内容正文:
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
题组一 物质的聚集状态
1.(2025·长治高二期中)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的
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
2.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.将水温升高到几千摄氏度
D.液晶显示器
题组二 晶体和非晶体的区别
3.(教材改编题)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
4.(教材改编题)从晶体与非晶体的角度分析,普通玻璃和水晶的根本区别是( )
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成粒子相对无序排列,水晶的基本构成粒子呈周期性有序排列
C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点
D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换
题组三 晶体的性质
5.(鲁科版习题)下列各项中,不属于晶体的特点的是( )
A.具有规则的几何外形
B.某些物理性质具有各向异性
C.一定是无色透明的固体
D.具有固定的熔点
6.(2025·内江高二月考)下列有关晶体的说法中一定正确的是( )
A.凡是具有规则外形的固体都是晶体,晶体研碎后即变为非晶体
B.进行快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出,可以获得较大颗粒的明矾晶体
C.晶体的各向异性和周期性、对称性是矛盾的
D.晶体具有自范性,有固定的熔点
题组四 晶胞及晶体结构的测定
7.(2025·沈阳高二月考)下列有关晶胞的说法正确的是( )
A.由晶胞中的粒子数可直接确定该晶体的化学式
B.若晶胞为平行六面体,则侧棱上的粒子为2个晶胞共用
C.晶胞是晶体结构中最小的重复单元
D.晶胞中不可能存在多个粒子
8.测定晶体结构最常用的方法是进行X射线衍射实验,其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.X射线透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
B.同一种物质的X射线衍射图谱相同
C.能够通过X射线衍射图谱计算晶胞形状和大小、原子在晶胞中的数目和位置
D.通过X射线衍射实验分析物质微观结构是测定原子空间排布的重要途径
题组五 关于晶胞的计算
9.(2025·武汉高二月考改编)冰晶石(化学式为Na3AlF6)的晶体结构单元如图所示(“”位于大立方体的顶角和面心,“”位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心)。已知冰晶石熔融时的电离方程式为Na3AlF63Na++Al,则大立方体的体心处所代表的粒子为( )
A.Na+ B.Al3+
C.F- D.Al
10.(2025·东营高二开学考)如图是CsCl晶体的一个晶胞,相邻的两个Cs+的核间距为a cm,NA为阿伏加德罗常数的值,CsCl的摩尔质量为M g·mol-1,则CsCl晶体的密度(单位为g·cm-3)为( )
A. B.
C. D.
11.(教材改编题)晶体具有自范性,下列关于晶体自范性的叙述正确的是( )
A.破损的硫酸铜晶体能够在固态时自动变成规则的立方体
B.缺角的氯化钠晶体在饱和氯化钠溶液中慢慢变为规则的立方体晶块
C.由玻璃制成有规则几何外形的“宝石”,体现了晶体的自范性
D.圆形容器中结出的冰是圆形的,体现了晶体的自范性
12.(2025·潍坊高二检测)某晶体的结构单元如图所示(正三棱柱),晶体中A、B、C三种原子的数目之比为( )
A.3∶9∶4 B.1∶4∶2
C.2∶9∶4 D.3∶8∶5
13.石墨烯可转化为富勒烯(C60),科学家把C60和K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a pm。下列说法正确的是( )
A.C60和石墨烯互为同分异构体
B.该富勒烯化合物的化学式为K2C60
C.C60周围等距且距离最近的C60的数目为8
D.该晶胞中含K和C60个数比为3∶4
14.回答下列问题:
(1)甲为石墨晶体,甲说明晶体具有 ;乙说明晶体具有各向异性而非晶体具有 ;丙说明晶体的内部微粒排列 而非晶体内部微粒排列无序。
(2)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3),其阴离子空间结构为 ,C原子的杂化形式为 。
(3)在一个小烧杯里加入少量碘,用一个表面皿盖在小烧杯上,并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在陶土网上加热,观察实验现象。
①在表面皿上加少量冷水的作用是 。
②观察到的实验现象是 。
③在表面皿上的碘是 (填“晶体”或“非晶体”)。
④这种方法是 ,制取晶体的方法还有 、
。
15.(教材改编题)钙钛矿晶体的立方晶胞结构如图所示。
钙钛矿的晶胞
(1)该晶胞的化学式为 ;晶胞中Ca的配位数(与Ca距离最近且相等的氧原子数目)为 。
(2)Ti位于立方晶胞的顶角,被 个O包围成配位八面体。
(3)钙钛矿晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则钙钛矿晶胞的边长为 cm。
4 / 4
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
1.D 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,A错误;离子液体是仅由离子组成的液体物质,B错误;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,C错误。
2.D 等离子体显示器中,紫外光可以使气体转变为等离子体;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;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;液晶显示器是液晶的重要应用。
3.D 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呈周期性有序排列,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。
4.B 从晶体与非晶体的角度分析,普通玻璃和水晶的根本区别是普通玻璃的基本构成粒子相对无序排列,水晶的基本构成粒子呈周期性有序排列,所以普通玻璃不是晶体。
5.C 晶体的特点是具有规则的几何外形、有固定的熔点、某些物理性质具有各向异性,但晶体不一定是无色透明的。
6.D 具有规则外形的不一定是晶体,例如玻璃,晶体研碎后并没有改变晶体基本构成粒子的结构排列,仍然是晶体,A错误;饱和溶液缓慢冷却才能得到较大颗粒的晶体,急速冷却得到的是细小颗粒,B错误;晶体中在不同方向上物质微粒的排列情况不同,即为各向异性,晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列,两者没有矛盾,C错误。
7.C 晶胞中的粒子数不一定为晶体的化学式,如金属铜的晶胞中,铜原子个数为4,A错误;平行六面体晶胞,侧棱上的粒子为4个晶胞共用,B错误;晶胞是晶体结构中最小的重复单元,C正确;晶胞内可能存在多个粒子,如NaCl晶胞,D错误。
8.B 同一种物质的晶体状态和非晶体状态的X射线衍射图谱不同。
9.A 该晶胞中“”个数=8×+6×=4,“”个数=12×+8=11,根据冰晶石的化学式可知,冰晶石中Na+和Al的个数之比为3∶1,据此可判断出大立方体的体心“”所代表的粒子与“”代表的粒子相同,为Na+。
10.D 由题图可知,该晶胞中Cl-个数为1,Cs+个数为8×=1,相邻两个Cs+的核间距离为a cm,即其棱长为a cm,晶胞体积V=a3 cm3,密度ρ== g·cm-3= g·cm-3。
11.B 晶体在固态时不能自发形成新的晶体,A错误;溶质从溶液中析出,可形成有规则几何外形的晶体,B正确;玻璃属于非晶体,不具有自范性,C错误;圆形容器中结出的冰是圆形的,不是自发形成的,D错误。
12.B 该结构中含A原子个数为6×=,B原子个数为6×+3×=2,C原子个数为1,则A、B、C原子的个数比为∶2∶1=1∶4∶2。
13.C C60和石墨烯为同种元素形成的不同单质,互为同素异形体,A错误;该晶胞中含有K的个数为12×=6,C60的个数为8×+1=2,故该富勒烯化合物的化学式为K3C60,B、D错误;以体心的C60为例,与其等距且距离最近的C60为顶角的8个C60,C正确。
14.(1)各向异性 各向同性 规范而有序 (2)平面三角形 sp2 (3)①冷却碘蒸气 ②烧杯中充满紫色的蒸气,在表面皿上有紫黑色的晶体形成 ③晶体 ④凝华 熔融态物质的凝固 结晶(溶质从溶液中析出)
解析:(1)从甲图可看出,石墨中与层垂直的方向上的导电性和与层平行的方向上的导电性不同,说明晶体具有各向异性;乙图中,水晶片上的石蜡熔化成椭圆形,说明水晶在不同方向上的导热性不同,即有各向异性,而玻璃片上的石蜡熔化的形状是圆形,说明玻璃在各个方向上的导热性相同,即具有各向同性;丙说明晶体内部的微粒排列规范而有序,而非晶体内部微粒排列无序。(2)ZnCO3中的阴离子C中C原子的价层电子对数为3+=3,没有孤电子对,空间结构为平面三角形;C原子的杂化形式为sp2。(3)①在表面皿上加少量冷水的作用是冷却碘蒸气;②观察到的实验现象是烧杯中充满紫色的蒸气,在表面皿上有紫黑色的晶体形成;③在表面皿上的碘是晶体;④这种方法是凝华,制取晶体的方法还有熔融态物质的凝固、结晶。
15.(1)CaTiO3 12 (2)6 (3)
解析:(1)由晶胞结构可知:钙位于体心,个数为1,钛位于顶点,则其个数为×8=1,氧位于棱边的中点,则其个数为×12=3,故晶胞的化学式为CaTiO3,立方体晶胞共有12个边,每条边的中点有一个氧原子,共12个氧原子,包围着中心的钙离子,Ca的配位数为12。(2)Ti位于立方晶胞的顶角,被6个O包围成配位八面体。(3)根据均摊原则,晶胞中Ti原子数为8×=1、O原子数为12×=3、Ca原子数为1,钙钛矿晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,设钙钛矿晶胞的边长为a cm,则=ρ,a=。
学科网(北京)股份有限公司
$