高中化学同步练习：选择性必修二3.1物质的聚集状态与晶体的常识（基础巩固）

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高中化学同步练习：选择性必修二3.1物质的聚集状态与晶体的常识（基础巩固）
一、选择题
1．氨硼烷()是一种新型储氢材料，分子中存在配位键。下列关于氨硼烷说法错误的是（　　）
A．氨硼烷中N提供孤电子对，B提供空轨道，形成配位键
B．氨硼烷分子间能形成氢键
C．氨硼烷中B原子的杂化类型为
D．与互为等电子体，两者熔点相同
2．根据等电子原理可知，由短周期元素组成的粒子，只要其原子总数和价电子总数相同，均可互称为等电子体。下列各组粒子不能互称为等电子体的是（　　）
A． 和 B． 和
C． 和 D． 和
3．CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），但CaC2晶体中由于哑铃形的C22-存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是（　　）
A．CaC2晶体中，所有原子之间都以离子键相结合
B．C22-与N2互为等电子体
C．1个Ca2+周围距离最近且等距离的C22-数目为6
D．1个CaC2晶体的晶胞平均含有1个Ca2+和1个C22-
4．根据等电子体原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是（　　）
A．PCl3和BF3 B．CH4和NH3
C．C2H6和N2H62+ D．CS2和NO2
5．一种立方体晶胞，晶胞中K、O、I分别处于顶点、面心、体心位置，如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．该物质的化学式为
B．与K紧邻O的个数为12
C．I处于O围成的八面体空隙中
D．若该晶胞中I处于各顶点位置，则O处于体心位置
6．一种储氢合金的晶胞结构如图所示。在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置。实现储氢功能时，氢原子可进入由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中心，若所有四面体空隙都填满，该晶体储氢后的化学式为（　　）
A． B． C． D．
7．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为（　　）
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
8．钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是（　　）
A．BaTi8O12 B．BaTiO3 C．BaTi2O4 D．BaTi4O6
9．某离子晶体中晶体结构最小的重复单元如图：A为阴离子，在立方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心。则该晶体的化学式为(　　)
A．B2A B．BA2 C．B7A4 D．B4A7
10．固体有晶体和非晶体之分(实际上还有介于两者之间的晶体)，下列对晶体SiO2和非晶体SiO2相关叙述中不正确的是（　　）
A．相同质量的晶体SiO2转变为非晶体SiO2属于熵增过程
B．晶体SiO2具有自范性，非晶体SiO2没有自范性
C．晶体SiO2不具有物理性质各向异性的特点
D．图中 a 表示的是晶态SiO2的衍射图谱
11．下列有关说法中正确的是（　　）
A．物质的聚集状态只有固、液、气三种状态
B．具有规则几何外形的固体均为晶体
C．晶体具有自范性，非晶体没有自范性
D．等离子体是一种特殊的气体，由阴、阳离子构成的呈电中性粒子
12．X-射线衍射实验是鉴别晶体与非晶体最可靠的方法，下列属于晶体的是（　　）
A．玛瑙 B．陶瓷 C．水晶 D．玻璃
13．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型不同的是（　　）
A．NaCl、HCl B．CO2、SiO2 .
C．SO2、H2O D．NH4Cl 、CCl4
14．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是：（　　）
A．观察外观是否规则 B．测定是否有固定的熔点
C．进行X射线衍射实验 D．验证是否有各向异性
15．如图是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法中正确的是（　　）
①a是晶体 ②a是非晶体 ③b是晶体 ④b是非晶体
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
16．下列哪些性质不能区别晶体与玻璃体（　　）
A．各向异性 B．X-射线衍射
C．导电性 D．有无固定的熔点
17．下图是天然水晶球里的玛瑙和水晶，两者的根本区别在于(　　)
A．外形不一样，构成两者的原子不同
B．构成玛瑙的基本粒子无规则排列，构成水晶的基本粒子按一定的规律周期性重复排列
C．水晶有固定的熔沸点，而玛瑙无固定熔沸点
D．水晶可用于能量转换，玛瑙可用于装饰品
18．区别晶体与非晶体的最科学的方法是（　　）
A．观察各向异性 B．X射线衔射实验
C．测定固定熔点 D．观察自范性
19．下列物质中属于晶体的是（　　）
A．玻璃 B．水晶 C．水泥 D．橡胶
二、非选择题
20．根据所学知识填空：
（1）在下列物质中，属于晶体的是　 　，属于非晶体的是　 　；
A.玻璃　B.雪花　C.橡胶　D.铁块　E.单晶硅　F.沥青
（2）晶体中的微粒与晶胞的关系为：
①凡处于立方体顶点的微粒，同时为　 　个晶胞共有；
②凡处于立方体棱上的微粒，同时为　 　个晶胞共有；
③凡处于立方体面上的微粒，同时为　 　个晶胞共有；
④凡处于立方体体心的微粒，同时为　 　个晶胞共有。
21．某晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。试分析：
（1）在一个晶胞中有　 　个X，　 　个Y，晶体的化学式为　 　。
（2）晶体中距离最近的两个X与一个Y所形成的夹角∠XYX为　 　(填角的度数)。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】配合物的成键情况；“等电子原理”的应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．氨硼烷分子中，B原子含有空轨道，N原子含有孤电子对，因此B提供空轨道，N提供孤电子对形成配位键，故A不符合题意；
B．氨硼烷分子中含有N-H键，并且N的电负性大，水分子中含有电负性大的O原子，氨硼烷能与水形成分子间氢键，故B不符合题意；
C．氨硼烷中B原子形成4个σ键，杂化类型为，故C不符合题意；
D．分子间存在与的静电引力，也称为“双氢键”，“双氢键”能改变物质的熔沸点，而分子间不存在“双氢键”，熔沸点较低，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.氨硼烷分子中，B原子含有空轨道，N原子含有孤电子对；
B.氨硼烷分子中含有N-H键，能形成氢键；
C.氨硼烷中B原子形成4个σ键；
D.分子间存在双氢键。
2．【答案】A
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】A． 价电子总数为16， 价电子总数为18，不符合等电子体的定义，故选A；
B． 和 原子总数均为2、价电子总数均为10，两者互为等电子体，故不选B；
C． 和 原子总数均为5，价电子总数均为8，两者互为等电子体，故不选C；
D． 和 原子总数均为3，价电子总数均为16，两者互为等电子体，故不选D；
故答案为：A。
【分析】等电子体原子总数和价电子数均相同，据此解答。
3．【答案】B
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】解：A. CaC2晶体中，C22-原子之间以供价键相结合，A不符合题意；
B. C22-含电子数为：2×6+2=14，N2的电子数为14，二者电子数相同，是等电子体，B符合题意；
C．依据晶胞示意图可以看出，晶胞的一个平面的长与宽不相等，再由图中体心可知1个Ca2+周围距离最近的C22-有4个，而不是6个，C不符合题意；
D. 依据晶胞示意图可以看出，1个CaC2晶体的晶胞含有Ca2+为：1+12 和含有C22-为：1+6 =4，D不符合题意；
故答案为：B.
【分析】 CaC2 中既含有离子键也含有共价键，1个CaC2晶体的晶胞含有四个Ca2+六个C22-，计算得知， C22-与N2电子数相同。
4．【答案】C
【知识点】“等电子原理”的应用
【解析】【解答】A. PCl3和BF3的原子个数相同，磷原子、氯原子、硼原子、氟原子的价电子数分别为5、7、3、7，PCl3价电子数为26，BF3的价电子数为24，所以二者不属于等电子体，结构不相似，故A不符合题意；
B. CH4和NH3的原子个数不相同，所以二者不属于等电子体，结构不相似，故B不符合题意；
C. C2H6和N2H62+的原子个数相同，氢原子、碳原子、氮原子的价电子数分别为1、4、5，C2H6价电子数为14，N2H62+的价电子数为14，所以二者属于等电子体，结构相似，故C符合题意；
D. CS2和NO2的原子个数相同，氧原子、碳原子、氮原子、硫原子的价电子数分别为6、4、5、6，CS2的价电子数为16，NO2的价电子数为17，所以二者不属于等电子体，结构不相似，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】等电子体是指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或原子团。有些等电子体化学键和构型类似。可用以推测某些物质的构型和预示新化合物的合成和结构。运用等电子原理预测分子或离子的空间构型时，不能简单的认为价电子数相等的两种微粒即为等电子体，必须注意等电子体用于成键的轨道具有相似性。可采用同族元素互换法、价电子迁移法、电子—电荷互换法判断等电子体。
5．【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据均摊原则，晶胞中含有K原子数=1、O原子数、I原子数1，该物质的化学式为，故A不符合题意；
B．根据图示，与K紧邻O的个数为12，故B不符合题意；
C．与I距离最近且距离相等的O有6个，I处于O围成的八面体空隙中，故C不符合题意；
D．若该晶胞中I处于各顶点位置，则O处于楞上，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据均摊法计算各原子的数目，进而确定其化学式，据此解答。
6．【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】由图可知，该晶胞中Au原子数目为，Cu原子数目为，Cu原子与Au原子构成的四面体空隙有8个，可以填充8个H，因此晶胞的化学式为，
故答案为：C。
【分析】根据均摊法计算晶胞中各原子数目，进而确定其化学式。
7．【答案】A
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】由晶胞结构可知，a中金属原子的个数为12×+2×+3=6，b中金属原子的个数为8×+6×=4，c中金属原子的个数为8×+1=2，则三种晶胞内金属原子个数比为6：4：2=3：2：1，
故答案为：A。
【分析】根据均摊法确定晶胞中所含原子的个数，从而得出三种晶胞中所含金属原子的个数比。
8．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】该晶胞中，Ba原子位于体心，因此晶胞中所含Ba原子的个数为1,；Ti原子位于顶点，因此晶胞中所含Ti原子的个数为：；O原子位于棱的中点，因此晶胞中所含O原子的个数为：。因此该晶胞的化学式为BaTiO3，B符合题意；
故答案为：B
【分析】此题是对晶胞化学式分析的考查， 利用均摊法得出各个原子的个数比，从而得出晶胞的化学式。
9．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】根据均摊法，该结构单元中含A的个数为8×1=8，含B的个数为 ×8+ ×6=4，B与A的离子数之比为4∶8=1∶2，即该晶体的化学式为BA2，故答案为B项。
【分析】在计算晶胞中的微粒时应分析一个微粒被多少个晶胞共享，如果一个微粒被n个晶胞共享，那么它属于每一个晶胞的只有1/n，这种方法称为均摊法。
10．【答案】C
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】A.由图可知，非晶体SiO2的混乱程度大于晶体SiO2，因此相同质量的晶体SiO2转变为非晶体SiO2的过程属于熵增过程，A不符合题意。
B.晶体SiO2能自发地呈现封闭的、规则的多面体外形，因此晶体SiO2具有自范性；而非晶体SiO2无法形成规则的多面体外形，所以非晶体SiO2没有自范性，B不符合题意。
C.晶体SiO2具有物理性质各向异性的特点，C符合题意。
D.图中曲线a具有尖锐的衍射峰，因此图中a表示的是晶态SiO2的衍射图谱，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】A、体系的混乱程度增大，熵值增大。
B、晶体的自范性是指在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。
C、晶体SiO2具有各向异性。
D、图中a为晶态SiO2的衍射图。
11．【答案】C
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】A．物质的聚集状态除了有固、液、气三种状态之外，还有其它聚集状态，例如液晶，A不符合题意；
B． 具有规则几何外形的固体不一定是晶体，例如把玻璃切割成有规则几何外形就不是晶体；粒子在三维空间里呈周期性有序排列、因而具有自范性、导致具有规则几何外形的固体是晶体，B不符合题意；
C．晶体的粒子在三维空间里呈周期性有序排列、因而具有自范性，非晶体相对无序、没有自范性，C符合题意；
D． 等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.液晶也是物质的一种聚集状态；
B.具有规则几何外形的固体不一定是晶体；
D.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体。
12．【答案】C
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】X-射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体，水晶为晶体，玛瑙、陶瓷、玻璃都不是晶体，
故答案为：C。
【分析】根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体。
13．【答案】B
【知识点】化学键；晶体的定义
【解析】【解答】A. NaCl中只有离子键、属于离子晶体，HCl分子内只有共价键、属于分子晶体，化学键类型和晶体类型都不同，A不符合题意；
B. CO2、SiO2内存在的化学键均只有共价键，干冰是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，B符合题意；.
C. SO2、H2O内存在的化学键均只有共价键，构成的都是分子晶体，C不符合题意；.
D. NH4Cl中有离子键和共价键、属于离子晶体，CCl4分子内只有共价键、属于分子晶体，化学键类型和晶体类型都不同，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】B、都为极性共价键，但二氧化碳是分子型，二氧化硅为原子型晶体
14．【答案】C
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，而有些晶体的熔沸点较低，硬度较小，如Na等金属晶体，有些晶体不能导电，所以不能通过测固体的熔点、看外观是否规则、是否有各向异性来判断，C复合体贴；
故答案为：C
【分析】构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来．因此，区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验，以此来解答。
15．【答案】A
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】a曲线中吸收热量，温度升高，到达熔点，不断吸收热量，温度保持不变，完成熔化过程，晶体全部熔化之后，吸收热量，温度不断升高，则a为晶体；由图象b可知，吸收热量，温度不断升高，则b为非晶体；
故故答案为：A。
【分析】晶体和非晶体的重要区别在于晶体有一定的熔点，非晶体没有；晶体吸收热量，温度升高，到达熔点，不断吸收热量，温度保持不变，完成熔化过程，晶体全部熔化之后，吸收热量，温度不断升高，而非晶体吸收热量，温度一直不断升高，据此答题。
16．【答案】C
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】根据晶体的特点和性质可知，晶体具有规则的几何外形；物理性质具有各向异性；衍射时能看到谱线；而晶体除金属晶体外，一般不容易导电，而玻璃体是一种无规则结构的非晶态固体，其原子不像晶体那样在空间具有长程有序的排列，而近似于液体那样具有短程有序，所以从各向异性、X-射线衍射、有无固定的熔点来区分晶体和玻璃体，而除金属晶体外，两者都不导电。
故答案为：C。
【分析】根据晶体定义，特性进行区分两者的区别。
17．【答案】B
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】晶体和非晶体的本质区别在于内部粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。
【分析】根据晶体和非晶体的本质区别在于微粒的排列方式进行判断。
18．【答案】B
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】A项，多晶体没有各向异性，A不符合题意；
B项，晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来，B符合题意；
C项，测定熔点只是表象，不准确，C不符合题意；
D项，只有在适宜的条件下晶体才能表现出自范性。综上分析，区别晶体与非晶体的最科学的方法是利用X射线衔射实验，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据晶体和非晶体的概念以及晶体的性质进行判断即可。
19．【答案】B
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】A.玻璃没有一定规则的外形、没有固定的熔沸点，玻璃属于玻璃态物质，不属于晶体，A不符合题意；
B.水晶是SiO2晶体，属于原子晶体，B符合题意；
C.水泥成分不一，没有一定规则的外形、没有固定的熔沸点，不是晶体，C不符合题意；
D.橡胶没有一定规则的外形、没有固定的熔沸点，不是晶体，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题主要考查晶体与非晶体的相关知识。晶体与非晶体的区别是有无规则的几何外形、有无固定的熔沸点，据此分析解答。
20．【答案】（1）BDE；ACF
（2）8；4；2；1
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】(1)晶体具有固定的熔点，雪花就是冰，有固定的熔点；铁块和单晶硅都有固定的熔点；橡胶、玻璃、沥青(烃的混合物)的熔点在一定的范围内浮动，都属于非晶体。
(2)分析晶体中的微粒与晶胞的关系，关键是看该微粒为几个晶胞所围绕，就为几个晶胞所共有。
【分析】（1）根据常见的晶体和非晶体进行分类；
（2）根据晶体结构判断晶胞不同位置上的原子共用情况即可。
21．【答案】（1）；1；XY2
（2）109°28'
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】(1)该晶胞中含Y的个数为1，含X的个数为4× = ，所以X∶Y=1∶2，因此晶体的化学式为XY2。(2)X与Y之间的连接线构成一个正四面体，类似甲烷的分子结构，所以∠XYX等于甲烷中的键角，为109°28'。
【分析】（1）根据均摊法计算该物质的化学式；
（2）根据原子在晶胞中的位置判断形成的空间结构，然后计算形成的角度即可。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分：48分
分值分布 客观题（占比） 38.0(79.2%)
主观题（占比） 10.0(20.8%)
题量分布 客观题（占比） 19(90.5%)
主观题（占比） 2(9.5%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量（占比） 分值（占比）
选择题 19(90.5%) 38.0(79.2%)
非选择题 2(9.5%) 10.0(20.8%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 容易 (100.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点（认知水平） 分值（占比） 对应题号
1 配合物的成键情况 2.0(4.2%) 1
2 晶体的定义 20.0(41.7%) 10,11,12,13,14,15,16,17,18,19
3 “等电子原理”的应用 8.0(16.7%) 1,2,3,4
4 晶胞的计算 20.0(41.7%) 5,6,7,8,9,20,21
5 原子轨道杂化方式及杂化类型判断 2.0(4.2%) 1
6 化学键 2.0(4.2%) 13
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