物质的聚集状态与晶体的常识-人教版高二化学选择性必修二同步课时作业

（12）3.1物质的聚集状态与晶体的常识——高二化学人教版（2019）

选择性必修二同步课时作业

1.下列各项中，不属于晶体的特点的是（）。

A.具有规则的儿何外形B.某些物理性质具有各向异性

C具有固定的熔点D.一定是无色透明的固体

2.下列物质中，属于晶体的是（）o

A.玻璃B.水晶C.冰D.橡胶

3.下列关于晶体的说法错误的是

A.可用X射线衍射鉴别晶体与非晶体

B.分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定

C.金刚石、食盐、冰的熔点依次降低

D.SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合

4.下列有关晶体的说法正确的是（）

A.晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

B.晶胞是晶体中最小的平行六面体

C.晶体与非晶体的本质区别是晶体的衍射图谱有明锐的衍射峰

D.晶体的某些物理性质的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性

5.口国科学院新疆理化技术研究所研发出Ca（BO2｝深紫外光双折射晶体。下列性质不能区别

晶体与玻璃体的是（）

A.各向异性B.导电性C.X射线衍射D.有无固定的熔点

6.下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是（）

A.晶体具有自范性，非晶体没有自范性

B.晶体研碎后即变为非晶体

C.将玻璃加工成规则的固体即变成晶体

D.具有规则几何外形的固体均为晶体

7.下列化学用语正确的是（）

B.Fe?+的简化电子排布式：[Ar]3d44s2

A.氯化钱的分子式：NH4C1

C.NaCl的晶胞：_DC。？的VSEPR模型：

8.下列有关晶胞的叙述中，正确的是（）。

A.晶胞是晶体结构中最小的重复单元

B.晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞

C.所有晶体都是由平行六面体无隙组合而成

D.不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同

g.Ta2。,和KHF?按一定计量比烧结，获得一晶体产物，该晶体晶胞沿x轴、z轴方向的投影分

别为图1、图2。已知各点的原子分数坐标：M（0,0,0）.下列说法错误的是（）

乙）

图1图2

A.晶体产物的化学式为K-QaO:耳

B.制备晶体产物的过程中有HF产生

<113

C.P点的原子分数坐标为

12~4

D.晶体中与K，距离相等且最近的K+有8个

10.金铜合金Cui-Au,在低于395°C时形成图a所示的晶胞结构，在低于380℃时形成图b

所示的晶胞结构，晶胞参数均为〃nm,设以为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（）

图a图b

A.图a中产0.75

B.图b所示晶胞对应合金的化学式为Cu?Au

C.图a、b中与Cu距离最近且相等的Au的数目均为4

D.图b晶体的密度为专芈g<m-3

ll.LiM%。,为尖晶石型铺系锂离子电池材料，其晶胞由8个立方单元组成，这8个立方单元

可分为A、B两种类型（如图所示）。电池充电过程的总反应可表示为

LiMn2O4+C6---Li]_vMn2O4+LivC6。

已知：充放电前后晶体中钵的化合价只有+3,+4,分别表示为Mn（IH）、Mn（lV）o

LiM%。,晶胞AB

下列说法不正确的是（）

A.每个晶胞含8个Li+

B.立方单元B中Mn、O原子个数比为1：2

C.放电时，正极反应为LiiMnQ-xLi'+xe-=LiMn2O4

D.若x=0.6,则充电后材料中Mn（III）与Mn（IV）的数目比为1：4

12.GaAs的晶胞结构如图甲所示，将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料，其结

构如图乙所示。a、b点的原子分数坐标分别为（0,0,0）和（1,1,0）o下列说法错误的是

B.晶体乙中Mn、Ga、As的原子个数比为5：27：32

C.基态Ga原子未成对电子数为3

D.若GaAs晶胞参数为anm,则Ga和As之间的最短距离为立anm

4

13.铁氮化合物（Fe、Nv）在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。铁和氨气在640°C时可发

生置换反应，产物之一的晶胞结构如图甲所示，晶胞边长为anm。Cu可以完仝替代该晶体

中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物FJCU，N。Fe'.转化为两种⑶替代型

产物的能量变化如图乙所示，下列说法不正确的是()

t能量Cu替代附・院型

,士替代a位置“型

转化过程

图乙转化过程的能■变化

A.制备该铁氮化合物时生成氢气

B.a位置Fe周围距离最近的铁原子有12个

C.可通过晶体的X-射线衍射实验获取晶体结构信息

D.更稳定的Cu替代型产物的化学式为FeC\N

14.珅化铁是超级计算机，光信号处理的理想材料..图甲为它的一种立方品胞结构，图乙为该

晶胞沿z轴投影图。已知该晶胞棱长为"pm,a、b两点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、

(1,1,1),设以为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()

A.Ga原子占据As原子形成的四面体空隙

B.两个As原子间最短距离是*dpm

4x145

c.该晶体的密度为一nxl°21§cm-

NR

(133、

D.c点原子的分数坐标为

15.电镀锌的过程中会产生含锌废水，直接排放会污染环境。研究发现FeS能用于云除废液中

的锌，发生反应：FeS+Zn2+=ZnS+Fe2\已知：常温下K£ZnS)=1.6xl00

KKFeS)=6.3x10T

（1）在对废水进行化学处理前，需测定其中重金属微粒的含量，可选用的方法是

A.核磁共振氢谱B.红外光谱

C.晶体X射线衍射D.原子吸收光甯

（2）使用FeS能够除去废液中Zn?+的原因是___________。

（3）使用FeS处理含锌废水时，pH不宜调节得过低或过高。结合下图，说明其原因

。（已知：Zn（OH）,与A1（OH）3的化学性质相似）

工业上还可用作为沉淀剂处理含锌废水。某工厂向废水中加入一定量的，处理后

27,

[S-]=2.0xl0-molL-o根据以上信息，通过计算，判断处理后废水能否直接排放？（写出

计算过程，已知：废水中Zn讣排放标准为浓度低于l.Omg.L」）

（4）使用FeS处理含锌废水比Na2s效果更好，解释其原因。

ZnS呈白色，可用作荧光粉和颜料。ZnS的一种晶体的晶胞是面心立方结构，其晶胞如下图

所示。

（5）在该晶胞中，4/+填充在由个S?-构成的面体空隙中。

（6）己知晶体的密度为4.09g-cm-3。则该晶胞的边长为nmo（阿伏加德罗常数

的数值取6.02x1（）23,Inm=l（）-7cm,精确到小数点后2位）

答案以及解析

1.答案：D

解析：某些晶体有颜色，如品体碘。

2.答案：BC

解析：固体有晶体和非晶体之分，晶体是内部微粒（原子、离子或分子）在空间按一定规律

做周期性重复排列构成的固体物质，水晶、冰属于晶体；非晶体的内部微粒的排列呈现相对

无序状态，玻璃、橡胶是典型的非晶体。

3.答案：B

解析：A.晶体会对X射线发生衍射，而非晶体不会对X射线发生衍射，则X射线衍射实验是

区别晶体与非晶体的最科学的方法，故A正确；

B.分子晶体中分子间作用力越大，分子的熔沸点越高，与分子的稳定性无关，分子内共价键

键能越大，分子越稳定，故B错误；

C.金刚石是共价晶体、食盐Na。是离子晶体、冰是分子晶体，熔点依次降低，故C正确；

D.二氧化硅属于共价晶体，二氧化硅晶体中Si原子能与4个氧原子形成4个共价键，故D正

确；

故选Bo

4.答案：D

解析：A.晶体中有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体中有阳离子和自由电子、没有阴离

子，A项错误;B.晶胞是描述晶体结构的基本单元，大多数是平行六面体，但不是所有晶胞都

是平行六面体，B项错误;C.晶体与非晶体的本质区别是晶体中的粒子在微观空间里呈周期性

的有序排列、非晶体中粒子无序排列，C项错误;D.晶体的许多物理性质，如强度、导热性、

光学性质等常常会表现出各向异性，晶体的某些物理性质的各向异性同样反映了晶体内部质

点排列的有序性，非晶体不具有物理性质各向异性的特点，D项正确;答案选D。

5.答案：B

解析：玻璃体是非晶体。根据晶体的特点和性质可知，晶体具有规则的几何外形，具有各向

异性，X射线衍射时能看到明显的谱线。而晶体中除金属晶体外，一般不易导电。

6.答窠：A

解析：A.晶体的规则几何外形是自发形成的，有些固体尽管有规则的几何外形，但由于不是

自发形成的，不属于晶体，所以晶体具有自范性，非晶体没有自范性，故A正确:B.晶体研碎

后并没有改变品体的结构排列，仍为品休，故B错误;C.将玻璃加工成规则的固体，玻璃仍然

不是晶体，属于玻璃态物质，故C错误;D.有些固体尽管有规则的儿何外形，但由于不是自发

形成的，所以不属于晶体，故D错误;故选:A。

7.答案：D

解析：NH’Cl是由氯离子和钱根离子通过离子键形成的NH4cl是氯化镀的化学式，不是分子

式，A错误；Fe?+的简化电子排布式为[Ar]3d6,B错误：氯化钠晶体中重复的结构单元（即

6-2x2

原子的价层电子对数为2+---=3,其VSEPR模型为平面三角形，D正确。

8.答案：A

解析：晶胞内部的粒子属于该晶胞，处于晶胞顶角、棱和面上的粒子则被其他晶胞所共用,

B错误；大多数晶体是由平行六面体无隙并置而成的，有些晶体的晶胞是三棱柱、六棱柱

等，C错误；不同晶体的晶胞大小和形状可能不同，D错误。

9.答案：C

解析：由x轴、z轴方向的投影图可知该晶体的晶胞结构为K位于上下面心、

四个竖棱的棱心以及四个面的面上（每个面上有2个），故K的个数为

2x：+4x1+4x2xg=6,“TaOE”位于8个顶角和体心，个数为8x：+l=2则该晶体的化

2428

学式是（TaOzF」，A项正确；结合反应物和生成物，由元素守恒可写出制备该晶体的化学方

程式为Ta2O$+6KHF2T2KjTaO2H+4HFT+H2O,B项正确；由M、N、P的位置可知，P

点的原子分数坐标为项错误；以下底面面心的K+为研究对象，与其距离相等且最

近的K-有8个，D项正确。

10.答案:D

解析：根据“均摊法''可知，题图a晶胞中含有的Au原子的数目为8x1=1,Cu原子的数目为

O

6x1=3,则题图a中晶胞的化学式为C%Au,根据丁匚=:，可得产().25,A错误；题图b

2l-.v3

晶胞中含有的Au原子的数目为8x：+2x：=2,Cu原子的数目为4x4=2,原子个数之比为

Au：Cu=l：1,则题图b晶胞的化学式为CuAu,B错误；题图a中与Cu距离最近且相等的

Au的数目为4,题图b中与Cu距离最近且相等的Au的数目为8,C错误；题图b晶体的密

...2M(CuAu)5.22x10”_…

度=—，8廿3,D正确。

NNNA〃

11.答案：B

解析：由立方单元A可知，一个A中含2个Li+，一个晶胞含4个A,所以每个晶胞含8个

Li、A项正确；由立方单元B及均摊法可知，B中Mn原子个数为l+6x；=1,。原子个数

为8x：+6x4=4,则Mn、O原子个数比为。：4=5:8,B项错误；根据充电过程总反应知，

822

放电时，正极LiiMn/),发生还原反应，电极反应式为

+

Li!_vMn2O4+xLi+xe~---^LiMn2O4,C项正确;若x=0.6,则Li—Mn2。4为LiosMt^C^，设

Mn(III)与Mn(IV)的数目分别为工、y,则x+y=2,0.4+3x+4y=8,解得x=0.4,

>=1.6,所以Mn(III)与Mn(IV)的数目比为04:1.6=1:4,项正确。

12.答案：C

解析：图乙中，a、b点的原子分数坐标分别为(0,0,0)和(1,1,0),c点原子位于左侧

(11、

面的面心上，其原子分数坐标为。,不3,A正确；

掺杂Mn之后，一个晶胞中含有的Mn原子个数：lx)+lx4二|,Ga的原子个数：

o2X

11?7

7X-+5X-=-1,As原子的个数为4,故晶体乙中Mn、Ga、As的原子个数比为5：27：

O2O

32,B正确;

基态Ga原子的价电子排布式为4s?4p,未成对电子数为1,C错误；

Ga和As之间的最短距离为体对角线的!，即且anm,D正确。

44

13.答案：D

解析：铁和氨气在640℃时可发生置换反应，产物之一为FexNy,根据元素守恒，另一种产

物为氢气，A正确；a位置Fe周围距离最近的铁原子是其所在面上的b位置Fe原子，共

］乂8=12个,B正确：测定晶体结构最常用的方法是X・射线衍射法.C正确：由图乙可知Cu

替弋a位置Fe型产物的能量更低、更稳定，则晶胞中Qi原子个数为8x：=l,Fe原子个数为

O

6x1=3,N原子个数为1,可知更稳定的Cu替代型产物的化学式为FesCuN,D错误。

14.答案：C

解圻：根据均摊法可知该晶胞中，As原子位于体内，共4个，Ga原子位于顶点和面心，共

8XJ+6X：=4个，两原子个数之比为1:1,晶体的化学式为GaAs,每个As原子周围连4个

Ga原子，同理每个Ga原子周围也连4个As原子，即Ga原子占据As原子形成的四面体空

隙，A正确；两个As原子间最短距离为面对角线长的一半，为也而m,B正确；1个GaAs

4x145

晶胞中含有4个GaAs单元，该晶体的密度为^可"。'。8十力〃，C错误；c点在距原点较

门33、

近的后上方，原子的坐标分数为,D正确。

【444；

15.答案：(1)D

(2)FeS+Zn2+==ZnS+Fe2+,K=:二(「(FeS)、6.3x10：〉1二反应进行完全，

c(Zn2+)K、p(ZnS)1.6xl0-24-也u兀土,

故能够使用FeS除去废液中ZM+

(3)pH过低时，FeS会与氢离子反应生成硫化氢逸出，无法生成ZnS,pH过高，Zn(OH)2

会与OH-反应生成可溶性物质，导致无法除去锌元素；

1.6x10中

=8.0x1018mol/L,

”帘—2.0x10-7

8.0x10lsmol/Lx65g/molxl03=5.2x10l?mg/L<1.Omg/L,故可以直接排放

(4)