高中第一节 物质的聚集状态与晶体的常识优秀课堂检测

       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

课时2  晶胞 晶体结构的测定

（建议时间：25分钟）

1．有关晶体与晶胞的叙述错误的是

A．晶胞是晶体结构中的基本结构单元

B．晶体的外观规则，但是有些内部结构是无序的

C．晶胞中的各原子个数比与晶体中的相等

D．晶胞都是正六面体

【答案】BD

【解析】

A．晶体结构中重复出现的基本结构单元称为晶胞，A正确；

B．晶体的外观上具有规则的几何外形，有些内部结构是在三维空间里呈现周期性有序排列，B错误；

C．晶胞只是晶体微观空间里的基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数的晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的，古晶胞中的各原子个数比与晶体中的相等，C正确；

D．大部分晶胞是正六面体，但也有其他形状的晶胞，D错误；

故答案为：D。

2．下列有关晶胞的叙述中，正确的是。

A．晶胞是晶体结构中最小的重复单元

B．晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞

C．所有晶体都是由平行六面体无隙组合而成

D．不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同

【答案】A

【解析】

A．晶体结构中的最小重复单元是晶胞，A正确；

B．由于晶胞要无隙并置排列，必然出现相邻晶胞共用粒子的情况，B错误；

C．大部分晶体是由平行六面体形晶胞无隙并置而成，但不是所有晶体，C错误；

D．不同晶体中的晶胞形状可能相同，但晶胞的大小不相同，如果形状和大小均相同，则是同一种晶胞，D错误；

答案选A。

3．下列结构属于晶胞且对应的化学式不正确的是        (图中：●— X，○— Y)

【答案】B

【解析】

A．X个数为，Y个数为1，则化学式为XY，故A正确；

B．该物质不属于晶体，没有不能形成重复的结构，故B错误；

C．X个数为，Y个数为，则化学式为XY3，故C正确；

D．X个数为，Y个数为，则化学式为X2Y，故D正确。

综上所述，答案为B。

4．前4周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X和Y的基态原子的能级上各有两个未成对电子，Z与Y同族，W原子核内有29个质子，下列说法正确的是

A．原子半径：

B．简单气态氢化物的热稳定性：

C．元素第一电离能：

D．W元素的一种氧化物晶胞如图所示，该氧化物为

【答案】B

【解析】

X和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，则2p能级上分别有2、4电子，则X为C，Y为O；Z与Y同族，则Z为S； W原子核内有29个质子，则W为Cu，以此解题。

A．X、Y、Z分别是C、O、S，同周期越靠左半径越大，不同周期一般来说，电子层数越多半径越大，则原子半径，A错误；

B．非金属性越强，气态氢化物越稳定，即稳定性H2O>H2S，B正确；

C．同主族，越向上第一电离能越大，C错误；

D．根据晶胞结构可知，两种元素原子的个数比值为1∶2，故该氧化物为，D错误；

故选B。

5．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。因这三种元素都是常见的元素而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为(　　)

A．Mg2CNi3 B．MgC2Ni

C．MgCNi2 D．MgCNi3

【答案】D

【解析】

碳原子位于该晶胞的体心，所以该晶胞中含有1个碳原子；镁原子位于该晶胞的顶角，则该晶胞中所含镁原子数＝8×＝1；镍原子位于该晶胞的面心，则该晶胞中所含镍原子数＝6×＝3，则该晶胞中Mg、C、Ni的个数比是1∶1∶3，所以该晶体的化学式为MgCNi3，故选D。

6．下列各项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，图中：○—X，●—Y，⊗—Z。其中对应的化学式不正确的是(　　)

A　　　　　B　　　　C　　　　D

【答案】B

【解析】

A项中X、Y的位置、数目完全等同，化学式为XY，正确；B项中X、Y的个数比为1∶(8×)＝1∶1，化学式为XY，错误；C项中X的数目：4×＋1＝，Y的数目：4×＝，化学式为X3Y，正确；D项中X的数目：8×＝1，Y的数目：6×＝3，Z位于体心，数目为1，化学式为XY3Z，正确。

7．下列区别晶体和非晶体最可靠的方法是

A．观察形状 B．光谱仪测定

C．X射线衍射法 D．质谱仪测定

【答案】C

【解析】

构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来，因此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，故选C。

8．下列有关说法正确的是

A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪

B．石英玻璃和水晶的衍射图谱相同

C．通过乙酸晶体的X射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数，不能推出乙酸分子的空间结构

D．晶体的X射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定键长和键角

【答案】A

【解析】

A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，A项正确；

B．石英玻璃是非晶态二氧化硅，水晶是晶态二氧化硅，则水晶的衍射图谱中会出现分立的斑点或明锐的衍射峰，而石英玻璃的衍射图谱中不会出现分立的斑点或明锐的衍射峰，二者的衍射图谱不同，B项错误；

C．通过晶体的X射线衍射实验，可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键，确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，C项错误。

D．通过晶体的X射线衍射实验，可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键，确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，D项错误；

故选A。

9．平行六面体晶胞中粒子个数的计算。

(1)晶胞的顶角原子是_______个晶胞共用的，晶胞棱上的原子是_______个晶胞共用的，晶胞面上的原子是_______个晶胞共用的。

(2)晶胞中微粒数目的确定。

“均摊法”是计算每个晶胞平均拥有的粒子数目的常用方法。其基本理念是每个粒子被n个晶胞所共用，则该粒子有1/n属于这个晶胞。

晶胞中微粒数目的确定

①金属铜晶胞中原子个数的计算。

金属铜的一个晶胞中，位于晶胞_______的铜原子有_______个，位于_______的铜原有_______个，金属铜晶胞中所含的铜原子数为_______。

②氯化钠晶胞中所含的Na+、Cl-数。

氯化钠晶胞如图所示，其中体积较小的为_______离子(填“Na+”或“Cl-”下同)，体积较大的为_______离子，则晶胞中含_______个Na+(提示：晶胞中心还有一个Na+)和_______个Cl-。

③试计算钠、锌、碘、金刚石晶胞中含有原子的数目

金属钠的一个晶胞的原子数=_______

金属锌的一个晶胞的原子数=_______

碘的一个晶胞的原子数=_______

金刚石的一个晶胞的原子数=_______

【答案】(1)  8     4     2

(2)  面心     6     顶点     8     4     Na+     Cl-     4     4    

10．因生产金属铁的工艺和温度等因素不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，对铁晶体用X射线衍射进行测定，测得A、B两种晶胞，其晶胞结构示意图如下：

则A、B两种晶胞中含有的铁原子数分别是：___________、___________个。

【答案】     2     4

【解析】

A晶胞中铁原子在8个顶点和1个中心，则含有铁原子是8×+1=2个；B晶胞中铁原子在8个顶点和6个面心，含有铁原子为8×+6×=4个。

11．分析下图所示的甲、乙、丙三种晶体并回答有关问题：

(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。

【答案】X2Y    1:3:1    8   

【解析】

(1)根据均摊法有，甲晶体的晶胞中X的个数为1，Y的个数为，所以晶体甲的化学式为：X2Y，故答案为：X2Y；

(2)乙晶体的晶胞中A的个数为，B的个数为，C的个数为1，所以A、B、C三种粒子的根数之比为1:3:1，故答案为：1:3:1；

(3)根据晶胞结构图可知，D在晶胞的顶点上，E在晶胞的体心，因为每个晶胞的顶点可以连由8个晶胞，所以每个D周围有8个E，故答案为：8。

12.根据下列四种晶体的晶胞示意图回答问题:

(1)根据图Ⅰ分析,铜晶胞平均含有的铜原子数是________。 

(2)根据图Ⅱ分析,干冰晶胞平均含有的CO2分子数是________。 

(3)根据图Ⅲ分析,碘晶体中碘分子的排列有________种不同的方向。 

(4)根据图Ⅳ分析,晶体M的化学式可能是________。 

【答案】(1)4　(2)4　(3)2　(4)AB(或BA)

【解析】(1)铜晶胞平均含有的铜原子数为×8+×6=4。(2)干冰晶胞平均含有的CO2分子数为×8+×6=4。(3)根据碘晶胞中碘分子的排列方向可知,碘晶体中碘分子的排列有2种不同的方向。(4)晶体M的晶胞中,N(A)∶N(B)=(×8)∶1

=1∶1,故M的化学式可能为AB(或BA)。

13．(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是________。

(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为_____________________________________。

(3)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是________________，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为______________个、_______________个。

(4)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为________(填字母)。

A．Ti14C13 B．TiC

C．Ti14C4 D．Ti4C3

【答案】(1)CuCl　(2)2　BN　(3)CoTiO3　6　12　　(4)A

【解析】(1)晶胞中灰球代表的粒子数为4个，白球代表的粒子数为6×＋8×＝4个，所以化学式为CuCl。

(2)每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子个数为8×＋1＝2，灰球表示的原子个数为1＋4×＝2，所以每个晶胞中含有N原子和B原子各2个；N的电负性大于B，所以该陶瓷的化学式为BN。

(3)晶胞中含有O：6×＝3个，含Co：8×＝1个，含Ti：1个，故化学式为CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心，其周围距离最近的O原子位于6个面的中心，所以周围距离最近的O原子数目为6个；Co原子位于晶胞的顶点，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子数目为12个。

(4)由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由14个Ti原子和13个C原子构成。选项A正确。