高中化學(xué) 3-1晶體的常識(shí)達(dá)標(biāo)作業(yè) 新人教版選修3

【成才之路】-學(xué)年高中化學(xué)3-1晶體的常識(shí)達(dá)標(biāo)作業(yè)新人教版選修3一、選擇題1．下列關(guān)于晶體的判斷，正確的是()A．不具有規(guī)則外形的固體，如固體粉末，一定不是晶體B．玻璃塊有規(guī)則的幾何形狀，所以它是晶體C．實(shí)驗(yàn)室得到的沉淀如CaCO3、AgCl、BaSO4等都是晶體D．自然界的水晶和瑪瑙都屬于晶體答案：D點(diǎn)撥：晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別是內(nèi)部粒子的周期性有序排列，有規(guī)則的多面體外形是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)。但外形不能判定是否是晶體，如粉末狀物質(zhì)可能是晶體。2．下列途徑不能得到晶體的是()A．熔融態(tài)物質(zhì)快速冷卻B．熔融態(tài)物質(zhì)凝固C．氣態(tài)物質(zhì)凝華D．溶質(zhì)從溶液中析出答案：A點(diǎn)撥：得到晶體的三個(gè)途徑是：①溶質(zhì)從溶液中析出，②氣態(tài)物質(zhì)凝華，③熔融態(tài)物質(zhì)凝固。所以B、C、D選項(xiàng)中的措施可以得到晶體。晶體表現(xiàn)自范性是需要一定條件的，即晶體生成的速率要適當(dāng)，因此熔融態(tài)物質(zhì)快速冷卻時(shí)不能得到晶體，所以選擇A項(xiàng)。3．(·黃石質(zhì)檢)(雙選)晶體是一類非常重要的材料，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。我國(guó)現(xiàn)已能夠拉制出直徑為300毫米、重量達(dá)81公斤的大直徑硅單晶，晶體硅大量用于電子產(chǎn)業(yè)。下列對(duì)晶體硅的敘述正確的是()A．形成晶體硅的速率越快越好B．晶體硅有固定的熔、沸點(diǎn)C．可用X－射線衍射實(shí)驗(yàn)來(lái)鑒別晶體硅和玻璃D．晶體硅的形成與晶體的自范性有關(guān)，而與各向異性無(wú)關(guān)答案：BC點(diǎn)撥：A選項(xiàng)，晶體的形成都要有一定的形成條件，如溫度、壓強(qiáng)、結(jié)晶速率等，但并不是說(shuō)結(jié)晶速率越快越好，速率太快可能導(dǎo)致晶體質(zhì)量下降。B選項(xiàng)，晶體有固定熔點(diǎn)，正確。C選項(xiàng)，X－射線衍射實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驕y(cè)出物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，根據(jù)微粒是否有規(guī)則的排列就能區(qū)分出晶體與非晶體。D選項(xiàng)，晶體的形成與晶體的自范性和各向異性都有密切關(guān)系。4．下列物質(zhì)有固定熔沸點(diǎn)的是()A．CuSO4溶液 B．石蠟C．玻璃 D．白磷答案：D點(diǎn)撥：A是混合物，B和C都是非晶體，均沒有固定的熔沸點(diǎn)。5．下列現(xiàn)象表現(xiàn)為晶體的自范性的是()A．NaCl溶于水B．KMnO4受熱分解C．不規(guī)則的晶體能生長(zhǎng)成規(guī)則的D．碘升華答案：C點(diǎn)撥：晶體的自范性指的是能自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì)。6．下列物質(zhì)中前者為晶體，后者為非晶體的是()A．白磷、藍(lán)礬 B．陶瓷、塑料C．碘、橡膠 D．食鹽、蔗糖答案：C點(diǎn)撥：A中白磷和藍(lán)礬都是晶體；B中二者均為非晶體，C中碘為晶體，橡膠為非晶體；D中二者均為晶體。7．水的狀態(tài)除了氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由氣態(tài)水急速冷卻到165K時(shí)形成的，玻璃態(tài)水無(wú)固定形態(tài)，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與普通液態(tài)水的密度相同。下列有關(guān)玻璃態(tài)水的說(shuō)法中正確的是()A．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小B．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹C．玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài)D．玻璃態(tài)水屬于晶體答案：C點(diǎn)撥：題干中已經(jīng)非常明確地說(shuō)明“玻璃態(tài)水無(wú)固定形態(tài)，不存在晶體結(jié)構(gòu)”，故不屬于晶體，故D項(xiàng)不對(duì)。玻璃態(tài)水的密度與普通液態(tài)水的密度相同，根據(jù)ρ＝m/V，可知水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)體積沒有發(fā)生變化，所以A、B選項(xiàng)不符合題意。8．(·東莞高二檢測(cè))白磷分子如圖所示：則31g白磷分子中存在的共價(jià)鍵數(shù)目為()A．4NA B．NAC．1.5NA D．0.25NA答案：C點(diǎn)撥：31g白磷(P4)為0.25mol，每個(gè)白磷分子中含有6molP－P鍵，故31g白磷中所含P－P鍵的物質(zhì)的量為0.25mol×6＝1.5mol。9．(·經(jīng)典習(xí)題選萃)某晶體的一部分為正三棱錐，如右圖所示，該晶體的化學(xué)式可能是()A．A2B9CB．A3B9CC．AB4CD．A3B8C答案：C點(diǎn)撥：由晶體結(jié)構(gòu)可以看出，以某一A粒子為中心可以形成12個(gè)相同的正三棱柱，故一個(gè)A為12個(gè)正三棱柱所共用，即一個(gè)正三棱柱中擁有A的數(shù)目為6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)。同理，正三角形邊上的一個(gè)B為4個(gè)三棱柱所共用，而豎棱上的一個(gè)B為6個(gè)三棱柱所共用，故一個(gè)正三棱柱中擁有B的數(shù)目為6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2。C位于正三棱柱的內(nèi)部，故一個(gè)正三棱柱中擁有1個(gè)C。因此，該晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比為142。10．(·黃岡調(diào)研)納米材料的表面微粒占總微粒數(shù)的比例極大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉納米顆粒的大小和開頭恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀相同(如右圖所示)，則這種納米顆粒的表面微粒數(shù)與總微粒數(shù)的比值為()A．7:8 B．13:14C．24:25 D．26:27答案：D點(diǎn)撥：表面微粒數(shù)＝8＋6＋12＝26，總微粒數(shù)＝表面微粒數(shù)＋中心粒子數(shù)＝26＋1＝27。易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是用均攤法求各粒子數(shù)。11.如圖是CsCl晶體的一個(gè)晶胞，相鄰的兩個(gè)Cs＋的核間距為acm，NA為阿伏加德羅常數(shù)，CsCl的相對(duì)分子質(zhì)量用M表示，則CsCl晶體的密度為()A.eq\f(8M,NA·a3) B.eq\f(6M,NA·a3)C.eq\f(4M,NA·a3) D.eq\f(M,NA·a3)答案：D點(diǎn)撥：由均攤法求得CsCl晶胞含有1個(gè)CsCl微粒，其質(zhì)量是M/NA，再由相鄰的兩個(gè)Cs＋的核間距為acm，求出該晶胞的體積是a3，所以晶胞的密度是eq\f(M,NA·a3)，晶體的密度和晶胞的密度是一樣的。12．石墨與熔融的鉀相互作用，形成某種青銅色的物質(zhì)(其中的鉀原子用·表示)，原子分布如圖所示，該化合物的化學(xué)式為()A．KC2B．KC6C．KC8D．KC12答案：C點(diǎn)撥：K原子周圍有6個(gè)C原子屬于K原子所有，再向外的6個(gè)C原子為3個(gè)K原子共用，每個(gè)K原子占2個(gè)，所以1個(gè)K結(jié)合8個(gè)C，化學(xué)式為KC8。二、非選擇題13．在一個(gè)小燒杯里加入少量碘，用一個(gè)表面皿蓋在小燒杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小燒杯放在石棉網(wǎng)上加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(1)在表面皿上加少量冷水的作用是________________________。(2)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________________________________________________________________________________________________。(3)在表面皿上碘是________。(填“晶體”或“非晶體”)(4)這種方法是________，制取晶體的方法還有________、________。答案：(1)冷卻碘蒸氣(2)燒杯中充滿紫色的蒸氣，在表面皿上有紫黑色的晶體(3)晶體(4)凝華熔融態(tài)物質(zhì)的凝固結(jié)晶點(diǎn)撥：獲得晶體有3個(gè)途徑：熔融態(tài)物質(zhì)凝固；氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(物理上稱為凝華)；溶質(zhì)從溶液中析出。14.石墨晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，每一層由許多個(gè)正六邊形構(gòu)成，則：(1)平均每一個(gè)正六邊形占有碳原子數(shù)為________；(2)每一層內(nèi)碳原子數(shù)目與C－C化學(xué)鍵數(shù)目的比是________。答案：(1)2(2)2:3點(diǎn)撥：(1)在同一層上，每個(gè)碳原子為3個(gè)正六邊形共有，平均每個(gè)正六邊形占有該碳原子的1/3。一個(gè)正六邊形有這樣的碳原子6個(gè)，則一個(gè)正六邊形共占有6×1/3＝2(個(gè))碳原子。(2)因?yàn)橐粋€(gè)C－C鍵為兩個(gè)正六邊形共有，所以每個(gè)正六邊形占有C－C鍵的1/2，一個(gè)正六邊形共占有C－C鍵6×1/2＝3(個(gè))。因此，每一層上碳原子數(shù)與C－C鍵數(shù)目之比為2:3。還可以根據(jù)每條C－C鍵為2個(gè)碳原子共有，每個(gè)碳原子分占C－C鍵的1/2，因此，碳原子數(shù)目與C－C鍵數(shù)目之比為1:3×1/2＝2:3。15．(·經(jīng)典習(xí)題選萃)某離子晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。試回答下列問題：(1)晶體中每個(gè)Y同時(shí)吸引著__________個(gè)X，每個(gè)X同時(shí)吸引著__________個(gè)Y，該晶體的化學(xué)式是__________。(2)晶體中在每個(gè)X周圍與它最近且距離相等的X共有__________個(gè)。(3)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1，晶胞的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則晶體中兩個(gè)最近的X間的距離為__________cm。答案：(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)eq\r(3,\f(\r(2)M,NAρ))點(diǎn)撥：此晶胞初看比較復(fù)雜，若將X、Y分開來(lái)看，X在晶胞中的位置類似NaCl中的Na＋或Cl－，如下圖(a)。體內(nèi)8個(gè)Y分別位于每個(gè)小立方體的中心，如下圖(b)。(1)從上圖(b)知，每個(gè)Y同時(shí)吸引著4個(gè)X，為方便觀察，根據(jù)晶胞與晶體的關(guān)系，不難想象出圖(a)與圖(c)是等效的，所以由圖(c)中心的X與圖(b)中Y的關(guān)系知，每個(gè)X同時(shí)吸引著8個(gè)Y。所以此離子化合物的化學(xué)式為XY2(或Y2X)；(2)從圖(c)中心的X來(lái)看，與它最近且距離相等的X處于平面四邊形的對(duì)角線上，共有12個(gè)；(3)因晶胞內(nèi)X占8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4個(gè)，Y占8個(gè)，即有4個(gè)XY2(或Y2X)。故其物質(zhì)的量為eq\f(4,NA)mol，質(zhì)量為eq\f(4M,NA)g。設(shè)晶胞長(zhǎng)為acm，晶體中最近的兩個(gè)X間的距離為lcm；由m＝ρa(bǔ)3和l＝eq\f(1,2)×eq\r(2)a得：l＝eq\f(1,2)×eq\r(2)×eq\r(3,\f(m,ρ))＝eq\f(1,2)×eq\r(2)×eq\r(3,\f(4M,NAρ))＝eq\r(3,\f(\r(2)M,NAρ))(cm)。16．在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域中，有一種化合物叫鈣鈦礦，其晶體結(jié)構(gòu)中有代表性的最小單位結(jié)構(gòu)如圖所示。試回答：(1)在該晶體中每個(gè)鈦離子周圍與它最近且相等距離的鈦離子有多少個(gè)？(2)在該晶體中氧、鈣、鈦的粒子個(gè)數(shù)比是多少？答案：(1)6(2)3:1:1點(diǎn)撥：由圖看出，在每個(gè)鈦離子的同層、左右與前后、上下各層中都緊密排列著完全相同的鈦離子，共有晶胞邊長(zhǎng)的6個(gè)鈦離子。至于同一晶胞中獨(dú)占三元素粒子個(gè)數(shù)比，則從每種元素粒子在晶胞中的位置考慮。Ca2＋位于立方體的中央為一個(gè)晶胞所獨(dú)占；鈦離子位于晶胞的頂點(diǎn)上，為相鄰兩層8個(gè)晶胞所共有(左右、前后、上中下、左右前后4個(gè)而上下中相同重復(fù)共8個(gè))，而每個(gè)晶胞獨(dú)占有8×1/8＝1個(gè)。氧離子位于棱上，在同一晶胞中，每個(gè)氧離子為同層的4個(gè)晶胞所共有，一個(gè)晶胞獨(dú)占12×1/4＝3個(gè)。故氧、鈣、鈦的粒子數(shù)之比為3:1:1。對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)人們最初對(duì)晶體的認(rèn)識(shí)完全是理性思考的結(jié)果?？梢哉f(shuō)，結(jié)晶化學(xué)開始于丹麥科學(xué)家斯丹諾(N.Steno)的晶體構(gòu)造理論。斯丹諾通過(guò)研究石英晶體斷面，于1669年提出晶面交角守恒定律，即晶體在生長(zhǎng)過(guò)程中各晶面大小雖然都在變化，但晶面的交角恒定不變(圖1)。由此，人們可以從外形上鑒別不同的礦物和晶體。法國(guó)的結(jié)晶學(xué)家阿羽衣(R.J.Haüy)依據(jù)晶體具有沿一定晶面碎裂的性質(zhì)，對(duì)晶體的微觀結(jié)構(gòu)做了合理而大膽的設(shè)想，于1784年提出晶體是由具有多面體形狀的晶胞平行而無(wú)間隙地堆積而成的。阿羽衣的思想被法國(guó)科學(xué)家布拉維(A.Bravais