2024年高考化学三轮冲刺考前巩固专题训练34 晶体结构

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一、选择题
1．镍酸镧电催化剂立方晶胞如图所示，晶胞参数为a，具有催化活性的是Ni，图①和图②是晶胞的不同切面。下列说法错误的是（ ）
A．催化活性：①>②B．镍酸镧晶体的化学式为LaNiO3
C．La周围紧邻的O有4个D．La和Ni的最短距离为32a
2．朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现，其立方晶系β型晶胞如下图所示，晶胞参数为anm，A原子的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是（ ）
A．S的配位数是6
B．晶胞中B原子分数坐标为(34，14，34)
C．该晶体的密度是ρ=9.32×1029a3⋅NAg/m3
D．相邻两个Hg的最短距离为12a nm
3．某镁镍合金储氢后所得晶体的立方晶胞如图1(为便于观察，省略了2个图2的结构)，晶胞边长为apm。下列说法正确的是（ ）
A．晶体的化学式为Mg2NiH6
B．晶胞中与1个Mg配位的Ni有6个
C．晶胞中2个Ni之间的最近距离为apm
D．镁镍合金中Mg、Ni通过离子键结合
4．硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可形成多种化合物。某化合物是潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
下列说法不正确的是（ ）
A．Se的基态原子价电子排布式为4s24p4
B．该化合物的晶体类型是离子晶体
C．该化合物的化学式为K8SeBr6
D．距离K最近的Se−Br八面体有4个
5．Ni与A1形成的合金具有抗高温氧化、耐腐蚀等优点，微观结构如图a所示；用金属铼（Re）掺杂后，形成的化合物NixA1yRe1−y，微观结构如图b所示：
已知：Re与Mn同族。下列说法正确的是（ ）
A．Re与Ni均为ds区元素
B．图b为化合物NixAlyRe1−y的晶胞结构
C．x=3，y=0.875
D．图a的晶胞参数为apm，则晶体密度为2.04×1023a3×NAg⋅cm−3
6．钛酸钡是太阳能电池材料.经X射线衍射分析测定，钛酸钡的晶胞结构如图所示（Ti4+、Ba2+均与O2−接触），已知晶胞边长为apm，O2−的半径为bpm，NA为阿伏加德罗常数的值.下列叙述错误的是（ ）
A．与Ba2+等距离且最近的Ti4+有8个
B．Ti4+的半径为a−2b2pm
C．钛酸钡的化学式为BaTiO3
D．钛酸钡的密度ρ=137+48+16×3a3NA×1021g⋅cm−3
7．为维护国家安全和利益，经国务院批准，决定对镓、锗相关物项实施出口管制。镓的某种化合物的晶胞结构如下图所示(晶胞参数为a pm，1 pm=10-10cm，NA表示阿伏加德罗常数)。下列说法正确的是（ ）
A．Ga元素位于元素周期表的ds区
B．晶体结构中N的配位数为6
C．该物质的化学式为Ga4N4
D．该晶体的密度为4×84NA×(a×10−10)3g/cm3
8．已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的（ ）
A．ZX4Y8B．ZX2Y6C．ZXY3D．ZX8Y12
9．已知冰晶石(Na3AlF6)熔融时的电离方程式为Na3AlF6 = 3Na++ AlF63−。现有冰晶石的结构单元如图所示，位于大立方体顶点和面心，位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，是图中、中的一种。下列说法正确的是（ ）
A．冰晶石是共价晶体
B．大立方体的体心处代表Al3+
C．与Na+距离相等且最近的Na+有6个
D．冰晶石晶体的密度约为840NA×(a×10−3)3g•cm-3
10．FeS2具有良好的半导体性能，如图给出了立方FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的S22−(晶胞中的其他S22−已省略)。下列叙述正确的是（ ）
A．Fe2+的最高能层的电子排布式为3d6
B．基态Fe2+共有24种不同空间运动状态的电子
C．FeS2晶胞中距离每个S22−最近的S22−有8个
D．晶胞中Fe2+位于S22−所形成的正八面体的体心
11．一种超导材料（仅由Cs、Ag、F三种元素组成）的长方体晶胞结构如图所示（已知MP=QR，用NA表示阿伏加德罗常数的值）：
下列说法正确的是（ ）
A．基态47Ag失去4d能级上的一个电子转化为Ag+
B．若N点原子分数坐标为(14，14，0)，则P点原子分数坐标为(0，0，c−sc)
C．M、N之间的距离为24a×10−7cm
D．晶体的密度为1192a2cNAg⋅pm−3
12．某种新型储氢材料的立方晶胞如图所示，该晶体由[Fe(NH3)6]n+和[BH4]−形成，晶胞参数为a pm。
下列说法中不正确的是（ ）
A．[Fe(NH3)6]n+中n=2
B．晶胞中[Fe(NH3)6]n+和[BH4]−的配位数分别为8和4
C．晶胞中距离最近的2个[Fe(NH3)6]n+之间的距离为3a4pm
D．[BH4]−中心原子的杂化方式为sp3杂化
13．下列有关晶体结构和性质的判断错误的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
14．几种晶体的晶胞结构如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．CsCl晶体中，每个Cs+周围紧邻8个Cl-
B．CaF2晶体中，每个Ca2+周围紧邻8个F-
C．干冰晶体中，每个CO2周围紧邻12个CO2
D．ZnS晶体中，每个S2-周围紧邻8个S2-
15．向FeCl3溶液中滴加黄血盐K4[Fe(CN)6]可制得普鲁士蓝，向FeCl2溶液中滴加赤血盐K3[Fe(CN)6]可制得滕氏蓝。经科学家研究发现，两者具有相同的结构。其晶胞由8个如图所示的小立方体构成(K+未标出)，晶胞参数为2apm。下列关于普鲁士蓝和滕氏蓝说法错误的是（ ）
A．滕氏蓝和普鲁士蓝均为离子晶体
B．由图及滕氏蓝的化学式可知，K+应位于晶胞体心
C．测定晶体的结构常采用X射线衍射法
D．设滕氏蓝的式量为Mr，则滕氏蓝晶体的密度为Mr2NA(a×10−10)3g/cm3
16．CaF2是离子晶体，其晶胞如下图1所示(已知氟化钙晶胞参数为a pm，NA表示阿伏加德罗常数的值)，难溶于水、可溶于酸。常温下，用盐酸调节CaF2浊液的pH，测得在不同pH条件下，体系中lgc(HF)c(H+)与−lgc(X)(X为Ca2+或F−)的关系如图2所示。下列说法错误的是。（ ）
A．每个氟化钙晶胞中含有Ca2+的数目为4个
B．氟化钙的晶体密度为312a3×10−30NAgcm3
C．L1表示−lgc(F−)与lgc(HF)c(H+)的变化曲线
D．Ksp(CaF2)的数量级为10−10
17．(CH3NH3)PbI3是钙钛矿型太阳能电池的重要吸光材料，其晶胞结构如图所示。已知：B代表Pb2+，A的原子分数坐标为(0，0，0)，(CH3NH3)PbI3摩尔质量为M g/ml，晶胞边长为a pm，NA为阿佛伽德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A．该晶体为共价晶体
B．Pb2+的配位数为8
C．C的原子分数坐标为(12，1，12)
D．该晶体的密度为MNAa3×1030g/cm3
18．有关晶体的结构如下图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．在NaCl晶体中，阳离子的配位数为8，阴离子的配位数为6
B．该气态团簇分子的分子式为EF或FE，其晶体不导电
C．在金刚石晶体中，每个碳原子被6个六元环共同占有，每个六元环最多有4个碳原子共面
D．在CaF2晶体中，每个晶胞平均占有4个Ca2+，F-的配位数是4
19．下图为几种晶体或晶胞的结构示意图。下列说法错误的是（ ）
A．1ml冰晶体中含有氢键数目为2NA
B．四种晶体的熔点高低为：金刚石>MgO>冰>碘单质
C．碘晶体属于分子晶体，每个碘晶胞中实际占有8个碘原子
D．金刚石属于共价晶体，每个碳原子周围距离最近的碳原子数为4
20．钙钛矿(CaTiO3，晶胞如图a所示)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I−和有机碱离子CH3NH3+，其晶胞如图b所示：
下列说法中不正确的是（ ）
A．CaTiO3晶体所含化学作用力为离子键和共价键
B．有机碱CH3NH3+中N原子的杂化轨道类型是sp3
C．CaTiO3晶体Ca2+的配位数为12
D．Pb2+与图a中Ti4+的空间位置相同
21．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，其晶胞如图1所示(图2为晶胞中的一部分)，已知NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是（ ）
A．该合金的组成可表示为 K2Sb
B．该晶体是离子晶体
C．两个 Sb 之间最近的距离为2anm
D．该晶体的密度为2392a3NA×1021g⋅cm−3
22．下列有关物质结构的说法不正确的是（ ）
A．C-C 键比 Si-C 键键长短，故金刚石比金刚砂熔点更高、硬度更大
B．氯化钠晶体与氯化铯晶体中，Cl-的配位数均为 6
C．干冰晶体采用分子密堆积，每个 CO2周围紧邻 12 个 CO2
D．O3是极性分子，但由于极性微弱，它在 CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度
23．某Ba-Ti-O晶体具有良好的电学性能，其晶胞为立方晶胞(如图)，晶胞边长为a pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是
A．化学式为BaTiO3
B．Ba2+和Ti4+间的最短距离为32a pm
C．该晶胞中与O2−等距离且最近的O2−有4个
D．晶体的密度为2.33×1032a3NAg/cm3
24．XeF2在无机氟化物制备中有广泛的应用，其晶体属于四方晶系，晶胞参数如图所示，其中O点原子和①号原子的分数坐标依次为(0，0，0)、(12，12，12)。已知：Xe—F键长为rpm°下列说法正确的是（ ）
A．XeF2中心原子上的孤电子对数为2
B．④号原子的分数坐标为(12，12−rc，12)
C．沿x、y、z任意一个方向投影，位于面中心的都只有Xe原子
D．晶胞中②③号原子间的距离d=c2+2a2pm
二、多选题
25．请仔细观察下列几种物质的结构示意图，下列说法错误的是（ ）
A．最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图1所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为TiC
B．锂的某种氧化物的晶胞如图2所示，则该氧化物的化学式为Li2O
C．某晶体的一部分如图3所示，则这种晶体中A、B、C三种粒子数目之比是1：4：2
D．Mn和Bi形成的某种晶体的结构如图4所示(白球均在六棱柱内)，则该晶体物质的化学式为Mn2Bi
三、非选择题
26．Mg−Fe新型储氢合金的晶胞如图所示，该晶胞为立方体，晶胞棱长为a nm。
（1）基态Fe原子共有 种空间运动状态的电子；基态Fe2+的价层电子排布式为 。
（2）下列说法正确的是____。
A．该晶胞与金刚石晶胞结构相似
B．铁原子之间最短距离为22anm
C．该合金储氢过程是化学吸附
D．储氢后材料中存在离子键、共价键和分子间作用力
（3）该晶体化学式为 ；设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞密度为 g⋅cm−3。（只需列出计算的表达式）
（4）每个Fe周围与它最近且等距的Mg有 个。
27．Li、B、C、Ga等元素的单质或化合物在很多领域有广泛的应用。请回答：
（1）基态31Ga原子的价电子排布式为 。
（2）一种含B化合物可用作吸附材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如图1所示，其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法不正确的是____。
A．基态原子的第一电离能：CB．基态原子未成对电子数：BC．该晶体中存在的化学键有离子键、共价键、配位键、氢键
D．晶体中B、C、N和O原子轨道的杂化类型分别为sp3、sp2、sp3、sp3
（3）比较C−B−C键角大小：B(CH3)3 B(CH3)3(OCH3)(填“>”“=”或“<”)，并说明理由 。
（4）一种锂离子电池负极材料为两层石墨层中嵌入Li+，形成如图2所示的晶胞结构。该物质的化学式可以表示为 ，Li+的配位数为 。
28．含碘的物质广泛应用于生活中。如(CH3NH3)PbI3作为典型的有机金属卤化物，一直是太阳能电池研究的宠儿；AgI可用于显影剂和人工增雨。
（1）基态碘原子的价电子排布式为 。
（2）CH3NH3+中所含元素电负性从大到小的顺序为 。
（3）I3−的VSEPR模型如下图，中心I原子的杂化方式是 (填“sp3”、“sp”、“sp3d”或“sp3d2”)。I3−的空间构型为 。
（4）Ti的四卤化物熔点如下表所示。由此可推知，TiF4中的化学键类型是 TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是 。
（5）(CH3NH3)PbI3晶体属于钙钛矿型结构(如图所示)。Pb2+周围距离最近且相等的I-数目有 个；晶胞中A、B之间的距离为apm，(CH3NH3)PbI3式量为M，该物质的密度ρ= g·cm-3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。
（6）在离子晶体中，当0.414a．几何因素 b．电荷因素 c．键性因素
29．我国科学家研发的全球首套“液态阳光”项目使双碳目标更近一步。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再将CO2加氢合成CH2OH。
（1）太阳能电池板的主要材料为单晶硅。
①单晶硅属于 晶体。
②熔点比较：单晶硅 金刚石。(选填>、<、=)
（2）在催化剂作用下，CO2与H2反应得到CH3OH。
①CO2分子的空间结构为 ，在干冰晶体中每个CO2周围等距且紧邻的CO2有 个。
②CH3OH和CO2分子中σ键数目之比为 。
③CH3OH比CO2在水中的溶解度大，这是因为 。
（3）ZrO2催化剂可实现CO2高选择性加氢合成CH3OH，ZrO2晶胞结构如图所示。
①B代表 (填“O2−”或“Zr4+”)。
②ZrO2晶胞的棱长分别为anm、anm、cnm，其晶体密度为 g⋅cm−3(列算式用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
30．普鲁士蓝的化学式为KFe2(CN)6，其结构如图1(可能位于中心的K+未标出)或图2(K+、CN−未标出)所示。
请回答：
（1）基态Fe价电子轨道表示式为 。
（2）已知铁的电离能数据如下：
则，铁的第四电离能(I4)大于第三电离能(I3)的可能原因是： 。
（3）关于KFe2(CN)6晶体下列说法不正确的是____(填序号)。
A．存在的化学键有σ键、π键、配位键、离子键等
B．Fe、N、C的电负性由大到小的顺序：N>C>Fe
C．晶体中C≡N的键能>KCN中C≡N的键能
D．晶胞中Fe2+、Fe3+原子均参与形成配位键，其配位数之比为6：6
（4）可溶性氰化物(如KCN)有剧毒，但普鲁士蓝却无毒，请从结构角度解释普鲁士蓝无毒的原因是 。
（5）图2晶胞中K+的个数为 ，设普鲁士蓝的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρ g⋅cm−3，则相邻K+之间的最短距离为 nm。(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)
31．氮化硼是一种性能优异的新型材料，主要有六方氮化硼和立方氮化硼两种异构体，前者的结构类似石墨，后者的结构类似金刚石。
（1）基态硼原子的价电子排布式为 ，硼、碳、氮、氧的第一电离能由小到大的顺序为 （以元素符号作答）。
（2）某工厂需要一批氮化硼作为耐磨刀具原料，应选择 （填“六方”或“立方”）氮化硼，原因是 。
（3）六方氮化硼中硼原子的杂化方式为 杂化。立方氮化硼中距离N原子最近的B原子个数为 。在高温高压下六方氮化硼转化为立方氮化硼属于 （填“物理”或“化学”）变化。
（4）已知立方氮化硼晶胞边长为361.5pm，则立方氮化硼的密度是 g⋅cm−3（列算式，设阿伏加德罗常数的数值为NA）。
32．Ⅰ.过渡区金属元素原子或离子易形成配合物，广泛用作催化剂。回答下列问题：
（1）硫酸铜溶液中滴入氨水可形成配离子[Cu(NH3)4]2+。Cu2+还可与其他微粒形成配离子，如与乙二胺形成 ，此配离子内部不含有的化学键类型是____。
A．离子键B．非极性键C．配位键D．氢键
（2）在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCl(H2O)6−n]2+(n为正整数)的配离子，提供孤电子对的是____ (填序号)。
A．Cl−B．HC．OD．Cr
（3）Ⅱ.晶体世界丰富多彩，复杂多样，各类晶体具有不同的结构特点，决定着他具有不同的性质和用途，回答下列问题：
由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体的晶胞如图所示，X晶体的化学式为：
（4）NiO的晶胞结构如图乙所示，其中离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，1)，则C的离子坐标参数为 。Ni2+配位数是 ，若晶胞边长为apm，则NiO晶体的密度为 g/cm3(用含a、NA的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数)。
（5）已知Cu2O的立方晶胞结构如图所示，若晶体的密度为ag⋅cm−3，阿伏加德罗常数的值为NA，则Cu与O之间最短距离为 cm(用含a、NA的代数式表示)。
A
B
C
D
金刚石晶体中，每个碳原子被12个六元环共用
CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2+
干冰熔化或升华时，CO2分子内的共价键被破坏
NaCl晶体中，距Cl−最近且等距的Na+有6个
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
-24.12
38.3
155
电离能/(kJ⋅ml−1)
I1
I2
I3
I4
……
Fe
759
1561
2597
5290
……