2024-2025学年课时作业人教版化学选择性必修2课时作业112

课时作业11晶胞晶体结构的测定1．下列关于晶体的说法中不正确的是()A．凡有规则几何外形的固体一定是晶体B．晶胞是晶体结构的基本单元C．区分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D．晶胞的密度与晶体密度一定相同2．不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是()A．石墨和金刚石是同素异形体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3.如图所示，石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有的碳原子数目为()A．2 B．3C．4 D．64.如图是Mn和Bi形成的某种晶体的晶胞结构示意图，则该晶体的化学式可表示为()A．Mn4Bi3 B．Mn2BiC．MnBi D．MnBi35．冰晶石(化学式为Na3AlF6)的晶体结构单元如图所示(●位于大立方体的顶点和面心，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Na3AlF6=3Na＋＋AlFeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))，则大立方体的体心处所代表的微粒为()A．Na＋ B．Al3＋C．F－ D．AlFeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))6.钒(V)的某种氧化物的晶胞结构如图所示。该晶体的化学式为()A．VO3 B．VO2C．V2O3 D．V2O47.如图是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为acm。NA为阿伏加德罗常数，CsCl的相对分子质量用M表示，则CsCl晶体的密度为()A．eq\f(8M,NA·a3) B．eq\f(6M,NA·a3)C．eq\f(4M,NA·a3) D．eq\f(M,NA·a3)8.食盐晶体是由钠离子(图中的“●”)和氯离子(图中的“”)构成的，且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2g·cm－3，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol－1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于()A．3.0×10－8cm B．3.5×10－8cmC．4.0×10－8cm D．5.0×10－8cm9．钇钡铜氧化合物晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式可能是()A．YBa2Cu3O4B．YBa2Cu2O5C．YBa2Cu3O5D．YBaCu4O410．某晶体的部分结构为正三棱柱(如图所示)，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是()A．3∶9∶4B．1∶4∶2C．2∶9∶4D．3∶8∶411．如图所示，在较高温度时，钾、氧两种元素形成的一种晶体结构与NaCl晶体结构相似，则该化合物的化学式为()A．K2O B．K2O2C．K2O3 D．KO212.钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示意图如图，它的化学式是()A．BaTi8O12 B．BaTi4O6C．BaTi2O4 D．BaTiO313.如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单位。(1)在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最近且距离相等的氧离子、钙离子、钛离子各有________个、________个、________个。(2)该晶体结构中，元素氧、钛、钙的离子个数比是________，该物质的化学式可表示为________。(3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为dnm(1nm＝10－9m)，则该晶体的密度为__________g·cm－3。14．前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。回答下列问题：(1)D2＋的价层电子轨道表示式为________。(2)四种元素中第一电离能最小的是________，电负性最大的是________。(填元素符号)(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。①该化合物的化学式为________。②列式计算该晶体的密度______________g·cm－3(列出计算式即可)。(4)A－、B＋和C3＋三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有________；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为__________________，配位体是______________。课时作业111．解析：晶体的特征之一是有自范性，即自发呈现规则的几何外形。切割整齐且规格相同的玻璃、石蜡、橡皮等虽然都具有规则的几何外形，但它们内部的原子无序排列，它们也没有固定的熔点，不是晶体，A项错误；由晶体的特征和晶胞的概念可知B、C项正确；整块晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，所以晶胞与晶体的密度是相等的，D项正确。答案：A2．解析：原子在三维空间里呈有序排列(B项)、有自范性、有固定的熔点(C项)、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分明的斑点或明锐的谱线(D项)等特征，都是晶体有别于非晶体的体现。而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。答案：A3．解析：六个碳原子组成一个正六边形，而每个碳原子被3个正六边形共用，因此每个正六边形拥有2个碳原子。答案：A4．解析：由晶胞的结构图可知，锰原子分布在正六棱柱的顶点、上下底面的面心上、棱边的中点上和体心上，所以锰原子的个数为：12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,3)＋1＝6，铋原子分布在六棱柱的体内，数目为6，所以锰原子和铋原子的个数比为6∶6＝1∶1，所以化学式为MnBi，故选C。答案：C5．解析：该晶胞中eq\a\vs4\al(●)个数＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，个数＝12×eq\f(1,4)＋8＝11，根据冰晶石的化学式可知，冰晶石中Na＋和AlFeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(6))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微粒与代表的微粒相同，为Na＋。答案：A6．解析：由晶胞图可知，V位于晶胞的顶点和体心，V的个数为1＋8×eq\f(1,8)＝2，有4个O位于晶胞面上，2个O位于晶胞内部，则O的个数为4×eq\f(1,2)＋2＝4，则该晶体的化学式为VO2。答案：B7．解析：由均摊法求得CsCl晶胞含有1个Cs＋和1个Cl－，其质量是M/NA，再由相邻的两个Cs＋的核间距为acm，求出该晶胞的体积是a3，所以晶胞的密度是eq\f(M,NA·a3)，晶体的密度和晶胞的密度是相同的。答案：D8．解析：从NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体，如图所示a表示其边长，d表示两个Na＋中心间的距离。每个小立方体含Na＋：eq\f(1,8)×4＝eq\f(1,2)，含Cl－：eq\f(1,8)×4＝eq\f(1,2)，即每个小立方体含Na＋—Cl－离子对eq\f(1,2)个。则有：a3·2.2g·cm－3＝eq\f(\f(1,2)×58.5g·mol－1,6.02×1023mol－1)，解得a≈2.81×10－8cm，又因为d＝eq\r(2)a，故食盐晶体中两个距离最近的Na＋中心间的距离为d＝eq\r(2)×2.81×10－8cm≈4.0×10－8cm。答案：C9．解析：位于顶点的铜原子(最上层平面和最下层平面)共8个，这个晶胞中只分摊到8×eq\f(1,8)＝1(个)；位于棱上(中间两个平面)的也是8个，这个晶胞分摊到的是8×eq\f(1,4)＝2(个)，所以每个晶胞单独占有的铜原子数为3个。氧原子共13个，位于晶胞面上(不含棱)的是7个，位于晶胞棱上的是6个，所以每个晶胞单独含有的氧原子数共为7×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,4)＝5(个)。所以该晶体每个晶胞中平均分摊到(即单独占有)的钇原子、钡原子、铜原子和氧原子个数分别为1、2、3、5，化学式为YBa2Cu3O5。答案：C10．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个该结构共用，故该结构中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个该结构共用，处于垂直棱上的粒子为6个该结构共用，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；该结构中包含C粒子的数目为1，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：B11．解析：K＋的个数：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4；Oeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))的个数：12×eq\f(1,4)＋1＝4，故其比值为1∶1，应选D。答案：D12．解析：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，每个Ti为与之相连的8个立方体所共用，即只有1/8属于该晶胞；O处于立方体的12条棱的中点，每条棱为四个立方体共用，故每个O只有1/4属于该晶胞。即晶体中Ba∶Ti∶O＝1∶(8×eq\f(1,8))∶(12×eq\f(1,4))＝1∶1∶3。答案：D13．解析：(1)以钛离子为顶角，应有8个立方晶胞紧靠在一起，这样钛原子成为空间直角坐标系的中心原子，它的三维方向上前后左右上下最近且相邻各有1个氧离子(钛离子)，共6个，它周围的8个立方晶胞内各含1个钙离子。(2)该晶胞中含氧离子个数为12×eq\f(1,4)＝3，钙离子个数为1，钛离子个数为8×eq\f(1,8)＝1，故其个数比为3∶1∶1，则它的化学式可表示为CaTiO3。(3)1mol晶体的质量等于(a＋b＋3c)g，1mol晶体的体积为d3×10－21×6.02×1023cm3，则其密度为ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(（a＋b＋3c）g,6.02×1023×d3×10－21cm3)＝eq\f(a＋b＋3c,602d3)g·cm－3。答案：(1)686(2)3∶1∶1CaTiO3(3)eq\f(a＋b＋3c,602d3)14．解析：(1)短周期主族元素中未成对电子数最多为3，所以B、C、D均为第四周期的元素，B的价电子层中未成对电子数为1，结合B＋可知B为K，A为F；未成对电子数为4的只能为[Ar]3d64s2排布，C为Fe，D为Ni。(2)从左到右第一电离能(除第ⅡA、第ⅤA族特殊外)、电负性逐渐增大，K的第一电离能最小、F的电负性最大。(3)①F原子个数＝4(16个棱)＋2(4个面心)＋2(2个体心)＝8；K原子个数＝2(8个棱)＋2(2个体心)＝4；Ni原子个数＝1(8个顶点)＋1(1个体心)＝2；化学式为K2NiF4；②1molK4Ni2F8晶胞的质量为(39×4＋59×2＋19×8)g，一个晶胞的质量为