3.1物质的聚集状态与晶体的常识
一、单选题（本大题共14小题）
1. 关于晶体的自范性，下列叙述正确的是 ( )
A. 破损的晶体能自动变成规则的多面体
B. 缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中慢慢变为完美的立方体晶块
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
2. 下列叙述错误的是( )
A. 区别晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行射线衍射实验
B. 外观呈现规则多面体的物质，内部微观粒子在三维空间一定呈周期性有序排列
C. 晶体具有各向异性，所以用红热的铁针刺中涂有石蜡的水晶柱面，熔化的石蜡呈椭圆形
D. 乙醇和水都是极性分子，符合相似相溶规律，且它们易形成分子间氢键，故乙醇易溶于水
3. 下列说法错误的是( )
A. 等离子体由于具有能自由运动的带电粒子，故具有良好的导电性和流动性
B. 缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中慢慢变为完美的立方体块
C. 具有各向异性的固体可能是晶体
D. 液晶材料属于晶体，但不能体现晶体的各向异性
4. 晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为毫米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是( )
A. 形成晶体硅的速率越大越好
B. 晶体硅没有固定的熔、沸点
C. 可用射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D. 晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关
5. 下列关于晶体的说法中正确的是( )
A. 玻璃制成的弹珠具有规则的几何外形，所以玻璃弹珠是晶体
B. 自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
C. 晶胞中任何一个粒子都属于该晶胞
D. 缺角的晶体在饱和溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性
6. 下列有关晶体常识的叙述错误的是( )
A. 水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体
B. 当单一波长的射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线
C. 晶体都具有自范性，自范性是晶体的本质属性
D. 晶体的各向异性和对称性是矛盾的
7. 下列有关晶体的认识不正确的是( )
A. 可以用射线衍射鉴别晶体与非晶体
B. 晶体具有各向异性和自范性
C. 晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
D. 金刚石中含有键的数目为为阿伏加德罗常数
8. 我国药学家屠呦呦因发现植物黄花蒿茎叶中含抗疟疾的物质青蒿素而荣获年诺贝尔奖。科学家对青蒿素的结构进行进一步改良，合成药效更佳的双氢青蒿素、蒿甲醚。
下列说法错误的是( )
A. 利用黄花蒿茎叶研究青蒿素结构的基本步骤：分离、提纯元素分析确定实验式测定相对分子质量确定分子式波谱分析确定结构式
B. 可用射线衍射测定上述分子的空间结构
C. 元素分析仪可以确定青蒿素中是否含有、、等元素
D. 可用质谱法确定分子中含有何种官能团的信息
9. 以下关于物质状态的叙述中不正确的是( )
A. 等离子体具有良好的导电性，是一种特殊的液态物质
B. 液晶介于液态和晶态之间，可用于制造显示器和高强度纤维
C. 进行射线衍射实验是鉴别晶体与非晶体最可靠的方法
D. 纳米材料之一的石墨烯可作为新型电源的电极材料
10. 玻璃是常见的非晶体，在生产、生活中有着广泛的应用，有关玻璃的说法错误的是( )
A. 玻璃内部微粒排列是长程无序和短程有序的
B. 玻璃熔化时吸热，温度不断上升
C. 水晶和玻璃都是非晶体
D. 利用射线衍射实验可以鉴别玻璃和水晶
11. 晶体有规则几何外形，但有些晶体存在“缺陷”，从而引起含有的离子数量比发生变化，但整体仍呈电中性。如某种氧化镍晶体中存在：个空缺，另有个被取代，其组成可表示为，则其中和的离子数比为( )
A. B. C. D.
12. 下列关于晶体的说法，不正确的是( )
晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中粒子排列相对无序，无自范性；
含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体；
共价键可决定分子晶体的熔、沸点；
和两种晶体中，的离子键键能较小，所以其熔点比较低；
晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列；
受热分解生成和，既破坏了离子键，也破坏了共价键；
干冰晶体中，一个分子周围有个分子紧邻；
A. B. C. D.
13. 下列说法不正确的是( )
A. 电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据
B. 由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
C. 键长和键角的数值可通过晶体的射线衍射实验获得
D. 冠醚是皇冠状的分子，可用于识别、、等碱金属离子
14. 下列有关说法正确的是( )
A. 晶体具有各向异性，所以用红热的铁针刺涂有石蜡的水晶柱面，熔化的石蜡呈椭圆形
B. 石英玻璃和水晶的衍射图谱相同
C. 通过乙酸晶体的射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数，不能推出乙酸分子的空间结构
D. 晶体的射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定键长和键角
二、填空题（本大题共4小题）
15. 某种金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于__________填“晶体”或“非晶体”，可通过__________方法鉴别。
碳可以形成多种有机化合物，下图所示是一种嘌呤和一种吡啶的结构。
嘌呤中所有元素的电负性由大到小的顺序__________。
嘌呤中轨道之间的夹角比大，请加以解释____________________。
分子中的大键可以用符号表示，其中代表参与形成大键的原子数，代表参与形成大键的电子数。该嘌呤和吡啶中都含有大键，请问：该吡啶中的大键可表示为________。
吡啶结构中原子的杂化方式为_________。
碳可以形成、、等多种无机化合物。在反应转化成的过程中，下列说法正确的是__________
A.每个分子中孤对电子数不变 分子极性变化
C.原子间成键方式改变 分子的熔沸点变大
16. 晶体与非晶体
晶体 非晶体
结构特征 结构微粒______排列 结构微粒______排列
性质特征 自范性 ______ ______
熔点 ______ ______
异同表现 ______ 各向同性
二者区别方法 间接方法 测定其是否有固定的______
科学方法 对固体进行______实验
得到晶体的三条途径
熔融态物质凝固。
气态物质冷却不经液态直接______。
溶质从溶液中析出。
晶胞
概念：描述晶体结构的基本单元。
晶体中晶胞的排列无隙并置
无隙：相邻晶胞之间没有________。
并置：所有晶胞________排列、________相同。
四种晶体类型
类型 比较 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
构成粒子 ________ ________ 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子
粒子间的相互作用力 ________某些含氢键 ________ ________ 离子键
硬度 较小 ________ 有的很大，有的很小 较大
熔、沸点 ________ ________ 有的很高，有的很低 较高
溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多易溶于水等极性溶剂
导电、传热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性，个别为半导体 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电
17. 请按要求完成下列各题的填空：
石墨晶体中如下图，有______________________填“离子键、共价键、
金属键、范德华力或氢键，键的键角为______。其中平均每个六边形所含的原子数为_____个。
晶体中每个周围有_____个，每个周围与它最近且距离相等的共有_______个。
金属晶体采取___________堆积，空间利用率为________。
二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个原子，二氧化硅是一种_______晶体，每个硅原子周围有________个氧原子，晶体硅中硅原子与共价键的个数比为_________。
晶体与非晶体本质区别在是否有____________；区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是_____________________。
18. 下图为几种晶体或晶胞的示意图：
请回答下列问题：
上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成晶体的是 。
冰、金刚石、、干冰种晶体的熔点由高到低的顺序为_________________。
晶胞与晶胞相同，晶体的晶格能 填“大于”或“小于”晶体。在晶体中，每个周围与它最近的且距离相等的有_______个；每个周围与它最近的且距离相等的所围成的空间结构为___________。
每个晶胞中实际占有____个原子，每个原子的配位数为_______，空间占有率为_______。
晶体中，与每个配位的有______个；与每个配位的有_______个。
答案和解析
1.【答案】
【解答】
A.晶体的自范性即晶体能够自发地呈现多面体外形的性质，但“自发”过程的实现仍需要一定的条件，项错误；
B.溶质从溶液中析出，可形成晶体，项正确；
C.圆形并不是晶体冰本身自发形成的形状，而是受容器限制形成的，项错误；
D.玻璃是非晶体，项错误。
故选：。
2.【答案】
【解答】
A.构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过射线衍射图谱反映出来，因此，区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行射线衍射实验，A正确；
B.晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在三维空间上是否按一定规律做周期性重复排列，不是在于是否具有规则的几何外形，B错误；
C.晶体的外形和内部质点排列高度有序，物理性质表现出各向异性，水晶属于晶体，具有各向异性，不同方向导热性能不同，而石蜡属于非晶体，不具有各向异性，所以用红热的铁针刺中涂有石蜡的水晶柱面，熔化的石蜡呈椭圆形，C正确；
D.乙醇和水均为非极性分子，且乙醇与水分子之间能形成氢键，则乙醇和水任意比例互溶，D正确。
3.【答案】
【解答】
A.等离子体由于具有能自由运动的带电粒子，故具有良好的导电性和流动性，正确；
B.晶体具有自范性，缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中慢慢变为完美的立方体块，正确；
C.晶体具有各向异性，因此具有各向异性的固体可能是晶体，正确；
D.液晶具有各向异性，错误。
4.【答案】
【解答】
A.晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，并不是说结晶速率越快越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故A错误；
B.晶体有固定熔沸点，故B错误；
C.射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体，故C正确；
D.晶体的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系，故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解答】
A.玻璃不是晶体，项错误；
B.是不是晶体与固体物质的体积大小无关，跟固体中的粒子在微观空间里是不是呈现周期性的有序排列有关，项错误；
C.处于晶胞顶角、面以及棱上的原子与其他晶胞共用，不完全属于该晶胞，项错误；
D.因晶体具有自范性，所以缺角的晶体在饱和溶液中能慢慢变为完美的立方体块，故D正确。
故选：。
6.【答案】
7.【答案】
【解答】
A.可以用射线衍射鉴别晶体与非晶体，故 A正确；
B.晶体具有各向异性和自范性，故 B正确；
C.金属晶体中有阳离子和自由电子，故C错误；
D.利用均摊法，金刚石中含有键的数目为故D正确
故选C。
8.【答案】
【解答】
A.研究有机物一般经过：分离、提纯确定实验式确定分子式确定结构式，根据元素定量分析确定实验式，利用质谱仪等测定相对分子质量，进而确定分子式，最后通过波谱分析确定含有的官能团等，进而确定结构式，故A正确；
B.可用射线衍射测定分子的空间结构，故B正确；
C.元素分析仪可以确定含有的元素种类等，故C正确；
D.用质谱仪可以确定物质的相对分子质量；红外光谱可测定化学键或官能团，故D错误。
故选D。
9.【答案】
10.【答案】
【解答】
A.玻璃是非晶体，内部微粒排列是长程无序和短程有序的，故A正确；
B.玻璃是非晶体，没有固定熔点，加热熔化时，温度不断上升，故B正确；
C.水晶是晶体，玻璃是非晶体，故C错误；
D.玻璃是非晶体，水晶是晶体，利用射线衍射实验可以鉴别，故D正确。
11.【答案】
【解答】
设中含，为，根据晶体仍呈电中性，
可知 ，为，即离子数之比为：：。
12.【答案】
【解答】
晶体中原子呈周期性有序排列，且有自范性，非晶体中原子排列相对无序，无自范性，故正确；
含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，还可能是金属晶体，故错误；
决定分子晶体的熔点、沸点的是分子间作用力，共价键决定分子的稳定性，故错误；
镁离子、氧离子电荷都大于钠离子、氯离子，且半径都小于钠离子、氯离子，所以的晶格能比大，的熔点比大，故错误；
晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列，且有自范性，非晶体中原子排列相对无序，无自范性，故正确；
受热分解生成、和，其离子键和共价键都断裂，故正确；
干冰晶体的晶胞是面心立方最密堆积，一个分子周围有个分子紧邻，故正确。
所以是错误的，选项D为正确答案。
故选D。
13.【答案】
【解答】
A.元素电负性越大，原子对键合电子吸引力越大，则元素非金属性越强即元素的电负性越大，其非金属性越强，所以电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据，故A正确；
B.玻璃属于非晶体，不具有自范性，由玻璃制成规则的玻璃球不是自发进行的，故B错误；
C.通过晶体射线衍射实验可以测定分子结构中的键长和键角的数值，键角是描述分子立体结构的重要参数，故C正确；
D.冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，故D正确。
14.【答案】
【解答】
A.晶体具有各向异性，所以用红热的铁针刺中涂有石蜡的水晶柱面，熔化的石蜡呈椭圆形，故A正确；
B.石英玻璃为非晶态二氧化硅，水晶为晶态二氧化硅，二者射线衍射图谱不相同，故B错误；
C.．通过晶体的射线行射实验，可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键，确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，、项错误。
15.【答案】晶体；射线衍射；
；
孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力，斥力大，键角大；
；
；
。
【解答】
某种金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于晶体，可通过射线衍射实验进行鉴别，
故答案为：晶体；射线衍射；
嘌呤中含有元素为，，，非金属性，则电负性由大到小的顺序为：，
故答案为：；
根据理论，孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对与键合电子对之间的斥力，导致键合电子对与键合电子对之间的夹角减小，
故答案为：孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对之间的斥力，斥力大，键角大；
吡啶为平面结构，形成个共价键，还留有一对孤电子对，参与形成大键，每个原子留有一个轨道，轨道上留有一个单电子形成大键，所以吡啶环形成中心电子的离域大键，即，
故答案为：；
吡啶分子为平面结构，形成根共价键，根据杂化轨道理论，则原子的杂化方式为杂化，
故答案为：；
分子含有对孤对电子，分子含有对孤对电子，转化过程中孤电子对数发生变化，故A错误；
B.是极性分子，是非极性分子，极性发生变化，故B正确；
C.和均含有共价键，还含有配位键，转化过程中键型发生变化，故C正确；
D.均为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高，故D正确；
故选：。
16.【答案】周期性有序
无序
有
无
固定
不固定
各向异性
熔点
射线衍射
凝固凝华
任何间隙
平行
取向
分子
原子
范德华力
共价键
金属键
很大
较低
很高
【解答】
晶体结构微粒周期性有序排列，有自范性、熔点固定、异同表现各向异性；非晶体结构微粒周期性无序排列，无自范性、熔点不固定、异同表现各向同性；区别二者的间接方法是测定其是否有固定的熔点，科学方法是对固体进行射线衍射实验；
故答案为：周期性有序 无序 有 无 固定 不固定 各向异性 熔点射线衍射
得到晶体的三条途径为：熔融态物质凝固、气态物质冷却不经液态直接凝固凝华、溶质从溶液中析出；
故答案为：凝固凝华
相邻晶胞之间没有任何间隙，所有晶胞平行排列、取向相同；
故答案为：任何间隙 平行 取向
分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的相互作用力是范德华力某些含氢键，熔、沸点较低；共价晶体的构成粒子是原子，粒子间的相互作用力是共价键，硬度很大，熔、沸点很高；金属晶体粒子间的相互作用力是金属键。
故答案为：分子 原子范德华力 共价键 金属键 很大 较低 很高
17.【答案】共价键；范德华力；；；
；；
立方最密堆积；；
原子；；；
自范性；射线衍射。
【解答】
石墨晶体中，碳原子与碳原子之间是共价键，石墨片层之间存在范德华力，石墨片层内形成正六边形，键角为 每个六边形含有 个碳原子，每个碳原子被 个六边形共有，则每个六边形含有 ，
故答案为：共价键；范德华力；；；
晶体中每个 周围紧邻的有 个 ，每个 周围与它最近且距离相等的 共有 个，
故答案为： ； ；
金属晶体采取六方最密堆积，一个六方最密堆积的晶胞含有个原子，空间利用率为，
故答案为：立方最密堆积；；
二氧化硅有氧原子和硅原子组成，属于原子晶体 晶体微观结构为网状结构，每个 原子上连接 个氧原子，每个氧原子上连接 个硅原子，这相当于每个硅原子周围有个氧原子，晶体硅中每个硅原子有四个共价键，每个共价键被两个硅原子共有，则硅原子与共价键的个数比为，
故答案为：原子；；；
晶体与非晶体本质区别在是否有自范性；区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是射线衍射。
故答案为：自范性；射线衍射。
18.【答案】；
；
小于；；正八面体；
；； ；
；。
【解答】
上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是金刚石，故答案为：；
冰和干冰晶体属于分子晶体，熔点较低，冰晶体中存在氢键，所以熔点大于干冰，属于离子晶体，熔点较高，金刚石属于原子晶体，熔点高，所以冰、金刚石、、干冰种晶体的熔点由高到低的顺序为金刚石冰干冰，故答案为：；
离子半径越小，所带电荷越大，晶格能越大，所以晶体的晶格能小于晶体，根据晶胞结构可知，在晶体中，每个周围与它最近的且距离相等的有个，每个周围与它最近的且距离相等的所围成的空间结构为正八面体；故答案为：小于；；正八面体；
根据晶体的晶胞图可知，一个晶胞中完全拥有的铜原子数为；金属铜采用面心立方最密堆积在晶胞的顶点和面心均含有一个原子，铜的晶胞中，同一层上四个角，加上下面个面中心四个，和上面个面对应的个，总共个，所以配位数为；设铜原子的半径为，则晶胞的棱长为：，晶胞的体积为：，每个铜原子的体积为：，每个晶胞中含有个铜原子，则铜原子的体积为：，所以铜晶胞中空间利用率故答案为：；；；
根据晶胞结构可知，与每个配位的有个，与每个配位的有个，故答案为：；。
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