蓝色，因此硫酸铜粉末常用来检验一些有机物中的微量水分； (3)的空间构型为正四面体；S的价层电子对数=4，杂化方式为sp3； (4)Au与铜同族，则Au原子最外层电子排布式为6s1；在晶胞中Cu原子处于面心，6×1/2=3，Au原子处于顶点位置，8×1/8=1，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3:1；合金中化学键为金属键； (5)类比CaF2的晶胞图，Ca2＋占据顶点和面心，晶胞内填充4个F-，类比一下，Cu占据面心，Au占据顶点，那H2只能占据晶胞内部的空间了，一个H2分子相当于一个F-，这样看来一个晶胞分摊一个Au原子，3个Cu原子，4个H2分子，所以化学式为AuCu3(H2)4，就是答案上的H8AuCu3。 学科网（北京）股份有限公司 $$