选修3 物质结构与性质第三章 晶体结构与性质第一节 晶体的常识练习题

第三章　第一节

基础巩固

一、选择题

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中正确的是(　　)

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．玻璃态水能使X射线产生衍射

2．下列途径不能得到晶体的是(　　)

A．熔融态物质快速冷却    B．熔融态物质凝固    C．气态物质凝华    D．溶质从溶液中析出

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(　　)

A．a是晶体      B．b是晶体 

    C．a是非晶体    D．无法判断a是不是晶体

4．晶体与非晶体的本质区别是(　　)

A．晶体具有各向异性，而非晶体具有各向同性    B．晶体具有自范性，而非晶体没有自范性

C．晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点

D．晶体能使X－射线产生衍射，而非晶体则不能

5．下列叙述正确的是(　　)

A．固体SiO2一定是晶体       B．晶体有固定的组成，非晶体没有固定的组成

C．晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列      D．冰和固体碘晶体中相互作用力相同

6．下列现象表现为晶体的自范性的是(　　)

A．NaCl溶于水   B．KMnO4受热分解    C．不规则的晶体能生长成规则的 D．碘升华

7．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．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

C．石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点

D．蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同

8．将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后(温度不变)，发现缺角的晶体变完整了。若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是(　　)

A．晶体质量减小，溶液质量变大 B．晶体质量变大，溶液质量减小

C．晶体和溶液质量都不变 D．无法确定

9.白磷分子如图所示：则31 g白磷分子中存在的共价键数目为(　　)

A．4NA　　　B．NA          C．1.5NA　　　D．0.25NA

二、非选择题

10．在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象。

(1)在表面皿上加少量冷水的作用是________________________。

(2)观察到的实验现象是____________________________________________________。

(3)在表面皿上碘是________。(填“晶体”或“非晶体”)

(4)这种方法是________，制取晶体的方法还有________、________。

能力提升

一、选择题

1．下列说法正确的是(　　)

A．玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的晶体    B．水玻璃在空气中不可能变浑浊

C．水泥在空气和水中均可以硬化                     D．制光导纤维的重要原料是玻璃

2.某晶体的一部分为正三棱锥，如下图所示，该晶体的化学式可能是(　　)

A．A2B9C4        B．A3B9C4       C．AB4C2       D．A3B8C4

3．纳米材料的表面微粒占总微粒数的比例极大，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开头恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如上图所示)，则这种纳米颗粒的表面微粒数与总微粒数的比值为(　　)

A．78      B．1314      C．2425     D．2627

4．已知CsCl晶体的密度为ρ g/cm3，NA为阿伏加德罗常数，晶体中相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，如下图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为(　　)

A．NA·a3·ρ       B．      C.      D．

5．NaCl晶体的晶胞如图，已知氯化钠的摩尔质量为M g·mol－1，晶体中最邻近的钠离子和氯离子中心间的距离为a cm，晶体的密度为b g·cm－3。则下列叙述正确的是(　　)

    A．每个Na＋周围最近且等距离的Cl－所围成的空间构型为正六面体

B．每个Na＋周围最近且等距离的Na＋有6个

C．阿伏加德罗常数NA的值可表示为    D．阿伏加德罗常数NA的值可表示为

6．测知氯化钠晶体中相邻的Na＋与Cl－的距离为a cm，该晶体密度为d g·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为(　　)

A.      B．       C. D．

二、非选择题

7．如下图所示的甲、乙、丙三种晶体：试写出：

(1)甲晶体的化学式(X为阳离子)为________。

(2)乙晶体中A、B、C三种粒子的个数比是________。

(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________个。

8．某离子晶体晶胞结构如图所示，()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与一个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________。

9．食盐晶体是由钠离子和氯离子组成的，且均为等距离的交错排列，如图所示。已知食盐的密度是2.2 g/cm3，阿伏加德罗常数为6.02×1023/mol。在食盐晶体中两个距离最近的钠离子间的距离最接近于多少厘米？(保留整数)

第三章　第一节  答案

基础巩固

一、选择题

1．C  解析：玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构，故玻璃态水不是晶体，不能使X射线产生衍射；因密度与普通水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。

2．A  解析：得到晶体的三个途径是：①溶质从溶液中析出，②气态物质凝华，③熔融态物质凝固。所以B、C、D选项中的措施可以得到晶体。晶体表现自范性是需要一定条件的，即晶体生成的速率要适当，因此熔融态物质快速冷却时不能得到晶体，所以选择A项。

3．A  解析：由图可知，a具有固定的熔点，b不具有固定的熔点，因此a是晶体，b是非晶体。

4．B  解析：易将晶体与非晶体的本质区别及性质区别混为一谈。晶体与非晶体的性质差异是二者本质区别的外在表现。晶体具有自范性(本质)，而晶体的性质是有固定的熔、沸点，能使X－射线产生衍射等。分析此类问题时，要分析晶体、非晶体的本质与性质，采用辩证的观点分析问题。同时也要注意不能用固体是否有规则的几何外形来判断其是否为晶体。

5．C  解析：从晶体与非晶体的本质差异上来判断。固体SiO2有晶体和无定形两类，A项错误；非晶体如玻璃同样有固定的组成，B项错误；晶体的特殊性质都是其内部微粒按一定规律周期性排列的结果，C项正确；冰中微粒间的作用力除范德华力外还存在氢键，而碘晶体微粒间仅存在范德华力，D项错误。

6．C  解析：晶体的自范性指的是能自发地呈现多面体外形的性质。

7．B  解析：A项，将饱和CuSO4溶液降温，可析出胆矾，胆矾属于晶体。B项，一般宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以根据有无刻痕来鉴别。C项，非晶体没有固定的熔点。D项，由于晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一些差异。

8．C  解析：胆矾晶体具有自范性，有自发形成规则几何外形的性质，由于原溶液为饱和溶液，因此胆矾晶体与CuSO4饱和溶液间存在着溶解结晶平衡，在整个过程中晶体和溶液的质量都不发生变化。

9.C  解析：31 g白磷(P4)为0.25 mol，每个白磷分子中含有6 mol P－P键，故31 g白磷中所含P－P键的物质的量为0.25 mol×6＝1.5 mol。

二、非选择题

10．答案：(1)冷却碘蒸气　(2)烧杯中充满紫色的蒸气，在表面皿上有紫黑色的晶体　(3)晶体　(4)凝华　熔融态物质的凝固　结晶

解析：获得晶体有3个途径：熔融态物质凝固；气态物质冷却不经液态直接凝固(物理上称为凝华)；溶质从溶液中析出。

11.答案：(1)2　(2)2 ：3

解析：(1)在同一层上，每个碳原子为3个正六边形共有，平均每个正六边形占有该碳原子的1/3。一个正六边形有这样的碳原子6个，则一个正六边形共占有6×1/3＝2(个)碳原子。

(2)因为一个C－C键为两个正六边形共有，所以每个正六边形占有C－C键的1/2，一个正六边形共占有C－C键6×1/2＝3(个)。因此，每一层上碳原子数与C－C键数目之比为23。

还可以根据每条C－C键为2个碳原子共有，每个碳原子分占C－C键的1/2，因此，碳原子数目与C－C键数目之比为1 ：3×1/2＝2 ：3。

能力提升

一、选择题

1．C   解析：玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的混合物，不是晶体，故A项错；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，在空气中发生反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，故B项错；水泥的硬化是水泥的重要性质，是复杂的物理变化和化学变化过程，故C项正确；制光导纤维的重要原料是SiO2而不是玻璃，故D项错。

2.C   解析：由晶体结构可以看出，以某一A粒子为中心可以形成12个相同的正三棱柱，故一个A为12个正三棱柱所共用，即一个正三棱柱中拥有A的数目为6×＝。同理，正三角形边上的一个B为4个三棱柱所共用，而竖棱上的一个B为6个三棱柱所共用，故一个正三棱柱中拥有B的数目为6×＋3×＝2。C位于正三棱柱的内部，故一个正三棱柱中拥有1个C。因此，该晶体中A、B、C三种粒子数之比为142。

3．D   解析：表面微粒数＝8＋6＋12＝26，总微粒数＝表面微粒数＋中心粒子数＝26＋1＝27。易出现的错误是用均摊法求各粒子数。

4．A   解析：每个晶胞中含Cs＋为8×＝1个，Cl－为1个，即一个CsCl晶胞中含有一个CsCl微粒，V＝a3，Mr＝ρ·v·NA＝ρ·a3·NA。

5．C   解析：每个Na＋周围等距离的Cl－所围成的空间构型为正八面体，A错；Na＋周围最近且等距离的同种离子有12个，故B错；1 mol NaCl的质量为M g，体积V＝cm3，一个NaCl晶胞的体积为8a3 cm3，一个晶胞含Cl－：8×＋6×＝4个，Na＋：12×＋1＝4个，即含4个NaCl,1 mol NaCl含NaCl个数：×4＝，即NA的值可表示为。

6．C  解析：一个NaCl的晶胞中所包含的Na＋与Cl－数目并不是1个而是4个，即1个NaCl晶胞的体积实际上是4个Na＋和4个Cl－共同所占的体积。由NaCl晶胞示意图可知1个Na＋与1个Cl－共同占有的体积为：

V＝×(2a cm)3＝2a3 cm3，由等式NA·d·V＝58.5可得NA＝。

二、非选择题

7．答案：(1)X2Y　(2)121　(3)8

解析：只需掌握晶体立方体中粒子实际占有“份额”的规律：顶点粒子在立方体中实占，立方体面上粒子实占，立方体棱边上粒子实占，立方体内部粒子占有1算1统计。

(1)甲中两个X原子位于立方体面心，算为1，Y位于立方体顶点，实际占有：×4＝个，X ：Y＝1＝2 ：1，所以甲的化学式为X2Y。

(2)乙中A占有：×8＝1，B占有×4＝2，C占有1个，由此推出A ：B ：C＝1 ：2 ：1。

(3)丙中D周围的E的个数与E周围D的个数相同，E周围有8个D，所以D周围有8个E。

8．答案：(1)4　8　XY2(或Y2X)　(2)12　(3)109.5°

(4)2a3ρNA g·mol－1

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：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＝109.5°。(4)每摩晶胞相当于含有0.5 mol XY2(或Y2X)，故摩尔质量可表示为M＝g·mol－1＝2a3ρNAg·mol－1。

9．答案：4×10－8cm

解析：解答本题时要注意找出给定的数据与所求量的数据之间的关系。物质的量是联系宏观物理量和微观物理量之间的纽带。即m＝ρV＝n·M＝·M。食盐晶胞属于立方体结构，所以食盐的一个晶胞中：Na＋个数为：8×1/8＋6×1/2＝4；Cl－个数为：12×1/4＋1＝4。即每个晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，即含4个NaCl结构单元，晶胞的体积就是4个NaCl结构单元的体积。设上述晶胞的边长为2a cm，其体积为8a3 cm3；又已知阿伏加德罗常数个氯化钠结构单元的体积为：(58.5/2.2)cm3。则有：

＝，解得a≈2.8×10－8。

根据晶胞结构图知，距离最近的钠离子之间的距离为晶胞的一个面的面心和顶点之间的距离，设为x，则有：

x2＝2a2，解得x≈4×10－8cm。