高中化 3.1 认识晶体规范训练 鲁科版选修3

第三章物质的聚集状态与物质性质第一节认识晶体(时间：30分钟)考查点一晶体与非晶体1．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态，它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。有关玻璃态水的叙述正确的是 ()。A．水由液态变为玻璃态，体积缩小B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀C．玻璃态是水的一种特殊状态D．玻璃态水是分子晶体解析本题是一个信息给予题，读懂信息是解题的关键。由题给信息知，玻璃态水的“密度与普通液态水的密度相同”，表明水由液态变为玻璃态其体积不变；此外，“玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构”。因而A、B、D三项错误。答案C考查点二晶体的特征2．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．由玻璃制成的圆形的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封闭的多面体形的性质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件。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项中玻璃是非晶体。答案B考查点三晶体的堆积模型3．金属晶体、离子晶体和分子晶体采取密堆积方式的原因是 ()。A．构成晶体的微粒均可视为圆球B．金属键、离子键、分子间作用力均无饱和性和方向性C．三种晶体的构成微粒相同D．三种晶体的构成微粒多少及相互作用力相同答案B4．(·河南郑州高二五校联考)下列晶体按A1型方式进行紧密堆积的是()。A．干冰、NaCl、金属铜B．ZnS、金属镁、氮化硼C．水晶、金刚石、晶体硅D．ZnS、NaCl、金属镁解析干冰、NaCl、Cu、ZnS均为面心立方堆积(A1)，Mg为A3型，水晶、金刚石、氮化硼、晶体硅为原子晶体，不遵循紧密堆积原则，故只有A正确。答案A考查点四晶体类型的判断5．将晶体划分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体的本质标准是()。A．基本构成微粒种类B．晶体中最小重复结构单元的种类C．微观粒子的密堆积种类D．晶体内部微粒的种类及微粒间相互作用的种类解析根据晶体内部微粒的种类和微粒间的相互作用的不同，可将晶体分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体。答案D6．有下列九种晶体：A.水晶B．冰醋酸C．氧化镁D．白磷E.晶体氩F．氯化铵G．过氧化钾H．金刚石I．镁(1)属于原子晶体的化合物是____________，直接由原子构成的晶体是____________，直接由原子构成的分子晶体是____________。(2)由极性分子构成的晶体是____________，含有共价键的离子晶体是____________，属于分子晶体的单质是____________。(3)受热熔化后化学键不发生变化的是________________，需克服共价键的是____________，需要克服金属键的是____________。答案(1)AA、E、HE(2)BF、GD、E(3)B、DA、HI考查点五晶胞中所拥有的各种粒子数目的计算7．有关A1型密堆积与A3型密堆积的说法中正确的是 ()。A．A1型密堆积是最密堆积，A3型密堆积不是最密堆积B．两者都是最密堆积，其中A3型密堆积是一、三、五……各层球心重合，二、四、六……各层球心重合；A1型密堆积是四、五、六各层球心分别和一、二、三各层球心重合C．原子晶体一般都采用A1型密堆积或A3型密堆积D．只有金属晶体才可能采用A1型密堆积或A3型密堆积解析A1型密堆积与A3型密堆积都是最密堆积，故A选项错误；A1型紧密堆积采用“…ABCABC…”堆积，所以其四、五、六各层球心分别和一、二、三各层球心重合；A3型密堆积采用“…ABAB…”堆积，所以它的一、三、五……各层球心重合，二、四、六……各层球心重合，故B项正确；组成晶体的微粒间作用力没有方向性，在空间的排列大都服从紧密堆积原理；由于组成原子晶体的原子间靠有方向性的共价键结合，故C项错误；金属晶体、离子晶体和分子晶体结构中的金属键、离子键和范德华力没有方向性、没有饱和性，一般都采用A1型密堆积或A3型密堆积，故D项错误。答案B8．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是 ()。A．3∶9∶4 B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶4解析由图可知该晶体部分结构的上下两面为正三角形，因此处于顶点的粒子为12个晶胞共用，故A的数目为6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)；处于水平棱上的粒子为4个晶胞共用，处于垂直棱上的粒子为6个晶胞单元共用，故该结构单元中包含B粒子的数目为：6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2，由此可见A、B、C三种粒子的数目之比为eq\f(1,2)∶2∶1＝1∶4∶2。答案B考查点六根据晶体结构确定化合物的化学式9．根据下列晶体的晶胞结构，判断化学式正确的是 ()。解析A选项中A微粒处于晶胞体心，完全为该晶胞所有，B微粒处于立方体的8个顶角上，每个B微粒为8个晶胞共有，平均一个晶胞中含有B微粒的个数为：8×eq\f(1,8)＝1，A、B微粒个数的最简整数比为1∶1，化学式应为AB；B选项中E、F都位于顶角，各有4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)属于该晶胞，则该晶胞中所含E、F个数的最简整数比为1∶1，化学式为EF；C选项中属于该晶胞的X微粒(位于体心)1个，Y微粒(面心)6×eq\f(1,2)＝3个，Z微粒(顶点)8×eq\f(1,8)＝1个，最简整数比为1∶3∶1，化学式为XY3Z；D选项中A微粒位于晶胞面心和顶角，B微粒位于晶胞的体心和棱上，则该晶胞中A、B的个数比为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6×\f(1,2)＋8×\f(1,8)))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋12×\f(1,4)))＝4∶4＝1∶1，化学式为AB。答案C考查点七晶体空间结构的推断10．(1)水在不同的温度和压强条件下可以形成11种不同结构的晶体，密度从比水轻的0.92g·cm－3到约为水的一倍半。冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样最多的化合物。其中冰－Ⅶ的晶体结构为一个如下图所示的立方晶胞，每个水分子可与周围____________个水分子以氢键结合，晶体中，1mol水可形成________mol氢键。(2)已知下列元素的电负性数据：H为2.1，O为3.5，F为4.0。OF2与水的立体结构相似，但水分子的极性比OF2强得多，其原因有：①OF2中氧原子上有两对孤对电子，抵消了F—O键中共用电子对偏向F而产生的极性；②从电负性上看，_________________________________________________________________。解析(1)观察图示的立方晶胞的中心水分子可知，该水分子与周围4个水分子以氢键结合；每2个水分子间形成的1个氢键，每个水分子只分得一半，故晶体中1mol水可形成4mol×0.5＝2mol氢键。(2)根据题中所给出的元素的电负性数据：H为2.1，O为3.5，F为4.0，氧与氢的电负性差(1.4)大于氧与氟的电负性差(0.5)，因此，虽然OF2与水的立体结构相似，但水分子的极性比OF2强得多。答案(1)42(2)氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差11．金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定____________。(3)一个晶胞的体积是__________。(4)金晶体的密度是____________。解析利用均摊法解题，8个顶角上金原子有eq\f(1,8)属于该晶胞，每个面上金原子有eq\f(1,2)属于该晶胞，共有6个，故每个晶胞中金原子个数＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。假设距离最近的两金原子间相切，则有正方形的对角线为2d。正方形边长为eq\r(2)d。所以V晶＝(eq\r(2)d)3＝2eq\r(2)d3，Vm＝eq\f(V晶,4)NA＝eq\f(\r(2),2)d3NA，所以ρ＝eq\f(M,Vm)＝eq\f(\r(2)M,d3NA)。答案(1)4(2)距离最近的两金原子间相接触，即相切(3)2eq\r(2)d3(4)eq\f(\r(2)M,d3NA)12．现有甲、乙、丙三种