专题3 微专题4 晶胞结构分析(专题微讲PPT)-【赢在微点·考前顶层设计】2025年高考化学大二轮专题复习

微专题4　晶胞结构分析 专题三　物质结构与性质 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是(　　) A.Ⅰ为18K金 B.Ⅱ中Au原子的配位数是12 C.Ⅲ中最小核间距Au-Cu<Au-Au D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au原子与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为×100%= 75%，Ⅰ中Au原子和Cu原子个数比值为1∶1，则Au元素的质量分数为×100%≈75%，为18K金，A项正确。Ⅱ中Au原子处于立方体的八个顶点，Au原子的配位数指距离最近的Cu原子个数，Cu原子处于晶胞面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的二氧化碳分子有12个，则Au原子的配位数为12, B项正确。设Ⅲ的晶胞参数为a，Au-Cu的核间距为a，Au-Au的 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 最小核间距也为 a，最小核间距Au-Cu=Au-Au，C项错误。Ⅰ中, Au原子处于晶胞内部，Cu原子处于晶胞的八个顶点，二者原子个数比为1∶1；Ⅱ中，Au原子处于晶胞的八个顶点，Cu原子处于晶胞面心，二者原子个数比为8×∶6×=1∶3；Ⅲ中，Au原子处于晶胞的面心，Cu原子处于顶点，二者原子个数比为6×∶8×= 3∶1；D项正确。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2024·河北卷)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图，晶胞的边长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2024·黑吉辽卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.常见晶体的结构特点 晶体 晶体结构 晶体详解 干冰   (1)每8个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2分子； (2)每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 金刚石   (1)每个C原子与相邻4个C原子以共价键结合，形成正四面体结构； (2)键角均为109°28'； (3)最小碳环由6个C原子组成且6个C原子不在同一平面内； (4)每个C原子参与4个C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 二氧 化硅   (1)每个Si原子与4个O原子以共价键结合，形成正四面体结构； (2)每个正四面体占有1个Si原子，4个“O”，因此二氧化硅晶体中Si原子与O原子的个数比为1∶2； (3)最小环上有12个原子，即6个O原子、6个Si原子 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 氯化钠   (1)每个晶胞中含有4个Na+、4个Cl-； (2)Na+、Cl-的配位数都是6 氯化铯   (1)每个晶胞中含有1个Cs+、1个Cl-； (2)Cs+、Cl-的配位数都是8 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 铜   (1)每个晶胞中含有4个铜原子； (2)每个铜原子周围紧邻的铜原子有12个 石墨   (1)层状结构，层内碳原子以共价键结合，层间靠范德华力维系； (2)层内每个碳原子与另外三个碳原子相连，形成六元环结构。每个六元环平均占有2个碳原子 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.(2024·湖南卷)Li2CN2是一种高活性的人工固氮 产物，其合成反应为2LiH+C+N2 Li2CN2+H2， 晶胞如图所示，下列说法错误的是(　　) A.合成反应中，还原剂是LiH和C B.晶胞中含有的Li+个数为4 C.每个周围与它最近且距离相等的Li+有8个 D.为V形结构 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 LiH中H元素为-1价，由图中化合价可知，N元素为-3价，C 元素为+4价，根据反应2LiH+C+N2 Li2CN2+H2可知，H元素由 -1价升高到0价，C元素由0价升高到+4价，N元素由0价降低到-3价,由此可知还原剂是LiH和C，A项正确；根据均摊法可知，Li+位于晶胞的面上，则含有的Li+个数为8×=4，B项正确；观察位于体 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 心的可知，与它最近且距离相等的Li+有8个，C项正确；的中心原子C原子的价层电子对数为2+×(4+2-3×2)=2，且与CO2互为等电子体，可知为直线形分子，D项错误。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2024·甘肃卷)β-MgCl2晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.电负性：Mg<Cl B.单质Mg是金属晶体 C.晶体中存在范德华力 D.Mg2+的配位数为3 电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg元素的电负性小于Cl元素，A项正确；金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg是金属晶体，B项正确；由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C项正确；由图乙中结构可知，每个Mg2+与周围6个Cl-最近且距离相等，因此，Mg2+的配位数为6，D项错误。 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。如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(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是(　　) 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 解析 考前顶层设计 化学 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 本部分内容讲解结束 把握高考微点，实现素能提升，完成专题微练9 A.该铋氟化物的化学式为BiF3 B.粒子S、T之间的距离为a pm C.该晶体的密度为 g·cm-3 D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有1+12×=4个Bi，含有8+8×+6×=12个F，故该铋氟化物的化学式为BiF3，A项正确；将晶胞均分为8个小立方体，由晶胞中MNPQ点的截面图可知，晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心，以M为原点建立坐标系，令N的原子分数坐标为(0，0，1)，T的原子分数坐标为(1，)，则S的原子分数坐标为()，所以粒子S、T之间的距离为× a pm=a pm，B项正确；每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-，晶胞体积为(a pm)3=a3×10-30 cm3，则晶体密度ρ== g·cm-3= g·cm-3，C项正确；以晶胞体心处铋离子为分析对象，距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内，共有8个，D项错误。 3.(2024·安徽卷)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如图所示。已知该氧化物中Ti元素为+4价，La元素为+3价。下列说法错误的是(　　) A.导电时，Ti元素和La元素的价态不变 B.若x=，Li+与空位的数目相等 C.与体心最邻近的O原子数为12 D.导电时，空位移动方向与电流方向相反 根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti元素和La元素的价态不变，A项正确；根据“均摊法”，1个晶胞中含Ti原子数为8×=1个，含O原子数为12×=3个，含La原子或Li原子或空位共1个，若x=，则La原子和空位共，n(La)+n(空位)=，结合正、负化合价代数和为0，(+1)×+(+3)×n(La)+(+4)×1+(-2)×3=0，解得n(La)=、n(空位)=，Li+与空位数目不相等，B项错误；由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O原子数为12，即位于棱心的12个O原子，C项正确；导电时Li+向阴极移动方向，即与电流方向相同，则空位移动方向与电流方向相反，D项正确。 A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B.晶胞2中S原子与S原子的最短距离为a C.晶胞2中距Li原子最近的S原子有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 由均摊法得，结构1中含有Co原子的数目为4+4×=4.5，含有S原子的数目为1+12×=4，Co原子与S原子的原子个数比为9∶8，因此结构1的化学式为Co9S8，A项正确；由题图可知，晶胞2中S原子与S原子的最短距离为面对角线的，晶胞边长为a，即S原子与S原子的最短距离为a，B项错误；如题图晶胞2：，以图中的Li原子为例，与 其最近的S原子共4个，C项正确；如图，当2个晶胞2放在一起时，图中截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，D项正确。 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a pm D.若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心 根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr原子、8×+12×+6×+1=8个O原子，则该氧化物的化学式为ZrO2，A项正确；晶体密度为ρ= g·cm-3= g·cm-3，B项错误；Zr原子之间的最短距离为面对角线的一半，即a pm，C项正确；据题图中所示坐标系可知，p点坐标为()，q点坐标为()，若将p点Zr原子平移至原点，晶胞中各点坐标均由(x，y，z)变为(x-，y-，z-)，因此q点坐标变为(，0)，即晶胞xy面的面心，D项正确。 A.图1晶体密度为 g·cm-3 B.图1中O原子的配位数为6 C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导 根据均摊法，图1的晶胞中含Li原子数为8×+1=3，含O原子数为2×=1，含Cl原子数为4×=1，1个晶胞的质量为 g= g，晶胞的体积为(a×10-10 cm)3=a3×10-30 cm3，则晶体的密度为 g·cm-3，A项正确；图1晶胞中，O原子位于面心，与O原子等距离且最近的Li原子有6个，O原子的配位数为6，B项正确；根据均摊法，图2中Li原子数为1，Mg原子或空位为8×=2，O原子数为2×=1，Cl或Br原子数为4×=1， Mg原子的个数小于2，根据正、负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOClxBr1-x，C项错误；进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导，D项正确。 $$