第3章第1节认识晶体同步练习

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第3章第1节认识晶体同步练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列关于晶体的说法中正确的是A．玻璃制成的弹珠具有规则的几何外形，所以玻璃弹珠是晶体B．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体C．晶胞中任何一个粒子都属于该晶胞D．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性2．下列各组物质中，化学键类型与晶体类型均相同的是A．、 B．、C．、 D．、3．对物质的研究可改善我们的生活。下列描述错误的是A．纳米晶体会有不同于大块晶体的特性，主要原因是晶体的表面积增大B．用X射线衍射摄取石英玻璃和水晶的粉末得到的图谱是相同的C．超分子具有分子识别与自组装的特征D．等离子体和离子液体都具有良好的导电性4．晶体内微粒总是按周期性规律重复排列，反映其结构特点的基本重复单位为晶胞，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成。以下是某些晶体的局部结构，可做为晶胞的是A． (都在顶点) B． (在顶点和面心)C． (在顶点和面心) D． (在顶点和体心)5．晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是A．每个晶胞中含有8个K、6个O、1个1B．的空间构型为四面体形C．与K紧邻的O的个数为6个D．在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置6．二氧化硅晶体是立体网状结构，其结构如图所示。下列关于二氧化硅晶体的说法不正确的是A．晶体中每个硅原子与4个氧原子相连B．晶体中硅、氧原子个数比为C．晶体中最小环上的原子数为8D．晶体中硅、氧原子最外层都满足8电子结构7．F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易与水反应。其中6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是黑球表示氙原子白球表示氟原子A．XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构B．某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示，可推知其化学式为XeF6C．XeF4按已知方式水解，每生成2molXe转移8mol电子D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，将重新生成Xe和F28．钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是A．元素钛在元素周期表中的位置为第四周期V B族B．Co2+的基态核外电子排布式为1s2 2s2 2p63s2 3p63d54s2C．与Co2+距离最近的Ti4+有4个D．该化合物的化学式为CoTiO39．下图表示一些晶体中的某些结构，下列各项所述的数字不是4的是 A．1个晶胞平均含有个数 B．1个干冰晶胞中平均含有分子个数C．氯化铯晶体中，每个周围距离最近的个数 D．每个原子周围的O原子数目10．冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(晶胞结构如图所示)类似。下列有关冰晶胞的说法合理的是A．冰晶胞内水分子间以共价键相结合B．晶体冰与金刚石晶体硬度都很大C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似11．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是A．在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-形成为正四面体形B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2D．该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E412．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方最密堆积、面心立方最密堆积和体心立方堆积，如图a、b、c分别代表这三种堆积方式的结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶913．晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，棱长为0.446nm，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，如图所示。下列叙述错误的是A．基态K原子的核外电子排布式为：B．碘酸钾中含有离子键和共价键C．与O原子紧邻的I原子有2个D．晶体中K原子与O原子间的最短距离约为0.631nm二、多选题14．元素X的某价态离子中所有电子正好充满K、L、M三个能层，它与形成的晶体晶胞结构如图所示。下列说法错误的是A．X元素的原子序数是19B．该晶体中阳离子与阴离子个数比为3：2C．中D．晶体中每个周围有2个等距离且最近的15．高压不仅会引发物质的相变，还会导致新类型化学键的形成。如图所示，M、N、P为Na与FeCl2在50~300GPa的高压下反应生成的不同晶体晶胞，下列说法错误的是A．三种晶胞的化学式均为NaClB．晶胞M中与Na原子距离最近且等距的Cl原子有12个C．晶胞M、N、P中所含Cl原子的个数之比为3∶1∶1D．2号的原子坐标为(，，)三、填空题16．锌、铁及其化合物在日常生活中应用广泛。(1)硒化锌的晶胞结构如图所示，硒化锌的化学式为___________，若晶胞的边长为，则硒化锌晶体的密度为___________(不需要化简，，设为阿伏加德罗常数的值)。(2)铁的晶胞结构如图所示，若该晶体的密度是，则两个最近的Fe原子间的距离为___________cm(设为阿伏加德罗常数的值)。17．(1)一个晶胞见图中，Cu原子的数目为_______。(2)一种Pt，Co金属间化合物可作为质子交换膜燃料电池的催化剂，其晶胞结构如图所示，该金属间化合物的化学式为_______。(3)室温下，与液氨混合并加入Cu可制得一种黑绿色晶体。黑绿色晶体的晶胞如图所示，写出该晶体的化学式_______。(4)如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图白球均在六棱柱内，则该晶体物质的化学式可表示为_______。四、结构与性质18．我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(用R代表)。回答下列问题：(1)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_______，不同之处为_______(填标号)。A．中心原子的杂化轨道类型    B．中心原子的价层电子对数        C．立体结构        D．共价键类型(2)中阴离子中的σ键总数为_______个。分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则中的大键应表示为_______。(3)图中虚线代表氢键，其表示式为、_______、_______。(4)R的晶体密度为，其立方晶胞参数为anm，晶胞中含有y个单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为_______。19．有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电离能，其中基态Q原子的2p轨道处于半充满状态，且与具有相同的原子数和价电子数。X为周期表前四周期中电负性最小的元素，Z的原子序数为28。请回答下列问题(答题时如需表示具体元素，请用相应的元素符号)：(1)写出的电子式：_______，基态Z原子的核外电子排布式为_______。(2)Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要原因有_______、_______。(3)化合物甲由T、X两元素组成，其晶胞如下图所示，则甲的化学式为_______。(4)化合物乙的晶胞如下图所示，乙由E、Q两元素组成，硬度超过金刚石。①乙的晶体类型为_______，其硬度超过金刚石的原因是_______。②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为_______。参考答案：1．D【详解】A．玻璃属于混合物，不是晶体，选项A错误；B．晶体形成后，其结构是有序性和可复制性，所以即使是粉末，其微观结构也是晶体的有序结构，选项B错误；C．晶胞的顶点、棱上、面上的离子均为多个晶胞共用，选项C错误；D．晶体的自范性能使结构有缺损的晶体结构在适当的环境中恢复晶体完整，选项D正确；答案选D。2．C【详解】A．NaCl中只有离子键，NaOH中有离子键和极性共价键，两者都是离子晶体，A不符合题意；B．SiO2、SO2中都只有极性共价键，SiO2是共价晶体，SO2是分子晶体，B不符合题意；C．Na2CO3、KClO3中都含有离子键和极性共价键，二者都是离子晶体，C符合题意；D．H2O2中含有极性共价键和非极性共价键，Na2O2中含有离子键和非极性共价键，H2O2是分子晶体，Na2O2是离子晶体，D不符合题意；故选C。3．B【详解】A．纳米晶体的表面积更大，因此有不同于大块晶体的特性，A正确；B．石英玻璃为非晶态SiO2，水晶为晶态SiO2，二者研成粉末摄取的X射线衍射图谱不相同，B错误；C．分子识别与自组装是超分子的特征，C正确；D．等离子体和离子液体都具有良好的导电性，D正确；故答案为B。4．B【详解】按照题意，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成，是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所有晶胞平行排列，取向相同。由此可知，平移后，重合位置的原子相同。A．不管是左右或上下平移时，大圆表示的原子和小圆表示的原子位置重合，但不是同一种原子，因此该结构不能作为晶胞，A错误；B．不管是上下平移还是左右平移，各原子都可以与相同的原子重叠，可平移无隙并置得到晶体，因此该结构可以作为晶胞，B正确；C．上下平移时，位于面心的两个不同的原子位置会重合，因此该结构不能作为晶胞，C错误；D．该结构平移时会存在空隙，因此不能作为晶胞，D错误；答案选B。5．D【详解】A．K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，I位于晶胞的体内，故每个晶胞中含有1个K、3个O、1个I，A错误；B．中I的价层电子对数为，I采取杂化，则的空间构型为三角锥形，B错误；C．O位于面心，K位于顶点，与K紧邻的O的个数为12个，C错误；D．在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为，O位于棱心位置，每个棱为4个晶胞共有O个数为，K的个数为1，应位于体心位置，D正确；故选D。6．C【详解】A．由二氧化硅晶体结构图可知，每个硅原子连有4个氧原子，A正确；B．每个硅原子连有4个氧原子，每个氧原子连有2个硅原子，硅原子、氧原子个数比为，B正确；C．晶体中最小环上含有6个硅原子和6个氧原子，最小环上的原子总数为12，C错误；D．晶体中每个硅原子形成四对共用电子对，每个氧原子形成两对共用电子对，二者都满足最外层8电子结构，D正确；故答案选C。7．C【详解】A．Xe原子已经达到8电子稳定，故XeF2各原子不可能具有8电子稳定结构，A不正确；B．根据平行六面体规律：Xe为8×＋1=2，F为8×＋2=4，故该晶体的化学式为XeF2，B不正确；C．由于F的非金属性最强，在XeF4中Xe的化合价为＋4价，生成2molXe转移电子数为8mol，C正确；D．F2有强的氧化性，能够与水反应，故XeF2与水反应不可能生成F2，D不正确；故选C。8．D【详解】A．元素钛在元素周期表中的位置为第四周期 IV B族，A错误；B．Co原子失去最外层的两个电子形成Co2+，故Co2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，B错误；C．由图可知，与Co2+距离最近的Ti4+有8个，C错误；D．该晶胞中，Co2+的个数为1，Ti4+的个数为8×=1，O2-的个数为6×=3，则该化合物的化学式为CoTiO3，D正确；故选D。9．C【详解】A．氧化亚铁晶胞中O2-数目×12+1=4，A不符合题意；B．1个干冰晶胞中平均含有CO2分子个数×8+×6=4，B不符合题意；C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围距离最近的Cl-个数是8，C符合题意；D．在二氧化硅晶体结构中，一个硅原子与四个氧原子形成Si-O键，D不符合题意；故选C。10．D【详解】A．冰晶胞内水分子间以氢键相结合，A错误；B．晶体冰为分子晶体，硬度很小；金刚石为原子晶体，硬度很大，B错误；C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，不是σ键，C错误；D．水分子中氧原子和金刚石中碳原子均为sp3杂化，水分子中氧原子与2个氢原子结合后还有2对孤电子对，可以与另外2个水分子中氢原子形成氢键，故每个水分子与相邻4个水分子形成4个氢键，导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似，D正确；故选D。11．A【详解】A．据图可知距Na+最近的Cl-位于棱心和体心，共6个，形成正八面体，A错误；B．Ca2+位于晶胞的顶点和面心，根据均摊法，个数为=4，B正确；C．金刚石中每个C原子形成4个共价键，每个共价键被两个碳原子共用，所以每个碳原子具有2个共价键，即碳原子与碳碳键个数的比为1：2，C正确；D．该物质由分子构成，据图可知每个分子含有4个F原子，4个E原子，所以分子式为E4F4或F4E4，D正确；综上所述答案为A。12．A【详解】a中原子个数=12×+2×+3=6，b中原子个数=8×+6×=4，c中原子个数=1+8×=2，所以其原子个数比是6∶4∶2=3∶2∶1，故选A。13．D【详解】A．K元素位于第四周期ⅠA族，原子序数为19，因此基态K原子的核外电子排布式为，故A说法正确；B．碘酸钾是由K+和构成，K+和间存在离子键，I和O之间存在极性共价键，故B说法正确；C．根据晶胞，氧元素位于晶胞的面心，I位于晶胞体心，与O紧邻的I原子个数为2，故C说法正确；D．根据晶胞模型，K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，因此K原子和O原子间的最短距离应是面对角线的一半，面对角线的长度为×0.446nm，即K原子和O原子间的最短距离是≈0.315nm，故D说法错误；答案为D。14．AB【详解】A．从“元素X的某价态离子中所有电子正好充满K、L、M三个能层”可知，中共有28个电子，A项错误；B．图中位于每条棱的中点，一个晶胞拥有X的个数为，位于顶点，一个晶胞拥有的个数为，阳离子与阴离子个数比为3：1，B项错误；C．该物质的化学式为，故X显价，C项正确；D．的配位数为2，D项正确；故选：AB。15．AC【分析】根据晶胞中实际含有的原子计算方法：均摊法进行计算后判断化学式及计算实际含有的原子个数；利用面心晶胞中的配位数判断距离最近的原子个数；根据坐标的表示，利用投影法判断原子在三维坐标中的坐标；【详解】A．M中黑点是钠原子，白点是氯原子，利用均摊法进行计算钠原子实际含有数：；氯原子实际含有数：；故化学式为NaCl3，故A不正确； B．晶胞M中Na原子在立方体的顶点，氯原子在面心，每个面心中都有1个氯与钠距离最近，故与钠距离最近的且等距的Cl原子有12个，故B正确；C．晶胞M中实际含有的氯原子数为：，晶胞N中实际含有的氯原子数为：；晶胞P中实际含有的Cl原子数为：，故三个晶胞实际含有氯原子数之比为：6:2:1，故C不正确；D．P中2号原子的根据三维坐标的表示判断，其坐标为(，，)；故D正确；故选答案AC；【点睛】此题考查晶胞中原子数的计算，注意晶胞类型，根据夹角判断均摊的公式。16．(1) (2)【详解】（1）观察硒化锌的晶胞结构可知，每个锌离子与四个硒离子成键，1个晶胞中硒离子数为，锌离子数为4，则硒化锌的化学式为；一个晶胞中含有4个“”，其质量为，体积为，密度为；（2）若该晶体的密度是，设晶胞的边长为，则两个最近的Fe原子间的距离为，根据均摊法可知一个晶胞中含有的铁原子数为，则，解得，故两个最近的Fe原子间的距离为。17． 4 【详解】(1)白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数8×+1=2，黑球全部位于晶胞内部，属于该晶晶胞的个数为4，化学式为Cu2O，因此白球为O原子，黑球为Cu原子，即Cu原子的数目为4，故答案为4。(2)由图可知，Pt位于面心，该晶胞中Pt的数目为3，Co位于顶点，该晶胞中Co的数目为数目为1，所以化学式为Pt3Co，故答案为：Pt3Co。(3)由晶胞图可知，该晶胞中含Cu原子个数为12×=3，含N原子个数为8×=1，则N、Cu原子个数之比为1：3，故该晶体化学式为Cu3N，故答案为Cu3N。(4)由晶体的结构示意图可知：白球代表Bi原子，且均在六棱柱内，所以Bi为6个。黑球代表Mn原子，个数为12×+2×+1+6×=6(个)，二者的原子个数比为1：1，则该晶体物质的化学式可表示为MnBi，故答案为MnBi。18．(1) ABD C(2) 5 (3) (4)(或)【详解】（1）中键数为3，中心原子孤电子对数为，价层电子对数为4，杂化轨道类型为，立体结构为三角锥形；中键数为4，中心原子孤电子对数为，价层电子对数为4，杂化轨道类型为，立体结构为正四面体形；和中均含极性共价键和配位键，故两种阳离子的相同之处为A、B、D，不同之处为C。（2）由图中的结构可知中的键数为5；中的5个原子参与形成大键，每个原子中参与形成大键的电子数为1(孤电子对不参与)，故参与形成大键的电子数为，中大键应表示为。（3）当H与N、O、F相连时，可以与相邻分子的N、O、F相连，所以还可以形成的氢键有：和；（4）晶体的密度为，晶胞的体积为，晶胞的质量为，则，。19．(1) (2) 这两种氢化物均为极性分子 分子之间能形成氢键(3)(4) 共价晶体 键的键长小于键，键能大于键 【分析】由题意知，X为周期表前四周期中电负性最小的元素，则X为K元素；Z的原子序数为28，则Z为Ni元素；E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，且第一电离能I1(E)