人教版高中化学选修三《创新设计》电子教案学案3-1

第三章晶体结构与性质

第一节晶体的常识

(时间：30分钟)

考查点一晶体与非晶体

1.下列叙述中正确的是()。

A.具有规则几何外形的固体一定是晶体

B.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形

C.具有各向异性的固体一定是晶体

D.晶体、非晶体均具有固定的熔点

解析晶体与非晶体的根本区别在于其内部微粒在空间是否按一定规律做周期性重复排列,B项错误；晶体所具有的规则几何外形、各向异性是其内

微粒规律性排列的外部反映。有些人工加工而成的固体也具有规则的几何外形,但具有各向异性的固体一定是晶体,A项错误,C项正确；晶体具有固

定的熔点而非晶体不具有固定的熔点,D项错误。

答案 C

2.下列说法正确的是()。

A.玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的晶体

B.水玻璃在空气中不可能变浑浊

C.水泥在空气和水中硬化

D.制光导纤维的重要原料是玻璃

解析玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合成的混合物,是玻璃体不是晶体,故A项错；水玻璃是Na2SiO3的水溶液,在空气中发生反应：Na2SiO3

＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓,故B项错；水泥的硬化是水泥的重要性质,是复杂的物理变化和化学变化过程,故C项正确；制光导纤维的重要原料是石英而不是玻璃,故D项错。

答案 C

3.关于晶体的自范性,下列叙述正确的是()。

A.破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体

B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块

C.圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性

D.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性

解析晶体的自范性指的是在适宜条件下,晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质,这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件,A

项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的,而是受容器的限制形成的；D项中玻璃是非晶体。

答案 B

4.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线,下列说法中正确的是()。

①a是晶体②a是非晶体③b是晶体④b是非晶体

A.①④

B.②④

C.①③

D.②③

解析晶体有固定的熔点,由图a来分析,中间有一段温度不变但一直在吸

收能量,这段就代表a晶体在熔化；由b曲线可知,温度一直在升高,没有一个温度是停留的,所以找不出固定的熔点,b为非晶体。

答案 A

5.下列物质中属于晶体的是()。

A.橡胶

B.玻璃块

C.水晶

D.淀粉

解析水晶是二氧化硅晶体。

答案 C

考查点二晶胞

6.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 8＝

1；含O的数目为12×1

4＝3,所以该化合物的化学式可表示为CaTiO3。

答案 C

7.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。鉴于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

()。

A.Mg2CNi3

B.MgC2Ni

C.MgCNi2

D.MgCNi3

解析由“均摊法”可知镁原子为正方体的顶角,故其个数为8×1

8＝1,镍

原子位于面心,故其个数为6×12＝3,碳原子位于中心,其个数为1,所以该 晶体的化学式为MgCNi 3。

答案 D

8.最近发现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 ( )。

A.Ti 14C 13

B.TiC C .Ti 4C 4 D.Ti 4C 3

解析 由题意知该物质是气态团簇分子,题图所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,A 项正确。此题目极易因审题不

严密,误认为是晶体而视钛与碳原子的个数比为? ????18×8＋12×6∶? ??

??14×12＋1 ＝1∶1,错选B 项或C 项。

答案 A

9.测知氯化钠晶体中相邻的Na ＋与Cl －的距离为a cm,该晶

体密度为 d g ·cm －3,则阿伏加德罗常数可表示为

( )。

A.0.5854a 3d

B.58.58a 3d

C.58.52a 3d

D.117a 3d

解析 一个NaCl 的晶胞中所包含的Na ＋与Cl －数目并

不是1个而是4个,即1个NaCl 晶胞的体积实际上是4个Na ＋和4个Cl －共 同所占的体积。

由NaCl 晶胞示意图可知1个Na ＋与1个Cl －共同占有的体积为：V ＝14×(2a

cm)3＝2a 3 cm 3,由等式N A ·d ·V ＝58.5可得N A ＝

58.52a 3d

。 答案 C

10.石墨的片层结构如图所示,试完成下列各题：

(1)平均________个碳原子构成一个正六边形。

(2)石墨晶体每一层内碳原子数与C —C 化学键之比是

________。

(3)n g 碳原子可构成________个正六边形。

解析 (1)方法一 利用点与面之间的关系,平均每个正六

边形需碳原子：6×13＝2(个)。 方法二 每个碳原子提供的边数为3×12＝1.5,

故? ????6×121.5＝2(个)。

(2)分析每一正六边形：①所占的碳原子数为6×13＝2；

②所占的C —C 键数为6×12＝3,故答案为2∶3。

(3)n g 碳的原子数为n 12N A ,故答案为? ????n 12N A 2。

答案 (1)2 (2)2∶3 (3)（n ·N A ）24

11.(2011·山东理综)氧是地壳中含量最多的元素。

(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。

(2)H 2O 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H 2O 形成H 3O ＋,H 3O ＋中O 原子采用________杂化。H 3O ＋中 H —O —H 键角比H 2O 中H —O —H 键角大,原因为______________________ ________________________________________________________________

(4)CaO 与NaCl 的晶胞同为面心立方结构,已知CaO 晶体密度为a g ·cm －3, N A 表示阿伏加德罗常数,则CaO 晶胞体积为________cm 3。

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 1s 22s 22p 4,2p 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)H 3O ＋中O 原子为sp 3杂化。(4)以1个晶胞为研究

对象,1个晶胞中含有4个Ca2＋、4个O2－,根据m＝ρ·V,则56

N A×4＝aV,

V＝224 aN A。

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)sp3H2O中O原子有2对孤对电子,H3O＋中O原子只有

1对孤对电子,排斥力较小(4)224 aN A

12.已知NaCl晶体的晶胞如图所示,它向三维空间延伸得到完美

晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同,Ni2＋与最邻近O2－的核间距离为a×10－8cm,计算NiO晶体的密度(已知NiO 的摩尔质量为74.7 g·mol－1)。

解析据NaCl的晶胞结构,隔离出一个小立方体如图

所示,立方体的每个顶点的离子为8个小立方体共用,

因此,小立方体中含O2－的数目为4×1

8＝

1

2,含Ni

2＋的

数目为4×1

8＝

1

2,即每个小立方体中含有

1

2个(Ni

2＋－

O2－)离子对。小立方体的密度等于：

ρ＝m

V＝

?

?

?

?

?

1

2×

74.7

N A g

（a×10－8cm）3

＝

62.0

a3g·cm

－3。

答案62.0

a3g·cm

－3