备战2025年高考二轮复习化学（通用版）选择题热点练14 晶胞结构及分析（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习化学（通用版）选择题热点练14 晶胞结构及分析（Word版附解析），共5页。试卷主要包含了铜的一种氯化物立方晶胞如图所示，25,0，下列有关物质结构的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

学生用书P277
(选择题每小题3分)
1.(2024·辽宁沈阳一模)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,下图表示1/8晶胞。下列说法中错误的是( )
A.该晶胞的体积为8a3×10-30 cm3
B.K和Sb原子数之比为3∶1
C.与K最邻近的Sb原子数为4
D.该晶胞的俯视图为
答案:D
解析:1/8晶胞的体积为a3×10-30 cm3,该晶胞的体积为8a3×10-30 cm3,A正确;根据图示1/8晶胞中平均含有K原子数为4×18+1=32,Sb原子数为4×18=12,K和Sb原子数之比为3∶1,B正确;由图可知,1/8晶胞体心处K最邻近的Sb原子数为4,C正确;根据图示推出晶胞顶点、面心、内部存在K原子,该晶胞的俯视图为,D错误。
2.(2024·贵州六校联盟联考三)氮化钛为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的代替品。TiN晶体的晶胞结构如图所示(白球代表N,黑球代表Ti)。已知a点原子的分数坐标为(12,12,12)。下列说法正确的是( )
A.基态Ti原子的价层电子排布式为3d54s2
B.晶体中距离N最近的N有6个
C.该晶胞中含有6个Ti原子和4个N原子
D.该晶胞中b点原子的分数坐标为(1,1,0)
答案:D
解析:Ti是22号元素,价层电子排布式为3d24s2,A错误;N位于顶点和面心,晶体中距离N最近的N有12个,B错误;由晶胞结构可知,晶胞中位于棱上和体心的Ti原子个数为12×14+1=4,位于顶点和面心的N原子个数为8×18+6×12=4,C错误;结合a点分数坐标特点可知,该晶胞中b点原子的分数坐标为(1,1,0),D正确。
3.(2024·湖南邵阳二模)采用氮化镓元件的充电器体积小、质量轻,在发热量、效率转换上相比普通充电器也有更大的优势,被称为“快充黑科技”。上图是氮化镓的一种晶体结构(NA表示阿伏加德罗常数的值)。下列有关说法错误的是( )
A.晶体结构中Ga原子的配位数为8
B.一个该晶胞结构中含有4个Ga、4个N
C.Ga元素位于元素周期表中第四周期第ⅢA族
D.晶体结构中若Ga和N的距离为x nm,则晶体的密度为6334NAx3×1021 g·cm-3
答案:A
解析:以晶胞上平面中心的Ga原子为研究对象,可知:在该晶胞中Ga与2个N原子距离相等且最近,在通过该平面上边还存在1个晶胞,其中Ga与2个N原子距离相等且最近,故Ga原子的配位数是4,A错误;用均摊(或切割)方法计算,在一个晶胞中含有Ga原子数目是8×18+6×12=4,含有的N原子数目是4×1=4,故一个该晶胞结构中含有4个Ga、4个N,B正确;Ga与Al处于同一主族,位于Al的下一周期,故Ga元素位于元素周期表中第四周期第ⅢA族,C正确;根据选项B分析可知:在一个该晶胞结构中含有4个Ga、4个N,结合晶体结构中若Ga和N的距离为x nm,二者的距离为晶胞体对角线的14,假设晶胞边长为L,则34L=x nm,L=4x3 nm,故该晶体的密度ρ=mV=4×(70+14)NA(4x3×10-7)3 g·cm-3=6334NAx3×1021 g·cm-3,D正确。
4.(2024·吉林白山二模)铜的一种氯化物立方晶胞如图所示。已知:晶体密度为ρ g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,A、B的原子坐标分别为(0,0,0)、(0.25,0.25,0.25)。下列有关叙述正确的是( )
A.该化合物的化学式为CuCl2
B.C的原子坐标为(0.25,0.75,0.75)
C.该晶胞中铜的配位数为8
D.A和B粒子之间的距离为14×3398NA×ρ×1010 pm
答案:B
解析:根据均摊法计算:氯位于顶点和面心,1个晶胞含8×18+6×12=4个氯,铜位于体内,1个晶胞含4个铜,故其化学式为CuCl,A项错误;由A、B原子坐标和晶胞图示可知,C原子位于体对角线14,坐标为(0.25,0.75,0.75),B项正确;1个铜与4个氯连接,配位数为4,C项错误;设晶胞参数为a pm,1个晶胞含4个CuCl,则ρ=4×99.5NA×a3×1030,a=3398ρ×NA×1010,体对角线长为3a pm,故A和B粒子之间的距离=34×3398NA×ρ×1010 pm,D项错误。
5.(2024·甘肃白银市名校联合调研)已知两种短周期元素X、Y的原子价层电子排布式分别为3s1、nsnnp2n。这两种元素组成的一种晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566 nm。下列叙述错误的是( )
A.该晶体的化学式为Na2O
B.氧离子的配位数为4
C.该晶体为离子晶体
D.该晶体的密度为2.27 g·cm-3
答案:B
解析:短周期元素X原子价层电子排布式为3s1,X为Na元素;短周期元素Y的原子价层电子排布式为nsnnp2n,n=2,则Y是O元素。离子半径Na+6.(2024·山东临沂二模)H2O2在催化剂中Fe元素的作用下可以产生具有极强氧化活性的·OH,其在固态催化剂表面转化过程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程①中每转移1 ml电子,晶胞中产生1 ml O空位
B.过程②中H2O2在O空位产生·OH
C.催化过程中La3+的配位数不变
D.相同条件下,LaFeO2.8比LaFeO2.6催化效果好
答案:B
解析:固体催化剂中含有Fe3+、Fe2+,如图转化①的过程可以描述为:H2O2失去电子被氧化为O2,Fe3+得到电子后被还原为Fe2+,晶体中部分O原子失去后形成氧空位,过氧化氢中氧是-1价,要形成氧气,则需要转移2 ml电子,才能形成1 ml O空位,故A错误;根据对①过程的分析,结合②流程可知,当进行此过程时,亚铁离子转化为铁离子,同时H2O2在O空位产生·OH,B正确;LaFeO2.6与LaFeO2.8相互转出的过程中,La的配位数明显发生变化,C错误;设LaFeO2.6中Fe3+的数目为x,Fe2+的数目为1-x,La的化合价为+3,化合物中元素化合价代数和为0,即+3+3x+2(1-x)-2×2.6=0,解得x=0.2,则Fe3+和Fe2+的物质的量之比为0.2∶(1-0.2)=1∶4,根据上述的计算方法可知,LaFeO2.8中Fe3+和Fe2+的物质的量之比为3∶2,晶体LaFeO2.8中Fe2+的数目小于晶体LaFeO2.6,晶体中Fe2+的数目越多,与H2O2反应时生成的·OH越多,·OH将NO快速氧化为NO2、HNO3等物质的效果越好,所以LaFeO2.6的催化效果好,D错误。
7.(2024·吉林省吉林地区三模)由Li、Al、Si构成的某三元化合物固态晶胞结构如图所示:
下列说法错误的是( )
A.晶体中Li、Al、Si三种微粒的比例为1∶1∶1
B.图中所指Si原子的坐标为(34,34,14)
C.晶体中与每个Al紧邻的Li为6个,与每个Si紧邻的Si为12个
D.晶体中Al和Li构成CsCl型晶体结构,晶体中Al和Si构成金刚石型晶体结构
答案:D
解析:该晶胞中,Li原子个数=12×14+1=4,Al原子个数=8×18+6×12=4,Si原子个数=4,原子个数比为1∶1∶1,A正确;根据晶胞结构图可得,图中所指Si原子的坐标为(34,34,14),B正确;根据晶胞结构图可得,晶体中与每个Al距离最近的Li为6个,与每个Si距离最近的Si为12个,C正确;晶体中Al和Li构成NaCl型晶体结构,而CsCl型为体心结构,晶体中Al、Si构成正四面体形结构,与金刚石的结构相同,D错误。
8.(2024·甘肃张掖第三次诊断)下列有关物质结构的说法正确的是( )
A.图①中18-冠-6通过离子键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征
B.图②物质相较NaBF4摩尔质量更大,具有更高的熔、沸点
C.图③晶体磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为
D.图③晶胞参数为d nm,则晶体的密度为168NA×d3×1021 g·cm-3
答案:D
解析:图①中18-冠-6中不含有阴离子,与K+间不能形成离子键,应为18-冠-6通过配位键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征,A不正确;图②物质属于离子晶体,构成阳离子的基团较NaBF4中BF4-半径更大,离子键能更弱,具有较低的熔、沸点,B不正确;图③晶体磷化硼晶胞中,六个面心都存在P原子,则沿z轴方向上的投影图为,C不正确;图③晶胞中,含有4个B原子,含P原子个数为8×18+6×12=4,参数为d nm,则晶体的密度为4×(11+31) g·ml-1(d×10-7cm)3×NAml-1=168NA×d3×1021 g·cm-3,D正确。
9.(2024·黑龙江齐齐哈尔一模)Cr、Ca、O可形成一种具有特殊导电性的晶体(化学式为CaxCrOy,x、y为整数),其立方晶胞如图所示,Ca与O最小间距大于Cr与O最小间距。已知:Ca与O最小间距为a pm,阿伏加德罗常数为NA。下列说法正确的是( )
A.1个基态Cr原子有4个未成对电子
B.Cr在晶胞中处于顶点位置
C.晶体中每个Ca周围紧邻且距离相等的O共有6个
D.该晶体的密度为140(2a×10-10)3NA g·cm-3
答案:D
解析:1个基态Cr原子有6个未成对电子,A错误;Cr在晶胞中处于体心位置,B错误;晶体中每个Ca周围紧邻且距离相等的O共有12个,C错误;Ca与O最小间距为晶胞面对角线长度的一半,则晶胞面对角线长度为2a pm,晶胞参数为2a pm,晶体的密度为140(2a×10-10)3NA g·cm-3,D正确。
10.(2024·辽宁锦州质检)某水性钠离子电池电极材料由Na+、Fe2+、Fe3+、CN-组成,Na+嵌入和嵌出立方晶胞体心过程中,Fe2+与Fe3+含量发生变化,其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.基态铁原子价层电子排布式为3d64s2
B.格林绿晶体中Fe3+周围等距且最近的Fe3+数为6
C.普鲁士蓝中Fe2+与Fe3+个数比为1∶2
D.普鲁士白的化学式为NaFe(CN)3
答案:C
解析:铁元素位于第四周期第Ⅷ族,原子序数为26,价层电子排布式为3d64s2,A正确;根据晶胞的结构可知,以体心Fe3+为中心,周围等距离且最近的Fe3+共有6个,B正确;根据普鲁士蓝晶胞结构可知,Fe位于顶点、面心、棱上、体心,个数为8×18+6×12+12×14+1=8,Na+位于晶胞内部,个数为4,CN-位于棱上、面上、体内,个数为24×12+24×14+6=24,根据化合价代数和为0,因此有2N(Fe2+)+3N(Fe3+)+4=24,依据原子守恒N(Fe2+)+N(Fe3+)=8,由两式解得,N(Fe2+)=N(Fe3+)=4,因此Fe2+、Fe3+个数比为4∶4=1∶1,C错误;普鲁士白晶胞中,Fe位于顶点、面心、棱上、体心,个数为8×18+6×12+12×14+1=8,Na+位于晶胞内部,个数为8,CN-位于棱上、面上、体内,个数为24×12+24×14+6=24,化学式为NaFe(CN)3,D正确。