高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第1节 认识晶体免费随堂练习题

认识晶体

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．下列叙述中，不正确的是(　　)

A．具有规则几何外形的固体一定是晶体

B．晶体内部粒子按一定的规律周期性重复排列

C．具有各向异性的固体一定是晶体

D．依据构成微粒的作用力不同可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体

【解析】　有些人工加工而成的固体也具有规则几何外形和高度对称性，所以A选项错误；晶体所具有的规则几何外形、各向异性和特定的对称性是其内部微粒规律性排列的外部反映，因此B、C选项正确；晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体的依据是构成晶体的微粒及微粒间的相互作用力，因此D选项正确。

【答案】　A

2．下列关于晶体与非晶体的说法正确的是(　　)

A．晶体一定比非晶体的熔点高

B．晶体有自范性但排列无序

C．非晶体无自范性而且排列无序

D．固体SiO2一定是晶体

【解析】　非晶体无固定熔沸点，A错；二氧化硅有非晶态二氧化硅和晶态二氧化硅，D错。

【答案】　C

3．多数晶体中的微观粒子服从紧密堆积原理的根本原因是(　　)

A．便于形成规则的几何外形

B．微观粒子结合得越紧密，体系总能量越低，体系就越稳定

C．便于使晶体具有对称性

D．为了使晶体具有各向异性

【解析】　能量越低物质越稳定。

【答案】　B

4．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是(　　)

A．测定熔点、沸点

B．观察外形

C．对固体进行X射线衍射实验

D．通过比较硬度确定

【解析】　从外形和某些物理性质可以初步鉴别晶体和非晶体，但并不一定可靠。区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，所以只有C选项正确。

【答案】　C

5．金属晶体、离子晶体和分子晶体采取密堆积方式的原因是(　　)

A．构成晶体的微粒均可视为圆球

B．金属键、离子键、分子间作用力均无饱和性和方向性

C．三种晶体的构成微粒相同

D．三种晶体的构成微粒多少及相互作用力相同

【解析】　金属键、离子键、分子间作用力均无方向性和饱和性，趋向于使原子、离子或分子吸引尽可能多的其他原子、离子或分子分布于周围并以密堆积的方式降低体系的能量使体系变得较稳定。

【答案】　B

6．下列说法中错误的是(　　)

A．分子晶体中范德华力没有方向性和饱和性，所以分子晶体一般都采用密堆积，但要受到分子形状的影响

B．分子晶体一般都是非等径圆球的密堆积

C．由于共价键的方向性和饱和性，原子晶体堆积的紧密程度，大大降低

D．金属晶体采用非等径圆球的密堆积

【解析】　由于离子键、分子间作用力、金属键都没有方向性和饱和性，所以离子晶体、分子晶体、金属晶体都尽可能地采用密堆积形式，而分子晶体的堆积方式要受分子本身形状的影响。分子晶体遵循非等径圆球的密堆积，金属晶体遵循等径圆球的密堆积。

【答案】　D

7．下列有关晶胞的叙述，正确的是(　　)

A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元

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属于该晶胞

D．A3型最密堆积由一个晶胞构成

【解析】　晶胞有六方晶胞、面心立方晶胞等，B不正确；晶胞中的一个粒子可能被几个晶胞共用，C不正确；A3型最密堆积由3个晶胞构成，D不正确；故选A。

【答案】　A

8．图为高温超导领域里的一种化合物(钙钛矿)结构中的最小重复单元。该化合物中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有a个，元素氧、钛、钙的原子个数比为b。则a、b是(　　)

A．6　3∶1∶1 B．24　10∶8∶1

C．12　5∶4∶1 D．3　3∶2∶1

【解析】　钛处于晶胞的顶点，同在晶胞顶点上相邻的钛相距最近。发挥空间想象能力，以一个顶点为中心，以棱长作延长线，可以得出钛离子周围与它接近且距离相等的钛离子有6个，该晶胞内含氧原子数目为：12×＝3，含钛原子数目为：8×＝1，一个钙原子在晶胞内，所以元素氧、钛、钙的原子个数比为3∶1∶1。

【答案】　A

9．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，其对应的化学式是XY的是(图中：o－X，－Y)(　　)

【解析】　根据顶点、棱上、面上、体心和其他处于立方体内部的原子对晶胞的贡献分别为、、、1，求出X、Y的数目之比，其化学式分别为XY、X3Y、XY4、XY4。

【答案】　A

10．(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______________；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

【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

11．如下图所示的甲、乙、丙三种晶体：

甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　丙

试写出：

(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。

(2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。

(3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________个。

【解析】　明确由晶胞构成的晶体，其化学式不是表示一个分子中含有多少个原子，而是表示每个晶胞中平均含有各类原子的个数，即各类原子的最简个数比。解答这类习题，通常采用切割法。切割法的根本原则是：晶胞任意位置上的一个原子如果是被x个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。只要掌握晶体立方体中微粒实际占有“份额”规律：顶点微粒在立方体中实占，立方体面上微粒实占，立方体棱边上微粒实占，立方体内部微粒按有1算1统计。甲中X位于立方体体心，算做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。乙中A占有：×8＝1个，B占有：×6＝3个，C占有1个，由此推出A∶B∶C＝1∶3∶1。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。

【答案】　(1)X2Y　(2)1∶3∶1　(3)8

12．现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞(甲中X处于晶胞的中心，乙中A处于晶胞的中心)，可推知：甲晶体中X与Y的个数比是________，乙中A与B的个数比是________，丙晶胞中有________个C离子，有________个D离子。

甲　　　　　　　　乙　　　　　　　丙

甲晶体的化学式是________(X为阳离子)。丙晶胞中距离C离子等距离且最近的D离子有________个。

【解析】　根据切割法：甲中体心X为1，顶点Y为×6，所以X∶Y＝1∶＝4∶3；同理可计算出乙、丙中微粒个数及其比值。丙晶胞中有C离子为1＋12×＝4，丙晶胞中有D离子为6×＋8×＝4。

由于甲晶体中两种微粒的个数之比为4∶3X为阳离子，因此该晶体的化学式为X4Y3。以体心位置的C离子为例，与它等距离且最近的D离子应该在晶胞中六个面的面心位置，共六个。

【答案】　4∶3　1∶1　4　4　X4Y3　6

[能力提升]

13．对于A1型密堆积的描述错误的是(　　)

A．A1型密堆积晶体的晶胞也叫面心立方晶胞

B．面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个原子

C．平均每个面心立方晶胞中有14个原子

D．平均每个面心立方晶胞中有4个原子

【解析】　如图为A1型密堆积晶体的晶胞，它为面心立方晶胞，面心和顶点上各有1个原子故A、B均正确，平均每个面心立方晶胞中所拥有的原子个数为：8×＋6×＝4个，故D正确。

【答案】　C

14．铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4＋处于立方晶胞顶角，Ba2＋处于晶胞中心，O2－处于晶胞棱边中心，则该化合物的化学式为(　　)

A．BaPbO3 B．BaPb2O3

C．BaPbO D．BaPbO4

【解析】　1个晶胞中有1个Ba2＋，Pb4＋的个数为8×＝1，O2－的个数为12×＝3，故化学式为BaPbO3。

【答案】　A

15．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(　　)

【导学号：66240025】

A．3∶9∶4

B．1∶4∶2

C．2∶9∶4

D．3∶8∶4

【解析】　由图示知，A原子被12个晶胞所用。上下表面的棱上的B原子被4个晶胞所用，侧棱上的B原子被6个晶胞所用，A粒子数为6×＝；B粒子数为6×＋3×＝2；C粒子数为1。故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。

【答案】　B

16．金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共用(如图所示)。金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量。

(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。

(2)如果金原子是钢性球且面对角线上三个小球两两相切，那么一个晶胞的体积为________。

(3)金晶体的密度是________。

【解析】　(1)由晶胞构型可知，每个金晶胞中金原子数为：8×＋6×＝4。

(2)由A1型密堆积模型知，面对角线上三个小球相切，根据小球直径求算出立方体的棱长为2d×，则每个晶胞体积为：(×2d)3＝2d3。

(3)每个晶胞质量为，故金的密度为：＝。

【答案】　(1)4　(2)2d3　(3)