鲁科版 (2019)选择性必修2第1节 认识晶体课后复习题

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修2第1节 认识晶体课后复习题，共11页。试卷主要包含了晶体的性质，下列关于晶体的说法正确的是，下列物质属于分子晶体的是，下列说法错误的是等内容，欢迎下载使用。

题组1.晶体的性质
1.下列叙述正确的是( )
A.固态物质一定是晶体
B.冰和固态碘晶体中微粒间的相互作用力相同
C.晶体内部的微粒按一定规律做周期性排列
D.晶体内部中一定存在化学键
2.下列关于晶体的说法正确的是( )
A.晶体自范性的条件是生长速率适当
B.晶体的对称性是微观粒子无序排列的必然结果
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
3.下列物质属于分子晶体的是( )
①冰 ②二氧化硅 ③碘 ④铜 ⑤固态的氩
A.仅①③B.仅②③⑤
C.仅③⑤D.仅①③⑤
4.下列说法错误的是( )
A.水汽化和水分解的变化过程中,都需要破坏氢键
B.干冰容易升华,是由于干冰中的共价键强度较弱
C.NaOH和K2SO4的化学键类型和晶体类型相同
D.区分晶体和非晶体最科学的方法是X射线衍射法
题组2.晶胞及有关计算
5.(2024山东省部分学校联考)钙钛矿具有独特的晶体结构,广泛应用于传感器、固体电阻器等诸多领域。图1、2均为钙钛矿型化合物,其中图1中另两种离子为O2-、Ti4+,图2中另两种离子为I-和Pb2+。
下列说法错误的是( )
A.钛酸钙的化学式为CaTiO3
B.图2中,Y为Pb2+
C.CH3N中含有配位键
D.晶胞中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个
6.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元素,从而引起广泛关注。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.Mg2CNi3B.MgCNi3
C.MgCNi2D.MgC2Ni
7.某晶体结构如图所示(正三棱柱),晶体中A、B、C三种原子的数目之比为( )
A.3∶9∶4
B.1∶4∶2
C.2∶9∶4
D.3∶8∶5
8.萤石是制作光学玻璃的原料之一,其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A.氟化钙的化学式为CaF2
B.每个晶胞中含有8个F-
C.氟化钙中只含有离子键
D.每个Ca2+周围距离最近且等距的F-有4个
9.KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置,如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.每个晶胞中含有8个K、6个O、1个I
B.I的空间结构为四面体形
C.与K紧邻的O的个数为6
D.在KIO3晶胞结构的另一种表示中,若I处于各顶点位置,O处于棱心位置,则K处于体心位置
B级关键能力提升练
以下选择题中,有1~2个选项符合题意。
10.FeS2具有良好的半导体性能,如图给出了立方FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的(晶胞中的其他已省略)。下列叙述正确的是( )
A.Fe2+的价电子的电子排布式为3d6
B.基态Fe2+共有24种不同空间运动状态的电子
C.FeS2晶胞中距离每个最近的有8个
D.FeS2晶体的晶胞参数为a nm,晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心
11.元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶胞结构如图所示。下列说法中错误的是( )
A.Xn+的核外电子数为18
B.该晶体中阳离子与阴离子的个数比为1∶3
C.n=1
D.晶体中每个Xn+周围有2个等距离且最近的N3-
12.下图为一块密度、厚度均匀的矩形样品,长为宽的两倍,若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R,则这块样品一定是( )
A.金属B.半导体
C.非晶体D.晶体
13.BP晶体超硬、耐磨,是耐高温飞行器的红外增透的理想材料,其合成途径之一为BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr。BP的晶胞结构如图所示(已知:以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标)。
下列说法正确的是( )
A.BBr3是非极性分子
B.BBr3与PBr3中心原子的价电子对数相同
C.HF比HBr稳定且沸点高,都与HF分子间能形成氢键有关
D.若原子1的分数坐标为(,0),则原子3的分数坐标为()
14.(2024山东滨州月考)硅、二氧化硅是现代信息技术的基础材料,α-SiO2和晶体硅晶胞结构如图所示,下列叙述正确的是( )
A.基态Si原子的原子核外的电子有14种空间运动状态
B.α-SiO2中Si—O键的键长比晶体硅中Si—Si键的长
C.1 ml α-SiO2中和1 ml晶体硅中均含有2 ml共价键
D.α-SiO2晶胞中A为O原子,每个晶胞拥有6个O原子
15.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大,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形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同,则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数的比值为( )
A.7∶8B.13∶14
C.1∶1D.26∶27
16.X、Y、Z、M为4种短周期元素,X、Y位于同周期且原子半径r(X)>r(Y),Y2-与M+的电子层结构相同,X与Z的原子核外最外层电子数相同,Z的单质可制成半导体材料。下列说法不正确的是( )
A.M的单质的晶体是体心立方堆积,M的配位数是6
B.XY2、ZY2、M2Y 3种物质中的化学键完全相同
C.X的氢化物X2H2分子中含有3个σ键和2个π键
D.由元素X与Z形成的化合物中只含有共价键
17.(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图1所示,该氯化物的化学式是 。
图1
(2)Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子。
(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,图2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 。
图2
(4)某晶体结构模型如图3所示。该晶体的化学式是 ,在晶体中1个Ti原子、1个C原子周围距离最近的O原子数目分别为 、 。
图3
(5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子,其结构如图4所示,顶点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)。
图4
A.Ti14C13B.TiC
C.Ti14C4D.Ti4C3
C级学科素养拔高练
18.三明清流“天芳悦潭”温泉富含珍稀“锗”元素。其中锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素。回答下列问题:
(1)锗与碳同族,性质和结构有一定的相似性,锗元素能形成无机化合物(如锗酸钠:Na2GeO3;二锗酸钠:Na2Ge2O5等),也能形成类似于烷烃的锗烷(GenH2n+2)。
①Na2GeO3中锗原子的杂化方式是 。
②推测1 ml GenH2n+2中含有的σ键的数目是 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(2)利用离子液体[EMIM][AlCl4]可电沉积还原金属Ge,其熔点只有7 ℃,其中EMIM+结构如图所示。
①该物质的晶体类型是 。
②EMIM+中组成元素的电负性由小到大的顺序是 。
(3)独立的NH3分子中H—N—H的键角约为107°,[Zn(NH3)6]2+中H—N—H的键角 (填“大于”“小于”或“等于”)107°。
(4)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,该晶胞中硒原子的配位数是 ;已知晶胞边长为a pm,乙图为甲图的俯视图,A点坐标为(0,0,0),B点坐标为(,a,),则D点坐标为 ;若该晶体密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数的值NA为 (只列出计算式)。
答案：
1.C 解析 固态物质分为晶体和非晶体,A错误;冰中微粒间作用力除范德华力外,还含有氢键,而碘晶体中只有范德华力,B错误;晶体内部的微粒按一定规律做周期性排列,C正确;稀有气体晶体内部中不存在化学键,D错误。
2.A 解析 晶体自范性的条件是生长速率适当,A正确;晶体的对称性是微观粒子有序排列的必然结果,B错误;石蜡和玻璃都是非晶体,它们都没有固定的熔点,C错误;晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度存在差异,D错误。
3.D 解析 分子晶体是由分子通过分子间作用力结合而成的,分子晶体的熔、沸点较低,属于分子晶体的是①冰、③碘和⑤固态的氩;②二氧化硅是共价晶体;④铜是金属晶体,故D正确。
4.B 解析 水分子间存在氢键,水汽化和水分解的变化过程中,都需要破坏氢键,故A正确。干冰容易升华,与二氧化碳分子间作用力有关,干冰汽化二氧化碳分子不变,与二氧化碳分子中的共价键强弱无关,故B错误。NaOH是离子晶体,含离子键和极性共价键;K2SO4是离子晶体,含离子键和极性共价键,故C正确。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,区分晶体和非晶体最科学的方法是X-射线衍射法,故D正确。
5.B 解析 根据切割法,图1晶胞中Ca2+数为8×=1、A离子数为6×=3、B离子数为1,根据化合价代数和等于0,可知A是O2-、B是Ti4+,钛酸钙的化学式为CaTiO3,故A正确;图2中,CH3N个数为8×=1、X离子个数为1、Y离子个数为6×=3,根据化合价代数和等于0,可知Y为I-、X为Pb2+,故B错误;N原子能形成3个共价键,CH3N中有1个N—H键为配位键,故C正确;根据图示,图1中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个,故D正确。
6.B 解析 根据晶胞结构可知,碳原子位于该晶胞的体心,所以该晶胞中含有一个碳原子,镁原子位于顶点处,因此镁原子个数为8×=1,镍原子位于面心处,因此镍原子个数为6×=3,故该晶体的化学式为MgCNi3。
7.B 解析 由图示知,A原子被12个三棱柱所用。上下表面的棱上的B原子被4个三棱柱所用,侧棱上的B原子被6个三棱柱所用,A粒子数为6×;B粒子数为6×+3×=2;C粒子数为1。故A、B、C原子的个数比为∶2∶1=1∶4∶2。
8.D 解析 该晶胞中钙离子的个数为×8+×2=4,氟离子的个数为8,故氟化钙的化学式为CaF2,A正确;每个晶胞中氟离子的个数为8,B正确;氟化钙中只有氟离子和钙离子之间的离子键,C正确;每个钙离子周围距离最近且等距的氟离子为8个,D错误。
9.D 解析 每个晶胞中,K位于顶点,个数为8×=1,O位于面心,个数为6×=3,I位于体心,个数为1,故A错误;I中,中心原子价电子对数为4,且含有一对孤电子对,所以为三角锥形结构,故B错误;由晶胞结构可知,与K紧邻的O有12个,故C错误;在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶点位置,个数为8×=1,O位于棱心位置,个数为12×=3,K的个数为1,应位于体心位置,故D正确。
10.AD 解析 FeS2晶胞中的Fe2+的个数为8×+6×=4,根据化学式可知晶胞中有4个,结合晶胞图可知,若每个棱上有1个,立方体心有1个,则晶胞中有个数为1+12×=4,符合化学式FeS2。
Fe2+的价电子排布式为3d6,A正确;基态Fe2+共有14种不同空间运动状态的电子,B错误;FeS2晶胞中,12个棱上的距离体心相等,则距离每个最近的有12个,C错误;FeS2晶体的晶胞参数为anm,晶胞中周围最近Fe2+在立方体的面心上,有6个,根据配位数与原子个数成反比,则每个Fe2+最近的有6个,则Fe2+位于所形成的正八面体的体心,D正确。
11.AB 解析 利用切割法可知该晶胞中N3-的个数为8×=1,Xn+的个数为12×=3,则该晶体的化学式为X3N;根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0可以确定n=1;由Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,可知Xn+为Cu+,其核外电子数为28;晶体中与Cu+等距离且最近的N3-有2个。综上所述,答案为AB。
12.D 解析 由于AB=2CD,而AB、CD的电阻却相等,说明样品横向(AB)与纵向(CD)的导电性不同,具有各向异性,而晶体的特征之一是各向异性,故该样品为晶体。
13.AD 解析 BBr3为平面正三角形分子,空间结构对称,属于非极性分子,A正确;BBr3中心原子的价电子对数为3+=3,PBr3中心原子的价电子对数为3+=4,B错误;HF比HBr沸点高,与HF分子间能形成氢键有关,HF稳定与H—F键键能大有关,C错误;以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子分数坐标,例如图中原子1的坐标为(,0),则原子3的坐标为(),D正确。
14.D 解析 基态Si原子的原子核外的电子排布式为1s22s22p63s23p2,电子占据8个原子轨道,有8种空间运动状态,故A错误;O的原子半径小于Si,所以α-SiO2中Si—O键的键长比晶体硅中Si—Si键的短,故B错误;1mlα-SiO2中含有4ml共价键,1ml晶体硅中含有2ml共价键,故C错误;Si形成4个共价键、O形成2个共价键,α-SiO2晶胞中A为O原子;根据切割法,每个晶胞中的Si原子数为4×+2×+1=3,所以每个晶胞拥有6个O原子,故D正确。
15.D 解析 由题意知,纳米颗粒并非晶胞,没有无隙并置,不需要切割法计算,直接数粒子数,一个氯化钠纳米颗粒所含的表面粒子数=26,总粒子数=表面粒子数+中心粒子数=26+1=27,故选D。
16.AB 解析 Z的单质可制成半导体材料,应为Si元素;Z与X的原子核外最外层电子数相同,X为C元素;X、Y位于同周期且原子半径r(X)>r(Y),Y2-与M+的电子层结构相同,可知Y为O元素,M为Na元素。单质Na的晶体结构是体心立方堆积,Na的配位数是8,故A错误;CO2、SiO2、Na2O中分别含有极性键、极性键、离子键,故B错误;C2H2的结构式为H—C≡C—H,碳碳三键中含有1个σ键和2个π键,则乙炔分子中含有3个σ键和2个π键,故C正确;由元素X与Z形成的化合物为SiC,碳化硅为共价晶体,只含有共价键,故D正确。
17.答案 (1)CuCl (2)16 (3)2 BN (4)CTiO3 6 12 (5)A
解析 (1)题图1晶胞中灰球代表的微粒有4个,白球代表的微粒有6×+8×=4个,所以该氯化物的化学式为CuCl。
(2)晶胞中含氧原子数为×8+×6+4=8,根据化学式Cu2O可知,该晶胞中铜原子数目是氧原子的2倍,即16个。
(3)题图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N原子和B原子各2个;N元素的电负性大于B元素,所以该功能陶瓷的化学式为BN。
(4)题图3晶胞中含O原子:6×=3个,含C原子:8×=1个,含Ti原子:1个,故化学式为CTiO3。Ti原子位于晶胞的体心,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;C原子位于晶胞的顶点,O原子位于晶胞的面心,所以C原子周围距离最近的O原子数目为12。
(5)由题意知该物质是气态团簇分子,故题图4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。
18.答案 (1)①sp2 ②(3n+1)NA
(2)①离子晶体 ②H(3)大于
(4)4 () ×1030
解析 (1)①Na2GeO3中Ge的锗原子价电子对数为3+×(4+2-2×3)=3+0=3,则杂化方式是sp2。
②根据烷烃推测1mlGenH2n+2中含有的σ键的数目是(2n+2+n-1)ml×NAml-1= (3n+1)NA。
(2)①该物质中含有EMIM+和[AlCl4]-,因此该物质的晶体类型是离子晶体。
②EMIM+中组成元素分别为C、N、H,根据同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,其电负性由小到大的顺序是H(3)[Zn(NH3)6]2+中NH3与锌离子形成配位键,独立的NH3分子中H—N—H的键角约为107°,由于独立的氨气中存在孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力,因此独立的氨气的H—N—H的键角小于[Zn(NH3)6]2+中H—N—H的键角,即[Zn(NH3)6]2+中H—N—H的键角大于107°。
(4)根据晶胞中最右侧面的面心的Se原子分析,该晶胞中硒原子的配位数是4;
已知晶胞边长为apm,乙图为甲图的俯视图,A点坐标为(0,0,0),B点坐标为(,a,),
说明坐标系为“”,因此D点坐标为();
该晶胞中Zn原子个数为4,Se原子个数为8×+6×=4,
若该晶体密度为ρg·cm-3,则根据ρ==ρg·cm-3,解得NA=×1030。