人教版选修3 第3章第1节 晶体的常识 作业.doc

第一节 晶体的常识 同步测试一、单选题（共14题；共28分）1.下列说法正确的是（ ） a.钛和钾都采取图1的堆积方式b.图2为金属原子在二维空间里的非密置层放置，此方式在三维空间里堆积，仅得简单立方堆积c.图3是干冰晶体的晶胞，晶胞棱长为a cm，则在每个co2周围距离相等且为 acm的co2有8个d.图4这种金属晶体的晶胞，是金属原子在三维空间里以密置层采取abcabc堆积的结果2.已知cscl晶体的密度为g/cm3 ， na为阿伏加德罗常数，相邻的两个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.b.c.d.3.如右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碳原子数目为()a.2b.3c.4d.64.高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为2价如右图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是（）a.超氧化钾的化学式为ko2 ， 每个晶胞含有4个k+和4个o2b.晶体中每个k+周围有8个o2 ， 每个o2周围有8个k+c.晶体中与每个k+距离最近的k+有8个d.晶体中与每个k+距离最近的k+有6个5.下列有关说法不正确的是（）a.水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键b.caf2晶体的晶胞如图2所示，每个caf2晶胞平均占有4个ca2+c.h原子的电子云图如图3所示，h原子核外大多数电子在原子核附近运动d.金属cu中cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个cu原子的配位数均为126.某物质的晶体内部一个截面上原子的排布情况如图所示，则该晶体的化学式可表示为（）a.a2bb.abc.ab2d.a3b7.某晶体为体心立方晶格（如图），实验测得其密度为（gcm3）已知它的相对原子质量为a，阿伏加德罗常数为na（mol1），假定晶体中原子为等径的刚性球且处于体对角性上的三个球相切则该晶体晶胞的边长（cm）为（ ） a.b.c. 3d. 8.已知nacl的摩尔质量为mgmol1 ， nacl晶体的密度为gcm3 ， 图大正方体为nacl晶体的最小重复单元（晶胞），其中顶点离子为8个晶胞所共有，晶胞中na+与最邻近的cl的核间距离为a cm，则阿伏加德罗常数的值可表示为（ ） a.2ma3b.c.d.9.根据下列结构示意图，判断下列说法中不正确的是（ ） a.在nacl晶体中，距na+最近的多个cl构成正八面体b.在caf2晶体中，每个晶胞平均占有4个ca2+c.在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数之比为1：2d.该气态团簇分子的分子式为ef或fe10.某晶体的部分结构为正三棱柱（如图所示），这种晶体中a、b、c三种微粒数目之比为（ ） a.3：9：4b.1：4：2c.2：9：4d.3：8：411.铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：pb4处于立方晶胞顶角，ba2处于晶胞中心，o2处于晶胞棱边中心，则该化合物的化学式为() a.bapbo3b.bapb2o3c.bapbod.bapbo412.钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、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.bati8o12b.bati4o6c.bati2o4d.batio313.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。该新型超导材料的一个晶胞如图所示(碳原子：，镍原子：，镁原子：)，则该晶体的化学式是() a.mg2cni3b.mgc2nic.mgcni2d.mgcni314.实验测得25时干冰晶体（面心结构）的晶胞边长为acm，其摩尔质量为mg/mol，则该干冰晶体的密度为（单位：g/cm3）（ ） a.b.c.d.二、填空题（共3题；共7分）15.金刚石属于_晶体（填晶体类型），其中碳原子的配位数为_若碳原子的原子半径为r，则晶胞的边长为_（用r表示），金刚石的密度为_（用r表示） 16.碳元素形成的单质具有平面层状结构，同一层中的原子构成许许多多的正六边形，此单质与熔触的钾相互作用，形成某种青铜色的物质（其中的元素钾用“”表示），原子分布如图所示，该物质的化学式为_ 17.cu3n的晶胞结构如图，n3的配位数为_，cu+半径为acm，n3半径为bcm，cu3n的密度为_gcm3 （ 阿伏伽德罗常数用na表示，cu、n相对分子质量为64、14） 三、综合题（共3题；共21分）18.如图所示，在石墨晶体中，每一层由无数个正六边形构成，试回答下列问题：（1）每个正六边形实际上占有的碳原子数为_个。 （2）石墨晶体每一层内碳原子数与cc化学健之比是_。 （3）ng碳原子可构成_个正六边形。 19.某离子晶体晶胞结构如图所示，x位于立方体的顶点，y位于立方体中心试分析： （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2个x与1个y形成的夹角xyx的度数为_ （4）设该晶体的摩尔质量为m gmol1 ， 晶体密度为gcm3 ， 阿伏加德罗常数为namol1 ， 计算此晶体中两个距离最近的x中心间的距离（单位取“cm”） 20.a、b、c、d是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大第二周期元素a原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍，b原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，c是地壳中含量最多的元素d是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满请回答下列问题： （1）a、b、c的第一电离能由小到大的顺序是_（用对应的元素符号表示）；基态d原子的电子排布式为_ （2）a的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取_杂化；bc3的空间构型为_（用文字描述） （3）1mol ab中含有的键个数为_ （4）如图是金属ca和d所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中ca和d的原子个数比_ （5）镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构xyn ， 它们有很强的储氢能力已知镧镍合金lanin晶胞体积为9.01023 cm3 ， 储氢后形成laninh4.5合金（氢进入晶胞空隙，体积不变），则lanin中n=_（填数值）；氢在合金中的密度为_ 答案解析部分一、单选题1.【答案】d 【解析】【解答】解：a图1表示的堆积方式为a3型紧密堆积，k采用a2型紧密堆积，故a错误；b在二维空间里的非密置层放置，在三维空间堆积形成a2型紧密堆积，得到体心立方堆积，故b错误；c干冰晶体的晶胞属于面心立方晶胞，配位数为12，即每个co2周围距离相等且为 acm的co2有12个，故c错误；d该晶胞类型为面心立方，则堆积方式为a1型密堆积，即金属原子在三维空间里以密置层采取abcabc堆积，故d正确；故选d【分析】a根据图1判断紧密堆积方式判断；b在二维空间里的非密置层放置，在三维空间堆积形成a2型紧密堆积，据此判断；c判断晶胞类型，根据配位数判断；d根据晶胞类型判断密置层堆积方式2.【答案】a 【解析】【解答】解：该立方体中含1个氯离子，cs+个数=8 =1，根据v= 知，m= ， 摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量是a3 na ， 故选a【分析】利用均摊法确定该立方体中含有的离子，根据v= 计算相对分子质量3.【答案】a 【解析】【解答】每个碳原子被3个正六边形共用，因此每个正六边形占有这个碳原子的 ，所以每个正六边形占有碳原子数目为6 2个，故选a项。【分析】本题考查均摊法计算原子的公用，即均摊法的应用，熟练掌握每个原子的公用情况是解题的关键。4.【答案】a 【解析】【解答】a根据图知，该晶胞中钾离子个数=8+6=4，超氧根离子个数=1+12=4，则钾离子和超氧根离子个数之比=4：4=1：1，所以其化学式为ko2 ， 每个晶胞含有4个k+和4个o2 ， 故a正确；b根据图知，每个钾离子周围有6个超氧根离子、每个超氧根离子周围有6个钾离子，即阴阳离子配位数是6，故b错误；c根据图知，每个钾离子距离最近的钾离子有38个=12，故c错误；d根据图知，每个钾离子距离最近的钾离子有38个=12，故d错误；故选a【分析】a根据图知，该晶胞中钾离子个数=8+6=4，超氧根离子个数=1+12=4，则钾离子和超氧根离子个数之比=4：4=1：1，据此判断化学式；b根据图知，每个钾离子周围有6个超氧根离子、每个超氧根离子周围有6个钾离子；c根据图知，每个钾离子距离最近的钾离子有38个；d根据图知，每个钾离子距离最近的钾离子有38个5.【答案】c 【解析】【解答】a、水合铜离子中铜离子的配位数为4，配体是水，水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键，故a正确；b、根据均摊法可知，在caf2晶体的晶胞中，每个caf2晶胞平均占有ca2+个数为=4，故b正确；c、电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，h原子最外层只有一个电子，所以不存在大多数电子一说，只能说h原子的一个电子在原子核附近出现的机会较多，故c错误；d、在金属晶体的最密堆积中，对于每个原子来说，在其周围的原子有与之同一层上有六个原子和上一层的三个及下一层的三个，故每个原子周围都有12个原子与之相连，对于铜原子也是如此，故d正确；故选c【分析】a水合铜离子中铜离子的配位数为4，配体是水，水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键，据此答题；b根据均摊法可知，在caf2晶体的晶胞中，每个caf2晶胞平均占有ca2+个数为=4，据此答题；c电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，h原子最外层只有一个电子，所以不存在大多数电子一说，只能说h原子的一个电子在原子核附近出现的机会较多，据此答题；d在金属晶体的最密堆积中，对于每个原子来说，在其周围的原子有与之同一层上有六个原子和上一层的三个及下一层的三个，故每个原子周围都有12个原子与之相连，对于铜原子也是如此，据此答题；6.【答案】b 【解析】【解答】解：根据均摊法，再结合图可知，在这个截面上a原子数为4+=8，b原子数为=8，所以a、b原子个数比为1：1，化学式为ab，故选b【分析】根据均摊法，再结合图可知，在这个截面上a原子数为4+=8，b原子数为=8，所以a、b原子个数比为1：1，化学式为ab，据此答题7.【答案】a 【解析】【解答】解：因为金属钠晶体为钾型，所以在晶胞中含有钠原子数为1+8 =2，设晶胞边长为x，根= 得， = ，则x= ，故选a【分析】根据= 可计算出晶胞体积，再得到晶胞边长，据此进行计算8.【答案】d 【解析】【解答】解：一个nacl的晶胞中所包含的na+为：12 +1=4，cl数目为：8 +6 =4，即1个nacl晶胞的体积实际上是4个na+和4个cl共同所占的体积，由nacl晶胞示意图可知1个na+与1个cl共同占有的体积为v= （2acm）3=2a3cm3 ， 由等式nav=m，可得na= ， 故选d【分析】根据均摊法计算出一个晶胞中所包含的na+与cl数目，利用晶体密度、晶胞体积和晶胞摩尔质量计算阿伏伽德罗常数9.【答案】d 【解析】【解答】解：a、在nacl晶体中，距na+最近的cl有6个，而每个na+离子为8个晶胞共有，则距na+最近的多个cl构成正八面体，故a正确；b、ca2+位于晶胞的顶点和面心，晶胞中含有ca2+的个数为： =4，故b正确；c、在金刚石晶体中，每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成的共价键平均为 =2，所以在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键数之比为1：2，故c正确；d、气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个e原子，4个f原子，则分子式为e4f4或f4e4 ， 故d错误故选d【分析】a、根据在nacl晶体中，距na+最近的cl有6个进行分析；b、ca2+位于晶胞的顶点和面心，利用均摊法计算；c、根据用均摊法分析；d、注意气态团簇分子与晶胞的区别10.【答案】b 【解析】【解答】解：a位于正三棱柱的顶角，则有 的a属于该晶胞，该晶胞中含a的个数为6 = ，b分为两类，位于侧棱上的b有 属于该晶胞，位于上下底面边上的b有 属于该晶胞，该晶胞含b原子个数为3 +6 =2，含c原子个数为1，则a、b、c三种原子个数之比为 ：2：1=1：4：2， 故选b【分析】晶体的部分结构为正三棱柱，根据分摊法知顶角有 的a属于该晶胞，侧棱上的b有 属于该晶胞，位于上下底面边上的b有 属于该晶胞，含c原子个数为1，则a、b、c三种原子个数可求出，原子个数之比便可求出11.【答案】a 【解析】【解答】1个晶胞中有1个ba2 ， pb4的个数为8 1，o2的个数为12 3，故化学式为bapbo3。【分析】本题考查物质的化学式的计算，熟练掌握均摊法是解题的关键。12.【答案】d 【解析】【解答】解：由晶胞结构示意图可知，ba在立方体的中心，完全属于该晶胞；ti处于立方体的8个顶点，每个ti有 属于该晶胞；o处于立方体的12条棱的中点，每个o有 属于该晶胞即晶体中n（ba）：n（ti）：n（o）=1：（8 ）：（12 ）=1：1：3，所以化学式为：batio3 ， 故选：d【分析】根据均摊法可以进行计算出晶胞中含有各种原子的个数，进而确定化学式，据此答题13.【答案】d 【解析】【解答】碳原子位于体心只有一个，mg原子位于顶角，其个数为8 1，ni原子位于面心，其个数为6 3，该晶体的化学式是mgcni3。【分析】本题考查晶胞的计算，具有一定的空间想象能力是解题的关键。14.【答案】d 【解析】【解答】解：干冰晶胞是面心立方晶胞，所以每个晶胞中含有二氧化碳分子个数=8 +6 =4，晶胞边长为acm，则体积为a3cm3 ， 则该干冰晶胞密度为：= = = g/cm3= g/cm3 ， 故选d【分析】干冰晶体为面心结构，每个顶点上的二氧化碳分子被8个晶胞共用，每个面心上的二氧化碳分子被两个晶胞共用，所以该晶胞中二氧化碳分子个数=8 +6 =4，根据= = 计算出该干冰晶体的密度二、填空题15.【答案】原子；4；r；【解析】【解答】解：金刚石为原子晶体，根据图 可知，c形成4个共价键，则原子配位数是4，根据均摊法可计算出晶胞中碳原子数为 =8，则晶胞的质量为 ，根据金刚石晶胞的结构可知，晶胞的体对角线为4个碳原子直径的长度，设边长为a，即 a=8r，所以a= r，而晶胞的体积为a3 ， 则密度为 = ，故答案为：原子；4； r； 【分析】金刚石为原子晶体，晶胞如图 ，根据均摊法计算出晶胞中碳原子数；根据金刚石晶胞的结构，利用立体几何的知识，可以计算晶胞的质量和体积，可计算晶胞的密度，以此解答该题16.【答案】kc8 【解析】【解答】解：如图所示，k原子镶嵌在正六边形的中心，该正六边形周围有6个未镶嵌k原子的c原子正六边形结构，即每正六边形周围连接6个c原子，该碳原子为3个正六边形共有，故结构中k原子与c原子数目之比为1：（6+6 ）=8，故化学式为kc8 ， 故答案为：kc8 【分析】如图所示，k原子镶嵌在正六边形的中心，该正六边形周围有6个未镶嵌k原子的c原子正六边形结构，即每正六边形周围连接6个c原子，该碳原子为3个正六边形共有，结合均摊法计算化学式17.【答案】6；【解析】【解答】解：晶胞中小黑色球数目为8 =1，大黑色球2数目为12 =3，故小黑色球为n3、大黑色球为cu+ ， 补全晶胞结构可知，n3离子周围有6个cu+； cu+半径为a pm，n3半径为b pm，则晶胞棱长为2（a+b）pm，晶胞体积为2（a+b）1010 cm3 ， 晶胞质量为（643+14）nag，则晶胞密度为（643+14）nag2（a+b） cm3= gcm3 ， 故答案为：6； 【分析】晶胞中小黑色球数目为8 =1，大黑色球2数目为12 =3，故小黑色球为n3、大黑色球为cu+ ， 补全晶胞结构可知，n3离子周围有6个cu+；cu+半径为a pm，n3半径为b pm，则晶胞棱长为2（a+b）pm，进而计算晶胞体积、晶胞质量，再根据= 计算晶胞密度三、综合题18.【答案】（1）2（2）23（3）【解析】【解答】(1)利用点与面之间的关系，平均每个正六边形需碳原子：6 2(个)。(2)分析每个正六边形：所占的碳原子数为6 2；所占的cc键数为63，故答案为23。(3)ng碳的原子数为 na ， 故答案为 。【分析】熟练掌握石墨的结构是解题的关键。19.【答案】（1）4；8；xy2或y2x（2）12（3）10928（4）解：该晶体的摩尔质量为m gmol1 ， 则晶胞的质量为： g，晶胞体积为 cm3 ， 晶胞边长为 cm，则晶体中两个距离最近的x中心间的距离为 【解析】【解答】解：（1）由离子晶体晶胞图，x位于立方体的顶点，y位于立方体中心，则每个y同时吸引着4个x，空间有8个晶胞无隙并置，则每个x同时吸引着8个y，1个晶胞中含x为4 = ，含y为1，x、y的离子个数之比为1：2，则晶体的化学式为xy2或y2x； 故答案为：4；8；xy2或y2x；（2）由图可知，x在顶点，则一个晶胞中最近的x有3个，为面上的距离，晶体中在每个x周围与它最接近且距离相等的x共有 =12个；故答案为：12；（3）1个y与4个x形成空间正四面体结构，则晶体中距离最近的2个x与1个y形成的夹角xyx的度数为10928；故答案为：10928；（4）该晶体的摩尔质量为m gmol1 ， 则晶胞的质量为： g，晶胞体积为 cm3 ， 晶胞边长为 cm，则晶体中两个距离最近的x中心间的距离为 ；故答案为： ；【分析】由离子晶体晶胞图，x位于立方体的顶点，y位于立方体中心，则1个晶胞中含x为4 = ，含y为1，x、y的离子个数之比为1：2，1个y与4个x形成空间正四面体结构，计算晶胞所含微粒数，利用密度和摩尔质量计算出晶胞的边长，继而计算出晶体中两个距离最近的x中心间的距离，以此来解答20.【答案】（1）con；1s22s22p63s23p63d104s1（2）sp2；平面三角形（3）2na（4）1：5（5）5；0.083g/cm3 【解析】【解答】解：a、b、c、d都是前36号元素，它们的核电荷数依次增大，第二周期元素a原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍，故原子核外电子排布为1s22s22p2 ， 故a为c元素；c是地壳中含量最高的元素，所以c是o元素；b原子的最外层p轨道的电子为半满结构，最外层电子排布