31物质的聚集状态与晶体的常识（备作业）2021-2022学年高二化学（人教版2019选择性必修2）

第3章晶体结构与性质3.1物质的聚集状态与晶体的常识选择题（共16小题）1．有关液晶的叙述不正确的是A．液晶既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性B．液晶最重要的用途是制造液晶显示器C．液晶不是物质的一种聚集状态D．液晶分子聚集在一起时，其分子间相互作用很容易受温度、压力和电场的影响【答案】C【解析】A、液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有各向异性，选项A正确；B、液晶最主要的应用之一就是用在液晶显示器上，选项B正确；C、液晶是介于液态与结晶态之间的一种聚集状态，选项C不正确；D、液晶分子聚集在一起时，其分子间相互作用很容易受温度、压力和电场的影响，选项D正确。故选C。2．关于非晶体的叙述错误的是A．其是物质的一种聚集状态B．内部微粒的排列是长程无序和短程有序的C．非晶体材料的所有性能都优于晶体材料D．金属形成的合金也有非晶体【答案】C【解析】非晶体材料常常表现出一些优异性能，但并不能说所有性能都优于晶体。3.下列有关晶体常识的叙述错误的是A．水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体B．当单一波长的X射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线C．晶体都具有自范性。自范性是晶体的本质属性D．晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形【答案】D【解析】水晶的化学成份是二氧化硅，属于原子晶体，而玻璃是混合物，属于非晶体，故A叙述正确；B.当单一波长的X射线通过晶体时，可发生衍射，可以看到明显的分立的斑点或者谱线，故B叙述正确；C.在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则和凸面体外形的性质，即晶体的自范性，故C叙述正确；D.晶体具有规则的几何外形，但非晶体也可能具有规则的几何外形，如钻石形状的玻璃制品，故D叙述错误；故选D。4.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．若晶胞为六棱柱，顶点上的粒子为6个晶胞共用D．晶胞中不可能存在多个粒子【答案】C【解析】晶胞中的粒子不一定完全属于该晶胞，故不能直接由晶胞中所含粒子数确定该晶体的化学式，A项错误；平行六面体侧棱上的粒子为4个晶胞共用，B项错误；1个晶胞中一般都有多个粒子，D项错误。5.下列有关晶胞的叙述错误的是A．晶胞是描述晶体结构的基本单元 B．整块晶体中，相邻晶胞之间没有间隙C．晶胞一般都是平行六面体 D．晶胞都是正八面体【答案】D【解析】A.晶胞是晶体微观空间里的一个基本重复单元，A正确；B.在晶体中，晶胞是最小的结构单元，在它的上、下、前、后、左、右无隙并置地排列着无数晶胞，“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙，B正确；C.晶体结构的基本单元叫晶胞，结构一般来说，晶胞为平行六面体，C正确；D.晶体结构一般来说晶胞为平行六面体，不是正八面体，D错误；故选D。6.对于某晶胞(如图所示)的描述错误的是A．该晶胞是所在晶体内最小的平行六面体B．该晶胞的每个顶点上和每个面的面心上都各有一个原子C．平均每个晶胞中有14个原子D．平均每个晶胞中有4个原子【答案】C【解析】A.晶胞是最小的重复单元，为六方面心结构，A正确；B.该晶胞是六方面心结构，在晶胞的每个顶点上和每个面的面心上都各有一个原子，B正确；C.由于顶点为8个晶胞所共有，面为2个晶胞所共有，所以平均每个晶胞中含有的原子个数为8×18+6×12=4个，即平均每个晶胞中有D.根据选项C分析可知每个晶胞中有4个原子，D正确；答案选C。7.关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是A．晶体和非晶体在熔化过程中温度都不变B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点C．晶体熔化时不吸热，非晶体熔化时吸热D．天上飘落的雪花，是非晶体【答案】B【解析】非晶体在熔化过程中吸收热量，温度逐渐升高，A项错误；晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B项正确；晶体熔化时保持熔点温度不变，但也需要不断吸热，C项错误；天上飘落的雪花是水蒸气凝华形成的小冰晶，属于晶体，D项错误。8．由Li、Al、Si构成的晶体结构如图所示，晶胞边长为a，下列说法错误的是A．基态Al原子的电子排布式为3s23p1B．晶体中与Al距离最近且相等的Al有12个C．晶体中Li、AI、Si三种微粒的数目比为1：1：1D．晶体中Al原子与Si原子之间的最短距离为【答案】A【解析】A．Al元素为13号元素，原子核外有13个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p1，故A错误；B．晶体中Al位于顶点和面心，与Al距离最近且相等的Al有12个，故B正确；C．该晶胞中，Li个数=12×14+1=4，Al的个数=8×18+6×12=4，Si的个数=4，所以Li、Al、Si原子个数比为1：1：1D．根据图知，每个Al原子连接4个相同的Si原子，Al原子与Si原子之间的最短距离为3a4，故故选：A。9.晶体与非晶体的本质区别是A．晶体具有各向异性，而非晶体具有各向同性B．晶体具有自范性，而非晶体没有自范性C．晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点D．晶体能使X－射线产生衍射，而非晶体则不能【答案】B【解析】易将晶体与非晶体的本质区别及性质区别混为一谈。晶体与非晶体的性质差异是二者本质区别的外在表现。晶体具有自范性(本质)，而晶体的性质是有固定的熔、沸点，能使X－射线产生衍射等。分析此类问题时，要分析晶体、非晶体的本质与性质，采用辩证的观点分析问题。同时也要注意不能用固体是否有规则的几何外形来判断其是否为晶体。10.仔细观察下列图形，则它表示的是晶体还是非晶体A．是晶体 B．可能是晶体，可能是非晶体C．是非晶体 D．不能确定【答案】C【分析】根据非晶体的特性进行判断。晶体有整齐规则的几何外形；非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。根据图形信息可知，微粒的排列相对无序，没有平行六面体的晶胞，属于非晶体。答案选C。11．氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中氮化钼晶胞参数为anm，下列说法正确的是A．相邻两个最近的N原子的距离为nmB．氮化钼的化学式为C．每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有12个D．晶体的密度【答案】C【解析】A．由晶胞图示可知，相邻两个最近的N原子的位置关系为：，故相邻两个最近的N原子的距离为22anm，AB．由晶胞结构示意图可知，每个晶胞中含有Mo的个数为：818+612=4，N的个数为：414+1=2，故氮化钼的化学式为MoC．由晶胞结构示意图可知，钼原子位于8个顶点和6个面心上，故每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有12个，C正确；D．由B项分析可知，该晶胞中含有4个Mo，2个N，则一个晶胞的质量为：2*206NAg，一个晶胞的体积为：(a×107cm)3,gu晶体的密度ρ=412NA·a故答案为：C。12．有关晶体的说法不正确的是A．都有自范性 B．都是无色透明的 C．有各向异性 D．有固定熔点【答案】B【解析】晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点；晶体内部粒子排列有规则，而非晶体则没有，但形状不一定有规则；晶体具有各向异性，而非晶具有各向同性；晶体具有自范性，而非晶体没有自范性；晶体不一定都是无色透明的。A.晶体中粒子呈周期性有序排列而非晶体中粒子排列无序，晶体有自范性，非晶体无自范性,A正确；B.晶体中的有的有颜色，如胆矾晶体为蓝色，有的也不一定透明，B错误；C.沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性，晶体具有各向异性的性质，C正确；D.晶体有固定的组成，有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，D正确；故选B。13．下列哪些性质不能区别晶体与玻璃体A．各向异性 B．X射线衍射C．导电性 D．有无固定的熔点【答案】C【解析】根据晶体的特点和性质可知，晶体具有规则的几何外形；物理性质具有各向异性；衍射时能看到谱线；而晶体除金属晶体外，一般不容易导电，而玻璃体是一种无规则结构的非晶态固体，其原子不像晶体那样在空间具有长程有序的排列，而近似于液体那样具有短程有序，所以从各向异性、X射线衍射、有无固定的熔点来区分晶体和玻璃体，而除金属晶体外，两者都不导电。故选C。14．用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面，熔化了的石蜡呈椭圆形，这是因为A．云母是热的不良导体，传热不均匀B．石蜡是热的不良导体，传热不均匀C．石蜡具有各向异性，不同方向导热性能不同D．云母具有各向异性，不同方向导热性能不同【答案】D【解析】晶体的外形和内部质点排列高度有序，物理性质表现出各向异性，云母片属于晶体，具有各向异性，不同方向导热性能不同；由“熔化的石蜡呈椭圆形”可知，石蜡属于非晶体，不具有各向异性，故D正确；故选：D。15．“劳动是一切幸福的源泉”，下列劳动所涉及的化学知识错误的是选项劳动项目化学知识A科研晶体利用射线衍射测定晶体结构B生产钻石石墨在一定条件下转化为金刚石，晶体类型不变C照明设计炫丽灯光是原子中电子的跃迁，发出不同波长的光D“基因剪刀”DNA分子两条链间是链上的碱基以氢键配对【答案】B【解析】A．晶体具有规则的几何外形，结构微粒周期性有序排列，而非晶体结构微粒无序排列，因此可以利用X射线衍射测定晶体结构，故A正确；B．石墨转化为金刚石属于化学变化，石墨属于过渡晶型，而金刚石为原子晶体，晶体类型发生改变，故B错误；C．原子中电子的跃迁，会吸收或释放不同波长的光，形成炫丽灯光，故C正确；D．DNA分子两条链间是链上的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构，故D正确；故选B。16．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中○—X、●—Y、⊗—Z。其对应的化学式不正确的是A． B． C． D．【答案】B【解析】A．图中X、Y均处于顶点，且个数均为4，个数比为1：1，化学式为XY，故A正确；B．Y有8个位于顶点，个数为8×18=1，X位于体心，个数为1，个数比为1:1，化学式为X2Y，故C．图中X的数目：4×18＋1＝32，Y的数目：4×18＝12，化学式X3D．图中，X的数目：8×18＝1，Y的数目：6×12＝3，Z位于体心，数目为1，化学式XY3Z，故故选：B。判断题(1)．晶胞是晶体中最小的平行六面体。()(2)．测定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行实验。()(3)．固体一定是晶体。()(4)．凡有规则外形的固体一定是晶体。()(5)．晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列。()(6)．固态物质一定是晶体。()【答案】(1)错误(2)正确(3)错误(4)错误(5)正确(6)错误【解析】(1)晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学－结构特征的最小单元，习惯采用的晶胞都是平行六面体，但是晶胞不是晶体中最小的“平行六面体”，故错误。(2)通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。X射线衍射可以测定某一固体是否是晶体，故正确。(3)SiO2有晶体和非晶体两种，故说法错误。(4)非晶体也有规则的外形，如玻璃一定的几何外形，所以凡有规则外形的固体不一定是晶体，故错误。(5)晶体内部的粒子按一定规律周期性的排列，而非晶体中的粒子排列是无规则的，故正确。(6)固态物质分为晶体和非晶体，二者的根本区别是晶体有三大特性，有规则的几何外形，有各向异性，有固定的熔点，故错误。填空题（共4题）17．(1)在下列物质中___________是晶体，___________是非晶体。①塑料②明矾③松香④玻璃⑤CuSO4·5H2O⑥冰糖⑦糖果⑧单晶硅⑨铝块⑩橡胶(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体都具有___________，而非晶体___________；另外非晶体的多种物理性质，在各个方向都是___________的，而晶体的多种物理性质在各个方向都是___________的。(3)判断物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是___________。①从外形上来判断②从各向异性或各向同性上来判断③从导电性能来判断④从有无固定熔点来判断【答案】（1）②⑤⑥⑧⑨①③④⑦⑩（2）规则的几何外形没有规则的几何外形各向同性各向异性（3）②④【解析】(1)明矾是KAl(SO4)2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体；塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶都是非晶体。故答案为：②⑤⑥⑧⑨；①③④⑦⑩；(2)晶体都具有规则的几何外形，非晶体没有规则的几何外形；晶体最大的特征就是各向异性和有固定的熔点，非晶体的多种物理性质，在各个方向都是各向同性，晶体的多种物理性质在各个方向都是：各向异性；(3)晶体最大的特征就是各向异性和有固定的熔点，故选：②④。18．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acm。顶点位置被所占据，体心位位置被所占据，体心位置被所占据，所有棱心位置被所占据。(已知相对原子质量、、)(1)写出该晶体的化学式：___________。(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)在该物质的晶体中，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)若晶体的密度为ρg·cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则a=___________【答案】(1)BaTiO3(2)面心(3)6正八面体(4)3233【解析】(1)在该晶胞中Ba2+、Ti4+和O2的离子个数比为1:8*18:12*14(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的顶点，则每个O2正好分别处在六个面的面心位置。(3)晶胞中一个顶点的Ti4+与其前、后、左、右、上、下的Ti4+最近且距离相等，若连接起来，形成正八面体。(4)由题意知1个晶胞的体积为a3cm3。根据晶体的化学式BaTiO3可得1个晶胞的质量为233NAg，则ρ=233/(a3NA)，则a=19．如图所示，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。（1）在晶体中，每个Na+的周围与它最接近且距离相等的Na+共有___个。（2）晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞。在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na+或Cl为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl的个数等于___，即___(填计算式)；Na+的个数等于___，即____(填