晶胞-針對(duì)練習(xí)-高中化學(xué)選擇性必修二

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)和晶體的常識(shí)第二課時(shí)晶胞一、選擇題1.下列關(guān)于晶體的說法中不正確的是()A．凡有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體B．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元C．區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學(xué)方法是對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)D．晶胞的密度與晶體密度相同2.整塊晶體可以看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成。對(duì)這句話的理解錯(cuò)誤的是()A.相鄰晶胞之間沒有任何間隙B.晶體是晶胞簡單、隨意堆積而成C.晶胞排列時(shí),取向相同D.“并置”是指所有晶胞都是平行排列的3.下列有關(guān)晶胞的敘述錯(cuò)誤的是()A．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元B．不同晶體中晶胞的大小和形狀不一定相同C．晶胞中的任何一個(gè)粒子都完全屬于該晶胞D．已知晶胞的結(jié)構(gòu)可推知晶體的組成4.不能夠支持石墨是晶體這一事實(shí)的選項(xiàng)是()A．石墨和金剛石是同素異形體B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列C．石墨的熔點(diǎn)為3625℃D．在石墨的X射線衍射圖譜上有明銳的譜線5.如圖所示是金屬鈉的晶胞示意圖,該晶胞平均含有的鈉原子數(shù)是()A.9 B.5 C.3 D.26.某晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其中含A、B、C三種元素原子,則該晶體中A、B、C的原子個(gè)數(shù)比為()A.1∶3∶1 B.2∶3∶1C.1∶2∶1 D.1∶3∶37.某研究小組發(fā)現(xiàn)首例帶結(jié)晶水的晶體在5K下呈現(xiàn)超導(dǎo)性。據(jù)報(bào)道,該晶體中含有最簡式為CoO2的層狀結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)如圖(小球表示Co原子,大球表示O原子)。下列用粗線畫出的CoO2層狀結(jié)構(gòu)的晶胞(晶胞是在晶體中具有代表性的最小重復(fù)單元)示意圖不符合化學(xué)式的是()8.由硼和鎂兩種元素組成的化合物可為超導(dǎo)材料,下圖為該化合物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,鎂原子間形成正六棱柱,且棱柱的上下底面還各有1個(gè)鎂原子,6個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學(xué)式可表示為()A.Mg5B12 B.MgB2 C.Mg2B D.Mg3B29.高溫下,超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu),晶體中氧的化合價(jià)部分為0價(jià),部分為-2價(jià)。如圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞,則下列說法中正確的是()A.超氧化鉀的化學(xué)式為KO2B.每個(gè)晶胞中含有8個(gè)K+和4個(gè)OC.晶體中與每個(gè)K+距離最近的K+有8個(gè)D.晶體中0價(jià)氧原子和-2價(jià)氧原子個(gè)數(shù)比為2∶110.現(xiàn)有四種晶體,其構(gòu)成粒子排列方式如圖所示,其中化學(xué)式不屬于AB型的是()11、已知某晶體由X、Y、Z三種元素組成,其晶胞如圖所示,則X、Y、Z三種元素的原子個(gè)數(shù)之比正確的是()A.1∶3∶1 B.2∶6∶1C.4∶8∶1 D.8∶1∶112、某晶體的部分結(jié)構(gòu)為正三棱柱(如圖所示)，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是()A.3∶9∶4 B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶413、鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。鈦酸鋇晶體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖，它的化學(xué)式是()A.BaTi8O12 B．BaTi4O6C．BaTi2O4 D．BaTiO314、F2和Xe在一定條件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三種氟化氙,它們都是極強(qiáng)的氧化劑(其氧化性依次遞增),都極易與水發(fā)生反應(yīng),其中:6XeF4+12H2O2XeO3+4Xe↑+24HF+3O2↑。下列推測正確的是()A.XeF2分子中各原子最外層均達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)B.某種氟化氙的晶體結(jié)構(gòu)單元如圖,可推知其化學(xué)式為XeF6C.XeF4按題中方程式與水反應(yīng)時(shí),每生成4molXe,轉(zhuǎn)移16mole-D.XeF2加入水中,在水分子作用下將生成Xe和F2二、非選擇題15、某晶體晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,X()位于立方體的頂點(diǎn),Y()位于立方體的中心,試分析:(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)式為。

(2)晶體中在每個(gè)X周圍與它最接近且距離相等的X共有個(gè)。

(3)晶體中距離最近的2個(gè)X與一個(gè)Y形成的夾角∠XYX=(填角的度數(shù))。

(4)若該立方體的棱長為acm,晶體密度為ρg·cm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶體的摩爾質(zhì)量為。

16、元素X、Y、Z為前四周期元素，X的基態(tài)原子核外電子有21種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，元素Y的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍，Z與X、Y不在同一周期，且Z原子核外p電子比s電子多5個(gè)?；鶓B(tài)原子的核外電子排布式為

。是石油化工中重要的催化劑之一，如催化異丙苯裂化生成苯和丙烯。苯分子中含有鍵的數(shù)目為

mol。異丙苯分子中碳原子軌道的雜化類型為

。與分子互為等電子體的陽離子為

。易溶于水，熔點(diǎn)為，熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?，?jù)此可判斷晶體屬于

填晶體類型。元素Ce與X同族，其與Y形成的化合物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖，該化合物的化學(xué)式為

。答案解析1.選A。晶體的特征之一是有自范性，即自發(fā)呈現(xiàn)規(guī)則的幾何外形。切割整齊且規(guī)格相同的玻璃、石蠟、橡皮等雖然都具有規(guī)則的幾何外形，但它們內(nèi)部的原子無序排列，它們也沒有固定的熔點(diǎn)，不是晶體，A項(xiàng)錯(cuò)誤。由晶體的特征和晶胞的概念可知B、C項(xiàng)正確。整塊晶體可看作是數(shù)量巨大的晶胞“無隙并置”而成，所以晶胞與晶體的密度是相等的，D項(xiàng)正確。2.B晶體并不是晶胞簡單、隨意堆積而成,而是晶胞平行排列而成的,且相鄰晶胞之間沒有任何間隙。3.選C。晶胞中的粒子有的并不完全屬于該晶胞，如體心立方晶胞，立方體頂點(diǎn)的原子屬于該晶胞的只有eq\f(1,8)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。4.選A。原子在三維空間里呈有序排列(B項(xiàng))、有自范性、有固定的熔點(diǎn)(C項(xiàng))、物理性質(zhì)上體現(xiàn)各向異性、X射線衍射圖譜上有分明的斑點(diǎn)或明銳的譜線(D項(xiàng))等特征，都是晶體有別于非晶體的體現(xiàn)。而是否互為同素異形體與是否為晶體這兩者之間無聯(lián)系，如無定形碳是金剛石、石墨的同素異形體，卻屬于非晶體。5.D金屬鈉的晶胞中,有8個(gè)原子處于頂角上,有1個(gè)原子位于體心,故該晶胞平均含有的鈉原子數(shù)為186.C根據(jù)題圖知,該晶胞中A原子個(gè)數(shù)=8×18=1,B原子個(gè)數(shù)=4×12=2,C原子個(gè)數(shù)=1,所以晶體中A、B、C的原子個(gè)數(shù)比為1∶2∶7.DA項(xiàng),CoO2層狀結(jié)構(gòu)的晶胞中含有Co原子數(shù)為1,含有O原子數(shù)為4×12=2,所以Co原子數(shù)與O原子數(shù)之比為1∶2,正確;B項(xiàng),CoO2層狀結(jié)構(gòu)的晶胞中含有Co原子數(shù)為1+4×14=2,含有O原子數(shù)為4,所以Co原子數(shù)與O原子數(shù)之比為1∶2,正確;C項(xiàng),CoO2層狀結(jié)構(gòu)的晶胞中含有Co原子數(shù)為4×14=1,含有O原子數(shù)為4×12=2,所以Co原子數(shù)與O原子數(shù)之比為1∶2,正確;D項(xiàng),CoO2層狀結(jié)構(gòu)的晶胞中含有Co原子數(shù)為1,含有O原子數(shù)為4×18.B由于鎂原子位于頂點(diǎn)處,另外棱柱的上下底面還各有1個(gè)鎂原子,則晶胞中含有的鎂原子個(gè)數(shù)是2×12+12×16=3。6個(gè)硼原子位于棱柱內(nèi),即Mg與B的原子個(gè)數(shù)之比是1∶2,因此該化合物的化學(xué)式可表示為MgB9.A由題中的晶胞結(jié)構(gòu)知,有8個(gè)K+位于晶胞頂角,6個(gè)K+位于晶胞面心,則晶胞實(shí)際含有K+的個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,O2-有12個(gè)位于棱上,1個(gè)處于體心,則晶胞中含有的O2-個(gè)數(shù)為12×14+1=4;超氧化鉀的化學(xué)式為KO2;晶體中與每個(gè)K+距離最近的K10.B晶胞中A位于頂點(diǎn),含有A的個(gè)數(shù)為8×18=1,B位于晶胞的體心,B的個(gè)數(shù)為1,則化學(xué)式為AB,A不符合題意;晶胞中A位于頂點(diǎn),平均含有A的個(gè)數(shù)為8×18=1,B位于晶胞的棱上,平均含有B的個(gè)數(shù)為12×14=3,則化學(xué)式為AB3,不屬于AB型,B符合題意;A、B均位于晶胞的頂點(diǎn),各有4×18=12個(gè),化學(xué)式為AB,C不符合題意;A位于晶胞的頂點(diǎn)和面心,共有8×111.A根據(jù)均攤法可知,晶胞中含有Z原子的數(shù)目為1,含有X原子的數(shù)目為8×18=1,含有Y原子的數(shù)目為12×14=3,所以X、Y、Z的原子個(gè)數(shù)比是1∶3∶12.選B。由圖可知該晶體部分結(jié)構(gòu)的上下兩面為正三角形，因此處于頂點(diǎn)的粒子為12個(gè)該結(jié)構(gòu)共用，故該結(jié)構(gòu)中A的數(shù)目為6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)；處于水平棱上的粒子為4個(gè)該結(jié)構(gòu)共用，處于垂直棱上的粒子為6個(gè)該結(jié)構(gòu)共用，故該結(jié)構(gòu)單元中包含B粒子的數(shù)目為6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2；該結(jié)構(gòu)中包含C粒子的數(shù)目為1，由此可見A、B、C三種粒子的數(shù)目之比為eq\f(1,2)∶2∶1＝1∶4∶2。13.選D。Ba在立方體的中心，完全屬于該晶胞；Ti處于立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)Ti為與之相連的8個(gè)立方體所共用，即只有1/8屬于該晶胞；O處于立方體的12條棱的中點(diǎn)，每條棱為四個(gè)立方體共用，故每個(gè)O只有1/4屬于該晶胞。即晶體中Ba∶Ti∶O＝1∶(8×eq\f(1,8))∶(12×eq\f(1,4))＝1∶1∶3。14.CXe原子本身最外層就是8電子結(jié)構(gòu),再與F原子結(jié)合,肯定就不再是8電子結(jié)構(gòu)了,A錯(cuò)誤;晶胞中Xe原子個(gè)數(shù)為8×18+1=2,F原子個(gè)數(shù)為8×14+2=4,故原子個(gè)數(shù)比Xe∶F=1∶2,其化學(xué)式為XeF2,B錯(cuò)誤;由題中化學(xué)方程式可知,每生成4molXe轉(zhuǎn)移電子總物質(zhì)的量為16mol,C正確;F2與水會(huì)劇烈反應(yīng),所以在溶液中不可能生成F15.答案(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)109°28'(4)2a3ρNAg·mol-1解析(1)由晶胞結(jié)構(gòu)可直接看出每個(gè)Y周圍吸引著4個(gè)X,每個(gè)X被8個(gè)晶胞共用,則X周圍有8個(gè)等距離的Y,晶胞內(nèi)X與Y的數(shù)目比為(4×18)∶1=1∶2,故該晶體的化學(xué)式為XY2或Y2X。(2)以某個(gè)X為中心,補(bǔ)足8個(gè)共用X的晶胞,可發(fā)現(xiàn)與中心X等距離且最近的X共12個(gè)。(3)四個(gè)X圍成一個(gè)正四面體,Y位于中心,類似甲烷的分子結(jié)構(gòu),故∠XYX=109°28'。(4)每摩爾晶胞相當(dāng)于含有0.5molXY2(或Y2X),故摩爾質(zhì)量可表示為M=a3×ρ×NA0.16、【答案】

、

離子晶體

【解析】根據(jù)題意，元素X、Y、Z為Sc、O、Cl元素，