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    新教材适用2024版高考化学二轮总复习新高考选择题突破十八晶体结构分析与计算

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    这是一份新教材适用2024版高考化学二轮总复习新高考选择题突破十八晶体结构分析与计算,共7页。试卷主要包含了5,0, 普鲁士蓝是一种辐射应急药物等内容,欢迎下载使用。


    A.普鲁士蓝中Fe2+与Fe3+个数比为1∶2
    B.格林绿晶体中Fe3+周围等距且最近的Fe3+数为6
    C.基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,失去4s电子转化为Fe2+
    D.若普鲁士白的晶胞棱长为a pm,则其晶体的密度为eq \f(8×157,a3NA)×1030g·cm-3
    【解析】 根据均摊原则,普鲁士蓝晶胞中含Fe:8×eq \f(1,8)+6×eq \f(1,2)+12×eq \f(1,4)+1=8、CN-数24×eq \f(1,2)+24×eq \f(1,4)+6=24、Na+数4,根据化合价代数和等于0,可知Fe2+与Fe3+个数比为1∶1,故A错误;根据晶胞图,格林绿晶体中Fe3+周围等距且最近的Fe3+数为6,故B正确;Fe是26号元素,基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,失去4s电子转化为Fe2+,故C正确;根据均摊原则,普鲁士白晶胞中含Fe:8×eq \f(1,8)+6×eq \f(1,2)+12×eq \f(1,4)+1=8、CN-数24×eq \f(1,2)+24×eq \f(1,4)+6=24、Na+数8,若普鲁士白的晶胞棱长为a pm,则其晶体的密度为eq \f(8×56+26×3+23g,a×10-103cm3NA)=eq \f(8×157,a3NA)×1030g·cm-3,故D正确;故选A。
    2. (2023·湖南常德一模)作为储氢材料的镧镍合金被广泛应用于电动车辆,某种镧镍合金储氢后所得晶体的化学式为LaNi5H6,晶胞结构如图,晶胞参数为a,下列有关表述不正确的是( D )
    A.Z表示的微粒为H2
    B.每个X原子周围最近且等距离的X原子有6个
    C.若A的分数坐标为(0,0.5,0.5),B的分数坐标为(0.75,0.75,0),则C的分数坐标为(1,0.5,1)
    D.若四条竖直棱的棱心位置均插入Z,则晶体的化学式为LaNi5H7
    【解析】 从晶胞中可以计算,含X原子个数为8×eq \f(1,8)=1,含Y原子个数为8×eq \f(1,2)+1=5,含Z个数为8×eq \f(1,4)+2×eq \f(1,2)=3,对照晶胞的化学式LaNi5H6,可得出Z表示的微粒为H2,A正确;从图中可以看出,每个X原子周围最近且等距离的X原子在顶点上,数目为6,B正确;若A的分数坐标为(0,0.5,0.5),B的分数坐标为(0.75,0.75,0),则坐标原点为底面左下角的X原子,晶胞参数为1,所以C的分数坐标为(1,0.5,1),C正确;若四条竖直棱的棱心位置均插入Z,则与原晶胞比,增加Z的个数为4×eq \f(1,4)=1,而Z为H2,所以晶体的化学式为LaNi5H8,D不正确;故选D。
    3. (2023·河北唐山一模)锂电池负极材料为Li嵌入两层石墨层中,形成如图所示的晶胞结构。下列说法中正确的是( D )
    A.该负极材料的摩尔质量为79
    B.碳原子的杂化方式为sp3杂化
    C.Li的配位数为8
    D.晶胞中Li与C原子个数比为1∶6
    【解析】 由图可知,负极材料为LiC6,其摩尔质量为79 g/ml,A错误;由图可知,1个碳和其他3个碳形成3个单键,故其杂化方式为sp2,B错误;根据图示1,2,3三个C原子之间的夹角为120°,则这三个碳距离4号锂之间的距离是相等的,根据该负极材料的结构可知,Li的配位数为12,C错误;由题图知,C中除中心2个C处于体内,其他每个C都在面心,每个面2个,共4个面,所以处于面上的C共8个,所以一个晶胞中的碳数C=2+8×eq \f(1,2)=6,而Li处于立方体的8个顶点,所以一个晶胞中的Li数为4×eq \f(1,12)+4×eq \f(1,6)=1,因此晶胞中Li和C原子的个数之比为1∶6,D正确;故选D。
    4. (2023·湖北八市联考一模)铜金合金可作为CO2转化为碳氢化合物的催化剂,如图是一种铜金合金的晶胞结构图。下列说法正确的是( C )
    A.该晶胞的体积为a3×10-36cm3
    B.Au和Cu原子数之比为3∶1
    C.与Au最邻近的Cu原子数为12
    D.Au和Cu之间的最短距离为eq \f(1,2)a pm
    【解析】 晶胞参数为a pm,即a×10-10cm,则晶胞体积为a3×10-30cm3,A错误;晶胞中,Au的个数为8×eq \f(1,8)=1,Cu的个数为6×eq \f(1,2)=3,则Au和Cu原子数之比为1∶3,B错误;由图可知,与Au最邻近的Cu原子数为12,C正确;由图可知,Au和Cu之间的最短距离是面对角线的一半,即eq \f(\r(2),2)a pm,D错误;故选C。
    5. (2023·河北保定一模)X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的前四周期元素,X、Z的基态原子2p能级上各有两个未成对电子,Y与Q同主族,W原子N能层只有一个电子,其余能层全充满。下列说法错误的是( D )
    A.电负性为Z>Y>X
    B.原子半径为r(Q)>r(Y)>r(Z)
    C.X与Z可以形成含极性键的非极性分子
    D.W与Z形成的化合物晶胞如图,其化学式为WZ
    【解析】 X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的前四周期元素,X、Z的基态原子2p能级上各有两个未成对电子,X的电子排布式为1s22s22p2,X为C元素,Z的电子排布式为1s22s22p4,Z为O元素,Y为N元素,Y与Q同主族,Q为P元素,W原子N能层只有一个电子,其余能层全充满,W为Cu元素。X为C元素,Y为N元素,Z为O元素,电负性的大小为O>N>C,A正确;Y为N元素,Q为P元素,Z为O元素,原子半径的大小为P>N>O,B正确;X为C元素,Z为O元素,C和O形成的CO2为含极性键的非极性分子,C正确;W为Cu元素,Z为O元素,根据晶胞的结构,形成的化合物的原子个数之比为eq \f(8×\f(1,8)+1,4)=eq \f(1,2),其化学式为Cu2O,D错误;故选D。
    6. (2023·河北邯郸一模)氮化镓是一种优异的半导体,硬度很大,熔点约为1 700 ℃,氮化镓有三种晶体结构,其中最稳定的结构如图。下列关于该结构及其对应晶体的说法正确的是( D )
    A.氮化镓晶体属于分子晶体
    B.该结构中有8个N原子
    C.Ga原子周围等距且最近的Ga原子数为6
    D.该晶体的密度为eq \f(112\r(3),a2cNA)×1030g·cm-3
    【解析】 氮化镓硬度很大,熔点很高,属于共价晶体,A项错误;1个图示结构中,位于棱上和体心N原子个数为6×eq \f(1,3)+4=6,B项错误;在该结构中Ga呈六方最密堆积,因此Ga原子周围等距且最近的Ga原子数为12,C项错误;在该结构中,位于顶点、面上和体心Ga原子个数为12×eq \f(1,6)+2×eq \f(1,2)+3=6,位于棱上和体心N原子个数为6×eq \f(1,3)+4=6,则该晶体的密度为eq \f(\f(6×70+14,NA),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)×\f(\r(3),2)a×a×6))×c)×1030g·cm-3=eq \f(112\r(3),a2cNA)×1030g·cm-3,D项正确;故选D。
    7. (2023·湖南邵阳二模)F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙,它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增),都极易水解,其中:6XeF4+12H2O===2XeO3+4Xe↑+24HF+3O2↑。下列推测正确的是( C )
    A.XeF2分子中各原子均达到八电子结构
    B.某种氟化氙的晶体结构单元如图,可推知其化学式为XeF6
    C.XeF4按已知方式水解,每生成4 ml Xe,转移16 ml电子
    D.XeF2的中心原子外层价电子对数为6
    【解析】 Xe原子最外层有8个电子,XeF2中Xe原子是10电子、不是8电子结构,A项错误;根据“均摊法”,1个晶胞中黑球为8×eq \f(1,8)+1=2,白球为8×eq \f(1,4)+2=4,其化学式为XeF2,B项错误;反应6XeF4+12H2O===2XeO3+4Xe↑+24HF+3O2↑中,6 ml XeF4中4 ml Xe的化合价由+4价降至0价、2 ml Xe的化合价由+4价升至+6价,6 ml O的化合价由-2价升至0价,每生成4 ml Xe转移16 ml电子,C项正确;XeF2中中心原子Xe上的孤电子对数为eq \f(1,2)×(8-2×1)=3,σ键电子对数为2,价电子对数为5,D项错误;故选C。
    8. (2023·湖北十一校联考二模)某记忆合金的晶体结构如图a所示,晶胞结构如图b所示。已知原子半径为Ni:130 pm、Mn:130 pm、Ga:150 pm。下列说法错误的是( D )
    A.该物质的化学式为Ni2MnGa
    B.与Ga最邻近且距离相等的Ni原子数是8
    C.该晶体与金属钠含有相同的化学键
    D.该晶胞的体积为(130×2)2×(130×2+150×2)pm3
    【解析】 位于面上的Ni原子个数=8×eq \f(1,2)=4,位于顶点和体心的Mn原子个数=8×eq \f(1,8)+1=2,位于棱上和面心的Ga原子个数=4×eq \f(1,4)+2×eq \f(1,2)=2,则该物质的化学式为Ni2MnGa,A正确;由晶胞结构图可知,与Ga最邻近且距离相等的Ni原子数是8,B正确;该晶体是由Ni、Mn和Ga构成的合金,与金属钠一样都含有金属键,C正确;该晶胞中,设底面边长为a pm,高为b pm,eq \r(2)a=(130×2+150×2)pm,a=eq \f(130×2+150×2,\r(2))pm,b=(130×2+150×2)pm,则该晶胞的体积为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(130×2+150×2,\r(2))))2×(130×2+150×2)pm3,D错误;故选D。
    9. (2023·辽宁鞍山二模)普鲁士蓝是一种辐射应急药物。最初,狄斯巴赫把草木灰和牛血混在一起,制成亚铁氰化钾(其三水合物俗称黄血盐),之后与Fe3+反应获得了普鲁士蓝。如图是普鲁士蓝晶体的单元结构,下列说法正确的是( D )
    A.黄血盐的化学式为K4[Fe(CN)6]
    B.在制备黄血盐时,牛血的作用是仅提供Fe元素
    C.普鲁士蓝中Fe2+与Fe3+的配位数均为4
    D.普鲁士蓝的每个晶胞中实际含有3个CN-
    【解析】 黄血盐是亚铁氰化钾的三水合物,其化学式为K4[Fe(CN)6]·3H2O,故A错误;在制备黄血盐时,牛血的作用是提供Fe2+和CN-,故B错误;普鲁士蓝晶体中,Fe2+与Fe3+位于顶点,CN-位于棱上,Fe2+与Fe3+的配位数均为6,故C错误;CN-有12个位于棱上,个数为12×eq \f(1,4)=3,每个晶胞中实际含有3个CN-,故D正确;故选D。
    10. (2023·山东济宁一模)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,乙图为晶胞的俯视图,下列说法正确的是( B )
    A.晶胞中硒原子的配位数为12
    B.晶胞中d点原子分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4),\f(1,4),\f(3,4)))
    C.相邻两个Zn原子的最短距离为eq \f(p,2)nm
    D.电负性:Zn>Se
    【解析】 该晶胞中Zn原子的配位数是4,则ZnSe晶胞中Se原子的配位数也是4,A错误;该晶胞中a点坐标为(0,0,0),b点坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),1,\f(1,2))),则a原子位于坐标原点,b原子在坐标轴正方向空间内,由图乙可知d原子也在坐标轴正方向空间内,d原子的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4),\f(1,4),\f(3,4))),B正确;面对角线的两个Zn原子距离最短,为eq \f(\r(2)p,2)nm,C错误;Zn、Se为同周期元素,根据非金属性越强,电负性越大,非金属性:Zn
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