高中化 3.1 認(rèn)識(shí)晶體規(guī)范訓(xùn)練 魯科版選修3

第三章物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)第一節(jié)認(rèn)識(shí)晶體(時(shí)間：30分鐘)考查點(diǎn)一晶體與非晶體1．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(wú)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．玻璃態(tài)水是分子晶體解析本題是一個(gè)信息給予題，讀懂信息是解題的關(guān)鍵。由題給信息知，玻璃態(tài)水的“密度與普通液態(tài)水的密度相同”，表明水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)其體積不變；此外，“玻璃態(tài)水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)”。因而A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C考查點(diǎn)二晶體的特征2．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的NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎綁KC．圓形容器中結(jié)出的冰是圓形的D．由玻璃制成的圓形的玻璃球解析晶體的自范性是指在適宜的條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的多面體形的性質(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)過(guò)程不能實(shí)現(xiàn)；C項(xiàng)中冰的形狀不是水自發(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B考查點(diǎn)三晶體的堆積模型3．金屬晶體、離子晶體和分子晶體采取密堆積方式的原因是 ()。A．構(gòu)成晶體的微粒均可視為圓球B．金屬鍵、離子鍵、分子間作用力均無(wú)飽和性和方向性C．三種晶體的構(gòu)成微粒相同D．三種晶體的構(gòu)成微粒多少及相互作用力相同答案B4．(·河南鄭州高二五校聯(lián)考)下列晶體按A1型方式進(jìn)行緊密堆積的是()。A．干冰、NaCl、金屬銅B．ZnS、金屬鎂、氮化硼C．水晶、金剛石、晶體硅D．ZnS、NaCl、金屬鎂解析干冰、NaCl、Cu、ZnS均為面心立方堆積(A1)，Mg為A3型，水晶、金剛石、氮化硼、晶體硅為原子晶體，不遵循緊密堆積原則，故只有A正確。答案A考查點(diǎn)四晶體類型的判斷5．將晶體劃分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體的本質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是()。A．基本構(gòu)成微粒種類B．晶體中最小重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的種類C．微觀粒子的密堆積種類D．晶體內(nèi)部微粒的種類及微粒間相互作用的種類解析根據(jù)晶體內(nèi)部微粒的種類和微粒間的相互作用的不同，可將晶體分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體。答案D6．有下列九種晶體：A.水晶B．冰醋酸C．氧化鎂D．白磷E.晶體氬F．氯化銨G．過(guò)氧化鉀H．金剛石I．鎂(1)屬于原子晶體的化合物是____________，直接由原子構(gòu)成的晶體是____________，直接由原子構(gòu)成的分子晶體是____________。(2)由極性分子構(gòu)成的晶體是____________，含有共價(jià)鍵的離子晶體是____________，屬于分子晶體的單質(zhì)是____________。(3)受熱熔化后化學(xué)鍵不發(fā)生變化的是________________，需克服共價(jià)鍵的是____________，需要克服金屬鍵的是____________。答案(1)AA、E、HE(2)BF、GD、E(3)B、DA、HI考查點(diǎn)五晶胞中所擁有的各種粒子數(shù)目的計(jì)算7．有關(guān)A1型密堆積與A3型密堆積的說(shuō)法中正確的是 ()。A．A1型密堆積是最密堆積，A3型密堆積不是最密堆積B．兩者都是最密堆積，其中A3型密堆積是一、三、五……各層球心重合，二、四、六……各層球心重合；A1型密堆積是四、五、六各層球心分別和一、二、三各層球心重合C．原子晶體一般都采用A1型密堆積或A3型密堆積D．只有金屬晶體才可能采用A1型密堆積或A3型密堆積解析A1型密堆積與A3型密堆積都是最密堆積，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；A1型緊密堆積采用“…ABCABC…”堆積，所以其四、五、六各層球心分別和一、二、三各層球心重合；A3型密堆積采用“…ABAB…”堆積，所以它的一、三、五……各層球心重合，二、四、六……各層球心重合，故B項(xiàng)正確；組成晶體的微粒間作用力沒(méi)有方向性，在空間的排列大都服從緊密堆積原理；由于組成原子晶體的原子間靠有方向性的共價(jià)鍵結(jié)合，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬晶體、離子晶體和分子晶體結(jié)構(gòu)中的金屬鍵、離子鍵和范德華力沒(méi)有方向性、沒(méi)有飽和性，一般都采用A1型密堆積或A3型密堆積，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B8．某晶體的一部分如圖所示，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解析由圖可知該晶體部分結(jié)構(gòu)的上下兩面為正三角形，因此處于頂點(diǎn)的粒子為12個(gè)晶胞共用，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(gè)晶胞共用，處于垂直棱上的粒子為6個(gè)晶胞單元共用，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(jiàn)A、B、C三種粒子的數(shù)目之比為eq\f(1,2)∶2∶1＝1∶4∶2。答案B考查點(diǎn)六根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)確定化合物的化學(xué)式9．根據(jù)下列晶體的晶胞結(jié)構(gòu)，判斷化學(xué)式正確的是 ()。解析A選項(xiàng)中A微粒處于晶胞體心，完全為該晶胞所有，B微粒處于立方體的8個(gè)頂角上，每個(gè)B微粒為8個(gè)晶胞共有，平均一個(gè)晶胞中含有B微粒的個(gè)數(shù)為：8×eq\f(1,8)＝1，A、B微粒個(gè)數(shù)的最簡(jiǎn)整數(shù)比為1∶1，化學(xué)式應(yīng)為AB；B選項(xiàng)中E、F都位于頂角，各有4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)屬于該晶胞，則該晶胞中所含E、F個(gè)數(shù)的最簡(jiǎn)整數(shù)比為1∶1，化學(xué)式為EF；C選項(xiàng)中屬于該晶胞的X微粒(位于體心)1個(gè)，Y微粒(面心)6×eq\f(1,2)＝3個(gè)，Z微粒(頂點(diǎn))8×eq\f(1,8)＝1個(gè)，最簡(jiǎn)整數(shù)比為1∶3∶1，化學(xué)式為XY3Z；D選項(xiàng)中A微粒位于晶胞面心和頂角，B微粒位于晶胞的體心和棱上，則該晶胞中A、B的個(gè)數(shù)比為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6×\f(1,2)＋8×\f(1,8)))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋12×\f(1,4)))＝4∶4＝1∶1，化學(xué)式為AB。答案C考查點(diǎn)七晶體空間結(jié)構(gòu)的推斷10．(1)水在不同的溫度和壓強(qiáng)條件下可以形成11種不同結(jié)構(gòu)的晶體，密度從比水輕的0.92g·cm－3到約為水的一倍半。冰是人們迄今已知的由一種簡(jiǎn)單分子堆積出結(jié)構(gòu)花樣最多的化合物。其中冰－Ⅶ的晶體結(jié)構(gòu)為一個(gè)如下圖所示的立方晶胞，每個(gè)水分子可與周圍____________個(gè)水分子以氫鍵結(jié)合，晶體中，1mol水可形成________mol氫鍵。(2)已知下列元素的電負(fù)性數(shù)據(jù)：H為2.1，O為3.5，F(xiàn)為4.0。OF2與水的立體結(jié)構(gòu)相似，但水分子的極性比OF2強(qiáng)得多，其原因有：①OF2中氧原子上有兩對(duì)孤對(duì)電子，抵消了F—O鍵中共用電子對(duì)偏向F而產(chǎn)生的極性；②從電負(fù)性上看，_________________________________________________________________。解析(1)觀察圖示的立方晶胞的中心水分子可知，該水分子與周圍4個(gè)水分子以氫鍵結(jié)合；每2個(gè)水分子間形成的1個(gè)氫鍵，每個(gè)水分子只分得一半，故晶體中1mol水可形成4mol×0.5＝2mol氫鍵。(2)根據(jù)題中所給出的元素的電負(fù)性數(shù)據(jù)：H為2.1，O為3.5，F(xiàn)為4.0，氧與氫的電負(fù)性差(1.4)大于氧與氟的電負(fù)性差(0.5)，因此，雖然OF2與水的立體結(jié)構(gòu)相似，但水分子的極性比OF2強(qiáng)得多。答案(1)42(2)氧與氫的電負(fù)性差大于氧與氟的電負(fù)性差11．金晶體的最小重復(fù)單元(也稱晶胞)是面心立方體，即在立方體的8個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)金原子，各個(gè)面的中心有一個(gè)金原子，每個(gè)金原子被相鄰的晶胞所共有。金原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，M表示金的摩爾質(zhì)量。(1)金晶體每個(gè)晶胞中含有________個(gè)金原子。(2)欲計(jì)算一個(gè)晶胞的體積，除假定金原子是剛性小球外，還應(yīng)假定____________。(3)一個(gè)晶胞的體積是__________。(4)金晶體的密度是____________。解析利用均攤法解題，8個(gè)頂角上金原子有eq\f(1,8)屬于該晶胞，每個(gè)面上金原子有eq\f(1,2)屬于該晶胞，共有6個(gè)，故每個(gè)晶胞中金原子個(gè)數(shù)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。假設(shè)距離最近的兩金原子間相切，則有正方形的對(duì)角線為2d。正方形邊長(zhǎng)為eq\r(2)d。所以V晶＝(eq\r(2)d)3＝2eq\r(2)d3，Vm＝eq\f(V晶,4)NA＝eq\f(\r(2),2)d3NA，所以ρ＝eq\f(M,Vm)＝eq\f(\r(2)M,d3NA)。答案(1)4(2)距離最近的兩金原子間相接觸，即相切(3)2eq\r(2)d3(4)eq\f(\r(2)M,d3NA)12．現(xiàn)有甲、乙、丙三種