2019高中化学 第三章 晶体结构与性质 第1节 晶体的常识课时作业 新人教版选修3.doc

1第三章第三章 第一节第一节 晶体的常识晶体的常识基 础 巩 固 一、选择题1水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到 165 K 时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述中正确的是( C )A水由液态变为玻璃态，体积缩小B水由液态变为玻璃态，体积膨胀C玻璃态是水的一种特殊状态D玻璃态水能使 X 射线产生衍射解析：玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构，故玻璃态水不是晶体，不能使 X 射线产生衍射；因密度与普通水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。2下列途径不能得到晶体的是( A )A熔融态物质快速冷却 B熔融态物质凝固C气态物质凝华 D溶质从溶液中析出解析：得到晶体的三个途径是：溶质从溶液中析出，气态物质凝华，熔融态物质凝固。所以 B、C、D 选项中的措施可以得到晶体。晶体表现自范性是需要一定条件的，即晶体生成的速率要适当，因此熔融态物质快速冷却时不能得到晶体，所以选择 A 项。3如图是 a、b 两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是( A )Aa 是晶体Bb 是晶体Ca 是非晶体D无法判断 a 是不是晶体解析：由图可知，a 具有固定的熔点，b 不具有固定的熔点，因此 a 是晶体，b 是非晶体。4晶体与非晶体的本质区别是( B )A晶体具有各向异性，而非晶体具有各向同性B晶体具有自范性，而非晶体没有自范性C晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点D晶体能使 X射线产生衍射，而非晶体则不能解析：易将晶体与非晶体的本质区别及性质区别混为一谈。晶体与非晶体的性质差异是二者本质区别的外在表现。晶体具有自范性(本质)，而晶体的性质是有固定的熔、沸点，能使 X射线产生衍射等。分析此类问题时，要分析晶体、非晶体的本质与性质，采用辩2证的观点分析问题。同时也要注意不能用固体是否有规则的几何外形来判断其是否为晶体。5下列叙述正确的是( C )A固体 SiO2一定是晶体B晶体有固定的组成，非晶体没有固定的组成C晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列D冰和固体碘晶体中相互作用力相同解析：从晶体与非晶体的本质差异上来判断。固体 SiO2有晶体和无定形两类，A 项错误；非晶体如玻璃同样有固定的组成，B 项错误；晶体的特殊性质都是其内部微粒按一定规律周期性排列的结果，C 项正确；冰中微粒间的作用力除范德华力外还存在氢键，而碘晶体微粒间仅存在范德华力，D 项错误。6(2018·河北石家庄期中)有关晶体的下列说法中正确的是( B )A晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B原子晶体中共价键越强，熔点越高C冰熔化时水分子中共价键发生断裂D氯化钠熔化时离子键未被破坏解析：A分子的稳定性与分子中的化学键有关，与分子间作用力无关，故 A 错误；B原子晶体中物质的熔点与化学键强弱有关，所以原子晶体中共价键越强，熔点越高，故B 正确；C冰融化时，发生了变化的是水分子之间的距离，而水分子内部的 OH 共价键没有发生断裂，故 C 错误；D氯化钠熔化时，离子键被破坏，故 D 错误；故选 B。7下列关于晶体的说法正确的是( D )A粉末状的硝酸钾固体没有多面体外形，故为非晶体B晶体呈现自范性的过程是非自发的过程C玛瑙和水晶皆为晶体，二者都是熔融二氧化硅凝固所形成的D当晶体生长速率适当时才可得到规则的多面体外形解析：A 项：有的固体粉末，肉眼看不到晶体外形。放到光学显微镜下才可以看到整齐规则的晶体外形；B 项：晶体自范性的呈现是一个自发的过程；C 项：玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是热液缓慢冷却形成的：D 项：熔融态物质冷却凝固速率过快只得到看不到规则外形的粉末或块状物，玛瑙的形成就是一个例子。8将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后(温度不变)，发现缺角的晶体变完整了。若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是( C )A晶体质量减小，溶液质量变大B晶体质量变大，溶液质量减小C晶体和溶液质量都不变D无法确定解析：胆矾晶体具有自范性，有自发形成规则几何外形的性质，由于原溶液为饱和溶3液，因此胆矾晶体与 CuSO4饱和溶液间存在着溶解结晶平衡，在整个过程中晶体和溶液的质量都不发生变化。9下图是由 Q、R、G 三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中 R 为2 价，G 为2 价，则 Q 的化合价为_3_。解析：R8× 12 G8× 8× 4× 28 Q8× 24 R、G、Q 的1 81 41 41 21 4个数之比为 142，则其化学式为 RQ2G4。由于 R 为2 价，G 为2 价，所以 Q 为3 价。二、非选择题10如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：试写出：(1)甲晶体化学式(X 为阳离子)为_X2Y_。(2)乙晶体中 A、B、C 三种微粒的个数比是_131_。(3)丙晶体中每个 D 周围结合 E 的个数是_8_。(4)乙晶体中每个 A 周围结合 B 的个数为_12_。11石墨晶体结构如图所示，每一层由许多个正六边形构成，则：(1)平均每一个正六边形占有碳原子数为_2_；(2)每一层内碳原子数目与 CC 化学键数目的比是_23_。解析：(1)在同一层上，每个碳原子为 3 个正六边形共有，平均每个正六边形占有该碳原子的 1/3。一个正六边形有这样的碳原子 6 个，则一个正六边形共占有 6×1/32(个)碳原子。(2)因为一个 CC 键为两个正六边形共有，所以每个正六边形占有 CC 键的 1/2，一个正六边形共占有 CC 键 6×1/23(个)。因此，每一层上碳原子数与 CC 键数目之比为 23。4还可以根据每条 CC 键为 2 个碳原子共有，每个碳原子分占 CC 键的 1/2，因此，碳原子数目与 CC 键数目之比为 13×1/223。能 力 提 升 一、选择题1下列说法正确的是( C )A玻璃是由 Na2SiO3、CaSiO3和 SiO2熔合成的晶体B水玻璃在空气中不可能变浑浊C水泥在空气和水中均可以硬化D制光导纤维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，不是晶体，故 A 项错；水玻璃是 Na2SiO3的水溶液，在空气中发生反应：Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3，故B 项错；水泥的硬化是水泥的重要性质，是复杂的物理变化和化学变化过程，故 C 项正确；制光导纤维的重要原料是 SiO2而不是玻璃，故 D 项错。2石墨与熔融的钾相互作用，形成某种青铜色的物质(其中的钾原子用·表示)，原子分布如图所示，该化合物的化学式为( C )AKC2 BKC6CKC8 DKC12解析：K 原子周围有 6 个 C 原子属于 K 原子所有，再向外的 6 个 C 原子为 3 个 K 原子共用，每个 K 原子占 2 个，所以 1 个 K 结合 8 个 C，化学式为 KC8。3纳米材料的表面微粒占总微粒数的比例极大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和开头恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如图所示)，则这种纳米颗粒的表面微粒数与总微粒数的比值为( D )A78 B1314C2425 D2627解析：表面微粒数861226，总微粒数表面微粒数中心粒子数26127。易出现的错误是用均摊法求各粒子数。4(2018·新疆呼图壁县初考)如图是氯化铯晶体的晶胞示意图(晶体中最小的重复结构单元)，已知晶体中 2 个最近的 Cs核间距为a cm，氯化铯(CsCl)的式量为M，NA为阿伏加德罗常数，则氯化铯晶体的密度为( C )5Ag· cm3 Bg·cm38M NAa3Ma3 8NACg·cm3 Dg·cm3M NAa3Ma3 NA解析：晶胞中平均含有一个 Cs和一个 Cl，晶胞的质量为(M/NA)g，体积为a3cm3，所以晶体密度为g· cm3，故选 C。M NAa35NaCl 晶体的晶胞如图，已知氯化钠的摩尔质量为M g·mol1，晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为a cm，晶体的密度为b g·cm3。则下列叙述正确的是( C )A每个 Na周围最近且等距离的 Cl所围成的空间构型为正六面体B每个 Na周围最近且等距离的 Na有 6 个C阿伏加德罗常数NA的值可表示为M 2a3bD阿伏加德罗常数NA的值可表示为4M a3b解析：每个 Na周围等距离的 Cl所围成的空间构型为正八面体，A 错；Na周围最近且等距离的同种离子有 12 个，故 B 错；1 mol NaCl 的质量为M g，体积V cm3，一个M bNaCl 晶胞的体积为 8a3 cm3，一个晶胞含 Cl：8× 6× 4 个，Na：12× 14 个，1 81 21 4即含 4 个 NaCl,1 mol NaCl 含 NaCl 个数：×4，即NA的值可表示为。M b cm3 8a3 cm3M 2a3bM 2a3b6测知氯化钠晶体中相邻的 Na与 Cl的距离为a cm，该晶体密度为d g·cm3，则阿伏加德罗常数可表示为( C )6A B0.585 4a3d58.5 8a3dC D58.5 2a3d117 a3d解析：一个 NaCl 的晶胞中所包含的 Na与 Cl数目并不是 1 个而是 4 个，即 1 个NaCl 晶胞的体积实际上是 4 个 Na和 4 个 Cl共同所占的体积。由 NaCl 晶胞示意图可知1 个 Na与 1 个 Cl共同占有的体积为：V ×(2a cm)32a3 cm3，由等式1 4NA·d·V58.5 可得NA。58.5 2a3d二、非选择题7某离子晶体的晶胞结构如下图所示。试回答下列问题：(1)晶体中每个 Y 同时吸引着_4_个 X，每个 X 同时吸引着_8_个 Y，该晶体的化学式是_XY2(或 Y2X)_。(2)晶体中在每个 X 周围与它最近且距离相等的 X 共有_12_个。(3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol1，晶胞的密度为 g·cm3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个最近的 X 间的距离为_ cm。32MNA解析：此晶胞初看比较复杂，若将 X、Y 分开来看，X 在晶胞中的位置类似 NaCl 中的Na或 Cl，如下图(a)。体内 8 个 Y 分别位于每个小立方体的中心，如下图(b)。(1)从上图(b)知，每个 Y 同时吸引着 4 个 X，为方便观察，根据晶胞与晶体的关系，不难想象出图(a)与图(c)是等效的，所以由图(c)中心的 X 与图(b)中 Y 的关系知，每个 X同时吸引着 8 个 Y。所以此离子化合物的化学式为 XY2(或 Y2X)；(2)从图(c)中心的 X 来看，与它最近且距离相等的 X 处于平面四边形的对角线上，共有 12 个；(3)因晶胞内 X 占78× 6× 4 个，Y 占 8 个，即有 4 个 XY2(或 Y2X)。故其物质的量为 mol，质量为 1 81 24 NA4M NAg。设晶胞长为a cm，晶体中最近的两个 X 间的距离为l cm；由ma3和l ×a得：1 22l ×× ××(cm)。1 223m p1 2234M NA32MNA8某离子晶体晶胞结构如图所示，()X 位于立方体的顶点，()Y 位于立方体的中心，试分析：(1)晶体中每个 Y 同时吸引着_4_个 X，每个 X 同时吸引着_8_个 Y，该晶体的化学式为_XY2(或 Y2X)_。(2)晶体中在每个 X 周围与它最接近且距离相等的 X 共有_12_个。(3)晶体中距离最近的 2 个 X 与一个 Y 形成的夹角XYX_109.5°_(填角的度数)。(4)若该立方体的棱长为a cm，晶体密度为 g·cm3，NA为阿伏加德罗常数，则该离子化合物的摩尔质量为_2a3NA g·mol1_。解析：(1)由晶胞可直接看出每个 Y 周围吸引着 4 个 X，每个 X 被 8 个晶胞共用，则 X周围有 8 个等距离的 Y，晶胞内 X 与 Y 的数目比为112，故化学式为 XY2或(4 ×1 8)Y2X。(2)以某个 X 为中心，补足 8 个共用 X 的晶胞，可发现与中心 X 等距离且最近的 X 共有3 层，每层 4 个，共 12 个。(3)四个 X 围成一个正四面体，Y 位于中心，类似甲烷的分子结构，故XYX109.5°。(4)每摩晶胞相当于含有 0.5 mol XY2(或 Y2X)，故摩尔质量可表示为Mg·mol12a3NAg·mol1。a3 × ×NA 0.59在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶体结构中有代表性的最小单位结构如图所示。试回答：(1)在该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钛离子有多少个？(2)在该晶体中氧、钙、钛的粒子个数比是多少？答案：(1)6 (2)311解析：由图看出，在每个钛离子的同层、左右与前后、上下各层中都紧密排列着完全相同 的钛离子，共有晶胞边长的 6 个钛离子。至于同一晶胞中独占三元素粒子个数比，则从每8种元素粒子在晶胞中的位置考虑。Ca2位于立方体的中央为一个晶胞所独占；钛离子位于 晶胞的顶点上，为相邻两层 8 个晶胞所共有(左右、前后、上中下、左右前后 4 个而上下中 相同重复共 8 个)，而每个晶胞独占有 8×1/81 个。氧离子位于棱上，在同一晶胞中，每 个氧离子为同层的 4 个晶胞所共有，一个晶胞独占 12×1/43 个。故氧、钙、钛的粒子数 之比为 311。