专题五 物质结构与元素周期律-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮课时训练（浙江专用）

专题突破3　晶胞结构分析与计算 课时训练 1.已知CsCl晶体的密度为ρ g/cm3,NA为阿伏加德罗常数的值,相邻的两个Cs+的核间距为a cm,如图所示,则CsCl的相对分子质量可以表示为(　A　) A.NA·a3·ρ B. C. D. 解析:题给立方体中含1个Cl-,Cs+个数为8×=1(个),根据ρV=知,M=ρVNA=ρ a3NA,摩尔质量在数值上等于其相对分子质量,所以其相对分子质量是ρ a3NA。 2.石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞结构如图所示,晶胞边长为a,M原子位于晶胞的棱上与内部。下列说法正确的是(　C　) A.C60和石墨烯是同分异构体 B.C60周围等距且最近的C60的个数为4 C.该材料的化学式为M3C60 D.C60与C60的最短距离是a 解析:A.C60和石墨烯是碳元素组成的两种不同性质的单质,两者互为同素异形体,错误;B.由晶胞结构可知,在一个晶胞中距离顶点的C60最近的C60有3个,分别位于通过该顶点的3个面心上,通过该顶点可形成8个晶胞,每个面心C60被2个晶胞共用,故C60周围等距且最近的C60的个数为=12(个),错误;C.该晶胞中C60个数为8×+6×=4(个),含有M原子个数为12×+8+1=12(个),N(M)∶N(C60)=3∶1,所以该材料的化学式为M3C60,正确;D.由题图可知,在晶胞中C60与C60的最短距离是面对角线长的一半,晶胞边长为a,晶胞面对角线长为 a,则晶胞面对角线长的一半为 a,错误。 3.铜与金可形成两种有序的金属互化物,其结构如图所示。下列有关说法正确的是(　B　) A.图Ⅰ、Ⅱ中物质的化学式相同 B.图Ⅱ中物质的化学式为CuAu3 C.图Ⅱ中与每个铜原子紧邻且等距的铜原子有3个 D.设图Ⅰ中晶胞的边长为a cm,则图Ⅰ中合金的密度为 g/cm3 解析:根据均摊法可知,图Ⅰ晶胞中含有铜原子数为2、金原子数为2,图Ⅱ中晶胞含有铜原子数为1、金原子数为3,图Ⅰ中物质的化学式为AuCu,图Ⅱ中物质的化学式为CuAu3,故A不正确,B正确;根据图Ⅱ可知,以顶点铜原子为例,与每个铜原子紧邻且等距的铜原子共有6个,故C不正确;根据A项的计算可知,图 Ⅰ 晶胞中含有铜原子数为2、金原子数为2,所以晶体的密度为ρ=g/cm3=g/cm3,故D不正确。 4.砷化镓是继硅之后研究最深入、应用最广泛的半导体材料,其结构与硫化锌相似,其晶胞结构如图甲所示,图乙为晶胞沿z轴的1∶1平面投影图,已知图中球的原子坐标参数为(0,0,0),球为(1,1,1),白球与黑球的投影距离为a pm,下列说法错误的是(　C　) A.Ga的配位数是4 B.晶胞参数为2a pm C.晶胞中离Ga原子距离最近且相等的Ga原子有8个 D.晶胞中离球距离最远的As原子的坐标参数为(,,) 解析:由砷化镓的晶胞可知,晶胞中与Ga原子距离最近且相等的As原子的个数为4,则Ga的配位数为4,A正确;图中白球与黑球的投影距离为a pm,则晶胞边长为2a pm,晶胞参数为2a pm,B正确;晶胞中离Ga原子距离最近且相等的Ga原子共有12个,C错误;根据各个原子的相对位置可知,晶胞中离球距离最远的As原子即和球直接相连的As原子,其原子坐标参数为(,,),D正确。 5.锆(Zr)和镉(Cd)是目前光电材料广泛使用的元素。Zr和Cd的晶胞示意图分别如图甲、图乙所示: 下列说法正确的是(　D　) A.每个锆晶胞中含Zr原子个数为8个 B.在镉晶胞中两个镉原子最近核间距为a nm C.在镉晶胞中Cd的配位数为4 D.锆晶体的密度为×1021g/cm3 解析:A.由图甲知,锆晶胞中Zr原子分别位于体内、顶点和面心,因此每个锆晶胞中含Zr原子个数为12×+2×+3=6(个),错误;B.在镉晶胞中两个镉原子最近核间距为晶胞体对角线长的一半,即为a nm,错误;C.在镉晶胞中Cd的配位数为8,错误;D.一个锆晶胞中含有Zr原子个数为6,则一个锆晶胞的质量为(×91)g,锆晶胞的体积为b2c×10-21cm3,则晶体的密度为×1021g/cm3,正确。 6.已知NixMg1-xO晶体属立方晶系,晶胞边长为a。将Li+掺杂到该晶胞中,可得到一种高性能的p型太阳能电池材料,其结构单元如图所示。 假定掺杂后的晶胞参数不发生变化,下列说法正确的是(　B　) A.该结构单元中O原子数为3 B.Ni和Mg间的最短距离是a C.Ni的配位数为4 D.该物质的化学式为Li0.5Mg1.12Ni2.38O4 解析:根据晶胞分摊原则,12个棱上有O原子数为12×=3,晶胞体心有1个O原子,结构单元内共有O原子数为4,A错误;Ni和Mg间的最短距离为晶胞面对角线长的 ,面对角线长为a,所以Ni和Mg间的