人教版高中化学选修3课时练习-晶体的常识

课时练习12晶体的常识
时间：45分钟满分：100分
一、选择题(每小题4分，共44分)
1．下列物质都是固体，其中不是晶体的是(A)
①橡胶②石墨③冰④干冰⑤冰醋酸⑥石蜡⑦玻璃
A．①⑥⑦B．①②⑦
C．②④⑤⑦D．①③⑥⑦
解析：石墨是一类特殊晶体，石蜡是石油分馏产物之一，是由多种烃组成的混合物。

2．现有四种晶体，其构成粒子(均为单原子核粒子)排列方式如下图所示，其化学式正确的是(C)
解析：利用均摊法不难确定粒子个数比。

A项错误，8个B粒子居于顶点，一个A粒子居于体心，所以化学式应为AB或BA；B项错误，E和F的数目完全一致，所以化学式为FE或EF；C项正确，一个晶胞内X、Y、Z三种粒子的个数分别为1,3,1；D项错误，A粒子居于8个顶点和6个面心，真正属于一个晶胞的A粒子为4个，B 粒子居于12条棱上和体心，真正属于一个晶胞的B粒子为4个，所以化学式为AB或BA。

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(D)
A ．a 没有固定的熔点
B ．a 是非晶体
C ．b 是晶体
D ．b 是非晶体
解析：晶体有固定的熔点，由a 的熔化曲线分析可知，中间有一段温度不变但一直在吸收能量，该段所对应的温度就是晶体a 的熔点；由b 的熔化曲线可知，温度一直升高，所以物质b 没有固定的熔点，为非晶体。

4.如图所示的是某化合物的晶体结构：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。

则该化合物的化学式为( B )
A ．MgB
B ．MgB 2
C ．Mg 2B
D ．Mg 3B 2
解析：棱柱内硼原子数为6，均属于这个晶胞。

镁原子位于上、
下面心(2个)及12个顶角，共有镁原子数为2×12＋12×16
＝3，则镁、硼原子个数之比为12。

5.已知CsCl 晶体的密度为ρ g/cm 3，N A 为阿伏加德罗常数，相邻两个Cs ＋的核间距为a cm ，如图所示，则CsCl 的相对分子质量可以表示为( A )
A ．N A ·a 3·ρ B.N A ·a 3·ρ6
C.N A ·a 3·ρ4
D.N A ·a 3·ρ8
解析：根据晶胞中粒子个数的计算知，1个CsCl 晶胞中含1个
CsCl 粒子(Cs ＋
：18×8＝1，Cl －：1)，Mr ＝ρ·V ·N A ＝ρ·a 3·N A 。

6．不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是( A )
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。

7．下列关于晶体的说法正确的是( B )
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CuSO 4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。

8．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。

鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。

该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为( D )
A ．Mg 2CNi 3
B ．Mg
C 2Ni C ．MgCNi 2
D ．MgCNi 3
解析：镁原子位于正方体的顶角，由“均摊法”可知其个数为8×18＝1，镍原子位于面心，故其个数为6×12
＝3，碳原子位于中心，其个数为1，所以该晶体的化学式为MgCNi 3。

故选D 。

9．已知NaCl 的摩尔质量为58.5 g·mol －1，食盐晶体的密度为ρ g·cm －3，若图中Na ＋与最邻近的Cl －的核间距离为a cm ，那么阿伏加德罗常数的值可表示为( D )
A ．117a 3ρ
B.58.54a 3ρ
C.234a 3ρ
D.58.52a 3ρ
10．冰晶石(化学式为Na 3AlF 6)的晶体结构单元如图所示(位于大立方体的顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心)。

已知冰晶石熔融时的电离方程式为Na 3AlF 6===3Na ＋＋
AlF 3－6，则大立方体的体心处所代表的微粒为( A )
A ．Na ＋
B ．Al 3＋
C ．F －
D ．AlF 3－6
解析：该晶胞中个数＝8×18＋6×12＝4，个数＝12×14
＋8＝11，
根据冰晶石的化学式可知，冰晶石中Na ＋和AlF 3－6的个数之比为3
1，据此可判断出大立方体的体心处所代表的微粒与相同，为Na ＋。

11．有四种晶体，其粒子排列方式如下图所示，其中化学式不是MN 的是( C )
解析：A 选项中，含M 为8×18
＝1，含N 为1，化学式为MN ；B 选项中，含M 为4×18＝12，含N 为4×18＝12
，化学式为MN ；C 选项中，含M 为8×18＝1，含N 为12×14
＝3，化学式为MN 3；D 选项中，含M 为8×18＋6×12＝4，含N 为12×14
＋1＝4，化学式为MN 。

二、填空题(共56分)
12．(9分)晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，其中含有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子，如图所示，请回答：
(1)B —B 键键角为60°。

(2)晶体硼中硼的原子个数为12；B —B 键有30条。

解析：已知晶体硼含有等边三角形，等边三角形的角度即为B —B 键键角，为60°；又已知结构单元中有20个等边三角形，每个硼原
子又与其他5个硼原子相连，所以此结构单元含有硼原子数为20×35＝12(个)，B —B 键有20×32
＝30(条)。

13．(12分)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为
[FeFe(CN)6]－。

(2)此化学式带何种电荷负电荷，若R n ＋或R n －与其结合形成电中性粒子，则此粒子的化学式为R[FeFe(CN)6]n 。

解析：Fe 2＋和Fe 3＋分别占据立方体互不相邻的顶点，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18属于该立方体，则该立方体中有12个Fe 2＋、12
个Fe 3＋，CN －
位于立方体的棱上，棱上的粒子有14
属于该立方体，则该立方体中有12×14
＝3个CN －，所以该晶体的化学式为[FeFe(CN)6]－，带负电荷，若结合R n ＋形成电中性粒子，此粒子的化学式为R[FeFe(CN)6]n 。

14．(10分)石墨的片层结构如图所示，试完成下列各题：
(1)平均2个碳原子构成一个正六边形。

(2)石墨晶体每一层内碳原子数与C —C 化学键之比是2
3。

(3)n g 碳原子可构成n ·N A 24个正六边形。

解析：(1)方法1：利用点与面之间的关系，平均每个正六边形需
碳原子：6×13
＝2(个)。

方法2：每个碳原子提供的边数为3×12＝1.5， 故6×121.5＝2(个)。

(2)分析每一正六边形：
①所占的碳原子数为6×13
＝2； ②所占的C —C 键数为6×12
＝3，故答案为23。

(3)n g 碳的原子数为n 12N A ，故答案为nN A 24。

15．(10分)如图所示为高温超导领域里的一种化合物—钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单位。

(1)在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的氧离子、钙离子各有6个、8个。

(2)该晶体结构中，氧、钛、钙的离子个数比是3
11，该物
质的化学式可表示为CaTiO 3。

(3)若钙、钛、氧三种元素的相对质量分别为a 、b 、c ，晶体结构图中正方体边长(钛离子之间的距离)为d nm(1 nm ＝10－9 m)，则该晶
体的密度为(a ＋b ＋3c )602d
g/cm 3。

解析：(1)以钛离子为顶点，应有8个立方晶胞紧靠在一起，这样钛离子成为空间角坐标系的中心原子，它的三维方向上前后左右上下最近且相邻各有一个氧离子，共6个，它周围的8个立方晶胞内各含一个钙离子。

(2)该晶体中含氧离子个数为12×14＝3，钙离子1个，钛离子8×18
＝1，故其离子个数比为311，那么它的化学式可表示为CaTiO 3。

(3)晶体的质量即三种离子的质量，即a＋b＋3c 6.02×1023。

晶体的体积为d3×10－21 cm3，
则其密度为ρ＝m
V＝
a＋b＋3c
6.02×1023×d3×10－21
＝
a＋b＋3c
602d3。

16．(15分)A、B、C、D为主族元素，A、B、C同周期且原子半径逐渐减小，A、B原子的最外层电子数之和等于C、D原子的最外层电子数之和。

A元素基态原子的最外层电子排布式为n s n n p n，B 的氢化物可与其最高价氧化物的水化物反应生成盐。

D元素位于元素周期表中第一长周期，是维持青少年骨骼正常生长发育的重要元素之一，其原子最外层电子数等于最内层电子数。

试回答下列问题：
(1)C元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p5。

(2)A、B两元素各有多种氢化物，其电子总数为10的氢化物中沸点最高的是NH3(填化学式)。

(3)下列晶体结构示意图中如下图(黑点表示阳离子，白点表示阴离子)，能表示C与D形成的离子化合物结构的是b(填字母标号“a”或“b”)。

解析：这是一道综合性的物质结构推断题，既考查了原子结构知识，又考查了晶体知识。

由信息“A元素基态原子的最外层电子排布为n s n n p n”可推知n s轨道已经填满电子，所以n＝2，故A元素原子的核外电子排布式为1s22s22p2，即A为碳元素；由信息“B的氢化物可与其最高价氧化物的水化物反应生成盐”可推知B为氮元素；由“D元素位于元素周期表中第一长周期，是维持青少年骨骼正常生长发育的重要元素之一”可推知D为钙元素；由“A、B原子的最外
层电子数之和等于C、D原子的最外层电子数之和”可推知C元素最外层电子数＝4＋5－2＝7，所以与A、B同周期的C为氟元素。

A、B形成的氢化物且含有10个电子的分子是CH4和NH3，CH4的沸点比NH3的沸点低；C与D形成的离子化合物的化学式是CaF2，a图中Ca2＋和F－的个数比为11，b图中Ca2＋和F－的个数比为12，故b图表示的是CaF2的结构。