高中化學(xué)人教版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)晶體的常識 全國優(yōu)質(zhì)課

人教版化學(xué)高二選修3第三章第一節(jié)晶體的常識同步練習(xí)一、選擇題1.下列關(guān)于晶體的說法中，不正確的是()A．凡具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體B．晶體內(nèi)部粒子按一定規(guī)律周期性重復(fù)排列C．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元D．晶體盡量采用緊密堆積方式，以使其變得比較穩(wěn)定答案：A解析：解答：晶體有規(guī)則的幾何外形，這是自發(fā)形成的，但有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體，這與形成規(guī)則幾何外形的過程有關(guān)，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤。晶體之所以能自發(fā)地形成規(guī)則幾何外形，是因?yàn)榫w內(nèi)部粒子按一定規(guī)律周期性重復(fù)排列，晶體的基本結(jié)構(gòu)單元—晶胞的無隙并置排列是晶體穩(wěn)定性的需要。分析：本題考查晶體的判斷和晶體結(jié)構(gòu)，熟練掌握晶體的形成原因是解題的關(guān)鍵?。2.下列區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是()A．測定熔、沸點(diǎn) B．觀察外形-射線衍射 D．比較硬度答案：C解析：解答：從外形和某些物理性質(zhì)可以初步鑒別晶體和非晶體，但不一定可靠。區(qū)分晶體和非晶體的最可靠的科學(xué)方法是對固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)。分析：本題考查晶體的判斷方法，熟練掌握晶體結(jié)構(gòu)與判斷方法是解題的關(guān)鍵?。3.某離子化合物的晶胞如圖所示。陽離子位于晶胞的中心，陰離子位于晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)上，則該離子化合物中陰、陽離子的個(gè)數(shù)比為()A．1：8B．1：4C．1：2D．1：1答案：D解析：解答：由圖可知，陽離子位于晶胞的中心，屬于該晶胞的數(shù)目為1，陰離子位于晶胞的8個(gè)頂點(diǎn)上，屬于該晶胞的數(shù)目為8×＝1，因此，陰離子與陽離子的個(gè)數(shù)比為1：1。分析：明確離子晶體是由晶胞在三維空間里通過無隙并置構(gòu)成的是解題的關(guān)鍵?，利用均攤法進(jìn)行計(jì)算。4.下圖是a、b兩種不同物質(zhì)的熔化曲線，下列說法正確的是()A．a(chǎn)是晶體B．a(chǎn)是非晶體C．b是晶體D．a(chǎn)、b都是非晶體答案：A解析：解答：晶體有固定的熔點(diǎn)，由圖a分析知，中間有一段溫度不變，但一直在吸收能量，這段線所對應(yīng)的溫度即為此晶體的熔點(diǎn)；b曲線溫度一直在升高，沒有一段溫度是不變的，表示b物質(zhì)沒有固定的熔點(diǎn)，為非晶體。分析：本題考查晶體熔化過程中溫度的變化規(guī)律，熟練掌握晶體的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵?。5.如右圖所示石墨晶體結(jié)構(gòu)的每一層里平均每個(gè)最小的正六邊形占有碳原子數(shù)目為()A．2 B．3C．4 D．6答案：A解析：解答：每個(gè)碳原子被3個(gè)正六邊形共用，因此每個(gè)正六邊形占有這個(gè)碳原子的，所以每個(gè)正六邊形占有碳原子數(shù)目為6×＝2個(gè)，故選A項(xiàng)。分析：本題考查均攤法計(jì)算原子的公用，即均攤法的應(yīng)用，熟練掌握每個(gè)原子的公用情況是解題的關(guān)鍵?。6.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(shí)形成的。玻璃態(tài)的水無固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述中正確的是()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．玻離態(tài)水能使X-射線產(chǎn)生衍射答案：C解析：解答：玻璃態(tài)水無固定形狀，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；因密度與普通水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時(shí)體積不變。分析：本題考查晶體的性質(zhì)及其判斷，熟練掌握根據(jù)晶體的性質(zhì)推斷是否屬于晶體的方法是解題的關(guān)鍵?。7.某晶體的部分結(jié)構(gòu)如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是()A．3：9：4 B．1：4：2C．2：9：4 D．3：8：4答案：B解析：解答：采用均攤法，處于頂點(diǎn)上的A粒子被12個(gè)這種結(jié)構(gòu)共有；處于豎直棱上的B粒子被6個(gè)這種結(jié)構(gòu)共有，處于上下平面的棱上的B粒子被4個(gè)這種結(jié)構(gòu)共有；C粒子位于體心，屬于這個(gè)結(jié)構(gòu)單元。因此A、B、C三種粒子數(shù)之比為:1＝1：4：2。分析：本題考查利用均攤法計(jì)算晶胞的分子組成，熟練掌握晶胞中原子的位置與對晶胞的貢獻(xiàn)是解題的關(guān)鍵?。8.如圖所示，一塊密度、厚度均勻的矩形被測樣品，長AB為寬CD的兩倍，若多用電表沿兩對稱軸測其電阻均為R，這塊樣品一定是()A．金屬 B．半導(dǎo)體C．非晶體 D．晶體答案：C解析：解答：多用電表沿兩對稱軸測其電阻均為R，說明此樣品，不具有各向異性的性質(zhì)，即不是晶體。已知條件中沒有提到半導(dǎo)體單向?qū)щ姷男再|(zhì)，不能判斷是不是半導(dǎo)體，無論金屬還是非金屬都是有電阻的。分析：本題考查晶體的各向異性的性質(zhì)的應(yīng)用，熟練掌握警惕的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵?。9.氫氣是重要而潔凈的能源，要利用氫氣做能源，必須安全有效地儲存氫氣。據(jù)研究鑭(La)鎳(Ni)合金材料有較大的儲氫容量，其晶體結(jié)構(gòu)的最小單元如下圖所示。則這種合金的化學(xué)式為()A．LaNi6 B．LaNi3C．LaNi4 D．LaNi5答案：D解析：解答：分析La原子：12個(gè)位于頂點(diǎn)、2個(gè)位于面的中心，一個(gè)La原子被上面三個(gè)晶胞和下面三個(gè)晶胞共用。一個(gè)最小單元實(shí)際占有La原子：12×＋2×＝3。分析Ni原子：18個(gè)位于面上、6個(gè)位于該最小單元內(nèi)，該最小單元實(shí)際占有Ni原子：18×＋6＝15。所以La、Ni原子個(gè)數(shù)比為1：5。分析：本題考查利用晶胞計(jì)算化學(xué)式的組成，題目難度中等，能夠正確分析勁爆的結(jié)構(gòu)是解題的關(guān)鍵?。10.下列不屬于晶體的特點(diǎn)的是()A．一定有固定的幾何外形B．一定有各向異性C．一定有固定的熔點(diǎn)D．一定是無色透明的固體答案：D解析：解答：晶體的特點(diǎn)是有規(guī)則的幾何外形(由晶體的自范性決定)、固定的熔點(diǎn)及各向異性，但不一定是無色透明的固體，如紫黑色的碘晶體及藍(lán)色的硫酸銅晶體。分析：本題考查晶胞的性質(zhì)，熟練掌握利用晶胞的性質(zhì)判斷晶體與非晶體是解題的關(guān)鍵?。11.下列敘述正確的是()A．固體SiO2一定是晶體B．晶體有固定的組成，非晶體沒有固定的組成C．晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律呈周期性有序排列D．晶體的基本結(jié)構(gòu)單元(晶胞)全部是平行六面體答案：C解析：解答：從晶體與非晶體的性質(zhì)差異上來判斷。固體SiO2分為晶體和非晶體兩類，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；非晶體如玻璃同樣有固定的組成，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；晶體的特殊性質(zhì)是其內(nèi)部微粒按一定規(guī)律周期性排列的結(jié)果，故C項(xiàng)正確；晶胞不一定都是平行六面體，如有的晶胞呈六棱柱形，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。分析：解決本題可以從晶體與非晶體的性質(zhì)差異上來判斷。12.據(jù)晶體中的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷下列晶體的化學(xué)式中不正確的是()答案：A解析：解答：在立方晶胞中，只有處于晶胞內(nèi)部的粒子才完全屬于該晶胞，處于面上的粒子有1/2屬于該晶胞，處于棱上的粒子有1/4屬于該晶胞，處于各頂角上的粒子只有1/8屬于該晶胞。據(jù)此可以算出上述晶體的化學(xué)式分別是AB、C2D、EF、XY3Z。分析：確定晶體的化學(xué)式，其實(shí)就是確定晶胞中各粒子的個(gè)數(shù)比。13.下列關(guān)于晶體的說法正確的是()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(diǎn)D．藍(lán)寶石在不同方向上的硬度一定相同答案：B解析：解答：A選項(xiàng)，將飽和CuSO4溶液降溫，可析出膽礬，膽礬屬于晶體。B選項(xiàng)，一般寶石的硬度較大，玻璃制品的硬度較小，可以根據(jù)有無刻痕來鑒別。C選項(xiàng)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)。D選項(xiàng)，由于晶體的各向異性導(dǎo)致藍(lán)寶石在不同方向上的硬度有一些差異。分析：本題考查晶體的判斷方法，熟練掌握晶體的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵?。14.鉛、鋇、氧形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)是：Pb4＋處于立方晶胞頂角，Ba2＋處于晶胞中心，O2－處于晶胞棱邊中心，則該化合物的化學(xué)式為()A．BaPbO3 B．BaPb2O3C．BaPbO D．BaPbO4答案：A解析：解答：1個(gè)晶胞中有1個(gè)Ba2＋，Pb4＋的個(gè)數(shù)為8×＝1，O2－的個(gè)數(shù)為12×＝3，故化學(xué)式為BaPbO3。分析：本題考查物質(zhì)的化學(xué)式的計(jì)算，熟練掌握均攤法是解題的關(guān)鍵?。15.最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。鑒于這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)材料的一個(gè)晶胞如圖所示(碳原子：●，鎳原子：○，鎂原子：●)，則該晶體的化學(xué)式是()A．Mg2CNi3 B．MgC2NiC．MgCNi2 D．MgCNi3答案：D解析：解答：碳原子位于體心只有一個(gè)，Mg原子位于頂角，其個(gè)數(shù)為8×＝1，Ni原子位于面心，其個(gè)數(shù)為6×＝3，該晶體的化學(xué)式是MgCNi3。分析：本題考查晶胞的計(jì)算，具有一定的空間想象能力是解題的關(guān)鍵?。16.下列有關(guān)晶胞的敘述，正確的是()A．晶胞的結(jié)構(gòu)是晶體的結(jié)構(gòu)B．不同的晶體中晶胞的大小和形狀都相同C．晶胞中的任何一個(gè)粒子都屬于該晶胞D．已知晶胞的組成就可推知晶體的組成答案：D解析：解答：由晶胞的定義可知A選項(xiàng)錯(cuò)誤；相同晶體中晶胞的大小和形狀完全相同，不同晶體的晶胞大小和形狀不一定相同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；晶體中的大部分粒子被若干個(gè)晶胞所共有，不專屬于某個(gè)晶胞，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；知道晶胞的組成，利用“均攤法”，即可推知晶體的組成，D選項(xiàng)正確。分析：本題考查晶胞的定義和晶體的組成，題目難度不大，熟練掌握晶胞是解題的關(guān)鍵?。17.納米材料的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例極大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀相同(如圖所示)，則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)與總粒子數(shù)的比值為()A．7∶8B．13∶14C．25∶25D．26∶27答案：D解析：解答：“納米顆粒”是獨(dú)立的“分子”，所有粒子均屬于該顆粒。表面粒子數(shù)＝8＋6＋12＝26。總粒子數(shù)＝表面粒子數(shù)＋中心粒子數(shù)＝26＋1＝27。分析：本題很容易把“氯化鈉納米顆?！碑?dāng)作“晶胞”來進(jìn)行計(jì)算：Cl－個(gè)數(shù)＝8×＋6×＝4，Na＋個(gè)數(shù)＝12×＋1＝4，從而錯(cuò)誤的得出表面粒子數(shù)∶總粒子數(shù)＝(8－1)∶8＝7∶8而錯(cuò)選A。因此，處理該類題目即確定微觀粒子數(shù)時(shí)應(yīng)注意“納米顆?！迸c“晶胞”的不同。18.納米材料的表面粒子數(shù)占粒子總數(shù)的比例很大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某硼鎂化合物的結(jié)構(gòu)如下圖所示(六個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi))，則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分比為()A．22%B．70%C．%D．%答案：B解析：解答：該納米顆粒表面共有鎂原子14個(gè)、內(nèi)部有硼原子6個(gè)，原子總數(shù)為20，所以鎂原子即表面粒子數(shù)占原子總數(shù)的百分比為×100%＝70%，故B選項(xiàng)正確。分析：這是一個(gè)納米顆粒，其中的粒子不會與其他顆粒共用，因此所有的鎂原子和硼原子都完全屬于這個(gè)顆粒。19.下列物質(zhì)中屬于晶體的是()A．海鹽B．玻璃C．陶瓷D．膽礬答案：D解析：解答：海鹽是混合物；玻璃屬玻璃態(tài)物質(zhì)，介于晶體和非晶體之間；陶瓷屬于非晶體；膽礬是硫酸銅的晶體，化學(xué)式為CuSO4·5H2O。分析：本題考查晶體的判斷方法，熟練掌握晶體的定義和性質(zhì)是解題的關(guān)鍵?。20.晶體與非晶體在微觀結(jié)構(gòu)上存在著本質(zhì)區(qū)別，這就決定了晶體在宏觀上也存在著一些不同于非晶體的獨(dú)特性質(zhì)，下列關(guān)于晶體性質(zhì)的敘述中，不正確的是()A．晶體的自范性指的是在適宜條件下晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉規(guī)則的多面體幾何外形B．晶體的各向異性和對稱性是矛盾的C．晶體的對稱性是微觀粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列的必然結(jié)果D．晶體的各向異性直接取決于微觀粒子的排列具有特定的方向性答案：B解析：解答：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，晶體的宏觀性質(zhì)必定取決于其微觀的結(jié)構(gòu)，正是由于晶體內(nèi)部微觀粒子按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列，才出現(xiàn)了晶體的一系列外部特征——自范性、各向異性、對稱性等。晶體的各向異性和對稱性都反映了晶體的基本構(gòu)成微粒在排列時(shí)是按一定方向性和一定距離的間隔性進(jìn)行的，所以兩者不是矛盾的。分析：本題考查晶體與非晶體的性質(zhì)以及晶體的結(jié)構(gòu)，題目難度不大。二、非選擇題21.已知晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如圖所示)。其中有二十個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)硼原子，則這個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元由________個(gè)硼原子構(gòu)成，共含有________個(gè)B—B鍵。答案：1230解析：解答：觀察圖示可知每個(gè)頂點(diǎn)被5個(gè)等邊三角形所共有，則每個(gè)頂點(diǎn)的硼原子的屬于一個(gè)等邊三角形，可知一個(gè)等邊三角形實(shí)際占有的頂點(diǎn)數(shù)為3×＝個(gè)，所以二十個(gè)等邊三角形總共占有的頂點(diǎn)數(shù)為20×＝12個(gè)?；窘Y(jié)構(gòu)單元中的B—B鍵的鍵數(shù)即為二十面體的棱邊數(shù)，計(jì)算方法有以下2種，方法一：每個(gè)硼原子核外有5個(gè)電子，12個(gè)硼原子所含電子數(shù)為5×12＝60個(gè)，每2個(gè)電子形成共用電子對，共用電子對數(shù)目即為B—B鍵數(shù)目，則B—B鍵數(shù)目為60×＝30個(gè)。方法二：二十面體有20個(gè)等邊三角形，而等邊三角形的每條邊均被2個(gè)三角形所共用，所以二十面體棱邊數(shù)為20×3×＝30個(gè)。分析：本題考查晶胞結(jié)構(gòu)中的計(jì)算、共價(jià)鍵數(shù)木的計(jì)算等，具有良好的空間能力是解題的關(guān)鍵?。、B、C、D、E都是元素周期表中前20號元素，原子序數(shù)依次增大，B、C、D同周期，A、D同主族，E和其他元素既不在同周期也不在同主族，B、C、D的最高價(jià)氧化物的水化物兩兩混合均能發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水。根據(jù)以上信息，回答下列問題。(1)A和D的氫化物中，沸點(diǎn)較低的是________(選填“A”或“D”)；A和B的離子中，半徑較小的是________(填離子符號)。答案：(1)DNa＋(2)元素C在元素周期表中的位置是________。答案：第三周期、ⅢA族(3)A和E可組成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如上圖所示，陽離子(用“?”表示)位于該正方體的頂點(diǎn)和面心，陰離子(用“o”表示)均位于小正方體中心。該化合物的電子式是________。答案：[：eq\o(F,\s\up6(··),\s\do4(··))：]－Ca2＋[：eq\o(F,\s\up6(··),\s\do4(··))：]－解析：解答：本題的突破點(diǎn)主要是“B、C、D的最高價(jià)氧化物的水化物兩兩混合均能發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水”，結(jié)合其他題給條件，可知C是Al元素。根據(jù)題干所給條件，不能確定A、D所在的族，必須結(jié)合圖確定，由于E與其他元素既不在同周期，也不在同主族，還是前20號元素中原子序數(shù)最大的，因此只能是Ca。根據(jù)上圖晶胞中陽離子與陰離子個(gè)數(shù)比為12，可知A必為F，D為Cl，B、C、D位于同周期，則B為Na(Mg(OH)2不與Al(OH)3反應(yīng))，A、E形成的化合物為CaF2，A、D的氫化物為HF、HCl，因HF分子間含有氫鍵，其沸點(diǎn)較高，F(xiàn)－與Na＋具有相同的核外電子層排布，核電荷數(shù)越小，離子半徑反而越大，故Na＋半徑較小。分析：解決本題需要根據(jù)題目的突破點(diǎn)判斷出各種元素是解題的關(guān)鍵?。23.如圖所示，在石墨晶體中，每一層由無數(shù)個(gè)正六邊形構(gòu)成，試回答下列問題：(1)每個(gè)正六邊形實(shí)際上占有的碳原子數(shù)為________個(gè)。答案：2(2)石墨晶體每一層內(nèi)碳原子數(shù)與C—C化學(xué)健之比是________。答案：2∶3(3)ng碳原子可構(gòu)成____________個(gè)正六邊形。答案：(NA·n)/24解析：解答：(1)利用點(diǎn)與面之間的關(guān)系，平均每個(gè)正六邊形需碳原子：6×＝2(個(gè))。(2)分析每個(gè)正六邊形：①所占的碳原子數(shù)為6×＝2；②所占的C—C鍵數(shù)為6×＝3，故答案為2∶3。(3)ng碳的原子數(shù)為NA，故答案為。分析：熟練掌握石墨的結(jié)構(gòu)是解題的關(guān)鍵?。24.元素X的某價(jià)態(tài)離子Xn＋中所有電子正好充滿K、L、M三個(gè)電子層，它與N3－形成晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)該晶體的陽離子與陰離子個(gè)數(shù)比為________。答案：3∶1(2)該晶體中Xn＋離子中n＝________。答案：1(3)X元素的原子序數(shù)是_____