3.1 物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識-2022-2023學年高二化學課后培優(yōu)分級練(人教版2019選擇性必修2)(解析版)_第1頁
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第三章晶體結構與性質第一節(jié)物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識培優(yōu)第一階——基礎過關練1.(2022·黑龍江·雞西市英橋高級中學高二期中)下列物質中,屬于晶體的是A.玻璃 B.石蠟和瀝青 C.塑料 D.干冰【答案】D【詳解】干冰屬于分子晶體,玻璃、石蠟、瀝青、塑料均屬于非晶體,綜上所述,D項正確;故選D。2.(2022·廣東清遠·高二期末)下列關于晶體的說法中正確的是A.自然形成的水晶柱是晶體,從水晶柱上切削下來的粉末不是晶體B.晶胞中任何一個粒子都屬于該晶胞C.玻璃制成的彈珠具有規(guī)則的幾何外形,所以玻璃彈珠是晶體D.缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊,體現(xiàn)了晶體的自范性【答案】D【詳解】A.晶體形成后,其結構是有序性和可復制性,所以即使是粉末,其微觀結構也是晶體的有序結構,描述錯誤,不符題意;B.晶胞的頂點、棱上、面上的離子均為多個晶胞共用,描述錯誤,不符題意;C.玻璃屬于混合物,不是晶體,描述錯誤,不符題意;D.晶體的自范性能使結構有缺損的晶體結構在適當?shù)沫h(huán)境中恢復晶體完整,描述正確,符合題意;綜上,本題選D。3.(2022·四川·遂寧中學高二階段練習)現(xiàn)有四種晶體,其構成粒子(均為單原子核粒子)排列方式如下圖所示,其化學式正確的是A. B.C. D.【答案】C【詳解】A.A原子的個數(shù)為1,B原子的個數(shù)為,故化學式為AB,故A錯誤;B.

E原子的個數(shù)為,F(xiàn)原子的個數(shù)為,故化學式為EF,,故B錯誤;C.,X原子的個數(shù)為1,Y原子的個數(shù)為,Z原子的個數(shù)為,故化學式為XY3Z,,故C正確;D.

A原子的個數(shù)為,B原子的個數(shù)為,故化學式為AB,,故D錯誤;故選C。4.(2021·浙江·海亮高級中學高二期中)下列敘述中,正確的是A.石英玻璃和水晶都是晶體B.具有各向異性的固體可能是晶體C.粉末狀的固體肯定不是晶體D.晶體與非晶體的根本區(qū)別在于固體是否具有規(guī)則的幾何外形【答案】B【詳解】A.石英玻璃是非晶態(tài)(玻璃態(tài))的SiO2,石英玻璃不是晶體,水晶是晶體,A項錯誤;B.晶體的許多物理性質,如強度、導熱性、光學性質等會表現(xiàn)出各向異性,B項正確;C.許多粉末狀的固體用肉眼看不到晶體外形,但在光學顯微鏡或電子顯微鏡下可觀察到規(guī)則的晶體外形,說明這些粉末狀的固體仍是晶體,C項錯誤;D.晶體與非晶體的根本區(qū)別在于粒子在微觀空間是否呈周期性的有序排列,D項錯誤;答案選B。5.(2022·福建省泉州實驗中學高二期中)晶體內微??偸前粗芷谛砸?guī)律重復排列,反映其結構特點的基本重復單位為晶胞,晶體可視為晶胞經(jīng)平移無隙并置而成。以下是某些晶體的局部結構,可做為晶胞的是A.(都在頂點) B.(在頂點和面心)C.(在頂點和面心) D.(在頂點和體心)【答案】B【詳解】按照題意,晶體可視為晶胞經(jīng)平移無隙并置而成,是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙,所有晶胞平行排列,取向相同。由此可知,平移后,重合位置的原子相同。A.不管是左右或上下平移時,大圓表示的原子和小圓表示的原子位置重合,但不是同一種原子,因此該結構不能作為晶胞,A錯誤;B.不管是上下平移還是左右平移,各原子都可以與相同的原子重疊,可平移無隙并置得到晶體,因此該結構可以作為晶胞,B正確;C.上下平移時,位于面心的兩個不同的原子位置會重合,因此該結構不能作為晶胞,C錯誤;D.該結構平移時會存在空隙,因此不能作為晶胞,D錯誤;答案選B。6.(2022·福建·莆田礪志學校高二期中)有下列離子晶體的空間結構示意圖。圖中●和化學式中M分別代表陽離子,圖中○和化學式中N分別代表陰離子,則化學式為MN的晶體結構為A.A B.B C.C D.D【答案】A【詳解】A.根據(jù)均攤法晶胞中有M,N有1個,故化學式為MN,故A正確;B.根據(jù)均攤法晶胞中有M,N有1個,故化學式為MN2,故B錯誤;C.根據(jù)均攤法晶胞中有M,N有個,故化學式為M4N3,,故C錯誤;D.根據(jù)均攤法晶胞中有M,N有1個,故化學式為M4N,,故D錯誤;故答案為A7.(2022·廣東廣州·高二期末)下列結構示意圖中,表示晶胞的是A. B.C. D.【答案】A【分析】能夠表現(xiàn)晶體結構特征的基本單位稱為晶胞。整塊晶體是由完全等同的晶胞“無隙并置”地堆積起來?!盁o隙并置”即一個晶胞與它比鄰的晶胞是完全共頂角、共面、共棱的,取向一致,無間隙,從一個晶胞到另一個晶胞只需平移,不需轉動?!驹斀狻勘硎続晶體結構單元的平行六面體具有相同的頂角、相同的平行面和相同的平行棱,故A結構可以表示晶胞;表示B、C、D晶體結構單元的平行六面體不具有相同的頂角、相同的平行面和相同的平行棱,故B、C、D結構不可以表示晶胞;故選A。8.(2022·浙江麗水·高二期末)下列關于晶體和非晶體的說法不正確的是A.破損的NaCl晶體能在飽和NaCl溶液中自動變成規(guī)則的立方體B.晶體某些物理性質的各向異性反映了晶體內部質點排列的有序性C.導電性可用于區(qū)別晶體和玻璃體D.固體可能是晶體,也可能是非晶體【答案】C【詳解】A.破損的晶體能在溶液中得到修復,所以破損的NaCl晶體能在飽和NaCl溶液中自動變成規(guī)則的立方體,故A正確;B.晶體的各向異性反映了晶體內部質點排列的有序性,故B正確;C.根據(jù)晶體的定義,不能通過導電性來區(qū)別晶體和玻璃體,某些晶體和玻璃體可均導電或不導電,故C錯誤;D.固體可能是晶體,也可能是非晶體,如水晶為晶體,玻璃為非晶體,故D正確;故答案選C。9.(2022·廣東·佛山一中高二期中)某晶體是一種性能良好的非線性光學材料,晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置,該晶體的化學式應為A.KIO B.KIO2 C.KIO3 D.KIO4【答案】C【詳解】晶胞中K處于各頂角位置,個數(shù)為8×=1,I位于體心,則O位于面心,則O個數(shù)為12×,故該晶體的化學式應為KIO3;答案選C。10.(2022·四川·遂寧中學高二階段練習)金屬玻璃是由金屬元素或金屬元素為主要成分的熔體通過快速冷卻得到的具有非晶態(tài)結構的金屬固體。以下關于金屬玻璃的說法正確的是A.金屬玻璃能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形B.金屬玻璃具有固定的熔點C.鑒別金屬玻璃是否為晶體最可靠的科學方法為X射線衍射實驗D.金屬玻璃是金屬與二氧化硅的混合物【答案】C【詳解】A.根據(jù)題中描述,金屬玻璃是非晶體,不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形,A錯誤;B.金屬玻璃是非晶體,沒有固定熔沸點,B錯誤;C.鑒別金屬玻璃是否為晶體最可靠的科學方法為X射線衍射實驗,C正確;D.金屬玻璃是由金屬元素或金屬元素為主要成分的金屬固體,D錯誤;故選C。11.(2022·遼寧丹東·高二期末)如圖分別為物質I和物質Ⅱ的微觀結構示意圖,下列說法錯誤的是A.物質I具有能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質B.物質I形成的固體有固定的熔、沸點C.物質II形成的固體物理性質有各向異性D.二者的X-射線衍射圖譜不相同【答案】C【分析】由兩種物質的微觀結構可知,I中微粒呈周期性有序排列,II中微粒排列相對無序,故I為晶體,II為非晶體?!驹斀狻緼.晶體具有自范性,因此可以能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形,A正確;B.晶體有固定的熔沸點,B正確;C.非晶體的物理性質具有各向同性,C錯誤;D.X-射線衍射圖譜有明銳的譜線,可以檢驗晶體和非晶體,圖譜明顯不同,D正確;故選C。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練12.(2022·重慶市清華中學校高二階段練習)根據(jù)圖中相關信息,判斷下列說法不正確的是A.在NaCl晶體中,距離Na+最近的Cl-形成正八面體B.該氣態(tài)團簇分子的分子式為E4F4或F4E4C.1個Zn的晶胞中含有2個Zn原子D.KO2晶體中每個K+周圍有6個緊鄰的K+,每個周圍有6個緊鄰的【答案】C【詳解】A.在氯化鈉晶體中,Na+和Cl-的配位數(shù)都是6,則距離Na+最近的六個Cl-形成正八面體,選項A正確;B.分子晶體的構成微粒是分子,每個分子為一個整體,所以該分子的化學式為E4F4或F4E4,選項B正確;C.根據(jù)晶胞的結構可知,1個Zn的晶胞中含有9個Zn原子,而均攤占有8+1=2個Zn原子,選項C不正確;D.KO2晶體中每個K+周圍有6個緊鄰的O2-,每個O2-周圍有6個緊鄰的K+,選項D正確。答案選C。13.(2022·新疆·柯坪湖州國慶中學高二期末)如圖表示一個晶胞,該晶胞為正方體,結構粒子位于正方體的頂點和面心。下列說法正確的是A.若是一個不完整的晶胞,已知中的配位數(shù)為8,則圖中實心球表示B.若是一個不完整的金剛石晶胞,則晶胞中缺失碳原子位于8個小立方體的中心C.若是一個不完整的晶胞,頂點和面心的粒子表示,則晶胞中位置均在12條棱邊的中心D.若是一個分子晶體的晶胞,其可表示干冰、冰【答案】A【詳解】A.CaF2晶體模型,是面心立方晶胞,鈣離子占據(jù)立方體的8個頂點和6個面心,而F-占據(jù)8個小立方體的體心,即Ca2+中的配位數(shù)為8,F(xiàn)-配位數(shù)為4,故圖中的實心球是代表Ca2+,A正確;B.如果是金剛石晶胞,金剛石晶體中5個碳原子構成正四面體結構,即其他4個碳原子位于4個互不相鄰小立方體的中心,B錯誤;C.NaCl晶胞中每個Na+被6個Cl-所包圍,同樣每個Cl-也被6個Na+所包圍,所以晶胞中Cl-位置是體心和12條棱邊的中心,C錯誤;D.該晶胞是面心立方,對應分子晶體有干冰、碘等,不能代表冰,D錯誤;故選A。14.(2022·湖南·益陽平高學校高二期末)銅的晶胞結構如圖所示,下列關于其晶胞的說法中錯誤的是A.若晶胞的邊長為a,則最近的兩個銅原子的距離為B.每個晶胞中含有4個銅原子C.銅原子的配位數(shù)為12D.晶胞的空間利用率為【答案】A【詳解】A.晶胞邊長為a,則面對角線長度為a,銅晶胞為面心立方堆積,最近的兩個銅原子間的距離是面對角線的二分之一,即a,故A錯誤;B.在晶胞的頂點和面心各有1個銅原子,頂點上的銅原子被8個晶胞共有,面心上的銅原子被2個晶胞共有,所以每個晶胞中含有4個銅原子,故B正確;C.銅晶胞為面心立方最密堆積,銅原子的配位數(shù)為12,故C正確;D.晶胞的空間利用率等于晶胞中銅原子的體積除以晶胞的體積,晶胞中有4個銅原子,設銅原子半徑為r,則銅原子的體積為,銅原子半徑為兩個銅原子間距離的一半,則銅原子半徑和晶胞邊長的關系為r=a,則銅原子體積為,晶胞體積為a3,所以晶胞的空間利用率=×100%=×100%,故D正確;故選A。15.(2022·湖北·鄂州市教學研究室高二期末)某鈣鈦礦型氧化物的晶胞結構如圖所示,其中A為鑭系金屬離子,B為過渡金屬離子,C為氧離子。下列說法正確的是A.鑭系元素位于元素周期表中IB族 B.該化合物的化學式為C.1個基態(tài)氧原子有2個未成對電子 D.1個A離子周圍最近的A離子有12個【答案】C【詳解】A.根據(jù)周期表的位置關系,鑭系元素位于元素周期表第六周期ⅢB族,故A錯誤;B.晶胞中B位于體心只有1個,O2-位于面心,6個面上有6×=3個O2-,A處于頂點,有8×=1個,對應化合物的化學式為,故B錯誤;C.基態(tài)氧原子電子排布式為1s22s22p4,1個基態(tài)氧原子有2個未成對電子,故C正確;D.1個A離子周圍最近的A離子有上下前后左右共6個,故D錯誤;故選:C。16.(2022·浙江寧波·高二期末)鈣鈦礦可用于高溫超導領域,其晶胞結構如圖所示,下列說法正確的是A.距離鈣離子最近且等距離的氧離子4個B.距離鈦離子最近且等距離的鈦離子有6個C.晶胞中氧、鈣、鈦粒子的個數(shù)比為1∶1∶3D.晶胞中任何一個粒子都完全屬于該晶胞【答案】B【詳解】A.根據(jù)晶胞圖,距離鈣離子最近且等距離的氧離子12個,故A錯誤;B.根據(jù)晶胞圖,距離鈦離子最近且等距離的鈦離子有6個,故B正確;C.根據(jù)均攤原則,晶胞中氧粒子數(shù)為、鈣粒子數(shù)為1、鈦粒子數(shù)為,晶胞中氧、鈣、鈦粒子的個數(shù)比為3∶1∶1,故C錯誤;D.晶胞中位于頂點、面心、楞上的粒子不完全屬于該晶胞,故D錯誤;選B。17.(2022·浙江衢州·高二階段練習)銅和氧形成的一種離子化合物的晶胞結構如圖,下列說法不正確的是A.銅離子的電荷數(shù)為+1 B.銅離子的配位數(shù)為2C.晶胞中含4個銅離子 D.晶體中含O-O共價鍵【答案】D【詳解】A.由均攤法可知,銅離子個數(shù)為4,氧離子個數(shù)為1+8=2,該化合物的化學式為Cu2O,氧元素的化合價為-2價,依據(jù)化合物中正負化合價代數(shù)和為0可知,銅離子的電荷數(shù)為+1,A正確;B.由晶胞圖可知,銅離子的配位數(shù)為2,B正確;C.由均攤法可知,銅離子個數(shù)為4,C正確;D.該化合物的化學式為Cu2O,為離子化合物,由氧離子和亞銅離子構成,晶體中不含O-O共價鍵,D錯誤;答案選D。18.(2022·河南·南陽中學高二階段練習)已知某ABC3晶體的晶胞如圖所示,晶胞參數(shù)為anm,摩爾質量為Mg/mol,下列說法正確的是A.離A微粒距離最近且相等的B微粒的個數(shù)為12個B.若m的坐標為(0,0,0),則p的坐標為(,,1)C.相鄰兩個C微粒最近距離為anmD.該晶胞的密度為【答案】D【詳解】A.離A微粒距離最近且相等的B都在體心處,個數(shù)為8個,選項A錯誤;B.p點的坐標應為,選項B錯誤;C.相鄰兩個C微粒的最近距離為面心對角線的一半,即,選項C錯誤;D.根據(jù)均攤法,1個晶胞中有1個A微粒、1個B微粒、3個C微粒,根據(jù)公式知,該晶胞的密度為,選項D正確;答案選D。19.(2022·北京昌平·高二期末)鈦酸鈣是典型的鈣鈦礦型化合物,該類化合物具有特殊的理化性質,比如吸光性、電催化性等,其晶體結構如下圖所示。(1)基態(tài)鈦原子價電子排布式是___________。(2)晶胞中與每個距離最近且相等的有___________個。(3)鈦酸鈣的化學式為___________。(4)其晶胞參數(shù)約為,該鈦酸鈣晶體的密度___________(設阿伏加德羅常數(shù)的值為,用含a、的代數(shù)式表示)【答案】(1)1s22s22p63s23p63d24s2(2)6(3)CaTiO3(4)【解析】(1)鈦原子價電子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2;(2)每個面心的與的距離相近且相等,故晶胞中與每個距離最近且相等的有6個;(3)①處于頂點的鈣原子,同時為8個晶胞所共享,每個微粒有該晶胞,故該晶胞中鈣原子個數(shù)為;②處于面上的,同時為2個晶胞所共享,每個微粒有屬于該晶胞,故該晶胞中個數(shù)為;③處于晶胞內部的微粒,完全屬于該晶胞,故該晶胞中個數(shù)為1;故鈦酸鈣的化學式為CaTiO3;(4)該鈦酸鈣晶體的密度20.(2022·黑龍江·海林市朝鮮族中學高二階段練習)某晶體的粒子結構如圖所示:正六面體的8個頂點為A粒子,12個棱心為B粒子,6個面心為C粒子,正六面體的中心為D粒子。那么:(1)晶體中A、B、C、D4種粒子的個數(shù)比為_______;(2)此晶體中每個A粒子周圍與它最接近且距離相等的A粒子有_______。A.4個 B.6個 C.8個 D.12個【答案】(1)1:3:3:1(2)B【解析】(1)根據(jù)圖示可知:在該晶胞中含有A粒子數(shù)目為8×=1,含有B粒子為12×=3,含有C粒子數(shù)目為6×=3,含有D粒子數(shù)目為1,因此該晶體中A、B、C、D4種粒子的個數(shù)比為1:3:3:1;(2)每個A粒子周圍與它最接近且距離相等的A粒子有6個。21.(2022·海南·儋州川綿中學高二階段練習)回答下列問題:(1)N和Cu元素形成的化合物的晶胞結構如圖所示,該化合物的N原子個數(shù)為_______,Cu的原子個數(shù)為_______。(2)則該化合物的化學式為_______。(3)S和Cu元素形成的化合物的晶胞結構如圖所示,則該化合物的S與Cu的微粒個數(shù)比為_______。(4)價電子排布式為3d54s2的原子,其原子元素符號為_______。(5)CuaSnbSc中Cu元素有+1和+2兩種價態(tài),從結構上分析基態(tài)Cu+、Cu2+中

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