2024-2025學年新教材高中化學第3章晶體結構與性質第1節(jié)物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識課時分層作業(yè)含解析新人教版選擇性必修2

PAGE6-物質的聚集狀態(tài)與晶體的常識(建議用時：40分鐘)[合格過關練]1．水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時形成的。玻璃態(tài)的水無固定形態(tài)，不存在晶體結構，且密度與一般液態(tài)水的密度相同，有關玻璃態(tài)水的敘述中正確的是()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)是水的一種特別狀態(tài)D．X-射線通過玻璃態(tài)水時，能產(chǎn)生譜線C[玻璃態(tài)水無固定形態(tài)，不存在晶體結構，故玻璃態(tài)水不是晶體，X-射線通過玻璃態(tài)水時不能產(chǎn)生譜線，因密度與一般水相同，故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時體積不變。]2．如圖是某固體的微觀結構示意圖，請仔細視察兩圖，推斷下列說法正確的是()ⅠⅡA．兩種物質在肯定條件下都會自動形成有規(guī)則幾何外形的晶體B．Ⅰ形成的固體物理性質有各向異性C．Ⅱ形成的固體肯定有固定的熔、沸點D．二者的X射線衍射圖譜是相同的B[視察結構圖知，Ⅰ中粒子呈周期有序排列，Ⅱ中粒子排布不規(guī)則，故Ⅰ為晶體，Ⅱ為非晶體。晶體具有各向異性，具有固定熔點，非晶體沒有固定熔點，用X-射線檢驗兩者，圖譜明顯不同。]3．下圖為一塊密度、厚度勻稱的矩形樣品，長為寬的兩倍，若用多用電表沿兩對稱軸測其電阻均為R，則這塊樣品肯定是()A．金屬B．半導體C．非晶體D．晶體D[由于AB＝2CD，而AB、CD間的電阻卻相等，說明樣品橫向(AB)與縱向(CD)的導電性不同，具有各向異性，而晶體的特征之一是各向異性，非晶體則具有各向同性，故該樣品為晶體。]4．將一塊缺角的膽礬晶體置于飽和的硫酸銅溶液中，一段時間后(濃度不變)，發(fā)覺缺角晶體變完整了。若溶劑不揮發(fā)，則這段時間內(nèi)晶體和溶液的質量改變分別是()A．晶體的質量變小，溶液的質量變大B．晶體的質量變大，溶液的質量變小C．晶體和溶液的質量都不變D．無法確定C[膽礬晶體具有自范性，在適當條件下有自發(fā)呈現(xiàn)封閉的、規(guī)則的多面體外形的性質。由于原溶液為飽和溶液，因此膽礬晶體與飽和硫酸銅溶液間存在著溶解結晶平衡，整個過程中晶體和溶液的質量都不發(fā)生改變。]5．不能夠支持石墨是晶體這一事實的選項是()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．石墨的熔點為3625℃D．在石墨的X射線衍射圖譜上有明銳的譜線A[原子在三維空間里呈周期性有序排列、有自范性、有固定的熔點、物理性質上體現(xiàn)各向異性、X-射線衍射圖譜上有分立的斑點或明銳的譜線等特征，都是晶體在各個方面有別于非晶體的體現(xiàn)，故B、C、D能夠支持石墨是晶體這一事實。而是否互為同素異形體與是否為晶體這兩者之間并無聯(lián)系，如無定形碳也是金剛石、石墨的同素異形體，卻屬于非晶體。]6．關于晶體的自范性，下列敘述正確的是()A．破損的晶體能夠在固態(tài)時自動變成規(guī)則的多面體B．缺角的氯化鈉晶體在飽和NaCl溶液中漸漸變?yōu)橥陚涞牧⒎襟w塊C．圓形容器中結出的冰是圓形的體現(xiàn)了晶體的自范性D．由玻璃制成規(guī)則的玻璃球體現(xiàn)了晶體的自范性B[晶體的自范性指的是在相宜條件下，晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)封閉的規(guī)則的多面體外形的性質，這一相宜條件一般指的是自動結晶析出的條件，A項所述過程不行能實現(xiàn)；C項中的圓形并不是晶體冰本身自發(fā)形成的，而是受容器的限制形成的；D項中的玻璃是非晶體。]7．如圖是a、b兩種不同物質的熔化曲線，下列說法正確的是()abA．a(chǎn)沒有固定的熔點 B．a(chǎn)是非晶體C．b是晶體 D．b是非晶體D[晶體有固定的熔點，由a的熔化曲線分析可知，中間有一段溫度不變但始終在汲取能量，該段所對應的溫度就是晶體a的熔點；由b的熔化曲線可知，溫度始終上升，所以物質b沒有固定的熔點，為非晶體。]8．下列各項是晶體結構中具有代表性的最小重復單元(晶胞)的排列方式，圖中：○—X，●—Y，?—Z。其中對應的化學式不正確的是()ABCDB[A項中X、Y的位置、數(shù)目完全等同，化學式為XY，正確；B項中X、Y的個數(shù)比為1∶(8×eq\f(1,8))＝1∶1，化學式為XY，錯誤；C項中X的數(shù)目：4×eq\f(1,8)＋1＝eq\f(3,2)，Y的數(shù)目：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，化學式為X3Y，正確；D項中X的數(shù)目：8×eq\f(1,8)＝1，Y的數(shù)目：6×eq\f(1,2)＝3，Z位于體心，數(shù)目為1，化學式為XY3Z，正確。]9．已知某晶體晶胞如圖所示，則該晶體的化學式為()A．XYZ B．X2Y4ZC．XY4Z D．X4Y2ZC[該晶體的晶胞是正方體形晶胞。該晶胞擁有的X原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1；Y原子位于該晶胞內(nèi)，共有4個，因此該晶胞中擁有的Y原子數(shù)為4；Z只有1個，位于晶胞的體心上，故該晶體的化學式為XY4Z。]10.(1)在下列物質中，________________(填序號，下同)是晶體，________是非晶體。①塑料②明礬③松香④玻璃⑤CuSO4·5H2O⑥冰糖⑦石蠟⑧單晶硅⑨鋁塊⑩橡膠(2)晶體和非晶體在外形上有差別，晶體一般都具有________，而非晶體________；另外非晶體具有物理性質________的特點，而晶體具有物理性質________的特點。[解析]明礬是KAl(SO4)2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、單晶硅、鋁塊都是晶體；塑料、松香、玻璃、石蠟、橡膠都是非晶體。[答案](1)②⑤⑥⑧⑨①③④⑦⑩(2)規(guī)則的幾何外形沒有規(guī)則的幾何外形各向同性各向異性[素養(yǎng)培優(yōu)練]11．硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導的最高紀錄。如圖所示的是該化合物的晶體結構：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有一個鎂原子；6個硼原子位于棱柱內(nèi)。則該化合物的化學式為()A．MgB B．MgB2C．Mg2B D．Mg3B2B[棱柱內(nèi)硼原子數(shù)為6，均屬于這個晶胞；鎂原子位于上、下面心(2個)及12個頂角，共有鎂原子數(shù)為2×eq\f(1,2)＋12×eq\f(1,6)＝3，則鎂、硼原子個數(shù)之比為1∶2。]12．科學家把C60和K摻雜在一起制造出的物質具有超導性能，其晶胞結構如圖所示。該物質中K和C60的個數(shù)之比為()A．1∶1 B．2∶1C．3∶1 D．4∶1C[依據(jù)均攤法可知，該晶胞中K的個數(shù)為2×6×eq\f(1,2)＝6，C60的個數(shù)為1＋8×eq\f(1,8)＝2，所以該物質中K和C60的個數(shù)之比為6∶2＝3∶1。]13．(雙選)已知某化合物的晶體是由如圖所示的最小結構單元密置積累而成，下列關于該化合物的敘述錯誤的是()A．1mol該化合物中含有2molYB．1mol該化合物中含有3molCuC．1mol該化合物中含有2molBaD．該化合物的化學式是YBa2Cu3O6AD[由圖可知，白球代表的Y原子位于長方體的八個頂點上，大黑球代表的Ba原子位于長方體的四條棱上，灰球代表的Cu原子位于長方體的內(nèi)部，小黑球代表的O原子有的位于長方體的內(nèi)部、有的位于長方體的面上，運用均攤法可計算出Y原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，Ba原子個數(shù)為8×eq\f(1,4)＝2，Cu原子個數(shù)為3，O原子個數(shù)為10×eq\f(1,2)＋2＝7，故該化合物的化學式為YBa2Cu3O7。]14．如圖為NaCl晶體的一個晶胞，測知氯化鈉晶體中相鄰的Na＋與Cl－的距離為acm，該晶體密度為dg·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為()A.eq\f(0.585,4a3d)mol－1 B.eq\f(58.5,8a3d)mol－1C.eq\f(58.5,2a3d)mol－1 D.eq\f(117,a3d)mol－1C[一個NaCl晶胞中含Na＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(個)；含Cl－：12×eq\f(1,4)＋1＝4(個)，一個NaCl晶胞的體積為V＝8a3cm3，由NA·dg·cm－3·V＝4×58.5g·mol－1得NA＝eq\f(4×58.5g·mol－1,dg·cm－3×8a3cm3)＝eq\f(58.5,2a3d)mol－1。]15．釔鋇銅氧是一種新型節(jié)能高溫超導體，其晶胞結構如圖所示。探討發(fā)覺，此高溫超導體中的Cu元素有兩種價態(tài)，分別為＋2和＋3，Y元素的化合價為＋3，Ba元素的化合價為＋2。(1)該物質的化學式為_____________________________________________。(2)該物質中Cu2＋與Cu3＋的個數(shù)比為________________________________。[解析]本題的疑難之處一是不會計算晶胞中氧原子的個數(shù)；二是在求Cu2＋與Cu3＋的個數(shù)比時不能敏捷運用化合物中各元素的正負化合價的代數(shù)和為零這一規(guī)律。(1)由圖可知，該晶胞中N(Cu)＝8×eq\f(1,8)＋8×eq\f(1,4)＝3，N(Ba)＝2，N(Y)＝1，N(O)＝12×eq\f(1,4)＋8×eq\f(1,2)＝7。即該物質的化學式為YBa2Cu3O7。(2)依據(jù)題中各元素的化合價，再結合化合物中各元素的正負化合價的代數(shù)和為零可知，＋2價銅與＋3價銅的化合價之和為7，即N(Cu2＋)∶N(Cu3＋)＝2∶1。[答案](1)YBa2Cu3O7(2)2∶116．(素養(yǎng)題)Ⅰ.元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子。X與Y所形成化合物晶體的晶胞如圖所示。(1)在1個晶胞中，X離子的數(shù)目為________。(2)該化合物的化學式為________。Ⅱ.(1)準晶是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位置序的獨特晶體，可通過________方法區(qū)分晶體、準晶體和非晶體。(2)Cu2O為半導體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有________個銅原子。[解析]Ⅰ.元素X的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，則X是鋅。元素Y的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，則Y是硫。(1)在