3.1 认识晶体同步练习2024—2025学年高中化学鲁科版（2019）选择性必修二

2024—2025学年高中化学鲁科版选择性必修二3.1 认识晶体 一、单选题 1．Fe和Cu在自然界常以硫化物的形式存在。一种四方结构的晶胞及晶胞参数如下图所示，下列说法错误的是 A．的配位数为4 B．该物质的化学式为 C．阿伏加德罗常数的值用表示，该晶胞的密度为 D．已知1号原子分数坐标为，则2号原子分数坐标为 2．有X、Y、Z、W、M五种短周期主族元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X+与具有相同的电子层结构；离子半径：；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法正确的是 A．X、M两种元素只能形成型化合物 B．元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体 C．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂 D．由于W、Z、M元素的简单氢化物的相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低 3．含硼化合物的两种晶体如图所示。下列叙述正确的是 已知：甲中晶胞的边长为，为阿佛加德罗常数的值。图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃。 A．图乙晶体的化学式为 B．图甲、图乙对应的晶体都是离子晶体 C．图甲中原子和原子之间的最近距离为 D．图甲中，原子填充在由原子构成的四面体中 4．化学与人类生产、生活密切相关，下列说法中错误的是 A．歼-20上采用的氮化镓涂层，属于新型金属材料 B．液晶既有液体的流动性，又有类似晶体的各向异性 C．氯化钠不能使蛋白质变性，但可用作食品防腐剂 D．碳酸氢铵、碳酸氢钠可用于制作面包等食品的膨松剂 5．下列物质中属于共价晶体的是 A． B． C．K D． 6．是一种常见盐，下列说法不正确的是 A．属于弱电解质 B．焰色试验显黄色 C．溶液呈碱性 D．属于离子晶体 7．中国商飞C919在机体主结构上使用了第三代铝锂合金材料。一种铝锂合金的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．该铝锂合金的摩尔质量为 B．该铝锂合金中Li的配位数为12 C．该铝锂合金在强度方面会表现出各向同性 D．铝合金中添加一定量的Li有利于航空结构件轻量化 8．一种Mn、Se组成的化合物结构中Se为面心立方最密堆积，晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．该化合物的化学式是MnSe B．距离Se原子最近的Mn原子有4个 C．距离Se原子最近的Se原子有12个 D．若晶胞参数是a nm，Mn、Se原子的最近距离是 9．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作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成的一个正四面体结构单元替代(如图所示，所有小球都代表碳原子)，T-碳的密度约为金刚石的一半。下列说法正确的是 A．1个金刚石晶胞含4个碳原子 B．T-碳中键角是109°28' C．T-碳属于分子晶体 D． 10．常用作化工催化剂，作催化剂载体，若催化剂与载体晶体结构(堆积方式、晶胞参数)越相似，往往催化效果越好。的晶体结构如图所示。下列有关说法不正确的是    A．晶体结构中，实线部分为晶胞 B．晶胞中O都在晶胞的体内 C．向载体中掺杂可以提高催化效果 D．晶体的密度小于晶体 11．科学家研发出一种新型储氢材料，晶胞结构如下图所示，晶胞参数为apm，下列说法确的是 A．该晶胞结构与NaCl晶胞结构相同 B．该晶体的化学式为 C．阴、阳离子的最小距离为 D．该物质中包含的全部化学键类型为极性共价键和离子键 12．科技创新是引领发展的第一动力。下列说法错误的是 A．我国“问天”实验舱采用了砷化镓太阳能电池，砷化镓所含的元素都位于p区 B．绚烂焰火的产生是电子由基态跃迁到激发态时，能量以光的形式释放引起的 C．我国发现了月球新矿物——“嫦娥石”，可以采用X射线衍射法分析其晶体结构 D．C919飞机采用了碳纤维和玻璃纤维，二者均属于无机非金属材料 13．晶胞结构中的位置如图1所示。位于所构成的四面体中心，其晶胞俯视图如图2所示。若晶胞参数为，阿伏加德罗常数的数值为，下列说法正确的是 A．晶胞中，的配位数为8 B．晶体的密度为 C．晶胞中，之间的最短距离为 D．晶胞中，填充了8个四面体空隙 14．下列有关Cu及其化合物的叙述正确的是 A．CuCl晶体结构如上图所示，其中氯离子的配位数为4 B．刻蚀Cu制印刷电路板，说明还原性Cu大于Fe C．Cu是第VIII族元素 D．除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥 15．磷锡青铜合金广泛用于仪器仪表中的耐磨零件和抗磁元件等。其晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为。下列说法不正确的是 A．磷锡青铜的化学式为 B．该晶胞中与原子等距离且最近的原子有12个 C．三种元素、、在元素周期表中分别处于区、区、区 D．和原子间的最短距离为 二、填空题 16．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，称为原子分数坐标。CsSiB3O7属于正交晶系(长方体形)，晶胞参数为a nm、b nm和c nm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。 据此推断该晶胞中Cs原子的数目为 ；CsSiB3O7的摩尔质量为M g·mol-1，设NA为阿伏加德罗常数的值，则CsSiB3O7晶体的密度为 g·cm-3(用含字母的代数式表示)。 17．立方砷化硼具有高载流子迁移率，超越硅的导热、导电性能，有望成为硅基元器件的替代方案，其晶胞结构如图所示，请回答下列问题： (1)As在元素周期表中的位置是 。As属于 区元素。 (2)该晶胞的化学式为 。2、3、4、5四个原子所围成的空间结构为 形。 (3)晶胞有两个基本要素。 ①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，图中1号原子的坐标参数为，6号原子的坐标参数为，则2号原子的坐标参数为 。 ②晶胞参数是用来描述晶胞大小和形状的，设该晶胞的晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数为，则B、As原子之间的最短距离为 pm，该晶胞的密度为 。 18．Cu2O晶胞中结构如图所示。该晶体的密度为d g/cm3，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的体积为 cm3 19．闪锌矿晶胞类似于金刚石晶胞(如图所示)，若将金刚石晶胞顶点和面心的原子换成，晶胞内的原子换为，即得闪锌矿晶胞。回答下列问题： (1)Zn位于元素周期表的 区。 (2)1个金刚石晶胞中含有的C原子数为 ；12 g金刚石中含有的键数目为 ，金刚石的晶体类型为 。 (3)闪锌矿的化学式为 ，1个周围有 个配位，位于围成的 空隙中。 (4)在第三周期中，第一电离能大于S的元素有 种；分子的中心原子杂化方式为 。 三、计算题 20．Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题： Li2O为离子晶体，具有反萤石结构，晶胞如下图所示。则O2-配位数为： ，若晶胞参数为bnm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)，O2-和Li+的最短距离等于 nm(用含b的代数式表示)。 21．铁、钴、镍的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题： 钴的一种化合物晶胞结构如下图所示。 ①已知a点的原子坐标参数为(0，0，0)，b点为(，，0)，c点为(1，，)，则d点的原子坐标参数为 。 ②已知该晶体的密度为ρ g·cm-3，则晶胞参数a= nm(用含ρ、NA的代数式表示)。 22．我国科学家制备了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂氧化锆，其晶胞如下图所示。 (1)该氧化锆晶体的化学式为___________。 A．ZrO2 B．ZrO C．Zr2O D．Zr2O3 (2)结合图中数据，计算该晶胞的密度ρ= g·cm−3。(设NA为阿伏加德罗常数，用含a、b和NA的代数式表示) 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： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D A A A C D D B 题号 11 12 13 14 15 答案 C B B A D 1．D 【分析】晶胞中铜原子个数为8×，铁原子个数为6×，硫原子个数为8个，化学式为。 【详解】A．体心的铜原子周围最近的S原子有4个，配位数为4，A正确； B．有以上分析，该物质的化学式为，B正确； C．晶胞中有4个，晶胞质量为=，晶胞的体积为2a3×10-30cm3，该晶胞的密度为，C正确； D．已知1号原子分数坐标为，则2号原子分数坐标为，D错误； 答案选D。 2．C 【分析】X+与M2-具有相同的电子层结构且均属于短周期元素，可推知X为钠元素，M为氧元素，由此可知Z为硫元素；X、Y、Z、W属于同周期元素，由离子半径：Z2->W-，可推知W为氯元素；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料，不难判断，Y为硅元素。 【详解】A．Na与O两种元素可形成Na2O和Na2O2两种化合物，故A项错误； B．单质Si属于共价晶体，单质S和Cl2属于分子晶体，故B项错误； C．O3和Cl2都具有强氧化性，可作为水处理的消毒剂，故C项正确； D．虽然HCl、H2S、H2O的相对分子质量依次减小，但因H2O分子间存在氢键，沸点高于HCl和H2S，故D项错误； 故答案为：C。 3．D 【详解】A．图乙晶体中硼原子在内部，每个晶胞中有6个原子，镁原子位于晶胞的顶点和面心均摊法计算为：，所以化学式为，A错误； B．图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃，所以前者熔点很高是共价晶体，后者熔点较高是离子晶体，B错误； C．图甲中原子和原子之间的最近距离是内部小正方体体对角线的一半，为，C错误； D．图甲晶体中，硼原子与氮原子的配位数都是4，所以硼原子位于氮原子构成的四面体中，D正确； 故选D。 4．A 【详解】A．氮化镓是化合物，不是金属材料，选项A错误； B．根据液晶的特性可知，液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，选项B正确； C．高浓度的氯化钠溶液可以使细菌细胞脱水死亡，可用作食品防腐剂，选项C正确； D．碳酸氢铵、碳酸氢钠在加热的条件下能分解产生氨气、二氧化碳，从而使糕点变的蓬松，选项D正确； 答案选A。 5．A 【详解】A．SiO2中Si原子和O原子通过共价键形成的立体网状结构，硬度大、熔点高，是共价晶体，故A正确； B．N2是分子晶体，故B错误； C．K是金属，属于金属晶体，故C错误； D．Na2O是由钠离子和氧离子形成的离子晶体，故D错误； 答案选A。 6．A 【详解】A．在水溶液中完全电离，属于强电解质，故A错误；     B．含有Na元素，焰色试验显黄色，故B正确； C．水解溶液呈碱性，故C正确； D．由构成，属于离子晶体，故D正确； 选A。 7．C 【详解】A．根据“均摊法”，晶胞中含个Li、个Al，则该铝锂合金的化学式为，摩尔质量为，A项正确； B．观察晶胞结构图，可知同层与Li紧邻的Al为4个，上层、下层各为4个，与Li紧邻的Al为12个，B项正确； C．铝锂合金属于金属晶体，晶体在强度方面会表现出各向异性，C项错误； D．Li的相对原子质量小，密度小，有利于航空结构件轻量化，D项正确； 故选C。 8．D 【详解】A． 一个晶胞中Se的个数为，Mn的个数为4，则该化合物的化学式是MnSe，故A正确； B． 由晶胞结构图可知，以左侧面心的Se原子为中心，距离Se原子最近的Mn原子有4个，故B正确； C．由晶胞结构图 可知，以右侧面心的Se原子为中心，与其距离最近的Se原子在该晶胞中有8个，在右侧相邻晶胞中含有4个，故距离Se原子最近的Se原子有12个，故C正确； D． 距离顶点Se原子最近的Mn原子位于晶胞小立方体的体心，故Mn、Se原子的最近距离是，故D错误； 故选D。 9．D 【详解】A．如图所示，每个晶胞中的碳原子数为，A错误； B．T-碳中距离最近的4个C原子形成正四面体结构，其键的最小夹角为60°，B错误； C．T-碳属于混合晶体，C错误； D．金刚石晶胞中有8个碳原子，则T-碳晶胞中碳原子数是金刚石的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-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，D正确； 故答案选D。 10．B 【详解】A．晶胞是最小的重复单元，图中实现部分是最小的重复单元，属于晶胞，故A正确； B．RuO2晶胞Ru的个数为，由化学式子可知O的个数为4, 0有两个在体内，另外四个在面上，故B错误； C． Al3+半径小于Mg2+，在MgF2中引入Al3+可降低晶胞参数，Al - MgF2晶体结构和RuO2更接近，相互作用更强，催化效果更好，故C正确； D． Al - MgF2晶体是Al取代了M，铝的相对原子质量为27，镁的相对原子质量为24，则MgF2晶体的密度小于Al - MgF2晶体，故D正确； 故选: B。 11．C 【详解】A．NaCl晶胞中一种离子的位置是顶点和面心，另一种离子是棱心和体心，而该晶胞中阳离子是在顶点和面心，阴离子都在体内，晶胞结构不相同，故A错误； B．该晶胞中阳离子是在顶点和面心，个数为=4，阴离子都在体内，个数为8，该晶体的化学式为2，故B错误； C．由晶胞结构图可知，阴、阳离子的最小距离为体对角线的，即为，故C正确； D．该物质中阳离子内部和阴离子内部都有配位键，包含的全部化学键类型为极性共价键、离子键和配位键，故D错误； 答案选C。 12．B 【详解】A．As位于第四周期第ⅤA族，Ga位于第四周期第ⅢA族，都位于p区，故A正确； B．电子由激发态跃迁到基态时，能量以光的形式释放，可利用其制作焰火，故B错误； C．X—射线衍射法是分析晶体结构最科学、最可靠的方法，故C正确； D．碳纤维的主要成分是碳单质，玻璃纤维的主要成分为二氧化硅、氧化铝等，都属于无机非金属材料，故D正确； 故选B。 13．B 【分析】该晶胞中个数==4，所构成的四面体空隙有8个，根据化学式可以判断有4个空隙填充了，之间的最短距离为晶胞面角线的一半。 【详解】A．由上述分析可知，填充在，所构成的四面体空隙中，故的配位数为4，故A错误； B．上述晶胞含有4个，故1个晶胞的质量等于，1个晶胞的体积为，晶体的密度为，故B正确； C．晶胞中，之间的最短距离为晶胞面角线的一半，即，故C错误； D．由分析可知，填充了4个四面体空隙，故D错误。 答案选B。 14．A 【详解】A．从CuCl的晶胞可以判断，每个铜原子与4个Cl距离最近且相等，即Cu的配位数为4，根据化学式可知Cl的配位数也为4，故A正确； B．FeCl3刻蚀Cu制印刷电路板，说明FeCl3具有氧化性，能氧化Cu,还原性Cu大于Fe2+，故B错误； C．Cu是第IB族元素，故C错误； D．硝酸具有强氧化性，能氧化Cu生成硝酸铜，但Cu不能与稀盐酸或稀硫酸反应，所以除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀盐酸或稀硫酸溶解，过滤、洗涤、干燥，故D错误； 故选：A。 15．D 【详解】A．由均摊法可知，晶胞中Cu原子数目= 6×12=3 、 Sn原子数目= 8×18=1 、P原子数目为1，故化学式为 Cu3SnP ，选项A正确； B．Sn位于晶胞的顶点，Cu位于面心，故晶胞中与Sn原子等距离且最近的Cu原子有12个，选项B正确； C．三种元素Cu、Sn、P在元素周期表中分别处于ds区、p区、p区，选项C正确； D．P原子位于体心而Sn位于顶点，Sn和P原子间的最短距离为体对角线长的一半，故距离为 a pm，选项D错误； 答案选D。 16． 4 ×1021 【详解】原子分数坐标为(0.5，0.2，0.5)的Cs原子位于晶胞体内，原子分数坐标为(0，0.3，0.5)及(1.0，0.3，0.5)的Cs原子分别位于晶胞的左侧面、右侧面上，原子分数坐标为(0.5，0.8，1.0)及(0.5，0.8，0)的Cs原子分别位于晶胞的上底面、下底面，原子分数坐标为(0，0.7，1.0)及(1.0，0.7，1.0)(0，0.7，0)及(1.0，0.7，0)的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上，则晶胞中Cs原子数目为：1＋4×＋4×=4，由化学式CsSiB3O7可知，每个晶胞相当于含有4个“CsSiB3O7”，故晶胞的质量=4× g，则晶体密度=×1021 g·cm-3。。 17．(1) 第四周期第VA族 p (2) BAs 四面体 (3) 【详解】（1）As是33号元素，As核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3，As在元素周期表中的位置是第四周期第VA族；As属于p区元素；故答案为：第四周期第VA族；p。 （2）该晶胞中小黑球有4个，小白球有，其化学式为BAs。根据白磷的结构来看2、3、4、5四个原子所围成的空间结构为四面体形；故答案为：BAs；四面体。 （3）①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，图中1号原子的坐标参数为，6号原子的坐标参数为，则2号原子在体对角线的四分之一处，其坐标参数为；故答案为：。 ②晶胞参数是用来描述晶胞大小和形状的，设该晶胞的晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数为，则B、As原子之间的最短距离为体对角线的四分之一即pm，该晶胞的密度为；故答案为：；。 18． 【详解】如图，晶胞中O原子个数为，Cu原子个数为4×1=4，根据，其中V=，代入数据得，V==，故填。 19．(1)ds (2) 8 2 共价晶体 (3) ZnS 4 正四面体 (4) 3 sp 【详解】（1）Zn的价电子排布式为3d104s2，故位于元素周期表的ds区。 （2）根据均摊法，顶点8×=1，面心6×=3，晶胞内部4个，共8个；金刚石中1个碳原子与4个碳原子形成共价键，均摊可知一个碳原子有2个C-C键，故12 g金刚石中含有的键数目为2；金刚石的晶体类型为共价晶体。 （3）由晶胞可知，个数为8×+6×=4，晶胞内部共4个，故闪锌矿的化学式为ZnS；一个周围有4个，根据离子个数的比例关系可知，1个周围有4个配位；位于围成的正四面体空隙中。 （4）同周期从左往右第一电离呈增大趋势，但当原子轨道全充满或者半充满时，原子更稳定，第一电离能更大，故第三周期第一电离能大于S的元素有P、Cl、Ar共3种；分子的中心原子价层电子对数为2，故杂化方式为sp杂化。 20． 8 【详解】从图Li2O晶胞的结构可以看出晶胞中的Li+的个数为8个，顶点有8个O2-，面心有6个O2-，晶胞中O2-的个数为8×＋6×=4，以面心O2-为例，需要8个Li+给它配位；1mol晶胞中有4molLi2O，因此ρ=；将晶胞切割成以Li+为中心，O2-为顶点的小晶胞，两个O2-的距离为，两个O2-的中心点距离Li+的距离为，则O2-和Li+的最短距离等于； 故答案为：8；；。 21． (，1，) 【详解】①根据图示可知d点在后面的面心上，则d点的坐标为(，1，)； ②根据图示可知：在一个晶胞中含有Ti原子个数为8×=1，含有Co原子数为1；含有O原子数为6×=3，所以晶胞质量，所以a=nm。 22．(1)A (2) 【详解】（1）由晶胞结构图可知，一个晶胞中含有Zr的个数为，含有O的个数为8，则该氧化锆晶体的化学式为ZrO2，故选A。 （2）由第1小问可知，一个晶胞中含有4个ZrO2，结合图中数据，该晶胞的密度。 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 $$