第三章 第一节 晶体的常识

[课时作业]一、选择题1．下列关于晶体的叙述不正确的是()A．晶体有自范性B．晶体内部粒子的排列高度有序C．晶体的某些物理性质常会表现出各向异性D．粉末状固体一定不是晶体解析：晶体的特点有：内部粒子排列高度有序性、有自范性和各向异性。

当晶体的晶粒较小时，即为粉末状，故D不正确。

答案：D2．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是()A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块C．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性解析：晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质，这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件，A选项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。

答案：B3．晶体具有各向异性。

如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的导电率是与层平行的方向上的导电率的1/104。

晶体的各向异性主要表现在()①硬度②导热性③导电性④光学性质A．只有①③B．只有②④C．只有①②③D．①②③④解析：晶体的各向异性反映了晶体内部质点排列的高度有序性，表现在硬度、导热性、导电性、光学性质等方面。

答案：D4．下列关于晶体的说法正确的是()A．将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体B．假宝石往往是玻璃仿造的，可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品C．石蜡和玻璃都是非晶体，但它们都有固定的熔点D．蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同解析：A选项，将饱和CuSO4溶液降温，可析出胆矾，胆矾属于晶体。

B选项，一般宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以根据有无刻痕来鉴别。

C选项，非晶体没有固定的熔点。

D选项，由于晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一些差异。

答案：B5．不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是()A．石墨和金刚石是同素异形体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谱线解析：原子在三维空间里呈有序排列(B项)、有自范性、有固定的熔点(C项)、物理性质上体现各向异性、X-射线衍射图谱上有分明的斑点或明锐的谱线(D项)等特征，都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现。

而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系，如无定形碳也是金刚石、石墨的同素异形体，却属于非晶体。

答案：A6．水的状态除了气态、液态和固态外，还有玻璃态。

它是由气态水急速冷却到165 K 时形成的，玻璃态水无固定形态，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说法中正确的是()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．玻璃态水属于晶体解析：题干中已经非常明确地说明“玻璃态水无固定形态，不存在晶体结构”，故不会是晶体，故D项不对。

玻璃态水的密度与普通液态水的密度相同，根据ρ＝m/V，可知水由液态变为玻璃态体积没有发生变化，所以A、B选项不符合题意。

答案：C7.如图所示，石墨晶体结构的每一层里平均每个最小的正六边形占有的碳原子数目为()A．2B．3C．4 D．6解析：六个碳原子组成一个正六边形，而每个碳原子被3个正六边形共用，因此每个正六边形拥有2个碳原子。

答案：A8．下列是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，其对应的化学式正确的是(图中：○—X，●—Y，⊗—Z)()A ．X 2YB ．XY 3C ．XY 3ZD ．XYZ解析：A 图所示的晶胞中X 的个数为1，Y 的个数为8×18＝1，化学式为XY ；B 图所示的晶胞中X 的个数为1＋4×18＝32，Y 的个数为4×18＝12，化学式为X 3Y ；C 图所示的晶胞中X 的个数为8×18＝1，Y 的个数为6×12＝3，Z 的个数为1，化学式为XY 3Z ；D 图所示的晶胞中X 的个数为8×18＝1，Y 的个数为12×14＝3，Z 的个数为1，化学式为XY 3Z 。

答案：C9．食盐晶体是由钠离子(图中的“●”)和氯离子(图中的“○”)组成的，且均为等距离的交错排列。

已知食盐的密度是2.2 g·cm －3，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol －1。

在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近于( )A ．3.0×10－8 cmB ．3.5×10－8 cm C ．4.0×10－8 cm D ．5.0×10－8 cm 解析：从NaCl 晶体结构模型中分割出一个小立方体，如图所示，a 表示其边长，d 表示两个Na ＋中心间的距离。

每个小立方体含Na ＋：18×4＝12，含Cl －：18×4＝12，即每个小立方体含Na ＋－Cl －离子对12个。

则有：a 3·2.2 g·cm －3＝12×58.5 g·mol －16.02×1023 mol－1，解得a ＝2.81×10－8 cm ，又因为d ＝2a ，故食盐晶体中两个距离最近的Na ＋中心间的距离为d ＝2×2.81×10－8 cm ＝4.0×10－8 cm 。

答案：C10．最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子(如图所示)顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为( )A．Ti14C13B．TiCC．Ti4C4D．Ti4C3解析：该物质为分子，各原子都不被其他气态团簇分子共用，分子式为Ti14C13答案：A二、非选择题11．(1)下列物质属于晶体的是________，属于非晶体的是________。

A．玻璃B．橡胶C．雪花D．食盐E．铁块F．沥青G．塑料H．明矾I．陶瓷(2)晶体中最小的重复单元——晶胞：①处于立方体顶点上的粒子，同时为________个晶胞共有；②处于立方体棱上的粒子，同时为________个晶胞共有；③处于立方体面上的粒子，同时为________个晶胞共有；④处于立方体中心的粒子，同时为________个晶胞共有。

解析：(1)固体有晶体和非晶体之分，晶体是内部粒子(原子、离子或分子)在微观空间按一定规律作周期性排列构成的固体物质，雪花、食盐、铁、明矾都是晶体；非晶体内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态，玻璃、橡胶、沥青、塑料、陶瓷等都是非晶体。

(2)在立方体晶胞中，立方体顶点、棱、面上的粒子分别为8、4、2个晶胞共用，而在立方体中心的粒子为该晶胞单独拥有。

答案：(1)CDEH ABFGI(2)842 112．某离子晶体的晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。

(1)晶体中每个Y同时吸引着______个X，每个X同时吸引着______个Y，该晶体的化学式为________。

(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。

(3)晶体中距离最近的两个X与一个Y形成的夹角∠XYX为________(填角的度数)。

解析：晶胞中的粒子分为4种：①体心上的粒子完全属于该晶胞；②面心上的粒子12属于该晶胞；③棱上的粒子14属于该晶胞；④顶点上的粒子18属于该晶胞。

本题粒子Y 位于体心，粒子X 位于顶点，所以该晶体的化学式为Y 2X(或XY 2)。

观察图，4个X 和1个Y 构成了一个正四面体，故∠XYX ＝109°28′。

答案：(1)4 8 Y 2X 或XY 2 (2)12 (3)109°28′13．有一种蓝色的晶体，它的结构特征是Fe 2＋和Fe 3＋分别占据立方体互不相邻的顶点，立方体的每条棱上均有一个CN －。

(1)根据晶体结构的特点，推出这种蓝色晶体的化学式(用简单整数表示)________。

(2)此化学式带何种电荷________，如果R n ＋或R n －与其结合成电中性粒子，此粒子的化学式为________________________________________。

解析：Fe 2＋、Fe 3＋占据立方体的互不相邻的顶点，则每个立方体上有4个Fe 2＋、4个Fe 3＋。

根据晶体的空间结构特点，每个顶点上的粒子有1/8属于该立方体，则该立方体中有1/2个Fe 2＋、1/2个Fe 3＋，CN －位于立方体的棱上，棱上的粒子有1/4属于该立方体，该立方体中有3个CN －，所以该晶体的化学式为[FeFe(CN)6]－，此化学式带负电荷，若结合R n ＋形成中性粒子，此粒子化学式为R[FeFe(CN)6]n 。

答案：(1)[FeFe(CN)6]－(2)负电荷 R[FeFe(CN)6]n14．(2016·全国高考卷Ⅱ节选)东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。

回答下列问题：某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

(1)晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。

(2)若合金的密度为d g·cm －3，晶胞参数a ＝________nm 。

解析：(1)1个晶胞中含Cu 原子：6×12个，含Ni 原子：8×18个，故晶胞中Cu 与Ni 的原子个数比为3∶1。

(2)Cu 3Ni 的摩尔质量为251 g·mol －1，据m ＝ρV 得：a 3×d g·cm －3×N A mol －1＝251 g·mol －1，求得a ＝3251d ·N A×107 nm 。

答案：(1)3∶1 (2)(2516.02×1023×d )13×107。