第三章 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 综合训练-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2作业与测评课件PPT（人教版）

0 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 综合训练 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，有关玻璃的说法错误的是(　　) A．玻璃内部微粒排列是无序的 B．玻璃熔化时吸热，温度不断上升 C．光纤和玻璃的主要成分都可看成SiO2，二者都 是非晶体 D．利用X射线衍射实验可以鉴别玻璃和水晶 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 [重难点拨]　晶体与非晶体的判定方法 判定方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 最科学的方法 对固体进行X射线衍射实验 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 16 17 3 2．某晶体的结构单元如图所示，晶体中A、B、C三种原子的个数之比为(　　) A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 3．不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是(　　) A．石墨和金刚石互为同素异形体 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 解析：是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间无联系，如无定形碳是金刚石、石墨的同素异形体，却属于非晶体。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 4．下列关于晶体的说法正确的是(　　) A．将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体 B．假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品 C．石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点 D．蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同 解析：A项，将饱和CuSO4溶液降温可析出胆矾，胆矾属于晶体；B项，宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以用划痕的方法来鉴别；C项，非晶体没有固定的熔点；D项，晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一定差异。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 5．下列关于等离子体的叙述正确的是(　　) A．物质一般有固态、液态和气态三态，等离子体却被认为是物质存在的第四态 B．为了使气体变成等离子体，必须使其通电 C．等离子体通过电场时，所有粒子的运动方向都发生改变 D．等离子体性质稳定，不易发生化学反应 解析：在高温或外加电场激发下，可以使气体转变为等离子体，B错误。等离子体中也存在电中性粒子，通过电场时运动方向不发生改变，C错误。等离子体性质活泼，可发生在一般条件下无法进行的化学反应，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 6．如图所示的是某化合物的晶体结构：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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 能力作业 16 17 9 7．已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单元密置堆积而成，下列关于该化合物的叙述错误的是(　　) A．1 mol该化合物中含有1 mol Y B．1 mol该化合物中含有3 mol Cu C．1 mol该化合物中含有2 mol Ba D．该化合物的化学式是YBa2Cu3O6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 8．已知金属钠和氦可形成化合物，该化合物晶胞如图所示(He未画出)，形成Na8立方体空隙，电子对(2e－)和氦原子交替分布填充在小立方体的中心。下列说法错误的是(　　) A．该晶胞中的Na＋数为8 B．该化合物的化学式为[Na＋]2He[e2]2－ C．若将氦原子放在晶胞顶点，则所有电子对(2e－)在 晶胞的体心 D．该晶胞中与Na＋最近的He原子数目为4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 二、非选择题 11．Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具 有大容量、长寿命等特点，在中国已实现了产业化。该 合金的晶胞结构如图所示。 (1)该晶体的化学式为________________。 (2)已知该晶胞的摩尔质量为M g·mol－1，密度为d g·cm－3。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是________cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。 LaNi5或(Ni5La) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 12．元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个能层，它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所示。 (1)该晶体的阳离子与阴离子个数之比为________。 (2)该晶体中Xn＋的n＝____。 (3)X元素的原子序数是_____。 (4)晶体中每个N3－被____个等距离的Xn＋包围。 3∶1 1 29 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 13．热敏电阻的主要成分——钡钛矿晶体的晶胞结构如 图所示，晶胞棱长为a cm。顶点位置被Ti4＋所占据，体心位 置被Ba2＋所占据，所有棱心位置被O2－所占据。(已知相对原 子质量——O：16　Ti：48　Ba：137) (1)该晶体的化学式可表示为_________。 (2)若将Ti4＋置于晶胞的体心，Ba2＋置于晶胞顶点，则O2－处于立方体的______位置。 (3)在该晶体中，每个Ti4＋周围距离相等且最近的Ti4＋有___个；若将它们连接起来，形成的空间结构为___________。 (4)若该晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则a＝________。(用含 ρ、NA的代数式表示) BaTiO3 面心 6 正八面体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 21 　　　　　　　　　　　　　 R 解析：棱柱内硼原子数为6，均属于这个晶胞。镁原子位于上、下底面面心(2个)及12个顶角，共有镁原子数为2×eq \f(1,2)＋12×eq \f(1,6)＝3，则镁、硼原子个数之比为1∶2。 [重难点拨]　 六方晶胞中粒子对晶胞的贡献 (1)处于顶点的粒子，为6个晶胞共用，每个粒子有eq \f(1,6)属于该晶胞。 (2)处于面心的粒子，为2个晶胞共用，每个粒子有eq \f(1,2)属于该晶胞。 (3)处于体内的粒子，完全属于该晶胞。 如图为某六方晶胞，其中所含的粒子数为(内部含3个粒子)：12×eq \f(1,6)＋3＋2×eq \f(1,2)＝6。 解析：观察题图可知Y位于晶胞顶点，其个数为8×eq \f(1,8)＝1；Cu位于晶胞内部，个数为3；Ba位于晶胞棱上，个数为8×eq \f(1,4)＝2；O位于晶胞面上及内部，个数为2＋10×eq \f(1,2)＝7，D错误。 解析：该晶胞中Na＋有8个位于顶点，12个位于棱心，6个位于面心，1个位于体心，数目为8×eq \f(1,8)＋12×eq \f(1,4)＋6×eq \f(1,2)＋1＝8，A正确；由电子对(2e－)和氦原子交替分布填充在小立方体的中心，可知晶胞中有4个电子对、4个He原子，则Na＋、He、电子对的个数之比为8∶4∶4＝2∶1∶1，故该化合物的化 学式为[Na＋]2He[e2]2－，B正确；若将氦原子放在晶胞顶点，根 据电子对(2e－)和氦原子在晶胞中的位置关系可知，电子对应处 于晶胞的体心和棱心，C错误；以体心处Na＋为研究对象，其 周围有4个距其最近的He原子，D正确。 9．(辽宁卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是(　　) A．结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B．晶胞2中S与S的最短距离为eq \f(\r(3),2)a C．晶胞2中距Li最近的S有4个 D．晶胞2和晶胞3表示同一晶体 解析：由均摊法得，结构1中含有Co的数目为4＋4×eq \f(1,8)＝4.5，含有S的数目为1＋12×eq \f(1,4)＝4，Co与S的原子个数比为9∶8，因此结构1的化学式为Co9S8，A正确；由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的eq \f(1,2)，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为eq \f(\r(2),2)a，B错误；如图：，以图中圈出的Li为例，与其最近的S共4个，C正确；如图，当2个晶胞2放在一起时，图中灰框截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，D正确。 10．一种钽(Ta)的化合物的四方晶胞结构如图所示(b<2a)。已知：NA为阿伏加德罗常数的值。原子分数坐标x、y、z∈[0，1)，原子分数坐标为1时记为0。M、N的原子分数坐标分别为(0，0，0)，eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))，下列说法错误的是(　　) A．P的原子分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,4))) B．该化合物的化学式为K3TaO2F4 C．该晶体的密度是eq \f(4.06×1032,a2bNA) g·cm－3 D．与Q距离相等且最近的K＋有8个 解析：由题意可知，P的原子分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,4)))，A正 确；根据均摊法，K＋位于晶胞棱上和面上，K＋的个数为4×eq \f(1,4) ＋10×eq \f(1,2)＝6，位于晶胞的顶点和体内，的 个数为8×eq \f(1,8)＋1＝2，K＋、的个数比为3∶1，则该化合物的化学式为K3TaO2F4，B正确；该晶体的密度为eq \f(39×6＋（181＋16×2＋19×4）×2,NA) g÷(a×10－10 cm×a×10－10 cm×b×10－10 cm)＝eq \f(8.12×1032,a2bNA) g·cm－3，C错误；以Q为研究对象，与其距离相等且最近的K＋有8个，上、下两个晶胞各4个(位于前、后、左、右4个面上)，D正确。 eq \f(M,NA·d) 解析：(1)从图中可以看出，La位于平行六面体的顶角，晶胞中La的原子数为4×eq \f(1,12)＋4×eq \f(1,6)＝1。平行六面体的上、下两个面各有2个Ni原子，四个侧面各有1个Ni原子，体心还有1个Ni原子，故晶胞中Ni的原子数为eq \f(1,2)×8＋1＝5。故该晶体的化学式为LaNi5或Ni5La。 解析：(1)Xn＋位于晶胞的棱上，其数目为12×eq \f(1,4)＝3；N3－位于晶胞的顶角，其数目为8×eq \f(1,8)＝1，故二者个数之比为3∶1。 (2)由(1)中分析知该晶体的化学式为X3N，则X所带电荷数为1。 eq \r(3,\f(233,NAρ)) 解析：(1)在该晶胞中Ba2＋、Ti4＋和O2－的个数比为1∶ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8×\f(1,8)))∶eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(12×\f(1,4)))＝1∶1∶3，则该晶体的化学式可表示为BaTiO3。 (2)将共用一个Ti4＋的8个晶胞的体心Ba2＋连起来构成新的 晶胞，则O2－正好在晶胞的面心位置。 (3)晶胞中每个Ti4＋与其前、后、左、右、上、下的Ti4＋距离相等且最近，若连接起来，形成正八面体。 (4)由题意知1个晶胞的体积为a3 cm3。根据晶体的化学式BaTiO3可得1个晶胞的质量为eq \f(233,NA) g，则ρ＝eq \f(233,a3NA)，则a＝eq \r(3,\f(233,NAρ))。 $