专题三 选择题专攻2 晶体结构的分析应用-【步步高·大二轮专题复习】2025年高考化学复习讲义课件(B版)(课件PPT+word教案)

晶体结构的分析应用 专题三 选择题专攻2 1.(2024·河北，12)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M、N、P、Q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 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 根据题给立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q点的截面图可知，若将晶胞均分为8个小立方体，晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心，由均 摊法可知，每个晶胞中含有铋离子个数为1+12×=4个，含有氟离子个数为8+8×+6×=12个，故该铋氟化物的化学式为BiF3，A正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 以M点为原点建立坐标系，令N点的原子分数坐标为(0，0，1)，Q点 的原子分数坐标为(1，1，0)，则T点的原子分数坐标为， S点的原子分数坐标为，所以粒子S、T之间的距离为×a pm=a pm，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 由A项分析可知，每个晶胞中有4个B、12个F-，晶胞体积为a3× 10-30 cm3，则晶体密度为ρ== g·cm-3，C正确； 以晶胞体心处Bi3+为分析对象，距离Bi3+最近且等距的F-位于8个小立方体的体心，即有8个F-，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.(2024·湖北，11)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的配位数是12 C.Ⅲ中最小核间距Au-Cu<Au-Au D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 24K金的质量分数为100%，则18K 金的质量分数为×100%=75%， Ⅰ中Au和Cu原子个数比值为1∶1， 则Au的质量分数为×100%≈75%，A正确； Ⅱ中Au处于立方体的八个顶角，则Au的配位数为12，B正确； 设Ⅲ的晶胞参数为a，Au-Cu的核间距为a，Au-Au的最小核间距也为 a，最小核间距Au-Cu=Au-Au，C错误； 6 7 8 9 1 2 3 4 5 Ⅰ中，Au处于内部，Cu处于晶胞的八个顶角，其原子个数比为1∶1，Ⅱ中，Au处于立方体的八个顶角，Cu 处于面心，其原子个数比为 ∶=1∶3，Ⅲ中，Au处于立方体的面心，Cu处于顶角，其原子个数比为∶=3∶1，D正确。 6 7 8 9 3.(2024·湖南，12)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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 反应2LiH+C+N2 Li2CN2+H2中，LiH中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，还原剂是LiH和C，A正确； Li+位于晶胞中的面上，晶胞中含有的Li+个数为8×=4， B正确； 以位于体心的为标准，与它最近且距离相等的Li+有8个，C正确； 的中心原子C原子的价层电子对数为2+×(4+2-3×2)=2，C原子为sp 杂化，或与CO2互为等电子体，可知为直线形分子，D错误。 6 7 8 9 4.(2024·安徽，14)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为+4价，La为+3价。下列说法错误的是 A.导电时，Ti和La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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 根据题意，导电时Li+发生迁移， 化合价不变，则Ti和La的价态不 变，A项正确； 根据“均摊法”，1个晶胞中含 Ti：8×=1个，含O：12×=3个，含La或Li或空位共1个，若x=，则La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； 9 1 2 3 4 5 6 7 8 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+向阴极方向移动，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。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 5.(2024·黑吉辽，14)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 C.晶胞2中距Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 由均摊法得，结构1中含有Co的 数目为4+4×=4.5，含有S的数 目为1+12×=4，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； 由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线长的，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为a，故B错误； 9 1 2 3 4 5 6 7 8 如图： 　　　，以图中的Li为例，与其最近的S共4个，故C正确； 如图　 　　 ，当两个晶胞2放在一起时，图中灰框截取的 部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，故D正确。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 6.(2023·河北，11)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 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 √ 9 根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr、8×+12× +6×+1=8个O，则该氧化锆的化学式为ZrO2， 选项A正确； 晶体密度为ρ= g·cm-3= g·cm-3，选项B错误； Zr原子之间的最短距离为整个晶胞二分之一对角线的距离，即a pm， 选项C正确； 根据晶胞的位置可知，若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则垂直向下，q点Zr原子位于晶胞xy面的面心，选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 7.(2023·湖南，11)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 A.晶体最简化学式为KCaB6C6 B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个 C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面 D.晶体的密度为 g·cm-3 √ 9 1 2 3 4 5 6 7 8 根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，Ca个 数：1，B个数：12×=6，C个数：12×=6，故 其最简化学式为KCaB6C6，A正确； K+位于晶胞顶角，Ca2+位于体心，则晶体中与K+ 最近且距离相等的Ca2+有8个，B正确； 根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误； 该晶胞含1个KCaB6C6，则晶胞质量为 g，晶胞体积为a3×10-30 cm3，则其密度为g·cm-3，D正确。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 8.(2023·湖北，15)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaHx。 9 1 2 3 4 5 6 7 8 下列说法错误的是 A.LaH2晶体中La的配位数为8 B.晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx C.在LaHx晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D.LaHx单位体积中含氢质量的计算式为 g·cm-3 √ 9 1 2 3 4 5 由LaH2的晶胞结构可知，La位于 顶点和面心，晶胞内8个小立方体 的中心各有1个H原子，若以顶点 La研究，与之最近的H原子有8个， 则La的配位数为8，故A正确； 由LaHx晶胞结构可知，每个H结合 4个H形成类似CH4的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx，故B正确； 6 7 8 9 1 2 3 4 5 由题干信息可知，在LaHx晶胞中， 每个H结合4个H形成类似CH4的结 构，这样的结构有8个，顶点数为 4×8=32，但整个晶胞中H原子不 形成闭合多面体笼，故C错误； 1个LaHx晶胞中含有5×8=40个H原 子，含H质量为 g，晶胞的体积为(484.0×10-10cm)3=(4.84×10-8)3 cm3，则LaHx单位体积中含氢质量的计算式为 g·cm-3， 故D正确。 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9.(2023·辽宁，14)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 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 √ 9 1 2 3 4 5 根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2 ×=1，Cl：4×=1，1个晶胞的质量为g = g，晶胞的体积为(a×10-10cm)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位于面心，与O等距离最近的Li有6 个，O原子的配位数为6，B项正确； 6 7 8 9 1 2 3 4 5 根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×=2， O：2×=1，Cl或Br：4×=1，Mg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。 6 7 8 9 题型突破练 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B C B C C C D B 题号 9 　10 答案 D 　D 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 1.(2024·广西模拟)CaTiO3是某些太阳能薄膜电池的材料。如图所示为CaTiO3 的晶胞结构，已知晶胞参数为a pm，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.元素22Ti在元素周期表中处于d区 D.Ti和Ca原子间的最短距离为a pm 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 以顶角的钙原子分析，该晶胞中 与Ca等距离且最近的O有=12 个，故B错误； 根据晶胞结构可知，钙原子和钛 原子之间的最短距离为体对角线长的一半，即a pm，故D正确。 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 2.(2024·贵州模拟)新型钙钛矿材料可用于太阳能电池。一种钙钛矿晶体由Sn2+、I-和有机阳离子(CH3)构成，其立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A.晶体的化学式为CH3NH3SnI3 B.基态碘原子的价层电子排布式为5s25p5 C.晶体中Sn2+的配位数是8 D.晶胞中Sn2+和I-构成的是正八面体 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 由晶胞示意图可知，一个晶胞中含有CH3的 个数为8×=1，I-的个数为6×=3，Sn2+的个数 为1，故该晶体的化学式为CH3NH3SnI3，A正确； 已知I是第五周期第ⅦA族元素，故基态碘原子的价层电子排布式为5s25p5，B正确； 晶体中Sn2+的配位数即离Sn2+最近且距离相等的I-的数目，配位数是6，C错误； 晶胞中Sn2+和周围最近的6个I-构成的是正八面体，D正确。 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 3.(2024·武汉汉阳一模)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂，浸金时S2与Au+配位形成[Au]3-。硫代硫酸根(S2)可看作是中的1个O原子被S原子取代的产物。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，结构如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A.1个[Mg]2+中σ键的数目为12 B.S2的空间结构是四面体形 C.MgS2O3·6H2O晶体的密度为 g·cm-3 D.与Au+配位时，S2的中心S原子可作配位原子 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 1个H2O中含2个σ键，每个H2O与Mg2+形成1个 配位键，所以1个中形成σ键的数 目为6+2×6=18，故A错误； S2中的1个O原子被S原子取 代的产物，二者结构相似，的中心原子S的价层电子对数为4+ =4，即的空间结构为正四面体形，所以S2的空间结构 为四面体形，故B正确； 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 1个MgS2O3·6H2O晶胞中，的个 数为8×+4×+2×+1=4，S2的个数为4， 晶胞体积为abc×10-30 cm3，则晶胞密度为 g·cm-3，故C错误； S2的中心S原子的价层电子对数为4，不含孤电子对，即不能作配位原子，故D错误。 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 4.(2024·重庆十八中两江实验学校一模)硒化锌是一种重要的半导体材料，图甲为其晶胞结构，图乙为晶胞的俯视图。已知a点的坐标(0，0，0)，b 点的坐标。下列说法正确的是 A.Se2-的配位数为8 B.基态Se核外有34种不同空间运动状态的电子 C.晶胞中d点原子分数坐标为 D.若Se2-换为S2-，则晶胞棱长保持不变 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 由晶胞结构可知，Se2-周围距离最近且相等 的Zn2+有4个，配位数为4，故A错误； Se的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p4， 核外含有电子的轨道有1+1+3+1+3+5+1+3= 18个，则基态Se核外有18种不同空间运动状态的电子，故B错误； Se2-和S2-半径不同，若Se2-换为S2-，则晶胞棱长将改变，D错误。 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 5.(2024·湖北宜荆一模)如图是氮化镓的一种晶体结构，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A.每个N原子周围距离最近且相等的N原子数目为4 B.氮化镓分子式为GaN C.a、b原子坐标参数依次为(0，0，0)、 　，则c原子坐标参数为 D.已知该晶体密度为d g·cm-3，则镓原子和氮原子间最短距离为× 　×1010 pm 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 每个N原子周围距离最近且相等的N原子数目 为12，A项错误； 氮化镓为共价晶体，没有分子，每个晶胞中 Ga的个数为8×+6×=4，N的个数为4，则 其化学式为GaN，B项错误； 根据a、b原子坐标参数依次为(0，0，0)、，判断c原子坐标参数为，C项正确； 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 由B项分析知，每个晶胞中含有4个GaN，则 晶胞的边长为×1010pm，则镓原子和 氮原子间最短距离为体对角线长的× ×1010 pm，D项错误。 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 6.(2024·河北邢台一模)FeTiO3常用于制备磁芯、磁盘和传感器等，它的晶胞(如图)为等轴晶系。下列叙述错误的是 已知：晶胞参数为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。 A.Fe2+的分数坐标为 B.氧离子构成正八面体形 C.Fe2+和Ti4+之间的距离为a pm D.FeTiO3晶体密度为 g·cm-3 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 根据图中已知的两个Ti原子的坐标(0，0，0)和 (1，1，1)，Fe2+在体心位置，分数坐标为 ，故A正确； Fe2+和Ti4+之间的距离为体对角线长的a nm，故C错误； 晶胞中含一个FeTiO3，晶胞的体积为 cm3，则FeTiO3晶体 的密度为= g·cm-3，故D正确。 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 7.(2024·河南许昌部分学校模拟)实验室制取HF的原理为CaF2+H2SO4(浓) 　 CaSO4+2HF↑，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。下列说法错误的是 A.氢化物的稳定性：HF>H2O B.SiF4、H2O、三者的中心原子价层电子对数相等 C.CaF2的晶体密度为 g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值) D.CaF2晶体中F-与Ca2+之间的最近距离为a pm √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 非金属性：F>O，则氢化物的稳定性：HF>H2O，故A 正确； SiF4、H2O和的中心原子的价层电子对数均为4， 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-，由晶胞结构可知 其密度为 g·cm-3故C正确； F-与Ca2+之间的最近距离为立方晶胞体对角线长的a pm，故 D错误。 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 8.(2024·江西吉安一中一模)具有双钙钛矿型氧化物通过掺杂改性可用作固体电解质材料，其晶体的一种完整结构单元如图所示，但真实的晶体中存在5%的O空位缺陷，下列说法错误的是 A.Ni原子与Mn原子的配位数相等 B.不考虑晶体缺陷，该晶体的化学式为La2MnNiO3 C.O空位的形成有利于O2-的传导 D.考虑晶体缺陷，该晶体的+3价与+4价La原子个数比为4∶1 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 Ni与Mn原子均位于顶角，且个数相同，因此配 位数也相同，A正确； La个数为1，Ni与Mn的个数均为4×=0.5，O的 个数为6×=3，晶体的化学式为La2NiMnO6，B错误； O空位的形成有利于O2-的传导，因为空位处动能大，离子移动快，C正确； 晶体化学式为La2NiMnO6，考虑缺陷则是La2NiMnO5.7，设+3价La为x个，+4价La为y个，则x+y=2，3x+4y+5=5.7×2=11.4，解得x=1.6，y=0.4，+3价与+4价La原子个数比为4∶1，D正确。 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 9.(2024·湖北襄阳四中一模)镧镍合金是一种储氢材料，其晶胞可认为由两种结构不同的层交替堆积而成，如图所示。已知该合金的密度为ρ g·cm-3，该合金的晶胞中最多可容纳9个氢原子。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是 A.基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2 B.该合金的化学式为LaNi5 C.假定吸氢后体积不变，则合金中氢的最大密度为 g·cm-3 D.设A处La的原子坐标为(0，0，0)，则晶胞底面上Ni的原子坐标为 　或 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 Ni元素的原子序数为28，基态原子的价 层电子排布式为3d84s2，A正确； 该晶胞中La原子的个数为4×+4×=1， Ni原子的个数为8×+1=5，则La、Ni原子的个数之比为1∶5，化学式 为LaNi5，B正确； 设晶胞体积为V cm3，该晶胞的密度为ρ=，假定吸氢后体积不变，当晶胞中最多容纳9个氢原子时合金中氢的密度最大，氢的密度为 g· cm-3= g·cm-3，C正确； 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 晶胞底面为两个正三角形组成的菱形，Ni原子处于两个正三角形的中心，则晶胞底面上Ni的原子坐标为，D错误。 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 9 10 8 10.(2024·重庆第八中学一模)一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系，已知金属原子均呈四面体配位，晶胞棱边夹角均为90°，其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图，甲为A的体对角线投影图，乙为B的沿y轴方向的投影图，A中Fe、Sn位置互换即为B，立方体A、B棱长均为a pm。下列说法错误的是 A.该硫化物的化学式为Cu2FeSnS4 B.晶胞中Cu、Fe、Sn的配位数均为4 C.晶胞中部分原子的分数坐标为S(0，0，0)、Fe，则晶胞中Sn原子 　的分数坐标可以为 D.晶胞中Sn和Cu原子间的最短距离为a pm 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 根据题意分析该晶胞是一个面心 立方晶胞，S原子位于晶胞(立方 体A、B)的顶角和面心，Cu、Fe、 Sn分别位于体对角线上，因此用均摊法算出各原子个数：S：8，Cu：4，Fe：2，Sn：2，因此该硫化物的化学式为Cu2FeSnS4，A正确； 晶胞中距离Sn和Cu最近且相等的S都是4个，晶胞中Cu、Fe、Sn的配位数均为4，B正确； 9 10 8 答案 1 2 3 4 5 6 7 晶胞中Sn和Cu原子间的最短距离为立方体面对角线长的一半，为a pm，D错误。 9 10 8 答案 本课结束 THANKS $$ 　晶体结构的分析应用 1.(2024·河北，12)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M、N、P、Q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(　　) 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 答案　D 解析　根据题给立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q点的截面图可知，若将晶胞均分为8个小立方体，晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心，由均摊法可知，每个晶胞中含有铋离子个数为1+12×=4个，含有氟离子个数为8+8×+6×=12个，故该铋氟化物的化学式为BiF3，A正确；以M点为原点建立坐标系，令N点的原子分数坐标为(0，0，1)，Q点的原子分数坐标为(1，1，0)，则T点的原子分数坐标为， S点的原子分数坐标为，所以粒子S、T之间的距离为×a pm=a pm，B正确；由A项分析可知，每个晶胞中有4个B、12个F-，晶胞体积为a3×10-30 cm3，则晶体密度为ρ== g·cm-3，C正确；以晶胞体心处Bi3+为分析对象，距离Bi3+最近且等距的F-位于8个小立方体的体心，即有8个F-，D错误。 2.(2024·湖北，11)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的配位数是12 C.Ⅲ中最小核间距Au-Cu<Au-Au D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1 答案　C 解析　24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为×100%=75%，Ⅰ中Au和Cu原子个数比值为1∶1，则Au的质量分数为×100%≈75%，A正确；Ⅱ中Au处于立方体的八个顶角，则Au的配位数为12，B正确；设Ⅲ的晶胞参数为a，Au-Cu的核间距为a，Au-Au的最小核间距也为 a，最小核间距Au-Cu=Au-Au，C错误；Ⅰ中，Au处于内部，Cu处于晶胞的八个顶角，其原子个数比为1∶1，Ⅱ中，Au处于立方体的八个顶角，Cu 处于面心，其原子个数比为∶=1∶3，Ⅲ中，Au处于立方体的面心，Cu处于顶角，其原子个数比为∶=3∶1，D正确。 3.(2024·湖南，12)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为2LiH+C+N2Li2CN2+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 答案　D 解析　反应2LiH+C+N2Li2CN2+H2中，LiH中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，还原剂是LiH和C，A正确；Li+位于晶胞中的面上，晶胞中含有的Li+个数为8×=4，B正确；以位于体心的为标准，与它最近且距离相等的Li+有8个，C正确；的中心原子C原子的价层电子对数为2+×(4+2-3×2)=2，C原子为sp杂化，或与CO2互为等电子体，可知为直线形分子，D错误。 4.(2024·安徽，14)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为+4价，La为+3价。下列说法错误的是(　　) A.导电时，Ti和La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 答案　B 解析　根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti和La的价态不变，A项正确；根据“均摊法”，1个晶胞中含Ti：8×=1个，含O：12×=3个，含La或Li或空位共1个，若x=，则La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+向阴极方向移动，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。 5.(2024·黑吉辽，14)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 C.晶胞2中距Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 答案　B 解析　由均摊法得，结构1中含有Co的数目为4+4×=4.5，含有S的数目为1+12×=4，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；由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线长的，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为a，故B错误；如图：，以图中的Li为例，与其最近的S共4个，故C正确；如图，当两个晶胞2放在一起时，图中灰框截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，故D正确。 6.(2023·河北，11)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(　　) 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 答案　B 解析　根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr、8×+12×+6×+1=8个O，则该氧化锆的化学式为ZrO2，选项A正确；晶体密度为ρ= g·cm-3= g·cm-3，选项B错误；Zr原子之间的最短距离为整个晶胞二分之一对角线的距离，即a pm，选项C正确；根据晶胞的位置可知，若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则垂直向下，q点Zr原子位于晶胞xy面的面心，选项D正确。 7.(2023·湖南，11)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是(　　) A.晶体最简化学式为KCaB6C6 B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个 C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面 D.晶体的密度为 g·cm-3 答案　C 解析　根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，Ca个数：1，B个数：12×=6，C个数：12×=6，故其最简化学式为KCaB6C6，A正确；K+位于晶胞顶角，Ca2+位于体心，则晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个，B正确；根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；该晶胞含1个KCaB6C6，则晶胞质量为 g，晶胞体积为a3×10-30 cm3，则其密度为g·cm-3，D正确。 8.(2023·湖北，15)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是(　　) A.LaH2晶体中La的配位数为8 B.晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx C.在LaHx晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D.LaHx单位体积中含氢质量的计算式为 g·cm-3 答案　C 解析　由LaH2的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确；由LaHx晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx，故B正确；由题干信息可知，在LaHx晶胞中，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，这样的结构有8个，顶点数为4×8=32，但整个晶胞中H原子不形成闭合多面体笼，故C错误；1个LaHx晶胞中含有5×8=40个H原子，含H质量为 g，晶胞的体积为(484.0×10-10cm)3=(4.84×10-8)3 cm3，则LaHx单位体积中含氢质量的计算式为 g·cm-3，故D正确。 9.(2023·辽宁，14)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(　　) 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 答案　C 解析　根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1个晶胞的质量为g= g，晶胞的体积为(a×10-10cm)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位于面心，与O等距离最近的Li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：1，Mg或空位为8×=2，O：2×=1，Cl或Br：4×=1，Mg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。 题型突破练　[分值：50分] (选择题1~10题，每小题5分，共50分) 1.(2024·广西模拟)CaTiO3是某些太阳能薄膜电池的材料。如图所示为CaTiO3的晶胞结构，已知晶胞参数为a pm，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.元素22Ti在元素周期表中处于d区 D.Ti和Ca原子间的最短距离为a pm 答案　B 解析　以顶角的钙原子分析，该晶胞中与Ca等距离且最近的O有=12个，故B错误；根据晶胞结构可知，钙原子和钛原子之间的最短距离为体对角线长的一半，即a pm，故D正确。 2.(2024·贵州模拟)新型钙钛矿材料可用于太阳能电池。一种钙钛矿晶体由Sn2+、I-和有机阳离子(CH3)构成，其立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A.晶体的化学式为CH3NH3SnI3 B.基态碘原子的价层电子排布式为5s25p5 C.晶体中Sn2+的配位数是8 D.晶胞中Sn2+和I-构成的是正八面体 答案　C 解析　由晶胞示意图可知，一个晶胞中含有CH3的个数为8×=1，I-的个数为6×=3，Sn2+的个数为1，故该晶体的化学式为CH3NH3SnI3，A正确；已知I是第五周期第ⅦA族元素，故基态碘原子的价层电子排布式为5s25p5，B正确；晶体中Sn2+的配位数即离Sn2+最近且距离相等的I-的数目，配位数是6，C错误；晶胞中Sn2+和周围最近的6个I-构成的是正八面体，D正确。 3.(2024·武汉汉阳一模)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂，浸金时S2与Au+配位形成[Au]3-。硫代硫酸根(S2)可看作是中的1个O原子被S原子取代的产物。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，结构如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A.1个[Mg]2+中σ键的数目为12 B.S2的空间结构是四面体形 C.MgS2O3·6H2O晶体的密度为 g·cm-3 D.与Au+配位时，S2的中心S原子可作配位原子 答案　B 解析　1个H2O中含2个σ键，每个H2O与Mg2+形成1个配位键，所以1个中形成σ键的数目为6+2×6=18，故A错误；S2可看作是中的1个O原子被S原子取代的产物，二者结构相似，的中心原子S的价层电子对数为4+=4，即的空间结构为正四面体形，所以S2的空间结构为四面体形，故B正确；1个MgS2O3·6H2O晶胞中，的个数为8×+4×+2×+1=4，S2的个数为4，晶胞体积为abc×10-30 cm3，则晶胞密度为g·cm-3，故C错误；S2的中心S原子的价层电子对数为4，不含孤电子对，即不能作配位原子，故D错误。 4.(2024·重庆十八中两江实验学校一模)硒化锌是一种重要的半导体材料，图甲为其晶胞结构，图乙为晶胞的俯视图。已知a点的坐标(0，0，0)，b点的坐标。下列说法正确的是(　　) A.Se2-的配位数为8 B.基态Se核外有34种不同空间运动状态的电子 C.晶胞中d点原子分数坐标为 D.若Se2-换为S2-，则晶胞棱长保持不变 答案　C 解析　由晶胞结构可知，Se2-周围距离最近且相等的Zn2+有4个，配位数为4，故A错误；Se的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p4，核外含有电子的轨道有1+1+3+1+3+5+1+3=18个，则基态Se核外有18种不同空间运动状态的电子，故B错误；Se2-和S2-半径不同，若Se2-换为S2-，则晶胞棱长将改变，D错误。 5.(2024·湖北宜荆一模)如图是氮化镓的一种晶体结构，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.每个N原子周围距离最近且相等的N原子数目为4 B.氮化镓分子式为GaN C.a、b原子坐标参数依次为(0，0，0)、，则c原子坐标参数为 D.已知该晶体密度为d g·cm-3，则镓原子和氮原子间最短距离为××1010 pm 答案　C 解析　每个N原子周围距离最近且相等的N原子数目为12，A项错误；氮化镓为共价晶体，没有分子，每个晶胞中Ga的个数为8×+6×=4，N的个数为4，则其化学式为GaN，B项错误；根据a、b原子坐标参数依次为(0，0，0)、，判断c原子坐标参数为，C项正确；由B项分析知，每个晶胞中含有4个GaN，则晶胞的边长为×1010pm，则镓原子和氮原子间最短距离为体对角线长的，为××1010 pm，D项错误。 6.(2024·河北邢台一模)FeTiO3常用于制备磁芯、磁盘和传感器等，它的晶胞(如图)为等轴晶系。下列叙述错误的是(　　) 已知：晶胞参数为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。 A.Fe2+的分数坐标为 B.氧离子构成正八面体形 C.Fe2+和Ti4+之间的距离为a pm D.FeTiO3晶体密度为 g·cm-3 答案　C 解析　根据图中已知的两个Ti原子的坐标(0，0，0)和(1，1，1)，Fe2+在体心位置，分数坐标为，故A正确；Fe2+和Ti4+之间的距离为体对角线长的，即为a nm，故C错误；晶胞中含一个FeTiO3，晶胞的体积为 cm3，则FeTiO3晶体的密度为= g·cm-3，故D正确。 7.(2024·河南许昌部分学校模拟)实验室制取HF的原理为CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑，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。下列说法错误的是(　　) A.氢化物的稳定性：HF>H2O B.SiF4、H2O、三者的中心原子价层电子对数相等 C.CaF2的晶体密度为 g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值) D.CaF2晶体中F-与Ca2+之间的最近距离为a pm 答案　D 解析　非金属性：F>O，则氢化物的稳定性：HF>H2O，故A正确；SiF4、H2O和的中心原子的价层电子对数均为4，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-，由晶胞结构可知其密度为 g·cm-3故C正确；F-与Ca2+之间的最近距离为立方晶胞体对角线长的，即为a pm，故D错误。 8.(2024·江西吉安一中一模)具有双钙钛矿型氧化物通过掺杂改性可用作固体电解质材料，其晶体的一种完整结构单元如图所示，但真实的晶体中存在5%的O空位缺陷，下列说法错误的是(　　) A.Ni原子与Mn原子的配位数相等 B.不考虑晶体缺陷，该晶体的化学式为La2MnNiO3 C.O空位的形成有利于O2-的传导 D.考虑晶体缺陷，该晶体的+3价与+4价La原子个数比为4∶1 答案　B 解析　Ni与Mn原子均位于顶角，且个数相同，因此配位数也相同，A正确；La个数为1，Ni与Mn的个数均为4×=0.5，O的个数为6×=3，晶体的化学式为La2NiMnO6，B错误；O空位的形成有利于O2-的传导，因为空位处动能大，离子移动快，C正确；晶体化学式为La2NiMnO6，考虑缺陷则是La2NiMnO5.7，设+3价La为x个，+4价La为y个，则x+y=2，3x+4y+5=5.7×2=11.4，解得x=1.6，y=0.4，+3价与+4价La原子个数比为4∶1，D正确。 9.(2024·湖北襄阳四中一模)镧镍合金是一种储氢材料，其晶胞可认为由两种结构不同的层交替堆积而成，如图所示。已知该合金的密度为ρ g·cm-3，该合金的晶胞中最多可容纳9个氢原子。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是(　　) A.基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2 B.该合金的化学式为LaNi5 C.假定吸氢后体积不变，则合金中氢的最大密度为 g·cm-3 D.设A处La的原子坐标为(0，0，0)，则晶胞底面上Ni的原子坐标为或 答案　D 解析　Ni元素的原子序数为28，基态原子的价层电子排布式为3d84s2，A正确；该晶胞中La原子的个数为4×+4×=1，Ni原子的个数为8×+1=5，则La、Ni原子的个数之比为1∶5，化学式为LaNi5，B正确；设晶胞体积为V cm3，该晶胞的密度为ρ=，假定吸氢后体积不变，当晶胞中最多容纳9个氢原子时合金中氢的密度最大，氢的密度为 g·cm-3= g·cm-3，C正确；晶胞底面为两个正三角形组成的菱形，Ni原子处于两个正三角形的中心，则晶胞底面上Ni的原子坐标为或，D错误。 10.(2024·重庆第八中学一模)一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系，已知金属原子均呈四面体配位，晶胞棱边夹角均为90°，其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图，甲为A的体对角线投影图，乙为B的沿y轴方向的投影图，A中Fe、Sn位置互换即为B，立方体A、B棱长均为a pm。下列说法错误的是(　　) A.该硫化物的化学式为Cu2FeSnS4 B.晶胞中Cu、Fe、Sn的配位数均为4 C.晶胞中部分原子的分数坐标为S(0，0，0)、Fe，则晶胞中Sn原子的分数坐标可以为 D.晶胞中Sn和Cu原子间的最短距离为a pm 答案　D 解析　根据题意分析该晶胞是一个面心立方晶胞，S原子位于晶胞(立方体A、B)的顶角和面心，Cu、Fe、Sn分别位于体对角线上，因此用均摊法算出各原子个数：S：8，Cu：4，Fe：2，Sn：2，因此该硫化物的化学式为Cu2FeSnS4，A正确；晶胞中距离Sn和Cu最近且相等的S都是4个，晶胞中Cu、Fe、Sn的配位数均为4，B正确；晶胞中Sn和Cu原子间的最短距离为立方体面对角线长的一半，为a pm，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$