3.1.1 物质的聚集状态与晶体的常识（含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 3.1.1 物质的聚集状态与晶体的常识（含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 137.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-15 21:29:25 | ||
图片预览
文档简介
3.1.1 物质的聚集状态与晶体的常识——高二化学人教版（2019）选修二课时优化训练
1.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是( )
A.晶体的熔点一定比非晶体高
B.晶体有自范性但排列无序
C.固体SiO2一定是晶体
D.非晶体无自范性而且排列相对无序
2.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
3.下列有关晶胞的叙述错误的是( )
A.晶胞是晶体结构中最小的重复单元
B.不同晶体中晶胞的大小和形状不一定相同
C.晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
D.已知晶胞的结构可推知晶体的组成
4.下列有关晶体常识的叙述错误的是( )
A.水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体
B.当单一波长的X射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者明锐的衍射峰
C.晶体都具有自范性，自范性是晶体的本质属性
D.晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形
5.2021年4月华人科学家苗建伟教授团队在《Nature》发文称，团队在国际上首次实现了对金属玻璃中所有原子的3D位置的实验测定。金属玻璃就是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是( )
A.金属玻璃能自发呈现多面体外形
B.金属玻璃具有固定的熔点
C.鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验
D.金属玻璃是金属与二氧化硅的混合物
6.晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300mm、重达81kg的大直径单晶硅，晶体硅大量用于电子产业。下列叙述正确的是( )
A.形成晶体硅的速率越快越好
B.晶体硅有固定的熔、沸点，研碎后就变成了非晶体
C.可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关
7.已知某晶体由X、Y、Z三种元素组成，其晶胞如图所示，则X、Y、Z三种元素的原子个数之比正确的是( )
A.1：3：1 B.2：6：1 C.4：8：1 D.8：1：1
8.有关晶体与晶胞的叙述错误的是( )
A.晶胞是晶体结构中的基本结构单元
B.晶体的外观是规则的，但是有些内部结构是无序的
C.晶胞中的各原子个数比与晶体中的相等
D.晶胞不都是正六面体
9.由硼和镁两种元素组成的化合物可为超导材料，下图为该化合物的晶胞结构示意图，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为( )
A. B. C. D.
10.铜是生活中比较常见的一种金属，而纳米铜能在空气中白燃，这是因为纳米铜的表面粒子数占总粒子数的比例较大。假设某纳米颗粒的大小和形状如图所示，则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数之比是( )
A.7:11 B.1:2 C.7:8 D.26:27
11.晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是( )
A.每个晶胞中含有8个K、6个O、1个I
B.的空间构型为四面体形
C.与K紧邻的O的个数为6个
D.在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置
12.现有四种晶体，其构成粒子（均为单原子核粒子）排列方式如图所示，其化学式正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
13.在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图所示。
（1）该晶体的化学式为_______。
（2）若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的_______位置。
答案以及解析
1.答案：D
解析：晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,A错误;晶体有自范性,且其结构排列有序,B错误;SiO2其存在形态有结晶形和无定形两大类,即SiO2也有非晶体,C错误;非晶体无自范性,而且其结构排列相对无序,D正确。
2.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。
3.答案：C
解析：晶胞中的粒子有的并不完全属于该晶胞,如体心立方晶胞,立方体顶点的原子属于该晶胞的只有,C项错误。
4.答案：D
解析：水晶的化学成分是二氧化硅，属于晶体，有固定的熔点，而玻璃是混合物，没有固定的熔点，属于非晶体，A正确；当单一波长的X射线通过晶体时，可发生衍射，可以看到明显的分立的斑点或者明锐的衍射峰，B正确；在适宜的条件下，晶体具有能够自发地呈现多面体外形的性质，即晶体的自范性，C正确；晶体具有规则的几何外形，但非晶体也可能具有规则的几何外形，如钻石形状的玻璃制品，D错误。
5.答案：C
解析：金属玻璃属于类似于玻璃态的一种非晶体结构，因此不能自发呈现多面体外形，A错误；非晶体没有固定的熔点，B错误；鉴别晶体与非晶体最可靠的科学方法是进行X射线衍射实验，C正确；金属玻璃由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却形成的，与二氧化硅无关，D错误。
6.答案：C
解析：晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故A错误；晶体硅有固定的熔点，研碎后仍为晶体，故B错误；玻璃是非晶体，晶体与非晶体最本质的区别是粒子在微观空间是否呈周期性的有序排列，通过X射线衍射可以测定物质的微观结构，所以鉴别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故C正确；晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体具有各向异性，故D错误。
7.答案：A
解析：A根据均摊法可知，晶胞中含有Z原子的数目为1，含有X原子的数目为，含有Y原子的数目为，所以X、Y、Z的原子个数之比是1：3：1。
8.答案：B
解析：晶体结构中重复出现的基本结构单元称为晶胞，A正确；晶体的外观上具有规则的几何外形，内部结构在三维空间里呈现周期性有序排列，B错误；晶胞只是晶体微观空间里的基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数的晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的，故晶胞中的各原子个数比与晶体中的相等，C正确；大部分晶胞是正六面体，但也有其他形状的晶胞，D正确。
9.答案：B
解析：由于镁原子位于顶点处，另外棱柱的上下底面还各有1个镁原子，则晶胞中含有的镁原子个数是。6个硼原子位于棱柱内，即Mg与B的原子个数之比是1：2，因此该化合物的化学式可表示为。
10.答案：A
解析：由该纳米颗粒的结构图可知，表面粒子数为8（顶角）+6（面心）=14，而粒子总数为14+8=22，所以表面粒子数与总粒子数之比为14:22=7:11，A正确。
11.答案：D
解析：K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，I位于晶胞的体内，故每个晶胞中含有1个K、3个O、1个I，A错误；中I的价层电子对数为，1采取杂化，则的空间构型为三角锥形，B错误；O位于面心，K位于顶点，与K紧邻的O的个数为12个，C错误；在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为，O位于棱心位置，每个棱为4个晶胞共有，O个数为，K的个数为1，应位于体心位置，D正确。
12.答案：C
解析：B粒子位于8个顶角，晶胞内含有B粒子的个数为，1个A粒子位于体心，所以化学式应为AB，A错误；E和F粒子的数目都是，所以化学式为EF，B错误；1个X粒子位于体心，Y粒子位于6个面心，其个数为，Z粒子位于8个顶角，其个数为，晶胞内含有X、Y、Z三种粒子的个数分别为1、3、1，所以化学式为，C正确；A粒子位于8个顶角和6个面心，晶胞内含有A粒子的个数为，B粒子位于12条棱的棱上和体心，晶胞内含有B粒子的个数为，所以化学式应为AB，D错误。
13、
（1）答案：
解析：根据均摊法，C原子位于晶胞内部，个数为1，Mg原子位于顶点，个数为，Ni原子位于面心，个数为，所以化学式为。
（2）答案：棱心
解析：若取碳原子为晶胞顶点，据题图可知镍原子位于两个C原子之间，即棱心上
1.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是( )
A.晶体的熔点一定比非晶体高
B.晶体有自范性但排列无序
C.固体SiO2一定是晶体
D.非晶体无自范性而且排列相对无序
2.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
3.下列有关晶胞的叙述错误的是( )
A.晶胞是晶体结构中最小的重复单元
B.不同晶体中晶胞的大小和形状不一定相同
C.晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
D.已知晶胞的结构可推知晶体的组成
4.下列有关晶体常识的叙述错误的是( )
A.水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体
B.当单一波长的X射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者明锐的衍射峰
C.晶体都具有自范性，自范性是晶体的本质属性
D.晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形
5.2021年4月华人科学家苗建伟教授团队在《Nature》发文称，团队在国际上首次实现了对金属玻璃中所有原子的3D位置的实验测定。金属玻璃就是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是( )
A.金属玻璃能自发呈现多面体外形
B.金属玻璃具有固定的熔点
C.鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验
D.金属玻璃是金属与二氧化硅的混合物
6.晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300mm、重达81kg的大直径单晶硅，晶体硅大量用于电子产业。下列叙述正确的是( )
A.形成晶体硅的速率越快越好
B.晶体硅有固定的熔、沸点，研碎后就变成了非晶体
C.可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关
7.已知某晶体由X、Y、Z三种元素组成，其晶胞如图所示，则X、Y、Z三种元素的原子个数之比正确的是( )
A.1：3：1 B.2：6：1 C.4：8：1 D.8：1：1
8.有关晶体与晶胞的叙述错误的是( )
A.晶胞是晶体结构中的基本结构单元
B.晶体的外观是规则的，但是有些内部结构是无序的
C.晶胞中的各原子个数比与晶体中的相等
D.晶胞不都是正六面体
9.由硼和镁两种元素组成的化合物可为超导材料，下图为该化合物的晶胞结构示意图，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子，6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为( )
A. B. C. D.
10.铜是生活中比较常见的一种金属，而纳米铜能在空气中白燃，这是因为纳米铜的表面粒子数占总粒子数的比例较大。假设某纳米颗粒的大小和形状如图所示，则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数之比是( )
A.7:11 B.1:2 C.7:8 D.26:27
11.晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是( )
A.每个晶胞中含有8个K、6个O、1个I
B.的空间构型为四面体形
C.与K紧邻的O的个数为6个
D.在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置
12.现有四种晶体，其构成粒子（均为单原子核粒子）排列方式如图所示，其化学式正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
13.在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图所示。
（1）该晶体的化学式为_______。
（2）若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的_______位置。
答案以及解析
1.答案：D
解析：晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,A错误;晶体有自范性,且其结构排列有序,B错误;SiO2其存在形态有结晶形和无定形两大类,即SiO2也有非晶体,C错误;非晶体无自范性,而且其结构排列相对无序,D正确。
2.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。
3.答案：C
解析：晶胞中的粒子有的并不完全属于该晶胞,如体心立方晶胞,立方体顶点的原子属于该晶胞的只有,C项错误。
4.答案：D
解析：水晶的化学成分是二氧化硅，属于晶体，有固定的熔点，而玻璃是混合物，没有固定的熔点，属于非晶体，A正确；当单一波长的X射线通过晶体时，可发生衍射，可以看到明显的分立的斑点或者明锐的衍射峰，B正确；在适宜的条件下，晶体具有能够自发地呈现多面体外形的性质，即晶体的自范性，C正确；晶体具有规则的几何外形，但非晶体也可能具有规则的几何外形，如钻石形状的玻璃制品，D错误。
5.答案：C
解析：金属玻璃属于类似于玻璃态的一种非晶体结构，因此不能自发呈现多面体外形，A错误；非晶体没有固定的熔点，B错误；鉴别晶体与非晶体最可靠的科学方法是进行X射线衍射实验，C正确；金属玻璃由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却形成的，与二氧化硅无关，D错误。
6.答案：C
解析：晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故A错误；晶体硅有固定的熔点，研碎后仍为晶体，故B错误；玻璃是非晶体，晶体与非晶体最本质的区别是粒子在微观空间是否呈周期性的有序排列，通过X射线衍射可以测定物质的微观结构，所以鉴别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，故C正确；晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体具有各向异性，故D错误。
7.答案：A
解析：A根据均摊法可知，晶胞中含有Z原子的数目为1，含有X原子的数目为，含有Y原子的数目为，所以X、Y、Z的原子个数之比是1：3：1。
8.答案：B
解析：晶体结构中重复出现的基本结构单元称为晶胞，A正确；晶体的外观上具有规则的几何外形，内部结构在三维空间里呈现周期性有序排列，B错误；晶胞只是晶体微观空间里的基本单元，在它的上下左右前后无隙并置地排列着无数的晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的，故晶胞中的各原子个数比与晶体中的相等，C正确；大部分晶胞是正六面体，但也有其他形状的晶胞，D正确。
9.答案：B
解析：由于镁原子位于顶点处，另外棱柱的上下底面还各有1个镁原子，则晶胞中含有的镁原子个数是。6个硼原子位于棱柱内，即Mg与B的原子个数之比是1：2，因此该化合物的化学式可表示为。
10.答案：A
解析：由该纳米颗粒的结构图可知，表面粒子数为8（顶角）+6（面心）=14，而粒子总数为14+8=22，所以表面粒子数与总粒子数之比为14:22=7:11，A正确。
11.答案：D
解析：K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，I位于晶胞的体内，故每个晶胞中含有1个K、3个O、1个I，A错误；中I的价层电子对数为，1采取杂化，则的空间构型为三角锥形，B错误；O位于面心，K位于顶点，与K紧邻的O的个数为12个，C错误；在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为，O位于棱心位置，每个棱为4个晶胞共有，O个数为，K的个数为1，应位于体心位置，D正确。
12.答案：C
解析：B粒子位于8个顶角，晶胞内含有B粒子的个数为，1个A粒子位于体心，所以化学式应为AB，A错误；E和F粒子的数目都是，所以化学式为EF，B错误；1个X粒子位于体心，Y粒子位于6个面心，其个数为，Z粒子位于8个顶角，其个数为，晶胞内含有X、Y、Z三种粒子的个数分别为1、3、1，所以化学式为，C正确；A粒子位于8个顶角和6个面心，晶胞内含有A粒子的个数为，B粒子位于12条棱的棱上和体心，晶胞内含有B粒子的个数为，所以化学式应为AB，D错误。
13、
（1）答案：
解析：根据均摊法，C原子位于晶胞内部，个数为1，Mg原子位于顶点，个数为，Ni原子位于面心，个数为，所以化学式为。
（2）答案：棱心
解析：若取碳原子为晶胞顶点，据题图可知镍原子位于两个C原子之间，即棱心上