新教材適用2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第3章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識課時作業(yè)新人教版選擇性必修2

第三章第一節(jié)一、選擇題(每小題只有1個選項(xiàng)符合題意)1．下列說法正確的是(D)A．水晶和無定形二氧化硅都是晶體，都有固定的熔點(diǎn)B．藍(lán)寶石在不同方向上的硬度肯定相同C．區(qū)分晶體和非晶體的方法是看是否有規(guī)則的幾何外形D．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元解析：水晶是晶體，無定形二氧化硅是非晶體，A錯誤；由于質(zhì)點(diǎn)的有序排列，晶體具有各向異性的性質(zhì)，藍(lán)寶石屬于晶體，在不同方向上硬度有一些差異，B錯誤；具有規(guī)則幾何外形的固體不肯定是晶體，區(qū)分晶體和非晶體最好的方法是對固體進(jìn)行X射線衍射試驗(yàn)，C錯誤；晶體由晶胞構(gòu)成，晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元，D正確。故選D。2．下列說法正確的是(D)A．在沸水中配制明礬飽和溶液，然后急速冷卻，可得到較大顆粒明礬晶體B．晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定C．元素周期表中位于金屬和非金屬分界線旁邊的元素屬于過渡元素D．可用X射線衍射試驗(yàn)區(qū)分晶體與非晶體解析：在沸水中配制明礬飽和溶液，然后急速冷卻，可得到較小顆粒明礬晶體，A錯誤；晶體中分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)就越高，而分子的穩(wěn)定性與分子內(nèi)的化學(xué)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，與分子間作用力大小無關(guān)，B錯誤；元素周期表中位于金屬和非金屬分界線旁邊的元素導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，可以找尋半導(dǎo)體材料，不屬于過渡元素，C錯誤；依據(jù)X射線衍射圖顯示的信息，科學(xué)家能推知晶體內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，故可用X射線衍射試驗(yàn)區(qū)分晶體與非晶體，D正確。故選D。3．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，圖中○—X、●—Y、—Z。其對應(yīng)的化學(xué)式不正確的是(B)A．XY B．X2YC．X3Y D．XY3Z解析：圖中X、Y均處于頂點(diǎn)，且個數(shù)均為4，個數(shù)比為11，化學(xué)式為XY，故A正確；Y有8個位于頂點(diǎn)，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，X位于體心，個數(shù)為1，個數(shù)比為11，化學(xué)式為XY，故B錯誤；圖中X的數(shù)目：4×eq\f(1,8)＋1＝eq\f(3,2)，Y的數(shù)目：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，化學(xué)式X3Y正確，故C正確；圖中，X的數(shù)目：8×eq\f(1,8)＝1，Y的數(shù)目：6×eq\f(1,2)＝3，Z位于體心，數(shù)目為1，化學(xué)式XY3Z，故D正確。故選B。4．有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)A．Ti14C13 B．TiCC．Ti14C4 D．Ti4C3解析：依據(jù)題意知，該結(jié)構(gòu)就是其分子結(jié)構(gòu)，分子中含有的原子就是其化學(xué)式中含有的原子，干脆數(shù)出其中的Ti原子和C原子個數(shù)即可，其分子式為Ti14C13，故選A。5．如圖所示，CsCl晶體的晶胞(晶體中最小重復(fù)單元)，已知晶體中2個最近Cl－核間距為acm，氯化銫的相對分子質(zhì)量為M，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則CsCl晶體的密度為(C)A.eq\f(Ma3,8NA)g·cm－3 B．eq\f(8M,NA·a3)g·cm－3C.eq\f(M,NA·a3)g·cm－3 D．eq\f(Ma3,NA)g·cm－3解析：由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中銫離子個數(shù)為1，氯離子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，由晶體中2個最近Cl－核間距為acm可知，晶胞的參數(shù)為acm，設(shè)晶體的密度為dg·cm－3，由晶胞質(zhì)量公式可得：a3d＝eq\f(M,NA)，解得d＝eq\f(M,NA·a3)，故選C。6．下列關(guān)于晶體性質(zhì)的描述中，正確的是(C)A．晶體具有物理性質(zhì)各向同性的特點(diǎn)B．形成晶體的形態(tài)與結(jié)晶過程的速率無關(guān)C．用X射線衍射試驗(yàn)可以區(qū)分晶體和非晶體D．晶體表現(xiàn)自范性的過程是自發(fā)過程，不須要外界條件解析：由于晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的有序性，所以晶體的某些物理性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，故A錯誤；晶體的形成都有肯定的形成條件，如溫度、結(jié)晶速率等，故B錯誤；X射線衍射試驗(yàn)?zāi)軌驕y出物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，依據(jù)微粒是否有規(guī)則的排列可區(qū)分晶體與非晶體，故C正確；晶體的自范性指晶體能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)，所謂自發(fā)過程，即自動發(fā)生的過程，不過自發(fā)過程的實(shí)現(xiàn)仍須要肯定的外界條件，故D錯誤。故選C。7．下列與等離子體無關(guān)的是(D)A．等離子體顯示器B．日光燈和霓虹燈C．把溫度上升到幾千攝氏度時水蒸氣發(fā)生的改變D．液晶顯示器解析：等離子體顯示器是通過等離子體顯示圖像和文字，與等離子體有關(guān)，故A不選；日光燈和霓虹燈中氣體被電離形成了等離子體，與等離子體有關(guān)，故B不選；把溫度上升到幾千攝氏度時，水蒸氣被電離形成了等離子體，與等離子體有關(guān)，故C不選；液晶顯示器是通過液晶顯示圖像和文字，與等離子體無關(guān)，故D選。故選D。8．如圖是某化合物的晶體結(jié)構(gòu)，鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面還各有一個鎂原子；6個硼原子位于棱柱側(cè)面上。則該化合物的化學(xué)式為(A)A．MgB B．Mg3B2C．Mg2B D．Mg2B3解析：利用均攤法計算晶胞的微粒個數(shù)可知，鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面還各有一個鎂原子，故一個晶胞中鎂原子的個數(shù)為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＝3；6個硼原子位于棱柱側(cè)面上，故硼原子數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，所以晶胞中鎂原子和硼原子的個數(shù)比為11，故化學(xué)式為MgB，A項(xiàng)正確。故選A。9．關(guān)于測定晶體結(jié)構(gòu)錯誤的是(A)A．對乙酸晶體進(jìn)行測定，晶胞中含有1個乙酸分子B．經(jīng)過計算可以從衍射圖形獲得晶胞形態(tài)和大小C．經(jīng)過計算可以從衍射圖形獲得分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對稱類型D．經(jīng)過計算可以從衍射圖形獲得原子在晶胞里的數(shù)目和位置解析：對乙酸晶體進(jìn)行測定，可以得到晶胞結(jié)構(gòu)中含有4個乙酸分子，A錯誤；經(jīng)過計算可以從衍射圖形獲得晶胞形態(tài)和大小，B正確；經(jīng)過計算可以從衍射圖形獲得分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對稱類型，C正確；經(jīng)過計算可以從衍射圖形獲得原子在晶胞里的數(shù)目和位置，D正確。故選A。10．氯化銫晶胞(晶體重復(fù)的結(jié)構(gòu)單位)如圖甲所示，該晶體中Cs＋與Cl－的個數(shù)之比為11，化學(xué)式為CsCl。若某晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示，其中含有A、B、C三種元素的粒子，則該晶體中A、B、C的粒子個數(shù)之比為(D)A．861 B．431C．161 D．113解析：依據(jù)晶胞的均攤法，在此晶體的晶胞中有A：8×eq\f(1,8)＝1(個)，B：1×1＝1(個)，C：6×eq\f(1,2)＝3(個)，即N(A)N(B)N(C)＝113，故D正確。11．磷錫青銅合金廣泛用于儀器儀表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知晶胞參數(shù)為apm，下列說法不正確的是(B)A．磷錫青銅的化學(xué)式為Cu3SnPB．該晶胞中與Cu等距離且最近的Cu有4個C．三種元素Cu、Sn、P在元素周期表中分別處于ds區(qū)、p區(qū)、p區(qū)D．Sn和P原子間的最短距離為eq\f(\r(3),2)apm解析：依據(jù)晶胞的結(jié)果分析得到晶胞中原子個數(shù)分別為P：1個，Sn：8×eq\f(1,8)＝1，Cu：6×eq\f(1,2)＝3，則磷錫青銅的化學(xué)式為Cu3SnP，故A正確；以面心的銅分析，該晶胞中與Cu等距離且最近的Cu有8個，故B錯誤；三種元素Cu、Sn、P的價電子分別為3d104s1、5s25p2、3s23p3，則三種元素在元素周期表中分別處于ds區(qū)、p區(qū)、p區(qū)，故C正確；Sn和P原子間的最短距離為體對角線的一半即eq\f(\r(3),2)apm，故D正確。故選B。二、非選擇題12．鈦酸鈣是典型的鈣鈦礦型化合物，該類化合物具有特別的理化性質(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)鈦原子價電子排布式是3d24s2。(2)晶胞中與每個Ti4＋距離最近且相等的O2－有6個。(3)鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3。(4)其晶胞參數(shù)約為a×10－10cm，該鈦酸鈣晶體的密度ρ＝eq\f(136,NAa3×10－30)g·cm－3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、NA的代數(shù)式表示)。解析：(1)鈦原子價電子排布式是3d24s2。(2)每個面心的O2－與Ti4＋的距離相近且相等，故晶胞中與每個Ti4＋距離最近且相等的O2－有6個。(3)①處于頂點(diǎn)的鈣原子，同時為8個晶胞所共享，每個微粒有eq\f(1,8)該晶胞，故該晶胞中鈣原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1；②處于面上的O2－，同時為2個晶胞所共享，每個微粒有eq\f(1,2)屬于該晶胞，故該晶胞中O2－個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3；③處于晶胞內(nèi)部的微粒，完全屬于該晶胞，故該晶胞中Ti4＋個數(shù)為1；故鈦酸鈣的化學(xué)式為CaTiO3。(4)該鈦酸鈣晶體的密度ρ＝eq\f(136,NAa3×10－30)g·cm－3。13．氮(N)、鎵(Ga)合金由于其良好的電學(xué)傳導(dǎo)和光學(xué)透亮性被廣泛用于薄膜太陽能電池領(lǐng)域，氮化鎵晶胞結(jié)構(gòu)可看作金剛石晶胞內(nèi)部的碳原子被N原子代替，頂點(diǎn)和面心的碳原子被Ga原子代替。(1)以下說法錯誤的是AC(填字母)。A．GaN晶體中存在非極性共價鍵B．電負(fù)性：N>GaC．原子半徑：N>GaD．沸點(diǎn)：NH3>PH3(2)晶胞中與同一個N原子相連的Ga原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體，晶胞中與Ga原子相鄰且最近的Ga原子個數(shù)為12。(3)以晶胞邊長為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中的原子位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。A原子坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,2)))，則B原子坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))。(4)若GaN晶胞邊長為apm，則Ga原子與N原子的最短核間距為eq\f(\r(3)a,4)pm。解析：(1)GaN晶體中1個N原子和四周四個Ga原子形成極性共價鍵，1個Ga原子和四周四個N原子形成極性共價鍵，不存在非極性共價鍵，A錯誤；Ga電負(fù)性小于同周期的元素As，N的電負(fù)性大于同主族元素As，所以電負(fù)性：N>Ga，B正確；N原子半徑小于同主族元素As，Ga原子半徑大于同周期的元素As，所以原子半徑N<Ga，C錯誤；PH3分子之間只有范德華力，而氨氣可形成分子間氫鍵，所以沸點(diǎn)：NH3>PH3，D正確。故選AC。(2)由題目信息和晶胞圖可知，與同一個N原子相連的Ga原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體形，N位于正四面體的中心。晶胞中，以上底面的Ga原子為參照，與上底面頂點(diǎn)的四個Ga原子，與下面晶胞和上面晶胞面上的Ga原子距離都相等，故晶胞中離同一個Ga原子最近的其他Ga原子個數(shù)為12。(3)已知A原子坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,2)))，則B原子坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))。(4)視察、分析晶胞結(jié)構(gòu)Ga原子與N原子的最短核間距為體對角線的eq\f(1,4)，若GaN晶胞邊長為apm，則Ga原子與N原子的最短核間距為eq\f(\r(3)a,4)pm。14．Eu、Ti和O形成一種化合物，其晶胞為如圖所示的立方體。(1)Eu是鑭系元素，位于元素周期表的E。A．s區(qū) B．p區(qū)C．d區(qū) D．ds區(qū)E．f區(qū)(2)在該晶胞中，Eu、Ti、O的粒子個數(shù)比是113。(3)若將Ti原子置于立方體的體心，Eu原子置于立方體頂角，則O原子處于立方體的B位置。A．體心 B．面心C．棱心 D．頂角(4)1個Eu原子和12個O原子相鄰，1個Ti原子和6個O原子相鄰。1個O原子和4個Eu原子相鄰，1個O原子和2個Ti原子相鄰。解析：(1)Eu是鑭系元素，位于元素周期表的第六周期，物質(zhì)在參與反應(yīng)時，原子核外電子最外層、次外層及倒數(shù)第三層的電子都會發(fā)生改變，因此屬于f區(qū)的元素，故合理選項(xiàng)是E。(2)在該晶胞中，Eu原子個數(shù)為1，Ti原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，含有的O原子個數(shù)為12×eq\f(1,4)＝3，則晶胞中Eu、Ti、O的粒子個數(shù)比是113。(3)若將Ti原子置于立方體的體心，在一個晶胞中含有1個Eu原子，通過該Ti原子的8個晶胞中含有8個Eu原子，將8個Eu原子相連，形成一