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第3章物质的聚集状态与物质性质课时训练13认识晶体基础夯实1.普通玻璃和水晶的根本区别在于() A.外形不一样B.普通玻璃的基本构成微粒无规则性地排列,水晶的基本构成微粒按一定规律做周期性重复排列C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换解析：普通玻璃为非晶体,水晶为晶体,它们的根本区别在于内部微粒是否按一定规律做周期性重复排列,B项正确。答案：B2.北京大学和中国科学院的化学工作者通过合作已成功研制出碱金属与C60制成的石墨夹层离子化合物。将石墨置于熔融的钾或气态的钾中,石墨吸收钾而形成称为钾石墨的物质,其组成可以是C8K、C12K、C24K、C36K、C48K、C60K等等。在钾石墨中,钾原子把价电子交给石墨,但在遇到与金属钾易反应的其他物质时还会收回。下列分析中正确的是()(导学号52720053)A.题干中所举出的6种钾石墨属于同素异形体B.若某种钾石墨的原子分布如图一所示,则它所表示的是C24KC.若某种钾石墨的原子分布如图二所示,则它所表示的是C12KD.另有一种灰色的钾石墨C32K,其中K的分布也类似图中的中心六边形,则最近两个K原子之间的距离为石墨键长的4倍解析：同素异形体指的是由同种元素组成的不同单质,题中所示的钾石墨属于离子化合物,因此选项A错。对于选项B,画出图一的最小重复单元:可知含有碳24个,含有钾=2个,因此该钾石墨的化学式为C12K。同理可知图二所表示的钾石墨是C8K。因此无需计算可知选项D正确。答案：D3.下列叙述正确的是()A.固体SiO2一定是晶体B.晶体有固定的组成,非晶体没有固定的组成C.晶体内部的微粒按一定规律做周期性重复排列D.凡具有规则外形的固体一定是晶体解析：从晶体与非晶体的本质差异上来判断。固体SiO2有结晶和无定形两类,故A项错误;非晶体如玻璃同样有固定的组成,故B项错误;晶体的特殊性质都是其内部微粒按一定规律周期性排列的结果,故C项正确;晶体有规则的几何外形,但有规则几何外形的固体不一定是晶体,故D项错误。答案：C4.云母属晶体,是单斜晶系一族层状结构的硅酸盐矿物的总称。用烧热了的针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面时,熔化了的石蜡呈现椭圆形,这是因为()A.云母是热的不良导体,传热不均匀B.石蜡是热的不良导体,传热不均匀C.石蜡具有各向异性,不同的方向导热性不同D.云母具有各向异性,不同的方向导热性不同解析：云母属晶体,晶体具有各向异性。答案：D5.某离子化合物的晶胞为如图所示的立体结构,晶胞是整个晶体中最基本的重复单元。阳离子位于此晶胞的中心,阴离子位于8个顶点,该离子化合物中,阴、阳离子个数比是()A.18B.14C.12D.11解析：阳离子为该晶胞独立拥有,而每个阴离子则为8个晶胞共用,所以晶胞拥有阴离子个数为8=1,故D项正确。答案：D6.据报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是该化合物的晶胞结构;镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有1个镁原子,6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为()(导学号52720054)A.MgBB.MgB2C.Mg2BD.Mg3B2解析：棱柱顶点上的每个镁原子被六个相同的棱柱所共用,棱柱底面上的每个镁原子均被两个相邻的六棱柱所共用,故每个六棱柱平均拥有镁原子数为62+12=3,而硼原子位于棱柱内,故平均每个六棱柱拥有硼原子数为6,则该化合物的化学式为MgB2。答案：B7.纳米材料的表面微粒数占总微粒数的比例极大,这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如图所示),则这种纳米颗粒的表面微粒数与总微粒数的比值为()A.78B.1314C.2525D.2627解析：表面微粒数=26。总微粒数=表面微粒数+中心微粒数=26+1=27。答案：D8.钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料,被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题:(1)钛有Ti和Ti两种原子,它们互称为。Ti元素基态原子的电子排布式为。(2)偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示,它的化学式是。解析：根据偏钛酸钡晶体的晶胞结构,求得Ba、Ti、O原子数之比=1(8)(12)=113,故它的化学式是BaTiO3。答案：(1)同位素1s22s22p63s23p63d24s2(或Ar3d24s2 )(2)BaTiO3能力提升9.某离子晶体晶胞结构如图,()X位于立方体的顶点,()Y位于立方体的体心,试分析:(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2个X与1个Y形成的夹角XYX=(填角的度数)。(4)若该立方体的棱长为a cm,晶体密度为 gcm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,则该离子化合物的摩尔质量为。解析：(1)由晶胞可直接看出每个Y周围吸引着4个X,每个X被8个晶胞共用,则X周围有8个等距离的Y,晶胞内X与Y的数目比为(4)1=12,故化学式为XY2(或Y2X)。(2)以某个X为中心,补足8个共用X的晶胞,可发现与中心X等距离且最近的X共有12个。(3)四个X围成一个正四面体,Y位于中心,类似甲烷的分子结构,故XYX=109.5。(4)每摩尔晶胞相当于0.5 mol XY2(或Y2X),故摩尔质量可表示为M= gmol-1。答案：(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)109.5(4)2a3NA gmol-110.原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,Y原子处于基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,Z原子处于基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。(导学号52720055)回答下列问题:(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为,1 mol Y2X2含有键的数目为。(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是。(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是。(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWCl3,反应的化学方程式为。解析：基态原子最外层电子数是其内层电子总数2倍的元素是C,故可由X是形成化合物种类最多的元素推知X是H,2p原子轨道上有3个未成对电子的元素是N,原子序数为29的元素是Cu。(1)C2H2是直线形分子,C原子杂化方式为sp1杂化,C2H2分子中有一个碳碳叁键,因此1 mol C2H2分子中有3 mol 键,即36.021023个键。(2)由于NH3分子间存在氢键,使其沸点较高。(3)CO2和N2O都是22个电子,二者互为等电子体。(4)晶胞中Cu的个数为8+6=4,而Cl全在晶胞中,因此该晶体的化学式为CuCl。答案：(1)sp1杂化36.021023(2)NH3分子间存在氢键(3)N2O(4)CuClCuCl+2HClH2CuCl3(或CuCl+2HClH2CuCl3)11.-羧乙基锗倍半氧化物(即Ge-132)是与人体健康有关的最重要的有机锗化合物。其片层结构如图所示,每个结构相同的基团都是由六个锗原子和六个氧原子构成的十二元环。每个锗原子同时与三个氧原子相连接,形成可以任意延伸的片层,每个锗原子还连接一个-羧乙基(CH2CH2COOH),各片层间存在相互作用,连接成三维网状结构。每个“/”连接一个CH2CH2COOH(1)每个正六边形平均拥有个锗原子。(2)试写出Ge-132的化学式。解析：正六边形上锗原子是三个正六边形共用,氧原子是两个正六边形共用,所以每个锗原子有、每个氧原子有属于一个正六边形所有。所以每个正六边形拥有锗原子数为6=2个,氧原子数为6=3个。同理可求,每个正六边形拥有羧乙基数目为6=2个,则Ge-132的化学式为(CH2CH2COOH)2Ge2O3或(GeCH2CH2COOH)2O3或Ge2C6H10O7。答案：(1)2(2)(CH2CH2COOH)2Ge2O3或(GeCH2CH2COOH)2O3或Ge2C6H10O712.(1)(2016全国甲,37节选)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为。若合金的密度为d gcm-3,晶胞参数a=nm。(2)(2016全国乙,37节选)晶胞有两个基本要素:原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。右图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(,0,);C为(,0)。则D原子的坐标参数为。晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,其密度为 gcm-3(列出计算式即可)。(3)(2016四川理综,8节选)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题:M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如下图所示,则图中黑球代表的离子是(填离子符号)。解析：(1)1个晶胞中含Cu原子:6个,含Ni原子:8个,故晶胞中Cu与Ni的原子个数比为31。Cu3Ni的摩尔质量为251 gmol-1,据m=V得:a3d gcm-3NA=251 gmol-1,求得a=107 nm。(2)根据图中各个原子的相对位置,D在各个方向的处,所以坐标是();根据晶胞结构计算含有的锗原子数:8+6+4=8,晶胞的密度=107 gcm-3。(3)R2M为Na2O,黑球位于晶胞内部,共8个,白球位于顶点和面心,共8+6=4个,则N(黑球)N(白球)=84=21,则黑球为Na+。答案：(1)31107(2)()107(3)Na+
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