2024届高三新高考化学大一轮专题练习---晶体结构与性质

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习---晶体结构与性质，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习---晶体结构与性质
一、单选题
1．（2023·辽宁·校联考模拟预测）钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示：

已知：晶胞参数，。下列说法错误的是
A．该超导材料的最简化学式为
B．Fe原子的配位数为4
C．阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度的计算式为
D．基态钾离子的电子占据的最高能级共有7个原子轨道
2．（2023·黑龙江绥化·统考模拟预测）某种新型储氢材料的立方晶胞结构如图所示，其中八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。已知该储氢材料的摩尔质量为188 g·mol-1，晶胞参数为a nm。下列说法正确的是
  
A．M为铜元素
B．每个晶胞中含有12个NH3
C．该储氢材料晶胞的体积为a3×10-27 cm3
D．晶胞中M金属离子与B原子数之比为1∶2
3．（2023·湖南长沙·湖南师大附中校考二模）物质A因其受热分解(反应如下图所示)产生而受到新能源汽车行业的关注。已知元素X、Y形成的一种晶体的晶胞结构如图M所示，元素X基态原子的价电子排布式为，X、Y同周期，且Y的基态原子是同周期中单电子数目最多的。下列有关说法正确的是
  
A．A分子中含有配位键
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>Y
C．T分子不可能所有原子共平面
D．晶体M中，X的配位数为12
4．（2023春·湖北·高三校联考阶段练习）钙钛矿太阳能电池是当前世界最有前途的薄膜光伏技术之一，(相对分子质量为620)是最主要的有机无机杂化钙钛矿材料，其晶胞结构如图所示，A为有机阳离子，其分数坐标为，B的分数坐标为，为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
  
A．C的分数坐标为
B．每个A周围与它最近且等距离的B有8个
C．原子的简化电子排布式为
D．该晶体的密度为
5．（2023·福建龙岩·统考模拟预测）某补血剂有效成分M的结构如图所示，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X为原子半径最小的元素，Y和Z同主族，X、Y、Z原子序数之和为25，W为金属且W3+的价层电子为半充满结构。下列说法正确的是

A．M具有氧化性，能与KI发生反应
B．Z的氧化物的水化物可能有还原性
C．M中W的轨道杂化方式为sp3
D．该晶体熔化时，只需克服离子键的作用
6．（2023·山西吕梁·统考二模）具有光催化活性的TiO2可通过氮掺杂生成TiO2-aNb后，在光照下的输出稳定性更好，其晶胞结构如图，已知原子1、原子2的分数坐标为(0，0，)和(1，0，0)，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是
  
A．氮掺杂生成的TiO2-aNb中，a=，b=
B．原子3的分数坐标为(1，0，)
C．TiO2晶体中，Ti的配位数为8
D．TiO2的密度为g·cm-3
7．（2023·江苏南通·统考三模）黄铁矿是自然界中常见的金属矿物，主要成分为。工业上常煅烧其生成含铁矿渣和含硫气体。含硫气体可用来提取硫和制造硫酸，制硫酸时的尾气常用氨水吸收；含铁矿渣与硫酸反应后再加入溶液，可制备。常温下可用铁质容器贮存浓硫酸。的晶胞如下图所示。

下列化学反应表示正确的是
A．煅烧黄铁矿：
B．气体与气体混合：
C．氨水吸收过量：
D．溶液与溶液混合的离子方程式：
8．（2023春·湖北恩施·高三校联考期中）硒化锌是一种重要的半导体材料；其晶胞结构如图甲所示，已知晶胞参数为p nm，图乙为晶胞的俯视图，下列说法正确的是

A．晶胞中硒原子的配位数为8
B．晶胞中d点原子分数坐标为(，，)
C．Zn位于元素周期表的d区
D．Zn和Se的最短距离为p nm
9．（2023春·河北唐山·高三校联考期中）有关晶体的结构如图所示，下列说法中正确的是

A．该气态团簇分子的分子式为MN，其晶体不导电
B．氯化铯晶体中，每个周围距离最近的有8个
C．在晶体中，每个晶胞平均占有4个，的配位数是4
D．在NaCl晶体中，距最近且等距的有6个，距最近且等距的共6个
10．（2023春·山东潍坊·高三统考阶段练习）、、、金刚石四种晶体的结构模型如图所示。下列说法正确的是
  
A．晶体中，每个晶胞含有4个分子
B．晶体中，每个周围与其最近且等距的有4个
C．金刚石晶体中，碳原子之间的最短距离为
D．上述四种晶体中，晶体熔点最高

二、多选题
11．（2023·辽宁大连·育明高中校考一模）向溶液中滴加黄血盐可制得普鲁士蓝，向溶液中滴加赤血盐可制得滕氏蓝。普鲁士蓝和滕氏兰很久以来都被视为两种物质，但科学家研究发现，两者都是如图所示结构(未标出)。下列关于普鲁士蓝和滕氏蓝说法不正确的是
  
A．根据如图的晶体结构，应位于晶胞体心 B．普鲁士蓝和滕氏蓝都是离子晶体
C．该图不能表示普鲁士蓝晶体的晶胞 D．测定晶体的结构常采用X射线衍射法
12．（2023春·山东菏泽·高三统考期中）的晶胞结构示意图如图甲所示，其中Li位于立方体的顶点、部分棱心和面心，O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。电池充电时，脱出部分，形成乙、丙。下列说法错误的是

A．图甲中每个晶胞中含有的单元数有4个
B．
C．中
D．若晶胞丙的边长为a pm，则晶胞密度为 g⋅cm
13．（2023·山东东营·东营市第一中学校考二模）工业上用黄铜矿(主要成分是，还含有少量)制备的工艺流程如图1：

下列说法正确的是
A．“浸取”时离子方程式为
B．“滤渣①”成分是、
C．“还原”时加入和浓盐酸主要是为了提供，跟铜元素形成可溶于水的物质
D．的晶胞如图2，每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数目是4

三、非选择题
14．（2023春·高三单元测试）磷酸铁锂()是一种重要的锂离子电池正极材料。
(1)的晶胞结构示意图如图-1所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。

①图-1、图-2中小球表示的是___________(填微粒符号)。
②图-1中每个晶胞中含有的单元数有___________个。
(2)利用钛铁矿(主要成分为，含有少量MgO、CaO、等杂质)制备磷酸铁和锂离子电池正极材料()的部分工业流程如图4所示：

①基态与离子中未成对的电子数之比为___________。
②磷酸根离子的空间构型为___________。
③1mol分子中含有的σ键的数目为___________。
④煅烧得到的化学方程式为___________。
⑤制备的过程中，理论上所需17%双氧水与的质量比为___________。
15．（2023·天津河北·统考一模）元素周期表中，铍(Be)与铝处于对角线的位置，它们的性质相似。试回答：
(1)Be元素在元素周期表中的位置：___________，有关Be性质的推断不正确的是___________(填序号)。
a．Be是一种轻金属，能与冷水反应
b．氧化铍具有高熔点，能耐酸碱
c．常温时，溶液的
(2)已知：，写出与NaOH溶液反应的离子方程式(铍酸根离子为)：___________
(3)基态铝原子的价电子排布式为___________，镁铝合金经过高温淬火获得一种储钠材料，用___________法测定其晶胞结构如图1所示，图中原子位于顶点或面心。该晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为___________，该立方晶胞的晶胞的密度为，设阿伏加德罗常数的值为，则该晶胞中镁铝之间的最近距离为___________pm。(列出计算式，可不化简)。

(4)铝石墨双离子电池是一种全新的低成本、高效能电池，反应原理为：，电池结构如图2所示。放电时，正极反应式为___________，充电时，应将铝-石墨电极与外接电源的___________极相连。
16．（2023春·福建漳州·高三漳州三中校考阶段练习）晶体的结构决定了晶体的性质。下面为几种晶体或晶胞的示意图：

请回答下列问题：
(1)图中晶体或晶胞所表示的物质以共价键结合所形成的是_____。
(2)冰、金刚石、MgO，三种晶体的熔点由高到低的顺序为_____，理由是_____。
(3)NaCl晶体与MgO晶体类型相同，NaCl晶体的晶格能_____(填“大于”或“小于”)MgO晶体的晶格能，原因是_____。
(4)铜晶胞中，晶胞边长为acm，Cu的相对原子质量为64，金属铜密度为ρg•cm-3，则阿伏加德罗常数的数值NA，可表示为_____。
17．（2023春·福建漳州·高三漳州三中校考阶段练习）如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。

(1)代表金刚石的是_____(填编号字母，下同)，其中每个碳原子与_____个碳原子最接近且距离相等。
(2)代表石墨的是_____，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为_____个。
(3)代表NaCl的是_____，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有_____个。
(4)代表干冰的是_____，它属于_____晶体，每个CO2分子与_____个CO2分子紧邻。
(5)NaCl晶体、HCl晶体、干冰、金刚石；其中在熔融或液态时能导电的电解质是_____，液态不导电但为电解质的是_____，在水溶液中能导电的非电解质是_____。
18．（2023·全国·高三专题练习）人体必需的元素包括常量元素与微量元素，常量元素包括碳、氢、氧、氨、钙、镁等，微量元素包括铁、铜、锌、氟、碘等，这些元素形成的化合物种类繁多，应用广泛。
(1)碳酸盐中的阳离子不同，热分解温度就不同，查阅文献资料可知，离子半径，，，；碳酸盐分解温度，，，。分析数据得出的规律是_______，解释出现此规律的原因是_______。
(2)自然界的氟化钙矿物为萤石或氟石，的晶体结构呈立方体形，其结构如下：

①两个最近的之间的距离是_______(用含m的代数式表示)。
②晶胞的密度是_______(化简至带根号的最简式，表示阿伏加德罗常数的值)。

参考答案：
1．D
【分析】由平面投影图可知，钾原子8个位于顶点，1个位于体心，其个数为：8×+1=2，硒原子8个位于棱上，2个位于晶胞内部，其个数为8×+2=4，铁原子8个位于面心，其个数为8×=4，由此分析解题。
【详解】A．由平面投影图可知，晶胞中位于顶点和体心的钾原子个数为2，位于面上的铁原子个数为4，位于棱上和体内的硒原子的个数为4，则超导材料最简化学式为，A正确；
B．由平面投影图可知，位于面心上的铁原子与位于棱上和体内的硒原子的距离最近，所以铁原子的配位数为4，B正确；
C．设晶体的密度为，由晶胞的质量公式可得：，，C正确；
D．已知K为19号元素，故基态钾离子的电子占据的最高能级即3p能级，共有3个原子轨道，D错误；
故答案为：D。
2．D
【分析】某种新型储氢材料的立方晶胞结构如图所示，其中八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体，八面体位于顶点和面心，八面体的个数为8×＋6×＝４，1个八面体中有1个M和6个NH3，晶胞中含4个M和24个NH3；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子，四面体位于体内，四面体的个数为8，1个四面体中有1个B和4个H，晶胞中含8个B和32个H；据此作答。
【详解】A．晶胞中M、NH3、B、H的个数之比为4∶24∶8∶32=1∶6∶2∶8，晶体的化学式为M(NH3)6(BH4)2，该储氢材料的摩尔质量为188g/mol，M的相对原子质量为188-6×17-2×15=56，M为Fe元素，A项错误；
B．1个八面体中有6个NH3，1个晶胞中含4个八面体，则每个晶胞中含有4×6=24个NH3，B项错误；
C．晶胞参数为anm=a×10-7cm，该储氢材料晶胞的体积为(a×10-7cm)3=a3×10-21cm3，C项错误；
D．晶胞中M金属离子与B原子数之比为4∶8=1∶2，D项正确；
答案选D。
3．A
【分析】元素X基态原子的价电子排布式为，则n=2，元素X基态原子的价电子排布式为2s22p1，X为B，X、Y同周期，都为第二周期元素，且Y的基态原子是第二周期中单电子数目最多的，Y为N，W只连接1个共价键，且A受热分解产生，W为H元素，以此解答。
【详解】A．A分子中B原子含有空轨道，N原子含有1个孤电子对，B原子和N原子之间形成了1个配位键，故A正确；
B．非金属性：N>B，元素非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则酸性：HNO3>H3BO3，故B错误；
C．T分子中B原子和N原子都形成双键，二者都是sp2杂化，T分子是平面的结构，所有原子共平面，故C错误；
D．由晶胞结构可知，以晶胞内一个B原子为中心，周围有4个N原子，则B的配位数为4，故D错误；
故选A。
4．C
【详解】A．根据晶胞结构可知，C位于晶胞的面心，A分数坐标为，B的分数坐标为，则C的分数坐标为，A正确；
B．根据晶胞结构可知，A位于晶胞顶点，B位于晶胞体心，则每个A周围与它最近且等距离的B有8个，B正确；
C．Pb为82号元素，则原子的简化电子排布式为，C错误；
D．根据晶胞结构可知，该晶胞边长为apm，则其体积为(a×10-10)cm3，该晶体的分子式为：，其摩尔质量为：620g/mol，该晶体的密度为，D正确；
故选C。
5．B
【分析】X为原子半径最小的元素，X为H。W为金属且W3+的价层电子为半充满结构，则W为Fe。Y和Z同主族，X、Y、Z原子序数之和为25，再结合其结构，Y为O，Z为S。
【详解】A．结合图看，M的化学式为[Fe(H2O)6]SO4·H2O，Fe的化合价为+2，+2的铁弱氧化性不能KI反应，A项错误；
B．Z的氧化物的水化物可能H2SO3，其中S为+4价均有强还原性，B项正确；
C．M中W的杂化为d2sp3，C项错误；
D．该分子中存在分子间氢键，所以晶体熔化克服离子键和氢键，D项错误；
故选B。
6．A
【详解】A．由TiO2-aNb晶体结构可知，氮掺杂反应后有3个氧空穴，O原子6个在棱上、6个在后面，1个在体内，O原子个数为，N原子1个在棱上、1个在面，N原子个数为，Ti原子8个在顶点、4个在面心，1个在体内，Ti原子个数为，，，，A正确；
B．原子1、2的坐标分别为，由TiO2的晶胞结构可知，原子3的坐标为，B错误；
C．钛离子形成体心四方点阵，氧离子形成八面体，八面体嵌入体心四方点阵中，每个钛离子周围有6个氧离子，Ti的配位数为8，C错误；
D． Ti原子在晶胞的8个顶点、4个面心和1个在体内，Ti原子的个数为，O原子在8个棱上、8个面上，2个在体内，O原子个数为，则1mol晶胞的质量，一个晶胞的质量为，体积为，则TiO2的密度为，D错误;
故答案为：A。



7．B
【详解】A．黄铁矿“煅烧”时反应的化学方程式为，不是生成三氧化硫，故A错误；
B．气体与气体混合发生的反应为，故B正确；
C．用氨水吸收少量SO2生成亚硫酸铵，离子方程式为：2NH3·H2O+SO2=2NH+SO+H2O，亚硫酸铵要拆开，故C错误；
D．属于弱酸的酸式酸根离子，部分发生电离，不能将其拆开，故D错误；
故答案选B。
8．D
【详解】A．该晶胞中Zn原子位于Se围成的正四面体空隙内，Zn原子的配位数是4，Se原子位于顶点和面心，个数为：4，Zn原子位于体内个数为：4，则该晶胞对应的化学式为ZnSe，晶胞中Se原子的配位数也是4，A错误；
B．该晶胞中a点坐标为(0，0，0)，a原子位于坐标原点，由图乙可知d原子在坐标轴正方向空间内，且到x轴、y轴、z轴的距离分别为、、，即d原子的坐标为(，，)，B错误；
C．Zn为30号元素位于ds区，C错误；
D．Zn、Se的最短距离为体对角线的，即为p nm ，D正确；
故选：D。
9．C
【详解】A．气态团簇分子的化学式为M4 N4或N4M4，晶体不导电，选项A错误；
B．由图可知在CsCl晶体中每1个Cs+与其他6个Cs+等距离紧邻，选项B错误；
C．晶胞中钙离子数目为8+6=4，结合晶胞内部的氟离子可知，对应配位数为4，选项C正确；
D．以体心的氯离子为例，距Cl- 最近的Na+有6个，以顶点面心的钠离子为例，距Na+最近且等距的Na+共12个，选项D错误；
答案选C。
10．B
【详解】A．O2-在顶点和面心位置，，Mg2+在棱和体心位置，每个晶胞中含有4个O2-，4个Mg2+，晶体为离子晶体，不含分子，A错误；
B．晶体中，每个周围与其最近且等距的有4个，B正确；
C．金刚石晶体中，碳原子之间的最短距离为体对角线的四分之一，d=，C错误；
D．、、、金刚石四种晶体中，金刚石为原子晶体，熔点最高，D错误；
故选B。
11．AC
【详解】A．根据反应原理和晶胞结构分析，在1个晶胞中，CN-在棱上，为12×=3，Fe2+为4×=，Fe3+为4×=，普鲁士蓝和滕氏蓝化学式为KFe[Fe(CN)6]，根据比例，在晶胞中K+为，若K+位于晶胞体心，其个数为1，A错误；
B．普鲁士蓝和滕氏蓝化学式为KFe[Fe(CN)6]，都含有K+，所以两者都是离子化合物，B正确；
C．该图能同时表示普鲁士蓝和滕氏蓝晶体的晶胞，C错误；
D．测定晶体的结构的方法，常采用X射线衍射法，D正确；
故选：AC。
12．CD
【详解】A．由LiFePO4的晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心和棱上的锂离子个数为8×+4×+4×=4，由化学式可知，晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，故A正确；
B．对比晶胞结构可知，Li1-xFePO4的晶胞比LiFePO4的晶胞少1个面心和1个棱上锂离子，则晶胞中锂离子个数为8×+3×+3×=，由化学式可得：(1—x) ∶4=∶4，解得，故B正确；
C．设Li1-xFePO4中铁离子的个数为a，由化合价代数和为0可得：1×+3×a+2×(1—a)+5×1+4×(—2)=0，解得a=，则亚铁离子和铁离子的物质的量比为(1—)∶=13∶3，故C错误；
D．根据丙图，每个晶胞中含有FePO4的单元数为4，1mol晶胞的质量m=(56+31+64)×4g=625g，而1mol晶胞体积V=a×a×a×10-30=a3×10-3m3，则晶胞密度为，故D错误；
故选CD。
13．BC
【详解】A．“浸取”时，CuFeS2在酸性条件下与氧气发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：，故A错误；
B．加入过量氧化铜调节pH的目的是将铁离子转化为氢氧化铁除去，因此“滤渣①”的成分是Fe(OH)3和过量的CuO，故B正确；
C．“还原”时加入NaCl和浓盐酸主要是为了提供Cl-，跟铜元素形成可溶于水的物质，然后经过一系列操作得到CuCl，故C正确；
D．由CuCl的晶胞图可知，每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数目是12，故D错误；
答案选BC。
14．(1) Li+ 4
(2) 4：5 正四面体形 7NA

【详解】（1）①由题中图示可以看出图-1、图-2中小球表示的是Li+；
②根据Li+ 数目计算，Li+位于顶点和面心和棱心，Li+ 数为，故图-1中每个晶胞中含有的单元数有4个；
故答案为：Li+；4。
（2）①基态的电子排布式为[Ar]3d6，未成对的电子有4个，电子排布式为[Ar]3d5，未成对的电子有5个，离子中未成对的电子数之比为4:5；
②磷酸根离子中心原子成4个键，价层电子对为4，采取sp3杂化，空间构型为正四面体形；
③1mol分子中含有的σ键的数目为7NA；
④根据流程图可知、和煅烧得到，化学方程式为；
⑤由得失电子守恒：，有煅烧方程式可知：，故有，二者物质的量之比为1：1，理论上所需17%双氧水与的质量比为；
故答案为：4:5；正四面体形；7NA；；100:63。
15．(1) 第二周期第ⅡA族 ab
(2)
(3) 3s23p1 X射线衍射法 8
(4) Cx(PF6)+e-=xC+ 正

【分析】（4）放电过程为原电池原理，根据反应原理可知，放电时AlLi中Li的化合价升高，失去电子。因此铝-锂电极作负极，电极反应式为：AlLi-e-=Al+Li+，铝-石墨电极作正极，电极反应式为Cx(PF6)+e-=xC+，充电过程为电解池原理，为原电池的逆过程。
【详解】（1）Be是4号元素，位于元素周期表的第二周期第ⅡA族；
a．Al与冷水不反应，可知Be是一种轻金属，不能与冷水反应，a错误；
b．氧化铝的熔点高，可知氧化铍具有高熔点，与氧化铝类似既能与酸反应又能与碱反应，因此不耐酸碱，b错误；
c．氯化铝水解显酸性，可知常温时，BeCl2溶液的pH