化学第1节 认识晶体测试题

这是一份化学第1节 认识晶体测试题，共12页。试卷主要包含了关于晶体与非晶体的说法正确的是，下列有关晶胞的叙述，正确的是，446 nm，413等内容，欢迎下载使用。

1.关于晶体与非晶体的说法正确的是（ ）
A．区分晶体与非晶体最可靠的方法是比较硬度
B．凡有规则外形的物体就一定是晶体
C．一种物质不是晶体就是非晶体
D．具有各向异性的固体一定是晶体
2．区别晶体与非晶体的最科学的方法是（ ）
A．观察各向异性 B．X射线衍射实验
C．测定固定熔点 D．观察自范性
3．下列有关晶体常识的叙述错误的是（ ）
A．水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体
B．当单一波长的X射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线
C．晶体都具有自范性，自范性是晶体的本质属性
D.晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形
4．下列关于晶体性质的叙述中，不正确的是（ ）
A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形
B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果
D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
5．下列关于晶体与非晶体的说法错误的是（ ）
A．区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验
B．非晶体中微粒的排列相对无序，所以非晶体具有各向异性
C．晶体有各向异性
D．非晶体无固定熔点
6.下列有关晶胞的叙述，正确的是（ ）
A．晶胞的结构是晶体的结构
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．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
7．某物质的晶体中，含A eq \a\vs4\al\c1(○) 、B eq \a\vs4\al\c1(●) 、C三种元素，其排列方式如图所示（其中前后两面心上的B原子未画出）。晶体中的A、B、C的原子个数比为（ ）
A．1∶3∶1 B．2∶3∶1
C．2∶2∶1 D．1∶3∶3
8．我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法正确的是（ ）
A．11BN和10BN的性质无差异
B．该晶体具有良好的导电性
C．该晶胞中含有14个B原子、4个N原子
D．N原子周围等距且最近的N原子数为12
9．如图所示是CsCl晶体的一个晶胞，相邻的两个Cs＋的核间距为a，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的相对分子质量用M表示，则CsCl晶体的密度为（ ）
A． eq \f(8M,NA·a3) B． eq \f(6M,NA·a3)
C． eq \f(4M,NA·a3) D． eq \f(M,NA·a3)
10．某晶体的晶胞结构如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是（ ）
A．3∶9∶4
B．1∶4∶2
C．2∶9∶4
D．3∶8∶4
一、选择题
1．普通玻璃和水晶的根本区别为（ ）
A．外形不一样
B．普通玻璃的基本构成微粒无规律性地排列，水晶的基本构成微粒呈周期性有序排列
C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
2．假设某氯化钠纳米“分子”颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同（如图所示），则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数的比值为（ ）
A．7∶ 8 B．13∶14
C. 25∶25 D. 26∶27
3．某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为（ ）
A．B2A B．BA2
C．B7A4 D．B4A7
4．下列说法错误的是（ ）
A.甲晶体中A与B的微粒个数比为1∶1
B．乙晶体的化学式为D2C（或CD2）
C．丙晶体的化学式为EF（或FE）
D．丁晶体的化学式为XY2Z
5．如图所示的晶体结构是一种具有优良的压电、铁电、电光等功能的晶体材料的最小结构单元（晶胞）。晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数和这种晶体材料的化学式分别是（各元素所带电荷均已略去）（ ）
A．8；BaTi8O12 B．8；BaTi4O9
C．6；BaTiO3D．3；BaTi2O3
6．朱经武教授等发现钇钡铜氧化合物在90 K时即具有超导性，该化合物的部分结构如图所示：
该化合物以Y2O3、BaCO3和CuO为原料，经研磨烧结而成，其原料配比（物质的量之比）为（ ）
A．1∶1∶1 B．1∶4∶6
C．1∶2∶3 D．2∶2∶3
7．Cu元素的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，已知该晶胞的边长为a nm，则Cu元素形成的该氯化物晶体的密度为（单位：g·cm－3）（ ）
A． eq \f(2×99.5,NA×（a×10－7）3) B． eq \f(4×99.5,NA×（a×10－7）3)
C． eq \f(99.5,4×NA×（a×10－7）3) D． eq \f(99.5,2×NA×（a×10－7）3)
8．如图是a、b两种不同物质熔化时的温度变化曲线，下列说法正确的是（ ）
A．a没有固定的熔点 B．a是非晶体
C．b是晶体 D．b是非晶体
9．晶体具有各向异性，如蓝晶石（Al2O3·SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨中，与层垂直方向上的电导率和与层平行方向上的电导率相差很大。晶体各向异性的主要表现是（ ）
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A．仅①③ B．仅②④
C．仅①②③ D．①②③④
10．在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列，如图是从该晶体微观空间中取出的部分原子沿z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为（ ）
A. MgB B. MgB2
C. Mg2B D.MgB6
11．氢是重要而洁净的能源。要利用氢气作为能源，必须解决好储存氢气的问题。化学家研究出利用合金储存氢气的方法，其中镧（La）镍（Ni）合金是一种储氢材料，这种合金的晶体结构已经测定，其基本结构单元如图所示，则该合金的化学式可表示为（ ）
A．LaNi5B．LaNi
C．La14Ni24 D．La7Ni12
12．KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，其晶胞为立方体结构，如图所示，其中K、I、O分别位于顶点、体心、面心的位置，晶胞边长a＝0.446 nm。下列说法错误的是（ ）
A．K与最邻近的O的核间距为0.315 nm
B．与K距离相等且最近的O的个数为12
C．在KIO3的另一种晶胞结构中，I位于立方体的各顶点位置，则K位于体心位置，O位于棱心位置
D．若KIO3晶体的密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数的值可表示为 eq \f(4.463×10－24×ρ,214)
13．磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其晶胞结构如图所示。
图中原子坐标参数a为（0，0，0），b为（1， eq \f(1,2) ， eq \f(1,2) ），则c原子的坐标参数为（ ）
A．（ eq \f(3,4) ， eq \f(3,4) ， eq \f(1,4) ） B．（1， eq \f(3,4) ， eq \f(3,4) ）
C．（1， eq \f(3,4) ， eq \f(3,4) ） D．（ eq \f(3,4) ， eq \f(3,4) ， eq \f(3,4) ）
14．甲、乙、丙、丁四种晶体的晶胞结构如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．图甲所示晶体的化学式可表示为A3B4C
B．图乙所示晶体中阴、阳离子的个数比为1∶2
C．图丙所示晶体的化学式可表示为AB
D．图丁所示晶体中所含A的个数为2
二、非选择题
15．下表是元素周期表的前四周期，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原子与氧原子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，原子之间的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）。
16．如图所示是冰块融化过程中温度随时间的变化图像。
（1）分析图像可知，冰块融化过程持续 min，此过程需 （填“吸热”或“放热”），温度 （填“升高”“不变”或“降低”）。
（2）由以上分析可知，冰是 （填“晶体”或“非晶体”）。区分晶体与非晶体的重要依据： 。
17．热敏电阻的主要成分——钡钛矿晶体的晶胞结构如图所示，晶胞棱长为a cm。顶点位置被Ti4＋所占据，体心位置被Ba2＋所占据，所有棱心位置被O2－所占据。（已知相对原子质量——O：16：Ti：48 Ba：137）
（1）该晶体的化学式可表示为 。
（2）若将Ti4＋置于晶胞的体心，Ba2＋置于晶胞顶点，则O2－处于立方体的 位置。
（3）在该晶体中，每个Ti4＋周围距离相等且最近的Ti4＋有 个；若将它们连接起来，形成的空间结构为 。
（4）若该晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则a＝ 。
18．如图所示为NaCl晶胞结构示意图（晶胞边长为a nm）。
（1）能准确证明其是晶体的方法是 。
（2）晶体中，Na＋位于Cl－所围成的正 面体的体心，该多面体的边长是 nm。
（3）晶体中，在每个Na＋的周围与它距离最近且相等的Na＋共有 个。
（4）由图计算可知，Na＋半径与Cl－半径的比值是 （保留小数点后三位， eq \r(2) ≈1.414）。
（5）在一定条件下，NaCl晶体可以转变成氯化钠气体。现有5.85 g NaCl晶体，使其变为气体，测得气体体积为1.12 L（已换算为标准状况）。则此时氯化钠气体的分子式为 。
第1节 认识晶体
必备知识基础练
1．答案：D
解析：区分晶体与非晶体最可靠的方法是X射线衍射实验，A错误；晶体与非晶体的区别在于晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，与物体有没有规则外形无关，B错误；二氧化硅有晶体和非晶体两种形式，C错误；具有各向异性的固体一定是晶体，D正确。
2．答案：B
解析：晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，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。
3．答案：D
解析：水晶的化学成分是二氧化硅，属于共价晶体，而玻璃是混合物，属于非晶体，A正确；当单一波长的X射线通过晶体时，可发生衍射，可以看到明显的分立的斑点或者谱线，B正确；在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质，即晶体的自范性，C正确；晶体具有规则的几何外形，但非晶体也可能具有规则的几何外形，如钻石形状的玻璃制品，D错误。
4．答案：B
解析：由于晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，所以在宏观上能够自发地呈现规则的多面体外形，A正确；晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即各向异性，晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列，两者没有矛盾，B错误；构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，C正确；由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，具有特定的方向性，D正确。
5．答案：B
解析：A项，区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，正确；B项，非晶体中微粒的排列相对无序，所以非晶体没有各向异性，错误；C项，晶体内部微粒在不同方向上排列的规律不同，所以晶体有各向异性，正确；D项，非晶体无固定熔点，正确。
6．答案：D
解析：构成晶体的最基本的重复单元称为晶胞，晶胞的结构并不是晶体的结构，A错误；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体的晶胞大小和形状不一定相同，B错误；晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有，不完全属于某个晶胞，C错误；知道晶胞的组成，利用“切割法”即可推知晶体的组成，D正确。
7．答案：A
解析：利用切割法计算该小正方体中各种原子的个数，顶点上的原子被8个小晶胞共用，面心上的原子被2个晶胞共用，体心上的原子被1个晶胞占有。根据图片知，该晶胞中A原子个数＝8×eq \f(1,8)＝1，前后两面心上的B原子未画出，B原子个数＝6×eq \f(1,2)＝3，C原子个数＝1，所以晶体中A、B、C的原子个数比为1∶3∶1。
8．答案：D
解析：11B和10B互为同位素，所以11BN和10BN的化学性质无差异，但11BN和10BN的物理性质有所不同，故A错误；立方氮化硼晶体中没有自由移动的带电离子和电子，所以不具备良好的导电性，故B错误；该晶胞中含有8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4个B原子、4个N原子，故C错误；N原子周围的4个B原子，又分别与其他的3个N原子成键，这些N原子距中心原子N最近而且距离相等，总数为12，故D正确。
9．答案：D
解析：由切割法求得CsCl晶胞中含有1个Cs＋和1个Cl－，其质量是eq \f(M,NA)，再由相邻的两个Cs＋的核间距为a，求出该晶胞的体积是a3，所以晶胞的密度是eq \f(M,NA·a3)，晶体的密度和晶胞的密度是相同的。
10．答案：B
解析：该晶胞为正三棱柱，A原子位于晶胞的顶点，每个A原子被12个晶胞共用，每个晶胞占A原子的eq \f(1,12)；B原子分两类，分别位于晶胞上下底面的棱和3条侧棱上，上下底面棱上的B原子被4个晶胞共用，每个晶胞占该B原子的eq \f(1,4)，侧棱上的B原子被6个晶胞共用，每个晶胞占该B原子的eq \f(1,6)；C原子位于晶胞内部。则每个晶胞含有A、B、C原子个数分别为N(A)＝6×eq \f(1,12)＝eq \f(1,2)，N(B)＝6×eq \f(1,4)＋3×eq \f(1,6)＝2，N(C)＝1，故该晶体中A、B、C原子的个数比为N(A)∶N(B)∶N(C)＝eq \f(1,2)∶2∶1＝1∶4∶2。
关键能力综合练
1．答案：B
解析：普通玻璃为非晶体，水晶为晶体，它们的根本区别就在于内部微粒是否呈周期性有序排列，B项正确。
2．答案：D
解析：“纳米颗粒”是独立的“分子”，所有粒子均属于该颗粒。表面粒子数＝8＋6＋12＝26。总粒子数＝表面粒子数＋中心粒子数＝26＋1＝27。
3．答案：B
解析：根据“切割法”，A在正方体内，晶胞中的8个A离子完全被这1个晶胞占用；B分别在顶点和面心，顶点上的离子被1个晶胞占用eq \f(1,8)，面心上的离子被1个晶胞占用eq \f(1,2)，所以1个晶胞实际占用的B离子为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，则该晶体的化学式为BA2，故B正确。
4．答案：B
解析：甲中A、B微粒数之比为1∶1。乙中C、D微粒数之比为2∶1，化学式为C2D或DC2。丙中E、F微粒数之比为1∶1，化学式为EF或FE。丁中X、Y、Z微粒数之比为1∶2∶1。
5．答案：C
解析：由结构可知，Ba位于体心，为1个，Ti位于顶点，为8×eq \f(1,8)＝1个，O位于棱心，为12×eq \f(1,4)＝3个，其化学式为BaTiO3，晶体内“Ti”紧邻的氧原子在棱上，则晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为eq \f(3×8,4)＝6，化学式为BaTiO3。
6．答案：B
解析：观察晶胞结构，确定各原子数目、所在位置，然后利用“切割法”计算各原子的数目，最后根据原子守恒计算出Y2O3、BaCO3和CuO的物质的量之比。Y原子位于体心，数目为1；Cu原子位于顶点和棱上，数目为8×eq \f(1,8)＋8×eq \f(1,4)＝3；Ba原子位于晶胞体内，数目为2；Y、Ba、Cu原子个数之比为1∶2∶3，根据原子守恒，则Y2O3、BaCO3和CuO的物质的量之比为eq \f(1,2)∶2∶3＝1∶4∶6。
7．答案：B
解析：分析晶胞的结构发现，Cu原子位于晶胞的顶点及面心，Cl原子位于晶胞的内部，根据“切割法”可知，一个晶胞含有Cu原子的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，含有Cl原子的个数为4，则Cu原子与Cl原子的个数之比为4∶4＝1∶1，则Cu元素形成的氯化物为CuCl。CuCl晶胞的边长为anm＝a×10－7cm，则晶胞的体积V(晶胞)＝(a×10－7cm)3，一个晶胞的质量m(晶胞)＝eq \f(4×99.5,NA)g，从而可知该晶体的密度ρ＝m(晶胞)/V(晶胞)＝eq \f(4×99.5,NA×（a×10－7）3)g·cm－3。
8．答案：D
解析：晶体有固定的熔点，由a的熔化曲线分析可知，中间有一段温度不变，该段所对应的温度就是晶体a的熔点；由b的熔化曲线可知，温度一直升高，所以物质b没有固定的熔点，为非晶体。
9．答案：D
解析：晶体的各向异性表现在晶体的硬度、导热性、导电性、光学性质等方面。
10．答案：B
解析：根据投影图可知，1个B原子为3个Mg原子共用，故属于一个Mg原子的B原子为eq \f(1,3)；1个Mg原子为6个B原子共用，故属于一个B原子的Mg原子为eq \f(1,6)，由此可知Mg原子与B原子的个数比为eq \f(1,6)∶eq \f(1,3)＝1∶2，故硼化镁的化学式为MgB2。
11．答案：A
解析：该晶胞中La原子的数目为12×eq \f(1,6)＋2×eq \f(1,2)＝3，Ni原子的数目为12×eq \f(1,2)＋6＋6×eq \f(1,2)＝15，所以La、Ni的原子个数比为3∶15＝1∶5，该合金的化学式可表示为LaNi5。
12．答案：D
解析：K与最邻近的O的核间距为晶胞面对角线长的一半，即eq \f(\r(2),2)×0.446nm≈0.315nm，A项正确；由该晶胞结构可知，与K距离相等且最近的O有12个，B项正确；想象8个晶胞紧密堆积，I位于立方体的顶点，则K位于体心，O位于棱心，C项正确；设NA为阿伏加德罗常数的值，由该晶胞结构可知，1个晶胞中含有1个K、1个I、3个O，故有ρ×(0.446×10－7)3＝(39＋127＋16×3)×eq \f(1,NA)，则NA＝eq \f(214,（4.463×10－24×ρ）)，D项错误。
13．答案：D
解析：图中原子坐标参数a为(0，0，0)，b为(1，eq \f(1,2)，eq \f(1,2))，则a原子在坐标原点。分析图中4个P原子的相对位置关系，c原子处于右侧、靠后、上方，则x＝y＝z＝eq \f(3,4)，故c原子的坐标参数为(eq \f(3,4)，eq \f(3,4)，eq \f(3,4))。
14．答案：D
解析：图甲中，A位于面心，属于该晶胞的A的个数为6×eq \f(1,2)＝3，B位于顶点，属于该晶胞的B的个数为8×eq \f(1,8)＝1，C位于体心，属于该晶胞的C的个数为1，故图甲所示晶体的化学式可表示为A3BC，A项错误；图乙中，阳离子位于顶点和面心，属于该晶胞的阳离子的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，阴离子位于棱上和体心，属于该晶胞的阴离子的个数为12×eq \f(1,4)＋1＝4，该晶胞中阴、阳离子的个数比为1∶1，B项错误；图丙中，A均位于晶胞内，属于该晶胞的A的个数为8，B位于顶点和面心，属于该晶胞的B的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故图丙所示晶体的化学式可表示为A2B或BA2，C项错误；图丁所示晶胞中含A的个数为8×eq \f(1,8)＋1＝2，D项正确。
15．答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s1
(2)σ键(或极性共价键) sp3杂化
(3)4 eq \f(\r(2)M,8d3NA)
解析：(1)根据d在元素周期表中的位置可知，元素d为Cr，其d轨道半充满时更稳定，Cr的基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1。(2) SiO2中Si与相邻的4个O形成正四面体结构，其中Si的杂化方式是sp3杂化。(3)1个晶胞中a原子的数目为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4；该晶胞的质量m＝4×eq \f(M,NA)，该晶胞的体积V＝(4d×eq \f(\r(2),2))3＝16eq \r(2)d3，则晶体的密度ρ＝eq \f(m,V)＝eq \f(\r(2)M,8d3NA)。
16．答案：(1)10 吸热 不变 (2)晶体 晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点
17．答案：(1)BaTiO3 (2)面心 (3)6 正八面体 (4)eq \r(3,\f(233,NAρ))
解析：(1)在该晶胞中Ba2＋、Ti4＋和O2－的离子个数比为1∶(8×eq \f(1,8))∶(12×eq \f(1,4))＝1∶1∶3，则该晶体的化学式可表示为BaTiO3。(2)将共用一个Ti4＋的8个晶胞的体心Ba2＋连起来构成新的晶胞的顶点，则每个O2－正好分别处在六个面的面心位置。(3)晶胞中一个顶点的Ti4＋与其前、后、左、右、上、下的Ti4＋距离相等且最近，若连接起来，形成正八面体。(4)由题意知1个晶胞的体积为a3cm3。根据晶体的化学式BaTiO3可得1个晶胞的质量为eq \f(233,NA)g，则ρ＝233/(a3NA)，则a＝eq \r(3,\f(233,NAρ))。
18．答案：(1)X射线衍射法 (2)八 eq \f(\r(2),2)a (3)12 (4)2.413
(5)Na2Cl2
解析：(1)能准确证明其是晶体的方法是X射线衍射法。(2)晶体中，以Na＋为中心在它的上、下、前、后、左、右有6个Cl－，Na＋位于Cl－所围成的正八面体的体心，该多面体的边长＝面对角线长的一半＝eq \f(\r(2),2)anm。(3)晶体中，以Na＋为中心的三个垂直的面上各有4个Na＋，在每个Na＋的周围与它最近且等距离的Na＋共有12个。(4)根据题图可知，NaCl晶体中阴、阳离子的最短距离为eq \f(a,2)nm，钠离子的半径为面对角线的eq \f(1,4)，即为eq \f(\r(2),4)anm，由图可知，氯离子的半径为(eq \f(a,2)－eq \f(\r(2),4)a) nm，代入eq \r(2)≈1.414可得，Na＋半径与Cl－半径的比值为r＋/r－＝eq \f(\f(\r(2),4)anm,（\f(a,2)－\f(\r(2),4)a）nm)≈2.413。(5)标准状况下，气体体积为1.12L的氯化钠的物质的量＝1.12L/22.4L·ml－1＝0.05ml，M＝5.85g/0.05ml＝117g·ml－1，所以此时氯化钠气体的分子式为Na2Cl2。
必备知识基础练
进阶训练第一层
知识点1
晶体与非晶体
知识点2
晶胞
关键能力综合练
进阶训练第二层