课时作业11 晶体结构与性质(课时作业)-【名师大课堂】2024年新高考化学艺术生总复习必备

课时作业(十一)　晶体结构与性质 考点1　晶体类型、结构与性质 1．(2022·辽宁卷)理论化学模拟得到一种N离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的是(　B　) A．所有原子均满足8电子结构 B．N原子的杂化方式有2种 C．空间结构为四面体形 D．常温下不稳定 解析：本题考查陌生物质的结构与性质。由N的结构式可知，所有N原子均满足8电子稳定结构，A正确；中心N原子为sp3杂化，与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为sp2杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误；中心N原子为sp3杂化，则其空间结构为四面体形，C正确；N中含叠氮结构(— ===N===)，常温下不稳定，D正确。 2．(2021·湖南卷节选)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。 已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4，图中Z表示__O__原子(填元素符号)，该化合物的化学式为__Mg2GeO4__。 解析：由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心、棱上和体内的X原子为8×＋6×＋4×＋3＝8，位于体内的Y原子和Z原子分别为4和16，由Ge和O原子的个数比为1∶4可知，X为Mg原子、Y为Ge原子、Z为O原子，则晶胞的化学式为Mg2GeO4，故答案为：O；Mg2GeO4。 3．(2020·全国Ⅰ卷)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)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。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有__4__个。 4．(2020·全国Ⅱ卷)钙钛矿(CaTiO3)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CH3NH，其晶胞如图(b)所示。其中Pb2＋与图(a)中__Ti4＋__的空间位置相同。 5．某FexNy的晶胞如题图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为__Fe3CuN__。 图1　FexNy晶胞结构示意图 图2　转化过程的能量变化 解析：能量低的晶胞稳定性强，即Cu替代a位置Fe型晶胞更稳定。每个晶胞均摊Fe原子数：6×＝3，Cu原子数：8×＝1，N原子数是1，则Cu替代a位置Fe型产物的化学式为Fe3CuN。 6．碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图所示。K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为__K3C60__。 解析：根据晶胞的结构，C60位于顶点和面心，晶胞中C60个数为8×＋6×＝4，K位于棱上和内部，晶胞中K个数为12×＋9＝12，因此化学式为K3C60。 7．(2019·全国Ⅱ卷)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。 图1 图2 图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为__SmFeAsO1－xFx__。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为　　、　　。 8．(2020·山东卷)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题： Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4空间构型为__正四面体形__，其固体的晶体类型为__分子晶体__。 解析：Sn为元素周期表中ⅣA族元素，最外层有4个电子，故SnCl4的中心原子Sn的价电子对数为4＋＝4，且均为成键电子对，故SnCl4的空间构型为正四面体形。由SnCl4常温常压下为液体的物理性质可知SnCl4符合分子晶体的特点，故其为分子晶体。 9．(2020·山东卷)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如表所示。 　　坐标 原子 　 x y z Cd 0 0 0 Sn 0 0 0.5 As 0.25 0.25 0.125 一个晶胞中有__4__个Sn，找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn__(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)__(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有__4__个。 10．(1)K