高中化学微专题-专题十 晶胞示意图（练）

专题十 晶胞示意图 1．某铜的氯化物常作工业催化剂，其晶胞结构如图所示，晶胞中C、D两原子核间距为298pm。设阿伏加德罗常数的值为，则下列说法正确的是 A．Cu的+2价比+1价稳定，是因为最外层电子达到半充满结构 B．此氯化物的化学式为 C．晶胞中Cu位于Cl形成的四面体空隙 D．Cu与Cl的核间距为棱长的倍 2．是离子晶体，具有反萤石结构，晶胞如图所示，其晶格能可通过图中的循环计算得到。 下列说法错误的是 A．Li的第一电离能为 B．Li的配位数为8 C．晶格能为 D．晶胞参数为a nm，则的密度为 3．图1、图2为晶胞结构图，图3为三氯化氮的结构式。下列有关叙述正确的是 已知：①氯的电负性与氮的电负性大小几乎相等。 ②图2为六方最密堆积。 A．图1中每个Cu与3个Ca配位 B．图2所示物质的化学式为ZnS C．图3物质水解产物一定是亚硝酸和盐酸 D．物质熔、沸点大小：图2＞图1＞图3 4．冰晶石晶胞结构如图甲所示，Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示。下列说法错误的是 A．甲图中大立方体的体心处小三角“△”所代表的应该是“小白球” B．Al晶胞中Al原子的配位数为12 C．若已知Al的原子半径为dcm，代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，Al晶体的密度为 D．中含有离子键、配位键 5．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、。下列说法错误的是    A．该物质的化学式为 B．与最邻近且距离相等的原子数是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 6．一种锂的氧化物的晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b=c=0.4665nm，晶胞棱边夹角均为90°)。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。下列有关说法不正确的是 A．该氧化物的化学式为Li2O B．O原子之间的最短距离为×466.5pm C．与Li距离最近且相等的O有8个 D．若p原子的分数坐标为(，，)，则q原子的分数坐标为(，，) 7．我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确的是 A．T-碳与金刚石互为同素异形体 B．T-碳与金刚石均属于共价晶体 C．T-碳与金刚石中键角均为 D．T-碳晶胞中平均含有32个碳原子 8．钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物，该类化合物具有特殊的理化性质，比如吸光性、电催化性等，其晶体结构如图所示。 下列说法不正确的是 A．该晶体为离子晶体 B．钛酸钙的化学式为 C．每个晶胞中含有8个 D．每个Ca²⁺周围距离最近且等距的有12个 9．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 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 10．金刚石硬度大，熔点高，用途非常广泛。工业上利用反应人工合成金刚石。已知：氯化钠晶胞结构如图1所示，相邻的与的距离为a cm，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．Ni、Co均属于元素周期表中的d区元素 B．、NaCl、金刚石三种物质的熔点依次升高 C．若NaCl晶体密度为，则 D．12 g金刚石(晶体结构如图2所示)中含有C-C键的数目为 11．砷化镓是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示。已知为阿伏加德罗常数的值，立方晶胞的棱长为anm，下列说法错误的是 A．与为同周期主族元素 B．与原子的配位数均为4 C．与之间的最短距离为 D．晶体的密度为 12．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 A．晶胞中Li与C原子个数比为1：6 B．Li的配位数为8 C．碳原子的杂化方式为杂化 D．该负极材料的摩尔质量为79 13．我国科学家在相当于110万大气压下合成了一种稳定的氦钠化合物，为人类在木星和土星洞察化学过程提供了机会，结构如图所示，小球代表Na+，大正方体代表He，小正方体代表共用电子，共用电子被迫集中在晶体结构的立方空间内，下列说法正确的是 A．该物质属于一种新型合金 B．晶胞中的空隙He占有率为50% C．Na+的配位数为8 D．Na+—He之间的最短距离为a (设晶胞棱长为a) 14．叠氮化合物是重要的有机合成试剂，化学兴趣小组的同学在实验室制备了一种叠氮化合物，结构如图，下列说法正确的是 A．该晶体中每个周围距离最近且相等的共有8个 B．测定该晶体结构的方法是红外光谱法 C．与相比，的熔点低于的熔点 D．该叠氮化合物的密度为 15．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pnm，乙图为晶胞的俯视图，下列说法正确的是 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 C．相邻两个Zn原子的最短距离为nm D．电负性：Zn>Se 16．硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料，具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示。 下列说法正确的是 A．当1 mol 完全转化为时，转移电子数为2 mol B．在体对角线的一维空间上会出现“ ”的排布规律 C．当完全转化为时，每转移6 mol电子，生成3 mol LiZn(合金相) D．若的晶胞参数为a nm，则EF间的距离为nm 17．科研团队通过皮秒激光照射悬浮在甲醇溶液中的多臂碳纳米管合成T-碳，T-碳的晶体结构可以看成金刚石晶体中每个碳原子被一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代，T-碳的密度约为金刚石的一半，T-碳晶体的晶胞、金刚石的晶胞如下图所示。 下列说法正确的是 A．T-碳与金刚石互为同位素 B．一个T-碳晶胞中含有16个碳原子 C．T-碳晶胞和金刚石晶胞的棱长之比为2:1 D．T-碳晶体的硬度小 18．几种工业上常见的晶体晶胞或结构(氟化钙，氯化铵，氯化铝)如图所示，下列说法正确的是 A．图1中正负离子的配位数分别为4和8 B．熔点：图2所示物质>图1所示物质 C．图3中与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个 D．图3中只存在离子键 19．LiFePO4的晶胞如图所示，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，电池充电时，LiFePO4脱出部分Li+，形成Li1-xFePO4晶胞。 下列说法正确的是 A．每个LiFePO4晶胞中含有4个O原子 B．Li1-xFePO4晶胞中， C．每个LiFePO4晶胞完全转化为FePO4晶胞时，转移电子数为1 D．1molLi1-xFePO4全转化为LiFePO4时，消耗xmolFe3+ 20．几种常见的晶胞或结构(、、)如图，下列说法错误的是 A．图1所示晶胞中阳、阴离子的配位数分别为8和4 B．熔点：图2所示物质>图1所示物质 C．图3所示晶胞中与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个 D．可与反应生成，和均是共价化合物 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【详解】A．Cu的+1价最外层电子达到全充满结构(3d10)，所以+1价稳定，故A错误； B．此晶体中Cl位于顶点和面心，个数为=4，Cu位于晶胞内部，个数为4，Cu和Cl的原子个数比为1∶1，化学式为CuCl，故B错误； C．根据晶胞图可知，1个Cu与4个Cl相连，因此 Cu位于Cl形成的四面体空隙，故C正确； D．把立方体分为8个小立方体，Cu位于小立方体的体心，Cu与Cl的核间距为体对角线的一般，即为棱长的倍，故D错误； 答案为C。 2．B 【详解】A．第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量，故Li的第一电离能为，A项正确； B．由Li2O的晶胞图可知每个Li和4个O配位，其配位数为4，B项错误； C．晶格能是指在标准状况下使离子晶体变成气态正离子和气态负离子时所吸收的能量，由图可知晶格能为，C项正确； D．每个晶胞内含有8个Li和4个O，则的密度为，D项正确。 答案选B。 3．B 【详解】A．将题图1的晶胞可以分为三层，Cu在第一层和第二层中所处的环境是不一样的，第一层中的Cu周围有3个Ca与其等距，第二层中的Cu周围有4个Ca与其等距，故题图1中每个Cu与3个或4个Ca配位，故A错误； B．题图2为六方最密堆积，则Zn原子的个数为，S原子的个数为，故题图2所示的物质的化学式为ZnS，故B正确； C．根据已知信息①可知，利用电负性来判断Cl元素、N元素的化合价，进而来判断水解产物的种类是不合理的；根据的结构式可知，N原子只有一个孤电子对，没有可用的空轨道，故其不可能与水中的O结合而只能与可以提供空轨道的结合，则题图3物质的水解产物中不可能有亚硝酸，故C错误。 D．一般情况下，不同类型晶体的熔、沸点高低规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，题图1为共价晶体，题图2为离子晶体，题图3为分子晶体，故物质熔、沸点大小：图1＞图2＞图3，故D错误。 综上所述，答案为B。 4．C 【详解】A．由图乙和丙可知，Al的堆积方式为面心立方堆积，对应图甲中的黑球，则甲图体心处的小三角应是小白球，A正确； B．Al为面心立方堆积，配位数为12，B正确； C．由图丙可知，一个Al晶胞中含有4个Al原子，由图丁可知晶胞参数与Al半径的关系为，则cm，晶胞质量为，晶胞体积为，则晶胞密度为，C错误； D．中含有离子键、配位键，D正确； 故选C。 5．D 【详解】A．位于面上的Ni原子个数=，位于顶点和体心的Mn原子个数=，位于棱上和面心的Ga原子个数=，则该物质的化学式为，A正确； B．由晶胞结构图可知，与最邻近且距离相等的原子数是8，B正确； C．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； D．该晶胞中，设底面边长为apm，高为bpm，，，，则该晶胞的体积为，D错误； 故选D。 6．C 【详解】A．该晶胞中，含Li+个数为8，含O2-个数为=4，则氧化物的化学式为Li2O，A正确； B．从图中可以看出，O原子之间的最短距离为面对角线长度的一半，即为×466.5pm，B正确； C．在晶胞中，Li+与邻近的4个O2-构成正四面体，则与Li距离最近且相等的O有4个，C不正确； D．若p原子的分数坐标为(，，)，则q原子在x、y、z轴上的分数坐标分别为、、，从而得出q原子的分数坐标为(，，)，D正确； 故选C。 7．C 【详解】A．T-碳与金刚石均为碳的单质，结构不同，互为同素异形体，故A正确； B．由晶胞结构可知T-碳也是以四面体为结构单元的空间网状结构，两者均为共价晶体，故B正确； C．T-碳中4个碳原子围成正四面体结构，该结构中键角为60°，故C错误； D．由晶胞结构可知，在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正四面体结构单元有8个位于顶点，6个位于面心，4个位于体内，个数为：，则碳原子个数为32，故D正确； 故选：C。 8．C 【详解】A．由晶胞结构可知，钛酸钙由Ca2+、Ti4+和O2-构成，属于离子晶体，故A正确； B．由均摊法可知，1个晶胞中含有O2-的个数是=3，Ti4+的个数是1，Ca2+的个数为8 =1，则钛酸钙的化学式为，故B正确； C．每个晶胞中含有8 =1个，故C错误； D．由晶胞结构可知，以顶点为研究对象，在1个晶胞中Ca²⁺周围距离最近且等距的有3个，该顶点被8个晶胞共用，则每个Ca²⁺周围距离最近且等距的有=12个，故D正确； 故选C。 9．D 【详解】A．从晶胞中可以计算，含X原子个数为=1，含Y原子个数为=5，含Z个数为=3，对照晶胞的化学式LaNi5H6，可得出Z表示的微粒为H2，A正确； B．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； 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； D．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=1，而Z为H2，所以晶体的化学式为LaNi5H8，D不正确； 故选D。 10．D 【详解】A．钴元素、镍元素的原子序数分别为27、28，价电子排布式分别为3d74s2、3d84s2，均属于元素周期表中的d区元素，故A正确； B．四氯化碳是熔点低的分子晶体、氯化钠是熔点较高的离子晶体、金刚石是熔点很高的共价晶体，所以三种物质的熔点依次升高，故B正确； C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的氯离子个数为8×+6×=4，位于棱上和体心的钠离子12×+1=4，由晶胞的质量公式可得：=(2a)3d，解得NA=，故C正确； D．由晶体结构可知，金刚石中每个碳原子形成4个碳碳键，每个碳碳键为2个碳原子所共有，所以每个碳原子形成的碳碳键数目为4×=2，则12 g金刚石中含有碳碳键的数目为×2×NAmol—1=2NA，故D错误； 故选D。 11．C 【详解】A．Ga为第四周期Ⅲ族元素，为第四周期ⅤA族元素，故A说法正确； B．据晶胞结构示意图可知，Ga连有4个As，As连有4个Ga，Ga与As原子的配位数均为4，故B说法正确； C．Ga与As间的最短距离为体对角线的，即，故C说法错误； D．一个晶胞由4个Ga与4个As构成，所以晶体的密度为，故D说法正确； 答案为C。 12．A 【详解】A．利用均摊法，可知在每个晶胞中含有Li原子的个数为8×=1，C原子的个数为2+8×=6，晶胞中Li与C原子个数比为1:6，故A正确； B．结合图1晶胞的结构，将晶胞重复排列，再把Li+的投影到石墨上对应的位置可得图：，Li的配位数为6，故B错误； C．根据石墨的结构特点可知在石墨层里，由于每个碳周围连有三个碳，所以碳原子的杂化方式为sp2，故C错误； D．利用均摊法，可知在每个晶胞中含有Li原子的个数为8×=1，C原子的个数为2+8×=6，所以化学式为：LiC6，摩尔质量为79g/mol，故D错误； 故选A。 13．B 【详解】A．由题意可知，该物质为稳定的氦钠化合物，不属于合金，故A错误； B．由晶胞结构可知，晶胞中含有8个正四面体，其中有4个正四面体的内部含有一个氦原子，则晶胞中的空隙氦占有率为50%，故B正确； C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钠离子被4个氦所共用，则钠离子的配位数为4，故C错误； D．由晶胞结构可知，晶胞中钠离子与氦之间的最短距离为体对角线的，由晶胞棱长为a可知，最短距离为a，故D错误； 故选B。 14．A 【详解】A．由图可知，晶体中左侧底角的钾离子为例，在xy平面有4个、在xz平面由4个，故每个周围距离最近且相等的共有8个，故A正确； B．测定晶体结构的方法是X射线衍射法，故B错误； C．与结构相似，均为离子晶体，钠离子半径小于钾离子半径，离子键键能更大，的晶格能大于的晶格能，故的熔点大于的熔点，故C错误； D．每个晶胞中含有2个，2个，则该叠氮化物的密度为，故D错误。 综上所述，答案为A。 15．B 【详解】A．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； B．该晶胞中a点坐标为(0，0，0)，b点坐标为B为( ，1，)，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，且到x轴、y轴、z轴的距离分别为、、，即d原子的坐标为(，，)，B正确； C．面对角线的两个Zn原子距离最短，为nm，C错误； D．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<Se，电负性：Zn<Se，D错误； 故选B。 16．B 【详解】A．ZnmS晶胞中，均摊的Zn2+和S2-均为4个，m=1，ZnnS中均摊的Zn2+和S2-均为2个，n=1，即化学式均为ZnS，故转化过程中只是原子的排列方式发生改变，价态没有发生变化，故转移的电子数为0，A错误； B．根据结构，体对角线的一维空间上会出现“ ”的排布规律，B正确； C．当完全转化为时，Li+、Zn2+转化为LiZn合金，生成1molLiZn转移3mol电子，每转移6 mol电子，生成2mol LiZn(合金相)，C错误； D．若的晶胞参数为a nm，将晶胞切三刀分为8个小立方体，则E在左后上立方体体心，则EF间的距离为nm=nm，D错误； 故选B。 17．C 【分析】由金刚石晶胞可知，金刚石晶胞中有8个碳原子，则T-碳晶胞是金刚石的4倍；T-碳晶胞质量为金刚石的4倍，由于T-碳的密度约为金刚石的一半，根据可推出，T一碳晶胞体积是金刚石的8倍，而晶胞棱长=，则棱长是金刚石的2倍。 【详解】A．T-碳与金刚石均为碳的单质，二者互为同素异形体，故A错误； B．每个金刚石晶胞中有8个碳原子，则每个T-碳晶胞中含有的碳原子个数为84=32，故B错误； C．由分析可知，T-碳晶胞的棱长和金刚石晶胞的棱长之比为2:1，故C正确； D．类比金刚石，T-碳晶体也有很高的硬度，故D错误； 答案选C。 18．C 【详解】A．由图1可知，晶胞中黑球个数为，白球个数为8，个数比为4:8=1:2，根据化学式CaF2可知，黑球代表Ca2+，白球代表F-，白球位于相邻的4个黑球所形成的正四面体的体心，因此，所示CaF2晶体中F-配位数为4，则Ca2+配位数为8，故A错误； B．氯化铝是共价化合物，图2代表AlCl3，图1代表CaF2，是离子晶体，一般离子晶体的熔点高于共价晶体，故CaF2的熔点高于AlCl3，故B错误； C．图3中与体心原子小黑球等距离且最近的顶点原子大黑球有8个，故C正确； D．图3晶胞中大黑球个数为，白球个数为4，小黑球个数为1，根据氯化铵的化学式NH4Cl可知图3代表该物质，NH4Cl中铵根和氯离子间存在离子键，铵根内N和H原子间存在共价键，故D错误； 故选：C。 19．BD 【详解】A．由晶胞结构可知，LiFePO4晶胞中位于顶点和面心的锂离子个数为8×+6×=4，由磷酸铁锂的化学式为LiFePO4可知，晶胞中含有16个氧原子，故A错误； B．由晶胞结构可知，Li1−xFePO4比LiFePO4少了1个面心和1个棱上的锂离子，则1—x=，解得x=0.1875，Li1-xFePO4的化学式为Li0.8125FePO4，设亚铁离子为a，由化合价代数和为0可得：0.1875+2a+3(1—a)=8，解得a=0.8125，则=≈4.3，故B正确； C．由晶胞结构可知，LiFePO4晶胞中位于顶点和面心的锂离子个数为8×+6×=4，则每个LiFePO4晶胞完全转化为FePO4晶胞时，转移电子数为，故C错误； D．由化学式可知，Li1-xFePO4全转化为LiFePO4时，铁元素的化合价降低，消耗x个铁离子，则1molLi1-xFePO4全转化为LiFePO4时，消耗xmol铁离子，故D正确； 故选BD。 20．BD 【分析】由题意判断图1为GaF2的晶胞，图2为AlCl3的结构，图3为的晶胞。 【详解】A．图1中顶点和面心是Ga2+，四面体内较大的小球表示F-，距离钙离Ga2+子最近且等距离的F-有8个，则Ga2+的配位数为8，距离F-最近且等距离的Ga2+有4个，则F-的配位数为4，故A正确； B．图1为GaF2的晶胞，GaF2是离子晶体，图2为AlCl3的结构，AlCl3是共价化合物，离子化合物的熔点一般高于共价化合物，则GaF2熔点高于AlCl3，故B错误； C．由图3可看出，与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个，故C正确； D．为离子化合物，故D错误； 故答案选BD。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$