内容正文:
课时作业(十一)
1.(2024·江西九省联考卷)朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现,其立方晶系β型晶胞如下图所示,晶胞参数为a nm,A原子的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( C )
A.S的配位数是6
B.晶胞中B原子分数坐标为
C.该晶体的密度是ρ=g/m3
D.相邻两个Hg的最短距离为a nm
解析:由晶胞图知,S的配位数是4,A错误;由A原子的分数坐标为(0,0,0),结合投影图知,晶胞中B原子分数坐标为,B错误;由晶胞图可知,S有4×1=4个,Hg有6×+8×=4,故该晶体的密度是ρ==g/m3,C正确;相邻两个Hg的最短距离面对角线的一半,为a nm,D错误; 故选C。
2.镍酸镧电催化剂立方晶胞如图所示,晶胞参数为a,具有催化活性的是Ni,图①和图②是晶胞的不同切面。下列说法错误的是( C )
A.催化活性:①>②
B.镍酸镧晶体的化学式为LaNiO3
C.La周围紧邻的O有4个
D.La和Ni的最短距离为a
解析:具有催化活性的是Ni,图②中没有Ni原子,则催化活性:①>②,故A正确;镍酸镧电催化剂立方晶胞中含有1个Ni,12×=3个O,8×=1个La,镍酸镧晶体的化学式为LaNiO3,故B正确;由晶胞结构可知,La在晶胞体心,O在晶胞的棱心,则La周围紧邻的O有12个,故C错误;由晶胞结构可知,La和Ni的最短距离为体对角线得一半,为a,故D正确;故选C。
3.(2024·广西九省联考卷)某镁镍合金储氢后所得晶体的立方晶胞如图1(为便于观察,省略了2个图2的结构),晶胞边长为a pm。下列说法正确的是( A )
图1 图2
A.晶体的化学式为Mg2NiH6
B.晶胞中与1个Mg配位的Ni有6个
C.晶胞中2个Ni之间的最近距离为a pm
D.镁镍合金中Mg、Ni通过离子键结合
解析:Ni位于顶点和面心,根据均摊法,Ni的个数为8×+6×=4,每个Ni原子周围有6个H,因此H有24个,Mg都在体内,因此Mg有8个,晶体的化学式为Mg2NiH6,A正确;由图像可知,Mg周围距离最近且相等的Ni有4个,因此晶胞中与1个Mg配位的Ni有4个,B错误;由图像可知,晶胞中最近的2个N位于面的中心和顶点上,距离为面对角线的一半,即a pm,C错误;Mg、Ni均为金属,合金中Mg、Ni通过金属键结合,D错误;故选A。
4.(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O可用于印染、畜牧等领域,其晶体的部分结构如下图所示。下列说法正确的是( C )
A.电负性:O>S>Fe>H
B.基态Fe2+的价层电子排布式为3d44s2
C.晶体中N和S原子的轨道杂化类型均为sp3
D.晶体中微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键
解析:一般非金属的电负性强于金属,故H的非金属性强于铁,电负性由强到弱的顺序为:O>S>H>Fe,故A错误;基态Fe的价层电子排布式为3d64s2,失去最外层2个电子变成Fe2+,故基态Fe2+的价层电子排布式为3d6,故B错误;晶体中N原子和S原子都连有4个共价键,故都采用sp3杂化,故C正确;晶体中微粒间的相互作用有离子键、共价键和配位键,还有分子间作用力,氢键,故D错误。答案选C。
5.将铁粉在NH3和H2的混合气氛中加热,可得含Fe和N的磁性材料,其晶体的晶胞如图,晶胞边长均为a pm。下列说法不正确的是( C )
已知:1 cm=1010 pm,阿伏加德罗常数的值为NA。
A.距离N最近的Fe有6个
B.Fe之间的最近距离为a pm
C.该晶体的密度为g·cm-3
D.若将N置于晶胞顶点,则Fe位于体心和棱心
解析:N位于体心,处于Fe围成的正八面体的中心,因此有6个,故A正确;B.Fe之间的最近距离为面对角线的一半,因此为a pm,故B正确;Fe位于晶胞中的顶点和面心,有8×+6×=4个,N位于体心有1个,ρ===g·cm-3=g·cm-3,故C错误;若将N置于晶胞顶点,有8×=1,Fe位于晶胞中的体心和棱心,有1+12×=4个,与原有的比值关系相同,故D正确;故答案选C。
6.科学工作者发现了一种光解水的催化剂,其晶胞结构如图所示,已知晶胞参数为a pm,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是( D )
A.O位于由Ce构成的四面体空隙中
B.Ce在晶胞中的配位数为8
C.Ce与Ce最近的距离为a pm
D.该晶体的摩尔体积Vm=m3·mol-1
解析:根据晶胞结构可知O位于Ce构成的正四面体空隙中,A正确;B.以底面面心的Ce为例,上、下层各有4个氧原子,故在晶胞中的配位数为8,B正确;Ce与Ce最近的距离为Ce与Ce最近的距离为面对角线一半,为a pm,C正确;1个晶胞体积为a3×10-36m3,含有4个Ce和8个O,则该晶体的摩尔体积为×a3×10-36m3×NA=m3·mol-1,D错误;故选D。
7.为维护国家安全和利益,2023年7月3日,我国决定对镓、锗相关物项实施出口管制。氮化镓的晶胞结构如下图所示(晶胞参数为a pm)。下列说法不正确的是( C )
A.该物质的化学式为GaN
B.晶体结构中Ga的配位数为4
C.该晶体的密度为×10-27g/cm3
D.第二周期基态原子第一电离能大于N的元素有2种
解析:该晶胞中含4个Ga原子、4个N原子,该物质的化学式为GaN,A正确;与N原子最近且等距离的Ga原子有4个,N的配位数为4,Ga的配位数也为4,B正确;GaN晶体的密度为×1030g/cm3,C错误;与N元素位于同一周期且基态原子第一电能比N大的有F和Ne,D正确;故选C。
8.现有一种由正离子An+、Bm+和负离子X—组成的无机固体电解质,该物质在高温相为无序结构,低温相为有序结构,两者的结构如图,下列说法错误的是( A )
A.n=2,m=1
B.高温相中X—的堆积方式和氯化钠中Cl—的堆积方式相同
C.低温相中An+的配位数为4
D.高温相的良好导电性与其结构中存在大量的空位有关
解析:由题意可知,无机固体电解质低温相为有序结构,由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的An+的个数为4、Bm+的个数为2,位于顶点、面上、棱上和体心的X—的个数为8×+10×+4×+1=8,则晶胞的化学式为A2BX4,由化合价代数和为0可得:2n+m=4,经讨论可得:m=2、n=1,故A错误;氯化钠晶胞中氯离子的堆积方式为立方最密堆积,由晶胞结构可知,高温相为立方晶系,晶胞中X—的堆积方式也为立方最密堆积,所以高温相中X—的堆积方式与氯化钠中氯离子的堆积方式相同,故B正确;由晶胞结构可知,低温相晶胞中A+与4个X—的距离最近,则A+的配位数为4,故C正确;与低温相相比可知,高温相晶胞中A+发生迁移使空位数目增多,为阳离子的流动提供了运动通道,所以高温相的良好导电性与其结构中存在大量的空位有关,故D正确;故选A。
9.实验室可用萤石(CaF2)与浓硫酸制取HF,氢氟酸可用来刻蚀玻璃,发生反应:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,CaF2的立方晶胞如图所示,其晶胞参数为a pm。下列说法不正确的是( D )
A.氢化物的稳定性:HF>H2O>SiH4
B.SiF4、H2O、SO、SiO2四者的中心原子的杂化方式相同
C.CaF2的晶体密度为g/cm3(NA为阿伏伽德罗常数的值)
D.CaF2晶体中Ca2+和Ca2+之间的最近距离与F-和F-之间的最近距离之比为∶2
解析:周期表中同主族从下到上,同周期从左到右,元素的非金属性增强,最高价氧化物对应的水化物的酸性增强,元素的氢化物稳定性增强,元素的非金属性F>O>Si,氢化物的稳定性:HF>H2O>SiH4,故A正确;SiF4、H2O、SO、SiO2四者的中心原子的杂化方式相同,均为sp3杂化,故B正确;由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4个Ca2+,8个F-,CaF2的晶体密度为ρ==g/cm3=g/cm3,故C正确;CaF2晶体中Ca2+和Ca2+之间的最近距离与F-和F-之间的最近距离之比为a∶=∶1,故D错误;故选D。
10.下列有关物质结构的说法正确的是( D )
图① 图②
图③
A.图①中18冠6通过离子键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征
B.图②物质相较NaBF4摩尔质量更大,具有更高的熔沸点
C.图③晶体磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为
D.图③晶胞参数为d nm,则晶体的密度为
解析:图①中18冠6中不含有阴离子,与K+间不能形成离子键,应为18冠6通过配位键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征,A不正确;图②物质属于离子晶体,构成阳离子的基团较NaBF4中BF半径更大,离子键能更弱,具有较低的熔沸点,B不正确;图③晶体磷化硼晶胞中,六个面心都存在P原子,则沿z轴方向上的投影图为,C不正确;图③晶胞中,含有4个B原子,含P原子个数为8×+6×=4,参数为d nm,则晶体的密度为=g·cm-3,D正确;故选D。
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