高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第一节 物质的聚集状态与晶体的常识课时训练

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三章 晶体结构与性质第一节 物质的聚集状态与晶体的常识课时训练，共9页。试卷主要包含了下列说法中正确的是，下列有关晶胞的叙述正确的是，某晶体的一部分如图所示，冰晶石的晶体结构单元如图所示等内容，欢迎下载使用。
A．所有物质中均存在分子
B．物质只存在液、气、固三种状态
C．将熔化的二氧化硅冷却一定得到晶体
D．碘蒸气凝华可得晶体碘
2．下列有关晶胞的叙述正确的是( )
A．晶胞的结构是晶体的结构
B．不同的晶体中，晶胞的大小和形状都相同
C．晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
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( )
①a是晶体 ②b是晶体 ③a是非晶体 ④b是非晶体
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
4.
如图为一块密度、厚度均匀的矩形样品，长为宽的两倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R，则这块样品最可能是( )
A．金属 B．半导体
C．非晶体 D．晶体
5．水的状态除了气态、液态和固态外，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正确的是( )
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．玻璃态水是一种晶体
6．根据晶体中晶胞的结构，判断下列晶体的化学式不正确的是( )
A．AB2 B．C2D
C．EF D．XY3Z
7．某晶体的一部分如图所示。这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是( )
A．3:9:4 B．1:4:2
C．2:9:4 D．3:8:4
8．如图所示，石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有的碳原子数目为( )
A．2 B．3
C．4 D．6
9．如图是Mn和Bi形成的某种晶体的晶胞结构示意图，则该晶体的化学式可表示为( )
A．Mn4Bi3 B．Mn2Bi
C．MnBi D．MnBi3
10．冰晶石(化学式为Na3AlF6)的晶体结构单元如图所示(●位于大立方体的顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心)。已知冰晶石熔融时的电离方程式为Na3AlF6===3Na＋＋AlFeq \\al(3－,6)，则大立方体的体心处所代表的微粒为( )
A．Na＋ B．Al3＋
C．F－ D．AlFeq \\al(3－,6)
11．钒(V)的某种氧化物的晶胞结构如图所示。该晶体的化学式为( )
A．VO3 B．VO2
C．V2O3 D．V2O4
12．食盐晶体是由钠离子(图中的“●”)和氯离子(图中的“”)构成的，且均为等距离的交错排列。已知食盐的密度是2.2 g·cm－3，阿伏加德罗常数为6.02×1023ml－1。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于( )
A．3.0×10－8 cm B．3.5×10－8 cm
C．4.0×10－8 cm D．5.0×10－8 cm
13．非晶硅光电薄膜的发电成本仅为多晶硅的三分之一，将成为今后太阳能电池的市场主流。就晶体硅与非晶体硅探究如下问题。
(1)如图a、b是两种硅的部分结构，请指出哪种是晶体硅，哪种是非晶硅。
a：________；b：________。
(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是________。
A．玻璃是非晶体
B．固体粉末都是非晶体
C．晶体具有有序性，有固定的熔、沸点和各向异性
D．区别晶体和非晶体最有效的方法是进行X­射线衍射实验
(3)关于晶体的自范性，下列叙述正确的是________。
A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块
C．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
D．由玻璃制成规则的玻璃球，体现了晶体的自范性
14．如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单位。
(1)在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最近且距离相等的氧离子、钙离子、钛离子各有________个、________个、________个。
(2)该晶体结构中，元素氧、钛、钙的离子个数比是________，该物质的化学式可表示为________。
(3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为d nm(1 nm＝10－9 m)，则该晶体的密度为____________________g·cm－3。
15．前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。
回答下列问题：
(1)D2＋的价层电子排布图为________。
(2)四种元素中第一电离能最小的是________，电负性最大的是________。(填元素符号)
(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为________。
②列式计算该晶体的密度____________g/cm3(列出计算式即可)。
(4)A－、B＋和C3＋三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有________；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为______________，配位体是______________。
课时作业10
1．答案：D
2．解析：由晶胞的概念可知A选项错误；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体中，晶胞的大小和形状不一定相同，B选项错误；晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不完全属于某个晶胞，C选项错误；知道晶胞的组成，利用“均摊法”即可推知晶体的组成，D选项正确。
答案：D
3．解析：由题可知a有固定熔点，属于晶体，b没有固定熔点，属于非晶体。
答案：D
4．解析：由于AB＝2CD，而AB、CD间的电阻却相等，说明样品横向(AB)与纵向(CD)的导电性不同，具有各向异性，而晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为晶体。
答案：D
5．解析：因为玻璃态水的密度与普通液态水的密度相同，所以水由液态变为玻璃态，体积不变。因为玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，所以不是一种晶体，而是水的一种特殊状态。
答案：C
6．解析：在立方晶胞中，只有处于晶胞内部的粒子才完全属于该晶胞，处于面上的微粒有eq \f(1,2)属于该晶胞，处于棱上的微粒有eq \f(1,4)属于该晶胞，处于各顶点上的微粒只有eq \f(1,8)属于该晶胞。据此可以算出各晶体的化学式分别是AB、C2D、EF、XY3Z，所以A项错误。
答案：A
7．解析：这不是一个立方晶胞结构，而是一个正三棱柱结构，那么依据实际情况来计算，原子的分摊数顶点为eq \f(1,12)，水平棱上为eq \f(1,4)，竖棱上为eq \f(1,6)，内部为1。A、B、C三种粒子数之比为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(6×\f(1,12))):eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(6×\f(1,4)＋3×\f(1,6))):1＝1:4:2。
答案：B
8．解析：六个碳原子组成一个正六边形，而每个碳原子被3个正六边形共用，因此每个正六边形拥有2个碳原子。
答案：A
9．解析：由晶胞的结构图可知，锰原子分布在正六棱柱的顶点、上下底面的面心上、棱边的中点上和体心上，所以锰原子的个数为：12×eq \f(1,6)＋2×eq \f(1,2)＋6×eq \f(1,3)＋1＝6，铋原子分布在六棱柱的体内，数目为6，所以锰原子和铋原子的个数比为6:6＝1:1，所以化学式为MnBi，故选C。
答案：C
10．解析：该晶胞中●个数＝8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，个数＝12×eq \f(1,4)＋8＝11，根据冰晶石的化学式可知，冰晶石中Na＋和AlFeq \\al(3－,6)的个数之比为31，据此可判断出大立方体的体心所代表的微粒与代表的微粒相同，为Na＋。
答案：A
11．解析：由晶胞图可知，V位于晶胞的顶点和体心，V的个数为1＋8×eq \f(1,8)＝2，有4个O位于晶胞面上，2个O位于晶胞内部，则O的个数为4×eq \f(1,2)＋2＝4，则该晶体的化学式为VO2。
答案：B
12．解析：从NaCl晶体结构模型中分割出一个小立方体，如图所示a表示其边长，d表示两个Na＋中心间的距离。每个小立方体含Na＋：eq \f(1,8)×4＝eq \f(1,2)，含Cl－：eq \f(1,8)×4＝eq \f(1,2)，即每个小立方体含Na＋—Cl－离子对eq \f(1,2)个。则有：a3·2.2 g·cm－3＝eq \f(\f(1,2)×58.5 g·ml－1,6.02×1023 ml－1)，解得a≈2.81×10－8 cm，又因为d＝eq \r(2)a，故食盐晶体中两个距离最近的Na＋中心间的距离为d＝eq \r(2)×2.81×10－8 cm≈4.0×10－8 cm。
答案：C
13．解析：(1)从粒子在微观空间里是否具有有序性和自范性角度观察。(2)A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体；B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形，所以固体粉末也可能是晶体。(3)晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发呈现规则的几何外形的性质，这一适宜条件一般指的是晶体能够自动结晶析出的条件。A项所述过程不可能实现；C项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中玻璃属于非晶体；B项中的氯化钠属于晶体，从饱和溶液中析出是形成晶体的途径之一，其发生的原因是晶体的自范性。
答案：(1)非晶硅 晶体硅 (2)ACD (3)B
14．解析：(1)以钛离子为顶角，应有8个立方晶胞紧靠在一起，这样钛原子成为空间直角坐标系的中心原子，它的三维方向上前后左右上下最近且相邻各有1个氧离子(钛离子)，共6个，它周围的8个立方晶胞内各含1个钙离子。(2)该晶胞中含氧离子个数为12×eq \f(1,4)＝3，钙离子个数为1，钛离子个数为8×eq \f(1,8)＝1，故其个数比为311，则它的化学式可表示为CaTiO3。(3)1 ml晶体的质量等于(a＋b＋3c)g,1 ml晶体的体积为d3×10－21×6.02×1023cm3，则其密度为ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(a＋b＋3cg,6.02×1023×d3×10－21 cm3)＝eq \f(a＋b＋3c,602d3) g·cm－3。
答案：(1)6 8 6 (2)3:1:1 CaTiO3 (3)eq \f(a＋b＋3c,602d3)
15．解析：(1)短周期主族元素中未成对电子数最多为3，所以B、C、D均为第四周期的元素，B的价电子层中未成对电子数为1，结合B＋可知B为K，A为F；未成对电子数为4的只能为[Ar]3d64s2排布，C为Fe，D为Ni。(2)从左到右第一电离能(除第ⅡA、第ⅤA族特殊外)、电负性逐渐增大，K的第一电离能最小、F的电负性最大。(3)①F原子个数＝4(16个棱)＋2(4个面心)＋2(2个体心)＝8；K原子个数＝2(8个棱)＋2(2个体心)＝4；Ni原子个数＝1(8个顶点)＋1(1个体心)＝2；化学式为K2NiF4；②1 ml K4Ni2F8晶胞的质量为(39×4＋59×2＋19×8)g，一个晶胞的质量为eq \f(39×4＋59×2＋19×8g,NA)；一个晶胞的体积为4002×1 308×10－30 cm3，密度＝eq \f(一个晶胞质量,一个晶胞体积)。(4)K3FeF6中含有K＋和[FeF6]3－，Fe3＋与F－之间以配位键结合，Fe3＋为中心原子提供空轨道、F－为配位体提供孤对电子。
答案：(1)
(2)K F
(3)①K2NiF4 ②eq \f(39×4＋59×2＋19×8,6.02×1023×4002×1 308×10－30)
(4)离子键、配位键 [FeF6]3－ F－