3.1 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)-2022-2023學(xué)年高二化學(xué)課后培優(yōu)分級(jí)練（人教版2019選擇性必修2）（解析版）

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1．（2022·黑龍江·雞西市英橋高級(jí)中學(xué)高二期中）下列物質(zhì)中，屬于晶體的是A．玻璃 B．石蠟和瀝青 C．塑料 D．干冰【答案】D【詳解】干冰屬于分子晶體，玻璃、石蠟、瀝青、塑料均屬于非晶體，綜上所述，D項(xiàng)正確；故選D。2．（2022·廣東清遠(yuǎn)·高二期末）下列關(guān)于晶體的說法中正確的是A．自然形成的水晶柱是晶體，從水晶柱上切削下來的粉末不是晶體B．晶胞中任何一個(gè)粒子都屬于該晶胞C．玻璃制成的彈珠具有規(guī)則的幾何外形，所以玻璃彈珠是晶體D．缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊，體現(xiàn)了晶體的自范性【答案】D【詳解】A．晶體形成后，其結(jié)構(gòu)是有序性和可復(fù)制性，所以即使是粉末，其微觀結(jié)構(gòu)也是晶體的有序結(jié)構(gòu)，描述錯(cuò)誤，不符題意；B．晶胞的頂點(diǎn)、棱上、面上的離子均為多個(gè)晶胞共用，描述錯(cuò)誤，不符題意；C．玻璃屬于混合物，不是晶體，描述錯(cuò)誤，不符題意；D．晶體的自范性能使結(jié)構(gòu)有缺損的晶體結(jié)構(gòu)在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中恢復(fù)晶體完整，描述正確，符合題意；綜上，本題選D。3．（2022·四川·遂寧中學(xué)高二階段練習(xí)）現(xiàn)有四種晶體，其構(gòu)成粒子(均為單原子核粒子)排列方式如下圖所示，其化學(xué)式正確的是A． B．C． D．【答案】C【詳解】A．A原子的個(gè)數(shù)為1，B原子的個(gè)數(shù)為，故化學(xué)式為AB，故A錯(cuò)誤；B．

E原子的個(gè)數(shù)為，F(xiàn)原子的個(gè)數(shù)為，故化學(xué)式為EF，，故B錯(cuò)誤；C．，X原子的個(gè)數(shù)為1，Y原子的個(gè)數(shù)為，Z原子的個(gè)數(shù)為，故化學(xué)式為XY3Z，，故C正確；D．

A原子的個(gè)數(shù)為，B原子的個(gè)數(shù)為，故化學(xué)式為AB，，故D錯(cuò)誤；故選C。4．（2021·浙江·海亮高級(jí)中學(xué)高二期中）下列敘述中，正確的是A．石英玻璃和水晶都是晶體B．具有各向異性的固體可能是晶體C．粉末狀的固體肯定不是晶體D．晶體與非晶體的根本區(qū)別在于固體是否具有規(guī)則的幾何外形【答案】B【詳解】A．石英玻璃是非晶態(tài)（玻璃態(tài)）的SiO2，石英玻璃不是晶體，水晶是晶體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．晶體的許多物理性質(zhì)，如強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等會(huì)表現(xiàn)出各向異性，B項(xiàng)正確；C．許多粉末狀的固體用肉眼看不到晶體外形，但在光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡下可觀察到規(guī)則的晶體外形，說明這些粉末狀的固體仍是晶體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．晶體與非晶體的根本區(qū)別在于粒子在微觀空間是否呈周期性的有序排列，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選B。5．（2022·福建省泉州實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期中）晶體內(nèi)微?？偸前粗芷谛砸?guī)律重復(fù)排列，反映其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基本重復(fù)單位為晶胞，晶體可視為晶胞經(jīng)平移無隙并置而成。以下是某些晶體的局部結(jié)構(gòu)，可做為晶胞的是A．(都在頂點(diǎn)) B．(在頂點(diǎn)和面心)C．(在頂點(diǎn)和面心) D．(在頂點(diǎn)和體心)【答案】B【詳解】按照題意，晶體可視為晶胞經(jīng)平移無隙并置而成，是指相鄰晶胞之間沒有任何間隙，所有晶胞平行排列，取向相同。由此可知，平移后，重合位置的原子相同。A．不管是左右或上下平移時(shí)，大圓表示的原子和小圓表示的原子位置重合，但不是同一種原子，因此該結(jié)構(gòu)不能作為晶胞，A錯(cuò)誤；B．不管是上下平移還是左右平移，各原子都可以與相同的原子重疊，可平移無隙并置得到晶體，因此該結(jié)構(gòu)可以作為晶胞，B正確；C．上下平移時(shí)，位于面心的兩個(gè)不同的原子位置會(huì)重合，因此該結(jié)構(gòu)不能作為晶胞，C錯(cuò)誤；D．該結(jié)構(gòu)平移時(shí)會(huì)存在空隙，因此不能作為晶胞，D錯(cuò)誤；答案選B。6．（2022·福建·莆田礪志學(xué)校高二期中）有下列離子晶體的空間結(jié)構(gòu)示意圖。圖中●和化學(xué)式中M分別代表陽(yáng)離子，圖中○和化學(xué)式中N分別代表陰離子，則化學(xué)式為MN的晶體結(jié)構(gòu)為A．A B．B C．C D．D【答案】A【詳解】A．根據(jù)均攤法晶胞中有M，N有1個(gè)，故化學(xué)式為MN，故A正確；B．根據(jù)均攤法晶胞中有M，N有1個(gè)，故化學(xué)式為MN2，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)均攤法晶胞中有M，N有個(gè)，故化學(xué)式為M4N3，，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)均攤法晶胞中有M，N有1個(gè)，故化學(xué)式為M4N，，故D錯(cuò)誤；故答案為A7．（2022·廣東廣州·高二期末）下列結(jié)構(gòu)示意圖中，表示晶胞的是A． B．C． D．【答案】A【分析】能夠表現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)特征的基本單位稱為晶胞。整塊晶體是由完全等同的晶胞“無隙并置”地堆積起來?！盁o隙并置”即一個(gè)晶胞與它比鄰的晶胞是完全共頂角、共面、共棱的，取向一致，無間隙，從一個(gè)晶胞到另一個(gè)晶胞只需平移，不需轉(zhuǎn)動(dòng)。【詳解】表示A晶體結(jié)構(gòu)單元的平行六面體具有相同的頂角、相同的平行面和相同的平行棱，故A結(jié)構(gòu)可以表示晶胞；表示B、C、D晶體結(jié)構(gòu)單元的平行六面體不具有相同的頂角、相同的平行面和相同的平行棱，故B、C、D結(jié)構(gòu)不可以表示晶胞；故選A。8．（2022·浙江麗水·高二期末）下列關(guān)于晶體和非晶體的說法不正確的是A．破損的NaCl晶體能在飽和NaCl溶液中自動(dòng)變成規(guī)則的立方體B．晶體某些物理性質(zhì)的各向異性反映了晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的有序性C．導(dǎo)電性可用于區(qū)別晶體和玻璃體D．固體可能是晶體，也可能是非晶體【答案】C【詳解】A．破損的晶體能在溶液中得到修復(fù)，所以破損的NaCl晶體能在飽和NaCl溶液中自動(dòng)變成規(guī)則的立方體，故A正確；B．晶體的各向異性反映了晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的有序性，故B正確；C．根據(jù)晶體的定義，不能通過導(dǎo)電性來區(qū)別晶體和玻璃體，某些晶體和玻璃體可均導(dǎo)電或不導(dǎo)電，故C錯(cuò)誤；D．固體可能是晶體，也可能是非晶體，如水晶為晶體，玻璃為非晶體，故D正確；故答案選C。9．（2022·廣東·佛山一中高二期中）某晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，該晶體的化學(xué)式應(yīng)為A．KIO B．KIO2 C．KIO3 D．KIO4【答案】C【詳解】晶胞中K處于各頂角位置，個(gè)數(shù)為8×=1，I位于體心，則O位于面心，則O個(gè)數(shù)為12×，故該晶體的化學(xué)式應(yīng)為KIO3；答案選C。10．（2022·四川·遂寧中學(xué)高二階段練習(xí)）金屬玻璃是由金屬元素或金屬元素為主要成分的熔體通過快速冷卻得到的具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的金屬固體。以下關(guān)于金屬玻璃的說法正確的是A．金屬玻璃能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形B．金屬玻璃具有固定的熔點(diǎn)C．鑒別金屬玻璃是否為晶體最可靠的科學(xué)方法為X射線衍射實(shí)驗(yàn)D．金屬玻璃是金屬與二氧化硅的混合物【答案】C【詳解】A．根據(jù)題中描述，金屬玻璃是非晶體，不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形，A錯(cuò)誤；B．金屬玻璃是非晶體，沒有固定熔沸點(diǎn)，B錯(cuò)誤；C．鑒別金屬玻璃是否為晶體最可靠的科學(xué)方法為X射線衍射實(shí)驗(yàn)，C正確；D．金屬玻璃是由金屬元素或金屬元素為主要成分的金屬固體，D錯(cuò)誤；故選C。11．（2022·遼寧丹東·高二期末）如圖分別為物質(zhì)I和物質(zhì)Ⅱ的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法錯(cuò)誤的是A．物質(zhì)I具有能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)B．物質(zhì)I形成的固體有固定的熔、沸點(diǎn)C．物質(zhì)II形成的固體物理性質(zhì)有各向異性D．二者的X-射線衍射圖譜不相同【答案】C【分析】由兩種物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)可知，I中微粒呈周期性有序排列，II中微粒排列相對(duì)無序，故I為晶體，II為非晶體?！驹斀狻緼．晶體具有自范性，因此可以能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形，A正確；B．晶體有固定的熔沸點(diǎn)，B正確；C．非晶體的物理性質(zhì)具有各向同性，C錯(cuò)誤；D．X-射線衍射圖譜有明銳的譜線，可以檢驗(yàn)晶體和非晶體，圖譜明顯不同，D正確；故選C。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練12．（2022·重慶市清華中學(xué)校高二階段練習(xí)）根據(jù)圖中相關(guān)信息，判斷下列說法不正確的是A．在NaCl晶體中，距離Na＋最近的Cl-形成正八面體B．該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為E4F4或F4E4C．1個(gè)Zn的晶胞中含有2個(gè)Zn原子D．KO2晶體中每個(gè)K＋周圍有6個(gè)緊鄰的K＋，每個(gè)周圍有6個(gè)緊鄰的【答案】C【詳解】A．在氯化鈉晶體中，Na+和Cl-的配位數(shù)都是6，則距離Na+最近的六個(gè)Cl-形成正八面體，選項(xiàng)A正確；B．分子晶體的構(gòu)成微粒是分子，每個(gè)分子為一個(gè)整體，所以該分子的化學(xué)式為E4F4或F4E4，選項(xiàng)B正確；C．根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，1個(gè)Zn的晶胞中含有9個(gè)Zn原子，而均攤占有8+1=2個(gè)Zn原子，選項(xiàng)C不正確；D．KO2晶體中每個(gè)K+周圍有6個(gè)緊鄰的O2-，每個(gè)O2-周圍有6個(gè)緊鄰的K+，選項(xiàng)D正確。答案選C。13．（2022·新疆·柯坪湖州國(guó)慶中學(xué)高二期末）如圖表示一個(gè)晶胞，該晶胞為正方體，結(jié)構(gòu)粒子位于正方體的頂點(diǎn)和面心。下列說法正確的是A．若是一個(gè)不完整的晶胞，已知中的配位數(shù)為8，則圖中實(shí)心球表示B．若是一個(gè)不完整的金剛石晶胞，則晶胞中缺失碳原子位于8個(gè)小立方體的中心C．若是一個(gè)不完整的晶胞，頂點(diǎn)和面心的粒子表示，則晶胞中位置均在12條棱邊的中心D．若是一個(gè)分子晶體的晶胞，其可表示干冰、冰【答案】A【詳解】A．CaF2晶體模型，是面心立方晶胞，鈣離子占據(jù)立方體的8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，而F-占據(jù)8個(gè)小立方體的體心，即Ca2+中的配位數(shù)為8，F(xiàn)-配位數(shù)為4，故圖中的實(shí)心球是代表Ca2+，A正確；B．如果是金剛石晶胞，金剛石晶體中5個(gè)碳原子構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，即其他4個(gè)碳原子位于4個(gè)互不相鄰小立方體的中心，B錯(cuò)誤；C．NaCl晶胞中每個(gè)Na+被6個(gè)Cl-所包圍，同樣每個(gè)Cl-也被6個(gè)Na+所包圍，所以晶胞中Cl-位置是體心和12條棱邊的中心，C錯(cuò)誤；D．該晶胞是面心立方，對(duì)應(yīng)分子晶體有干冰、碘等，不能代表冰，D錯(cuò)誤；故選A。14．（2022·湖南·益陽(yáng)平高學(xué)校高二期末）銅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列關(guān)于其晶胞的說法中錯(cuò)誤的是A．若晶胞的邊長(zhǎng)為a，則最近的兩個(gè)銅原子的距離為B．每個(gè)晶胞中含有4個(gè)銅原子C．銅原子的配位數(shù)為12D．晶胞的空間利用率為【答案】A【詳解】A．晶胞邊長(zhǎng)為a，則面對(duì)角線長(zhǎng)度為a，銅晶胞為面心立方堆積，最近的兩個(gè)銅原子間的距離是面對(duì)角線的二分之一，即a，故A錯(cuò)誤；B．在晶胞的頂點(diǎn)和面心各有1個(gè)銅原子，頂點(diǎn)上的銅原子被8個(gè)晶胞共有，面心上的銅原子被2個(gè)晶胞共有，所以每個(gè)晶胞中含有4個(gè)銅原子，故B正確；C．銅晶胞為面心立方最密堆積，銅原子的配位數(shù)為12，故C正確；D．晶胞的空間利用率等于晶胞中銅原子的體積除以晶胞的體積，晶胞中有4個(gè)銅原子，設(shè)銅原子半徑為r，則銅原子的體積為，銅原子半徑為兩個(gè)銅原子間距離的一半，則銅原子半徑和晶胞邊長(zhǎng)的關(guān)系為r=a，則銅原子體積為，晶胞體積為a3，所以晶胞的空間利用率=×100%=×100%，故D正確；故選A。15．（2022·湖北·鄂州市教學(xué)研究室高二期末）某鈣鈦礦型氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中A為鑭系金屬離子，B為過渡金屬離子，C為氧離子。下列說法正確的是A．鑭系元素位于元素周期表中IB族 B．該化合物的化學(xué)式為C．1個(gè)基態(tài)氧原子有2個(gè)未成對(duì)電子 D．1個(gè)A離子周圍最近的A離子有12個(gè)【答案】C【詳解】A．根據(jù)周期表的位置關(guān)系，鑭系元素位于元素周期表第六周期ⅢB族，故A錯(cuò)誤；B．晶胞中B位于體心只有1個(gè)，O2-位于面心，6個(gè)面上有6×=3個(gè)O2-，A處于頂點(diǎn)，有8×=1個(gè)，對(duì)應(yīng)化合物的化學(xué)式為，故B錯(cuò)誤；C．基態(tài)氧原子電子排布式為1s22s22p4，1個(gè)基態(tài)氧原子有2個(gè)未成對(duì)電子，故C正確；D．1個(gè)A離子周圍最近的A離子有上下前后左右共6個(gè)，故D錯(cuò)誤；故選：C。16．（2022·浙江寧波·高二期末）鈣鈦礦可用于高溫超導(dǎo)領(lǐng)域，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是A．距離鈣離子最近且等距離的氧離子4個(gè)B．距離鈦離子最近且等距離的鈦離子有6個(gè)C．晶胞中氧、鈣、鈦粒子的個(gè)數(shù)比為1∶1∶3D．晶胞中任何一個(gè)粒子都完全屬于該晶胞【答案】B【詳解】A．根據(jù)晶胞圖，距離鈣離子最近且等距離的氧離子12個(gè)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)晶胞圖，距離鈦離子最近且等距離的鈦離子有6個(gè)，故B正確；C．根據(jù)均攤原則，晶胞中氧粒子數(shù)為、鈣粒子數(shù)為1、鈦粒子數(shù)為，晶胞中氧、鈣、鈦粒子的個(gè)數(shù)比為3∶1∶1，故C錯(cuò)誤；D．晶胞中位于頂點(diǎn)、面心、楞上的粒子不完全屬于該晶胞，故D錯(cuò)誤；選B。17．（2022·浙江衢州·高二階段練習(xí)）銅和氧形成的一種離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，下列說法不正確的是A．銅離子的電荷數(shù)為+1 B．銅離子的配位數(shù)為2C．晶胞中含4個(gè)銅離子 D．晶體中含O－O共價(jià)鍵【答案】D【詳解】A．由均攤法可知，銅離子個(gè)數(shù)為4，氧離子個(gè)數(shù)為1+8=2，該化合物的化學(xué)式為Cu2O，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，依據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知，銅離子的電荷數(shù)為+1，A正確；B．由晶胞圖可知，銅離子的配位數(shù)為2，B正確；C．由均攤法可知，銅離子個(gè)數(shù)為4，C正確；D．該化合物的化學(xué)式為Cu2O，為離子化合物，由氧離子和亞銅離子構(gòu)成，晶體中不含O-O共價(jià)鍵，D錯(cuò)誤；答案選D。18．（2022·河南·南陽(yáng)中學(xué)高二階段練習(xí)）已知某ABC3晶體的晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)為anm，摩爾質(zhì)量為Mg/mol，下列說法正確的是A．離A微粒距離最近且相等的B微粒的個(gè)數(shù)為12個(gè)B．若m的坐標(biāo)為(0，0，0)，則p的坐標(biāo)為(，，1)C．相鄰兩個(gè)C微粒最近距離為anmD．該晶胞的密度為【答案】D【詳解】A．離A微粒距離最近且相等的B都在體心處，個(gè)數(shù)為8個(gè)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．p點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．相鄰兩個(gè)C微粒的最近距離為面心對(duì)角線的一半，即，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．根據(jù)均攤法，1個(gè)晶胞中有1個(gè)A微粒、1個(gè)B微粒、3個(gè)C微粒，根據(jù)公式知，該晶胞的密度為，選項(xiàng)D正確；答案選D。19．（2022·北京昌平·高二期末）鈦酸鈣是典型的鈣鈦礦型化合物，該類化合物具有特殊的理化性質(zhì)，比如吸光性、電催化性等，其晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示。(1)基態(tài)鈦原子價(jià)電子排布式是___________。(2)晶胞中與每個(gè)距離最近且相等的有___________個(gè)。(3)鈦酸鈣的化學(xué)式為___________。(4)其晶胞參數(shù)約為，該鈦酸鈣晶體的密度___________(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為，用含a、的代數(shù)式表示)【答案】(1)1s22s22p63s23p63d24s2(2)6(3)CaTiO3(4)【解析】（1）鈦原子價(jià)電子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2；（2）每個(gè)面心的與的距離相近且相等，故晶胞中與每個(gè)距離最近且相等的有6個(gè)；（3）①處于頂點(diǎn)的鈣原子，同時(shí)為8個(gè)晶胞所共享，每個(gè)微粒有該晶胞，故該晶胞中鈣原子個(gè)數(shù)為；②處于面上的，同時(shí)為2個(gè)晶胞所共享，每個(gè)微粒有屬于該晶胞，故該晶胞中個(gè)數(shù)為；③處于晶胞內(nèi)部的微粒，完全屬于該晶胞，故該晶胞中個(gè)數(shù)為1；故鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3；（4）該鈦酸鈣晶體的密度20．（2022·黑龍江·海林市朝鮮族中學(xué)高二階段練習(xí)）某晶體的粒子結(jié)構(gòu)如圖所示：正六面體的8個(gè)頂點(diǎn)為A粒子，12個(gè)棱心為B粒子，6個(gè)面心為C粒子，正六面體的中心為D粒子。那么：(1)晶體中A、B、C、D4種粒子的個(gè)數(shù)比為_______；(2)此晶體中每個(gè)A粒子周圍與它最接近且距離相等的A粒子有_______。A．4個(gè) B．6個(gè) C．8個(gè) D．12個(gè)【答案】(1)1：3：3：1(2)B【解析】（1）根據(jù)圖示可知：在該晶胞中含有A粒子數(shù)目為8×=1，含有B粒子為12×=3，含有C粒子數(shù)目為6×=3，含有D粒子數(shù)目為1，因此該晶體中A、B、C、D4種粒子的個(gè)數(shù)比為1：3：3：1；（2）每個(gè)A粒子周圍與它最接近且距離相等的A粒子有6個(gè)。21．（2022·海南·儋州川綿中學(xué)高二階段練習(xí)）回答下列問題：(1)N和Cu元素形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該化合物的N原子個(gè)數(shù)為_______，Cu的原子個(gè)數(shù)為_______。(2)則該化合物的化學(xué)式為_______。(3)S和Cu元素形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的S與Cu的微粒個(gè)數(shù)比為_______。(4)價(jià)電子排布式為3d54s2的原子，其原子元素符號(hào)為_______。(5)CuaSnbSc中Cu元素有+1和+2兩種價(jià)態(tài)，從結(jié)構(gòu)上分析基態(tài)Cu+、Cu2+中