题型02 晶胞的分析与计算（河南专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学下学期期末真题分类汇编

题型02 晶胞的分析与计算 1．(23-24高二下·河南新乡各重点高中联考·期末)下列有关晶体的叙述中，不正确的是 A．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体 B．晶体中原子呈周期性有序排列，非晶体中原子排列相对无序 C．晶胞是晶体中最小的平行六面体 D．金属晶体可以是纯金属也可以是合金，合金形成的金属晶体硬度更大 【答案】C 【详解】A．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，A正确； B．晶体中原子呈周期性有序排列，这是与非晶体的区别，B正确； C．晶胞是从晶体的点阵中取出一个具有代表性的基本单元，不一定是平行六面体，C错误； D．金属晶体包含金属单质和合金，合金的硬度大于成分金属，所以合金形成的金属晶体硬度更大，D正确； 故答案为：C。 2．(23-24高二下·河南东部十校联考·期末)前4周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X和Y的基态原子的能级上各有两个未成对电子，Z与Y同族，W原子核内有29个质子，下列说法正确的是 A．原子半径： B．简单气态氢化物的热稳定性： C．元素第一电离能： D．W元素的一种氧化物晶胞如图所示，该氧化物为 【答案】B 【分析】X和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，则2p能级上分别有2、4电子，则X为C，Y为O；Z与Y同族，则Z为S； W原子核内有29个质子，则W为Cu，以此解题。 【详解】A．X、Y、Z分别是C、O、S，同周期越靠左半径越大，不同周期一般来说，电子层数越多半径越大，则原子半径，A错误； B．非金属性越强，气态氢化物越稳定，即稳定性H2O>H2S，B正确； C．同主族，越向上第一电离能越大，C错误； D．根据晶胞结构可知，两种元素原子的个数比值为1∶2，故该氧化物为，D错误； 故选B。 3．(22-23高二下·河南新乡河南师范大学附属中学·期末)X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3-形成的晶体结构如图所示，该晶体的化学式为 A．Na3N B．AlN C．Mg3N2 D．Cu3N 【答案】D 【详解】X失去1个电子后形成的X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，则其原子电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，为29号元素铜；晶胞中Cu+位于棱心，一个晶胞中数目为，N3-位于晶胞顶点，一个晶胞数目为，则其化学式为Cu3N； 4．(23-24高二下·河南商丘东部名校联考·期末)某物质的晶体中，含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子未画出)。晶体中的A、B、C的原子个数比依次为（    ） A．1：3：1 B．2：3：1 C．2：2：1 D．1：3：3 【答案】A 【详解】根据图片可知，该晶体中A原子位于晶胞的顶点，个数为=8×=1，B原子位于晶胞的面上，个数=6×=3，C原子位于体心，个数为1，所以晶体中A、B、C的原子个数比为1:3:1; 答案为A。 【点睛】明确顶点、棱、面心上每个原子被几个晶胞占有是解本题关键，利用均摊法可知：顶点上的原子被8个小正方体共用，面心上的原子被2个小正方体共用，体心上的原子被1个小正方体占有。 5．(23-24高二下·河南东南部重点高中联考·期末)干冰()的晶胞结构如下图所示。下列说法不正确的是    A．干冰晶体属于分子晶体 B．干冰晶胞中，含有4个分子 C．干冰晶体中，每个周围等距且紧邻的有6个 D．干冰晶体中分子间作用力较小，常压下易升华 【答案】C 【详解】A．干冰晶体是由CO2分子通过分子间作用力结合而成的，为分子晶体，A正确； B．CO2分子在晶胞的顶点和面心，顶点上的CO2分子被8个晶胞共有，面心上的CO2分子被2个晶胞共有，所以每个晶胞中含有=4个CO2分子，B正确； C．干冰晶体为分子密堆积，二氧化碳的配位数为12，即每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子，C错误； D．干冰晶体是由CO2分子通过分子间作用力结合而成的，又分子间作用力较小，即常压下易升华，D正确； 故选C。 6．(23-24高二下·河南郑州·期末)晶体是一种性能良好的光学材料，晶胞为立方体，棱长为a nm，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，结构如下图，下列叙述不正确的是 A．基态I原子的价电子排布式为 B．中I原子的杂化类型为 C．与K原子紧邻的I原子有12个 D．晶体中K原子与O原子间的最短距离为 【答案】C 【详解】A．基态I原子的价电子排布式为，A正确； B．中I原子的价层电子对数为4，I原子的杂化类型为，B正确； C．与K原子紧邻的I原子有8个，C错误； D．晶体中K原子位于顶点、O位于面心，K原子与O原子间的最短距离为，D正确； 故答案选C。 7．(23-24高二下·河南top二十名校·调研)有关晶体的结构如图所示，下列说法中正确的是 A．在NaCl晶体中，距最近且等距的共6个 B．在晶体中，每个晶胞平均占有4个，的配位数是4 C．12g金刚石晶体中含有4mol C—C键 D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE 【答案】B 【详解】A．氯化钠晶体中，距最近且等距的为12个，A项错误； B．每个晶胞占有4个，距离最近且等距的有4个，即的配位数为4，B项正确； C．每个碳原子形成4个C—C键，每个C—C键为2个C原子占有，故12g金刚石中含有2mol C—C键，C项错误； D．该气态团簇分子的1个分子中含有4个E原子和4个F原子，则该气态团簇分子的分子式为或，D项错误； 故选B。 8．(22-23高二下·河南南阳六校联考·期末)某储氢材料的晶胞结构如图所示，该晶体属立方晶系，晶胞棱边夹角均为，棱长为表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是    A．的立体构型为三角锥形 B．晶胞中与最近的原子是8个 C．晶体中存在离子键、配位键和键等作用力 D．晶体的密度为 【答案】C 【详解】A．中中心原子氮孤电子对数为1，价层电子对为4，其立体构型为三角锥形，故A正确； B．晶胞中与最近的原子是8个，B正确； C．晶体中存在离子键、配位键和键等作用力，故C错误； D．该晶胞中，铁元素的个数为：，则氨分子的个数为：，B原子的个数为8个，氢原子的个数为：，则晶体的密度为，故D正确。 答案为：C。 9．(23-24高二下·河南南阳重点高中校联考·期末)几种离子晶体的晶胞如图所示，则下列说法正确的是 A．熔沸点：NaCl<CsCl B．在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距的Na+数目为6 C．若ZnS的晶胞边长为apm，则Zn2+与S2-之间最近距离为apm D．上述三种晶胞中，其阳离子的配位数大小关系为ZnS<NaCl<CsCl 【答案】D 【详解】A．NaCl 和CsCl都是离子晶体，Na+半径小于Cs+半径，半径越小，离子间的离子键越强，熔沸点越高，因此熔沸点：NaCl>CsCl，A错误； B．由图可知，在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距的Na+数且为12，B错误； C．ZnS的晶胞边长为a pm，Zn2+与S2-之间的最近距离为体对角线的，因此为apm，C错误； D．ZnS中阳离子配位数为4，NaCl中阳离子配位数为6，CsCl中阳离子配位数为8，因此阳离子的配位数大小关系为ZnS<NaCl<CsCl，D正确； 故选D。 10．(23-24高二下·河南周口八校联考·期末)如图为几种晶体或晶胞的结构示意图，下列说法错误的是    A．冰晶胞类似金刚石晶胞，冰晶胞内水分子间以共价键结合 B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2 C．碘单质是分子晶体，碘单质在CCl4中比水中溶解度更大 D．金刚石、MgO、碘单质三种晶体的熔点顺序为：金刚石＞MgO＞碘单质 【答案】A 【详解】A．冰晶胞内水分子间以氢键相结合，A错误； B．在金刚石晶体中，每个碳原子与4个碳原子形成共价键，每个共价键为2个碳原子所共有，每个碳原子形成的共价键为4×=2个，则碳原子与碳碳键个数的比为1:2，B正确； C．碘单质是分子晶体，I2、CCl4为非极性分子，H2O为极性分子，根据相似相溶的原理，碘单质在CCl4中比水中溶解度更大，C正确； D．金刚石、MgO、碘单质分别是共价晶体、离子晶体和分子晶体，则三种晶体的熔点顺序为：金刚石>MgO>碘单质，D正确； 故选A。 11．(23-24高二下·河南新乡各重点高中联考·期末)原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，如图为单晶晶胞，其中原子坐标参数A为，B为(，0，)，C为(，，0)。则D原子的坐标参数为 A．(，，) B．(0，，0) C．(，，) D．(，0，0) 【答案】A 【详解】根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的处，则D原子的坐标参数为(，，)； 答案选A。 12．(23-24高二下·河南周口二十校联考·期末)为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是    A．46g分子式为的有机物含有的键数目一定为 B．标准状况下，11.2L一氯甲烷所含分子数为 C．常温常压下，中所含键的数目为 D．某气态团簇分子结构如上图所示，该气态团簇分子的分子式为 【答案】B 【详解】A．46g分子式为C2H6O的物质的量为1mol，若C2H6O为二甲醚，1mol中含有6mol碳氢极性键，若是乙醇，含有5molC-H键，故A错误； B．标准状况下，一氯甲烷为气体，11.2L一氯甲烷的物质的量为0.5mol，所含分子数为0.5NA，故B正确； C．1个白磷分子含有6个P-P键，常温常压下，124gP4中所含P-P键数目为6NA，故C错误； D．由某气态团簇分子结构如图所示可知，该分子模型其实就是一个分子，不是晶胞，不能按晶胞去处理，而是直接数出其中的Ti原子和 C原子个数即可，根据结构图可知Ti(大球)有14个，C(小球)有13个，所以其分子式为 Ti14C13，故D错误； 故本题选B． 13．(22-23高二下·河南郑州·期末)图1为某晶胞示意图，图2为若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。为所取晶胞的下底面，为锐角等于的菱形。以此为参考，图2中与所取晶胞相邻的晶胞的底面是    A．befc B．kecb C．jkba D．dchg 【答案】A 【分析】1个Zn原子位于晶胞体内，棱上的3个Zn原子和体内的Zn原子、O原子形成四面体结构，由于棱上的Zn原子需要共用，所以相邻的晶胞与该晶胞共用bc和cd 【详解】A．结合晶胞平移原则可知，befc与所取晶胞相邻的晶胞的底面相符，故A正确； B．kecb违背晶胞平移原则，故B错误； C．jkba违背晶胞平移原则，故C错误； D．dchg违背晶胞平移原则，故D错误； 故本题选A． 14．(22-23高二下·河南商丘名校联考·期末)的晶胞结构和部分离子的投影位置如图所示，下列说法错误的是      A．属于离子晶体 B．的配位数为8 C．图甲为沿y轴投影图 D．图乙为沿面对角线投影图 【答案】D 【详解】A．氟化钙是由钙离子和氟离子形成的离子晶体，故A正确； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钙离子与位于体对角线处的氟离子的距离最近，则钙离子的配位数为8，故B正确； C．由晶胞结构和图甲可知，图甲为氟离子沿y轴投影图，故C正确； D．由晶胞结构可知，Ca2+沿面对角线投影图的四个侧面面心应在同一条线上，图乙钙离子分布不符合，故D错误； 故选D。 15．(22-23高二下·河南安阳新乡鹤壁·)甲胺铅碘[]是新型太阳能电池的敏化剂，已知[]的摩尔质量为，其晶胞结构如图所示。下列有关说法不正确的是 A．若B代表，则C代表 B．该晶胞沿体对角线方向的投影图为 C．距离A最近且等距离的C有8个 D．为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 【答案】C 【详解】A. 根据图中信息B得个数为1，C位于面心，共3个，因此若B代表，则C代表，故A正确； B. 该晶胞沿体对角线方向投影，体对角线方向的2个顶点和体心投到1个点，另外6个原子在六边形内部形成1个小六边形，因此该晶胞沿体对角线方向的投影图为，故B正确； C. 距离A最近且等距离的C有12个，等距离的每个面有4个，有3个面，故C错误； D. 为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为，故D正确。 综上所述，答案为C。 16．(22-23高二下·河南商丘名校联考·期末)和。是自然界中重要的铜盐。回答下列问题： (1)和中S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。 (2)往溶液中通入足量NH₃能生成配合物。其中中心原子的杂化方式为 ，中存在的化学键类型除了极性共价键外，还有 。 (3)在硫酸铜溶液中加入过量KCN能生成配离子，中提供孤电子对的原子是 ，1 mol 中含有的π键的数目为 。 (4)利用和NaOH制备的检验醛基时，生成红色的，其晶胞结构如下图所示。    该晶胞原子坐标参数A为，B为，C为。则D原子的坐标参数为 ，它代表 (填元素符号)原子。 【答案】(1)N>O>S (2) 配位键、离子键 (3) C 或 (4) Cu 【详解】（1）同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，同一主族，从上到下，第一电离能依次减弱，故S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序：N＞O＞S； （2）的中心原子氮原子的价层电子对数=3+=3，无孤电子对，中心原子杂化类型为sp2杂化；[Cu(NH3)4](NO3)2中硝酸根与配离子形成离子键，氨气分子与Cu形成配位键； （3）CN-中C与N形成三键，外得到一个电子，然后向Cu提供孤电子对，所以应该为C提供孤电子；CN-中C与N形成三键，含有2个π键，故1mol CN-中含有的π键的数目为2NA；故答案为：C；或； （4）坐标参数A为(0，0，0)；B为(1，0，0)；C为，即为以A点为原点，建立的坐标系，由图可得知D点的坐标为：；由图可知，晶胞中Cu原子和O原子的核间距离为体对角线的，在晶胞中，Cu在内部，含有4个Cu，氧在顶点和内部，含有8×+1=2个，黑球有4个，则D代表Cu原子。 17．(23-24高二下·河南top二十名校·调研)最新研究表明：在室温下具有超离子行为，该研究成果为未来新结构二维材料的合成和探索提供了新思路。回答下列问题： (1)基态Cr原子价层电子的轨道表达式为 ，同周期元素的基态原子最外层电子数与Cr相同的元素为 (填元素符号)。 (2)哈勃—韦斯(Haber-Weiss)原理表明，某些金属离子可以催化双氧水分解的原因是：其次外层未排满的d轨道可以存取电子，降低活化能，使分解反应容易发生。则 (填“能”或“不能”)催化双氧水分解。 (3)中配体分子、以及分子的空间结构如图所示。 1mol中键的数目为 (为阿伏加德罗常数的值)，中P的杂化类型是 。的沸点比的沸点 (填“高”或“低”)，原因是 ；水分子中H―O键的极性 (填“大于”“小于”或“等于”)分子中N―H键的极性。 (4)氮化铬的晶胞结构如图所示，A点分数坐标为。氮化铬的晶体密度为，代表阿伏加德罗常数的值。 ①B点的原子分数坐标为 。 ②晶胞参数为 nm(写出表达式)。 【答案】(1) K、Cu (2)能 (3) 高 分子间形成了氢键 大于 (4) 【详解】（1） Cr为24号元素，价层电子排布式为3d54s1，价层电子的轨道表达式为；同周期元素的基态原子最外层电子数与Cr相同的元素为K、Cu； （2）的价电子排布式为：3d3；d轨道未排名，可以存取电子，从而能催化过氧化氢分解； （3）中N-H、中O-H键均为键，配位键也为键，1mol中键的数目为19；中P存在4对价层电子对，为sp3杂化；分子间形成了氢键，使得其沸点高于；O的电负性大于N，则水分子中H―O键的极性大于分子中N―H键的极性。 （4）①A点为坐标原点，结合B点的位置，可知B的原子分数坐标为； ②该晶胞中Cr位于体心和棱心，个数为：；N原子位于顶点和面心，个数为：；晶胞质量为：；晶体密度为，则晶胞参数为=nm。 18．(23-24高二下·河南郑州·期末)A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的五种常见元素，其中A的核外电子总数与其电子层数相同，C的最外层电子数与其K层电子数相等，是形成酸雨的物质之一，与具有相同的电子层结构。请回答下列问题。 (1)C元素下列状态的微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是______（填字母）。 A． B． C． D． (2)的空间结构是 。 (3)氧化物的熔点C E（填“高于”或“低于”），原因是 。 (4)的晶胞形状为长方体（边长分别为a nm、b nm、c nm），结构如下图。 已知的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度为 。（已知） 【答案】(1)A (2)正四面体形 (3) 高于 带的电荷数大于，且的半径小于，MgO的晶格能更大 (4) 【分析】A的核外电子总数与其电子层数相同，A为H，是形成酸雨的物质之一，则D为S，B为O，C的最外层电子数与其K层电子数相等，C为Mg，与具有相同的电子层结构，E为K。 【详解】（1） C为Mg，、是Mg原子，、是Mg+，Mg+再失去一个电子较难，中3s能级半充满较稳定，电离最外层一个电子所需能量最大，故选A； （2）价层电子对数为4，没有孤电子对，空间结构是正四面体形； （3）氧化物的熔点：MgO高于K2O，原因是带的电荷数大于，且的半径小于，MgO的晶格能更大； （4）在晶胞内部，一个晶胞中含有4个，该晶体的密度为。 19．(23-24高二下·河南南阳·期末)草酸钴在化学中应用广泛，可以用于制取催化剂和指示剂。用水钴矿(主要成分为，还含有少量、FeO等杂质)制取草酸钴晶体()的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)的空间结构为 ，Co位于元素周期表 区。 (2)“酸浸还原”时发生反应的化学方程式为 。 (3)某含钴配合物的组成为，该配合物中钴离子的配位数是6。1mol该配合物可以与足量的硝酸银反应生成3molAgCl沉淀，则该配合物的配体是 ，分子与钴离子形成配合物后，键角 (填“变大”“变小”或“不变”)，请说明理由： 。 (4)Co与Ti类似，Co晶体堆积方式为六方最密堆积，其结构如图所示，则每个晶胞中含有的原子个数为 。已知该晶胞的底边长为anm，高为bnm，，，，为阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为 g⋅cm-3。 【答案】(1) 三角锥形 d (2)Co2O3+Na2SO3+2H2SO4=2CoSO4+Na2SO4+2H2O (3) NH3和H2O 变大 氨气分子中N原子有1对孤电子对，而形成配合物后没有孤电子对，配位键N-Co键的成键电子对相比NH3中的孤电子对N-H键的排斥力变小，故NH3分子与钴离子形成配合物后H-N-H键角变大 (4) 6 【分析】水钴矿(主要成分为，还含有少量、FeO等杂质)加入Na2SO3和H2SO4的混合溶液“酸浸还原”将Co2O3转化为Co2+，然后加入NaClO3和Na2CO3的混合溶液将Fe2+氧化为Fe3+，并调节pH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤后的滤渣中含有Fe(OH)3和不溶于酸的SiO2，向滤液中加入草酸铵溶液得到草酸钴。 【详解】（1）中心原子价层电子对数为3+=4，且含有1个孤电子对，空间构型为三角锥形，Co是27号元素，位于元素周期表的d区。 （2）由分析可知，“酸浸还原”步骤中加入Na2SO3和H2SO4的混合溶液将Co2O3转化为Co2+，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：Co2O3+Na2SO3+2H2SO4=2CoSO4+Na2SO4+2H2O。 （3）1mol该配合物可以与足量的硝酸银反应生成3molAgCl沉淀，说明CoCl3⋅5NH3⋅H2O中有3个Cl-在外界能够电离出来，而该配合物中钴离子的配位数是6，则该配合物的配体是NH3和H2O，NH3分子与钴离子形成配合物后，H—N—H键角变大，原因是：氨气分子中N原子有1对孤电子对，而形成配合物后没有孤电子对，配位键N-Co键的成键电子对相比NH3中的孤电子对N-H键的排斥力变小，故NH3分子与钴离子形成配合物后H-N-H键角变大。 （4）由晶胞结构结合均摊法可知，每个晶胞中含有的原子个数为=6，已知该晶胞的底边长为anm，高为bnm，α=90°，β=90°，γ=120°，晶胞的体积为： cm3，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为。 20．(23-24高二下·河南焦作·期末)据文献报道，以ZrO2、Na2CO3、NH4H2PO4、ZnO、SiO2为原料，通过固相反应制备了NASICON型固态电解质，该电解质可以提高可充电固态钠金属电池的循环稳定性和倍率性能。请回答下列问题： (1)40Zr与Ti位于同一族，则基态Zr中存在 对自旋相反的电子；灼烧Na2CO3时焰色呈黄色，该光谱属于 (填“发射”或“吸收”)光谱。 (2)NH4H2PO4中N、O、P三种元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)；中P原子的价层电子对数为 。 (3)Na2CO3中阴离子的空间构型为 。 (4)SiO2晶体的晶胞结构如图所示，1个该晶胞中含有 个Si—O键。SiO2晶体的熔点远远高于干冰的原因为 。 (5)已知：ZrO2晶胞中Zr4+的位置如图1所示，(O2-位于Zr4+构成的四面体中心，晶胞的侧视图如图2所示。 O2-填充了晶胞中四面体空隙的百分率是 ；若该晶体的密度为为阿伏加德罗常数的值，ZrO2的摩尔质量为Mg/mol，则O2-与Zr4+之间的最短距离为 nm(用含NA、d、M的代数式表示)。 【答案】(1) 19 发射 (2) O>N>P 4 (3)平面三角形 (4) 32 CO2是分子晶体，其熔化只需要克服范德华力（分子间作用力），SiO2是原子晶体，其熔化要破坏Si-O共价键，共价键的强度远远大于范德华力，所以SiO2的熔点比CO2高 (5) 100% 【详解】（1） Zr是40号元素，核外有40个电子，位于Ti的下一周期，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d25s2，价电子排布图与Ti类似为，则基态Zr中存在19对自旋相反的电子，灼烧Na2CO3时焰色呈黄色，该光谱属于发射光谱。 （2）同周期元素从左到右，电负性依次增大，同主族元素从上到下，电负性依次减少，N、O、P三种元素的电负性由小到大的顺序为O>N>P，中P原子的价层电子对数为=4。 （3）Na2CO3中阴离子中心原子价层电子对数为3+ =3，且没有孤电子对，空间构型为平面三角形。 （4）由SiO2晶体的晶胞结构可知，1个硅原子与周围4个氧原子形成4个Si-O键，1个晶胞中含有=8个Si原子，含有Si-O键为4×8=32，SiO2晶体的熔点远远高于干冰的原因为：CO2是分子晶体，其熔化只需要克服范德华力（分子间作用力），SiO2是原子晶体，其熔化要破坏Si-O共价键，共价键的强度远远大于范德华力，所以SiO2的熔点比CO2高。 （5）ZnO晶胞中，Zn2+位于晶胞的顶点和面心，共有=4个，形成了8个四面体空隙，而晶胞内部有8个O2-占据8个四面体空隙，四面体空隙的百分率是100%，设该晶胞的边长为acm，该晶体的密度为，a=，O2-与Zr4+之间的最短距离为晶胞体对角线的为acm==nm。 21．(23-24高二下·河南洛阳名校联盟·期末)我国科学家研究发现(家族成员之一，A为一价金属，M为三价金属，X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题 (1)基态铬原子的价电子排布式为 ；基态硫原子核外电子的运动状态有 种。 (2)同周期元素Si、P、S的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 (3)硫元素能形成多种微粒如、、、、等。的中心原子的杂化类型是 。 (4)中Cr元素化合价为+6价，常温下呈蓝色，则其结构式可能为 (填标号)。          A B C (5)某含铬化合物立方晶胞如图所示。该晶体的化学式为 。    (6)已知晶体的密度为，为阿伏加德罗常数的值，则相邻与之间的最短距离为= pm(列出计算式即可)。 【答案】(1) 3d54s1 16 (2)P> S>Si (3)sp3 (4)B (5)CaCrO3 (6) 【详解】（1）铬为24号元素，基态铬原子的价电子排布式为3d54s1；多电子原子中每个电子运动状态均不相同，故基态S原子核外电子的运动状态有16种； （2）同一周期随着原子序数变大第一电离能呈变大的趋势，又P的3p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故Si、P、S的第一电离能由大到小的顺序为P> S>Si； （3）中心原子价层电子对数为4，即采取sp3杂化； （4）CrO5中Cr元素化合价为+6价，则氧的总的化合价为-6价，故会存在2个过氧根，其结构式可能为  ，故选B； （5）根据“均摊法”，晶胞中含个Ca、个O、1个Cr，则该晶体的化学式为CaCrO3； （6）令晶胞边长为apm，则相邻与之间的最短距离为体对角线的二分之一，即为，又，则a= ，所以相邻与之间的最短距离为。 22．(22-23高二下·河南郑州·期末)X、Y、R、Q均为第四周期元素，且原子序数依次增大，X、R、Q为主族元素，R与Q相邻，X是第四周期电负性最小的元素，Q是第四周期电负性最大的元素；Y是第四周期单电子数最多的元素。据此回答以下问题： (1)X元素的名称是 。 (2)①Y的元素符号是 ， ②基态Y原子电子占据的能级有 种。 (3)单质的熔点Y高于X，原因是 。 (4)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物W是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图3，沿x、y、z轴方向的投影图如图4。 ①W的化学式为 。 ②设1个W晶胞的质量为，晶体密度为，则W中相邻X之间的最短距离为 。 【答案】(1)钾 (2) Cr 7 (3)金属铬比金属钾的价电子多且原子半径小，金属键键能大，所以金属铬的熔点高于钾 (4) K2SeBr6 【分析】X、Y、R、Q均为第四周期元素，且原子序数依次增大，X、R、Q为主族元素。同周期元素从左至右，电负性逐渐增大，X是第四周期电负性最小的元素，Q是第四周期电负性最大的元素，则X为K，Q为Br；R与Q相邻，则R为Se；Y是第四周期单电子数最多的元素，则Y为Cr；据此分析解答。 【详解】（1）根据分析，X为K，名称是钾。 （2）①根据分析，Y为Cr； ②基态Cr原子核外电子排布式为，则电子占据的能级有，共7种。 （3）K和Cr的价电子排布式分别为、，金属Cr比金属K的价电子多且原子半径小，金属键键能大，所以金属Cr的熔点高于K。 （4） ①根据晶胞结构图和投影图可知，K原子位于晶胞体内，个数为8，  为SeBr6，  位于晶胞的顶点和面心，个数为=4，则W的化学式为K2SeBr6； ②根据晶胞结构图和投影图可知，相邻两个K原子之间的最短距离为晶胞边长的一半，则晶胞的边长为cm，即两个最近的K的距离是cm=nm。 23．(23-24高二下·河南周口八校联考·期末)氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题： (1)基态N原子的价电子的轨道表示式为 ，是 (填“极性分子”或“非极性分子”)。 (2)N及其同族的P、As均可形成类似的氢化物，，的沸点由高到低的顺序为 (填化学式)。 (3)是一种全氮阳离子形成的高能物质，其结构如图所示，其中N原子的杂化轨道类型为 。    (4)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种与EDTA形成的螯合物的结构如图所示，1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 个，其中提供孤对电子的原子为O、 (写元素符号)。    (5)钴的一种化合物的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，)，则C点的原子坐标参数为 。 ②已知晶胞参数，则该晶体的密度为 (用表示阿伏加德罗常数的值，只列出计算表达式即可。) 【答案】(1)    极性分子 (2)NH3> AsH3> PH3 (3)sp、sp2 (4) 6 N (5) 【详解】（1）N原子序数为7，基态N原子的价电子的轨道表示式：  ；分子空间结构为三角锥，正负电荷中心不重合，为极性分子； （2）能形成分子间氢键的氢化物熔沸点较高，不能形成氢键的氢化物熔沸点随着相对分子质量的增大而升高，NH3能形成分子间氢键，PH3和AsH3不能形成分子间氢键，相对分子质量PH3< AsH3，熔沸点NH3> AsH3> PH3，故答案为：NH3> AsH3> PH3； （3）由图可知，氮氮三键及氮氮双键中的N的价层电子对数为2，为sp杂化；最上方的N价层电子对数为3，为sp2杂化； （4）由图可知，1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6个，其中给提供孤电子对的原子为N原子和O原子； （5）①B原子处于晶胞的前平面面心，由B点为可知，晶胞棱长为1，C处于晶胞体心，则C坐标参数； ②该晶胞中Ti4+个数为、Co2+个数为1、O2-个数为，则晶胞密度：。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 题型02 晶胞的分析与计算 1．(23-24高二下·河南新乡各重点高中联考·期末)下列有关晶体的叙述中，不正确的是 A．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体 B．晶体中原子呈周期性有序排列，非晶体中原子排列相对无序 C．晶胞是晶体中最小的平行六面体 D．金属晶体可以是纯金属也可以是合金，合金形成的金属晶体硬度更大 2．(23-24高二下·河南东部十校联考·期末)前4周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X和Y的基态原子的能级上各有两个未成对电子，Z与Y同族，W原子核内有29个质子，下列说法正确的是 A．原子半径： B．简单气态氢化物的热稳定性： C．元素第一电离能： D．W元素的一种氧化物晶胞如图所示，该氧化物为 3．(22-23高二下·河南新乡河南师范大学附属中学·期末)X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3-形成的晶体结构如图所示，该晶体的化学式为 A．Na3N B．AlN C．Mg3N2 D．Cu3N 4．(23-24高二下·河南商丘东部名校联考·期末)某物质的晶体中，含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面心上的B原子未画出)。晶体中的A、B、C的原子个数比依次为（    ） A．1：3：1 B．2：3：1 C．2：2：1 D．1：3：3 5．(23-24高二下·河南东南部重点高中联考·期末)干冰()的晶胞结构如下图所示。下列说法不正确的是    A．干冰晶体属于分子晶体 B．干冰晶胞中，含有4个分子 C．干冰晶体中，每个周围等距且紧邻的有6个 D．干冰晶体中分子间作用力较小，常压下易升华 6．(23-24高二下·河南郑州·期末)晶体是一种性能良好的光学材料，晶胞为立方体，棱长为a nm，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，结构如下图，下列叙述不正确的是 A．基态I原子的价电子排布式为 B．中I原子的杂化类型为 C．与K原子紧邻的I原子有12个 D．晶体中K原子与O原子间的最短距离为 7．(23-24高二下·河南top二十名校·调研)有关晶体的结构如图所示，下列说法中正确的是 A．在NaCl晶体中，距最近且等距的共6个 B．在晶体中，每个晶胞平均占有4个，的配位数是4 C．12g金刚石晶体中含有4mol C—C键 D．该气态团簇分子的分子式为EF或FE 8．(22-23高二下·河南南阳六校联考·期末)某储氢材料的晶胞结构如图所示，该晶体属立方晶系，晶胞棱边夹角均为，棱长为表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是    A．的立体构型为三角锥形 B．晶胞中与最近的原子是8个 C．晶体中存在离子键、配位键和键等作用力 D．晶体的密度为 9．(23-24高二下·河南南阳重点高中校联考·期末)几种离子晶体的晶胞如图所示，则下列说法正确的是 A．熔沸点：NaCl<CsCl B．在NaCl晶胞中，距离Na+最近且等距的Na+数目为6 C．若ZnS的晶胞边长为apm，则Zn2+与S2-之间最近距离为apm D．上述三种晶胞中，其阳离子的配位数大小关系为ZnS<NaCl<CsCl 10．(23-24高二下·河南周口八校联考·期末)如图为几种晶体或晶胞的结构示意图，下列说法错误的是    A．冰晶胞类似金刚石晶胞，冰晶胞内水分子间以共价键结合 B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2 C．碘单质是分子晶体，碘单质在CCl4中比水中溶解度更大 D．金刚石、MgO、碘单质三种晶体的熔点顺序为：金刚石＞MgO＞碘单质 11．(23-24高二下·河南新乡各重点高中联考·期末)原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，如图为单晶晶胞，其中原子坐标参数A为，B为(，0，)，C为(，，0)。则D原子的坐标参数为 A．(，，) B．(0，，0) C．(，，) D．(，0，0) 12．(23-24高二下·河南周口二十校联考·期末)为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是    A．46g分子式为的有机物含有的键数目一定为 B．标准状况下，11.2L一氯甲烷所含分子数为 C．常温常压下，中所含键的数目为 D．某气态团簇分子结构如上图所示，该气态团簇分子的分子式为 13．(22-23高二下·河南郑州·期末)图1为某晶胞示意图，图2为若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。为所取晶胞的下底面，为锐角等于的菱形。以此为参考，图2中与所取晶胞相邻的晶胞的底面是    A．befc B．kecb C．jkba D．dchg 14．(22-23高二下·河南商丘名校联考·期末)的晶胞结构和部分离子的投影位置如图所示，下列说法错误的是      A．属于离子晶体 B．的配位数为8 C．图甲为沿y轴投影图 D．图乙为沿面对角线投影图 15．(22-23高二下·河南安阳新乡鹤壁·)甲胺铅碘[]是新型太阳能电池的敏化剂，已知[]的摩尔质量为，其晶胞结构如图所示。下列有关说法不正确的是 A．若B代表，则C代表 B．该晶胞沿体对角线方向的投影图为 C．距离A最近且等距离的C有8个 D．为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 16．(22-23高二下·河南商丘名校联考·期末)和。是自然界中重要的铜盐。回答下列问题： (1)和中S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。 (2)往溶液中通入足量NH₃能生成配合物。其中中心原子的杂化方式为 ，中存在的化学键类型除了极性共价键外，还有 。 (3)在硫酸铜溶液中加入过量KCN能生成配离子，中提供孤电子对的原子是 ，1 mol 中含有的π键的数目为 。 (4)利用和NaOH制备的检验醛基时，生成红色的，其晶胞结构如下图所示。    该晶胞原子坐标参数A为，B为，C为。则D原子的坐标参数为 ，它代表 (填元素符号)原子。 17．(23-24高二下·河南top二十名校·调研)最新研究表明：在室温下具有超离子行为，该研究成果为未来新结构二维材料的合成和探索提供了新思路。回答下列问题： (1)基态Cr原子价层电子的轨道表达式为 ，同周期元素的基态原子最外层电子数与Cr相同的元素为 (填元素符号)。 (2)哈勃—韦斯(Haber-Weiss)原理表明，某些金属离子可以催化双氧水分解的原因是：其次外层未排满的d轨道可以存取电子，降低活化能，使分解反应容易发生。则 (填“能”或“不能”)催化双氧水分解。 (3)中配体分子、以及分子的空间结构如图所示。 1mol中键的数目为 (为阿伏加德罗常数的值)，中P的杂化类型是 。的沸点比的沸点 (填“高”或“低”)，原因是 ；水分子中H―O键的极性 (填“大于”“小于”或“等于”)分子中N―H键的极性。 (4)氮化铬的晶胞结构如图所示，A点分数坐标为。氮化铬的晶体密度为，代表阿伏加德罗常数的值。 ①B点的原子分数坐标为 。 ②晶胞参数为 nm(写出表达式)。 18．(23-24高二下·河南郑州·期末)A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的五种常见元素，其中A的核外电子总数与其电子层数相同，C的最外层电子数与其K层电子数相等，是形成酸雨的物质之一，与具有相同的电子层结构。请回答下列问题。 (1)C元素下列状态的微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是______（填字母）。 A． B． C． D． (2)的空间结构是 。 (3)氧化物的熔点C E（填“高于”或“低于”），原因是 。 (4)的晶胞形状为长方体（边长分别为a nm、b nm、c nm），结构如下图。 已知的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度为 。（已知） 19．(23-24高二下·河南南阳·期末)草酸钴在化学中应用广泛，可以用于制取催化剂和指示剂。用水钴矿(主要成分为，还含有少量、FeO等杂质)制取草酸钴晶体()的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)的空间结构为 ，Co位于元素周期表 区。 (2)“酸浸还原”时发生反应的化学方程式为 。 (3)某含钴配合物的组成为，该配合物中钴离子的配位数是6。1mol该配合物可以与足量的硝酸银反应生成3molAgCl沉淀，则该配合物的配体是 ，分子与钴离子形成配合物后，键角 (填“变大”“变小”或“不变”)，请说明理由： 。 (4)Co与Ti类似，Co晶体堆积方式为六方最密堆积，其结构如图所示，则每个晶胞中含有的原子个数为 。已知该晶胞的底边长为anm，高为bnm，，，，为阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为 g⋅cm-3。 20．(23-24高二下·河南焦作·期末)据文献报道，以ZrO2、Na2CO3、NH4H2PO4、ZnO、SiO2为原料，通过固相反应制备了NASICON型固态电解质，该电解质可以提高可充电固态钠金属电池的循环稳定性和倍率性能。请回答下列问题： (1)40Zr与Ti位于同一族，则基态Zr中存在 对自旋相反的电子；灼烧Na2CO3时焰色呈黄色，该光谱属于 (填“发射”或“吸收”)光谱。 (2)NH4H2PO4中N、O、P三种元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)；中P原子的价层电子对数为 。 (3)Na2CO3中阴离子的空间构型为 。 (4)SiO2晶体的晶胞结构如图所示，1个该晶胞中含有 个Si—O键。SiO2晶体的熔点远远高于干冰的原因为 。 (5)已知：ZrO2晶胞中Zr4+的位置如图1所示，(O2-位于Zr4+构成的四面体中心，晶胞的侧视图如图2所示。 O2-填充了晶胞中四面体空隙的百分率是 ；若该晶体的密度为为阿伏加德罗常数的值，ZrO2的摩尔质量为Mg/mol，则O2-与Zr4+之间的最短距离为 nm(用含NA、d、M的代数式表示)。 21．(23-24高二下·河南洛阳名校联盟·期末)我国科学家研究发现(家族成员之一，A为一价金属，M为三价金属，X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题 (1)基态铬原子的价电子排布式为 ；基态硫原子核外电子的运动状态有 种。 (2)同周期元素Si、P、S的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 (3)硫元素能形成多种微粒如、、、、等。的中心原子的杂化类型是 。 (4)中Cr元素化合价为+6价，常温下呈蓝色，则其结构式可能为 (填标号)。          A B C (5)某含铬化合物立方晶胞如图所示。该晶体的化学式为 。    (6)已知晶体的密度为，为阿伏加德罗常数的值，则相邻与之间的最短距离为= pm(列出计算式即可)。 22．(22-23高二下·河南郑州·期末)X、Y、R、Q均为第四周期元素，且原子序数依次增大，X、R、Q为主族元素，R与Q相邻，X是第四周期电负性最小的元素，Q是第四周期电负性最大的元素；Y是第四周期单电子数最多的元素。据此回答以下问题： (1)X元素的名称是 。 (2)①Y的元素符号是 ， ②基态Y原子电子占据的能级有 种。 (3)单质的熔点Y高于X，原因是 。 (4)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物W是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图3，沿x、y、z轴方向的投影图如图4。 ①W的化学式为 。 ②设1个W晶胞的质量为，晶体密度为，则W中相邻X之间的最短距离为 。 23．(23-24高二下·河南周口八校联考·期末)氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题： (1)基态N原子的价电子的轨道表示式为 ，是 (填“极性分子”或“非极性分子”)。 (2)N及其同族的P、As均可形成类似的氢化物，，的沸点由高到低的顺序为 (填化学式)。 (3)是一种全氮阳离子形成的高能物质，其结构如图所示，其中N原子的杂化轨道类型为 。    (4)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种与EDTA形成的螯合物的结构如图所示，1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 个，其中提供孤对电子的原子为O、 (写元素符号)。    (5)钴的一种化合物的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，)，则C点的原子坐标参数为 。 ②已知晶胞参数，则该晶体的密度为 (用表示阿伏加德罗常数的值，只列出计算表达式即可。) 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$