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3.1 物质的聚集状态与晶体的常识
1. (2024·金华十校高二联考)液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列关于液晶的说法，正确的是( )
A. 液晶是一种液态的晶体
B. 所有物质在一定条件下都能成为液晶
C. 施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列
D. 移去电场后，液晶分子相互平行排列
2. 下列关于等离子体的说法，错误的是( )
A. 是物质的一种聚集状态
B. 是一种混合物存在状态
C. 具有导电性
D. 基本构成微粒只有阴、阳离子
3. 水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。下列有关玻璃态水的说法，正确的是( )
A. 水由液态变为玻璃态，体积缩小
B. 水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C. 玻璃态是水的一种特殊状态
D. X射线通过玻璃态水时，能产生明锐的衍射峰
4. 在水晶柱面上滴一滴熔化的石蜡，用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡，会发现不同方向石蜡熔化速度的快慢不同，这是晶体的( )
A. 自范性
B. 均一性
C. 晶胞“无隙并置”性
D. 各向异性
5. (2024·丽水中学高二检测)下列关于晶体和非晶体的本质区别的说法，正确的是( )
A. 是否为具有规则几何外形的固体
B. 是否具有各向异性
C. 是否具有美观、对称的外形
D. 内部微粒在空间中是否呈周期性有序排列
6. (2024·兰溪一中高二检测)由下列过程得到的固体物质不属于晶体的是( )
A. 将液态的塑料冷却后所得到的固体
B. 气态碘直接冷却成固态碘
C. 从熔融状态结晶出来的硫
D. 降低KCl饱和溶液的温度所得到的固体
7. 下列关于晶体的说法，正确的是( )
A. 粉末状的硝酸钾固体没有多面体外形，故为非晶体
B. 晶体呈现自范性的过程是非自发的过程
C. 玻璃和水晶皆为晶体，二者都有固定的熔点
D. 当晶体生长速率适当时才可得到规则的多面体外形
8. 下列有关晶胞的说法，正确的是( )
A. 由晶胞中的粒子数可直接确定该晶体的化学式
B. 若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用
C. 晶胞是晶体结构中最小的重复单元
D. 晶胞中不可能存在多个粒子
9. (2024·奉化中学高二检测)研究发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性，因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. MgCNi3
C. MgCNi2 D. MgC2Ni
10. 某晶体的结构单元如图所示(正三棱柱)，晶体中甲、乙、丙三种原子的数目之比为( )
A. 3∶9∶4
B. 1∶4∶2
C. 2∶9∶4
D. 3∶8∶5
11. 如图所示为一种Al－Fe合金的晶胞，则该合金的化学式可表示为( )
A. Fe2Al　 B. FeAl
C. Fe3Al2 D. Fe2Al3
12. (2024·杭州二中高二检测)硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示为该化合物的晶体结构，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。该化合物的化学式为( )
A. MgB　 B. MgB2
C. Mg2B　 D. Mg3B2
13. (2024·宁海中学高二检测)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，如图所示为其立方晶胞结构，晶胞边长为a pm。下列说法中，正确的是( )
A. C60和石墨烯互为同分异构体
B. 该富勒烯化合物的化学式为K2C60
C. C60周围等距且距离最近的C60的数目为8
D. 该晶胞中含K和C60个数比为3∶4
14. (2024·镇海中学高二检测)在一定条件下，物质的聚集状态随着构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同，如物质的不同聚集状态有固态、液态、气态、晶态、非晶态、准晶、等离子体、液晶等。请回答下列问题：
(1)准晶是一种无平移周期序但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过 来区分晶体、准晶和非晶体。
(2)将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后(温度不变)，发现缺角的晶体变完整了。若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是 、 (填“变大”“变小”“不变”或“不能确定”)。该变化过程中晶体表现出 性。
(3)Cu2O为半导体材料，其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶角，则该晶胞中有 个铜原子。
(4)灼烧硫酸铜可以生成一种红色晶体，如图所示为其晶胞结构，该化合物的化学式是 。 3.1 物质的聚集状态与晶体的常识
1. (2024·金华十校高二联考)液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列关于液晶的说法，正确的是(　C　)
A. 液晶是一种液态的晶体
B. 所有物质在一定条件下都能成为液晶
C. 施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列
D. 移去电场后，液晶分子相互平行排列
【解析】 液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，只有某些物质存在这种情况，并不是所有物质在一定条件下都能成为液晶，A、B错误；液晶的显示原理为施加电场时，液晶分子沿电场方向排列，即液晶分子平行于电场方向排列，移去电场后，液晶分子恢复到原来状态，C正确，D错误。
2. 下列关于等离子体的说法，错误的是(　D　)
A. 是物质的一种聚集状态
B. 是一种混合物存在状态
C. 具有导电性
D. 基本构成微粒只有阴、阳离子
【解析】 等离子体中既有带电的阳离子和电子，也有电中性粒子，是一个复杂的混合体系。
3. 水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。下列有关玻璃态水的说法，正确的是(　C　)
A. 水由液态变为玻璃态，体积缩小
B. 水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C. 玻璃态是水的一种特殊状态
D. X射线通过玻璃态水时，能产生明锐的衍射峰
【解析】 因玻璃态水密度与普通水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变，A、B错误；玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构，故玻璃态水不是晶体，X射线通过玻璃态水时不能产生明锐的衍射峰，D错误。
4. 在水晶柱面上滴一滴熔化的石蜡，用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡，会发现不同方向石蜡熔化速度的快慢不同，这是晶体的(　D　)
A. 自范性
B. 均一性
C. 晶胞“无隙并置”性
D. 各向异性
5. (2024·丽水中学高二检测)下列关于晶体和非晶体的本质区别的说法，正确的是(　D　)
A. 是否为具有规则几何外形的固体
B. 是否具有各向异性
C. 是否具有美观、对称的外形
D. 内部微粒在空间中是否呈周期性有序排列
【解析】 具有美观、对称、规则几何外形的固体不一定都是晶体，如玻璃，A、C错误；晶体与非晶体的本质区别在于其内部微粒在空间中是否按一定规律呈周期性有序排列，B错误，D正确。
6. (2024·兰溪一中高二检测)由下列过程得到的固体物质不属于晶体的是(　A　)
A. 将液态的塑料冷却后所得到的固体
B. 气态碘直接冷却成固态碘
C. 从熔融状态结晶出来的硫
D. 降低KCl饱和溶液的温度所得到的固体
【解析】 塑料是非晶体，液态塑料冷却后得到的固体不是晶体。
7. 下列关于晶体的说法，正确的是(　D　)
A. 粉末状的硝酸钾固体没有多面体外形，故为非晶体
B. 晶体呈现自范性的过程是非自发的过程
C. 玻璃和水晶皆为晶体，二者都有固定的熔点
D. 当晶体生长速率适当时才可得到规则的多面体外形
【解析】 粉末状的硝酸钾固体，每一个细小的颗粒即为一个微晶体，仍属于晶体，A错误；晶体呈现自范性的过程是自发地呈现多面体外形的过程，B错误；玻璃无固定熔点，不属于晶体，水晶为晶体，有固定的熔点，C错误；当晶体生长速率适当时，微观粒子排列整齐，体现自范性，才可得到规则的多面体外形，D正确。
8. 下列有关晶胞的说法，正确的是(　C　)
A. 由晶胞中的粒子数可直接确定该晶体的化学式
B. 若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用
C. 晶胞是晶体结构中最小的重复单元
D. 晶胞中不可能存在多个粒子
【解析】 晶胞中的粒子不一定完全属于该晶胞，故不能直接由晶胞中所含粒子数确定该晶体的化学式，A错误；1个晶胞中一般都有多个粒子，D错误。
9. (2024·奉化中学高二检测)研究发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性，因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(　B　)
A. Mg2CNi3 B. MgCNi3
C. MgCNi2 D. MgC2Ni
【解析】 根据晶胞结构可知，碳原子位于该晶胞的体心，所以该晶胞中含有一个碳原子，镁原子位于顶角处，因此镁原子个数为8×=1，镍原子位于面心处，因此镍原子个数为6×=3，故该晶体的化学式为MgCNi3。
10. 某晶体的结构单元如图所示(正三棱柱)，晶体中甲、乙、丙三种原子的数目之比为(　B　)
A. 3∶9∶4
B. 1∶4∶2
C. 2∶9∶4
D. 3∶8∶5
【解析】 该结构中含甲原子个数为6×=，乙原子个数为6×＋3×=2，丙原子个数为1，则甲、乙、丙原子的个数比为∶2∶1=1∶4∶2。
11. 如图所示为一种Al－Fe合金的晶胞，则该合金的化学式可表示为(　A　)
A. Fe2Al　 B. FeAl
C. Fe3Al2 D. Fe2Al3
【解析】 该晶胞中含有的铁原子数为8×＋6×＋12×＋1=8；铝原子都在晶胞内部，共4个，故铁、铝原子个数比为2∶1，化学式可表示为Fe2Al。
12. (2024·杭州二中高二检测)硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录。如图所示为该化合物的晶体结构，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。该化合物的化学式为(　B　)
A. MgB　 B. MgB2
C. Mg2B　 D. Mg3B2
【解析】 硼原子数为6，镁原子位于上、下面心(2个)及12个顶角，共有镁原子数为2×＋12×=3，则镁、硼原子个数之比为1∶2。
13. (2024·宁海中学高二检测)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，如图所示为其立方晶胞结构，晶胞边长为a pm。下列说法中，正确的是(　C　)
A. C60和石墨烯互为同分异构体
B. 该富勒烯化合物的化学式为K2C60
C. C60周围等距且距离最近的C60的数目为8
D. 该晶胞中含K和C60个数比为3∶4
【解析】 C60和石墨烯为同种元素形成的不同单质，互为同素异形体，A错误；该晶胞中含有K的个数为12×=6，C60的个数为8×＋1=2，故化学式为K3C60，B、D错误；以体心的C60为例，与其等距且距离最近的C60为顶角的8个C60，C正确。
14. (2024·镇海中学高二检测)在一定条件下，物质的聚集状态随着构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同，如物质的不同聚集状态有固态、液态、气态、晶态、非晶态、准晶、等离子体、液晶等。请回答下列问题：
(1)准晶是一种无平移周期序但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过　X射线衍射实验　来区分晶体、准晶和非晶体。
(2)将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后(温度不变)，发现缺角的晶体变完整了。若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是　不变　、　不变　(填“变大”“变小”“不变”或“不能确定”)。该变化过程中晶体表现出　自范　性。
(3)Cu2O为半导体材料，其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶角，则该晶胞中有　16　个铜原子。
(4)灼烧硫酸铜可以生成一种红色晶体，如图所示为其晶胞结构，该化合物的化学式是　Cu2O　。
【解析】 (3)根据均摊法计算，1个晶胞中含有的氧原子数为4＋6×＋8×=8，再结合化学式Cu2O可知，1个晶胞中含有16个铜原子。

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