1、第一节第一节 物质的聚集状态与晶体的常识物质的聚集状态与晶体的常识 题组一 晶体和非晶体 1下列可用于判断某物质为晶体的方法是( ) A质谱法 B红外光谱法 C核磁共振法 DX 射线衍射法 答案 D 解析 质谱法用于测定有机物的相对分子质量，不能判断某物质为晶体，故 A 错误；红外光 谱仪能测定出有机物的官能团和化学键，不能判断某物质为晶体，故 B 错误；核磁共振氢谱 用于测定有机物分子中氢原子的种类和数目，不能判断某物质为晶体，故 C 错误；晶体与非 晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否呈周期性有序排列，X 射线衍射可以看 到微观结构，可以鉴别晶体与非晶体，故 D 正确。 2下列物
2、质属于非晶体的是( ) 松香；冰；石英；沥青；铜；纯碱 A B C D 答案 B 解析 松香在温度升高后会变软，沥青铺成的路面在高温的夏天会变软，因此二者均无固定 的熔点，所以它们属于非晶体。 3下列关于晶体性质的叙述中，不正确的是( ) A晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形 B晶体的各向异性和对称性是矛盾的 C晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果 D晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 答案 B 解析 晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，晶体的对称性是微观粒 子按一定规律呈周期性重复排列，两者没有矛盾
3、，故 B 错误；构成晶体的粒子在微观空间里 呈现周期性的有序排列，则晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结 果，故 C 正确；由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，具有特定 的方向性，故 D 正确。 4关于晶体和非晶体的说法，正确的是( ) A晶体在三维空间里呈周期性有序排列，因此在各个不同的方向上具有相同的物理性质 B晶体在熔化过程中需要不断的吸热，温度不断地升高 C普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同 D晶体和非晶体之间不可以相互转化 答案 C 解析 晶体在三维空间里呈周期性有序排列，其许多物理性质常常会表现出各向异性，A 不 正确
4、； 晶体的熔点是固定的， 所以在熔化过程中温度不会变化， B 不正确； 玻璃不属于晶体， 不具有物理性质各向异性的特点，C 正确；在一定条件下晶体和非晶体是可以相互转化的， D 不正确。 5.如图为一块密度、厚度均匀的矩形样品，长为宽的两倍，若用多用电表沿两对称轴测其电 阻均为 R，则这块样品一定是( ) A金属 B半导体 C非晶体 D晶体 答案 D 解析 由于 AB2CD，而 AB、CD 间的电阻却相等，说明样品横向(AB)与纵向(CD)的导电性 不同，具有各向异性，而晶体的特征之一是各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为 晶体。 题组二 晶胞的理解及应用 6有关晶胞的叙述正确的是( )
5、 晶胞是晶体结构中的基本结构单元 根据晶体的不同，晶胞可以是多种形状的几何体 习惯采用的晶胞是平行六面体 晶胞都是正八面体 A B C D 答案 A 7 已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单元密置堆积而成， 下列关于该化合物的叙 述错误的是( ) A1 mol 该化合物中含有 1 mol Y B1 mol 该化合物中含有 3 mol Cu C1 mol 该化合物中含有 2 mol Ba D该化合物的化学式是 YBa2Cu3O6 答案 D 解析 由图可知，白球代表的 Y 原子位于长方体的八个顶点上，大黑球代表的 Ba 原子位于 长方体的四条棱上，灰球代表的 Cu 原子位于长方体的内部，小黑
6、球代表的 O 原子有的位于 长方体的内部、有的位于长方体的面上，运用均摊法可计算出 Y 原子个数为 81 81，Ba 原 子个数为 81 42，Cu 原子个数为 3，O 原子个数为 10 1 227，故该化合物的化学式为 YBa2Cu3O7。综上可知，D 项错误。 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，因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( ) AMg2CNi3 BMgCNi3 CMgCNi2 DMgC2Ni 答案 B 解析 利用均摊法确定晶胞的化学式，位于顶角上的一个原子被 8 个晶胞占有，位于面心上 的原子
7、被 2 个晶胞占有，位于体心上的一个原子被一个晶胞占有，据此计算晶胞的化学式。 根据晶胞结构可知，碳原子位于该晶胞的体心上，所以该晶胞中含有一个碳原子，镁原子位 于顶角处，因此镁原子个数为 81 81，所以该晶胞含有 1 个镁原子，镍原子位于面心处， 因此镍原子个数61 23，所以该晶胞中含有 3 个镍原子，故该晶体的化学式为 MgCNi3， 答案选 B。 9钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶 胞结构示意图如图所示，它的化学式是( ) ABaTi8O12 BBaTi4O5 CBaTi2O4 DBaTiO3 答案 D 解析 观察钛酸钡晶胞结构示意图可知
8、，Ba 在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti 处于立方 体的 8 个顶点，每个 Ti 原子有1 8属于该晶胞；O 处于立方体的 12 条棱的中点，每个 O 原子 有1 4属于该晶胞。即晶体中 N(Ba)N(Ti)N(O)1(8 1 8)(12 1 4)113。 10有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子， 棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为( ) ATi14C13 BTiC CTi4C4 DTi4C3 答案 A 解析 由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由 14 个钛原子和 13 个碳原子构成。 11请仔细观察下列几
9、种物质的结构示意图，判断下列说法正确的是( ) A.硼镁超导物质的晶体结构单元如图所示，则这种超导材料的化学式为 Mg3B2 B.锂的某种氧化物的晶胞如图所示，则该氧化物的化学式为 Li2O C.某晶体的一部分如图所示，则这种晶体中 A、B、C 三种粒子数目之比 是 394 D.Mn 和 Bi 形成的某种晶体的结构示意图如图所示(白球均在六棱柱内)， 则该晶体物质的化学式为 Mn2Bi 答案 B 解析 该晶胞中 Mg 原子个数为 121 62 1 23，B 原子个数为 6，Mg、B 原子个数之比为 3612，所以其化学式为 MgB2，故 A 错误；该晶胞中 Li 原子个数为 8，O 原子个数为
10、 81 86 1 24，则 Li、O 原子个数之比为 8421，所以其化学式为 Li2O，故 B 正确； 该晶胞中 B 粒子个数为 61 43 1 62， A 粒子个数为 6 1 12 1 2， C 粒子个数为 1， 则 A、 B、 C粒子个数之比为1 221142， 故C错误； Mn原子个数为12 1 62 1 216 1 36， Bi 原子个数为 6，所以 Mn、Bi 原子个数之比为 6611，所以其化学式为 MnBi，故 D 错误。 12(1)在下列物质中，_(填序号，下同)是晶体，_是非晶体。 塑料 明矾 松香 玻璃 CuSO4 5H2O 冰糖 石蜡 单晶硅 铝块 橡胶 (2)晶体和非
11、晶体在外形上有差别，晶体都具有_，而非晶体_；另外非晶体具有 (物理性质)_的特点，而晶体具有(物理性质)_的特点。 (3)判断物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是_(填序号)。 从外形上来判断 从各向异性或各向同性上来判断 从导电性能来判断 从有无固定熔点来判断 (4)晶体中的微粒与晶胞的关系 凡处于立方体顶角的微粒，同时为_个晶胞共有； 凡处于立方体棱上的微粒，同时为_个晶胞共有； 凡处于立方体面上的微粒，同时为_个晶胞共有； 凡处于立方体体心的微粒，同时为_个晶胞共有。 答案 (1) (2)规则的几何外形 没有规则的几何外形 各向同 性 各向异性 (3) (4)8 4 2 1 解析 明
12、矾是 KAl(SO4)2 12H2O，它和 CuSO4 5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体；塑料、 松香、玻璃、石蜡、橡胶都是非晶体。晶体的重要特征就是各向异性和有固定的熔点等。 13某离子晶体的晶胞结构如图所示，X 位于立方体的顶角，Y 位于立方体的中心。 (1)晶体中每个 Y 同时吸引着_个 X，每个 X 同时吸引着_个 Y，该晶体的化 学式为_。 (2)晶体中在每个 X 周围与它最接近且距离相等的 X 共有_个。 (3)晶体中距离最近的两个 X 与一个 Y 形成的夹角XYX 为_(填角的度数)。 答案 (1)4 8 Y2X(或 XY2) (2)12 (3)109 28 解析 晶胞中的粒
13、子分为 4 种： 体心上的粒子完全属于该晶胞； 面心上的粒子1 2属于该晶 胞；棱上的粒子1 4属于该晶胞；顶角上的粒子 1 8属于该晶胞。本题粒子 Y 位于体心，粒子 X 位于顶角，所以该晶体的化学式为 Y2X 或 XY2。观察下图，4 个 X 和 1 个 Y 构成了一个正 四面体，故XYX109 28。 14元素 X 的某价态离子 Xn 中所有电子正好充满 K、L、M 三个能层，它与 N3形成的晶 体结构如图所示。 (1)该晶体的阳离子与阴离子个数之比为_。 (2)该晶体中离子 Xn 的 n_。 (3)X 元素的原子序数是_。 (4)晶体中每个 N3 被_个等距离的 Xn包围。 答案 (1)31 (2)1 (3)29 (4)6 解析 (1)Xn 位于晶胞的棱上， 其数目为 121 43； N 3位于晶胞的顶角， 其数目为 81 81， 故二者个数之比为 31。(2)由晶体的化学式 X3N 知，X 所带电荷数为 1。(3)因为 K、L、M 三个能层充满，故 Xn 有 2、8、18 结构，所以 X 的原子序数是 29。(4)N3位于晶胞顶角， 故其被 6 个 Xn 从上、下、左、右、前、后包围。
