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

2024—2025学年高中化学鲁科版选择性必修二3.1 认识晶体 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．科学家可以借助某些实验手段或仪器来测定化学物质的组成和空间结构，下列有关说法错误的是 A．质谱仪可以快速精确地测定有机物的相对分子质量 B．红外光谱仪可以用来测定分子的化学键和官能团 C．通过测定物质的熔点和沸点可以确定物质是否含有配位键 D．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 2．某氧化铝陶瓷晶体中含有X、Y、Z三种元素,其晶胞如图所示,则三种原子的原子个数比为 A．1∶3∶1 B．2∶1∶6 C．4∶8∶1 D．8∶12∶1 3．通过X射线衍射实验，测得乙酸晶体的结构如图所示。下列说法错误的是 A．区别晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验 B．乙酸晶体中，周期性排列的结构单元包含4个乙酸分子 C．建立原子坐标，可以测定乙酸分子中共价键的键长 D．建立原子坐标，可以测定乙酸分子中共价键的键能 4．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 5．下列说法正确的是 A．非晶体都不具有规则的几何外形 B．在非晶体的X射线衍射图谱上可能有分立的斑点 C．缺角的氯化钠晶体在饱和的溶液中会慢慢变为完美的立方体块 D．用红热的铁针刺中玻璃上凝固的石蜡，在不同方向上熔化的快慢不同 6．下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是 A．NH3、HD、C10H18 B．PCl3、CO2、H2SO4 C．SO2、SiO2、P2O5 D．CCl4、Na2S、H2O2 7．现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)的局部排列方式如图所示，其化学式正确的是 A． B． C． D． A．A B．B C．C D．D 8．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 9．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Na或反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体。如图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子，小球为钠原子，图1中立方体每个面有两个大球，小球位于立方体的顶点和体心)，关于这三种晶胞的说法正确的是 A．晶胞1中钠原子周围最近的氯原子个数为6 B．晶胞2中含有6个钠原子 C．晶胞3所对应晶体的化学式为 D．三种晶体均是由NaCl晶体在50～300GPa的高压下和Na反应所得 10．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 11．一种由A、B、C三种元素组成的新物质是潜在的拓扑绝缘材料，其结构如图甲、乙所示(晶胞参数已在图中标出)。下列说法错误的是 A．图乙是该物质的晶胞单元 B．晶胞中A、B、C三种原子的个数比为1∶1∶2 C．A、B原子之间最短的距离为 D．该晶体中，1个B原子周围距离最近的C原子数为6 12．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 13．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 14．F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易与水反应。其中6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是 黑球表示氙原子白球表示氟原子 A．XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构 B．某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示，可推知其化学式为XeF6 C．XeF4按已知方式水解，每生成2molXe转移8mol电子 D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，将重新生成Xe和F2 15．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． B． C． D． A．A B．B C．C D．D 16．下列关于晶体的说法中，不正确的是（     ） ①晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中原子排列相对无序，无自范性  ②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体  ③共价键可决定分子晶体的熔、沸点  ④MgO的晶格能远比NaCl大，这是因为前者离子所带的电荷数多，离子半径小  ⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列  ⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定  ⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有8个CO2分子紧邻 A．①②③ B．②③④ C．④⑤⑥ D．②③⑦ 二、填空题 17．晶胞中粒子数目的计算方法——切割法 平行六面体晶胞中，处于顶点上的微粒被 个晶胞共有， 离子属于该晶胞；位于棱上的微粒被 个晶胞共有， 离子属于该晶胞；位于面上的微粒被 个晶胞共有， 离子属于该晶胞；位于内部的微粒被 个晶胞共有， 离子属于该晶胞。铜晶胞中实际包含的微粒数的计算过程为 。 18．氨硼烷是一种有效、安全的固体储氢材料，氨硼烷的结构和乙烷相似，如下图。 (1)氨硼烷的晶体类型为 。 (2)氨硼烷分子中氮原子、硼原子的杂化轨道类型分别为 、 。 (3)氨硼烷晶体中存在的作用力有 (填字母)。 A．离子键    B．极性键    C．非极性键    D．配位键  E．金属键    F．π键    G．范德华力 19．碳化钨是耐高温耐磨材料。下图为碳化钨晶体的部分结构，碳原子嵌入金属的晶格间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成填隙化合物。 (1)在该结构中，每个钨原子周围距离钨原子最近且等距离的碳原子有 个。 (2)假设该部分晶体的体积为，碳化钨的摩尔质量为，密度为，则阿伏加德罗常数用上述数据表示为 。 20．特点 共价晶体的熔点 ，硬度 。对结构相似的共价晶体来说，原子半径 ，键长 ，键能 ，晶体的熔点就 。 三、计算题 21．(1)中学教材上图示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸到完美晶体。氧化镍晶体的结构与NaCl相同，与最邻近的核间距离为a×10-8cm，计算NiO晶体的密度已知NiO的摩尔质量为 。 (2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如图所示的缺陷：一个空缺，另有两个被两个所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为，试计算晶体中与的离子数之比 。 22．研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。 氨硼烷晶体的密度ρ= g·cm−3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A D C C B C B C C 题号 11 12 13 14 15 16 答案 D C B C C D 1．C 【详解】A．质谱仪能根据最大的碎片离子确定有机物的相对分子质量，故A正确； B．红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器，可以用来测定分子的化学键和官能团，B正确； C．通过测定物质的熔点和沸点不能确定物质是否含有配位键，例如对于含有配位键的分子晶体，影响其熔沸点的是分子间作用力，而配位键是一种化学键，不影响熔沸点，C错误； D．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，D正确； 故选：C。 2．A 【详解】在图中所示的晶胞中X原子的个数为8×=1，Y原子的个数为12×=3，Z原子的个数为1，所以X、Y、Z三种原子的个数比为1∶3∶1。 3．D 【详解】A．X射线衍射实验是区别晶体和非晶体最可靠的科学方法，A项正确； B．观察题给乙酸的晶体结构，可看出乙酸晶体中周期性排列的结构单元是由4个乙酸分子组成的，即乙酸晶胞，B项正确； C．对该结构建立原子坐标，通过几何计算可得出原子间的距离，从而判断出晶体中哪些原子之间存在化学键，确定键长和键角，C项正确； D．共价键的键能需要通过断键时吸收能量的大小计算出来，而非通过简单的原子坐标测定和计算出来的，D项错误。 故选：D。 4．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。 5．C 【详解】A．非晶体也可以加工成规则的几何外形，如钻石形状的玻璃制品，A错误； B．在非晶体的X射线衍射图谱上看不到分立的斑点或明锐的衍射峰，B错误； C．晶体具有自范性，在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形，所以缺角的氯化钠晶体在饱和的溶液中会慢慢变为完美的立方体块，C正确； D．晶体的许多物理性质(如强度、导热性、光学性质等)表现出各向异性，但玻璃是非晶体，不具有各向异性，所以用红热的铁针刺中玻璃上凝固的石蜡，在不同方向上熔化的快慢相同，D错误； 答案选C。 6．B 【详解】A．NH3、C10H18属于分子晶体的化合物，HD是单质，不是化合物，故A错误； B．PCl3，CO2，H2SO4均属于分子晶体的化合物，故B正确； C．SO2、P2O5属于分子晶体的化合物，SiO2属于共价晶体的化合物，故C错误； D．CCl4、H2O2属于分子晶体的化合物，Na2S是离子晶体，不是分子晶体，故D错误； 故选B。 7．C 【详解】A．由图可知，位于顶点的B原子个数为，位于体心的A原子个数为1，则晶体的化学式为AB，故A错误； B．由图可知，位于顶点的E原子核F原子的个数都为，则晶体的化学式为EF，故B错误； C．由晶胞结构可知，晶胞中位于面上的X原子个数为，位于顶角和面心的Y原子的个数为，则晶胞的化学式为XY，故C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中A位于顶点和面心的A原子个数为，位于棱上和体心的B原子个数为，则晶胞的化学式为AB，故D错误； 故选C。 8．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。 9．C 【详解】A．根据图示，晶胞1中钠原子周围最近的氯原子个数为12，故A错误； B．根据均摊原则，晶胞2中含有钠原子数，故B错误； C．根据均摊原则，晶胞3中Na原子数、Cl原子数为 ，所对应晶体的化学式为，故C正确； D．晶胞1中Na原子数、Cl原子数为，所对应晶体的化学式为，由NaCl晶体在50～300GPa的高压下和Cl2反应所得，故D错误； 选C。 10．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。 11．D 【详解】A．晶胞是晶体的最小重复单元，对比图甲和图乙，图乙是该物质的晶胞单元，故A选项正确； B．由图乙知，晶胞中A的数目为，B的数目为，C的数目为8，则晶胞中A、B、C三种原子的个数比为1∶1∶2，故B选项正确； C．A、B原子之间最短的距离是面对角线长的，即，故C选项正确； D．该晶体中，1个B原子周围距离最近的C原子数为4，故D选项错误。 故选D选项。 12．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。 13．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。 14．C 【详解】A．Xe原子已经达到8电子稳定，故XeF2各原子不可能具有8电子稳定结构，A不正确； B．根据平行六面体规律：Xe为8×＋1=2，F为8×＋2=4，故该晶体的化学式为XeF2，B不正确； C．由于F的非金属性最强，在XeF4中Xe的化合价为＋4价，生成2molXe转移电子数为8mol，C正确； D．F2有强的氧化性，能够与水反应，故XeF2与水反应不可能生成F2，D不正确； 故选C。 15．C 【分析】内部1个算一个，六面体棱上每个算个，六面体顶点一个算个，面上一个算个，六棱柱顶点1个算个，棱上1个算个。 【详解】A．原子个数，A=1，B=，故应为AB，A错误； B．原子个数，E=，F=，故应为EF，B错误； C．原子个数，X=1，Y=，Z=故应为XY3Z，C正确； D．原子个数，A=，B=6，故应为AB2，D错误； 故选C。 16．D 【详解】①晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中原子排列相对无序，无自范性，故①正确； ②含有金属阳离子的晶体可能是离子晶体，也可能是金属晶体，故②错误； ③分子晶体熔化过程中破坏的主要是分子间作用力，分子间作用力大小决定分子晶体的熔、沸点高低，与共价键无关，故③错误； ④MgO的晶格能远比NaCl大，这是因为前者离子所带的电荷数多，离子半径小，故④正确； ⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列，故⑤正确； ⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定，故⑥正确； ⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻，故⑦错误。 综上所述，以上叙述中②③⑦错误，故选项D正确。 17． 8 1/8 4 1/4 2 1/2 1 1 8×1/8+6×1/2=4 【解析】略 18．(1)分子晶体 (2) (3)BDG 【解析】（1） 根据球棍模型可知，氨硼烷的结构简式为，氨硼烷的分子结构和乙烷相似，属于分子晶体；故答案为：分子晶体。 （2） 根据氨硼烷分子球棍模型结构，N原子、B原子的价层电子对数都为4，它们的杂化轨道类型都是杂化；故答案为：；。 （3） 氨硼烷中，B与H、N与H之间为极性共价键，B与N之间存在配位键，氨硼烷分子之间存在范德华力，故答案为BDG。 19．(1)6 (2) 【详解】（1）每个钨原子周围距离钨原子最近且等距离的碳原子有6个； （2）结构中钨原子数目是，碳原子个数为6；化学式为WC，晶胞质量为，根据密度的定义可知，。 20． 很高 很大 越小 越短 越大 越高 【解析】略 21． 6∶91 【分析】(1)根据与最邻近的核间距离求出中含有的阴阳离子总数，根据阴阳离子的关系求出离子对数，再根据密度公式计算。 (2)根据物质中阴阳离子电荷相等计算、的个数比。 【详解】(1)在NiO晶体中，每4个Ni离子与4个离子组成一个正方体，其体积为(a×10-8cm)3，每个Ni离子又属于8个小正方体所有，1molNiO晶体有个这种小正方体，所以1mol NiO的总体积为(a×10-8cm)3×12.04×1023＝1.204×a3cm3，所以密度；故答案为：。 (2)设中含为，根据晶体仍呈中性，可知3x+2×(0.97 −x)=2×1，解得，为，即离子数之比；故答案为：6∶91。 22． 【详解】在氨硼烷的2×2×2的超晶胞结构中，共有16个氨硼烷分子，晶胞的长、宽、高分别为2a pm、2b pm. 2c pm，若将其平均分为8份可以得到8个小长方体，则平均每个小长方体中占有2个氨硼烷分子，小长方体的长、宽、高分别为a pm、b pm、c pm ，则小长方体的质量为，小长方体的体积为abc×10-30 cm-3，因此，氨硼烷晶体的密度ρ= 。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$