2025届高三化学一轮复习 课时小练：晶胞结构分析与计算

晶胞结构分析与计算 一、选择题 1.(2023·张家界模拟)铁的氧化物有多种，科研工作者常使用FexOy来表示各种铁氧化物。如图为某种铁的氧化物样品的晶胞结构，其化学式为(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe11O8 2.NaAlH4晶胞结构如图所示，它由两个正六面体叠加而成，已知正六面体的棱长为a nm。下列说法错误的是(　　) A．NaAlH4晶体中，与AlH紧邻且等距的Na＋有8个 B．设阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为 g·cm－3 C．制备NaAlH4的反应选择在乙醚(CH3CH2OCH2CH3)中进行，也可以在水中进行 D．AlH的空间结构为正四面体形 3.下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(　　) A.键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6 B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度 C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4 D.硅原子间难形成双键而碳原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-p π键 4.硅酸盐与二氧化硅一样,都以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示成,其中表示氧原子,表示硅原子。硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成不同的多聚硅酸根离子。如图所示为某单链无限长的多聚硅酸根离子的结构,试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为(　　) A.1∶2 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶5 5．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体的晶胞在不同温度下转化的示意图。下列有关说法不正确的是(　　) A．每个δ-Fe晶体中有2个铁原子 B．γ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有12个 C．每个γ-Fe晶胞中含有14个铁原子 D．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不相同 6.如图为高温超导领域里的一种化合物(钙钛矿)结构中的最小重复单元。该化合物中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有a个，元素氧、钛、钙的原子个数比为b。则a、b是(　　) A．6,3∶1∶1 B．24,10∶8∶1 C．12,5∶4∶1 D．3,3∶2∶1 7.某物质的晶体中含有A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的B元素的原子未能画出)。则晶体中A、B、C的原子个数比为(　　) A．1∶3∶1 B．2∶3∶1 C．2∶2∶1 D．1∶3∶3 8.我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法正确的是(　　) A．11BN和10BN的性质无差异 B．该晶体具有良好的导电性 C．该晶胞中含有14个B原子，4个N原子 D．N原子周围等距且最近的N原子数为12 9.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如图所示)，则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数的比值为(　　) A．7∶8 B．13∶14 C．1∶1 D．26∶27 10.萤石(CaF2)晶胞结构如图所示，晶胞边长为a pm，Ca2＋和F－半径大小分别为r1和r2。下列说法正确的是(　　) A．该晶胞中Ca2＋的配位数为4 B．半径大小关系：r1>r2 C．该晶胞中含有的Ca2＋数目为12 D．该晶胞中Ca2＋和F－的最近距离为a pm 11.(双选)已知干冰晶胞结构中CO2分子在正方体的顶点和面心位置,晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是(　　) A.晶胞中一个CO2分子的配位数是12 B.晶胞的密度表达式是 g·c C.一个晶胞中平均含6个CO2分子 D.CO2分子的空间结构是直线形,中心碳原子的杂化轨道类型是sp3杂化 12.(双选)下表是物质对应的熔点(℃): BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2 -107 2 073 920 801 1 291 190 -57 1 713 下列判断错误的是(　　) A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体 B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体 C.同族元素的氧化物只能形成相同类型的晶体 D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 二、综合题 13．(1)铬是一种抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造不锈钢。图1为铬的晶胞结构图，则铬晶胞属于________堆积；该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。 (2)钴晶体的一种晶胞(如图2所示)的边长为a nm，密度为ρ g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数的值，则钴原子半径为________nm，钴的相对原子质量可表示为________。 14．(1)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中Fe、N的个数之比为________。 (2)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm－3，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与Fe2＋紧邻且等距离的Fe2＋数目为________；Fe2＋与O2－的最短核间距为________pm。 15．(1)金属锰有多种晶型，其中δ-Mn的结构为体心立方堆积，晶胞参数为a pm。δ-Mn中锰的原子半径为_____________pm。已知阿伏加德罗常数的值为NA，δ-Mn的密度ρ＝__________ g·cm－3(列出计算式)。 (2)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为________nm。 (3)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为________g·cm－3(列出计算式)。 16．(1)钛酸锶(SrTiO3)可用作电子陶瓷材料和人造宝石。其一种晶胞结构如图所示，Ti处于体心位置，则Sr原子处于____________位置，O原子处于________位置。已知晶胞参数a＝0.390 5 nm，其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。 (2)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在我国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。 ①该晶体的化学式为________。 ②已知该合金的摩尔质量为M g·mol－1，密度为d g·cm－3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是________cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。 (3)立方NiO(氧化镍)晶体的结构如图所示，其晶胞边长为a pm，列式表示NiO晶体的密度为________ g·cm－3(不必计算出结果，阿伏加德罗常数的值为NA)。人工制备的NiO晶体中常存在缺陷(如图)。一个Ni2＋空缺，另有两个Ni2＋被两个Ni3＋所取代，其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。已知某氧化镍样品组成为Ni0.96O，该晶体中Ni3＋与Ni2＋的离子个数之比为________。 晶胞结构分析与计算 一、选择题 1.(2023·张家界模拟)铁的氧化物有多种，科研工作者常使用FexOy来表示各种铁氧化物。如图为某种铁的氧化物样品的晶胞结构，其化学式为(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe11O8 答案　C 2.NaAlH4晶胞结构如图所示，它由两个正六面体叠加而成，已知正六面体的棱长为a nm。下列说法错误的是(　　) A．NaAlH4晶体中，与AlH紧邻且等距的Na＋有8个 B．设阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为 g·cm－3 C．制备NaAlH4的反应选择在乙醚(CH3CH2OCH2CH3)中进行，也可以在水中进行 D．AlH的空间结构为正四面体形 答案　C 3.下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(　　) A.键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6 B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度 C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4 D.硅原子间难形成双键而碳原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-p π键 答案　C 4.硅酸盐与二氧化硅一样,都以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示成,其中表示氧原子,表示硅原子。硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成不同的多聚硅酸根离子。如图所示为某单链无限长的多聚硅酸根离子的结构,试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为(　　) A.1∶2 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶5 答案　B 5．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体的晶胞在不同温度下转化的示意图。下列有关说法不正确的是(　　) A．每个δ-Fe晶体中有2个铁原子 B．γ-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有12个 C．每个γ-Fe晶胞中含有14个铁原子 D．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不相同 答案　C 6.如图为高温超导领域里的一种化合物(钙钛矿)结构中的最小重复单元。该化合物中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有a个，元素氧、钛、钙的原子个数比为b。则a、b是(　　) A．6,3∶1∶1 B．24,10∶8∶1 C．12,5∶4∶1 D．3,3∶2∶1 答案　A 7.某物质的晶体中含有A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的B元素的原子未能画出)。则晶体中A、B、C的原子个数比为(　　) A．1∶3∶1 B．2∶3∶1 C．2∶2∶1 D．1∶3∶3 答案　A 8.我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法正确的是(　　) A．11BN和10BN的性质无差异 B．该晶体具有良好的导电性 C．该晶胞中含有14个B原子，4个N原子 D．N原子周围等距且最近的N原子数为12 答案　D 9.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如图所示)，则这种纳米颗粒的表面粒子数与总粒子数的比值为(　　) A．7∶8 B．13∶14 C．1∶1 D．26∶27 答案　D 10.萤石(CaF2)晶胞结构如图所示，晶胞边长为a pm，Ca2＋和F－半径大小分别为r1和r2。下列说法正确的是(　　) A．该晶胞中Ca2＋的配位数为4 B．半径大小关系：r1>r2 C．该晶胞中含有的Ca2＋数目为12 D．该晶胞中Ca2＋和F－的最近距离为a pm 答案　D 11.(双选)已知干冰晶胞结构中CO2分子在正方体的顶点和面心位置,晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是(　　) A.晶胞中一个CO2分子的配位数是12 B.晶胞的密度表达式是 g·c C.一个晶胞中平均含6个CO2分子 D.CO2分子的空间结构是直线形,中心碳原子的杂化轨道类型是sp3杂化 答案　AB 12.(双选)下表是物质对应的熔点(℃): BCl3 Al2O3 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 干冰 SiO2 -107 2 073 920 801 1 291 190 -57 1 713 下列判断错误的是(　　) A.铝的化合物的晶体中有的是离子晶体 B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体 C.同族元素的氧化物只能形成相同类型的晶体 D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体 答案　BC 二、综合题 13．(1)铬是一种抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造不锈钢。图1为铬的晶胞结构图，则铬晶胞属于________堆积；该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。 (2)钴晶体的一种晶胞(如图2所示)的边长为a nm，密度为ρ g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数的值，则钴原子半径为________nm，钴的相对原子质量可表示为________。 答案　(1)体心立方　68% (2)a　5a3ρNA×10－22 14．(1)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中Fe、N的个数之比为________。 (2)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm－3，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与Fe2＋紧邻且等距离的Fe2＋数目为________；Fe2＋与O2－的最短核间距为________pm。 答案　(1)3∶1　(2)12　×1010 15．(1)金属锰有多种晶型，其中δ-Mn的结构为体心立方堆积，晶胞参数为a pm。δ-Mn中锰的原子半径为_____________pm。已知阿伏加德罗常数的值为NA，δ-Mn的密度ρ＝__________ g·cm－3(列出计算式)。 (2)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为________nm。 (3)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为________g·cm－3(列出计算式)。 答案　(1)a　　(2)0.148　0.076　(3) 16．(1)钛酸锶(SrTiO3)可用作电子陶瓷材料和人造宝石。其一种晶胞结构如图所示，Ti处于体心位置，则Sr原子处于____________位置，O原子处于________位置。已知晶胞参数a＝0.390 5 nm，其密度为________g·cm－3(列出计算式即可)。 (2)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在我国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。 ①该晶体的化学式为________。 ②已知该合金的摩尔质量为M g·mol－1，密度为d g·cm－3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是________cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。 (3)立方NiO(氧化镍)晶体的结构如图所示，其晶胞边长为a pm，列式表示NiO晶体的密度为________ g·cm－3(不必计算出结果，阿伏加德罗常数的值为NA)。人工制备的NiO晶体中常存在缺陷(如图)。一个Ni2＋空缺，另有两个Ni2＋被两个Ni3＋所取代，其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。已知某氧化镍样品组成为Ni0.96O，该晶体中Ni3＋与Ni2＋的离子个数之比为________。 答案　(1)顶角　面心　 (2)①LaNi5　②　(3)　1∶11 学科网（北京）股份有限公司 $$