结晶习题

化工结晶练习题结晶是化工领域中常见的分离和纯化技术，通过控制温度、溶液浓度及其他工艺条件，使溶液中的溶质以固态结晶的形式析出，从而得到纯净的晶体产品。

本文将介绍一些常见的化工结晶练习题，旨在帮助读者巩固对结晶过程的理解和应用。

第一题:某化工厂生产过程中产生了一种含单组分溶质A的溶液。

该溶液的浓度为30%(质量分数)，厂方希望通过结晶过程将溶质A提纯至60%(质量分数)。

请问，需要添加多少量的溶剂B来达到目标浓度？解答:设需要添加的溶剂B的质量为x g。

在结晶前的溶液中，溶质A的质量为0.3(1-x) g，溶剂A的质量为0.7(1-x) g。

在结晶后的溶液中，溶质A的质量为0.6(1-x) g，溶剂A的质量为0.4(1-x) g。

根据质量守恒原理，可得以下方程：0.3(1-x) = 0.6(1-x) + x解方程可得：x = 0.3因此，需要添加的溶剂B的质量为0.3 g。

第二题:有一种晶体物质在含水溶液中具有较好的溶解性，但在饱和溶液中降温时可以结晶析出。

该晶体在25°C下的饱和溶解度为40 g/100 mL，而在10°C下饱和溶解度为20 g/100 mL。

现有150 mL饱和溶液，冷却至10°C后，晶体会结晶出多少量？解答:根据题目所给信息，可以计算出溶液中晶体物质的质量。

在25°C 下，150 mL饱和溶液中晶体物质的质量为40 g/100 mL * 150 mL = 60 g。

在10°C下，150 mL饱和溶液中晶体物质的质量为20 g/100 mL * 150mL = 30 g。

因此，冷却至10°C后，会析出30 g的晶体。

第三题:某种物质在水中的饱和溶解度随温度的变化情况如下：温度(°C) 饱和溶解度(g/100 mL)10 3020 4030 6040 8050 100请根据上述数据，绘制该物质在水中的溶解度随温度变化的曲线图。

.单项选择题(每小题2分,共20分) 1•下列不属于溶液结晶的是(A)A熔融结晶B蒸发结晶C盐析结晶D反应结晶2.当溶液处于(B)时，表现为过饱和溶液瞬间析出较多晶核。

A稳定区B不稳区C介稳区D亚稳区3.关于极限过饱和度，下列说法错误的是(C)A任何一种杂质的引入都会引起极限过饱和度的变化B用沃利梅尔速率方程式测定第一极限过饱和度,不需要考虑时间因素C在一般情况下，固相杂质促使极限过饱和度升高D极限过饱和度与新相产生的速率有关4.关于晶核与结晶中心,下列说法正确的是(D)A结晶中心是与不稳定液相处于平衡状态的粒子B晶核为一种能够继续长大的新相粒子C结晶中心的大小受某些因素限制D都是生长着的晶体5.下列关于晶体的生长，错误的是(B)A单核生长的特点是成核时间大大超过单层生长时间B多核生长机理适用相对过饱和度较高的体系C层生长理论认为晶体生长过程是晶面层层外推的过程D二维生长机理的适用条件为溶质浓度不小于溶解度的101%-102%6.下列有关结晶动力学的说法错误的是(C)A多温结晶的特点是速率常数不是恒定的B诱导期时间、结晶速率及其最大值、过程阶数都属于结晶过程的动力学特征参数C结晶时间是指结晶开始至某时刻t的时间段，并且包括诱导期D过饱和度增大的速度主要依赖于系统的冷却速度7.杂质对成核速率的影响,可由(A)判断。

A溶解度的变化B温度的变化C压力的变化D诱导期的变化8.关于结晶分离，下列说法错误的是(B)A不同的熔化温度可作为结晶分离的依据B结晶法不可分离沸点相近的混合物C结晶法可分离热稳定性差的混合物D.结晶分离消耗能量小9.下列不属于影响结晶产品纯度因素的是(D) A母液B晶体粒度C晶簇D晶核大小10下列说法错误的是(C)A吸湿点越高，化合物的吸湿能力越差B结晶条件对于极限过饱和度的值有直接的影响C低过饱和度下的晶体生长与结构缺陷无关D晶体粒度分布与晶习改变与否有关一.单项选择题(每小题2分,共20分)1•下列不属于晶体基本特性的是(c)A自范性B各向异性c最大内能性D稳定性2.下列公式表示绝对过饱和度的是(A)A.C-CeqBC-Ceq)/CeqcTf-TDC/Ceq3.当溶液处于(C)时，表现为溶液过饱和，无加晶种等外界扰动作用下,不发生晶核的自发形成A稳定区B不稳区C介稳区D过饱和曲线4•下列方法不属于测定第一极限过饱和度的是(D)A沃利梅尔速率方程式B托弗宾和克拉斯诺娃法C求得某一浓度D什雷科夫和戈尔巴切夫法5.晶核与结晶中心的共同点是(B)A不稳定液相处于平衡状态的粒子B生长着的晶体C一种能够继续长大的新相粒子D一种能作为生成新相基础的其它固体粒子6.下列说法错误的是(B)A二维生长机理的适用条件:过饱和系数S21.01-l.02 B.多核生长机理适用相对过饱和度较高的体系C低过饱和度下的晶体生长与结构缺陷有关D阶梯状生长属于层生长理论的范畴7•影响晶体生长最主要的因素为(A)A温度B压力C搅拌强度D过冷度8•下列关于诱导期的说法错误的是(B)A相变发生时的潜伏转变时期B范围比较窄,通常只有几秒C诱导期的延续时间与温度有关D诱导期的延续时间取决于过冷度9•下列关于吸湿性正确的是(A)A吸湿点越高,吸湿性越差B混合盐吸湿性具有直接的加和性C吸湿点取决于温度,吸收系数与温度无关D物质的结块性与吸湿性无关10.关于晶体粒度分布错误的是(C)A晶体粒度分布与晶体的成核速率、生长速率有关B晶体粒度分布与晶习改变与否有关C晶体粒度,不受出现结晶中心的时间影响D可通过杂质调节晶核数,进而调节粒度。

第一章·习题与答题1.晶体的两个最显著且重要的特点是什么？★答：（1）化学元素是质点，和（2）质点在三维空间的周期重复。

或者(1）一定的化学成分，和(2）一定的晶体结构。

2.晶体一定是固态的吗？答:是。

因为它的内部质点在三维空间做周期性重复排列。

3.简述晶体结构和晶体结构要素。

答：晶体结构：反映晶体结构中全部基元之间关联特征的整体。

四种晶体结构要素:（1)质点，即构成晶体的离子、原子、离子团或分子；（2）行列,是质点在一维方向上周期重复排列构成的直线;（3）面网，是质点在二维方向上周期重复排列形成的平面；（4）晶胞，晶体结构的最小重复单位。

将晶胞在三维空间无间隙平移就可建立起整个晶体结构。

4.综合说明各晶体结构要素之间的关系。

答：（1）构成晶体结构的质点在一维空间按一定规律周期重复排列可以建立行列；在二维空间按一定规律周期重复排列可以建立面网，在三维空间按一定规律周期重复排列可以建立晶体结构。

（2）在晶体结构的任一行列上总可找出一单位行列，即质点在该行列方向上的最小周期重复单位；沿该行列方向无间隙平移其单位行列即可建立该行列。

找出晶体结构中互相平行、但不同的行列，将它们沿另二维方向按一定的周期平移，整个晶体结构即可建立.(3）在晶体结构的任一面网上总可以找出一个单位面网，将这个单位面网在该二维方向无间隙平移，可推导出该二维的整个面网.找出晶体结构中平行、但不同的面网，将它们按一定周期在另一维方向平移，可以建立整个晶体结构。

（4)将上述的中在晶体结构中一定、也只能找到一个最小重复单位，晶胞，将晶胞在三维方向无间隙平移，可以获得整个晶体结构。

晶胞里可以找到所有的质点、单位行列和单位面网（有些行列和面网需要拓展结构以后才能看出）.5.简述晶体结构要素分别与晶面、晶棱和角顶的关系.★答:晶体结构最外的那层面网就是晶面，最外的两面网相交的一条行列即是晶棱,最外的三个面网或三根行列的交点处的质点就是角顶.6.指出晶体、准晶体和玻璃体的异同，解释为什么它们有此区别。

结晶学复习题一、名词解释单形、晶体、空间格子、科塞尔原理、布拉维法那么、面角恒等定律、类质同象、同质多象、解理、断口、对称、平行连生、克拉克值、铝硅酸盐、矿物、配位数、配位多面体、双晶、假象、胶体、二八面体结构、三八面体结构、格子构造1.单形:单形是由对称要素联系起来的一组晶面的总和。

2.晶体的定义：晶体是具格子构造的固体。

3.空间格子：用以表示晶体内部质点排列的规律性。

是从实际晶体构造中抽象出来的一种由相当点排列而成的几何图形。

4.科塞尔原理：晶面生长的过程应该是先长完一条行列，然后再长相邻的行列；长满一层面网然后开始长第二层面网。

晶面〔晶体的最外层的面网〕是平行地向外推移的。

这就是科塞尔原理。

5. 布拉维法那么：生长速度大的晶面在晶体生长过程中逐渐缩小，甚至消失；而生长速度小的晶面在生长过程中扩大了，最后在保存在晶体上。

6.成分和构造相同的所有晶体，其对应晶面间的夹角恒等，这一规律称为面角恒等定律。

7.类质同象：晶体结构中某种质点〔原子、离子或分子〕被其他类似的质点所代替，仅晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变的现象，如菱锰矿中的镁被铁代替，结构形式不变8.同质多象：同种化学成分的物质，在不同的物理化学条件下，形成不同结构的晶体的现象。

如CaCO3在不同条件下可以形成方解石和文石9.解理：矿物晶体在受力作用时，沿一定结晶学方向破裂成一序列光滑平面的固有特性称为解理。

这些平面称解理面。

如方铅矿的立方体完全解理10.断口：当矿物遭受超过其弹性极限的外力作用时，沿任意方向破裂成不平整的断面11.晶体具有对称性，这表现在晶体外形上是相等的晶面、晶棱和角顶有规律的重复出现。

12.平行连生:同种晶体，彼此平行地连生在一起，在连生着的晶体之间，其对应的晶面和晶棱相互平行。

13.克拉克值：元素在地壳中平均的百分含量，通常有质量克拉克值和原子克拉克值两种表示方法。

14.铝硅酸盐：在硅酸盐类中，Al3+以四次配位的形式，进入到[SiO4]四面体中，替代一局部Si4+,这种硅酸盐称为铝硅酸盐。

《结晶学基础》第八章习题8001在A 1型等径圆球密堆积中，密置层为：----------------------------------- ( )(A) (100)面 (B) (110)面 (C) (111)面 (D) (210)面8002在A 1型堆积中，可取出一立方面心晶胞，金刚石晶体可抽出立方面心点阵，所 以C 原子是按A 1型堆积的，对否？8003从A 3型堆积中可取出一个六方晶胞，晶胞中含有两个球，坐标分别为(0,0,0)和（1/3,2/3,1/2），故为六方体心点阵，对否？ 8004在A 1型堆积中，球数：正四面体空隙数：正八面体空隙数=________。

8005等径圆球作A 2型堆积，其密置列方向为：----------------------------------- ( )(A) a (B) b (C) c (D) a +b (E) a +b +c8006原子按六方最密堆积排列，原子在六方晶胞中的坐标为_______。

8007已知 Mg 的原子半径为 160 pm ，属 hcp(六方最密堆积)结构。

(1) 晶体有什么微观特征对称元素？属什么空间点阵型式？(2) 原子分数坐标；(3) 若原子符合硬球堆积规律，求金属镁的摩尔体积； (4) 求d 002值。

8008等径圆球六方最密堆积，中最近两个相邻八面体空隙公用的几何元素为_____；最近两个相邻四面体空隙公用的几何元素为____________。

8009等径圆球的六方最密堆积可划分出六方晶胞，晶胞中两个原子的分数坐标分别为(0,0,0)和(1/3,2/3,1/2)。

(1)八面体空隙中心的分数坐标为____________，_____________。

(2)四面体空隙中心的分数坐标为____________，____________，___________ ____________。

8010由直圆柱形分子堆积，最高的空间利用率为____________。

《结晶学基础》第九章习题9001某二元离子晶体AB具有立方硫化锌型结构，试填写：(1) 该离子晶体的点阵型式：_________________________ ;(2) 正离子A2+的分数坐标：_________________________ :(3) 负离子B2-的分数坐标：________________________ :(4) 晶胞中结构基元数目：__________________________ ；(5) 每个结构基元由多少个A2+和组成：_______________ :(6) 负离子B?-的堆积方式：_________________________ :(7) 正离子所占空隙类型：__________________________ ；(8) 正离子所占空隙分数：__________________________ ；(9) 正离子至负离子间的静电键强度为：______________ :(10) 和负离子直接邻接的正离子与该负离子间的静电键强度总和：_________9002已知立方ZnS的立方晶胞参数“=541pm, Zn和S的相对原子质量分别为65.4和32.0, 试回答：(1) Zn和S原子在晶胞中的坐标参数：(2) Zn-S 键长；(3) ZnS的晶体密度：(4) 计算330衍射而间距d33o的值；(5) 估计衍射330的衍射强度。

9003已知立方ZnS(闪锌矿)晶体晶胞参数心540.6? pm,求Zn-S键长。

9004CaF?属立方晶系，正当晶胞中含有4个钙原子，苴分数坐标^(0.0.0),(0.1/2.1/2), (1/2.0.1/2), (1/2,1/2,0)；八个氟原子，其分数坐标为(1/4J/4J/4), (1/4,3/4,1/4), (3/4,1 /4,1/4),(1/4」/4,3/4), (3/4,3/43/4), (3/4,3/4,1/4), (3/4,1/43/4), (1/4,3/4,3/4)。

一、名词解释：晶体、非晶质体、准晶体、空间格子、相当点、布拉维法则、歪晶、面角恒等定律、对称、晶体对称定律、对称要素、对称操作、对称型、晶体定向、米氏符号、整数定律、单形符号、单形、聚形、平行连生、双晶、双晶率、配位数、配位多面体、类质同象、同质多象、副象二、填空：1、空间格子要素包括：_____、______、______和_______。

2、面网间距与面网密度的关系：______________________。

3、晶体的基本性质包括：_____、______、______、_______、最小内能和最大稳定性。

4、晶体外形上可能存在的对称要素包括：、、和旋转反伸轴，相应的对称操作为：_____、______、______和_______。

5、对称型为3L23PC的晶体，属于晶系、晶族；3L24L3属于晶系、晶族。

6、某晶面在X、Y、Z轴上的截距分别为6a、3b、2c，米氏符号为：______。

7、立方体的晶面符号分别为：_____、______、______、_______、______和_______。

8、晶体的单形有_____种结晶单形，_____几何单形。

9、立方体和四面体两种单形可以相聚？（）。

菱面体和菱形十二面体两种单形可以相聚？（）10、一般按照双晶各单体间结合方式的不同，把双晶分成______和_______两大类。

11、______和_______晶格的晶体，内部结构可以用球粒最紧密堆积来进行分析。

12、球体最紧密堆积的两种基本形式：______和_______。

13、在等大球最紧密堆积结构中，阳离子的配位多面体为_____或_____，配位数为_____或_____。

三、问答：1、简述层生长理论和螺旋位错原理的主要内容，以及两者之间的联系和区别。

2、晶体对称分类的体系和分类依据。

3、各晶系晶体定向时，坐标轴的选择原则。

4、聚形分析的步骤。

5、论述矿物中的类质同象现象。

《结晶学基础》第七章习题7001试说明什么是单晶？什么是多晶？7002有一AB晶胞，其中A和B原子的分数坐标为A(0，0，0)，B(1/2，1/2，1/2)，属于：------------------------------------ ( )(A) 立方体心点阵(B) 立方面心点阵(C) 立方底心点阵(D) 立方简单点阵7004从CsCl 晶体中能抽出________点阵，结构基元是________，所属晶系的特征对称元素是________。

7005某AB 型晶体属立方ZnS 型，请回答下列问题：(1) 从该晶体中可抽取出什么空间点阵？(2) 该晶体的结构基元为何？(3) 正当晶胞中含有几个结构基元？(4) 应写出几组B 原子的分数坐标？(5) 晶胞棱长为a，求在C3轴方向上A—A 最短距离；(6) 晶胞棱长为a，求在垂直C4轴的方向上B-B 最短距离。

7007有一个A1 型立方面心晶体，试问一个立方晶胞中可能含有多少个A 和多少个B。

7010点阵参数为432 pm的简单立方点阵中，(111)，(211)和(100)点阵面的面间距离各是多少？7011从某晶体中找到C3，3C2，σh，3σd等对称元素，该晶体属________晶系是_____点群。

701270137014属于立方晶系的点阵类型有________________，属于四方晶系的点阵类型有____________。

7015晶体宏观外形中的对称元素可有________，________，________，______四种类型；晶体微观结构中的对称元素可有________，________，________，________， ________，________，______七种类型；晶体中对称轴的轴次(n )受晶体点阵结构的制约，仅限于n =_________；晶体宏观外形中的对称元素进行一切可能的组合，可得________个晶体学点群；分属于________个晶系，这些晶系总共有________种空间点阵型式，晶体微观结构中的对称元素组合可得________个空间群。

结晶学基础习题答案结晶学基础习题答案结晶学是研究晶体的形成和生长过程的学科，是材料科学中的重要分支。

通过理解结晶学的基础知识和习题的解答，我们可以更好地理解晶体的形成规律和性质。

下面是一些结晶学基础习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。

1. 什么是晶体？答：晶体是由原子、分子或离子按照一定的空间排列规律而形成的固态物质。

晶体具有有序的结构和规则的外形，拥有特定的物理和化学性质。

2. 什么是晶体的晶格？答：晶体的晶格是指晶体中原子、分子或离子的周期性排列方式。

晶格可以看作是一个无限延伸的周期性结构，由晶胞和晶胞间隙组成。

3. 什么是晶胞？答：晶胞是晶体中的最小重复单元，它可以代表整个晶体的结构。

晶胞通常由一组原子、分子或离子构成，且具有特定的几何形状。

4. 什么是晶体的晶系？答：晶体的晶系是指晶体的晶格几何形状和对称性。

根据晶胞的几何形状和对称性，晶体可以分为七个晶系：立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱面晶系、三斜晶系和六方晶系。

5. 什么是晶体的晶面？答：晶体的晶面是指晶体表面上的平坦区域，它是晶体晶格的截面。

晶面的性质和排列方式对晶体的形态和性质具有重要影响。

6. 什么是晶体的晶体学指标？答：晶体的晶体学指标是用来描述晶体晶面的一组数值。

晶体学指标由三个整数（hkl）表示，分别代表了晶面与晶轴的交点数目。

7. 什么是晶体的晶体学方向？答：晶体的晶体学方向是指晶体内的某个方向，它由一组整数（uvw）表示。

晶体学方向可以用来描述晶体的生长方向和晶体的物理性质。

8. 什么是晶体的晶体学点阵？答：晶体的晶体学点阵是指晶体中的原子、分子或离子的周期性排列方式。

晶体学点阵可以通过晶胞的重复堆积来描述晶体的结构。

9. 什么是晶体的晶体学缺陷？答：晶体的晶体学缺陷是指晶体中存在的非理想结构或非周期性排列的部分。

晶体学缺陷可以影响晶体的物理性质和力学性能。

10. 什么是晶体的晶体学生长？答：晶体的晶体学生长是指晶体从溶液或气相中生长出来的过程。

习题集第一章1填空1 ①空间格子是②等同点在三维空间作格子状排列所构成的图形。

它们的要素有③结点、④行列、⑤面网和⑥平行六面体，并且有⑦平行行列结点间距不变，⑧同一行列，结点间距相等。

在相互平行的面网间⑨面网密度及面网间距面网间距越大，②面网密度越大。

2 从外表特征描述，晶体是天然具有①规则几何外形的②固体。

晶体的外表平面叫③晶面，两者相交的直线叫④晶棱。

就晶体本质而言，不论外形⑤是否规则，它们的⑥内部质点在⑦三维空间, 都有⑧有规律周期性重复排列成的⑨固体。

3 非晶质体内部质点排列不具①格子构造，不能自发长成②几何多面体，它的内部结构只具有③、统计均一性，它的性质在不同方向上是④同一的。

4 晶体的基本性质有①自限性、②均一性、③异向性、④对称性、⑤最小内能、⑥最大稳定性。

5 晶体在生长过程中，晶面的生长速度与其①面网密度呈相反变化，晶面的②面网密度大，其生长速度小，晶面变③大。

也就是说晶体通常被④面网密度的面网所包围，这个规律叫做⑤布拉维法则。

6 八面体几何单形属于①高级晶族②等轴晶系。

它的对称型是③3L44L36L29PC，国际符号是④ m3m ，晶体定向时⑤以相互垂直的3L4之一作为Z轴方向。

它的单形符号是⑥{11l}，它能和⑦立方体，菱形十二面体形成聚形。

7 根据晶体是否有及有几个①高次轴，把②32种对称型划分为③高中低三个晶族④七个晶系，再将空间格子按⑤形状和⑥结点分布分类，与各晶系相对应的空间格子类型共有⑦14种。

8 晶体中全部对称要素的组合称为①对称型。

写对称型时先写②对称轴，按③由高次到低次顺序排列，再写④对称面、⑤对称中心。

晶体的全部对称要素都通过⑥晶体的中心，进行对称操作时，至少⑦至少有一个点不动因此⑧对称型又称为点群。

9 立方体几何单属于①高级晶族②等轴晶系。

它的对称型是③3L44L36L29PC，国际符号是④m3m，晶体定向时⑤以相互垂直的3L4之一作为Z轴方向。

它的单形符号是⑥{100}，它能和⑦八面体，菱形十二面体形成聚形。