2024-2025学年新教材高中化学第3章晶体结构与性质第1节物质的聚集状态与晶体的常识课时分层作业含解析新人教版选择性必修2

PAGE6-物质的聚集状态与晶体的常识(建议用时：40分钟)[合格过关练]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态，不存在晶体结构，且密度与一般液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述中正确的是()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别状态D．X­射线通过玻璃态水时，能产生谱线C[玻璃态水无固定形态，不存在晶体结构，故玻璃态水不是晶体，X­射线通过玻璃态水时不能产生谱线，因密度与一般水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。]2．如图是某固体的微观结构示意图，请仔细视察两图，推断下列说法正确的是()ⅠⅡA．两种物质在肯定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B．Ⅰ形成的固体物理性质有各向异性C．Ⅱ形成的固体肯定有固定的熔、沸点D．二者的X射线衍射图谱是相同的B[视察结构图知，Ⅰ中粒子呈周期有序排列，Ⅱ中粒子排布不规则，故Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体。晶体具有各向异性，具有固定熔点，非晶体没有固定熔点，用X­射线检验两者，图谱明显不同。]3．下图为一块密度、厚度匀称的矩形样品，长为宽的两倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R，则这块样品肯定是()A．金属B．半导体C．非晶体D．晶体D[由于AB＝2CD，而AB、CD间的电阻却相等，说明样品横向(AB)与纵向(CD)的导电性不同，具有各向异性，而晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为晶体。]4．将一块缺角的胆矾晶体置于饱和的硫酸铜溶液中，一段时间后(浓度不变)，发觉缺角晶体变完整了。若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量改变分别是()A．晶体的质量变小，溶液的质量变大B．晶体的质量变大，溶液的质量变小C．晶体和溶液的质量都不变D．无法确定C[胆矾晶体具有自范性，在适当条件下有自发呈现封闭的、规则的多面体外形的性质。由于原溶液为饱和溶液，因此胆矾晶体与饱和硫酸铜溶液间存在着溶解结晶平衡，整个过程中晶体和溶液的质量都不发生改变。]5．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A[原子在三维空间里呈周期性有序排列、有自范性、有固定的熔点、物理性质上体现各向异性、X­射线衍射图谱上有分立的斑点或明锐的谱线等特征，都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现，故B、C、D能够支持石墨是晶体这一事实。而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系，如无定形碳也是金刚石、石墨的同素异形体，却属于非晶体。]6．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NaCl溶液中渐渐变为完备的立方体块C．圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性B[晶体的自范性指的是在相宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质，这一相宜条件一般指的是自动结晶析出的条件，A项所述过程不行能实现；C项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中的玻璃是非晶体。]7．如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是()abA．a没有固定的熔点 B．a是非晶体C．b是晶体 D．b是非晶体D[晶体有固定的熔点，由a的熔化曲线分析可知，中间有一段温度不变但始终在汲取能量，该段所对应的温度就是晶体a的熔点；由b的熔化曲线可知，温度始终上升，所以物质b没有固定的熔点，为非晶体。]8．下列各项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。其中对应的化学式不正确的是()ABCDB[A项中X、Y的位置、数目完全等同，化学式为XY，正确；B项中X、Y的个数比为1∶(8×eq\f(1,8))＝1∶1，化学式为XY，错误；C项中X的数目：4×eq\f(1,8)＋1＝eq\f(3,2)，Y的数目：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，化学式为X3Y，正确；D项中X的数目：8×eq\f(1,8)＝1，Y的数目：6×eq\f(1,2)＝3，Z位于体心，数目为1，化学式为XY3Z，正确。]9．已知某晶体晶胞如图所示，则该晶体的化学式为()A．XYZ B．X2Y4ZC．XY4Z D．X4Y2ZC[该晶体的晶胞是正方体形晶胞。该晶胞拥有的X原子数为8×eq\f(1,8)＝1；Y原子位于该晶胞内，共有4个，因此该晶胞中拥有的Y原子数为4；Z只有1个，位于晶胞的体心上，故该晶体的化学式为XY4Z。]10.(1)在下列物质中，________________(填序号，下同)是晶体，________是非晶体。①塑料②明矾③松香④玻璃⑤CuSO4·5H2O⑥冰糖⑦石蜡⑧单晶硅⑨铝块⑩橡胶(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体一般都具有________，而非晶体________；另外非晶体具有物理性质________的特点，而晶体具有物理性质________的特点。[解析]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、石蜡、橡胶都是非晶体。[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[素养培优练]11．硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示的是该化合物的晶体结构：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。则该化合物的化学式为()A．MgB B．MgB2C．Mg2B D．Mg3B2B[棱柱内硼原子数为6，均属于这个晶胞；镁原子位于上、下面心(2个)及12个顶角，共有镁原子数为2×eq\f(1,2)＋12×eq\f(1,6)＝3，则镁、硼原子个数之比为1∶2。]12．科学家把C60和K掺杂在一起制造出的物质具有超导性能，其晶胞结构如图所示。该物质中K和C60的个数之比为()A．1∶1 B．2∶1C．3∶1 D．4∶1C[依据均摊法可知，该晶胞中K的个数为2×6×eq\f(1,2)＝6，C60的个数为1＋8×eq\f(1,8)＝2，所以该物质中K和C60的个数之比为6∶2＝3∶1。]13．(双选)已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单元密置积累而成，下列关于该化合物的叙述错误的是()A．1mol该化合物中含有2molYB．1mol该化合物中含有3molCuC．1mol该化合物中含有2molBaD．该化合物的化学式是YBa2Cu3O6AD[由图可知，白球代表的Y原子位于长方体的八个顶点上，大黑球代表的Ba原子位于长方体的四条棱上，灰球代表的Cu原子位于长方体的内部，小黑球代表的O原子有的位于长方体的内部、有的位于长方体的面上，运用均摊法可计算出Y原子个数为8×eq\f(1,8)＝1，Ba原子个数为8×eq\f(1,4)＝2，Cu原子个数为3，O原子个数为10×eq\f(1,2)＋2＝7，故该化合物的化学式为YBa2Cu3O7。]14．如图为NaCl晶体的一个晶胞，测知氯化钠晶体中相邻的Na＋与Cl－的距离为acm，该晶体密度为dg·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为()A.eq\f(0.585,4a3d)mol－1 B.eq\f(58.5,8a3d)mol－1C.eq\f(58.5,2a3d)mol－1 D.eq\f(117,a3d)mol－1C[一个NaCl晶胞中含Na＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(个)；含Cl－：12×eq\f(1,4)＋1＝4(个)，一个NaCl晶胞的体积为V＝8a3cm3，由NA·dg·cm－3·V＝4×58.5g·mol－1得NA＝eq\f(4×58.5g·mol－1,dg·cm－3×8a3cm3)＝eq\f(58.5,2a3d)mol－1。]15．钇钡铜氧是一种新型节能高温超导体，其晶胞结构如图所示。探讨发觉，此高温超导体中的Cu元素有两种价态，分别为＋2和＋3，Y元素的化合价为＋3，Ba元素的化合价为＋2。(1)该物质的化学式为_____________________________________________。(2)该物质中Cu2＋与Cu3＋的个数比为________________________________。[解析]本题的疑难之处一是不会计算晶胞中氧原子的个数；二是在求Cu2＋与Cu3＋的个数比时不能敏捷运用化合物中各元素的正负化合价的代数和为零这一规律。(1)由图可知，该晶胞中N(Cu)＝8×eq\f(1,8)＋8×eq\f(1,4)＝3，N(Ba)＝2，N(Y)＝1，N(O)＝12×eq\f(1,4)＋8×eq\f(1,2)＝7。即该物质的化学式为YBa2Cu3O7。(2)依据题中各元素的化合价，再结合化合物中各元素的正负化合价的代数和为零可知，＋2价铜与＋3价铜的化合价之和为7，即N(Cu2＋)∶N(Cu3＋)＝2∶1。[答案](1)YBa2Cu3O7(2)2∶116．(素养题)Ⅰ.元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。(1)在1个晶胞中，X离子的数目为________。(2)该化合物的化学式为________。Ⅱ.(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有________个铜原子。[解析]Ⅰ.元素X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，则X是锌。元素Y的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则Y是硫。(1)在