3-1-物质的聚集状态与晶体的常识(素养提优B练)(解析版).docx

B练——素养提优
第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
（建议时间：35分钟）
1．下列关于液晶的说法正确的是
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．混合型晶体是有多种类型晶体互相混合而成的晶体
C．超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，不含离子和独立原子
D．大多数离子液体含有体积很大的阴阳离子，呈液态，难挥发
【答案】D
【解析】
A．液晶是某些特殊的化合物，不是混合物，故A错误；
B．有一些晶体，晶体内可能同时存在着若干种不同的作用力，具有若干种晶体的结构和性质，这类晶体称为混合型晶体，混合型晶体不是混合物，故B错误；
C．超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，并保持一定的完整性使其具有明确的微观结构和宏观特性，可含离子和独立原子，故C错误；
D．大多数离子液体含有体积很大的阴阳离子，呈液态，难挥发，因此离子液体可用作溶剂，故D正确；
故选D。
2．下列说法不正确的是
A．晶体具有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点
B．晶体与非晶体具有相同的性质
C．部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的
D．等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景
【答案】B
【解析】
A．晶体有固定的熔点，自范性、各向异性，非晶体无固定的熔点，故A正确；
B．晶体与非晶体内部结构不同，故表现的性质不同，故B错误；
C．部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的，需要的驱动电压很低，故C正确；
D．等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景，等离子体技术在新能源行业、聚合物薄膜、材料防腐蚀等方面前景可观，故D正确；
故选B。
3．下列叙述中不正确的是
A．区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射测定
B．晶胞是晶体结构中最小的重复单元
C．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
D．晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列
【答案】C
【解析】
A．晶体的构成微粒排列有序，非晶体的构成微粒排列无序，因此区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射测定，A正确；
B．晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学结构特征的平行六面体最小单元，因此晶胞是晶体结构中最小的重复单元，B正确；
C．圆形容器中结出的冰是圆形，这不是自发形成的，而是受容器限制形成的，C错误；
D．晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列，而非晶体中的粒子排列是无规则的，D正确；
故合理选项是C。
4．下列关于晶体的说法正确的是
A．固体都是晶体 B．不同的晶体可能有不同的几何外形
C．有规则几何外形的固体就是晶体 D．研碎后的晶体即变为非晶体
【答案】B
【解析】
A．固体不一定都是晶体，如玻璃是非晶体(玻璃体)，A项错误；
B．不同的晶体可能有不同的几何外形，B项正确；
C．有规则几何外形的固体可能是人为加工而成的非晶体，C项错误；
D．研碎后的晶体内部微粒的排列并未改变，仍为晶体，D项错误；
答案选B。
5．下列关于晶体的说法正确的是
A．将饱和硫酸铜溶液降温，析出的固体不是晶体
B．当单一波长的X射线通过晶体时，可以看到分立的斑点或明锐的衍射峰
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
【答案】B
【解析】
A．将饱和溶液降温可析出胆矾，胆矾属于晶体，A项错误；
B．当单一波长的X射线通过晶体时，可产生衍射，从而在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰，B项正确；
C．石蜡和玻璃都是非晶体，都没有固定的熔点，C项错误；
D．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，D项错误；
答案选B。
6．下列说法不正确的是
A．晶体的X射线衍射实验可以测定分子的键长、键角、键能
B．红外吸收光谱仪可以测得未知物中的化学键或官能团
C．晶体的X射线衍射实验可以测定晶胞中微粒的相对位置
D．晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶
【答案】A
【解析】
A．晶体的X射线衍射实验可以测定键长和键角，不能测定分子键能，故A说法错误；
B．红外吸收光谱仪可以测得未知物中含有哪种化学键或官能团的信息，故B说法正确；
C．通过晶体的X射线衍射实验获得衍射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，故C说法正确；
D．晶体的X射线衍射实验是区分晶体和非晶体最科学的方法，玻璃属于非晶体，水晶属于晶体，晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶，故D说法正确；
答案为A。
7．下列现象表现为晶体的自范性的是(　　)
A．NaCl溶于水
B．KMnO4受热分解
C．不规则的晶体能生长成规则的
D．碘升华
【解析】自范性是晶体性质特征，自范性是指晶体能自发地呈现规则的多面体外形，故选C。
【答案】C
8．下列说法不正确的是
A．晶体的X射线衍射实验可以测定分子的键长、键角、键能
B．红外吸收光谱仪可以测得未知物中的化学键或官能团
C．晶体的X射线衍射实验可以测定晶胞中微粒的相对位置
D．晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶
【答案】A
【解析】
A．晶体的X射线衍射实验可以测定键长和键角，不能测定分子键能，故A说法错误；
B．红外吸收光谱仪可以测得未知物中含有哪种化学键或官能团的信息，故B说法正确；
C．通过晶体的X射线衍射实验获得衍射图后，经过计算可以从衍射图形获得晶体结构的有关信息，包括晶胞形状和大小、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等，故C说法正确；
D．晶体的X射线衍射实验是区分晶体和非晶体最科学的方法，玻璃属于非晶体，水晶属于晶体，晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶，故D说法正确；
答案为A。
9．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是

A．1：4：2 B．2：9：4 C．3：8：4 D．3：9：4
【答案】A
【解析】
根据均摊法，一个晶胞中粒子A的个数为6´=0.5，粒子B的个数为=2，粒子C的个数为1，所以A、B、C三种粒子数之比为0.5:2:1=1:4:2，故A正确。
故选A。
10．铜是生活中比较常见的一种金属，而纳米铜能在空气中自燃，这是因为纳米铜的表面粒子数占总粒子数的比例较大。假设某纳米颗粒的大小和形状如图所示，则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数之比是

A．7：11 B．1：2 C．7：8 D．26：27
【答案】A
【解析】
由该纳米颗粒的大小和形状结构图可知，表面粒子数为8个(顶点)6个(面心)14，而粒子总数为，所以表面粒子数与总粒子数之比为，A正确。
答案选A。
11．现有四种晶体，其微粒排列方式如图所示，其中化学式正确的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】
A． A位于体心，数目为1，B位于顶点，数目为，微粒数目比为，即化学式为AB，A错误；
B． E和F分别位于晶胞的顶点位置，各为，即晶胞中两种微粒数目相等，化学式为EF，B错误；
C． X位于体心，数目为1，Y位于面心，数目为，Z位于顶点，数目为，微粒数目比为，化学式为，C正确；
D． A位于顶点和面心，数目为，B位于棱心和体心，数目为，微粒数目比为，化学式为AB，D错误；
故选C。
12．下列几种物质的结构示意图和化学式，正确的是
A
B
C
D

Mg3B2
Li2O
A3B9C4
Mn2Bi
【答案】B
【解析】
A．该晶胞中Mg原子个数，B原子个数=6，Mg、B原子个数之比=3：6=1：2，所以其化学式为MgB2，故A错误；
B．该晶胞中Li+个数=8、O2-个数，则Li+、O2-个数之比=8：4=2：1，所以其化学式为Li2O，故B正确；
C．该晶胞中B粒子个数、A粒子个数、C粒子个数=1，则A、B、C粒子个数之比：2：1=1：4：2，故C错误；
D．Mn原子个数、Bi原子个数为6，所以Mn、Bi原子个数之比为6：6=1：1，所以其化学式为MnBi，故D错误；
故选B。
13．如图所示为几种物质的晶胞结构示意图，下列说法正确的是(　　)

A．X的化学式为Mg3B2
B．Y的化学式为Li2O
C．Z中A、B、C的个数比是3∶9∶4
D．W的化学式为Mn2Bi
【答案】B　
【解析】X晶胞中Mg的个数＝12×＋2×＝3，B的个数为6，Mg、B个数之比＝3∶6＝1∶2，其化学式为MgB2，A项错误；Y晶胞中Li的个数为8，O的个数＝8×＋6×＝4，则Li、O个数之比＝8∶4＝2∶1，其化学式为Li2O，B项正确；Z晶胞中B的个数＝6×＋3×＝2，A的个数＝6×＝，C的个数为1，则A、B、C的个数之比＝∶2∶1＝1∶4∶2，C项错误；W晶胞中，Mn的个数＝12×＋2×＋1＋6×＝6，Bi的个数为6，所以Mn、Bi个数之比为6∶6＝1∶1，其化学式为MnBi，D项错误。
14．黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物，火法冶炼黄铜矿的过程中，其中一步反应是2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑，Cu2O晶胞如图所示。下列说法错误的是

A．氧化剂为Cu2O和Cu2S，氧化产物为Cu
B．该晶胞中白球代表铜原子、黑球代表氧原子
C．每生成0.5molSO2，转移3mol的电子
D．还原产物与氧化产物的物质的量之比为6∶1
【答案】A
【解析】
A．该反应中Cu2O和Cu2S中的Cu元素化合价均降低，为氧化剂，S元素化合价升高生成SO2，为氧化产物，Cu为还原产物，A错误；
B．根据均摊法，白球的个数为4，黑球的个数为+1=2，白球：黑球=2：1，所以白球代表铜原子、黑球代表氧原子，B正确；
C．该反应中SO2为唯一氧化产物，根据S元素化合价的变化可知，每生成0.5molSO2，转移6×0.5mol=3mol的电子，C正确；
D．SO2为氧化产物，Cu为还原产物，根据方程式可知还原产物与氧化产物的物质的量之比为6∶1，D正确；
综上所述答案为A。
15．NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)

甲　冰　　　　　　乙　晶体硅

丙　干冰　　　　　丁　石墨烯
A．18 g冰(图甲)中含O—H数目为2NA
B．28 g晶体硅(图乙)中含有Si—Si数目为2NA
C．44 g干冰(图丙)中含有NA个晶胞结构单元
D．石墨烯(图丁)是碳原子单层片状新材料，12 g石墨烯中含C—C键数目为1.5NA
【答案】C
【解析】1个水分子中含有2个O—H，则18 g冰(即1 mol H2O)中含O—H数目为2NA，A正确；28 g晶体硅中含有1 mol硅原子，由题图乙可知，1个硅原子与其他硅原子形成4个共价键，每个Si—Si被2个硅原子所共用，故晶体硅中每个硅原子形成的共价键数目为×4＝2，则1 mol晶体硅中含有Si—Si数目为2NA，B正确；1个晶胞结构单元含有×8＋×6＝4个二氧化碳分子，44 g干冰(即1 mol CO2)中晶胞结构单元数小于NA，C错误；石墨烯中每个碳原子与3个碳原子形成共价键，每个C—C为2个碳原子所共用，所以每个碳原子实际拥有C—C数目为1.5个，则12 g(即1 mol)石墨烯中含C—C数目为1.5NA，D正确。
16．(1)一个晶胞见图中，Cu原子的数目为_______。

(2)一种Pt，Co金属间化合物可作为质子交换膜燃料电池的催化剂，其晶胞结构如图所示，该金属间化合物的化学式为_______。

(3)室温下，与液氨混合并加入Cu可制得一种黑绿色晶体。黑绿色晶体的晶胞如图所示，写出该晶体的化学式_______。

(4)如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图白球均在六棱柱内，则该晶体物质的化学式可表示为_______。

【答案】4
【解析】
(1)白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数8×+1=2，黑球全部位于晶胞内部，属于该晶晶胞的个数为4，化学式为Cu2O，因此白球为O原子，黑球为Cu原子，即Cu原子的数目为4，故答案为4。
(2)由图可知，Pt位于面心，该晶胞中Pt的数目为3，Co位于顶点，该晶胞中Co的数目为数目为1，所以化学式为Pt3Co，故答案为：Pt3Co。
(3)由晶胞图可知，该晶胞中含Cu原子个数为12×=3，含N原子个数为8×=1，则N、Cu原子个数之比为1：3，故该晶体化学式为Cu3N，故答案为Cu3N。
(4)由晶体的结构示意图可知：白球代表Bi原子，且均在六棱柱内，所以Bi为6个。黑球代表Mn原子，个数为12×+2×+1+6×=6(个)，二者的原子个数比为1：1，则该晶体物质的化学式可表示为MnBi，故答案为MnBi。
17.回答以下问题。
Ⅰ.元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。

(1)在1个晶胞中,X离子的数目为__________。 
(2)该化合物的化学式为__________。 
Ⅱ.(1)准晶体是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过__________方法区分晶体、准晶体和非晶体。 
(2)Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有__________个铜原子。 
Ⅲ.CH4和NO在400～500 ℃和Pt作催化剂下,能转化成无毒无害的物质,利用该反应可以控制机动车尾气排放。该反应的化学方程式为  __。 
【答案】Ⅰ.(1)4　(2)ZnS　Ⅱ.(1)X-射线衍射　(2)16
Ⅲ.CH4+4NO2N2+CO2+2H2O
【解析】Ⅰ.元素X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,则X是锌。元素Y的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,则Y是硫。(1)在1个晶胞中,Zn2+的数目为8×+6×=4。(2)1个晶胞中S2-的数目也为4,所以该化合物的化学式为ZnS。
Ⅱ.(1)区分晶体、准晶体和非晶体可用X-射线衍射的方法。(2)根据“均摊法”计算,1个晶胞中含有的氧原子为4+6×+8×=8(个),再结合化学式Cu2O知,1个晶胞中含有16个铜原子。
Ⅲ.CH4和NO转化为无毒无害的物质,故生成物应为N2、CO2和H2O