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- 2024-01-15 发布
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课时作业7 晶体的常识
1．下列物质中属于晶体的是( )
A．玻璃 B．水晶
C．水泥 D．橡胶
解析：晶体是具有自发形成的规则几何外形的固体，玻璃、水泥、橡胶尽管可以塑造成为规则的几何外形，但不是自发的，所以它们不是晶体。
答案：B
2．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是( )
A．具有规则几何外形的固体均为晶体
B．晶体具有自范性，非晶体没有自范性
C．晶体研碎后即变为非晶体
D．将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
解析：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，所以不属于晶体，因此，A、D选项错误。晶体是由晶胞通过无隙并置形成的，组成晶体的粒子在三维空间呈现周期性的有序排列，因此，晶体研碎成小的颗粒仍然是晶体，所以C项是错误的。自范性是晶体与非晶体的本质区别，所以B选项正确。
答案：B
3．水的状态除了气态、液态和固态外，还有玻璃态。它是由气态水急速冷却到165 K时形成的，玻璃态水无固定形态，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。下列有关玻璃态水的说法中正确的是( )
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态
D．玻璃态水属于晶体
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解析：题干中已经非常明确地说明“玻璃态水无固定形态，不存在晶体结构”，故不会是晶体，故D项不对。玻璃态水的密度与普通液态水的密度相同，根据ρ＝m/V，可知水由液态变为玻璃态体积不会发生变化，所以A、B选项不符合题意。
答案：C
4．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是( )
A．测定熔沸点
B．观察外形
C．对固体进行X射线衍射
D．通过比较硬度确定
解析：从外形和某些物理性质可以初步鉴别晶体和非晶体，但并不一定可靠，区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验，所以只有C选项正确。
答案：C
5．下列途径不能得到晶体的是( )
A．熔融态物质快速冷却
B．熔融态物质凝固
C．气态物质凝华
D．溶质从溶液中析出
解析：得到晶体的三个途径是：①溶质从溶液中析出，②气态物质凝华，③熔融态物质凝固。所以B、C、D选项中的措施可以得到晶体。晶体表现自范性是需要一定条件的，即晶体生成的速率要适当，因此熔融态物质快速冷却时不能得到晶体，所以选A项。
答案：A
6．纳米材料的表面粒子数占粒子总数的比例很大，这是它有许多特殊性质的原因。假设某硼镁化合物的结构如下图所示(六个硼原子位于棱柱内)，则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分比为( )
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A．22% B．70%
C．66.7% D．33.3%
解析：这是一个纳米颗粒，其中的粒子不会与其他颗粒共用，因此所有的镁原子和硼原子都完全属于这个颗粒。该纳米颗粒表面共有镁原子14个、内部有硼原子6个，原子总数为20，所以镁原子占原子总数的百分比为×100%＝70%，故B选项正确。
答案：B
7．根据晶体中的晶胞结构，判断下列晶体的化学式中不正确的是( )
解析：确定晶体的化学式，其实就是确定晶胞中各粒子的个数比。在立方晶胞中，只有处于晶胞内部的粒子才完全属于该晶胞，处于面上的粒子有1/2属于该晶胞，处于棱上的粒子有1/4属于该晶胞，处于各顶点上的粒子只有1/8属于该晶胞。据此可以算出上述晶体的化学式分别是AB、C2D、EF、XY3Z，所以A选项错误。
答案：A
8．(双选)下列有关晶胞的叙述，正确的是( )
A．晶胞是晶体的最小的结构重复单元
B．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同
C．晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞
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D．已知晶胞的组成就可推知晶体的组成
解析：由晶胞的定义可知A选项正确；相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同，不同晶体的晶胞大小和形状不一定相同，B选项错误；晶体中的粒子被若干个晶胞所共有时不专属于某个晶胞，C选项错误；知道晶胞的组成，利用“均摊法”，即可推知晶体的组成，D选项正确。
答案：AD
9．许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可视作由若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单元在结构化学中被称作晶胞。已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为 ( )
A．Ca4TiO3 B．Ca4TiO6
C．CaTiO3 D．Ca8TiO12
解析：根据“均摊法”可知该晶胞中含Ca的数目为1；含Ti的数目为8×＝1；含O的数目为12×＝3，所以该化合物的化学式可表示为CaTiO3。
答案：C
10．如下图所示，在石墨晶体中，每一层由无数个正六边形构成，则平均每一个正六边形所占有的碳原子数为( )
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A．6 B．4
C．3 D．2
解析：每个顶点的C原子为三个正六边形共有，则每个正六边形占有，则每个正六边形占有碳原子为：×6＝2个。
答案：D
11．有一种多聚硼酸盐为无限网状结构，下图为其结构单元示意图。其结构的基本单元可表示为(B5On)m－，则m、n的值分别为( )
A．2、4 B．3、6
C．2、5 D．3、9
解析：O原子数n＝6＋6×＝9，所以由化合价可得(＋3)×5＋(－2)×9＝－3，m＝3，所以n＝9，m＝3。
答案：D
12．氧是地壳中含量最多的元素。
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(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。
(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为____________________________。
的沸点比高，原因是_______。
(3)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用
______________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为______________
解析：本题考查物质结构与性质，意在考查考生对原子核外电子排布、化学键、晶体等知识的理解和应用能力。
(1)氧原子基态原子的核外电子排布式为1s22s22p4，2p轨道上有2个电子未成对。
(2)氢键属于分子间作用力，比化学键弱，但比范德华力强。
(3)H3O＋中O原子为sp3杂化。
答案：(1)2
(2)O—H键、氢键、范德华力形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大
(3)sp3 H2O中O原子有2对孤电子对，H3O＋中O原子只有1对孤电子对，排斥力较小
13．二氧化硅是立体网状结构，其晶体模型如下图所示，请认真观察该晶体模型后完成以下问题：
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(1)二氧化硅晶体中最小环为________元环。
(2)每个硅原子为________个最小环共有。
(3)每个最小环平均拥有________个硅原子，________个氧原子。
答案：(1)12 (2)12 (3)1/2 1
14．现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞：(如下图所示，甲中x处于晶胞的中心，乙中a处于晶胞的中心)，可推知：甲晶胞中x与y的个数比是________，乙晶胞中a与b的个数比是________，丙晶胞中有__________个c粒子，有________个d粒子。
解析：根据平摊规律：甲中体心中x为1，顶点y为×6，所以x∶y＝1∶＝4∶3。
同理可计算出乙、丙中粒子个数之比。
答案：4∶3 1∶1 4 4
15．如下图所示，在CsCl晶体中，每个Cs＋周围与之最接近且距离相等的Cs＋有________个。
解析：由题图可知Cs＋在8个Cl－所构成的小正方体的中心，这个小正方体有六个面，则中心的Cs＋对于每个面有一个Cs＋与之相邻，故离这个Cs＋最近且距离相等的Cs＋
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共有6个。
答案：6
16．已知药剂乌洛托品是一种有机生物碱，其分子构型如下图所示，该共价化合物含C、H、N三种元素，每个分子内有4个N原子，且4个N原子排列成内空的正四面体(如白磷分子)，每两个N原子间都镶嵌着一个C原子，又知其分子内没有C—C键和CC键，则：
(1)该化合物的分子式________。
(2)该化合物分子中共有________个六元环。
解析：由题图及所给信息可知：三线的交点应为N，两线的交点应为C，然后由氢原子饱和，即得分子式：C6H12N4。
答案：(1)C6H12N4 (2)4
探究创新
1. (双选)一些分子很长的有机物晶体，分子在晶体中排列如图A所示。当温度升高时因热运动而失去周期性排列状态，如图B和C所示。这时晶体已融成液体，但仍具有各向异性。当温度继续升高，分子热运动更加剧烈，最终成为各向同性的液体，如图D所示。请指出图中属于液晶的是( )
解析：液晶是具有各向异性的液体。既然具有各向异性(这是晶体的性质)，就应该具有晶体的结构，然而这又是液体，因此推测其粒子排列没有晶体那样紧密却依然有序，应如图B、C所示。
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答案：BC
2. 如图所示的晶体结构是一种具有优良压电、铁电、电光等功能的晶体材料的晶胞。
(1)晶体内与每个“Ti”紧邻的O原子数为________个。
(2)晶体内与每个“Ba”紧邻的O原子数为________个。
(3)晶体的化学式为________。
A．BaTi8O12 B．BaTi4O8
C．BaTiO3 D．BaTi2O3
解析：晶体内与每个“Ti”紧邻的O原子有上下、左右、前后共6个；晶体内与每个“Ba”紧邻的O原子在以“Ba”为原点的三个互相垂直的平面上，每个平面上有4个，共12个。位于晶胞顶点的粒子，实际提供给晶胞的只有1/8；位于晶胞棱上的粒子，实际提供给晶胞的只有1/4；位于晶胞面心的粒子，实际提供给晶胞的只有1/2；位于晶胞中心的粒子，实际提供给晶胞的为其全部。故该晶胞中实际有1个“Ba”、1个“Ti”、3个“O”。
答案：(1)6 (2)12 (3)C
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