第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
课时1 物质的聚集状态 晶体与非晶体
1 下列物质中,属于晶体的是( )
A. 玻璃 B. 石蜡和沥青 C. 塑料 D. 干冰
2 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( )
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
3 下列关于晶体的说法正确的是( )
A. 自然形成的水晶柱是晶体,从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
B. 晶胞中任何一个粒子都属于该晶胞
C. 玻璃制成的弹珠具有规则的几何外形,所以玻璃弹珠是晶体
D. 缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块,体现了晶体的自范性
4 下列事实中不能支持石墨是晶体的是( )
A. 石墨和金刚石互为同素异形体
B. 石墨中的碳原子呈周期性有序排列
C. 石墨的熔点为3 625 ℃
D. 在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的衍射峰
5 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,下列有关玻璃态水的叙述正确的是( )
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. X射线通过玻璃态水时,能产生谱线
6 (2025大丰高级中学期中)晶体具有周期性的微观结构。下列与晶体相关的说法错误的是( )
A. 晶胞是晶体结构中最小的重复单元
B. 某固体是否是晶体,可利用X射线衍射仪判断
C. CuSO4溶液蒸发结晶得到的固体粉末一定属于晶体
D. 缺角的NaCl晶体放在饱和NaCl溶液中,能变为完美的立方体
7 1925年贝尔德首次在英国成功装配世界第一台电视机,短短几十年时间,电视机经历了从黑白到彩色,从手动到遥控,从平板电视机到液晶电视机的发展历程。下列关于液晶的叙述错误的是( )
A. 液晶是物质的一种聚集状态
B. 液晶具有流动性
C. 液晶和液态是物质的同一种聚集状态
D. 液晶具有各向异性
8 如图所示为一块密度、厚度均匀的矩形样品,若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R,则该样品最可能是( )
A. 水晶 B. 半导体 C. 非晶体 D. 晶体
9 下列与等离子体无关的是( )
A. 等离子体显示器
B. 日光灯和霓虹灯
C. 把温度升高到几千摄氏度时水蒸气发生的变化
D. 液晶显示器
10 如图是甲、乙两种不同物质的熔化曲线,下列说法正确的是 ( )
甲 乙
①甲是晶体 ②甲是非晶体 ③乙是晶体 ④乙是非晶体
A. ①④ B. ②④ C. ①③ D. ②③
11 从晶体与非晶体的角度分析,普通玻璃和水晶的根本区别是( )
A. 外形不一样
B. 普通玻璃的基本构成粒子无序排列,水晶的基本构成粒子呈周期性有序排列
C. 水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点
D. 水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换
12 某固体的微观结构示意图如下,请认真观察两图,判断下列说法正确的是( )
甲 乙
A. 两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体
B. 甲形成的固体的物理性质有各向异性
C. 乙形成的固体一定有固定的熔、沸点
D. 二者都属于晶体
13 (1) 在下列物质中,_____________(填序号,下同)是晶体,______________是非晶体。
①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃 ⑤CuSO4·5H2O ⑥冰糖 ⑦石蜡
⑧单晶硅 ⑨铝块 ⑩橡胶
(2) 晶体和非晶体在外形上有差别,晶体都具有____________________,而非晶体________________________;另外非晶体具有(物理性质)______________的特点,而晶体具有(物理性质)______________的特点。
(3) 判断物质是晶体还是非晶体,比较正确的方法是________(填序号)。
①从外形上来判断
②从各向异性或各向同性上来判断
③从导电性能来判断
④从有无固定熔点来判断
14 固体二氧化硅有晶体和非晶体两种。根据下图回答。
(1) 对比图1和图2可知,晶体SiO2具有自范性,而非晶体SiO2没有自范性,本质原因是____________________________________________________________。
(2) 观察三个图,区分晶体SiO2和非晶体SiO2最可靠的科学方法是_________
____________________________。
课时2 晶胞 晶体结构的测定
1 下列有关晶胞的叙述正确的是( )
①晶胞是晶体结构中的基本结构单元
②根据晶体的不同,晶胞可以是多种形状的几何体
③习惯采用的晶胞是平行六面体
④晶胞都是正八面体
A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③
2 我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体,晶胞结构如图所示。下列说法正确的是( )
A. 11BN和10BN的性质无差异
B. 该晶体具有良好的导电性
C. 该晶胞中含有14个B原子、4个N原子
D. N原子周围等距且最近的N原子数为12
3 下列结构示意图中,表示晶胞的是( )
A C B D
4 KIO3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. IO的空间结构为四面体形
C. 与K紧邻的O的个数为6
D. 在KIO3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
5 锂的某些化合物是性能优异的材料。如图是某电动汽车电池正极材料的晶胞结构示意图,其化学式为( )
A. LiFePO4
B. Li2Fe(PO4)2
C. Li3Fe2(PO4)3
D. Li3Fe3(PO4)4
6 (2024苏州阶段检测)根据图中相关信息,判断下列说法不正确的是( )
A. 在NaCl晶体中,距离Na+最近的Cl-形成正八面体
B. 该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4
C. 1个Zn的晶胞中含有2个Zn原子
D. KO2晶体中每个K+周围有6个紧邻的K+,每个O周围有6个紧邻的O
7 (2024南京第五高级中学期末)某晶体是一种性能良好的非线性光学材料,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,该晶体的化学式应为( )
A. KIO
B. KIO2
C. KIO3
D. KIO4
8 (2024盐城一中期中)钙钛矿可用于高温超导领域,其晶胞结构如图所示,下列说法正确的是( )
A. 距离钙离子最近且等距离的氧离子有4个
B. 距离钛离子最近且等距离的钛离子有6个
C. 晶胞中氧、钙、钛粒子的个数比为1∶1∶3
D. 晶胞中任何一个粒子都完全属于该晶胞
9 用X射线衍射测定,得到Fe的两种晶胞A、B,其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为________。每个晶胞B中含Fe原子数为________。
晶胞A 晶胞B
10 (1) 元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如下图所示,该氯化物的化学式是________。
(2) Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有________个铜原子。
(3) 利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,下图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为________,该功能陶瓷的化学式为________。
(4) 某晶体结构模型如下图所示。该晶体的化学式是________,在晶体中1个Ti原子或1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为________、________。
11 CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如表所示。
原子 坐标
x y z
Cd 0 0 0
Sn 0 0 0.5
As 0.25 0.25 0.125
一个晶胞中有________个Sn原子,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn原子:____________________________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn原子键合的As原子有______个。
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
课时1 物质的聚集状态 晶体与非晶体
1. D 干冰属于分子晶体,玻璃、石蜡、沥青、塑料均属于非晶体。
2. C 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,因此胆矾晶体与饱和CuSO4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发生变化。故选C。
3. D 晶体形成后,其结构是有序性和可复制性的,所以即使是粉末,其微观结构也是晶体的有序结构,A错误;晶胞的顶点、棱上、面上的离子均为多个晶胞共用,B错误;玻璃不是晶体,C错误;晶体的自范性能使结构有缺损的晶体结构在适当的环境中恢复晶体完整,D正确。
4. A 5. C
6. C 晶体是由无数晶胞所组成的,即晶胞是晶体结构中的最小的重复单元,A正确;晶体是由大量微观物质单位(原子、离子、分子等)按一定规则有序排列的结构,可以使X光发生有规律的衍射,而非晶体固体则不能,B正确;CuSO4溶液蒸发结晶得到的是CuSO4·5H2O蓝色晶体而不是粉末,C错误;溶质从溶液中析出可形成晶体,所以缺角的NaCl晶体放在饱和NaCl溶液中,能变为完美的立方体,D正确。
7. C
8. C 从题给信息知,该样品各方向上的导电性相同,说明该样品无各向异性,水晶、半导体都属于晶体,晶体有各向异性,故选C。
9. D 高温加热、用X射线、紫外线和γ射线来照射气体,可以使气体转变为等离子体,等离子体是物质的第四态,即电离了的“气体”,据此分析判断。等离子体显示器是通过等离子体显示图像和文字,与等离子体有关,A不符合题意;日光灯和霓虹灯中气体被电离形成了等离子体,与等离子体有关,B不符合题意;把温度升高到几千摄氏度时,水蒸气被电离形成了等离子体,与等离子体有关,C不符合题意;液晶显示器是通过液晶显示图像和文字,与等离子体无关,D符合题意。
10. A
11. B 从晶体与非晶体的角度分析,普通玻璃和水晶的根本区别是普通玻璃的基本构成粒子无序排列,水晶的基本构成粒子呈周期性有序排列,所以普通玻璃不是晶体,故选B。
12. B 观察题图知,甲中微粒呈周期性有序排列,乙中微粒排列相对无序,故甲为晶体,乙为非晶体,则甲在一定条件下会自动形成有规则几何外形的晶体,乙为非晶体,无此特点,A、D错误;甲为晶体具有各向异性,B正确;乙为非晶体,非晶体没有固定的熔、沸点,C错误。
13. (1) ②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩
(2) 规则的几何外形 没有规则的几何外形 各向同性 各向异性 (3) ②④
14. (1) 构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性有序排列,而构成非晶体的粒子在微观空间里排列相对无序
(2) 对固体二氧化硅进行X射线衍射实验
课时2 晶胞 晶体结构的测定
1. A
2. D 11B和10B互为同位素,形成的化合物在化学性质上无差异,但其物理性质不同,A错误;该晶体结构中无自由移动的电子,不具有导电性,B错误;由图可知,该晶胞含4个N原子,B原子位于晶胞的顶角和面心上,B原子的数量为8×+6×=4,C错误;N原子周围等距且最近的N原子数为12,D正确。
3. A 整块晶体是由完全等同的晶胞“无隙并置”地堆积起来。“无隙并置”即一个晶胞与它相邻的晶胞是完全共顶角、共面、共棱的,取向一致,无间隙,从一个晶胞到另一个晶胞只需平移,不需转动。A晶体结构单元的平行六面体具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱,A结构可以表示晶胞;B、C、D晶体结构单元的平行六面体不具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱,B、C、D结构不可以表示晶胞。
4. D 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;IO中I的价层电子对数为3+=4,I采取sp3杂化,则IO的空间结构为三角锥形,B错误;O位于面心,K位于顶点,与K紧邻的O的个数为12,C错误;在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,个数为8×=1,O位于棱心位置,个数为12×=3,K的个数为1,应位于体心位置,D正确。
5. A 由均摊法知,晶胞中含有的N(Li+)=8×+4×+2×+1=4,N(Fen+)=N(PO)=4,则其化学式为LiFePO4,故选A。
6. D 在氯化钠晶体中,Na+和Cl-的配位数都是6,则距离Na+最近的6个Cl-形成正八面体,A正确;分子晶体的构成微粒是分子,每个分子为一个整体,所以该分子的化学式为E4F4或F4E4,B正确;根据晶胞的结构可知,每个Zn晶胞占有8×+1=2个Zn原子,C正确;KO2晶体中每个K+周围有12个紧邻的K+,每个O周围有12个紧邻的O,D错误。
7. C 晶胞中K处于各顶角位置,个数为8×=1,I位于体心,O位于面心,则O个数为6×=3,故该晶体的化学式应为KIO3。
8. B 根据晶胞图,距离钙离子最近且等距离的氧离子有12个,A错误;根据晶胞图,距离钛离子最近且等距离的钛离子有6个,B正确;根据均摊原则,晶胞中氧离子数为12×=3、钙离子数为1、钛离子数为8×=1,晶胞中氧、钙、钛粒子的个数比为3∶1∶1,C错误;晶胞中位于顶点、面心、棱上的粒子不完全属于该晶胞,D错误。
9. 8 4
10. (1) CuCl (2) 16 (3) 2 BN
(4) CoTiO3 6 12
11. 4 (0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0) 4