2025届高三化学一轮复习 热点训练——晶胞的相关计算

2025届高考化学一轮复习热点训练——晶胞的相关计算 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．金属钼()的一种晶胞为体心立方堆积(图1)，晶胞参数为apm。以晶胞参数为单位长度建立如图所示坐标系(图2)，该晶胞沿其体对角线方向上的投影如图3所示。下列说法错误的是 A．金属钼的密度为 B．图3中原子3和原子4的连线长度为 C．若图1中原子1的分数坐标为，则原子2的分数坐标为 D．钼原子的空间利用率为 2．Cu2S是一种常用的半导体材料，Cu2S的晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm。下列说法正确的是 A．图中黑色球代表的是Cu+ B．距离S2-最近的S2-有8个 C．S2-与Cu+的最近距离为 D．晶胞的密度为 3．砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、抗辐射能力强等优点。其立方晶胞结构如图，晶胞边长为，原子的分数坐标为，原子的分数坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．Ga原子的配位数为2 B．位于晶胞内的As围成正方形 C．q原子的分数坐标为 D．晶体密度为 4．Cu2O的立方晶胞如图，晶胞参数为a pm，m点的分数坐标为（），设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是 A．O的配位数为4 B．Cu与O的最近距离为pm C．n点的分数坐标为（） D．晶体密度ρ=g·cm-3 5．单质Li在N2中燃烧生成某化合物，其晶胞结构如下图： 已知：晶胞底面是边长为a pm的菱形；2号和3号Li+均处于正三角形的中心。下列说法中错误的是 A．该化合物的化学式为Li3N B．底面上的Li+之间的最小距离为 C．底面上的Li+中，与1号N3-最近的有6个 D．底面上Li+的配位数为3，棱上Li+的配位数为2 6．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 A．结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B．晶胞2中S与S的最短距离为a/2 C．晶胞2中距Li最近的S有4个 D．晶胞2和晶胞3表示不同的晶体 7．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中—X、—Y、—Z。其对应的化学式不正确的是 A．XY B．X2Y C．X3Y D．XY3Z A．A B．B C．C D．D 8．一种高迁移率的新型热电材料，其四方晶系的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。        坐标 原子 0 0 0 0 0 0.5 0.25 0.25 0.125 下列说法正确的是 A．该晶体的化学式为 B．与最近的原子有4个 C．晶胞中1号原子和2号原子之间的距离为 D．该晶胞沿轴的投影为： 9．的晶胞结构如图甲所示，其中位于立方体的顶点、部分棱心和面心，O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。电池充电时，脱出部分，形成的晶胞结构如图乙、丙。下列说法错误的是 A．图甲中每个晶胞中含有的单元数有4个 B．图乙中 C．图丙中晶胞边长为，则晶胞密度为 D．充电①时，阳极反应式为 10．硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，已知该晶体密度为ρg/cm3，设阿伏加德罗常数的值为。下列说法不正确的是 A．Se位于元素周期表的p区 B．基态Se原子核外有18种不同空间运动状态的电子 C．若A点原子的坐标为，C点原子的坐标为，则B点原子的坐标为 D．该晶胞中Zn与Se之间的最短距离为nm 11．SiC具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。其晶胞结构如图所示，已知n的坐标分数为(0.25，0.75，0.75)，晶胞参数为apm。下列说法正确的是 A．SiC晶体属于分子晶体 B．晶胞中m的坐标参数为(0.25，0.75，0.25) C．每个Si周围最近的Si数目是6 D．C原子与Si原子之间的最短距离为 二、填空题 12．A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2-和B＋具有相同的电子层构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题： A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，，晶胞参数a=0.566 nm，F的化学式为 ；晶胞中A原子的配位数为 ；列式计算晶体F的密度 。 13．自然界中存在大量的金属元素，其中钠、镁、铝、铁、铜等在工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)钠、铁、铝、铁、铜属于 晶体， 铁熔化破坏的化学键为 。 (2)铜的化合物种类很多。如图是氯化亚铜的晶胞结构，已知晶胞的棱长为a nm。 ①Cu+与Cl-最短的距离是 nm，Cl-的配位数为 。 ②氯化亚铜密度的计算式为ρ= g·cm-3 (用NA表示阿伏加德罗常数)。 14．锡()及其化合物具有较大应用价值。回答下列问题： (1)在元素周期表位于第 周期 族。 (2)和是锡的常见氯化物，可以发生如下转化。中原子的杂化方式为 ，分子的空间构型为 。 (3)蒸气遇氨气及水汽呈浓烟状，可制作烟幕弹，化学方程式为 。 (4)的晶胞及其在xy平面的投影如图所示，晶胞参数分别为。晶胞中的原子分数坐标有 种，O的配位数为 ；阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为 (用含a、b、c等的代数式表示)。 15．配合物在科学研究中应用广泛。回答下列问题： (1)铜可以与缩二脲()形成紫色配离子，结构如图所示。 该离子中非金属元素电负性最小的是 (填元素符号)，的化合价为 ；配位键稳定性：a b(填“>”“<”或“=”)。 (2)普鲁士蓝的晶胞结构如图所示，晶胞中铁氰骨架构成小正方体，在小正方体的棱上(在图中省略)，两端分别与和形成配位键。 ①的最外层电子排布式为 ；普鲁士蓝晶胞中由构成的正四面体空隙的填充率为 ；无机氰化物(含有的无机盐)有剧毒，普鲁士蓝无毒，从结构角度解释普鲁士蓝无毒的原因 。 ②普鲁士蓝晶体中不含 (填标号)。 a．离子键       b．非极性键        c．配位键        d金属键        e．极性键 ③已知的摩尔质量为，该晶体密度为，为阿伏加德罗常数的值，相邻两个的最短距离为 (列出计算式)。 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 A D C D B D B C C C 题号 11 答案 D 1．A 【详解】A．由图1知晶胞所含的个数为，所以有，可得，A错误； B．原子3和原子4处于面对角线的关系，其连线长度是pm，B正确； C．原子2位于晶胞的体心，其分数坐标是，C正确； D．晶胞体对角线上的3个钼原子相切，，钼原子的空间利用率，将代入，可得空间利用率为，D正确； 故选A。 2．D 【详解】A．由题干晶胞结构图可知，一个晶胞中含黑球个数为：=4，含有白球为8，故图中黑色球代表的是S2-，A错误；     B．由A项分析可知，S2-位于顶点和面心，以顶点硫离子为例，与其距离最近的硫离子位于面心，故距离S2-最近的S2-有12个，B错误； C．由题干晶胞结构图可知，S2-与Cu+的最近距离为体对角线的，即为，C错误； D．由A项分析可知，一个晶胞的质量为：g，晶胞参数为apm，一个晶胞的体积为：V=(a×10-10)3cm3，故晶胞的密度为，D正确； 故答案为：D。 3．C 【分析】在该晶胞中，8个Ga原子位于晶胞的顶点，6个Ga原子位于晶胞的面心，则Ga原子数为；4个As原子位于晶胞的体心，个数为4，则Ga原子和As原子数之比为，据此数据解答。 【详解】A．根据晶胞图可知，Ga原子的配位数为4，A错误； B．根据晶胞图可知，位于晶胞内的4个As原子围成的是正四面体结构，B错误； C．根据晶胞图，当原子的分数坐标为，原子的分数坐标为时，参照p和r的坐标数据，可得到q原子的分数坐标为，C正确； D．根据分析，每个晶胞含4个Ga和4个As，立方晶胞边长为，则晶体密度为，D错误； 故答案为：C。 4．D 【详解】A．由图，晶胞体心原子距离最近的原子数有4个，O的配位数为4，A正确； B．与的最近距离为体对角线的，即，B正确； C．由m点的分数坐标为可知，n点在xyz轴投影坐标分别为、、，分数坐标为，C正确；   D．据“均摊法”，晶胞中含个O、4个Cu，则晶体密度为，D错误； 故选D。 5．B 【分析】在晶胞中，N3-位于晶胞的顶点，则晶胞中含有N3-的数目为=1；Li+位于棱心和面心，则晶胞中含有Li+的数目为=3，则N3-、Li+的个数比为1:3。 【详解】A．由分析可知，晶胞中N3-、Li+的个数比为1:3，则该化合物的化学式为Li3N，A正确； B．2号和3号Li+均处于底面正三角形的中心，则底面上的Li+之间的最小距离是从一个正三角形中心到另一个正三角形中心的距离，由于底面是边长为apm的棱形，且内角为60°，底面上Li+之间的最小距离为，而不是，B错误； C．底面上1号N3-被6个晶胞共用，也被3个底面共用，每个底面有3个Li+与N3-的距离相等，则与1号N3-最近的Li+有6个，C正确； D．2号和3号Li+均处于正三角形的中心，所以底面上Li+的配位数为3，棱上Li+与同一条棱上的2个N3-距离最近且相等，所以Li+配位数为2，D正确； 故选B。 6．D 【详解】A．由均摊法得，结构1中含有Co的数目为4+4，含有S的数目为，Co与S的原子个数比为9：8，因此结构1的化学式为Co9S8，故A正确； B．由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的一半，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为，故B正确； C．由图2可知，距Li最近的S有4个，故C正确； D．如图：，当2个晶胞2放在一起时，图中红框截取部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，故D不正确； 答案选D。 7．B 【详解】A．图中4个X和4个Y原子都位于晶胞的顶点，数目完全相等，都为个，X和Y的个数比为，则化学式XY，A正确； B．图中8个Y位于晶胞的顶点，个数为个；1个X原子位于晶胞的体心，个数为1个，X和Y的个数比为1：1，则化学式XY，B错误； C．图中4个X位于晶胞的顶点，1个X原子位于晶胞的体心，个数为个；4个Y原子位于晶胞的顶点，个数为个，X和Y的个数比为，则化学式，C正确； D．图中8个X位于晶胞的顶点，个数为个；6个Y原子位于晶胞的面心，个数为个；1个Z原子位于晶胞的体心，个数为1个，X、Y、Z的个数比为，则化学式，D正确； 故答案为：B。 8．C 【详解】A．在晶胞中的位置：8个顶点，4个面心，1个体心，Cd个数为1+8×；在晶胞中的位置：4个棱心，6个面心，Sn的个数为4×，在晶胞中的位置：8个体内，因此化学式为，A错误； B．与最近的原子有2个，B错误； C．1号原子坐标为，2号原子坐标为，两点之间的距离为，C正确； D．该晶胞沿轴投影图的中心应该出现白色小球，D错误； 答案选C。 9．C 【分析】根据均摊法可知图甲晶胞中Li+的个数为：，另外根据图甲可知Fe、P、O之间的形成的多面体共4个；图乙晶胞中的Li+个数为，Fe、P、O之间的形成的多面体共4个。 【详解】A．由上述分析可知图甲晶胞中含4个单元，A正确； B．依题可知中满足，x=，又知化合物中各元素化合价之和为0，设其中Fe2+个数为a，即有，得a=，，B正确； C．图丙晶胞密度，C错误； D．由图可知充电①过程中，部分Li+从脱出，失电子发生氧化反应生成，电极反应为，D正确； 故答案选C。 10．C 【详解】A．Se的价层电子排布式为4s24p4，位于元素周期表的p区，A正确； B．基态Se原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s24p4，电子的空间运动状态数=电子所占原子轨道数，s、p、d原子轨道数分别为1、3、5，所以基态Se原子核外有18种不同空间运动状态的电子，B正确； C．A点原子坐标为，由B的投影图可知，B点原子坐标为，C错误； D．该晶胞中，位于晶胞内部的Zn原子个数为4，位于晶胞顶点和面心的Se原子个数为，则，则晶胞边长为，Zn与Se之间的最短距离为体对角线的四分之一，故为nm，D正确； 故选C。 11．D 【详解】A．SiC是由共价键构成的具有空间立体网状结构，SiC晶体属于共价晶体，故A错误； B．n的坐标参数为(0.25，0.75，0.75)，晶胞中m的坐标参数为(0.25，0.25，0.25)，故B错误； C．晶胞中位于顶点的Si原子，与之距离最近且相等的Si原子位于面心，共有个，故C错误； D．Si原子与C原子之间最短距离是体对角线的，即为，故D正确； 故选D。 12． Na2O 8 2.27 g·cm-3 【分析】C的核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C可能是Li或P，但是A、B、C、D原子序数依次增大，A2-和B＋的电子层结构相同，则A为O，B为Na，所以C应为P，D的最外层只有一个未成对电子，且C、D同周期，所以D为Cl。 【详解】由晶胞图知，小球有8个，大球有8×＋6×=4，所以化学式为Na2O。小球为Na，大球为O。A为O，由晶胞结构知，面心上的1个O连有4个Na，在相邻的另一个晶胞中，O也连有4个Na，故O的配位数为8。1个晶胞中含有4个Na2O，根据密度公式有：ρ===。 13．(1) 金属 金属键 (2) a 4 【详解】（1）钠、铁、铝、铁、铜属于金属晶体，铁熔化破坏的化学键为金属键； （2）①Cu+与Cl-最短的距离是体对角线的，即 nm，Cl-的配位数为4； ②晶体中，Cl-的个数为4，根据化学式CuCl可知，晶体中Cu+的个数也是4，晶胞质量m=g=g，晶胞体积V=，晶胞密度为ρ=== g·cm-3。 14．(1) 五 IVA (2) 杂化 正四面体形 (3) (4) 2 3 【详解】（1）元素与Si同主族，原子序数为50，位于第五周期第IVA族； （2）由图中结构可知，中心原子价层电子对数为3，采取杂化；中心原子采取杂化，没有孤电子对，故空间结构为正四面体； （3）蒸气遇氨气及水汽呈浓烟状可知，产生氯化铵，则化学方程式为； （4）Sn的位置有2种，顶点为1种，体心为1种，O原子位于面上和体内，Sn原子的分数坐标一共有2种，由图可知氧周围最近且距离相等的Sn有3个，配位数为3；利用均摊法可知晶胞中Sn的个数为1+=2，O的个数为2+=4，化学式为，晶胞中有2个，晶胞的质量为，晶胞的体积为，故晶体的密度为。 15．(1) H < (2) 普鲁士蓝中与形成配位键较稳定，难以解离出 bd 【详解】（1）该离子中非金属元素有C、N、O、H，四种非金属元素中电负性最小的为H；紫色配离子的配体数为4，其中两个配体为OH-，另外两个配体为缩二脲分子去2个氨基上H形成的带2个单位负电荷的阴离子，根据电荷守恒关系可知，2个Cu带4个正电荷，即为Cu2+，化合价为+2价；O电负性比N强，给电子能力相对弱，配位键更稳定，故稳定性：； （2）①的最外层为第三层，电子排布式为；由构成的正四面体空隙共有8个，其中4个填充了K+，填充率为；普鲁士蓝中与形成的配位键较稳定，难以解离出，故没有游离的； ②普鲁士蓝中阴离子与金属阳离子间有离子键，内有极性键，内存在配位键，不含非极性键和金属键，答案为bd； ③由晶胞图可知，一个晶胞含有4个K+，即含有4个，晶胞的质量为，晶胞的体积为a3(a为晶胞参数)，=，a=pm，相邻两个的最短距离为晶胞参数的倍，为pm。 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 $$