高中鲁科版 (2019)第3章 不同聚集状态的物质与性质第1节 认识晶体随堂练习题

认识晶体

　　　　　　　 (40分钟　70分)

一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)

1.(2020·三门峡高二检测) 下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是 (　　)

A.具有规则几何外形的固体均为晶体

B.晶体具有各向异性,非晶体没有各向异性

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

【解析】选B。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,因此,A、D选项错误。组成晶体的粒子在三维空间呈现周期性有序排列,因此,晶体研碎成小的颗粒仍然是晶体,所以C项错误。各向异性是区别晶体和非晶体的一个重要特征,B项正确。

2.根据下列晶体的晶胞结构,判断化学式正确的是 (　　)

【解析】选C。A选项中A微粒处于晶胞体心,完全为该晶胞所有,B微粒处于立方体的8个顶角上,每个B微粒为8个晶胞共有,平均一个晶胞中含有B微粒的个数为8×=1,A、B微粒个数的最简整数比为1∶1,化学式应为AB;B选项中E、F都位于顶角,各有4×=属于该晶胞,则该晶胞中所含E、F个数的最简整数比为1∶1,化学式为EF;C选项中属于该晶胞的X微粒(位于体心)1个,Y微粒(面心)6×=3个,Z微粒(顶点)8×=1个,最简整数比为1∶3∶1,化学式为XY3Z;D选项中A微粒位于晶胞面心和顶角,B微粒位于晶胞的体心和棱上,则该晶胞中A、B的个数比为(6×+8×)∶(1+12×)=4∶4=1∶1,化学式为AB。

3.(2020·苏州高二检测) 下表列出了有关晶体的知识,其中错误的是 (　　)

【解析】选B。干冰为分子晶体,构成微粒为分子,微粒间作用力为范德华力。

4.许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在,而一种晶体又可视作由若干相同的基本结构单元构成,这些基本结构单元在结构化学中被称晶胞。已知某化合物是钙、钛、氧三种元素组成的晶体,其晶胞结构如图所示,则该物质的化学式为              (　　)

A.Ca4TiO3　　　　　　　 B.Ca4TiO6

C.CaTiO3      D.Ca8TiO12

【解析】选C。晶胞中微粒数目:Ca为1,Ti为8×=1,O为12×=3,则化学式为CaTiO3。

5.(2020·金华高二检测) 硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图是该化合物的晶体结构单元: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可表示为              (　　)

A.MgB    B.MgB2

C.Mg2B    D.Mg3B2

【解析】选B。正六棱柱的顶点上的镁原子被6个晶胞共用,棱柱的上下面上的镁原子被2个晶胞共用,1个晶胞中含有镁原子的个数:12×+2×=3,6个硼原子位于棱柱内,完全属于该晶胞,N(Mg)∶N(B)=3∶6=1∶2。

6.(2020·苏州高二检测) 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(其氧化性依次增强),都极易与水反应。已知6XeF4+12H2O2XeO3+4Xe↑+24HF+3O2↑,下列推测正确的是              (　　)

A.XeF2分子中各原子均达到8电子的稳定结构

B.某种氟化氙晶体的基本结构单元如图所示,可推知其化学式为XeF6

C.XeF4与水反应时,每生成2 mol Xe转移8 mol 电子

D.XeF2加入水中,在水的作用下,将生成Xe和F2

【解析】选C。A项,Xe原子已经达到8电子稳定结构,故XeF2分子中各原子不可能均具有8电子稳定结构;B项,该晶体中Xe原子的个数为8×+1=2,F原子的个数为8×+2=4,故该晶体的化学式为XeF2;C项,由于F的非金属性最强,在XeF4中Xe的化合价为+4,生成2 mol Xe转移电子8 mol;D项,F2有强氧化性,能够与水反应,故XeF2与水反应不可能生成F2。

7.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,a、b、c分别代表这三种晶胞的结构,其晶胞a、b、c内金属原子个数比为              (　　)

A.3∶2∶1   B.11∶8∶4

C.9∶8∶4   D.21∶14∶9

【解析】选A。a晶胞中,顶点的微粒被6个晶胞共用,所以a中原子个数为12×+2×+3=6;b中原子个数为8×+6×=4;c中原子个数为8×+1=2。

二、非选择题(本题包括2小题,共28分)

8.(16分)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______________,属于________变化。 

【解析】(1)把小烧杯放在石棉网上加热,碘单质加热易升华为碘蒸气,在表面皿上加少量冷水可冷却碘蒸气;(2)碘单质升华后在烧杯中充满紫色的蒸气,蒸气冷却后在表面皿上有紫黑色的晶体;(3)在表面皿上碘是晶体;(4)获得晶体的途径有三种:熔融态物质凝固,气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华),溶质从溶液中析出(结晶)。

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　物理

9.(12分)(2020·西安高二检测)石墨的片层结构如图所示,试回答:

(1)平均________个碳原子构成一个正六边形。 

(2)石墨晶体每一层内碳原子数与碳碳化学键之比是________。 

(3)n g碳原子可构成________个正六边形。 

【解析】(1)方法1:利用点与面之间的关系,平均每个正六边形需碳原子:6×1/3=2(个)。

方法2:每个碳原子提供的边数为3×1/2=1.5,故(6×1/2)/1.5=2(个)。

(2)分析每一个正六边形:①所占的碳原子数为6×1/3=2;

②所占的C—C键数为6×1/2=3,故二者之比为2∶3。

(3)n g碳原子数为NA,故可构成个正六边形。

答案:(1)2　(2)2∶3　(3)(NA·n)/24

　　　　　　　 (20分钟　30分)

一、选择题(本题包括2小题,每小题4分,共8分)

10.(2020·大连高二检测)某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是 (　　)

A.3∶9∶4   B.1∶4∶2

C.2∶9∶4   D.3∶8∶4

【解析】选B。该晶体中含A原子个数为6×=,B原子个数为6×+3×=2,C原子个数为1;则A、B、C的个数比为∶2∶1=1∶4∶2。

11.晶体是内部微粒(分子、离子或原子等)在空间有规则排列、具有整齐外形、以多面体出现的固体物质。在晶体空间里无限地周期性重复的具有代表性的最小单元,称为晶胞。一种Al-Fe合金的晶胞如图所示。则该合金的化学式为              (　　)

A.Fe2Al    B.FeAl

C.Fe3Al2    D.Fe2Al3

【解析】选A。立方体有8个顶点,每个顶点被8个晶胞所共有,每个晶胞占有其;面心上的每个原子被2个晶胞所共有,每个晶胞占有其;棱上共12个原子,每个原子被4个晶胞所共有,每个晶胞占有其;体心还有一个铁原子,故铁原子数为8×+6×+12×+1=8;铝原子都在晶胞内部,共4个。所以铁、铝原子个数比为2∶1,化学式为Fe2Al。

二、非选择题(本题包括2小题,共22分)

12.(10分)(2020·衡水高二检测) 根据图示,回答下列问题:

(1)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如图Ⅰ所示。该合金的化学式为________。 

(2)葡萄糖与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成砖红色Cu2O沉淀。在1个Cu2O晶胞中(结构如图Ⅱ所示),所包含的Cu原子数目为________;每个氧原子与____个铜原子配位。 

(3)硒化铷晶体晶胞结构如图Ⅲ所示。每个晶胞中包含________个Rb2Se单元,其中Se2-周围与它距离最近且相等的Rb+的数目为________。 

【解析】(1)每个晶胞中含有La为8×=1个,Ni为1+8×=5个,该合金的化学式为LaNi5。

(2)图Ⅱ中每个晶胞中含有黑球代表的微粒为4个,白球代表的微粒为1+8×=2个,所以黑球代表Cu原子,白球代表氧原子,每个氧原子(白球)周围有4个Cu原子(黑球)。

(3)每个晶胞中含有Rb+8个,即白球8个;每个晶胞中含有Se2-为6×+8×=4个,即黑球4个,所以每个晶胞中含有4个Rb2Se单元;Se2-周围与它距离最近且相等的Rb+的数目为8个。

答案:(1)LaNi5　(2)4　4　(3)4　8

13.(12分)(2020·南宁高二检测)下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。

(1)请写出元素d的基态原子的电子排布式:________________。 

(2)b的氧化物中b与氧之间的共价键类型是__, 

其中b原子的杂化方式是________________。 

(3)a的单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。

若已知a元素原子的半径为d,NA代表阿伏加德罗常数,a元素原子的摩尔质量为M,则1个晶胞中a原子的数目为________,该晶体的密度为__ 

(用字母表示)。

【解析】(1)根据d在元素周期表中的位置可知,元素d为Cr,其3d轨道半充满时更稳定,Cr的基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)SiO2中Si原子与相邻的4个O原子形成正四面体结构,其中Si原子的杂化方式是sp3杂化。(3)1个晶胞中a原子的数目为8×+6×=4;该晶胞的质量m=4×,该晶胞的体积V=(4d×)3=16d3,则晶胞密度ρ==。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)

(2)σ键(或极性共价键)　sp3杂化

(3)4