题型02 晶胞的分析与计算（湖北专用） -【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·湖北·期末）已知：六方氮化硼(BN)的晶体结构与石墨类似，立方氮化硼(BN)的晶体结构与金刚石类似，对应晶体结构如图所示，a、c两点原子的分数坐标分别为， 下列说法错误的是 A．六方氮化硼中，B的配位数为5 B．可用X射线衍射技术测定晶体的结构 C．b点原子的分数坐标为 D．立方氮化硼中，B原子填充在N原子围成的四面体空隙中，填充率为50% 2．（23-24高二下·湖北·期末）已知：熔点为97.5°C，可形成二聚体，二聚体晶胞结构为平行六面体，晶胞参数a>b>c，在棱心，相应结构如图所示。已知阿伏伽德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．晶体为离子晶体 B．一个二聚体中含有4个配位键 C．二聚体晶体中与距离最近的有4个 D．已知一个晶胞的体积为Vcm3，则该晶体的密度为g/cm3 3．（23-24高二下·湖北武汉·期末）黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS2是其中铜的主要存在形式。四方晶系CuFeS2晶胞结构如图1所示。晶胞中Fe的投影位置如图2所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。已知图1中原子1的坐标分数为。下列说法错误的是 A．S的配位数为4 B．原子2的分数坐标为 C．Cu核外电子有29种空间运动状态 D．该晶胞密度为 4．（22-23高二下·湖北恩施·期末）某种新型储氢材料的立方晶胞结构如图所示，其中八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。已知该储氢材料的摩尔质量为188 g/mol，晶胞参数为a pm。下列说法正确的是    A．八面体中心离子是 B．该储氢材料晶胞的体积为 C．每个晶胞中含有32个 D．晶胞中M离子与硼原子个数之比为1∶2 5．（23-24高二下·湖北武汉·期末）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)，在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中O 原子的配位数为8 B．图1 晶体密度为 C．图2 表示的化学式为 D．Mg2+取代产生的空位有利于Li⁺传导 6．（23-24高二下·湖北咸宁·期末）图甲是的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，在八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图乙是沿立方格子对角面取得的截图，下列说法不正确的是 A．晶胞中与Mg等距离且最近的Mg原子有4个 B．两个Cu原子之间的最短距离为 C．Mg原子围成的八面体空隙的边长为 D．的密度 7．（23-24高二下·湖北武汉·期末）ZnS的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为anm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．可以用X射线衍射法测定ZnS晶体结构 B．97gZnS晶体含有的晶胞数目为 C．2号和3号原子之间的距离为 D．3号原子的坐标为 8．（23-24高二下·湖北武汉·期末）全无机卤化物钙钛矿因其独特的晶体结构展现出优异的光学与电学特性。某钙钛矿的晶胞结构如图所示，晶胞边长为anm，表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．图中Cs原子的配位数为6 B．该卤化物钙钛矿的化学式为 C．晶体密度为 D．Pb和Cl均属于p区元素 9．（22-23高二下·湖北·期末）XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为(，，)。已知Xe-F键长为rpm，下列说法正确的是    A．该晶体的密度为g/cm3 B．B点原子的分数坐标为(0，0，r) C．晶胞中A、B间距离d= pm D．基态F原子的核外电子空间运动状态有9种 10．（22-23高二下·湖北荆门·期末）我国科学家在相当于110万大气压下合成了一种稳定的氦钠化合物，为人类在木星和土星洞察化学过程提供了机会，结构如图所示，小球代表Na+，大正方体代表He，小正方体代表共用电子，共用电子被迫集中在晶体结构的立方空间内，下列说法正确的是 A．该物质属于一种新型合金 B．晶胞中的空隙He占有率为50% C．Na+的配位数为8 D．Na+—He之间的最短距离为a (设晶胞棱长为a) 11．（22-23高二下·湖北咸宁·期末）自然界中原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成溶液，遇到ZnS(晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm)可缓慢转化为CuS。已知：，。下列说法正确的是    A．的配位数为6 B．与的最短距离为 nm C．体系达平衡后，溶液中： D．要使反应正向进行，需满足 12．（22-23高二下·湖北武汉·期末）向溶液中滴加黄血盐可制得普鲁士蓝，向溶液中滴加赤血盐可制得滕氏蓝。经科学家研究发现，两者具有相同的结构。其晶胞由8个如图所示的小立方体构成(未标出)，晶胞参数为。下列关于普鲁士蓝和滕氏蓝说法错误的是 A．滕氏蓝和普鲁士蓝均为离子晶体 B．由图及滕氏蓝的化学式可知，应位于晶胞体心 C．测定晶体的结构常采用X射线衍射法 D．设滕氏蓝的式量为，则滕氏蓝晶体的密度为 / 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·湖北·期末）已知：六方氮化硼(BN)的晶体结构与石墨类似，立方氮化硼(BN)的晶体结构与金刚石类似，对应晶体结构如图所示，a、c两点原子的分数坐标分别为， 下列说法错误的是 A．六方氮化硼中，B的配位数为5 B．可用X射线衍射技术测定晶体的结构 C．b点原子的分数坐标为 D．立方氮化硼中，B原子填充在N原子围成的四面体空隙中，填充率为50% 【答案】A 【解析】A．六方氮化硼结构中，每个B原子被3个N原子通过共价键相连，同时每个N原子也被3个B原子相连，B的配位数为3，故A错误；B．X射线衍射技术是确定晶体结构的一种重要方法，可用X射线衍射技术测定晶体的结构，故B正确；C．由a、c两点的原子分数坐标分别为a(0,0,0)、c(0、、)，b点位于右后下的正方体体心，可推知b点原子的分数坐标为，故C正确；D．由晶胞结构图可知B原子周围4个N原子构成正四面体空隙，每个晶胞有8个正四面体空隙，只填充了4个B原子，B原子填充在N原子围成的四面体空隙中，填充率为，故D正确；故答案为：A。 2．（23-24高二下·湖北·期末）已知：熔点为97.5°C，可形成二聚体，二聚体晶胞结构为平行六面体，晶胞参数a>b>c，在棱心，相应结构如图所示。已知阿伏伽德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．晶体为离子晶体 B．一个二聚体中含有4个配位键 C．二聚体晶体中与距离最近的有4个 D．已知一个晶胞的体积为Vcm3，则该晶体的密度为g/cm3 【答案】C 【解析】A．可形成二聚体，晶体为分子晶体，故A错误；B．一个铝原子形成1个配位键，一个二聚体中含有2个配位键，故B错误；C．二聚体晶体中，晶胞参数a>b>c，则同一个面上的距离最近，与距离最近的有4个，故C正确；D．根据均摊原则，晶胞中的数目为2，一个晶胞的体积为Vcm3，该晶体的密度为g/cm3，故D错误；选C。 3．（23-24高二下·湖北武汉·期末）黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS2是其中铜的主要存在形式。四方晶系CuFeS2晶胞结构如图1所示。晶胞中Fe的投影位置如图2所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。已知图1中原子1的坐标分数为。下列说法错误的是 A．S的配位数为4 B．原子2的分数坐标为 C．Cu核外电子有29种空间运动状态 D．该晶胞密度为 【答案】C 【解析】A．S位于晶胞内，根据图中S与Fe的关系得到晶体中距离S最近的Fe有4个，因此S的配位数为4，故A正确；B．根据原子的分数坐标，如图1中原子1的坐标为，则原子2的坐标为，故B正确；C．Cu核外电子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，空间运动状态等于原子轨道数，有1+1+3+1+3+5+1=15，因此Cu核外电子有15种空间运动状态，故C错误；D．晶胞中Cu和Fe的投影位置如图2所示，铜原子有，铁原子有，硫原子有8个。设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为，故D正确；故答案选C。 4．（22-23高二下·湖北恩施·期末）某种新型储氢材料的立方晶胞结构如图所示，其中八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。已知该储氢材料的摩尔质量为188 g/mol，晶胞参数为a pm。下列说法正确的是    A．八面体中心离子是 B．该储氢材料晶胞的体积为 C．每个晶胞中含有32个 D．晶胞中M离子与硼原子个数之比为1∶2 【答案】D 【分析】八面体位于晶胞的顶点和面心，个数为8×+6×=4，四面体位于晶胞的内部，个数为8，晶胞中八面体和四面体个数比为1：2，则该晶体的化学式可表示为[M（NH3）6]（BH4）2，该化合物的摩尔质量为188g•mol-1，则M的相对原子质量为56，即M为Fe元素，其化学式为[Fe（NH3）6]（BH4）2。 【解析】A．该晶体的化学式可表示为[M（NH3）6]（BH4）2，该化合物的摩尔质量为188g•mol-1，则M的相对原子质量为56，即M为Fe元素，根据离子可知，八面体中心离子是Fe2+，A错误；B．晶胞参数为apm，该储氢材料晶胞的体积为a3×10-30cm3，B错误；C．八面体中心为M金属离子、顶点均为NH3配体，八面体位于晶胞的顶点和面心，个数为8×+6×=4，则每个晶胞中含有6×4=24个NH3，C错误；D．八面体中心为M金属离子；四面体中心为硼原子，八面体位于晶胞的顶点和面心，个数为8×+6×=4，四面体位于晶胞的内部，个数为8，晶胞中M金属离子与B原子数之比为1：2，D正确；故答案为：D。 5．（23-24高二下·湖北武汉·期末）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)，在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中O 原子的配位数为8 B．图1 晶体密度为 C．图2 表示的化学式为 D．Mg2+取代产生的空位有利于Li⁺传导 【答案】A 【解析】A．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，A符合题意；B．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=a3×10-30cm3，则晶体的密度为g÷(a3×10-30cm3)=，B不符合题意；C．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，C不符合题意；D．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不符合题意；故答案选A。 6．（23-24高二下·湖北咸宁·期末）图甲是的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，在八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图乙是沿立方格子对角面取得的截图，下列说法不正确的是 A．晶胞中与Mg等距离且最近的Mg原子有4个 B．两个Cu原子之间的最短距离为 C．Mg原子围成的八面体空隙的边长为 D．的密度 【答案】C 【解析】A．由晶胞结构可知，Mg以金刚石方式堆积，为面心立方堆积，晶胞中与Mg等距离且最近的Mg原子有4个，故A正确；B．由图乙可知，立方格子面对角线长为，即为4个Cu原子直径之和，则Cu原子之间最短距离为，故B正确；C．由晶胞结构可知，Mg原子围成的八面体空隙的边长为晶胞面对角线的一半，为，故C错误；D．该晶胞含有16个Cu原子，个Mg，的密度，故D正确。故选C。 7．（23-24高二下·湖北武汉·期末）ZnS的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为anm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．可以用X射线衍射法测定ZnS晶体结构 B．97gZnS晶体含有的晶胞数目为 C．2号和3号原子之间的距离为 D．3号原子的坐标为 【答案】B 【分析】由图可知，白球大为，黑球小为。 【解析】A．晶体结构用X射线衍射法，A项正确；B．在该晶胞中含有数目是，含有数目是，因此该晶胞中含有4个ZnS,97gZnS晶体中含有ZnS的物质的量为1mol，含有的晶胞数为，B项错误；C．根据图示2号和3号的相对位置，可知两个原子之间的最短距离为晶胞体对角线，晶胞参数是a nm，则该晶胞体对角线长度为nm，故2号和3号原子之间的最短距离为nm，C项正确；D．根据晶胞中1号原子的坐标可知3号原子的坐标为(1,1,1)，D项正确；答案选B。 8．（23-24高二下·湖北武汉·期末）全无机卤化物钙钛矿因其独特的晶体结构展现出优异的光学与电学特性。某钙钛矿的晶胞结构如图所示，晶胞边长为anm，表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．图中Cs原子的配位数为6 B．该卤化物钙钛矿的化学式为 C．晶体密度为 D．Pb和Cl均属于p区元素 【答案】C 【解析】A．图中Cs原子位于顶点，每个Cs原子上、下、左、右、前、后共有6个位于棱上的Cl原子，其配位数为6，A正确；B．根据均摊法可知，该晶胞中含有Cs原子的个数为，含Pb原子的个数为1，含Cl原子的个数为，因此该卤化物钙钛矿的化学式为，B正确；C．该卤化物钙钛矿的化学式为，，故该晶体密度为，C错误；D．Pb是第IVA族元素，其价电子排布式为，Cl是第VIIA族元素，其价电子排布式为，二者均属于p区元素，D正确；故答案选C。 9．（22-23高二下·湖北·期末）XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为(，，)。已知Xe-F键长为rpm，下列说法正确的是    A．该晶体的密度为g/cm3 B．B点原子的分数坐标为(0，0，r) C．晶胞中A、B间距离d= pm D．基态F原子的核外电子空间运动状态有9种 【答案】C 【解析】A．图中大球个数有，小球个数有，根据XeF2的原子个数比可知大球是Xe，小球是F，则晶胞中有2个XeF2分子，晶胞密度：，故A错误；B．由A点坐标知该原子位于晶胞中心，且每个坐标系单位长度都记为1，B点在棱处，其坐标为，故B错误；C．  图中y是底面对角线的一半，，，所以，故C正确；D．电子空间运动状态就是轨道数，F原子有5个轨道，所以有5种电子的空间运动状态，故D错误；答案选C。 10．（22-23高二下·湖北荆门·期末）我国科学家在相当于110万大气压下合成了一种稳定的氦钠化合物，为人类在木星和土星洞察化学过程提供了机会，结构如图所示，小球代表Na+，大正方体代表He，小正方体代表共用电子，共用电子被迫集中在晶体结构的立方空间内，下列说法正确的是 A．该物质属于一种新型合金 B．晶胞中的空隙He占有率为50% C．Na+的配位数为8 D．Na+—He之间的最短距离为a (设晶胞棱长为a) 【答案】B 【解析】A．由题意可知，该物质为稳定的氦钠化合物，不属于合金，故A错误；B．由晶胞结构可知，晶胞中含有8个正四面体，其中有4个正四面体的内部含有一个氦原子，则晶胞中的空隙氦占有率为50%，故B正确；C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钠离子被4个氦所共用，则钠离子的配位数为4，故C错误；D．由晶胞结构可知，晶胞中钠离子与氦之间的最短距离为体对角线的，由晶胞棱长为a可知，最短距离为a，故D错误；故选B。 11．（22-23高二下·湖北咸宁·期末）自然界中原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成溶液，遇到ZnS(晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm)可缓慢转化为CuS。已知：，。下列说法正确的是    A．的配位数为6 B．与的最短距离为 nm C．体系达平衡后，溶液中： D．要使反应正向进行，需满足 【答案】B 【解析】A．的配位数为4，A错误；B． 体对角线长度为，与的最短距离为体对角线的，即最短距离为 nm，B正确；C．体系达平衡后，，C错误；D．反应的平衡常数，要使反应正向进行，则，所以需满足，D错误；故答案选B。 12．（22-23高二下·湖北武汉·期末）向溶液中滴加黄血盐可制得普鲁士蓝，向溶液中滴加赤血盐可制得滕氏蓝。经科学家研究发现，两者具有相同的结构。其晶胞由8个如图所示的小立方体构成(未标出)，晶胞参数为。下列关于普鲁士蓝和滕氏蓝说法错误的是 A．滕氏蓝和普鲁士蓝均为离子晶体 B．由图及滕氏蓝的化学式可知，应位于晶胞体心 C．测定晶体的结构常采用X射线衍射法 D．设滕氏蓝的式量为，则滕氏蓝晶体的密度为 【答案】B 【解析】A．普鲁士蓝和滕氏蓝化学式为KFe[Fe(CN)6]，都含有K+，所以两者都是离子化合物，构成的晶体均为离子晶体，选项A正确；B．根据反应原理和晶胞结构分析，在1个晶胞中，CN-在棱上，为12=3，Fe2+为4= Fe3+为4=，普鲁士蓝和滕氏蓝化学式为KFe[Fe(CN)6]，根据比例，在晶胞中K+为，若K+位于晶胞体心，其个数为1，不符合，选项B错误；C．测定晶体的结构的方法，常采用X射线衍射法，选项C正确；D．根据上述计算可知，在一个滕氏蓝晶胞中含有4个K+，4个Fe2+，4个Fe3+，24个CN-，设滕氏蓝的式量为，则滕氏蓝晶体的密度为==，选项D正确；答案选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$