2020-2021魯科化學(xué)性2課時(shí)3.1認(rèn)識(shí)晶體含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年新教材魯科化學(xué)選修性必修2課時(shí)分層作業(yè)：3.1認(rèn)識(shí)晶體含解析課時(shí)分層作業(yè)(十一)認(rèn)識(shí)晶體（建議用時(shí)：40分鐘）［合格過關(guān)練］1．下列敘述中，不正確的是（）A．具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體B．晶體內(nèi)部微粒按一定的規(guī)律周期性重復(fù)排列C．具有各向異性的固體一定是晶體D．依據(jù)構(gòu)成微粒的作用力不同可將晶體分為金屬晶體、離子晶體、分子晶體、共價(jià)晶體A［有些人工加工而成的固體也具有規(guī)則幾何外形和高度對(duì)稱性，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；晶體所具有的規(guī)則幾何外形、各向異性和特定的對(duì)稱性是其內(nèi)部微粒規(guī)律性排列的外部反映，因此B、C選項(xiàng)正確；晶體分為金屬晶體、離子晶體、分子晶體、共價(jià)晶體的依據(jù)是構(gòu)成晶體的微粒及微粒間的相互作用力，因此D選項(xiàng)正確。]2．如圖是a、b兩種不同物質(zhì)熔化時(shí)的溫度變化曲線，下列說法正確的是(）A．a(chǎn)沒有固定的熔點(diǎn) B．a(chǎn)是非晶體C．b是晶體 D．b是非晶體D[晶體有固定的熔點(diǎn),由a的熔化曲線分析可知，中間有一段溫度不變，該段所對(duì)應(yīng)的溫度就是晶體a的熔點(diǎn)；由b的熔化曲線可知，溫度一直升高，所以物質(zhì)b沒有固定的熔點(diǎn)，為非晶體。]3．不能支持石墨是晶體這一事實(shí)的選項(xiàng)是（)A．石墨和金剛石互為同素異形體B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列C．石墨的熔點(diǎn)為3850℃D．在石墨的X射線衍射圖譜上有明銳的譜線A[原子在三維空間里呈周期性有序排列（B項(xiàng))、有自范性、有固定的熔點(diǎn)(C項(xiàng))、物理性質(zhì)上體現(xiàn)各向異性、X射線衍射圖譜上有分明的斑點(diǎn)或明銳的譜線（D項(xiàng))等特征，都是晶體在各個(gè)方面有別于非晶體的體現(xiàn)。而是否互為同素異形體與是否為晶體這兩者之間并無聯(lián)系，如無定形碳也與金剛石、石墨互為同素異形體，卻屬于非晶體。］4．如圖所示是晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的最小重復(fù)單元(晶胞)的排列方式，其對(duì)應(yīng)的化學(xué)式是XY的是（圖中：o－X，eq\a\vs4\al\co1（?)－Y)()A[根據(jù)頂點(diǎn)、棱上、面上、體心和其他處于立方體內(nèi)部的原子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)分別為eq\f(1，8)、eq\f（1，4)、eq\f(1，2)、1，求出X、Y的數(shù)目之比，其化學(xué)式分別為XY、X3Y、XY4、XY4。］5．石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，在每層內(nèi)，每個(gè)碳原子都跟其他3個(gè)碳原子相結(jié)合。根據(jù)圖分析,石墨晶體中碳原子數(shù)與共價(jià)鍵數(shù)之比為(）A．2∶3 B．2∶1C．1∶3 D．3∶2A[每個(gè)碳原子被3個(gè)六邊形共用，每個(gè)共價(jià)鍵被2個(gè)六邊形共用，則石墨晶體中碳原子個(gè)數(shù)與共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比為（6×eq\f(1，3））∶（6×eq\f（1,2））＝2∶3。］6.科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦（Ti）原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，分子模型如圖所示，其中“°"表示鈦原子，“·”表示碳原子，則它的化學(xué)式為（）A．TiC B．Ti14CC．Ti4C7 D．Ti13B[根據(jù)鈦（Ti)原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子結(jié)構(gòu)示意圖可知,該分子模型中，Ti原子個(gè)數(shù)為14,C原子個(gè)數(shù)為13，分子中Ti和C的原子個(gè)數(shù)比為14∶13，則化學(xué)式為Ti14C137．一種Al－Fe合金的晶胞如圖所示.則該合金的化學(xué)式可表示為（)A．Fe2Al B．FeAlC．Fe3Al2 D．Fe2Al3A[立方體有8個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)被8個(gè)晶胞所共有,每個(gè)晶胞占有其eq\f（1,8)；面心上的每個(gè)原子被2個(gè)晶胞所共有，每個(gè)晶胞占有其eq\f（1，2);棱上共12個(gè)原子，每個(gè)原子被4個(gè)晶胞所共有，每個(gè)晶胞占有其eq\f(1，4)；體心還有一個(gè)鐵原子，故該晶胞中含有的鐵原子數(shù)為8×eq\f(1，8）＋6×eq\f(1,2）＋12×eq\f(1，4)＋1＝8;鋁原子都在晶胞內(nèi)部，共4個(gè).所以鐵、鋁原子個(gè)數(shù)比為2∶1，化學(xué)式可表示為Fe2Al。］8．（素養(yǎng)題）在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，一層鎂一層硼相間排列，如圖是從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.則硼化鎂的化學(xué)式為（）A．MgB B．MgB2C．Mg2B D．MgB6B［根據(jù)投影圖可知，1個(gè)B原子為3個(gè)Mg原子共用，故屬于一個(gè)Mg原子的B原子為eq\f(1，3）；1個(gè)Mg原子為6個(gè)B原子共用，故屬于一個(gè)B原子的Mg原子為eq\f（1,6），由此可知Mg原子與B原子的個(gè)數(shù)比為eq\f(1，6)∶eq\f(1,3）＝1∶2，故硼化鎂的化學(xué)式為MgB2。］9．已知某化合物的晶體是由如圖所示的最小結(jié)構(gòu)單元密置堆積而成,下列關(guān)于該化合物的敘述錯(cuò)誤的是（)A．1mol該化合物中含有1molYB．1mol該化合物中含有3molCuC．1mol該化合物中含有2molBaD．該化合物的化學(xué)式是YBa2Cu3O6D［由圖可知,白球代表的Y原子位于長(zhǎng)方體的八個(gè)頂點(diǎn)上，大黑球代表的Ba原子位于長(zhǎng)方體的四條棱上，灰球代表的Cu原子位于長(zhǎng)方體的內(nèi)部,小黑球代表的O原子有的位于長(zhǎng)方體的內(nèi)部、有的位于長(zhǎng)方體的面上，運(yùn)用均攤法可計(jì)算出Y原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8）＝1，Ba原子個(gè)數(shù)為8×eq\f(1，4）＝2，Cu原子個(gè)數(shù)為3,O原子個(gè)數(shù)為10×eq\f（1,2）＋2＝7，故該化合物的化學(xué)式為YBa2Cu3O7。綜上可知,D項(xiàng)錯(cuò)誤。］10．氯化鈉晶體是由鈉離子和氯離子構(gòu)成的，且均為如圖所示的等距離交錯(cuò)排列。已知氯化鈉的密度是2.2g·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023mol－1。在氯化鈉晶體中兩個(gè)距離最近的鈉離子的距離最接近于（）NaCl晶體的晶胞A．3。0×10－8cm B．3.5×10－C．4。0×10－8cm D．5.0×10－8C[從NaCl晶胞中分割出一個(gè)小立方體，如圖所示，a表示其邊長(zhǎng)，d表示兩個(gè)相距最近的Na＋間的距離。每個(gè)小立方體含Na＋個(gè)數(shù)為eq\f（1，8)×4＝eq\f（1，2），含Cl－個(gè)數(shù)為eq\f(1,8)×4＝eq\f（1,2),則有ρ＝eq\f（m,V)＝eq\f(58。5g·mol－1×\f(1，2），a3×6.02×1023mol－1）＝2。2g·cm－3，解得a≈2.8×10－8cm，又因?yàn)閐＝eq\r(,2)a,故NaCl晶體中兩個(gè)距離最近的Na＋間的距離d＝eq\r（,2）×2。8×10－8cm≈4.0×10－8cm。]11．(1)在下列物質(zhì)中________是晶體，________是非晶體.①塑料②明礬③松香④玻璃⑤CuSO4·5H2O⑥冰糖⑦糖果⑧單晶硅⑨鋁塊⑩橡膠(2)晶體和非晶體在外形上有差別，晶體都具有______________，而非晶體______________;另外非晶體的多種物理性質(zhì)，在各個(gè)方向都是________的，而晶體的多種物理性質(zhì)在各個(gè)方向都是________的。（3）判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體，比較正確的方法是________。①?gòu)耐庑紊蟻砼袛啖趶母飨虍愋曰蚋飨蛲陨蟻砼袛啖蹚膶?dǎo)電性能來判斷④從有無固定熔點(diǎn)來判斷［解析］明礬是KAl(SO4)2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、單晶硅、鋁塊都是晶體;塑料、松香、玻璃、糖果、橡膠都是非晶體.晶體最大的特征就是各向異性和有固定的熔點(diǎn)。［答案](1）②⑤⑥⑧⑨①③④⑦⑩（2）規(guī)則的幾何外形沒有規(guī)則的幾何外形各向同性各向異性（3）②④12．某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X位于立方體的頂點(diǎn)，Y位于立方體的中心。(1）晶體中每個(gè)Y同時(shí)吸引著________個(gè)X，每個(gè)X同時(shí)吸引著________個(gè)Y，該晶體的化學(xué)式為________。（2)晶體中在每個(gè)X周圍與它最接近且距離相等的X共有________個(gè)。（3)晶體中距離最近的兩個(gè)X與一個(gè)Y形成的夾角∠XYX為________(填角的度數(shù)）.[解析]晶胞中的微粒分為4種：①體心上的微粒完全屬于該晶胞;②面心上的微粒eq\f（1,2)屬于該晶胞；③棱上的微粒eq\f（1,4)屬于該晶胞；④頂點(diǎn)上的微粒eq\f(1，8）屬于該晶胞。本題微粒Y位于體心，微粒X位于頂點(diǎn),所以該晶體的化學(xué)式為Y2X（或XY2)。觀察圖，4個(gè)X和1個(gè)Y構(gòu)成了一個(gè)正四面體，故∠XYX＝109°28′。[答案］(1）48Y2X或XY2（2）12（3)109°28′13．如圖是超導(dǎo)化合物--鈣鈦礦晶體中最小重復(fù)單元(晶胞)的結(jié)構(gòu)。請(qǐng)回答：(1)該化合物的化學(xué)式為________。（2）在該化合物晶體中,與某個(gè)鈦離子距離最近且相等的其他鈦離子共有________個(gè).(3)設(shè)該化合物的相對(duì)分子質(zhì)量為M,密度為ag·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則晶體中鈣離子與鈦離子之間的最短距離為________.[解析］（1）這個(gè)晶胞對(duì)位于頂點(diǎn)上的每個(gè)鈦原子占有的份額為1/8,所以，它單獨(dú)占有的鈦原子個(gè)數(shù)為8×1/8＝1個(gè)；它對(duì)位于棱上的每個(gè)氧原子占有的份額為1/4，所以，它單獨(dú)占有的氧原子個(gè)數(shù)為12×1/4＝3個(gè)；它全部擁有體內(nèi)的一個(gè)鈣原子,所以，該晶胞中單獨(dú)占有的鈦原子、氧原子和鈣原子的個(gè)數(shù)分別為:1、3、1;該化合物的化學(xué)式為CaTiO3。（2)鈦位于正方體的頂點(diǎn)上，則與一個(gè)鈦離子距離最近的另一個(gè)鈦離子與它共棱.從立方晶胞進(jìn)行堆積的圖形可以看出，在橫向、縱向、豎向上,滿足條件的離子都是2個(gè),所以共6個(gè)。(3）設(shè)這種立方晶胞的邊長(zhǎng)是b，那么,鈣離子與鈦離子之間的距離是體對(duì)角線的一半,即eq\f(\r（，3)，2)b。因?yàn)槊總€(gè)立方體的體積為b3,而NA個(gè)這樣的立方體堆積到一起就是1mol晶體，其質(zhì)量為Mg，其體積為eq\f(Mg，ag·cm－3）＝eq\f(M，a）cm3。所以NA·b3＝eq\f(M,a)cm3,所以，b＝eq\r（3,\f(M,a·NA））cm，則題中所求距離為eq\f(\r（，3)，2）·eq\r（3,\f(M,a·NA））cm.［答案］(1）CaTiO3（2)6(3)eq\f（\r（,3），2）·eq\r（3，\f（M,a·NA））cm［素養(yǎng)培優(yōu)練]14．如圖是CsCl晶體的一個(gè)晶胞，相鄰的兩個(gè)Cs＋的核間距為acm，NA為阿伏加德羅常數(shù),CsCl的相對(duì)分子質(zhì)量用M表示，則CsCl晶體的密度（g·cm－3）為(）A。eq\f(8M,NA·a3) B。eq\f(6M，NA·a3）C.eq\f(4M,NA·a3） D。eq\f(M，NA·a3)D［由均攤法求得CsCl晶胞含有1個(gè)CsCl微粒,其質(zhì)量是M/NA，再由相鄰的兩個(gè)Cs＋的核間距為acm，求出該晶胞的體積是a3cm3，所以晶胞的密度是eq\f(M，NA·a3）g·cm－3,晶體的密度和晶胞的密度是一樣的。]15.納米材料的表面微粒數(shù)占總微粒數(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微粒數(shù)與總微粒數(shù)的比值為(）A．7∶8 B．13∶14C．25∶25 D．26∶27D[表面微粒數(shù)＝26。總微粒數(shù)＝表面微粒數(shù)＋中心微粒數(shù)＝26＋1＝27。]16．CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似（如圖所示），但CaC2晶體中含有啞鈴形的Ceq\o\al（2－，2)，使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。下列關(guān)于CaC2晶體的說法正確的是（）A．每個(gè)Ca2＋周圍距離最近且相等的Ceq\o\al（2－，2）的數(shù)目為6B．該晶體中的陰離子與F2是等電子體C．6.4gCaC2晶體中含有0.1mol陰離子D．每個(gè)Ca2＋周圍距離最近且相等的Ca2＋有12個(gè)C［A項(xiàng)，由晶胞示意圖可以看出，晶胞是非正方體結(jié)構(gòu)，再由圖可知每個(gè)Ca2＋周圍距離最近且相等的Ceq\o\al(2－，2）有4個(gè)，錯(cuò)誤。B項(xiàng)，Ceq\o\al（2－，2）含有的價(jià)電子數(shù)為2×4＋2＝10,F2含有的價(jià)電子數(shù)為14,二者所含價(jià)電子數(shù)不同，不是等電子體，錯(cuò)誤。C項(xiàng)，6.4gCaC2為0。1mol，CaC2晶體中的陰離子為Ceq\o\al(2－，2）,則含有0.1mol陰離子，正確.D項(xiàng),每個(gè)Ca2＋周圍距離最近且相等的Ca2＋有4個(gè)，錯(cuò)誤。]17．F2和Xe在一定條件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三種氟化氙，它們都是極強(qiáng)的氧化劑(其氧化性依次增強(qiáng)),都極易與水反應(yīng)。已知6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推測(cè)正確的是(）A．XeF2分子中各原子均達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．某種氟化氙晶體的基本結(jié)構(gòu)單元如圖所示，可推知其化學(xué)式為XeF6C．XeF4與水反應(yīng)時(shí)，每生成2molXe轉(zhuǎn)移8mol電子D．XeF2加入水中,在水的作用下，將生成Xe和F2C［A項(xiàng),Xe原子已經(jīng)達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故XeF2分子中各原子不可能均具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；B項(xiàng)，該晶胞中Xe原子的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1，8)＋1＝2,F原子的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1，4）＋2＝4，故該晶體的化學(xué)式為XeF2；C項(xiàng)，在XeF4中Xe的化合價(jià)為＋4，生成2molXe轉(zhuǎn)移電子8mol；D項(xiàng),F2有強(qiáng)氧化性，能夠與水反應(yīng)，故XeF2與水反應(yīng)不可能生成F2.］18．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。(1)請(qǐng)寫出元素d的基態(tài)原子的電子排布式：_________________________________________________________________________________________