化学人教版选修3课时作业3-1晶体的常识

课时作业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．①⑥⑦ B．①②⑦C．②④⑤⑦ D．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．MgB2C．Mg2B D．Mg3B2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×eq\f(1,2)＋12×eq\f(1,6)＝3，则镁、硼原子个数之比为12。5.已知CsCl晶体的密度为ρg/cm3，NA为阿伏加德罗常数，相邻两个Cs＋的核间距为acm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为(A)A．NA·a3·ρ B.eq\f(NA·a3·ρ,6)C.eq\f(NA·a3·ρ,4) D.eq\f(NA·a3·ρ,8)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＋：eq\f(1,8)×8＝1，Cl－：1)，Mr＝ρ·V·NA＝ρ·a3·NA。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3625℃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。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．Mg2CNi3 B．MgC2NiC．MgCNi2 D．MgCNi3解析：镁原子位于正方体的顶角，由“均摊法”可知其个数为8×eq\f(1,8)＝1，镍原子位于面心，故其个数为6×eq\f(1,2)＝3，碳原子位于中心，其个数为1，所以该晶体的化学式为MgCNi3。故选D。9．已知NaCl的摩尔质量为58.5g·mol－1，食盐晶体的密度为ρg·cm－3，若图中Na＋与最邻近的Cl－的核间距离为acm，那么阿伏加德罗常数的值可表示为(D)A．117a3ρ B.eq\f(58.5,4a3ρ)C.eq\f(234,a3ρ) D.eq\f(58.5,2a3ρ)10．冰晶石(化学式为Na3AlF6)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Na3AlF6=3Na＋＋AlFeq\o\al(3－,6)，则大立方体的体心处所代表的微粒为(A)A．Na＋ B．Al3＋C．F－ D．AlFeq\o\al(3－,6)解析：该晶胞中个数＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，个数＝12×eq\f(1,4)＋8＝11，根据冰晶石的化学式可知，冰晶石中Na＋和AlFeq\o\al(3－,6)的个数之比为31，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×eq\f(1,8)＝1，含N为1，化学式为MN；B选项中，含M为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，含N为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，化学式为MN；C选项中，含M为8×eq\f(1,8)＝1，含N为12×eq\f(1,4)＝3，化学式为MN3；D选项中，含M为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含N为12×eq\f(1,4)＋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eq\f(20×3,5)＝12(个)，B—B键有eq\f(20×3,2)＝30(条)。13．(12分)有一种蓝色的晶体，它的结构特征是Fe2＋和Fe3＋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Rn＋或Rn－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：Fe2＋和Fe3＋分别占据立方体互不相邻的顶点，则每个立方体上有4个Fe2＋、4个Fe3＋，根据晶体的空间结构特点，每个顶点上的粒子有eq\f(1,8)属于该立方体，则该立方体中有eq\f(1,2)个Fe2＋、eq\f(1,2)个Fe3＋，CN－位于立方体的棱上，棱上的粒子有eq\f(1,4)属于该立方体，则该立方体中有12×eq\f(1,4)＝3个CN－，所以该晶体的化学式为[FeFe(CN)6]－，带负电荷，若结合Rn＋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23。(3)ng碳原子可构成eq\f(n·NA,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×eq\f(1,3)＝2(个)。方法2：每个碳原子提供的边数为3×eq\f(1,2)＝1.5，故eq\f(6×\f(1,2),1.5)＝2(个)。(2)分析每一正六边形：①所占的碳原子数为6×eq\f(1,3)＝2；②所占的C—C键数为6×eq\f(1,2)＝3，故答案为23。(3)ng碳的原子数为eq\f(n,12)NA，故答案为eq\f(nNA,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311，该物质的化学式可表示为CaTiO3。(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dnm(1nm＝10－9m)，则该晶体的密度为eq\f(a＋b＋3c,602d3)g/cm3。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×eq\f(1,4)＝3，钙离子1个，钛离子8×eq\f(1,8)＝1，故其离子个数比为311，那么它的化学式可表示为CaTiO3。(3)晶体的质量即三种离子的质量，即eq\f(a＋b＋3c,6.02×1023)。晶体的体积为d3×10－21cm3，则其密度为ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(a＋b＋3c,6.02×1023×d3×10－21)＝eq\f(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nsnnpn，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nsnnpn”可推知ns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“