第三章物質的聚集狀態與物質性質第一節認識晶體(時間：30分鐘)考查點一晶體與非晶體1．水的狀態除了氣、液和固態外，還有玻璃態，它是由液態水急速冷卻到165K時形成的，玻璃態的水無固定形狀，不存在晶體結構，且密度與普通液態水的密度相同。有關玻璃態水的敘述正確的是 ()。A．水由液態變為玻璃態，體積縮小B．水由液態變為玻璃態，體積膨脹C．玻璃態是水的一種特殊狀態D．玻璃態水是分子晶體解析本題是一個信息給予題，讀懂信息是解題的關鍵。由題給信息知，玻璃態水的“密度與普通液態水的密度相同”，表明水由液態變為玻璃態其體積不變；此外，“玻璃態水無固定形狀，不存在晶體結構”。因而A、B、D三項錯誤。答案C考查點二晶體的特征2．關于晶體的自范性，下列敘述正確的是 ()。A．破損的晶體能夠在固態時自動變成規則的多面體B．缺角的氯化鈉晶體在飽和的NaCl溶液中慢慢變為完美的立方塊C．圓形容器中結出的冰是圓形的D．由玻璃制成的圓形的玻璃球解析晶體的自范性是指在適宜的條件下，晶體能夠自發地呈現封閉的多面體形的性質，這一適宜條件一般指的是自動結晶析出的條件。A項過程不能實現；C項中冰的形狀不是水自發形成的，而是受容器的限制形成的；D項中玻璃是非晶體。答案B考查點三晶體的堆積模型3．金屬晶體、離子晶體和分子晶體采取密堆積方式的原因是 ()。A．構成晶體的微粒均可視為圓球B．金屬鍵、離子鍵、分子間作用力均無飽和性和方向性C．三種晶體的構成微粒相同D．三種晶體的構成微粒多少及相互作用力相同答案B4．(·河南鄭州高二五校聯考)下列晶體按A1型方式進行緊密堆積的是()。A．干冰、NaCl、金屬銅B．ZnS、金屬鎂、氮化硼C．水晶、金剛石、晶體硅D．ZnS、NaCl、金屬鎂解析干冰、NaCl、Cu、ZnS均為面心立方堆積(A1)，Mg為A3型，水晶、金剛石、氮化硼、晶體硅為原子晶體，不遵循緊密堆積原則，故只有A正確。答案A考查點四晶體類型的判斷5．將晶體劃分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體的本質標準是()。A．基本構成微粒種類B．晶體中最小重復結構單元的種類C．微觀粒子的密堆積種類D．晶體內部微粒的種類及微粒間相互作用的種類解析根據晶體內部微粒的種類和微粒間的相互作用的不同，可將晶體分為離子晶體、金屬晶體、原子晶體和分子晶體。答案D6．有下列九種晶體：A.水晶B．冰醋酸C．氧化鎂D．白磷E.晶體氬F．氯化銨G．過氧化鉀H．金剛石I．鎂(1)屬于原子晶體的化合物是____________，直接由原子構成的晶體是____________，直接由原子構成的分子晶體是____________。(2)由極性分子構成的晶體是____________，含有共價鍵的離子晶體是____________，屬于分子晶體的單質是____________。(3)受熱熔化后化學鍵不發生變化的是________________，需克服共價鍵的是____________，需要克服金屬鍵的是____________。答案(1)AA、E、HE(2)BF、GD、E(3)B、DA、HI考查點五晶胞中所擁有的各種粒子數目的計算7．有關A1型密堆積與A3型密堆積的說法中正確的是 ()。A．A1型密堆積是最密堆積，A3型密堆積不是最密堆積B．兩者都是最密堆積，其中A3型密堆積是一、三、五……各層球心重合，二、四、六……各層球心重合；A1型密堆積是四、五、六各層球心分別和一、二、三各層球心重合C．原子晶體一般都采用A1型密堆積或A3型密堆積D．只有金屬晶體才可能采用A1型密堆積或A3型密堆積解析A1型密堆積與A3型密堆積都是最密堆積，故A選項錯誤；A1型緊密堆積采用“…ABCABC…”堆積，所以其四、五、六各層球心分別和一、二、三各層球心重合；A3型密堆積采用“…ABAB…”堆積，所以它的一、三、五……各層球心重合，二、四、六……各層球心重合，故B項正確；組成晶體的微粒間作用力沒有方向性，在空間的排列大都服從緊密堆積原理；由于組成原子晶體的原子間靠有方向性的共價鍵結合，故C項錯誤；金屬晶體、離子晶體和分子晶體結構中的金屬鍵、離子鍵和范德華力沒有方向性、沒有飽和性，一般都采用A1型密堆積或A3型密堆積，故D項錯誤。答案B8．某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數之比是 ()。A．3∶9∶4 B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶4解析由圖可知該晶體部分結構的上下兩面為正三角形，因此處于頂點的粒子為12個晶胞共用，故A的數目為6×eq\f(1,12)＝eq\f(1,2)；處于水平棱上的粒子為4個晶胞共用，處于垂直棱上的粒子為6個晶胞單元共用，故該結構單元中包含B粒子的數目為：6×eq\f(1,4)＋3×eq\f(1,6)＝2，由此可見A、B、C三種粒子的數目之比為eq\f(1,2)∶2∶1＝1∶4∶2。答案B考查點六根據晶體結構確定化合物的化學式9．根據下列晶體的晶胞結構，判斷化學式正確的是 ()。解析A選項中A微粒處于晶胞體心，完全為該晶胞所有，B微粒處于立方體的8個頂角上，每個B微粒為8個晶胞共有，平均一個晶胞中含有B微粒的個數為：8×eq\f(1,8)＝1，A、B微粒個數的最簡整數比為1∶1，化學式應為AB；B選項中E、F都位于頂角，各有4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)屬于該晶胞，則該晶胞中所含E、F個數的最簡整數比為1∶1，化學式為EF；C選項中屬于該晶胞的X微粒(位于體心)1個，Y微粒(面心)6×eq\f(1,2)＝3個，Z微粒(頂點)8×eq\f(1,8)＝1個，最簡整數比為1∶3∶1，化學式為XY3Z；D選項中A微粒位于晶胞面心和頂角，B微粒位于晶胞的體心和棱上，則該晶胞中A、B的個數比為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6×\f(1,2)＋8×\f(1,8)))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋12×\f(1,4)))＝4∶4＝1∶1，化學式為AB。答案C考查點七晶體空間結構的推斷10．(1)水在不同的溫度和壓強條件下可以形成11種不同結構的晶體，密度從比水輕的0.92g·cm－3到約為水的一倍半。冰是人們迄今已知的由一種簡單分子堆積出結構花樣最多的化合物。其中冰－Ⅶ的晶體結構為一個如下圖所示的立方晶胞，每個水分子可與周圍____________個水分子以氫鍵結合，晶體中，1mol水可形成________mol氫鍵。(2)已知下列元素的電負性數據：H為2.1，O為3.5，F為4.0。OF2與水的立體結構相似，但水分子的極性比OF2強得多，其原因有：①OF2中氧原子上有兩對孤對電子，抵消了F—O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性；②從電負性上看，_________________________________________________________________。解析(1)觀察圖示的立方晶胞的中心水分子可知，該水分子與周圍4個水分子以氫鍵結合；每2個水分子間形成的1個氫鍵，每個水分子只分得一半，故晶體中1mol水可形成4mol×0.5＝2mol氫鍵。(2)根據題中所給出的元素的電負性數據：H為2.1，O為3.5，F為4.0，氧與氫的電負性差(1.4)大于氧與氟的電負性差(0.5)，因此，雖然OF2與水的立體結構相似，但水分子的極性比OF2強得多。答案(1)42(2)氧與氫的電負性差大于氧與氟的電負性差11．金晶體的最小重復單元(也稱晶胞)是面心立方體，即在立方體的8個頂點各有一個金原子，各個面的中心有一個金原子，每個金原子被相鄰的晶胞所共有。金原子的直徑為d，用NA表示阿伏加德羅常數，M表示金的摩爾質量。(1)金晶體每個晶胞中含有________個金原子。(2)欲計算一個晶胞的體積，除假定金原子是剛性小球外，還應假定____________。(3)一個晶胞的體積是__________。(4)金晶體的密度是____________。解析利用均攤法解題，8個頂角上金原子有eq\f(1,8)屬于該晶胞，每個面上金原子有eq\f(1,2)屬于該晶胞，共有6個，故每個晶胞中金原子個數＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。假設距離最近的兩金原子間相切，則有正方形的對角線為2d。正方形邊長為eq\r(2)d。所以V晶＝(eq\r(2)d)3＝2eq\r(2)d3，Vm＝eq\f(V晶,4)NA＝eq\f(\r(2),2)d3NA，所以ρ＝eq\f(M,Vm)＝eq\f(\r(2)M,d3NA)。答案(1)4(2)距離最近的兩金原子間相接觸，即相切(3)2eq\r(2)d3(4)eq\f(\r(2)M,d3NA)12．現有甲、乙、丙三種