3.1物质的聚集状态与晶体常识 同步练习1-高二化学人教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．下列有关叙述中，不正确的是
A．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X—射线衍射实验
B．往食盐水中不断通入二氧化碳，能够看到氯化钠晶体析出
C．液晶是物质的一种聚集状态
D．具有各向异性的固体可能是晶体
2．下列各组物质的晶体类型相同的是
A．SiO2和 B．I2和 C．和 D．SiC和
3．锗在自然界分布很散、很广，铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石、泥土和泉水中都含有微量的锗。已知：锗的晶胞为面心立方晶胞，和均为共价化合物。下列说法错误的是（ ）
A．Ge、Si均位于元素周期表的p区
B．1个锗的晶胞中含有4个锗原子
C．基态锗原子的核外电子有32种不同的空间运动状态
D．键长：Si-Cl键
A．质谱仪可以测定分子的相对分子质量
B．可通过红外光谱分析测得共价键的键长和键角
C．可通过红外光谱分析物质中含有何种化学键
D．可通过X射线衍射实验区分晶体和非晶体
5．钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物，该类化合物具有特殊的理化性质，比如吸光性、电催化性等，其晶体结构如图所示。下列说法正确的是
A．基态钛原子价电子排布式为4s23d2
B．钛酸钙的化学式为CaTiO2
C．每个晶胞中含有8个Ca2+
D．每个Ca2+周围距离最近且等距的O2-有12个
6．已知某晶体由X、Y、Z三种元素组成，其晶胞如图所示，则该物质的化学式是
A．XY3Z B．XY2Z C．X2Y3Z D．XYZ
7．下列各组物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是
A．金刚石和二氧化碳 B．NaBr和HBr
C．氯气和KCl D．甲烷和
8．如图是CaF2晶胞的结构。下列说法正确的是
A．一个CaF2晶胞中含有8个F-
B．一个CaF2晶胞中含有8个Ca2+
C．在CaF2晶胞中Ca2+的配位数为4
D．在CaF2晶胞中，每个Ca2+周围距离最近且等距离的Ca2+有8个
9．干冰的晶胞结构如图所示，下列说法错误的是
A．干冰能自发地呈现多面体外形 B．1个干冰晶胞中含有4个分子
C．干冰升华时，内的C=O受到破坏 D．分子是含有极性键的非极性分子
10．CaO晶胞如图所示，该晶胞中含Ca2＋的个数为
A．4 B．6 C．8 D．12
11．下列叙述中正确的是
A．分子晶体中一定存在共价键 B．离子晶体中一定含金属元素
C．共价晶体中一定不存在离子 D．晶体中有阳离子必定含有阴离子
12．萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如下图所示。下列说法不正确的是
A．氟化钙的化学式为
B．每个晶胞中含有4个
C．氟化钙中只含有离子键
D．每个周围距离最近且等距的有4个
二、填空题
13．按要求填入相应的序号：
(1)铁、(2)干冰、(3)氯化钠、(4)碘、(5)水晶、(6)氯化铵、(7)金刚砂、(8)冰、(9)氢氧化钠、(10)过氧化钠、(11)锗、(12)氯化铝、(13)氨气、(14)铜、(15)胆矾、(16)乙醇、(17)氖
(1)以上物质中，属于金属晶体的是 ；
(2)以上物质中，属于离子晶体的是 ；
(3)以上物质中，属于分子晶体的是 ；
(4)以上物质中，属于共价晶体的是 ；
(5)以上物质中，晶体内部存在氢键的是 ；
(6)以上物质中，晶体内部既有离子键，又有非极性共价键的是 ；
(7)以上物质中，晶体内部含有配位键的是 。
14．下列是几种常见的晶胞结构，填写晶胞中含有的粒子数。
A．NaCl含 个Na+。
B．干冰含 个CO2。
C．CaF2含 个Ca2+。
D．金刚石含 个C原子。
E.体心立方含 个原子。
F.面心立方含 个原子。
15．请回答下列问题：
(1)如图，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na＋或Cl-所处的位置。这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
①请将其中代表Cl-的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成NaCl晶体结构示意图。
②晶体中，在每个Na＋的周围与它最接近的且距离相等的Na＋共有 个。
③在NaCl晶胞中正六面体的顶角上、面上、棱上的Na＋或Cl-为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl-的个数等于 ，即 (填计算式)；Na＋的个数等于 ，即 (填计算式)。
(2)通过观察CsCl的晶体结构示意图回答下列问题：
①每个Cs＋同时吸引着 个Cl-，每个Cl-同时吸引着 个Cs＋。
②在CsCl晶体中，每个Cs＋ 周围与它等距离且最近的Cs＋有 个。每个Cl-周围与它等距离且最近的Cl-有 个。
16．平行六面体晶胞中微粒数目的计算——均摊法
(1)晶胞的顶点原子是 个晶胞共用；
(2)晶胞棱上的原子是 个晶胞共用；
(3)晶胞面上的原子是 个晶胞共用；
(4)晶胞体心的原子是 个晶胞共用。
17．如图为晶体晶胞的结构示意图。
（1）每个Y同时吸引着 个X，每个X同时吸引 个Y，该晶体的化学式为（X写在前面Y写在后面） 。
（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角度为 （填角的度数）；
参考答案：
1．B
2．A
3．D
4．D
5．A
6．B
7．C
8．C
9．B
10．B
11．D
12．C
13．(1) 3d74s2 N
(2) sp3 氧族元素的氢化物，都是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，H2O分子间能形成氢键，H2O的熔沸点最高
(3)3:4
(4)C3N4
14．(1) 12 3d104s1
(2)
(3)钾(K)
(4) O>S>H 正四面体形
15．(1)X2Y
(2)1∶3∶1
(3)8
(4)12
16．(1)1：3：3：1
(2)B
17．(1) ①③ ② ⑥ ⑤ ⑦
(2) ①③ 直线形
(3)BC
(4)甲醛、甲醇和甲酸能与水形成氢键，甲烷、甲酸甲酯难与水形成氢键
参考答案：
1．B
【详解】A．晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法，A正确；
B．往食盐水中不断通入二氧化碳，二氧化碳不会影响氯化钠晶体的析出，B错误；
C．液晶和固态、气态、液态都属于物质的一种聚集状态，液晶状态介于液体和晶体之间，既具有液体的流动性，又具有类似晶体的各向异性，C正确；
D．晶体具有各向异性，因此具有各向异性的固体可能是晶体，D正确；
故选B。
2．C
【详解】A．SiO2为共价晶体，为分子晶体，A错误；
B．I2为分子晶体，为离子晶体，B错误；
C．和都为金属晶体，C正确；
D．SiC为共价晶体，为离子晶体，D错误；
故选C。
3．C
【详解】A．Ge、Si均是第IVA族元素，位于周期表的p区，故A正确；
B．锗的晶胞为面心立方晶胞，1个锗的晶胞中含有4个锗原子，故B正确；
C．基态锗原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，电子占据的轨道数为：1+1+3+1+3+5+1+2=17，电子占据的轨道数等于电子的空间运动状态的数目，故C错误；
D．Si的原子半径小于Ge，故键长：Si-Cl键
4．B
【详解】A．一般用质谱法测定物质分子的相对分子质量，A正确；
B．用红外光谱得到分子中含有的化学键或官能团信息，不能测定共价键的键长和键角，B错误；
C．由B分析可知，C正确；
D．晶体会对X射线发生衍射，非晶体不会对X射线发生衍射，所以可通过X射线衍射实验区分晶体和非晶体，D正确；
故选B。
5．D
【分析】每个晶胞中钛离子为1个，晶胞的八个钙离子在立方体顶点上，六个氧离子在面心，根据均摊原则，每个晶胞实际占有钙离子数目为，氧离子数目为，晶胞的化学式为CaTiO3。
【详解】A．Ti为22号元素，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，可见其价层电子排布式为3d24s2，A错误；
B．每个晶胞中钛离子为1个，晶胞的八个钙离子在立方体顶点上，六个氧离子在面心，根据均摊原则，每个晶胞实际占有钙离子数目为，氧离子数目为，所以晶胞的化学式为CaTiO3，B错误；
C．每个晶胞实际占有钙离子数目为，C错误；
D．由晶胞结构可知，以顶点为研究对象，在1个晶胞中Ca 周围距离最近且等距的O2-有3个，该顶点被8个晶胞共用，则每个Ca 周围距离最近且等距的O2-有=3×8× =12个，D正确；
故选D。
6．A
【详解】采用均摊法，该晶胞中，含有1个Z原子，含有X原子的个数为=1，含有Y原子的个数为=3，则该物质的化学式是XY3Z，故选A。
7．D
【详解】A．金刚石是共价键结合的共价晶体，二氧化碳是含有共价键的分子晶体，A错误；
B．溴化钠是离子晶体含有离子键，溴化氢是分子晶体含有共价键，B错误；
C．氯气是分子晶体，含有共价键，氯化钾是离子晶体，含有离子键， C错误；
D．CH4和H2O都是分子晶体，都只含共价键，D正确；
故选：D。
8．A
【详解】A．氟离子在该晶胞的内部，所以氟离子个数是8×1＝8，故A正确；
B．根据晶胞结构可知，Ca2+位于晶胞的顶点和面心，一个CaF2晶胞中含有的Ca2+个数为8×＋6×＝4，故B错误；
C．配位数是指一个离子周围最邻近的异电性离子的数目，所以根据晶胞的结构可判断Ca2＋的配位数是8，故C错误；
D．在CaF2晶胞中，每个Ca2+周围距离最近且等距离的Ca2+有12个，故D错误；
故答案为：A。
9．C
【详解】A．干冰为分子晶体，能自发地呈现多面体外形，故A正确；
B．根据“均摊法”，晶胞中含个分子，故B正确；
C．干冰升华时为物质状态的变化，破坏的是分子间作用力，不是C=O受到破坏，故C错误；
D．分子中含有碳氧极性键，分子结构对称正负电荷重心重合，为非极性分子，故D正确；
故选C。
10．A
【详解】由CaO晶胞图可知， Ca2＋有8个位于顶点和6个位于面心，个数=，A项正确；
故选：A。
11．C
【详解】A．稀有气体形成的分子晶体中不存在共价键，A错误；
B．氯化铵离子晶体中不含金属元素，B错误；
C．共价晶体靠共价键形成，共价晶体中一定不存在离子，C正确；
D．金属晶体中有阳离子，但是不含有阴离子，D错误；
故选C。
12．D
【详解】A． 该晶胞中钙离子的个数为，氟离子的个数为8个，故氟化钙的化学式为CaF2，A正确；
B．每个晶胞中钙离子的个数为4个，B正确；
C．氟化钙中只有氟离子和钙离子之间的离子键，C正确；
D． 每个钙离子周围距离最近且等距的氟离子为8个，D错误；
故选D。
13．(1)(1)(14)
(2)(3)(6)(9)(10)(15)
(3)(2)(4)(8)(12)(13)(16)(17)
(4)(5)(7)(11)
(5)(8)(13)(15)(16)
(6)(10)
(7)(6)(15)
【分析】①铁为含有金属键的金属晶体；②碳原子和氧原子通过极性共价键形成CO2分子，分子间存在范德华力，干冰为分子晶体；③氯化钠是阴、阳离子以离子键结合形成的离子晶体；④碘原子之间通过非极性共价键形成碘分子，碘分子之间通过范德华力形成分子晶体；⑤水晶SiO2中硅原子和氧原子通过极性共价键形成的立体网状结构，水晶为共价晶体；⑥铵根离子和氯离子通过离子键形成氯化铵晶体，NH内存在极性共价键和配位键；⑦金刚砂是SiC，是通过极性键形成的共价晶体；⑧冰是分子晶体，分子间存在氢键和范德华力，水分子内存在极性共价键；⑨氢氧化钠是离子晶体，OH-内存在极性共价键；⑩过氧化钠是离子晶体，过氧根离子内存在非极性共价键；⑾锗是共价晶体，⑿氯化铝是分子晶体，分子间存在范德华力；⒀氨气形成分子晶体，分子内存在极性共价键，分子之间存在氢键和范德华力；⒁铜是存在金属键的金属晶体；⒂胆矾是CuSO4 5H2O，是离子晶体，存在的作用力有离子键、共价键、配位键、氢键；⒃乙醇是分子晶体，分子内存中极性共价键和非极性共价键，分子之间存在氢键和范德华力；⒄氖是分子晶体，分子内没有化学键，分子之间存在范德华力；
【详解】（1）根据以上分析属于金属晶体的是(1)(14)；
（2）根据以上分析属于离子晶体的是 (3)(6)(9)(10)(15)；
（3）根据以上分析属于分子晶体的是(2)(4)(8)(12)(13)(16)(17)；
（4）根据以上分析属于共价晶体的是(5)(7)(11)；
（5）根据以上分析晶体内部存在氢键的是 (8)(13)(15)(16)；
（6）根据以上分析晶体内部既有离子键，又有非极性共价键的是 (10)；
（7）根据以上分析晶体内部含有配位键的是(6)(15)。
14． 4 4 4 8 2 4
【详解】A．氯化钠晶胞中，氯离子位于晶胞的面心和顶点，钠离子位于晶胞的体心和棱上，所以钠离子的个数：；
B．二氧化碳分子位于晶胞的顶点和面心，所以二氧化碳分子个数：；
C．氟化钙中，氟离子位于体内，有8个，钙离子位于顶点和面心，个数：；
D．金刚石中碳原子有4个位于体内，8个位于顶点，6个位于面心，所以碳原子数：；
E．粒子位于顶点和体心，粒子数：；
F．粒子位于面心和顶点，粒子数：。
15．(1) (答案不唯一，合理即可) 12 4 8×＋6×=4 4 12×＋1=4
(2) 8 8 6 6
【详解】（1）①氯化钠晶体中，钠离子或氯离子的配位数都是6，NaCl晶体结构示意图。
②从体心Na＋看，与它最接近且距离相等的Na＋共有12个。
③在NaCl晶胞中，含Cl-：8×＋6×=4(个)，含Na＋：12×＋1=4(个)。
（2）①由图可以看出，CsCl中Cl-与Cs＋的位置等同，Cs＋位于Cl-所形成的正方体的中心，每个Cs＋吸引8个Cl-，每个Cl-吸引8个Cs＋。
②以体心上的Cl-为研究对象，与Cl-距离最近的Cl-位于六个面的面心，为6个，同样与Cs＋最近的Cs＋为6个。
16．(1)8
(2)4
(3)2
(4)1
【详解】（1）晶胞的顶点原子是8个晶胞共用；
（2）晶胞棱上的原子是4个晶胞共用；
（3）晶胞面上的原子是2个晶胞共用；
（4）晶胞体心的原子是1个晶胞共用。
17． 4 8 XY2 12 109°28′
【详解】（1）根据图象知，晶体中每个Y同时吸引着4个X，每个X同时吸引着8个Y，该晶胞中X原子个数= ，Y原子个数= 1，所以X和Y原子个数之比为1： 2，其X写在前面Y写在后面的化学式为XY2。故答案为：4；8； XY2。
（2）晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X个数= 。故答案为：12。
（3）该晶胞中四个X和一个Y原子形成正四面体结构，所以其键角是109°28′。故答案为：109°28′。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
