2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第3章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1節(jié)晶體的常識作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGE7-第1節(jié)晶體的常識A級·基礎(chǔ)鞏固練一、選擇題1．下列關(guān)于晶體的敘述不正確的是(D)A．晶體有自范性B．晶體內(nèi)部質(zhì)點的排列高度有序C．晶體的某些物理性質(zhì)常會表現(xiàn)出各向異性D．粉末狀固體肯定不是晶體解析：當晶體晶粒很小時，即為粉末狀，D項不對。2．用燒熱的鋼針去接觸涂有薄薄一層石蠟的云母片的反面，熔化了的石蠟成橢圓形，是因為(A)A．云母具有各向異性，不同方向?qū)嵝阅懿煌珺．石蠟是熱的不良導(dǎo)體，傳熱不勻稱C．石蠟具有各向異性，不同方向?qū)嵝阅懿煌珼．云母是熱的不良導(dǎo)體，傳熱不勻稱解析：石蠟熔化成“橢圓形”，說明云母的導(dǎo)熱性能存在各向異性，A項正確。3．要得到較大顆粒的明礬晶體，在結(jié)晶時可如下操作(A)A．配制比室溫高10～20℃明礬飽和溶液然后浸入懸掛的明礬小晶核，靜置過夜B．在沸水中配制明礬飽和溶液，然后急速冷卻結(jié)晶C．室溫下，在明礬飽和溶液中投入明礬小晶核，靜置過夜D．進行快速蒸獨創(chuàng)礬飽和溶液至大量晶體析出解析：配制比室溫溫度高的明礬飽和溶液，當溫度降低時，明礬的溶解度也降低，析出的明礬會附著在小晶核上，得到較大顆粒的明礬晶體，而沸水時配制飽和溶液后急速冷卻結(jié)晶或快速蒸獨創(chuàng)礬飽和溶液至大量晶體析出，析出的只是明礬小晶粒，室溫下，在明礬飽和溶液中投入明礬小晶核，靜置過夜，不會有晶體析出。4．下列關(guān)于晶體的說法正確的是(B)A．將飽和硫酸銅溶液降溫，析出的固體不是晶體B．假寶石往往是玻璃仿造的，可以用劃痕的方法鑒別寶石和玻璃制品C．石蠟和玻璃都是非晶體，但它們都有固定的熔點D．藍寶石在不同方向上的硬度肯定相同解析：將飽和CuSO4溶液降溫，可析出膽礬，膽礬屬于晶體，A錯誤；一般寶石的硬度較大，玻璃制品的硬度較小，可以依據(jù)有無刻痕來鑒別，B正確；非晶體沒有固定的熔點，C錯誤；由于晶體的各向異性導(dǎo)致藍寶石在不同方向上的硬度有一些差異，D錯誤。5．水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時形成的。玻璃態(tài)的水無固定形態(tài)，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與一般液態(tài)水的密度相同，有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述中正確的是(C)A．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小B．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹C．玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài)D．玻璃態(tài)水能使X射線產(chǎn)生衍射解析：玻璃態(tài)水無固定形態(tài)，不存在晶體結(jié)構(gòu)，故玻璃態(tài)水不是晶體，不能使X射線產(chǎn)生衍射；因密度與一般水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時體積不變。6．將一塊缺角的膽礬晶體懸置于飽和硫酸銅溶液中，一段時間后(溫度不變)，發(fā)覺缺角的晶體變完整了。若溶劑不揮發(fā)，則這段時間內(nèi)晶體和溶液的質(zhì)量改變分別是(C)A．晶體質(zhì)量減小，溶液質(zhì)量變大B．晶體質(zhì)量變大，溶液質(zhì)量減小C．晶體和溶液質(zhì)量都不變D．無法確定解析：膽礬晶體具有自范性，有自發(fā)形成規(guī)則幾何外形的性質(zhì)，由于原溶液為飽和溶液，因此膽礬晶體與CuSO4飽和溶液間存在著溶解結(jié)晶平衡，在整個過程中晶體和溶液的質(zhì)量都不發(fā)生改變。7．話筒是聲電轉(zhuǎn)換的換能器，在話筒中有一種材料的結(jié)構(gòu)如圖所示，它的主要成分是鈦酸鋇，依據(jù)晶體的結(jié)構(gòu)示意圖可知它的化學(xué)式是(D)A．BaTi8O12 B．BaTi4O6C．BaTi2O4 D．BaTiO3解析：細致視察鈦酸鋇晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖可知：Ba在立方體的體心，完全屬于該晶胞；Ti處于立方體的8個頂點，O處于立方體的12條棱的中點，故晶體中Ba、Ti、O三種原子的個數(shù)比為1∶(8×eq\f(1,8))∶(12×eq\f(1,4))＝1∶1∶3。8．對于某晶胞(如圖所示)的描述錯誤的是(C)A．該晶胞是所在晶體內(nèi)最小的平行六面體B．該晶胞的每個頂點上和每個面的面心上都各有一個原子C．平均每個晶胞中有14個原子D．平均每個晶胞中有4個原子解析：在該晶胞頂點和六個面的面心處都有一個原子，平均每個晶胞中含有的原子數(shù)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。二、非選擇題9．下圖是由Q、R、G三種元素組成的一種高溫超導(dǎo)體的晶胞結(jié)構(gòu)，其中R為＋2價，G為－2價，則Q的化合價為__＋3__。解析：R∶8×eq\f(1,8)＋1＝2G∶8×eq\f(1,4)＋8×eq\f(1,4)＋4×eq\f(1,2)＋2＝8Q∶8×eq\f(1,4)＋2＝4R、G、Q的個數(shù)之比為1∶4∶2，則其化學(xué)式為RQ2G4。由于R為＋2價，G為－2價，所以Q為＋3價。10．下列物質(zhì)中，常溫下屬于晶體的是__①②③__，沒有固定熔點和幾何外形的固體是__⑤⑥⑧__。①鋁②氯化鉀③氫氧化鈉④二氧化碳⑤塑料⑥玻璃⑦硫酸⑧石蠟解析：晶體是指有規(guī)則幾何外形的固體，且具有固定的熔點。鋁有固定的熔點；氫氧化鈉和氯化鉀都是離子化合物，都有固定的熔點；二氧化碳形成的干冰是晶體，但在常溫下為氣體；塑料、玻璃沒有固定的熔點，都屬于非晶體；硫酸有固定的熔點，能形成晶體，但室溫下是液體；石蠟是多種烴類的混合物，當然不是晶體。特殊留意常溫下是“固體”這一限制要求。11.石墨晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，每一層由很多個正六邊形構(gòu)成，則：(1)平均每一個正六邊形占有碳原子數(shù)為__2__；(2)每一層內(nèi)碳原子數(shù)目與C－C化學(xué)鍵數(shù)目的比是__2∶3__。解析：(1)在同一層上，每個碳原子為3個正六邊形共有，平均每個正六邊形占有該碳原子的1/3。一個正六邊形有這樣的碳原子6個，則一個正六邊形共占有6×1/3＝2(個)碳原子。(2)因為一個C－C鍵為兩個正六邊形共有，所以每個正六邊形占有C－C鍵的1/2，一個正六邊形共占有C－C鍵6×1/2＝3(個)。因此，每一層上碳原子數(shù)與C－C鍵數(shù)目之比為2∶3。還可以依據(jù)每條C－C鍵為2個碳原子共有，每個碳原子分占C－C鍵的1/2，因此，碳原子數(shù)目與C－C鍵數(shù)目之比為1∶3×1/2＝2∶3。B級·實力提升練一、選擇題1．下列說法正確的是(C)A．玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的晶體B．水玻璃在空氣中不行能變渾濁C．水泥在空氣和水中均可以硬化D．制光導(dǎo)纖維的重要原料是玻璃解析：玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的混合物，不是晶體，故A項錯；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，在空氣中發(fā)生反應(yīng)：Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓，故B項錯；水泥的硬化是水泥的重要性質(zhì)，是困難的物理改變和化學(xué)改變過程，故C項正確；制光導(dǎo)纖維的重要原料是SiO2而不是玻璃，故D項錯。2.石墨與熔融的鉀相互作用，形成某種青銅色的物質(zhì)(其中的鉀原子用·表示)，原子分布如圖所示，該化合物的化學(xué)式為(C)A．KC2 B．KC6C．KC8 D．KC12解析：K原子四周有6個C原子屬于K原子全部，再向外的6個C原子為3個K原子共用，每個K原子占2個，所以1個K結(jié)合8個C，化學(xué)式為KC8。3．最近發(fā)覺一種鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，如下圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式為(A)A．Ti14C13 B．TiCC．Ti4C4 D．Ti4C3解析：由題意知該物質(zhì)是氣態(tài)團簇分子，題目中的圖示應(yīng)是該物質(zhì)的一個完整的分子，由14個Ti原子和13個C原子構(gòu)成，A項正確。4．某晶體的一部分如下圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)目之比是(B)A．3∶9∶4 B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶4解析：由圖可知該晶體部分結(jié)構(gòu)單元的上下兩面為正三角形，因此處于頂點的粒子為12個該結(jié)構(gòu)單元共用，故A的數(shù)目為6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)；處于水平棱上的粒子為4個該結(jié)構(gòu)單元共用，處于垂直棱上的粒子為6個該結(jié)構(gòu)單元共用，故該結(jié)構(gòu)單元中包含B粒子的數(shù)目為6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2，由此可見，A、B、C三種粒子的數(shù)目之比為eq\f(1,2)∶2∶1＝1∶4∶2。5．某新型超導(dǎo)材料(只含鎂、鎳和碳三種元素)的一個晶胞(碳原子用表示，鎳原子用表示，鎂原子用表示，小球大小不代表原子實際大小)如圖所示。則該晶體的化學(xué)式是(D)A．Mg2CNi3 B．MgC2NiC．MgCNi2 D．MgCNi3解析：該晶體的結(jié)構(gòu)單元中含鎂原子個數(shù)：8×eq\f(1,8)＝1；含鎳原子個數(shù)：6×eq\f(1,2)＝3；含碳原子個數(shù)：1。6．如圖所示晶體結(jié)構(gòu)是一種具有優(yōu)良的壓電、光電等功能的晶體材料的最小結(jié)構(gòu)單元(晶胞)。晶體內(nèi)與每個“Ti”緊鄰的氧原子數(shù)和這種晶體材料的化學(xué)式分別是(各元素所帶電荷均已略去)(C)A．8；BaTi8O12 B．8；BaTi4O9C．6；BaTiO3 D．3；BaTi2O3解析：由圖可知，晶體中鈦原子位于立方體的頂點，為8個晶胞所共用，每個晶胞中與鈦原子緊鄰的氧原子數(shù)為3，且每個氧原子位于晶胞的棱上，為4個晶胞所共用，故晶體內(nèi)與每個“Ti”緊鄰的氧原子數(shù)為：3×8×eq\f(1,4)＝6；再據(jù)均攤法可計算出晶體中每個晶胞中各元素原子的數(shù)目：“Ba”為1，“Ti”為8×eq\f(1,8)＝1，“O”為12×eq\f(1,4)＝3，故此晶體材料的化學(xué)式為BaTiO3。7．硼化鎂在39K時呈超導(dǎo)性，成為人類對超導(dǎo)相識的里程碑。在硼化鎂晶體的志向模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，一層鎂一層硼的相間排列，下圖是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿z軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。依據(jù)圖示確定硼化鎂的化學(xué)式為(B)A．MgB B．MgB2C．Mg2B D．MgB6解析：法一：由題目圖中的平面結(jié)構(gòu)可以找出最小的重復(fù)單元(如下圖1所示)，有兩種結(jié)構(gòu)，在三角形結(jié)構(gòu)中，每個鎂原子為6個小三角形共用，故Mg、B的原子個數(shù)比為(3×eq\f(1,6))∶1＝1∶2；在六邊形結(jié)構(gòu)中，每個B原子為三個小六邊形共用，故Mg、B的原子個數(shù)比為1∶(6×eq\f(1,3))＝1∶2，故化學(xué)式為MgB2。法二：將此平面結(jié)構(gòu)還原成立體結(jié)構(gòu)(如圖Ⅱ所示)，由此圖可知，Mg在頂點以及上下底面的中心，B原子在六棱柱內(nèi)，故Mg、B的原子個數(shù)比為(12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2))∶6＝1∶2。二、非選擇題8．硼普遍存在于蔬菜水果中，是維持骨骼健康和鈣、磷、鎂正常代謝所須要的微量元素之一。晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖)，其中含有20個等邊三角形和肯定數(shù)目的頂角，每個頂角上各有1個硼原子。請視察圖形后回答：這個基本結(jié)構(gòu)單元由__12__個硼原子組成，鍵角是__60°__，共含__30__有個B—B鍵。解析：由圖可知，每個頂角上的硼原子被5個正三角形共有，故每個三角形占eq\f(1,5)，每個三角形共含有eq\f(1,5)×3個硼原子，每個結(jié)構(gòu)單元含硼原子數(shù)為20×eq\f(1,5)×3＝12個；B—B鍵為20×3×eq\f(1,2)＝30個。因為是等邊三角形，故鍵角為60°。9．下圖所示為熱敏電阻PTC元件的主要成分的晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單位。該晶體經(jīng)X－射線分析鑒定，重復(fù)單位為正方體，邊長為403.1pm，頂點位置為B原子所占，體心位置為C原子所占，全部棱的中點位置為A所占。據(jù)圖回答下列問題：(1)若將B置于晶胞的體心，C置于晶胞的頂點，則A處于立方體的什么位置？__A處于立方體的面心__。(2)在該物質(zhì)的晶體中，每個B四周與它最鄰近