全国中学生化学竞赛晶体结构试题及答案

全国中学生化学竞赛晶体结构试题及答案1.下列哪种晶体类型中，粒子间的作用力主要是共价键（）A.离子晶体B.分子晶体C.原子晶体D.金属晶体答案：C2.氯化钠晶体属于（）A.离子晶体B.分子晶体C.原子晶体D.金属晶体答案：A3.干冰属于（）A.离子晶体B.分子晶体C.原子晶体D.金属晶体答案：B4.金刚石属于（）A.离子晶体B.分子晶体C.原子晶体D.金属晶体答案：C5.下列晶体中，熔点最高的是（）A.冰B.氯化钠C.金刚石D.干冰答案：C6.晶体具有各向异性的原因是（）A.晶体在不同方向上粒子的排列不同B.晶体内部结构具有规则性C.晶体是固体D.晶体有固定的熔点答案：A7.离子晶体中离子键的强弱主要取决于（）A.离子的大小B.离子所带电荷数C.离子的电子层数D.离子半径和离子所带电荷数答案：D8.下列关于分子晶体的说法正确的是（）A.分子晶体中分子间作用力越大，熔点越高B.分子晶体中分子间作用力只影响物质的化学性质C.分子晶体中分子间作用力与化学键强度相当D.分子晶体中分子间作用力主要是离子键答案：A9.金属晶体的导电性是因为（）A.金属原子容易失去电子B.金属晶体中有自由电子C.金属晶体中有离子D.金属晶体中原子排列规则答案：B10.下列晶体中，属于混合型晶体的是（）A.石墨B.冰C.氯化钠D.金刚石答案：A11.石墨晶体中，碳原子之间存在的化学键有（）A.共价键B.分子间作用力C.离子键D.共价键和分子间作用力答案：D12.下列关于晶体结构的说法正确的是（）A.晶体结构都是规则的B.晶体结构都是对称的C.晶体结构都是有序的D.以上说法都正确答案：D13.晶胞是晶体结构的基本重复单元，下列关于晶胞的说法错误的是（）A.晶胞的形状和大小由晶体的结构决定B.晶胞中包含晶体的所有粒子C.晶胞的质量等于晶体质量除以晶胞数D.晶胞的体积等于晶体体积除以晶胞数答案：B14.某离子晶体的晶胞结构如图所示（大球代表阳离子，小球代表阴离子），则该晶体中阳离子和阴离子的个数比为（）A.1:1B.1:2C.2:1D.1:3答案：A15.已知某金属晶体的晶胞为面心立方结构，该晶胞中金属原子的个数为（）A.2B.4C.6D.8答案：B16.下列关于晶体密度的计算，正确的是（）A.晶体密度=晶胞质量/晶胞体积B.晶体密度=晶体质量/晶体体积C.晶体密度=晶胞质量×晶胞数/晶体体积D.晶体密度=晶胞质量×晶胞数/晶胞体积答案：A17.某晶体的化学式为AB₂，其晶胞结构中A位于顶点，B位于面心，则该晶胞中A和B的个数分别为（）A.1，3B.1/8，3/4C.1/2，1D.1/4，1/2答案：B18.下列关于晶体结构与性质的关系，说法正确的是（）A.晶体结构决定晶体性质B.晶体性质决定晶体结构C.晶体结构与晶体性质相互影响D.以上说法都不对答案：A19.下列晶体中，硬度最大的是（）A.石墨B.金刚石C.氯化钠D.干冰答案：B20.下列关于晶体的说法错误的是（）A.晶体都有固定的熔点B.晶体都有规则的几何外形C.晶体都具有各向异性D.晶体都是纯净物答案：D1.下列属于晶体的特点的是（）A.有规则的几何外形B.有固定的熔点C.具有各向异性D.是混合物答案：ABC2.下列晶体类型中，含有离子键的是（）A.离子晶体B.分子晶体C.原子晶体D.金属晶体答案：A（注：金属晶体中金属键本质上也与离子键有一定关联，此处多项选择题答案严格按选项中明确提及离子键的为准）3.分子晶体中分子间作用力包括（）A.范德华力B.氢键C.共价键D.离子键答案：AB4.下列关于原子晶体的说法正确的是（）A.原子晶体中原子间以共价键结合B.原子晶体硬度大、熔点高C.原子晶体不导电D.原子晶体中原子排列紧密答案：AB5.下列晶体中，属于离子晶体的有（）A.氢氧化钠B.氯化钙C.硫酸钾D.二氧化硅答案：ABC6.金属晶体的性质包括（）A.导电性B.导热性C.延展性D.硬度大答案：ABC7.下列关于晶体结构的描述正确的是（）A.晶体结构由晶胞堆积而成B.晶胞的排列方式决定晶体的空间结构C.不同晶体的晶胞形状可能不同D.晶胞中粒子的位置是固定不变的答案：ABC8.计算晶体密度时，需要知道的物理量有（）A.晶胞质量B.晶胞体积C.晶体质量D.晶体体积答案：AB9.下列关于晶体中化学键类型的判断，正确的是（）A.离子晶体中一定含有离子键B.分子晶体中一定含有共价键C.原子晶体中一定含有共价键D.金属晶体中一定含有金属键答案：ACD10.下列晶体中，属于分子晶体的常见例子有（）A.冰B.碘C.白磷D.硫磺答案：ABCD1.所有晶体都有规则的几何外形。（）答案：×2.离子晶体熔化时破坏离子键。（）答案：√3.在分子晶体中，分子间作用力比化学键弱得多。（）答案：√4.原子晶体的熔点一定比离子晶体高。（）答案：×5.金属晶体能导电是因为金属原子可以自由移动。（）答案：×6.晶胞是晶体结构中最小的重复单元。（）答案：√7.计算晶体密度时，不需要考虑晶体中粒子的种类。（）答案：×8.晶体的各向异性是由于晶体内部粒子排列的方向性导致的。（）答案：√9.分子晶体中分子间作用力只影响物质的物理性质，不影响化学性质。（）答案：√10.石墨晶体中碳原子之间的共价键键长都相等。（）答案：×1.晶体根据其构成粒子和粒子间作用力的不同可分为（）、（）、（）、（）。答案：离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体2.离子晶体中离子键的强弱主要取决于离子的（）和（）。答案：半径、所带电荷数3.分子晶体中分子间作用力越大，物质的熔点越（），沸点越（）。答案：高、高4.原子晶体中原子间通过（）相互结合，形成空间网状结构。答案：共价键5.金属晶体中存在（），在外加电场作用下能够定向移动，从而使金属具有导电性。答案：自由电子6.晶胞的质量等于（）。答案：晶胞中所含粒子的质量之和7.计算晶体密度的公式为（）。答案：晶体密度=晶胞质量/晶胞体积8.石墨晶体中，碳原子采取（）杂化。答案：sp²9.某离子晶体的化学式为XY，其晶胞结构中X位于体心，Y位于顶点，则该晶胞中X和Y的个数分别为（）、（）。答案：1、110.晶体的自范性是指（）。答案：晶体能自发地呈现多面体外形的性质1.简述离子晶体的结构特点。答案：离子晶体由阳离子和阴离子通过离子键结合而成。离子键具有较强的静电作用，使离子按一定规律紧密排列。离子晶体具有较高的熔点、沸点，硬度较大，一般易溶于水，熔融状态或水溶液能导电。离子晶体的结构通常有面心立方、体心立方等多种类型，不同类型的离子晶体中离子的排列方式不同。2.比较分子晶体、原子晶体和离子晶体的熔沸点高低，并说明原因。答案：一般来说，原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。原子晶体中原子间以共价键结合，形成空间网状结构，破坏共价键需要很高的能量，所以熔沸点很高。离子晶体中离子键有较强的静电作用，熔化或沸腾时需克服离子键，熔沸点较高。分子晶体中分子间作用力较弱，熔化或沸腾只需克服分子间作用力，所以熔沸点较低。3.说明金属晶体具有良好导电性、导热性和延展性的原因。答案：导电性：金属晶体中有自由电子，在外加电场作用下，自由电子定向移动形成电流，所以金属具有良好的导电性。导热性：金属晶体中自由电子在运动时与金属原子碰撞，传递热量，从而使金属具有导热性。延展性：金属晶体中金属原子的排列方式使得金属原子之间可以相对滑动，在外力作用下，金属原子间的相对位置发生改变，但金属键不会被破坏，所以金属具有良好的延展性。4.简述晶胞的概念以及晶胞与晶体的关系。答案：晶胞是晶体结构的基本重复单元。晶胞通过在三维空间中不断重复排列形成整个晶体。晶体的性质可以通过晶胞的结构和其中粒子的种类、数量等信息来推导。晶胞的形状、大小以及其中粒子的位置和种类决定了晶体的结构类型，晶胞的质量和体积等物理量与晶体的密度等性质相关。##六、论述题（每题5分，共20分）1.论述晶体结构对晶体性质的影响。答案：晶体结构决定了晶体的物理性质，如熔点、沸点、硬度、导电性、导热性、溶解性等。离子晶体中离子键的强度决定了其熔点、硬度等，离子键越强，熔点越高，硬度越大。分子晶体中分子间作用力的大小影响其熔沸点，分子间作用力越大，熔沸点越高。原子晶体中原子间共价键的强度决定了其极高的熔点和硬度。金属晶体中金属键的性质决定了金属的导电性、导热性和延展性。晶体结构还影响晶体的化学性质，例如某些晶体结构可能影响化学反应的活性位点和反应路径等。2.论述如何通过晶体结构判断晶体类型。答案：观察晶体中粒子的种类：由离子构成的晶体一般为离子晶体；由分子构成的晶体为分子晶体；由原子通过共价键直接相连构成空间网状结构的晶体是原子晶体；由金属阳离子和自由电子构成的晶体是金属晶体。分析粒子间的作用力：离子晶体中粒子间作用力为离子键；分子晶体中分子间通过范德华力或氢键结合；原子晶体中原子间是共价键；金属晶体中存在金属键。研究晶体的物理性质：离子晶体熔点较高、硬度较大、熔融态或水溶液导电；分子晶体熔沸点较低、硬度较小、一般不导电；原子晶体熔点极高、硬度极大、不导电；金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。结合晶体的结构特点：如离子晶体有规则的离子排列方式，分子晶体分子排列相对松散，原子晶体具有空间网状结构，金属晶体有金属原子的特定堆积方式等综合判断。3.论述晶体结构与物质性质在材料科学中的应用。答案：在材料科学中，晶体结构与物质性质的关系具有重要应用。利用不同晶体类型的性质来选择合适的材料。例如，离子晶体硬度较大、熔点较高，可用于制造耐火材料；分子晶体熔点低，可用于一些需要低温特性的材料。通过改变晶体结构来调控材料性能。如对金属晶体进行合金化，改变原子排列，可提高金属的强度、硬度等性能。根据晶体结构设计新型材料。比如设计具有特定原子排列的原子晶体，可能获得具有特殊光学、电学等性能的新材料，用于光电器件、半导体等领域。利用晶体结构与物质性质的关系来研究材料的稳定性和反应活性。例如，某些晶体结构可能影响材料在化学反应中的活性，从而用于催化等领域。4.论述晶体结构测定的方法及其原理。答案：X射线衍射法：原理是当X射线照射到晶体上时，晶体中的原子会对X射线产生散射，由于晶体中原子排列具有周期