1、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后篇素养形成必备知识基础练1.下列关于晶体的叙述不正确的是()A.晶体有自范性B.晶体内部质点的排列高度有序C.晶体的某些物理性质常会表现出各向异性D.粉末状固体一定不是晶体答案D解析当晶体为粉末状时,在光学显微镜或电子显微镜下仍可观察到晶体的规则几何外形,D项说法不对。2.如图是a、b两种不同物质的加热熔化时曲线,下列说法中正确的是()a是晶体a是非晶体b是晶体b是非晶体 A.B.C.D.答案A解析晶体有固定的熔点。由题图可知,a在吸热过程中有一段温度不变,这段对应的温度就是该晶体的熔点;而b物质在加热过程中温度一直在升高,即b物质没有固
2、定的熔点,因此b为非晶体。3.下列说法错误的是()A.由相同元素构成的物质可以是晶体,也可以是非晶体B.区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是测定其有没有固定熔点C.雪花是水蒸气凝华得到的晶体D.溶质从溶液中析出可以形成晶体答案B解析SiO2有晶体和非晶体之分;区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验;气体凝华可以得到晶体;溶质从溶液中析出可以形成晶体。4.已知某晶体晶胞如图所示,则该晶体的化学式为()A.XYZB.X2Y4ZC.XY4ZD.X4Y2Z答案C解析该晶体的晶胞是正方体晶胞。该晶胞拥有的X粒子数为8=1;Y位于该晶胞内,共有4个,因此该晶胞中拥有的Y粒子数为4;Z只有1个,位于
3、晶胞的体心,故该晶体的化学式为XY4Z。5.下列关于等离子体的叙述正确的是()A.等离子体是整体上呈电中性的气态物质B.为了使气体变成等离子体,必须使其通电C.等离子体通过电场时,所有粒子的运动方向都发生改变D.等离子体性质稳定,不易发生化学反应答案A解析除外加电场外,在高温加热、激光照射等条件下也可以使气体转变为等离子体,B错误;等离子体中也存在电中性微粒,电中性微粒在电场中运动方向不发生改变,C错误;等离子体性质活泼,可发生在一般条件下无法进行的化学反应,D错误。6.对于某晶胞(如图所示)的下列描述错误的是()A.该晶胞是所在晶体内最小的平行六面体B.该晶胞的每个顶点上和每个面的面心上都各
4、有一个原子C.平均每个晶胞中有14个原子D.平均每个晶胞中有4个原子答案C解析在该晶胞顶点和六个面的面心处都有一个原子,平均每个晶胞中含有的原子数=8+6=4,C错误。7.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-形成的晶体的晶胞结构如图所示。(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为。(2)该晶体中,Xn+中的n=。(3)X元素的原子序数是。答案(1)31(2)1(3)29解析(1)Xn+位于晶胞的棱上,一个晶胞中Xn+的数目为12=3,N3-位于晶胞的顶角,一个晶胞中N3-数目为8=1,故Xn+和N3-的个数比为31;(2)由(1)可得晶体的化学式为X3N,则Xn
5、+为X+,故n=1;(3)因为X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,故K、L、M三个电子层上的电子数分别为2、8、18,所以X的原子序数是29。关键能力提升练8.用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面,熔化了的石蜡成椭圆形,这是因为()A.云母具有各向异性,不同方向的导热性能不同B.石蜡是热的不良导体,传热不均匀C.石蜡具有各向异性,不同方向的导热性能不同D.云母是热的不良导体,传热不均匀答案A解析石蜡熔化成“椭圆形”,说明云母的导热性能存在各向异性,A项正确。9.(双选)下列关于晶体的说法正确的是()A.将饱和硫酸铜溶液降温,析出的固体不是晶体B.假宝石往往是用玻璃仿造的,可
6、以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品C.石蜡和玻璃都是非晶体,它们都没有固定的熔点D.蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同答案BC解析将饱和CuSO4溶液降温,可析出胆矾,胆矾属于晶体,A项说法错误;一般宝石的硬度较大,玻璃制品的硬度较小,可以根据有无划痕来鉴别,B项说法正确;非晶体没有固定的熔点,C项说法正确;由于晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一些差异,D项说法错误。10.某晶体的晶胞如下图所示,这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是()A.394B.142C.294D.384答案B解析由图示可知该晶体晶胞的上下两面为正三角形,因此处于顶点的粒子为12个晶胞共用,故晶胞中A粒子的数目为
7、6;处于水平棱上的粒子为4个晶胞共用,处于垂直棱上的粒子为6个晶胞共用,故晶胞中B粒子的数目为6+3=2;C粒子完全属于晶胞。由此可见,A、B、C三种粒子的数目之比为21=142。11.某新型超导材料(只含镁、镍和碳三种元素)的一个晶胞(碳原子用表示,镍原子用表示,镁原子用表示,小球大小不代表原子实际大小)如图所示。则该晶体的化学式是()A.Mg2CNi3B.MgC2NiC.MgCNi2D.MgCNi3答案D解析该晶体的晶胞中含镁原子个数为8=1;含镍原子个数为6=3;含碳原子个数为1。D项符合题目要求。12.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大,这是它具有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠
8、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(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()NaCl晶体的晶胞A.78B.1314C.11D.2627答案D解析表面粒子数=8+6+12=26,总粒子数=表面粒子数+中心粒子数=26+1=27,D项正确。13.(1)在下列物质中,是晶体(填序号,下同),是非晶体。塑料明矾松香玻璃CuSO45H2O冰糖石蜡单晶硅铝块橡胶(2)晶体和非晶体在外形上有差别,晶体一般都具有,而非晶体;另外非晶体具有物理性质的特点,而晶体具有物理性质的特点。答案(1)(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解析明矾KAl(SO4)212
9、H2O、CuSO45H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体;塑料、松香、玻璃、石蜡、橡胶都是非晶体。晶体的重要特征是某些物理性质具有各向异性和有固定的熔点等。14.(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如右图所示,该氯化物的化学式是。(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,下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。(4)某晶体结构模型如下图所示。该晶体的化学式是,在晶体中1个Ti原子或1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为个、个。(5)有
10、一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子,其结构如下图所示,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。A.Ti14C13B.TiCC.Ti14C4D.Ti4C3答案(1)CuCl(2)16(3)2BN(4)CoTiO3612(5)A解析(1)晶胞中灰球代表的粒子有4个,白球代表的粒子有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)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
11、负性大于B,所以该功能陶瓷的化学式为BN。(4)晶胞中含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;Co原子位于晶胞的顶角,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。(5)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。学科素养拔高练15.(2020新高考山东卷)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料。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,称作原子的分数
12、坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90,晶胞中部分原子的分数坐标如表所示。原子坐标xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一个晶胞中有个Sn原子,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn原子:(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn原子键合的As原子有个。答案4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4解析由四方晶系CdSnAs2晶胞及原子的分数坐标可知,有4个Sn原子位于棱上,6个Sn原子位于面上,则属于一个晶胞的Sn原子的个数为4+6=4。与Cd(0,0,0)最近的Sn原子为如图所示的a、b两个Sn原子,a位置的Sn原子的分数坐标为(0.5,0,0.25),b位置的Sn原子的分数坐标为(0.5,0.5,0)。CdSnAs2晶体中Sn除与该晶胞中的2个As键合外,还与相邻晶胞中的2个As键合,故晶体中单个Sn与4个As键合。8
