3.1.2晶胞（分层作业）-【上好课】高二化学同步高效课堂（人教版2019选择性必修2）

第三章 晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 第二课时 晶胞 基础达标 1．下列关于晶胞的说法不正确的是（ ） A．所有的晶胞都是平行六面体 B．晶胞是晶体结构的基本单元 C．晶胞和晶体的各原子个数比相等 D．晶胞和晶体的密度相同 2．钒(V)的某种氧化物的晶胞结构如图所示。该晶体的化学式为（ ） A． B． C． D． 3．CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形的C存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是（ ） A．1个Ca2＋周围距离最近且等距离的C数目为6 B．该晶体中的阴离子与F2是等电子体 C．6.4 g CaC2晶体中含阴离子0.1 mol D．与每个Ca2＋距离相等且最近的Ca2＋共有12个 4．晶胞如图所示立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。小黑球表示阳离子，小白球表示阴离子，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是（ ） A．1∶8 B．1∶4 C．1∶2 D．1∶1 5．CaTiO3的晶体结构模型如图所示(图中Ca2+、O2−、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶角)，下列关于晶体的说法正确的是（ ） A．CaTiO3的摩尔质量为136 B．CaTiO3 晶体中每个Ti4+与12 个Ca2+紧相邻 C．CaTiO3晶体中每个Ti4+与12 个O2−紧相邻 D．CaTiO3晶体中每个Ti4+与12 个Ti4+紧相邻 6．如图所示是氯化铯晶体的晶胞结构示意图，已知晶胞中2个最近的的核间距为，氯化铯()的摩尔质量为，为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度为（ ） A． B． C． D． 7．晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是（ ） A．每个晶胞中含有8个K、6个O、1个1 B．的空间构型为四面体形 C．与K紧邻的O的个数为6个 D．在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置 8．我国科研团队将Li+掺杂到结构单元中，得到一种高性能的p型太阳能电池材料。掺杂后的晶胞属于立方晶系，边长为a nm，其结构如图所示。已知位于A点的原子坐标参数为(0，1，1)，下列说法正确的是（ ） A．A点的原子与Li间的距离是 B．Li的坐标参数为(1，1，0.5) C．晶体中每个O原子周围都有3个等距且最近的Ni原子 D．晶胞中Mg原子与Ni原子数之比为1∶2 9．钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法错误的是（ ）　     A．该晶体属于离子晶体 B．晶体的化学式为BaO2 C．该晶体的晶胞结构与NaCl的相似 D．与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有8个 10．锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（ ） A．该氧化物的化学式为ZrO2 B．该氧化物的密度为g·cm-3 C．Zr原子之间的最短距离为apm D．q点原子分数坐标为(，，) 11．我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的，爆炸时可发生反应：2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑，生成物K2S的晶胞结构如图。下列有关说法不正确的是（ ） A．S和C均有多种同素异形体 B．N2中含有的σ键和π键数目之比为1∶2 C．K2S晶胞无隙并置后的晶体具有各向异性 D．K2S晶体中，每个S2－周围紧邻4个K+ 12．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（ ） A．图I、II中物质的化学式相同 B．图II中物质的化学式为Au3Cu C．图II中与每个铜原子紧邻的铜原子有8个 D．图I中晶胞的晶胞参数a=acm，则图I中合金的密度为g∙cm-3 13．硒化锌是一种黄色晶体，可用于荧光材料、半导体掺杂物。硒化锌的立方晶胞结构如图所示，其晶胞边长为a pm。下列叙述错误的是（ ） A．的空间构型是三角锥形 B．甲图中相邻的Se与Zn之间的距离为 pm C．与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的有4种 D．乙图为甲图的俯视图，A点坐标为，B点坐标为，则D点坐标为 14．氮化铬的晶胞结构如图所示，A点原子坐标，密度为，摩尔质量为，晶胞参数为代表阿伏加德罗常数的值．下列说法错误的是（ ） A．该晶体的化学式为 B．B点原子坐标 C．原子位于N原子构成的四面体空隙中 D． 15．硒化锌主要用于制造透红外线材料及红外线光学仪器，其晶胞结构如图甲所示，已知晶胞参数为，图乙为晶胞的俯视图。下列说法错误的是（ ） A．硒化锌的化学式为 B．距离距离最近且相等的有4个 C．硒化锌晶体密度为 D．晶胞中b原子和d原子的距离为 16．砷化镓是优良的半导体材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（ ） 已知：①设砷和镓的原子半径分别为和，砷化镓晶体的密度为，表示阿伏加德罗常数的值； ②晶胞中原子体积占空间体积的百分率，即原子的空间占有率。 A．原子的坐标参数为 B． C．若该晶胞的边长为，则晶胞中原子的空间占有率为 D．该晶胞的俯视投影图为 17．有关结构如图所示，下列说法不正确的是（ ） A．在NaCl晶体中，距最近的形成正八面体 B．固态硫中S原子为杂化 C．B原子周围距离最近且相等的N原子有4个 D．该气态团簇分子的分子式为或 A．A B．B C．C D．D 能力提升 18．是某些太阳能薄膜电池的材料。如图所示为的立方晶胞结构，已知晶胞边长为，2号氧原子的分数坐标为，下列说法不正确的是（ ） A．1号氧原子的分数坐标为 B．晶胞中与Ca等距离且最近的O有4个 C．在的另一种立方晶胞结构中，若Ti位于各顶角位置，则O位于棱心 D．Ti和Ca原子间的最短距离为 19．一种镁铜合金的晶胞拉维斯结构如图（a），该晶胞可看成由8个小立方体构成，其中4个小立方体体心填入Mg，另外4个小立方体的体心填入以四面体方式排列的Cu，其余Mg占据晶胞的顶点和面心。图（b）是对图（a）沿立方格子对角面取得的截图。设阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是（ ） A．基态Mg原子核外电子有12种不同的运动状态 B． C．上述合金的组成可表示为MgCu2 D．上述合金晶体的密度为 20．铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a，已知为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（ ） A．铁镁合金的化学式为 B．在铁镁合金晶体中，铁原子与镁原子配位数之比为1∶2 C．该铁镁合金储氢后的晶体密度 D．镁原子位于铁原子围成的四面体空隙内，其空隙填充率为100% 21．Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、长寿命等特点，在中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。 (1)该晶胞中Ni原子与La原子的数量比为 。 (2)已知该晶胞的摩尔质量为，密度为。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是 (用含、、的代数式表示)。 (3)该晶体内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子时比较稳定。已知：，；标准状况下氢气的密度为；。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为 。 22．铝和氟的化合物在制造、化工等领域都有广泛应用。回答下列问题： (1)基态铝原子的核外电子排布式为 ，占据最高能级的电子云轮廓图形状为 。 (2)通常情况下，可由六氟铝酸铵受热分解制得，请写出该反应的化学方程式： 。 (3)具有较高的熔点(1040℃)，属于 (填晶体类型)晶体；在178℃时升华，写出、晶体类型不同的原因 (从原子结构与元素性质的角度作答)。 (4)在水溶液中实际上是以的形式存在。其中为配离子，Al原子的杂化方式为 ，该阴离子中存在的化学键有 (填字母)。 A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．金属键 E．配位键 F．氢键 (5)萤石()晶体的晶胞如图所示，已知立方体边长为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为 (列出计算式)。 23．回答下列问题： (1)如图为干冰晶胞，晶胞中的分子分别采取了 种不同的空间取向，下列分子或离子与具有相同类型化学键和立体构型的是 。（填标号） A．    B．    C．    D． (2)在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图所示。 ①组成该晶体的化学式为 。 ②完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为 。 ③若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的 位置。 24．在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图所示。 (1)该晶体的化学式为 。 (2)若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的 位置。 25．前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且和的电子数相差8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差2，A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。 回答下列问题： (1)该化合物的化学式为 ； (2)列式计算该晶体的密度 。 直击高考 26．2022年北京冬季奥运会场馆建设使用了大量不锈钢材质，不锈钢属于铁碳合金，常含铬(Cr)、镍(Ni)等元素。回答下列问题： (1)某钛酸盐晶体结构模型如图1所示。该晶体的化学式是 ，在晶体中1个Co原子周围距离最近的O原子数目为 个。 (2)铁合金用途广泛，某种铁镁合金储氢效率很高，其晶胞如图2所示。晶体中每个镁原子周围距离最近的铁原子有 个，该铁镁合金中原子个数比Fe：Mg= ；原子坐标参数可以表示晶胞内部各原子的相对位置，其中原子坐标参数A为(0，0，0)，C为(，，0)，B点坐标参数为 。 (3)金属铬晶胞如图3，已知其密度为ag•cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中铬原子的半径为 cm(用含NA的表达式表示)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三章 晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 第二课时 晶胞 基础达标 1．下列关于晶胞的说法不正确的是（ ） A．所有的晶胞都是平行六面体 B．晶胞是晶体结构的基本单元 C．晶胞和晶体的各原子个数比相等 D．晶胞和晶体的密度相同 【答案】A 【详解】A．常规的晶胞都是平行六面体，但并非所有的晶胞都是平行六面体，A项错误； B．晶胞是晶体中基本的重复结构单元，故B正确； C．整块晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，所以晶胞和晶体的各原子个数比相等，故C正确； D．整块晶体可看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成，故晶胞和晶体的密度相同，D项正确； 答案选A。 2．钒(V)的某种氧化物的晶胞结构如图所示。该晶体的化学式为（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由晶胞图可知，V位于晶胞顶点和体心，V的个数为，有4个O位于晶胞面上，2个O位于晶胞内部，则O的个数为，则该晶体的化学式为，故B正确。 故选B。 3．CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形的C存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是（ ） A．1个Ca2＋周围距离最近且等距离的C数目为6 B．该晶体中的阴离子与F2是等电子体 C．6.4 g CaC2晶体中含阴离子0.1 mol D．与每个Ca2＋距离相等且最近的Ca2＋共有12个 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，该晶胞不是正立方体，晶胞沿一个方向拉长，所以可以看做是一个底面为正方形的长方体，以体心Ca2+为例，与其距离最近且相等的为与钙离子在同一平面上且位于面心的4个，故A错误； B．含价电子总数为2×4+2=10，F2的价电子总数为14，二者价电子数不同，不是等电子体，故B错误； C．6.4gCaC2为0.1mol，CaC2晶体中阴离子为，则含阴离子0.1mol，故C正确； D．以底面为例，底面为正方形，所以与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有4个，由于是长方体，所以只有这4个，故D错误； 故答案为C。 4．晶胞如图所示立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。小黑球表示阳离子，小白球表示阴离子，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是（ ） A．1∶8 B．1∶4 C．1∶2 D．1∶1 【答案】D 【详解】该晶胞中阴离子个数为12×1/4+1=4个，阳离子个数为8×1/8+6×1/2=4。故阴阳离子个数比为1:1，答案选D。 5．CaTiO3的晶体结构模型如图所示(图中Ca2+、O2−、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶角)，下列关于晶体的说法正确的是（ ） A．CaTiO3的摩尔质量为136 B．CaTiO3 晶体中每个Ti4+与12 个Ca2+紧相邻 C．CaTiO3晶体中每个Ti4+与12 个O2−紧相邻 D．CaTiO3晶体中每个Ti4+与12 个Ti4+紧相邻 【答案】C 【详解】A．CaTiO3 的摩尔质量为136 g∙mol−1，故A错误； B．Ca2+在体心，根据CaTiO3 晶体结构分析，每个Ti4+与8个Ca2+紧相邻，故B错误； C．CaTiO3 晶体中以顶点的Ti4+分析，每个面有4个O2−紧相邻，有3个横截面，因此每个Ti4+与12 个O2−紧相邻，故C正确； D．CaTiO3 晶体中每个Ti4+与6个Ti4+紧相邻，分别是上下左右前后，故D错误。 综上所述，答案为C。 6．如图所示是氯化铯晶体的晶胞结构示意图，已知晶胞中2个最近的的核间距为，氯化铯()的摩尔质量为，为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度为（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】氯离子位于顶点，则晶胞中所含氯离子的数目为，铯离子位于体心，则晶胞中所含铯离子的数目为1，即一个晶胞中含有一个氯离子和一个铯离子，则一个晶胞的质量为，2个最近的的核间距为，即晶胞的边长为，晶胞的体积为，则晶胞的密度为，故选C。 7．晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是（ ） A．每个晶胞中含有8个K、6个O、1个1 B．的空间构型为四面体形 C．与K紧邻的O的个数为6个 D．在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置 【答案】D 【详解】A．K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，I位于晶胞的体内，故每个晶胞中含有1个K、3个O、1个I，A错误； B．中I的价层电子对数为，I采取杂化，则的空间构型为三角锥形，B错误； C．O位于面心，K位于顶点，与K紧邻的O的个数为12个，C错误； D．在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为，O位于棱心位置，每个棱为4个晶胞共有O个数为，K的个数为1，应位于体心位置，D正确； 故选D。 8．我国科研团队将Li+掺杂到结构单元中，得到一种高性能的p型太阳能电池材料。掺杂后的晶胞属于立方晶系，边长为a nm，其结构如图所示。已知位于A点的原子坐标参数为(0，1，1)，下列说法正确的是（ ） A．A点的原子与Li间的距离是 B．Li的坐标参数为(1，1，0.5) C．晶体中每个O原子周围都有3个等距且最近的Ni原子 D．晶胞中Mg原子与Ni原子数之比为1∶2 【答案】A 【详解】A．位于A点的原子坐标参数为(0，1，1)，则Li+的坐标参数为(1，0.5，0.5)，A点的原子与Li间的距离L=，A正确； B．根据Li+与A点的相对位置，结合A点坐标，可知Li+的坐标参数为(1，0.5，0.5)，B错误； C．在晶体中每个O原子周围都有6个等距且最近的Ni原子，C错误； D．1个晶胞中含有Mg原子数目是2×+1×=1.125，含有的Ni原子数为：7×+3×=2.375，所以晶胞中Mg原子与Ni原子数之比为1.125∶2.375＜1∶2，D错误； 故合理选项是A。 9．钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法错误的是（ ）　     A．该晶体属于离子晶体 B．晶体的化学式为BaO2 C．该晶体的晶胞结构与NaCl的相似 D．与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有8个 【答案】D 【详解】A． 该晶胞是由金属阳离子钡离子和阴离子过氧根离子构成的，为离子晶体，故A正确； B． 该晶胞中钡离子和过氧根离子个数之比为4：4=1：1，其化学式为BaO2，故B正确； C． 该晶胞中钡离子配位数是6，过氧根离子配位数是6，NaCl中离子配位数是6，该晶胞结构和氯化钠结构相似，故C正确； D． 与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+个数12，故D错误； 故选D。 10．锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（ ） A．该氧化物的化学式为ZrO2 B．该氧化物的密度为g·cm-3 C．Zr原子之间的最短距离为apm D．q点原子分数坐标为(，，) 【答案】B 【详解】A．根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr、个O，则立方氧化锆的化学式为ZrO2，A正确； B．结合A分析可知，晶体密度为，B错误； C．原子之间的最短距离为面对角线的一半，即，C正确； D．根据晶胞的位置可知，q点原子分数坐标为(，，)，D正确； 答案选B。 11．我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的，爆炸时可发生反应：2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑，生成物K2S的晶胞结构如图。下列有关说法不正确的是（ ） A．S和C均有多种同素异形体 B．N2中含有的σ键和π键数目之比为1∶2 C．K2S晶胞无隙并置后的晶体具有各向异性 D．K2S晶体中，每个S2－周围紧邻4个K+ 【答案】D 【详解】A．S和C均有多种同素异形体，如单斜硫和斜方硫、石墨和金刚石，故A正确； B．N2的结构式为N≡N，氮氮三键中含有1个σ键和2个π键，σ键和π键数目之比为1∶2，故B正确； C．K2S固体属于晶体，晶体具有各向异性，故C正确； D．由K2S晶胞结构可知，K2S晶体中，每个S2－周围紧邻8个K+，故D错误； 故选D。 12．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（ ） A．图I、II中物质的化学式相同 B．图II中物质的化学式为Au3Cu C．图II中与每个铜原子紧邻的铜原子有8个 D．图I中晶胞的晶胞参数a=acm，则图I中合金的密度为g∙cm-3 【答案】B 【详解】A．题图Ⅰ中，铜原子数为，金原子数为，故化学式为CuAu，题图Ⅱ中，铜原子数为，金原子数为，故化学式为Au3Cu，A错误； B．由A中分析可知图II中物质的化学式为Au3Cu，B正确； C．题图Ⅱ中，铜原子位于立方体的顶点，故紧邻的铜原子有6个，C错误； D．题图Ⅰ中，铜原子、金原子各为2个，晶胞的体积为a3 cm3，密度，D错误； 故选B。 13．硒化锌是一种黄色晶体，可用于荧光材料、半导体掺杂物。硒化锌的立方晶胞结构如图所示，其晶胞边长为a pm。下列叙述错误的是（ ） A．的空间构型是三角锥形 B．甲图中相邻的Se与Zn之间的距离为 pm C．与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的有4种 D．乙图为甲图的俯视图，A点坐标为，B点坐标为，则D点坐标为 【答案】C 【详解】A．中心Se原子的价层电子对数为：，存在一对孤电子对，为三角锥形，故A正确； B．Zn原子位于Se原子所围成的正四面体中心，两原子之间的距离为晶胞体对角线的四分之一，即为 pm，故B正确； C．同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但As的4p轨道是半充满的，比较稳定，电离能较高，而Se失去的是已配对的电子，配对电子相互排斥，因而电离能较低，故第一电离能As大于Se，所以与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的有As、Br、Kr，共3种，故C错误； D．结合A点坐标为，B点坐标为，可得坐标系为 ，而D点位置为 ，结合俯视图可知其x坐标为晶胞边长的，y坐标为晶胞边长的，z坐标为晶胞边长的，则D的坐标为：，故D正确； 故选：C。 14．氮化铬的晶胞结构如图所示，A点原子坐标，密度为，摩尔质量为，晶胞参数为代表阿伏加德罗常数的值．下列说法错误的是（ ） A．该晶体的化学式为 B．B点原子坐标 C．原子位于N原子构成的四面体空隙中 D． 【答案】C 【详解】A．氮化铬的晶胞结构中，N位于顶点和面心，利用均摊法总共4个，Cr位于体心和棱上，总共4个，故该晶体的化学式为，故A正确； B．A为坐标原点，故B的原子坐标为，故B正确； C．原子位于N原子构成的八面体空隙中，故C错误； D．依据密度为d，可算出晶胞参数为：，故D正确； 故选C。 15．硒化锌主要用于制造透红外线材料及红外线光学仪器，其晶胞结构如图甲所示，已知晶胞参数为，图乙为晶胞的俯视图。下列说法错误的是（ ） A．硒化锌的化学式为 B．距离距离最近且相等的有4个 C．硒化锌晶体密度为 D．晶胞中b原子和d原子的距离为 【答案】D 【详解】A．由图可知Zn：4、Se：，硒化锌的化学式为，故A正确； B．据图可知，Se的配位数为4，则距离距离最近且相等的有4个，故B正确； C．结合解析A可知晶胞的密度为，故C正确； D．b原子的坐标为，d原子的坐标为，则bd之间的距离为，故D； 故答案为：D。 16．砷化镓是优良的半导体材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（ ） 已知：①设砷和镓的原子半径分别为和，砷化镓晶体的密度为，表示阿伏加德罗常数的值； ②晶胞中原子体积占空间体积的百分率，即原子的空间占有率。 A．原子的坐标参数为 B． C．若该晶胞的边长为，则晶胞中原子的空间占有率为 D．该晶胞的俯视投影图为 【答案】B 【详解】A．根据晶胞结构，M处于右侧面面心，M原子坐标参数为(1,,)，A正确； B．根据晶胞密度，晶胞棱长为，砷和镓的原子半径之和为晶胞体对角线四分之一，故r1+r2=，B错误； C．晶胞中Ga原子个数为4，晶胞中Ga原子的空间占有率为4个Ga原子体积占晶胞体积的百分比，则晶胞中Ga原子的空间占有率为，C正确； D．根据晶胞结构图，该晶胞的俯视投影图为，D正确； 本题选B。 17．有关结构如图所示，下列说法不正确的是（ ） A．在NaCl晶体中，距最近的形成正八面体 B．固态硫中S原子为杂化 C．B原子周围距离最近且相等的N原子有4个 D．该气态团簇分子的分子式为或 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．氯化钠晶体中，距Na+最近的Cl−是6个，即钠离子的配位数是6，6个氯离子形成正八面体结构，故A正确； B．固态硫中S原子有2个σ键，2个孤电子对，为sp3杂化，故B错误； C．观察位于底面上B原子可知，B原子周围距离最近且相等的N原子有4个，故C正确； D．由于是气态团簇分子，则图中所示为一个分子的结构，分子式可从图中直接读出，该气态团簇分子的分子含有4个E和4个F原子，则该气态团簇分子的分子式为或，故D正确； 故答案选B。 能力提升 18．是某些太阳能薄膜电池的材料。如图所示为的立方晶胞结构，已知晶胞边长为，2号氧原子的分数坐标为，下列说法不正确的是（ ） A．1号氧原子的分数坐标为 B．晶胞中与Ca等距离且最近的O有4个 C．在的另一种立方晶胞结构中，若Ti位于各顶角位置，则O位于棱心 D．Ti和Ca原子间的最短距离为 【答案】B 【详解】A．根据空间直角坐标系以及2号氧原子的分数坐标，可以得到1号氧原子的分数坐标为，故A正确； B．以顶点的钙原子分析，该晶胞中与Ca等距离且最近的O有12个，故B错误； C．在CaTiO3的另一种立方晶胞结构中，若Ti位于各顶角位置，则O位于棱心，Ca位于体心，故C正确； D．根据晶胞结构可知，钙原子和钛原子之间的距离为体对角线的一半即pm，故D正确； 故答案选B； 19．一种镁铜合金的晶胞拉维斯结构如图（a），该晶胞可看成由8个小立方体构成，其中4个小立方体体心填入Mg，另外4个小立方体的体心填入以四面体方式排列的Cu，其余Mg占据晶胞的顶点和面心。图（b）是对图（a）沿立方格子对角面取得的截图。设阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是（ ） A．基态Mg原子核外电子有12种不同的运动状态 B． C．上述合金的组成可表示为MgCu2 D．上述合金晶体的密度为 【答案】B 【分析】该晶胞中 Mg原子有8个位于顶点上、6个面心上，4个在晶胞内部，则Mg的个数为个，16个Cu 原子都位于晶胞内部，由图(b)可知，x等于立方体面对角线长度，根据图(a)、(b)分析可知，y等于立方体体对角线长度，据此回答。 【详解】A．Mg核外有12个电子，所以基态Mg原子核外电子有12种不同的运动状态，A正确； B．由图(b)可知，x等于立方体面对角线长度的，即4x=a，则x=a，根据图(a)、(b)分析可知，y等于立方体体对角线长度的，即4y=a，则y=a，，B错误； C．根据分析可知，则有8个Mg，16个Cu，合金的组成可表示为MgCu2，C正确； D．晶胞的质量为g，晶胞的体积为cm3，则晶胞的密度为g ⋅ cm−3，D正确； 故选B。 20．铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a，已知为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（ ） A．铁镁合金的化学式为 B．在铁镁合金晶体中，铁原子与镁原子配位数之比为1∶2 C．该铁镁合金储氢后的晶体密度 D．镁原子位于铁原子围成的四面体空隙内，其空隙填充率为100% 【答案】B 【详解】A．由图可知位于晶胞的顶点和面心，位于晶胞内部，由均摊法可知每个晶胞中含有数目为，含有数目为8，得到化学式为，A项正确； B．铁原子位于晶胞的顶点和面心，铁的配位原子为镁，其配位数是8；镁的配住位原子为铁，其配位数是4，所以铁原子与镁原子配位数之比为2∶1，B项错误； C．储氢时，分子在晶胞的体心和棱的中心位置，距离均为面对角线的一半，因此每个晶胞储氢分子数目为，由最近的两个氢分子数目之间的距离为a可知立方体晶胞的棱长为，，C项正确； D．该晶胞顶点铁原子和面心铁原子围成正四面体空隙，镁原子位于铁原子围成的四面体空隙内，其空隙填充率为100%，D项正确； 本题选B。 21．Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、长寿命等特点，在中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。 (1)该晶胞中Ni原子与La原子的数量比为 。 (2)已知该晶胞的摩尔质量为，密度为。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是 (用含、、的代数式表示)。 (3)该晶体内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子时比较稳定。已知：，；标准状况下氢气的密度为；。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为 。 【答案】 5：1 1236 【详解】(1)从题图中可以看出，La位于平行六面体的顶角，晶胞中La的原子数为；平行六面体的上、下两个面各有2个Ni原子，四个侧面各有1个Ni原子，体心还有1个Ni原子，故晶胞中Ni的原子数为；故该晶胞中Ni原于与La原子的数量比为5：1。 (2)由(1)知，该晶胞化学式为LaNi5，每个晶胞含1个LaNi5，则n(LaNi5)=，故该晶胞的质量m= mol，所以晶胞的体积为。 (3)该晶胞体积V=，一个晶胞能吸收6个氢原子，相当于3个H2，故所吸收H2的质量m= 则该合金储氢后氢气的密度， 故储氢能力。 22．铝和氟的化合物在制造、化工等领域都有广泛应用。回答下列问题： (1)基态铝原子的核外电子排布式为 ，占据最高能级的电子云轮廓图形状为 。 (2)通常情况下，可由六氟铝酸铵受热分解制得，请写出该反应的化学方程式： 。 (3)具有较高的熔点(1040℃)，属于 (填晶体类型)晶体；在178℃时升华，写出、晶体类型不同的原因 (从原子结构与元素性质的角度作答)。 (4)在水溶液中实际上是以的形式存在。其中为配离子，Al原子的杂化方式为 ，该阴离子中存在的化学键有 (填字母)。 A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．金属键 E．配位键 F．氢键 (5)萤石()晶体的晶胞如图所示，已知立方体边长为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为 (列出计算式)。 【答案】(1) 哑铃形或纺锤形 (2) (3) 离子 F的电负性强于Cl，更容易得电子形成离子键而形成离子晶体 (4) BE (5) 【详解】（1）铝元素的原子序数为13，基态原子的价电子排布式为1s22s22p63s23p1，占据最高能级的电子云为轮廓图形状是哑铃形或纺锤形的sp能级，故答案为：1s22s22p63s23p1；哑铃形或纺锤形； （2）由题意可知，六氟铝酸铵受热分解生成氟化铝、氟化氢气体和氨气，反应的化学方程式为，故答案为：； （3）由熔点可知，氟化铝是熔点较高的离子晶体，氟元素的电负性大于氯元素，更容易得电子形成离子键而形成离子晶体，所以氟化铝是离子晶体，而氯化铝是分子晶体，故答案为：离子；F的电负性强于Cl，更容易得电子形成离子键而形成离子晶体； （4）由化学式可知，四羟基合铝酸根离子中铝原子的价层电子对数为4，则原子的杂化方式为sp3杂化，离子中含有的化学键为极性键和配位键，故选BE，故答案为：sp3；BE； （5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的钙离子个数为8×+6×=4，位于体内的氟离子个数为8，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=a3d，解得d=，故答案为：。 23．回答下列问题： (1)如图为干冰晶胞，晶胞中的分子分别采取了 种不同的空间取向，下列分子或离子与具有相同类型化学键和立体构型的是 。（填标号） A．    B．    C．    D． (2)在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图所示。 ①组成该晶体的化学式为 。 ②完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为 。 ③若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的 位置。 【答案】(1) 4 BD (2) MgNi3C 1∶3 棱心 【详解】（1）由图可知，干冰晶胞中顶点的8个分子空间取向相同，上下两面心的2个分子空间取向相同，左右两面心的2个分子空间取向相同，前后两面心的2个分子空间取向相同，共有4种空间取向不同的分子；含有极性共价键，空间构型为直线形，SO2中含有极性共价键，空间构型为V形，中含有极性共价键，空间构型为直线形，中含有极性共价键和氢键，空间构型为直线形，中含有极性共价键，空间构型为直线形，故选BD； （2）①根据均摊法，C原子位于晶胞内部，个数为1， Mg原子位于顶点，个数为=1，Ni原子位于面心，个数为，所以化学式为MgNi3C； ②据图可知镍原子构成的八面体空隙数目为1，每条棱上的两个镁原子与相邻面心的镍原子构成正八面体空隙的，所以镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙为=3，则完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为1∶3； ③若取碳原子为晶胞顶点，据图可知镍原子位于两个C原子之间，即棱心上。 24．在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图所示。 (1)该晶体的化学式为 。 (2)若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的 位置。 【答案】(1) (2)棱心 【详解】（1）根据均摊法，C原子位于晶胞内部，个数为1，Mg原子位于顶点，个数为，Ni原子位于面心，个数为，所以化学式为。答案为：； （2）若取碳原子为晶胞(立方体)顶点，据题图可知镍原子位于两个C原子连线的中点，即棱心上。答案为：棱心。 25．前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且和的电子数相差8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差2，A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。 回答下列问题： (1)该化合物的化学式为 ； (2)列式计算该晶体的密度 。 【答案】 【分析】因为A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，与的电子数相差8且它们均为前四周期的元素，所以A为F，B为K，再结合“与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差2”可知，C为Fe(原子序数为26)，D为Ni(原子序数为28)。 【详解】(1)根据“均摊法”，该晶胞中F的个数为，K的个数为，Ni的个数为，该晶体的化学式为。故答案为：； (2)结合(1)可知，1个该晶胞中平均含有2个，其质量为，该晶胞的体积为，由此即可计算该晶体的密度=。故答案为：。 直击高考 26．2022年北京冬季奥运会场馆建设使用了大量不锈钢材质，不锈钢属于铁碳合金，常含铬(Cr)、镍(Ni)等元素。回答下列问题： (1)某钛酸盐晶体结构模型如图1所示。该晶体的化学式是 ，在晶体中1个Co原子周围距离最近的O原子数目为 个。 (2)铁合金用途广泛，某种铁镁合金储氢效率很高，其晶胞如图2所示。晶体中每个镁原子周围距离最近的铁原子有 个，该铁镁合金中原子个数比Fe：Mg= ；原子坐标参数可以表示晶胞内部各原子的相对位置，其中原子坐标参数A为(0，0，0)，C为(，，0)，B点坐标参数为 。 (3)金属铬晶胞如图3，已知其密度为ag•cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中铬原子的半径为 cm(用含NA的表达式表示)。 【答案】(1) CoTiO3 12 (2) 4 1：2 (，，) (3)× 【详解】（1）晶胞中O原子位于晶胞的2，Co原子位于晶胞的顶点，Ti原子位于晶胞的体心，因此晶胞中含有O：6×=3个，含Co：8×=1个，含Ti：1个，故化学式为CoTiO3，由于Co原子位于晶胞的顶点，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子数目为，故答案为：CoTiO3；12； （2）如图，晶体中每个镁原子周围距离最近的铁原子有4个；该铁镁合金中原子个数比；Fe与距离最近的Mg的距离为晶胞棱长的，以此计算B点z坐标为，再由C坐标参数可知，B点的坐标参数为，故答案为：4；1：2；； （3）由图可知铬原子的半径为晶胞棱长的，晶胞棱长为：cm，则晶体中铬原子的半径为cm，故答案为：×。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$