高中化学人教版物质结构与性质第三章晶体结构与性质单元测试

第一节晶体的常识课时训练12晶体的常识基础夯实一、晶体与非晶体1.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.晶体、非晶体都具有固定的熔点解析:晶体与非晶体的根本区别在于内部粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。晶体所具有的规则几何外形、各向异性是其内部微粒规律性排列的外部反映,因此B项错。有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形,但具有各向异性的固体一定是晶体,所以A项错,C项对。晶体具有固定的熔点而非晶体不具有固定的熔点。答案:C2.从我们熟悉的食盐、金属、冰到贵重的钻石等都是晶体,而同样透明的玻璃却是非晶体。下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中,正确的是()A.是否具有规则的几何外形B.是否具有固定组成C.是否具有美观对称的外形D.内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列解析:有规则几何外形或美观对称外形的固体不一定都是晶体,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形;具有固定组成的物质也不一定是晶体,如某些无定形体(无定形二氧化硅)也有固定的组成;晶体和非晶体的本质区别在于其内部粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。答案:D3.关于晶体的自范性,下列叙述正确的是()A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体B.缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美的立方块C.圆形容器中结出的冰是圆形的D.由玻璃制成的圆形玻璃球解析:晶体的自范性是指在适宜的条件下,晶体能够自发地呈现多面体外形的性质。A项过程不能实现;C项中冰的形状不是水自发形成的,而是受容器的限制形成的;D项中提到的玻璃是非晶体。答案:B4.下列过程中不能得到晶体的是()A.降低NaCl饱和溶液的温度所得到的固体B.气态水直接冷却成固态水C.熔融的KNO3冷却后所得到的固体D.将液态的塑料冷却后所得到的固体解析:明确形成晶体的几种途径是解答本题的关键。答案:D二、晶胞5.下列有关晶胞的叙述中不正确的是()A.晶胞是晶体最小的结构重复单元B.不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同C.晶胞中的粒子可能不完全属于该晶胞D.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成解析:由晶胞的定义可知A选项正确;相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同,不同晶体中晶胞的大小和形状不一定相同,B选项错误;晶体中有的粒子被若干个晶胞所共用而不专属于某个晶胞,C选项正确;知道晶胞的组成利用“均摊法”即可推知晶体的组成,D选项正确。答案:B硼镁化合物的结构6.硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。右图是该化合物的晶胞结构: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。该化合物的化学式为() 解析:运用“均摊法”可知,由于该化合物为正六棱柱,所以顶点的原子为6个正六棱柱所共用,面心的原子为2个正六棱柱所共用,则晶胞中镁原子的个数为12×+2×=3,硼原子的个数为6,所以该化合物的化学式为MgB2。答案:B7.根据所学知识填空:(导学号52700107)(1)在下列物质中,属于晶体的是,属于非晶体的是;

A.玻璃B.雪花C.橡胶D.铁块E.单晶硅F.沥青(2)晶体中的微粒与晶胞的关系为:①凡处于立方体顶点的微粒,同时为个晶胞共有;

②凡处于立方体棱上的微粒,同时为个晶胞共有;

③凡处于立方体面上的微粒,同时为个晶胞共有;

④凡处于立方体体心的微粒,同时为个晶胞共有。

解析:(1)晶体具有固定的熔点,雪花就是冰,有固定的熔点;铁块和单晶硅都有固定的熔点;橡胶、玻璃、沥青(烃的混合物)的熔点在一定的范围内浮动,都属于非晶体。(2)分析晶体中的微粒与晶胞的关系,关键是看该微粒为几个晶胞所围绕,就为几个晶胞所共有。答案:(1)BDEACF(2)84218.某晶胞结构如图所示,X位于立方体的顶点,Y位于立方体的中心。试分析:(1)在一个晶胞中有个X,个Y,晶体的化学式为。

(2)晶体中距离最近的两个X与一个Y所形成的夹角∠XYX为(填角的度数)。

解析:(1)该晶胞中含Y的个数为1,含X的个数为4×,所以X∶Y=1∶2,因此晶体的化学式为XY2。(2)X与Y之间的连接线构成一个正四面体,类似甲烷的分子结构,所以∠XYX等于甲烷中的键角,为109°28'。答案:(1)1XY2(2)109°28'9.石墨的片层结构如图所示,试完成下列各题:(1)每个正六边形实际上占有的碳原子数个。

(2)石墨晶体每一层内的碳原子数与C—C键的个数之比是。

(3)ng碳原子可构成个正六边形。

解析:(1)由结构示意图可以看出每个碳原子被3个正六边形共用,所以平均每个正六边形占有碳原子的个数为6×=2。(2)由(1)知每个正六边形所占有的碳原子数为6×=2;所占有的C—C键的个数为6×=3,故石墨晶体每一层内的碳原子数与C—C键的个数之比为2∶3。(3)ng碳所含有的原子数为NA,可以构成正六边形的个数为NA÷2=。答案:(1)2(2)2∶3(3)能力提升1.下列关于晶体与非晶体的说法不正确的是()A.区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验B.非晶体中粒子的排列无序,所以非晶体具有各向异性C.晶体有自范性D.非晶体无固定熔点答案:B2.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毫米的大直径硅单晶,晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是()A.形成晶体硅的速率越大越好B.晶体硅没有固定的熔、沸点C.可用X-射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关,而与各向异性无关解析:A选项,晶体的形成都要有一定的形成条件,如温度、压强、结晶速率等,但并不是说结晶速率越大越好;B选项,晶体有固定的熔、沸点,故B选项不正确;C选项,X-射线衍射实验能够测出物质的内部结构,根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体;D选项,晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系。答案:C3.下列关于晶体的说法中,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选项,将饱和CuSO4溶液降温,可析出胆矾,胆矾属于晶体;B选项,一般宝石的硬度较大,玻璃制品的硬度较小,可以根据有无划痕来鉴别;C选项,非晶体没有固定的熔点;D选项,由于晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一些差异。答案:B4.下图是天然水晶球里的玛瑙和水晶,两者的根本区别在于()A.外形不一样,构成两者的原子不同B.构成玛瑙的基本粒子无规则排列,构成水晶的基本粒子按一定的规律周期性重复排列C.水晶有固定的熔沸点,而玛瑙无固定熔沸点D.水晶可用于能量转换,玛瑙可用于装饰品解析:晶体和非晶体的本质区别在于内部粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。答案:B5.某晶体的一部分如右图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子的个数之比是()∶9∶4∶4∶2∶9∶4∶8∶4解析:由图可知该晶体部分结构单元的上下两面为正三角形,因此处于顶点的粒子为12个该结构单元共用,故每个结构单元中A的个数为6×;处于水平棱上的粒子为4个结构单元共用,处于垂直棱上的粒子为6个结构单元共用,故每个结构单元中包含B的个数为6×+3×=2;显然,每个结构单元中包含C的个数为1,由此可见这种晶体中A、B、C三种粒子数之比为∶2∶1=1∶4∶2。答案:B6.话筒是我们熟悉的物质,在话筒中有一种材料的结构如图所示,它的主要成分是钛酸钡,根据晶体的结构示意图可知它的化学式是() 解析:仔细观察钛酸钡晶体结构示意图可知:Ba在立方体的中心,完全属于该晶胞;Ti处于立方体的8个顶点,O处于立方体的12条棱的中点,故晶体中三种原子的个数比为Ba∶Ti∶O=1∶(8×)∶(12×)=1∶1∶3。答案:D7.氢是重要而洁净的能源。要利用氢气作为能源,必须解决好安全有效地储存氢气的问题。化学家研究出利用合金储存氢气的方法,其中镧(La)镍(Ni)合金是一种储氢材料,这种合金的晶体结构已经测定,其基本结构单元如图所示,则该合金的化学式可表示为() 解析:根据题给物质的结构单元图知,该合金的基本结构单元中镧原子的数目为(12×+2)×=3,而镍原子的数目为12×+6+6×=15,所以镧与镍的原子个数比为3∶15=1∶5。答案:A8.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大,这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如图所示),则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数的比值为()(导学号52700108)∶8 ∶14 ∶25 ∶27解析:解此题应注意“纳米颗粒”与“晶胞”的不同,“纳米颗粒”是独立的“分子”,所有粒子均属于该颗粒。表面粒子数=8+6+12=26,总粒子数=表面粒子数+中心粒子数=26+1=27。答案:D9.元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体结构如图所示。(1)该晶体中阳离子与阴离子个数比为。

(2)该晶体中Xn+中n=。

(3)X元素的原子序数是。

解析:(1)Xn+位于晶胞的棱上,其数目为12×=3,N3-位于晶胞的顶点,其数目为8×=1,故晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1;(2)由晶体的化学式X3N,可知Xn+所带电荷的数目n=1;(3)由题意知,X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,则K、L、M电子层上的电子数分别为2、8、18,则X的原子序数=核电荷数=2+8+18+1=29。答案:(1)3∶1(2)1(3)2910.随着科学技术的发展,阿伏加德罗常数的测定手段越来越多,测定的精确度也越来越高。现有一种简单可行的测定方法,具体步骤为:(导学号52700109)①将NaCl固体细粒干燥后准确称取mgNaCl固体细粒并转移到定容仪器A中。②用滴定管向A仪器中加苯,不断振荡,继续加苯至A仪器的刻度,计算出NaCl固体的体积为Vcm3(氯化钠的晶胞如图所示)。请回答下列问题:(1)步骤①中A仪器最好使用(填序号)。

A.量筒 B.烧杯 C.容量瓶 D.试管(2)步骤②能否用水代替苯?(填“能”或“不能”),理由是。

(3)已知NaCl晶体中,靠得最近的Na+和Cl-间的距离为acm,则用上述方法测得阿伏加德罗常数(NA)的表达式为。

解析:(1)依题意知,仪器A是用于精确测量体积的,故选C。(2)因为NaCl能溶于水,用水不能