化学第三章 晶体结构与性质第一节 物质的聚集状态与晶体的常识练习

这是一份化学第三章 晶体结构与性质第一节 物质的聚集状态与晶体的常识练习，共10页。试卷主要包含了下列说法不正确的是，下列途径不能得到晶体的是，下列关于晶体的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．下列说法不正确的是( )
A．晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点
B．晶体与非晶体具有相同的性质
C．部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的
D．等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景
2．下列关于特殊聚集状态的应用的描述中，错误的是( )
A．运用等离子束切割金属
B．晶体合金的硬度和强度均比非晶体合金的硬度和强度高
C．液晶用于各种显示仪器上
D．化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能
3．下列有关等离子体的叙述，不正确的是( )
A．等离子体是物质的另一种聚集状态
B．等离子体是很好的导体
C．水可能形成等离子体状态
D．等离子体中的微粒不带电荷
4．下列途径不能得到晶体的是( )
A．FeCl3蒸气冷凝
B．熔融态SiO2热液缓慢冷却
C．熔融态SiO2快速冷却
D．CuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却
5．下列关于晶体的说法正确的是( )
A．将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体
B．石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点
C.假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品
D．蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同
6．下列关于各向异性的描述中正确的是( )
A．各向异性是指非晶体没有规则的几何形状
B．各向异性是指非晶体的物理性质与方向的关系
C．各向异性是指非晶体的内部结构与方向有关
D．各向异性是指晶体的物理性质与方向的关系
7．下列哪些性质或方法不能区别晶体与玻璃体( )
A.各向异性
B．X射线衍射
C．导电性
D．原子在三维空间里呈周期性有序排列
8．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是( )
A．破损的晶体能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
9．在研究晶体结构的时候，通常可以用“切割法”来计算一个晶胞中实际拥有的微粒数，从而确定其化学式。现有四种晶体的结构模型如图所示，其中化学式不属于AB型的是( )
10．钙、钛、氧可形成如图所示的晶胞，则所形成的物质的化学式可表示为( )
A．Ca8TiO12B．Ca4TiO6
C．Ca4TiO3D．CaTiO3
11．现有四种晶体的晶胞，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式正确的是( )
12.
纳米材料的表面微粒数占微粒总数的比例极大，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形状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占总微粒数的百分数为( )
A.33.3%B．50%
C.87.5%D．96.3%
13．在水晶柱面上滴一滴熔化的石蜡，用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡，会发现不同方向石蜡熔化的快慢不同，这是晶体的( )
A.自范性B．均一性
C.晶胞“无隙并置”性D．各向异性

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
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165K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．玻璃态是水的一种特殊状态
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．水由液态变为玻璃态，体积缩小
D．玻璃态的水是分子晶体
2.
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．1∶4∶2 B．2∶9∶4
C．3∶8∶4D．3∶9∶4
3．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．VO2C．V2O3 D．V2O4
4.
最近发现一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的气态团簇分子，分子模型如图所示，其中圆圈表示钛原子，黑点表示碳原子，则它的化学式为( )
A．TiCB．Ti13C14
C．Ti4C7D．Ti14C13
5．原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(eq \f(1,2)，0，eq \f(1,2))；C为(eq \f(1,2)，eq \f(1,2)，0)。则D原子的坐标参数为( )
A．(eq \f(1,4)，0，0) B．(0，eq \f(1,4)，0)
C．(eq \f(1,8)，eq \f(1,4)，eq \f(1,4)) D．(eq \f(1,4)，eq \f(1,4)，eq \f(1,4))
二、非选择题
6．下列物质中，常温下属于晶体的是________(填序号，下同)，没有固定熔点的固体是________。
①铝 ②氯化钾 ③氢氧化钠 ④二氧化碳 ⑤塑料 ⑥玻璃 ⑦铁矿石 ⑧硫酸 ⑨石蜡
7．某晶体的晶胞结构如图所示，请回答下列问题：
(1)晶体中每个Y粒子同时吸引着________个X粒子，每个X粒子同时吸引着________个Y粒子，该晶体的化学式为________________________________________________________________________。
(2)晶体中每个X粒子周围与它最近且距离相等的X粒子共有________个。
(3)设该晶体的摩尔质量为Mg·ml－1，晶体密度为ρg·cm－3，阿伏加德罗常数为NAml－1，则晶体中两个最近的X粒子间的距离为________cm。
8．金红石(TiO2)是含钛的主要矿物之一，具有典型的四方晶系结构，其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示：
(1)4个微粒A、B、C、D中，属于氧原子的是________。
(2)若A、B、C原子的坐标分别为A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，则D原子的坐标为D(0.19a，________，________)；若晶胞底面边长为x，则钛氧键的键长d＝__________________________(用代数式表示)。

1．单质铁的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的图应为( )
2.
石墨晶体为层状结构，每一层均为碳原子与周围其他3个碳原子相结合而成的平面片层，同层相邻碳原子间距142pm、相邻片层间距为335pm。如图是其晶体结构片层俯视图。每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占有的碳原子为( )
A．6 B．4C．3 D．2
3.
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
4.已知：离子晶体中与一个离子紧邻的异电性离子的数目称为配位数。
(1)图1是NaCl晶体的晶胞，●表示Cl－，○表示Na＋。该晶胞中实际含有的Na＋数为________，Cl－的配位数是________。
(2)图2是CsCl晶体的晶胞，●表示Cl－，○表示Cs＋。该晶胞中实际含有的Cl－数为________，Cs＋的配位数是________。
(3)图3是CaF2的晶胞，●位于顶角和面心，○位于大立方体对角线eq \f(1,4)处。●表示的离子是________，它的配位数是________；○表示的离子是________，它的配位数是________。
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
必备知识基础练
1．答案：B
解析：晶体有固定的熔点，自范性、各向异性，非晶体无固定的熔点，故A正确；晶体与非晶体内部结构不同，故表现的性质不同，故B错误；部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的，需要的驱动电压很低，故C正确；等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景，等离子体技术在新能源行业、聚合物薄膜、材料防腐蚀等方面前景可观，故D正确；故选B。
2．答案：B
解析：运用等离子束切割金属，是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化，故A正确；某些非晶体合金的硬度和强度比晶体合金的硬度和强度高，故B错误；液晶用于各种显示仪器上，液晶具有显著的电光特性，故C正确；纳米颗粒具有极强的紫外线屏蔽能力，化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能，故D正确；故选B。
3．答案：D
解析：等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成，是物质的另一种聚集状态，故A正确；等离子体具有良好的导电性，是很好的导体，故B正确；通过强热、电磁辐射等方式也能使水形成等离子体，故C正确；等离子体中的微粒带有电荷，而且能自由移动，所以等离子体具有良好的导电性，故D错误；故选D。
4．答案：C
解析：得到晶体一般有三条途径：①熔融态物质凝固；②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出。
FeCl3蒸气冷凝得到氯化铁晶体，A不符合题意；熔融态SiO2热液缓慢冷却可以得到SiO2晶体，B不符合题意；熔融态物质急速冷却得到玻璃态物质，不属于晶体，C符合题意；硫酸不挥发，所以CuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却可以得到硫酸铜晶体，D不符合题意。
5．答案：C
解析：得到晶体一般有三条途径：①熔融态物质凝固；②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出，所以将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体是晶体，A错误；晶体具有固定的熔沸点，而非晶体没有固定熔沸点，而是在一定温度范围内熔化，石蜡和玻璃都是非晶体，故它们都没有固定的熔点，B错误；硬度是衡量固体软硬程度的指标，一般宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，故可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品，C正确；晶体具有各向异性，蓝宝石属于晶体，在不同方向上硬度有一些差异，D错误。
6．答案：D
解析：各向异性指晶体在不同的方向上表现出不同的物理性质，综上所述，故选D。
7．答案：C
解析：根据晶体的特点和性质可知，晶体具有规则的几何外形、物理性质具有各向异性、衍射时能看到谱线、且晶体除金属晶体外，一般不容易导电，故选C项。
8．答案：B
解析：晶体的自范性即晶体能够自发地呈现多面体外形的性质，但“自发”过程的实现仍需要一定的条件，A项错误；缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中析出完美的立方体晶块，B项正确；圆形并不是晶体冰本身自发形成的形状，而是受容器限制形成的，C项错误；玻璃是非晶体，D项错误；故选B。
9．答案：C
解析：晶胞中A位于顶点，晶胞平均含有A为8×eq \f(1,8)＝1，B位于晶胞的体心，含有1个，则化学式为AB，故A不符合题意；A、B均位于晶胞的顶点，各占4×eq \f(1,8)＝eq \f(1,2)，化学式为AB，故B不符合题意；晶胞中A位于顶点，晶胞平均含有A为8×eq \f(1,8)＝1，B位于晶胞的棱心，含有B为12×eq \f(1,4)＝3，化学式不属AB型，故C符合题意；A位于晶胞的顶点和面心，共有8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，B位于晶胞的棱和体心，共有12×eq \f(1,4)＋1＝4，化学式为AB，故D不符合题意。故选C。
10．答案：D
解析：根据均摊法，由晶胞结构图可知，Ca位于晶胞顶点上，数目为8×eq \f(1,8)＝1，Ti位于晶胞体心处，数目为1，O位于棱上，数目为12×eq \f(1,4)＝3，故所形成的物质的化学式为CaTiO3；故选D。
11．答案：C
解析：B原子位于顶点，个数为8×eq \f(1,8)＝1，A原子位于内部，个数为1，所以化学式为AB，A错误；E、F分别占据4个顶点，个数相同，化学式为EF，B错误；Z原子位于顶点，个数为8×eq \f(1,8)＝1，X原子位于内部，个数为1，Y原子位于面心，个数为6×eq \f(1,2)＝3，所以化学式为XY3Z，C正确；A原子位于顶点和面心，个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，B原子位于棱心和内部，个数为1＋12×eq \f(1,4)＝4，所以化学式为AB，D错误；故选C。
12．答案：D
解析：该纳米颗粒的结构与氯化钠晶胞的结构不同，它是一个完整的颗粒结构，不为其他结构共用。8个顶点、12条棱的中点、6个面的中心共26个粒子，立方体的中心有1个粒子，所以表面微粒数占总微粒数eq \f(26,27)×100%＝96.3%；故选D。
13．答案：D
解析：题述现象与晶体的各向异性有关，晶体的各向异性具体表现在晶体不同方向上的导热性等性质是不同的，综上所述，故选D。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态，这四种状态不同，所以玻璃态是水的一种特殊状态，A正确；玻璃态的水密度与普通液态水的密度相同，相同质量、相同密度的玻璃态的水其体积不变，B、C错误；玻璃态的水不存在晶体结构，所以不属于分子晶体，D错误；故选A。
2．答案：A
解析：根据均摊法，一个晶胞中粒子A的个数为6×eq \f(1,12)＝0.5，粒子B的个数为6×eq \f(1,4)＋3×eq \f(1,6)＝2，粒子C的个数为1，所以A、B、C三种粒子数之比为0.5∶2∶1＝1∶4∶2，故A正确；故选A。
3．答案：B
解析：由晶胞图可知，V位于晶胞顶点和体心，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，故B正确；故选B。
4．答案：D
解析：该物质由分子构成，根据分子模型可知一个分子中含有12＋1＝13个碳原子，8＋6＝14个钛原子，所以分子式为Ti14C13；故选D。
5．答案：D
解析：对照晶胞图及A为(0，0，0)；B为(eq \f(1,2)，0，eq \f(1,2))；C为(eq \f(1,2)，eq \f(1,2)，0)的坐标，选A为参照点，可知D在对角线的1/4处，运用比例关系可知D原子的坐标参数为( eq \f(1,4)，eq \f(1,4)，eq \f(1,4))，D正确；故选D。
6．答案：①②③ ⑤⑥⑦⑨
解析：①铝有固定的熔点，是纯净物，属于晶体；③氢氧化钠和②氯化钾都是离子化合物，都有固定的熔点，均属于晶体；④二氧化碳有固定的熔点，其固态干冰属于分子晶体，但二氧化碳在常温下为气体；⑤塑料、⑥玻璃没有固定的熔点，都不属于晶体；⑦铁矿石是混合物，没有固定的熔点，不属于晶体；⑧硫酸有固定的熔点，在固态时能形成分子晶体，但常温下硫酸是液体；⑨石蜡是多种烃类的混合物，没有固定的熔点，不属于晶体。所以常温下属于晶体的是①②③；没有固定熔点的固体是⑤⑥⑦⑨。
7．答案：(1)4 8 XY2(或Y2X) (2)12 (3)eq \f(\r(2),2)×eq \r(3,\f(4M,ρNA))
解析：(1)由题图可得，晶体中每个Y粒子同时吸引着4个X粒子；在题图所示晶胞中，以面心处的X粒子为研究对象，每个X粒子同时吸引着4个Y粒子，而每个X粒子被2个晶胞所共用，则在晶体中每个X粒子同时吸引着4×2＝8个Y粒子；一个晶胞中含有X粒子的数目为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，含有Y粒子的数目为8，X、Y粒子数目之比为1∶2，故该晶体的化学式为XY2或Y2X；
(2)由晶胞结构可知，以顶点的X粒子为研究对象，一个晶胞内与之距离最近且相等的X粒子位于面心处，有3个，而每个顶点X粒子被8个晶胞所共用，每个面心X粒子被2个晶胞所共用，则晶体中与X粒子距离最近且相等的X粒子的数目为8×3×eq \f(1,2)＝12；
(3)设该晶胞的边长为acm，则可得a3cm3×ρg·cm－3×NAml－1＝4×Mg·ml－1，解得a＝eq \r(3,\f(4M,ρNA))，晶胞的边长为晶体中两个最近的X粒子间距离的eq \r(2)倍，则晶体中两个最近的X粒子间的距离为eq \f(\r(2),2)×eq \r(3,\f(4M,ρNA))cm。
8．答案：(1)B、D (2)0.81a 0.5c 0.31×eq \r(2)x
解析：根据晶胞结构分析，四方晶胞中，顶点粒子占eq \f(1,8)，面上粒子占eq \f(1,2)，内部粒子为整个晶胞所有，晶体化学式为TiO2，O的数目应为Ti数目的2倍，顶点和体心的原子共2个，面上和内部原子共4个，故B、D代表氧原子；A、B、C的原子坐标分别为A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，根据题意，体心Ti原子的坐标为(0.5a，0.5a，0.5c)，B、C两点的坐标差为(0.31a，0.31a，0)，则D原子的坐标为D(0.5a－0.31a，0.5a＋0.31a，0.5c)，即(0.19a，0.81a，0.5c)；金红石晶胞中，Ti处于顶点和体心，顶点C到B的距离即为钛氧键的键长，即为d，d＝(a－0.69a)×eq \r(2)＝0.31×eq \r(2)a，由于底边长为x，所以d＝0.31×eq \r(2)x。
学科素养升级练
1．答案：A
解析：按甲中虚线方向(面对角线)切割，甲中得到长方形结构，晶胞体心的Fe原子处于长方体的中心，每个长方形顶点都被Fe原子占据，若按该虚线切乙，则切得的图形中含有甲切割得到的4个长方形结构，则图形A符合，故选A。
2．答案：D
解析：如题图，每个碳原子与周围三个碳原子相连，每个六边形中的一个碳原子占eq \f(1,3)，六边形占有的碳原子为eq \f(1,3)×6＝2，故选D。
3．答案：D
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。
4．答案：(1)4 6 (2)1 8 (3)Ca2＋ 8 F－ 4
解析：(1)由NaCl晶体的晶胞示意图知：钠离子位于棱边的中点和体心，则该晶胞中实际含有的Na＋数为eq \f(1,4)×12＋1＝4，Cl－的配位数是6。
(2)由CsCl晶体的晶胞示意图知：氯离子位于晶胞的顶点，该晶胞中实际含有的Cl－数为eq \f(1,8)×8＝1，Cs＋的配位数是8。
(3)图3是CaF2的晶胞，●位于顶角和面心，则数目为eq \f(1,8)×8＋6×eq \f(1,2)＝4，○位于大立方体对角线eq \f(1,4)处，则数目为8，二者比值为1∶2，则●表示的离子是Ca2＋，由晶胞示意图知，Ca2＋的配位数是8；○表示的离子是F－，它的配位数是4。
必备知识基础练
进阶训练第一层
A.AB2
B.EF2
C.XY3Z
D.AB3
关键能力综合练
进阶训练第二层
学科素养升级练
进阶训练第三层