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1、1 第三章第一节晶体的常识 基 础 巩 固 一、选择题 1水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K 时形 成的。 玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻 璃态水的叙述中正确的是( C ) A水由液态变为玻璃态，体积缩小 B水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C玻璃态是水的一种特殊状态 D玻璃态水能使X射线产生衍射 解析： 玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构，故玻璃态水不是晶体，不能使 X射线产 生衍射；因密度与普通水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。 2下列途径不能得到晶体的是( A ) A熔融态物质快速冷却B熔融态物质凝固 C
2、气态物质凝华D溶质从溶液中析出 解析： 得到晶体的三个途径是：溶质从溶液中析出，气态物质凝华，熔融态物质 凝固。所以B、C、D选项中的措施可以得到晶体。晶体表现自范性是需要一定条件的，即晶 体生成的速率要适当，因此熔融态物质快速冷却时不能得到晶体，所以选择A项。 3如图是a、b 两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是( A ) Aa 是晶体B b 是晶体 Ca 是非晶体D无法判断a 是不是晶体 解析： 由图可知， a 具有固定的熔点，b 不具有固定的熔点，因此a 是晶体， b 是非晶 体。 4晶体与非晶体的本质区别是( B ) A晶体具有各向异性，而非晶体具有各向同性 B晶体具有自范性，而非
3、晶体没有自范性 C晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点 D晶体能使X射线产生衍射，而非晶体则不能 解析：易将晶体与非晶体的本质区别及性质区别混为一谈。晶体与非晶体的性质差异是 二者本质区别的外在表现。晶体具有自范性( 本质 )，而晶体的性质是有固定的熔、沸点，能 2 使 X射线产生衍射等。分析此类问题时，要分析晶体、非晶体的本质与性质，采用辩证的 观点分析问题。同时也要注意不能用固体是否有规则的几何外形来判断其是否为晶体。 5下列叙述正确的是( C ) A固体 SiO2一定是晶体 B晶体有固定的组成，非晶体没有固定的组成 C晶体内部的微粒按一定规律呈周期性有序排列 D冰和固体碘晶
4、体中相互作用力相同 解析：从晶体与非晶体的本质差异上来判断。固体 SiO2有晶体和无定形两类，A项错误； 非晶体如玻璃同样有固定的组成，B项错误；晶体的特殊性质都是其内部微粒按一定规律周 期性排列的结果，C项正确；冰中微粒间的作用力除范德华力外还存在氢键，而碘晶体微粒 间仅存在范德华力，D项错误。 6(2018河北石家庄期中) 有关晶体的下列说法中正确的是( B ) A晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B原子晶体中共价键越强，熔点越高 C冰熔化时水分子中共价键发生断裂 D氯化钠熔化时离子键未被破坏 解析：A 分子的稳定性与分子中的化学键有关，与分子间作用力无关，故 A错误；B原 子晶体中物质
5、的熔点与化学键强弱有关，所以原子晶体中共价键越强，熔点越高， 故 B正确； C冰融化时， 发生了变化的是水分子之间的距离，而水分子内部的O H共价键没有发生断 裂，故 C错误； D氯化钠熔化时，离子键被破坏，故D错误；故选B。 7下列关于晶体的说法正确的是( D ) A粉末状的硝酸钾固体没有多面体外形，故为非晶体 B晶体呈现自范性的过程是非自发的过程 C玛瑙和水晶皆为晶体，二者都是熔融二氧化硅凝固所形成的 D当晶体生长速率适当时才可得到规则的多面体外形 解析： A项：有的固体粉末，肉眼看不到晶体外形。放到光学显微镜下才可以看到整齐 规则的晶体外形；B项：晶体自范性的呈现是一个自发的过程；C项：
6、玛瑙是熔融态SiO2快 速冷却形成的，而水晶则是热液缓慢冷却形成的：D项：熔融态物质冷却凝固速率过快只得 到看不到规则外形的粉末或块状物，玛瑙的形成就是一个例子。 8将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后( 温度不变 ) ，发现缺 角的晶体变完整了。若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是( C ) A晶体质量减小，溶液质量变大 B晶体质量变大，溶液质量减小 C晶体和溶液质量都不变 D无法确定 解析：胆矾晶体具有自范性，有自发形成规则几何外形的性质，由于原溶液为饱和溶液， 3 因此胆矾晶体与CuSO 4饱和溶液间存在着溶解结晶平衡，在整个过程中晶体和溶液的质量都 不
7、发生变化。 9下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为 2 价， G 为 2 价，则 Q的化合价为 _3_。 解析： R8 1 812 G 8 1 48 1 44 1 2 28 Q 8 1 424 R、G 、Q的个 数之比为142，则其化学式为RQ2G4。 由于 R为 2 价， G为 2 价，所以Q为 3价。 二、非选择题 10如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞： 试写出： (1) 甲晶体化学式 (X 为阳离子 ) 为 _X2Y_。 (2) 乙晶体中A、B、 C三种微粒的个数比是_131 _。 (3) 丙晶体中每个D周围结合E的个数是 _8_。 (4) 乙晶体中每个A周围
8、结合B的个数为 _12_。 11石墨晶体结构如图所示，每一层由许多个正六边形构成，则： (1) 平均每一个正六边形占有碳原子数为_2_； (2) 每一层内碳原子数目与CC化学键数目的比是_23_。 解析： (1) 在同一层上，每个碳原子为3 个正六边形共有，平均每个正六边形占有该碳 原子的 1/3 。一个正六边形有这样的碳原子6 个，则一个正六边形共占有61/3 2(个) 碳 原子。 (2) 因为一个CC 键为两个正六边形共有，所以每个正六边形占有CC键的 1/2 ，一 个正六边形共占有C C键 61/2 3(个 ) 。因此，每一层上碳原子数与CC键数目之比为 23。 4 还可以根据每条C C
9、键为 2 个碳原子共有，每个碳原子分占CC键的 1/2 ，因此，碳 原子数目与CC键数目之比为131/2 23。 能 力 提 升 一、选择题 1下列说法正确的是( C ) A玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和 SiO2熔合成的晶体 B水玻璃在空气中不可能变浑浊 C水泥在空气和水中均可以硬化 D制光导纤维的重要原料是玻璃 解析： 玻璃是由Na2SiO3、 CaSiO3和 SiO2熔合成的混合物，不是晶体，故A 项错；水玻 璃是 Na2SiO3的水溶液，在空气中发生反应：Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3，故 B 项 错；水泥的硬化是水泥的重要性质，是复杂的物理变化和化学变化
10、过程，故C项正确； 制光 导纤维的重要原料是SiO2而不是玻璃，故D项错。 2石墨与熔融的钾相互作用，形成某种青铜色的物质( 其中的钾原子用表示)，原子 分布如图所示，该化合物的化学式为( C ) AKC2B KC6 CKC8D KC12 解析： K原子周围有6 个 C原子属于K原子所有，再向外的6 个 C原子为 3 个 K原子共 用，每个K原子占 2 个，所以1个 K结合 8 个 C，化学式为KC8。 3纳米材料的表面微粒占总微粒数的比例极大，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开头恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同( 如图所示 ) ， 则这种纳 米颗粒的表面微粒数与总微
11、粒数的比值为( D ) A78 B 1314 C24 25 D 2627 解析：表面微粒数 861226， 总微粒数表面微粒数中心粒子数26127。 易出现的错误是用均摊法求各粒子数。 4 (2018新疆呼图壁县初考) 如图是氯化铯晶体的晶胞示意图( 晶体中最小的重复结构 单元 ) ，已知晶体中2 个最近的Cs 核间距为 a cm，氯化铯 (CsCl) 的式量为M，NA为阿伏加 5 德罗常数，则氯化铯晶体的密度为( C ) A 8M NAa 3g cm 3 B Ma 3 8NAgcm 3 C M NAa 3gcm 3 D Ma 3 NA gcm 3 解析： 晶胞中平均含有一个Cs 和一个 Cl
12、 ，晶胞的质量为 (M/NA)g ，体积为a 3cm3，所 以晶体密度为 M NAa 3g cm 3，故选 C。 5NaCl 晶体的晶胞如图，已知氯化钠的摩尔质量为Mgmol 1，晶体中最邻近的钠离 子和氯离子中心间的距离为a cm，晶体的密度为bgcm 3。则下列叙述正确的是 ( C ) A每个 Na 周围最近且等距离的 Cl 所围成的空间构型为正六面体 B每个 Na 周围最近且等距离的 Na 有 6 个 C阿伏加德罗常数NA的值可表示为 M 2a 3b D阿伏加德罗常数NA的值可表示为 4M a 3b 解析： 每个 Na 周围等距离的 Cl 所围成的空间构型为正八面体， A错；Na 周围最
13、近且 等距离的同种离子有12 个，故 B错； 1 mol NaCl的质量为M g ，体积V M bcm 3，一个 NaCl 晶胞的体积为8a 3 cm 3，一个晶胞含 Cl ：81 86 1 24 个， Na ：12 1 414 个，即含 4 个 NaCl,1 mol NaCl含 NaCl 个数： M b cm 3 8a 3 cm 34 M 2a 3b，即NA的值可表示为 M 2a 3b。 6测知氯化钠晶体中相邻的Na 与 Cl的距离为 acm，该晶体密度为dgcm 3，则阿 伏加德罗常数可表示为( C ) 6 A 0.585 4a 3dB 58.5 8a 3d C 58.5 2a 3dD 1
14、17 a 3d 解析： 一个 NaCl 的晶胞中所包含的Na 与 Cl数目并不是 1 个而是 4 个，即 1 个 NaCl 晶胞的体积实际上是4 个 Na 和 4 个 Cl共同所占的体积。由 NaCl 晶胞示意图可知1 个 Na 与 1 个 Cl 共同占有的体积为：V 1 4(2 a cm) 32a3 cm3，由等式 NAdV 58.5 可得NA 58.5 2a 3d。 二、非选择题 7某离子晶体的晶胞结构如下图所示。 试回答下列问题： (1) 晶体中每个Y同时吸引着 _4_个 X，每个 X同时吸引着 _8_个 Y，该晶体的化 学式是 _XY2( 或 Y2X)_。 (2) 晶体中在每个X周围与
15、它最近且距离相等的X共有 _12_个。 (3) 设该晶体的摩尔质量为Mgmol 1 ，晶胞的密度为gcm 3，阿伏加德罗常数为 NA，则晶体中两个最近的X间的距离为 _ 3 2M NA _ cm。 解析： 此晶胞初看比较复杂，若将X、Y分开来看， X在晶胞中的位置类似NaCl 中的 Na 或 Cl ，如下图 (a) 。体内 8 个 Y分别位于每个小立方体的中心，如下图(b) 。 (1) 从上图 (b) 知，每个 Y同时吸引着4 个 X，为方便观察，根据晶胞与晶体的关系，不 难想象出图 (a) 与图 (c) 是等效的， 所以由图 (c) 中心的 X与图 (b) 中 Y的关系知， 每个 X同时 吸
16、引着 8 个 Y。所以此离子化合物的化学式为XY2( 或 Y2X) ；(2) 从图 (c) 中心的 X来看，与它 7 最近且距离相等的X处于平面四边形的对角线上，共有 12 个；(3) 因晶胞内X占 8 1 86 1 2 4 个， Y 占 8 个，即有4 个 XY2( 或 Y2X)。故其物质的量为 4 NA mol ，质量为 4M NA g 。设晶胞长 为acm， 晶体中最近的两个X间的距离为lcm ； 由ma 3 和l1 2 2a得：l 1 2 2 3 m p 1 2 2 3 4M NA 3 2M NA (cm) 。 8 某离子晶体晶胞结构如图所示，()X 位于立方体的顶点，( )Y 位于立方体的中心， 试分析： (1) 晶体中每个Y同时吸引着 _4_个 X，每个 X同时吸引着 _8_个 Y，该晶体的化 学式为 _XY2( 或 Y2X)_。 (2) 晶体中在每个X周围与它最接近
