鲁科版 (2019)选择性必修2第1节 认识晶体测试题

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修2第1节 认识晶体测试题，共7页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。

A．具有规则几何外形的固体均为晶体
B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性
C．晶体研碎后即变为非晶体
D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
2．如图甲、乙所示分别为a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是( )
A．a是晶体
B．a是非晶体
C．b是晶体
D．a、b都是非晶体
3．下列不能支持石墨是晶体这一事实的是( )
A．石墨和金刚石互为同素异形体
B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列
C．石墨的熔点为3 850 ℃
D．在石墨的X射线衍射图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰
4.MCl晶体具有立方体结构，其晶胞结构如图所示，在该晶体中，每个M＋周围与它最接近的且距离相等的M＋的个数共有( )
A．6个 B．8个
C．12个 D．16个
5．硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高纪录。如图所示的是该化合物的晶体结构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上、下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式为( )
A．MgB B．MgB2
C．Mg2B D．Mg3B2
6．钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示意图如图，它的化学式是( )
A．BaTi8O12 B．BaTi4O6
C．BaTi2O4 D．BaTiO3
7.石墨晶体是层状结构，在每层内，每个碳原子都和其他3个碳原子相结合。根据右图分析石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为( )
A．2∶3 B．2∶1
C．1∶3 D．3∶2
8．某研究小组发现首例带结晶水的晶体在5 K下呈现超导性。据报道，该晶体中含有最简式为CO2的层状结构，结构如图所示(小球表示C原子，大球表示O原子)。下列用粗线画出的CO2层状结构的晶胞示意图不符合化学式的是( )
9．科学家可视化了某复杂钙钛矿晶体结构系统的三维原子和电子密度结构。如图，以1号原子为坐标原点，晶胞参数为单位长度建立坐标系。下列有关说法错误的是( )
A．该晶体的化学式为CaTiO3
B．Ti原子位于氧原子形成的正八面体中心
C．2号原子的原子坐标参数为( eq \f(1,2) ，1， eq \f(1,2) )
D．a为晶胞参数，则2、3号原子间的距离为 eq \f(\r(3)a,2)
10．我国科学家合成太阳能电池材料(CH3NH3)PbI3，其晶体结构如图所示，晶体密度为ρ g·cm－3。其中A代表CH3NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(3)) ，原子坐标参数A为(0，0，0)，B为( eq \f(1,2) ， eq \f(1,2) ， eq \f(1,2) )，下列说法错误的是( )
A．B代表Pb2＋
B．每个晶胞中含有I－的数目为6
C．C的原子坐标参数为( eq \f(1,2) ， eq \f(1,2) ，0)
D．(CH3NH3)PbI3的摩尔质量为ρ×a3×6.02×10－7 g·ml－1
11．(1)在下列物质中________是晶体，________是非晶体。
①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃
⑤CuSO4 ·5H2O ⑥冰糖 ⑦糖果
⑧单晶硅 ⑨铝块 ⑩橡胶
(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体都具有________，而非晶体一般__________；另外非晶体的多种物理性质，在各个方向都是________的，而晶体的多种物理性质在各个方向都是________的。
(3)判断物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是________。
①从外形上来判断 ②从各向异性或各向同性上来判断 ③从导电性能来判断 ④从有无固定熔点来判断
12．某离子晶体晶胞结构如图，(●)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________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式为________。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX＝______________(填角的度数)。
(4)若该立方体的棱长为a cm，晶体密度为ρ g·cm－3，NA为阿伏加德罗常数，则该离子化合物的摩尔质量为________。
13．如图为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的晶胞结构，该结构是钙钛矿晶体结构中具有代表性的最小重复单元。
(1)在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它距离最近且相等的氧离子、钙离子的个数分别为________、________。
(2)该晶体结构中，氧离子、钛离子、钙离子的个数比是________，该物质的化学式可表示为________。
(3)若钙、钛、氧元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶胞结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为d nm(1 nm＝10－7 cm)，则该晶体的密度为________ g·cm－3。
14．一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
图中F－和O2－共同占据晶胞的上、下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝________g·cm－3。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为( eq \f(1,2) ， eq \f(1,2) ， eq \f(1,2) )，则原子2和3的坐标分别为________、________。
课时作业14 认识晶体
1．解析：晶体的规则几何外形是自发形成的，有些固体尽管有规则的几何外形，但由于不是自发形成的，所以不属于晶体，A、D选项错误；组成晶体的粒子在空间呈现周期性的有序排列，因此，晶体研碎成小的颗粒仍然是晶体，C项错误；自范性是晶体和非晶体的本质区别，B项正确。
答案：B
2．解析：晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点。由题图甲可知，曲线中间有一段表示物质一直在吸收热量，但所对应的温度不变，该段所对应的温度即为a物质的熔点，则a为晶体；由题图乙可知，该物质吸收热量，温度不断升高，说明b物质没有固定的熔点，则b为非晶体。
答案：A
3．解析：原子在三维空间里呈周期性有序排列(B项)、有自范性、有固定的熔点(C项)、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰(D项)等特征，都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现。而互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系，如无定形碳也与金刚石、石墨互为同素异形体，但属于非晶体。
答案：A
4．解析：根据MCl的晶胞结构可以看出每个M＋的上、下、左、右、前、后各有一个M＋与之距离相等且最近，故每个M＋周围与它最接近的且距离相等的M＋共有6个。
答案：A
5．解析：棱柱内硼原子数为6，均属于这个晶胞。镁原子位于上、下面心(2个)及12个顶点，共有镁原子数为2× eq \f(1,2) ＋12× eq \f(1,6) ＝3，则镁、硼原子个数之比为1∶2。
答案：B
6．解析：仔细观察钛酸钡晶体结构示意图可知；Ba在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti处于立方体的8个顶点，每个Ti为与之相连的8个立方体所共有，即只有 eq \f(1,8) 属于该晶胞；O处于立方体的12条棱的中点，每条棱为4个立方体共有，故每个O只有 eq \f(1,4) 属于该晶胞。即晶体中N(Ba)∶N(Ti)∶N(O)＝1∶(8× eq \f(1,8) )∶(12× eq \f(1,4) )＝1∶1∶3。
答案：D
7．解析：每个碳原子被3个六边形共有，每条共价键被2个六边形共有，则石墨晶体中碳原子个数与共价键个数之比为(6× eq \f(1,3) )∶(6× eq \f(1,2) )＝2∶3。
答案：A
8．解析：在此平面结构中，截取的每个小正方形的顶点上的原子都为4个小正方形共用，在边上的原子都为2个小正方形共用，A项中N(C)∶N(O)＝1∶(4× eq \f(1,2) )＝1∶2，与化学式CO2相符；B项中N(C)∶N(O)＝(1＋4× eq \f(1,4) )∶4＝1∶2，与化学式CO2相符；C项中N(C)∶N(O)＝(4× eq \f(1,4) )∶(4× eq \f(1,2) )＝1∶2，与化学式CO2相符；D项中N(C)∶N(O)＝1∶(4× eq \f(1,4) )＝1∶1，与化学式CO2不相符。
答案：D
9．解析：根据均摊原理可知该晶体的化学式为CaTiO3，A项正确；Ti位于晶胞的中心，上下底面的氧原子与四个侧面上的氧原子形成正八面体，B项正确；2号氧原子在侧面的中心，其原子坐标参数为( eq \f(1,2) ，1， eq \f(1,2) )，C项正确；2、3号原子间的距离为面对角线的一半，即 eq \f(\r(2)a,2) ，D项错误。
答案：D
10．解析：由晶体与晶胞的关系可知，题图所示是由2个晶胞构成的，根据切割法可知，1个晶胞中含有A粒子的个数为8× eq \f(1,8) ＝1，B粒子的个数为1，C粒子的个数为6× eq \f(1,2) ＝3，其中A代表CH3NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(3)) ，所以B代表Pb2＋，C代表I－，A项正确，B项错误；由B的原子坐标参数可知，C的原子坐标参数是( eq \f(1,2) ， eq \f(1,2) ，0)，C项正确；可由晶体的密度计算(CH3NH3)PbI3的摩尔质量，则ρ g·cm－3＝ eq \f(M,6.02×1023 ml－1×a3×10－30 cm3) ，摩尔质量M＝ρ×a3×6.02×10－7 g·ml－1，D项正确。
答案：B
11．解析：明矾是KAl(SO4)2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体；塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶都是非晶体。晶体最大的特征就是各向异性和有固定的熔点。
答案： (1)②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩
(2)规则的几何外形 没有规则的几何外形 各向同性 各向异性 (3)②④
12．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(4× eq \f(1,8) )∶1＝1∶2，故化学式为XY2或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∠XYX＝109°28′。
(4)每摩尔晶胞相当于0.5 ml XY2(或Y2X)，故摩尔质量可表示为M＝ eq \f(a3·ρ·NA,0.5) g·ml－1。
答案：(1)4 8 XY2(或Y2X)
(2)12 (3)109°28′ (4)2a3·ρ·NA g·ml－1
13．解析：(1)根据钙钛矿晶胞可知，晶体结构中，每个钛离子周围与它距离最近且相等的氧离子位于同一平面内的有4个，上下有2个，所以共有6个。每个晶胞中的1个钙离子与周围8个钛离子距离最近且相等，所以每个钛离子周围与它距离最近且相等的钙离子有8个。(2)根据切割法可知，每个钙钛矿晶胞中含有的氧离子数为12× eq \f(1,4) ＝3，含有的钛离子数为8× eq \f(1,8) ＝1，含有的钙离子数为1，则氧离子、钛离子、钙离子的个数比为3∶1∶1，所以该晶体的化学式可表示为CaTiO3。(3)该晶胞的摩尔质量＝(a＋b＋3c) g·ml－1，晶胞的体积＝d3×10－21 cm3。1 ml晶胞的质量＝(a＋b＋3c) g，体积＝NA×d3×10－21 cm3，则该晶体的密度ρ＝ eq \f(m,V) ＝ eq \f(（a＋b＋3c） g,NA×d3×10－21 cm3) ＝ eq \f(a＋b＋3c,NAd3) ×1021 g·cm－3。
答案：(1)6 8 (2)3∶1∶1 CaTiO3(3) eq \f(a＋b＋3c,NAd3) ×1021
14．解析：由晶胞结构中各原子所在位置可知，该晶胞中Sm的个数为4× eq \f(1,2) ＝2，Fe的个数为1＋4× eq \f(1,4) ＝2，As的个数为4× eq \f(1,2) ＝2，该晶胞中O和F的个数之和为8× eq \f(1,8) ＋2× eq \f(1,2) ＝2，F－的比例为x，O2－的比例为1－x，故该化合物的化学式为SmFeAsO1－xFx。1个晶胞的质量为 eq \f(2×[150＋56＋75＋16（1－x）＋19x],NA) g＝
eq \f(2×[281＋16（1－x）＋19x],NA) g，1 个晶胞的体积为a2c pm3＝a2c×10－30 cm3，故密度ρ＝ eq \f(2×[281＋16（1－x）＋19x],a2cNA×10－30) g·cm－3。原子2位于底面面心，由原子1的坐标可知，其坐标为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0)) ；原子3位于棱上，其坐标为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，0，\f(1,2))) 。
答案：SmFeAsO1－xFx eq \f(2×[281＋16（1－x）＋19x],a2cNA×10－30) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，0)) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，0，\f(1,2)))