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(shí) 校賽得獎(jiǎng)

第一節(jié)晶體的常識(shí)考查點(diǎn)一晶體與非晶體1．下列敘述中正確的是 ()。A．具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體B．晶體與非晶體的根本區(qū)別在于是否具有規(guī)則的幾何外形C．具有各向異性的固體一定是晶體D．晶體、非晶體均具有固定的熔點(diǎn)解析晶體與非晶體的根本區(qū)別在于其內(nèi)部微粒在空間是否按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列，B項(xiàng)錯(cuò)誤；晶體所具有的規(guī)則幾何外形、各向異性是其內(nèi)微粒規(guī)律性排列的外部反映。有些人工加工而成的固體也具有規(guī)則的幾何外形，但具有各向異性的固體一定是晶體，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；晶體具有固定的熔點(diǎn)而非晶體不具有固定的熔點(diǎn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C2．下列說(shuō)法正確的是 ()。A．玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的晶體B．水玻璃在空氣中不可能變渾濁C．水泥在空氣和水中硬化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，是玻璃體不是晶體，故A項(xiàng)錯(cuò)；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(xiàng)錯(cuò)；水泥的硬化是水泥的重要性質(zhì)，是復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化過(guò)程，故C項(xiàng)正確；制光導(dǎo)纖維的重要原料是石英而不是玻璃，故D項(xiàng)錯(cuò)。答案C3．關(guān)于晶體的自范性，下列敘述正確的是 ()。A．破損的晶體能夠在固態(tài)時(shí)自動(dòng)變成規(guī)則的多面體B．缺角的氯化鈉晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊C．圓形容器中結(jié)出的冰是圓形的體現(xiàn)了晶體的自范性D．由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體現(xiàn)了晶體的自范性解析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)封閉的規(guī)則的多面體外形的性質(zhì)，這一適宜條件一般指的是自動(dòng)結(jié)晶析出的條件，A項(xiàng)所述過(guò)程不可能實(shí)現(xiàn)；C選項(xiàng)中的圓形并不是晶體冰本身自發(fā)形成的，而是受容器的限制形成的；D項(xiàng)中玻璃是非晶體。答案B4．如圖是a、b兩種不同物質(zhì)的熔化曲線，下列說(shuō)法中正確的是 ()。①a是晶體②a是非晶體③b是晶體④b是非晶體A．①④ B．②④ C．①③ D．②③解析晶體有固定的熔點(diǎn)，由圖a來(lái)分析，中間有一段溫度不變但一直在吸收能量，這段就代表a晶體在熔化；由b曲線可知，溫度一直在升高，沒(méi)有一個(gè)溫度是停留的，所以找不出固定的熔點(diǎn)，b為非晶體。答案A5．下列物質(zhì)中屬于晶體的是()A．橡膠 B．玻璃塊 C．水晶 D．淀粉解析水晶是二氧化硅晶體。答案C考查點(diǎn)二晶胞6．許多物質(zhì)在通常條件下是以晶體的形式存在，而一種晶體又可視作由若干相同的基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，這些基本結(jié)構(gòu)單元在結(jié)構(gòu)化學(xué)中被稱作晶胞。已知某化合物是由鈣、鈦、氧三種元素組成的晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該物質(zhì)的化學(xué)式為()A．Ca4TiO3 B．Ca4TiO6C．CaTiO3 D．Ca8TiO12解析根據(jù)“均攤法”可知該晶胞中含Ca的數(shù)目為1；含Ti的數(shù)目為8×eq\f(1,8)＝1；含O的數(shù)目為12×eq\f(1,4)＝3，所以該化合物的化學(xué)式可表示為CaTiO3。答案C7．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(jiàn)元素，從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)晶體的一個(gè)晶胞如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為 A．Mg2CNi3 B．MgC2NiC．MgCNi2 D．MgCNi3解析由“均攤法”可知鎂原子為正方體的頂角，故其個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，鎳原子位于面心，故其個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，碳原子位于中心，其個(gè)數(shù)為1，所以該晶體的化學(xué)式為MgCNi3。答案D8．最近發(fā)現(xiàn)一種鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示，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．Ti14C13 B．TiC C．Ti4C4 D．Ti4C3解析由題意知該物質(zhì)是氣態(tài)團(tuán)簇分子，題圖所示應(yīng)是該物質(zhì)的一個(gè)完整的分子，由14個(gè)鈦原子和13個(gè)碳原子構(gòu)成，A項(xiàng)正確。此題目極易因?qū)忣}不嚴(yán)密，誤認(rèn)為是晶體而視鈦與碳原子的個(gè)數(shù)比為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,8)×8＋\f(1,2)×6))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)×12＋1))＝1∶1，錯(cuò)選B項(xiàng)或C項(xiàng)。答案A9．測(cè)知氯化鈉晶體中相鄰的Na＋與Cl－的距離為acm，該晶體密度為dg·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為 \f,4a3d) \f,8a3d)\f,2a3d) \f(117,a3d)解析一個(gè)NaCl的晶胞中所包含的Na＋與Cl－數(shù)目并不是1個(gè)而是4個(gè)，即1個(gè)NaCl晶胞的體積實(shí)際上是4個(gè)Na＋和4個(gè)Cl－共同所占的體積。由NaCl晶胞示意圖可知1個(gè)Na＋與1個(gè)Cl－共同占有的體積為：V＝eq\f(1,4)×(2acm)3＝2a3cm3，由等式NA·d·V＝可得NA＝eq\f,2a3d)。答案C10．石墨的片層結(jié)構(gòu)如圖所示，試完成下列各題：(1)平均________個(gè)碳原子構(gòu)成一個(gè)正六邊形。(2)石墨晶體每一層內(nèi)碳原子數(shù)與C—C化學(xué)鍵之比是________。(3)ng碳原子可構(gòu)成________個(gè)正六邊形。解析(1)方法一利用點(diǎn)與面之間的關(guān)系，平均每個(gè)正六邊形需碳原子：6×eq\f(1,3)＝2(個(gè))。方法二每個(gè)碳原子提供的邊數(shù)為3×eq\f(1,2)＝，故eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6×\f(1,2))),＝2(個(gè))。(2)分析每一正六邊形：①所占的碳原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＝2；②所占的C—C鍵數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，故答案為2∶3。(3)ng碳的原子數(shù)為eq\f(n,12)NA，故答案為eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n,12)))NA,2)。答案(1)2(2)2∶3(3)eq\f(（n·NA）,24)11．(2023·山東理綜)氧是地殼中含量最多的元素。(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)_______個(gè)。(2)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為_(kāi)________________________________________________________________。的沸點(diǎn)比高，原因是_______________________________(3)H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________雜化。H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因?yàn)開(kāi)_____________________________________________________________________________________(4)CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，已知CaO晶體密度為ag·cm－3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則CaO晶胞體積為_(kāi)_______cm3。解析本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，意在考查考生對(duì)原子核外電子排布、化學(xué)鍵、晶體等知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。(1)氧原子基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p4，2p軌道上有2個(gè)電子未成對(duì)。(2)氫鍵屬于分子間作用力，比化學(xué)鍵弱，但比范德華力強(qiáng)。(3)H3O＋中O原子為sp3雜化。(4)以1個(gè)晶胞為研究對(duì)象，1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ca2＋、4個(gè)O2－，根據(jù)m＝ρ·V，則eq\f(56,NA)×4＝aV，V＝eq\f(224,aNA)。答案(1)2(2)O—H鍵、氫鍵、范德華力形成分子內(nèi)氫鍵，而形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大(3)sp3H2O中O原子有2對(duì)孤對(duì)電子，H3O＋中O原子只有1對(duì)孤對(duì)電子，排斥力較小(4)eq\f(224,aNA)12．已知NaCl晶體的晶胞如圖所示，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同，Ni2＋與最鄰近O2－的核間距離為a×10－8cm，計(jì)算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質(zhì)量為g·mol－1)。解析據(jù)NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)，隔離出一個(gè)小立方體如圖所示，立方體的每個(gè)頂點(diǎn)的離子為8個(gè)小立方體共用，因此，小立方體中含O2－的數(shù)目為4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，含N