题型02 晶胞的分析与计算（江西专用）-【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·江西全南·期末）我国科学家研究出一种磷化硼纳米颗粒作为高选择性电化学还原为甲醇的非金属电催化剂，磷化硼晶胞结构如图所示，晶胞的棱边边长为，为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是    A．磷化硼晶体中共价键与配位键的数目之比为 B．若氮化硼与磷化硼具有相似的结构，则的熔点比高 C．磷化硼晶体中，每个硼原子周围紧邻且距离相等的硼原子共有4个 D．磷化硼晶胞密度为 2．（23-24高二下·江西宜春·期末）科学家研究利用晶体释放出的和脱除硅烷，拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。晶胞如图所示。下列说法错误的是 A．晶体中，每个F周围距离相等且最近的有6个 B．与中氧原子杂化方式相同 C．图中A处原子分数坐标为(0，0，0)，则B处原子分数坐标为 D．若脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力，则脱硅能力 3．（22-23高二下·江西上饶·期末）磷青铜是铜与锡、磷的合金，质地坚硬，主要用作耐磨零件和弹性元件。某立方磷青铜晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm(NA表示阿伏加德罗常数的值)，下列说法错误的是    A．Cu、Sn均为ds区元素 B．Sn和Cu间最短的距离为 C．晶胞中Sn周围距离最近且等距的Cu有12个 D．该晶体密度计算式为 4．（23-24高二下·江西景德镇·期末）一种基于ZnO的锌基催化剂，可高效催化丙烷转化为丙酸。立方ZnO的晶胞如图，晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．与最近的有12个 B．之间的最短距离为 C．该ZnO晶体的摩尔体积为 D．若坐标取向不变，将m点平移至原点，则n点位于晶胞xy面的面心 5．（23-24高二下·江西鹰潭·期末）是制作红外光学系统中的光学棱镜、透镜和窗口等光学元件的最好材料。的晶体结构呈立方体形，如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，的摩尔质量为。下列叙述错误的是 晶体结构示意图 A．在晶体中，离子配位数为8，离子配位数为4 B．两个最近的之间的距离是 C．晶胞与8个形成的立方体的体积比为 D．晶胞的密度是 6．（23-24高二下·江西抚州·期末）晶胞是晶体结构的基本单元，几种常见离子晶体的晶胞如图所示。已知离子键强弱主要取决于离子半径的大小和离子带电荷的多少，则下列说法错误的是 A．熔沸点： B．在晶胞中，阳离子配位数为6 C．在晶胞中，距离最近且等距的数目为8 D．若的晶胞边长为，则与之间最近距离为 7．（23-24高二下·江西新余·期末）下列说法错误的是 A．图1晶体中既存在共价键又存在范德华力，属于混合型晶体 B．图2为某气态团簇分子的结构，该气态团簇分子的化学式为TiC C．图3为ZnS的晶胞结构，的配位数为4 D．图3为ZnS的晶胞结构，已知该晶体的密度为，为阿伏加德罗常数的值，则晶胞中和的最近距离为 8．（23-24高二下·江西新余·期末）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。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是    A．晶体最简化学式为 B．晶体中与最近且距离相等的有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 9．（22-23高二下·江西宜春·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，下列说法不正确的是 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5种 10．（22-23高二下·江西吉安·期末）某种氮化硼晶体的立方晶胞结构如图，该物质熔沸点高、硬度大，与金刚石类似。下列说法不正确的是    A．该种氮化硼晶体熔点比硅高 B．若原子坐标参数甲为(0，0，0)，乙为，则晶胞中丙原子的坐标参数为 C．N原子形成了正四面体空隙和正八面体空隙，正八面体空隙数和B原子占有的正四面体空隙数比值为1∶4 D．与N原子最近的等距离的N原子有12个 11．（23-24高二下·江西吉安·期末）的晶胞结构示意图如（a）所示。其中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，结构示意图如（b）所示。下列说法错误的是 A．图（a）每个晶胞中含有的单元数为4 B．图（b）中， C．图（b）中， D．磷酸铁锂电池属于绿色环保的二次电池 12．（22-23高二下·江西吉安·期末）氧化铈()是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示。假设晶胞边长为aPm，下列说法正确的是    A．晶胞中O原子位于Ce构成的立方体空隙中 B．晶体结构中的配位数为12 C．晶胞中与最近的核间距为 D．每个晶胞中个数为 / 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·江西全南·期末）我国科学家研究出一种磷化硼纳米颗粒作为高选择性电化学还原为甲醇的非金属电催化剂，磷化硼晶胞结构如图所示，晶胞的棱边边长为，为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是    A．磷化硼晶体中共价键与配位键的数目之比为 B．若氮化硼与磷化硼具有相似的结构，则的熔点比高 C．磷化硼晶体中，每个硼原子周围紧邻且距离相等的硼原子共有4个 D．磷化硼晶胞密度为 【答案】C 【解析】A．B原子的价电子数为3，且杂化类型为sp3杂化，其中与3个Р原子形成3个共价键，另外一条杂化轨道无电子，为空轨道，与P原子形成配位键，配位键也属于共价键，磷化硼晶体中共价键与配位键的数目之比为，A错误；B．氮化硼与磷化硼都是原子晶体，原子半径：N<P，则键长B-N键<B-P，B-N键的键能较B-P的键能大，所以BN晶体的熔点高于BP晶体，B正确；C．由磷化硼晶胞结构可知，磷原子位于晶胞的顶点和面心，磷原子的堆积方式为面心立方最密堆积，则与磷原子距离最近且相等的磷原子有12个，且每个晶胞中磷原子个数为8×+6×=4，硼原子位于小立方体内，因此一个晶胞中硼原子和磷原子的个数之比为1: 1，因此磷化硼晶体中与硼原子距离最近且相等的硼原子个数为12，C错误；D．磷化硼晶胞密度为，故D正确；故选C。 2．（23-24高二下·江西宜春·期末）科学家研究利用晶体释放出的和脱除硅烷，拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。晶胞如图所示。下列说法错误的是 A．晶体中，每个F周围距离相等且最近的有6个 B．与中氧原子杂化方式相同 C．图中A处原子分数坐标为(0，0，0)，则B处原子分数坐标为 D．若脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力，则脱硅能力 【答案】D 【解析】A．由于CaF2晶体中钙离子、氟离子交替排列，所以假设这个晶胞的体心上是Ca2+，那么三个顶点就是F-，则每个F-周围距离相等且最近的F-有6个，故A正确；B．OF2与SiO2都是含有极性共价键的共价化合物，化合物中氧原子的价层电子对数都为4，杂化方式都为sp3杂化，故B正确；C．若A处原子分数坐标为(0，0，0)，C点处于四面体填隙，根据立体几何关系，则B处原子分数坐标为，故C正确；D．三种氟化物均为离子晶体，晶体提供自由氟离子的能力越强，阴阳离子间形成离子键越弱，钡离子、钙离子、镁离子的电荷数相同，离子半径依次减小，则BaF2、CaF2、MgF2三种晶体中的离子键依次增强，晶体提供自由氟离子的能力依次减弱，脱硅能力依次减弱，即脱硅能力BaF2>CaF2>MgF2，故D错误；故选：D。 3．（22-23高二下·江西上饶·期末）磷青铜是铜与锡、磷的合金，质地坚硬，主要用作耐磨零件和弹性元件。某立方磷青铜晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm(NA表示阿伏加德罗常数的值)，下列说法错误的是    A．Cu、Sn均为ds区元素 B．Sn和Cu间最短的距离为 C．晶胞中Sn周围距离最近且等距的Cu有12个 D．该晶体密度计算式为 【答案】A 【解析】A．锡元素的原子序数为50，价电子排布式为5s25p4，处于元素周期表的p区，故A错误；B．由晶胞结构可知，晶胞中锡原子与铜原子的最短距离为面对角线的，则锡原子和铜原子的最短距离为，故B正确；C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点锡原子与位于面心的铜原子距离最近，则晶胞中锡原子周围距离最近且等距的铜原子有12个，故C正确；D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点锡原子个数为8×=1，位于面心的铜原子个数为6×=3，位于体心的磷原子个数为1，晶胞的化学式为Cu3SnP，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(a×10—10)3d，解得d=，故D正确；故选A。 4．（23-24高二下·江西景德镇·期末）一种基于ZnO的锌基催化剂，可高效催化丙烷转化为丙酸。立方ZnO的晶胞如图，晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．与最近的有12个 B．之间的最短距离为 C．该ZnO晶体的摩尔体积为 D．若坐标取向不变，将m点平移至原点，则n点位于晶胞xy面的面心 【答案】C 【解析】A．将晶胞进行平移操作，即可找到与最近的有12个，故A正确；B．将晶胞中m、n两点的Zn2+连线可得Zn2+之间的最短距离，该线段平行于xy面，将该线段投影至xy面，可知其长度为晶胞面对角线长度的一半，即，故B正确；C．该ZnO晶体的摩尔体积为，故C错误；D．根据图中所示坐标系，m点坐标为，n点坐标为，若将m点Zn2+平移至原点，晶胞中各点坐标均由(x,y,z)变为，因此n点坐标变为，即晶胞xy面的面心，故D正确；故选：C。 5．（23-24高二下·江西鹰潭·期末）是制作红外光学系统中的光学棱镜、透镜和窗口等光学元件的最好材料。的晶体结构呈立方体形，如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，的摩尔质量为。下列叙述错误的是 晶体结构示意图 A．在晶体中，离子配位数为8，离子配位数为4 B．两个最近的之间的距离是 C．晶胞与8个形成的立方体的体积比为 D．晶胞的密度是 【答案】C 【解析】A．由图可知，在晶体中，阳离子配位数为8，阴离子配位数为4，A项正确；B．根据侧面图可看出，2mpm为面对角线的长度，边长为，两个最近的之间的距离为立方体边长的一半，所以两个最近的之间的距离为，B项正确；C．观察晶胞，可看出8个形成的小立方体的边长为晶胞边长的，所以晶胞与8个形成的立方体的体积比为，C项错误；D．根据图示可知晶胞中含4个和8个，它的边长为，则该晶胞密度：，D项正确；答案选C。 6．（23-24高二下·江西抚州·期末）晶胞是晶体结构的基本单元，几种常见离子晶体的晶胞如图所示。已知离子键强弱主要取决于离子半径的大小和离子带电荷的多少，则下列说法错误的是 A．熔沸点： B．在晶胞中，阳离子配位数为6 C．在晶胞中，距离最近且等距的数目为8 D．若的晶胞边长为，则与之间最近距离为 【答案】D 【解析】A．NaCl 和CsCl均为离子晶体，半径小于半径，则氯化钠内离子键较强，因此熔沸点：NaCl>CsCl，A正确；B．根据NaCl的晶胞结构可知，在NaCl晶胞中，距离最近且等距的为6个，则配位数为6，B正确；C．在晶胞中，位于顶点且被8个晶胞共用，为体心，则距离最近且等距的数目为8，C正确；D．根据的晶胞结构可知，与之间最近距离为体对角线的，若晶胞边长为，则与之间最近距离为，D错误；答案选D。 7．（23-24高二下·江西新余·期末）下列说法错误的是 A．图1晶体中既存在共价键又存在范德华力，属于混合型晶体 B．图2为某气态团簇分子的结构，该气态团簇分子的化学式为TiC C．图3为ZnS的晶胞结构，的配位数为4 D．图3为ZnS的晶胞结构，已知该晶体的密度为，为阿伏加德罗常数的值，则晶胞中和的最近距离为 【答案】B 【解析】A．图1晶体是石墨晶体，每一层内原子之间为共价键，层与层之间存在的作用力为范德华力，属于混合型晶体，A正确；B．图2为某气态团簇分子的结构，该分子结构中有13个C，14个Ti，因此其化学式为Ti14C13，B错误；C．晶胞结构中，Zn2+周围等距且最近的S2-有4个，即Zn2+的配位数为4，因为Zn2+:S2-=1:1，则的配位数为4，C正确；D．根据ZnS的晶胞结构可知，和的最近距离为1/4体对角线。设晶胞边长为acm，则晶胞密度，a=cm,则晶胞中和的最近距离为，D正确。故选B。 8．（23-24高二下·江西新余·期末）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。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是    A．晶体最简化学式为 B．晶体中与最近且距离相等的有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 【答案】C 【解析】A．根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，其中Ca个数：1，其中B个数：12×=6，其中C个数：12×=6，故其最简化学式为，A正确；B．根据晶胞结构可知，位于晶胞顶点，Ca2+位于体心，每个为8个晶胞共用，则晶体中与最近且距离相等的有8个，B正确；C．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；D．根据选项A分析可知，该晶胞最简化学式为，则1个晶胞质量为：，晶胞体积为a3×10-30cm3，则其密度为，D正确；故选C。 9．（22-23高二下·江西宜春·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，下列说法不正确的是 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5种 【答案】B 【解析】A．根据XeF2的化学式，可判断Xe、F原子个数比为1 : 2,该晶胞中灰球有个，为Xe原子,黑球有个，为F原子，则该晶胞中有2个XeF2分子。故其密度为 =g/cm3，A正确；B．由Xe-F键长为r pm可知,B点原子的分数坐标为(0,0,)，B错误；C．过A点向B点所在棱边作垂线,相交于D点，则D点为B点所在棱边的中点,AD长度为底面对角线的一半，AD = pm，则BD=pm；AB =pm，C正确；D．基态F原子的核外电子为，根据s能级一个轨道，p能级3个轨道，故有5种电子空间运动状态，D正确；答案选B。 10．（22-23高二下·江西吉安·期末）某种氮化硼晶体的立方晶胞结构如图，该物质熔沸点高、硬度大，与金刚石类似。下列说法不正确的是    A．该种氮化硼晶体熔点比硅高 B．若原子坐标参数甲为(0，0，0)，乙为，则晶胞中丙原子的坐标参数为 C．N原子形成了正四面体空隙和正八面体空隙，正八面体空隙数和B原子占有的正四面体空隙数比值为1∶4 D．与N原子最近的等距离的N原子有12个 【答案】C 【解析】A．氮原子和硼原子的半径都小于硅原子，故氮硼键的键能大于硅硅键的键能，故氮化硼的熔点比硅高，故A正确；B．根据信息可知，则丙原子的坐标参数为，故B正确；C．6个面心原子围成1个正八面体，将晶体向外延伸可知，共用一条棱的4个面心与该棱的两个顶点上的N也可以构成正八面体结构，但是这样的八面体是四个晶胞共有，所以正八面体个数为1+ 12×=4，正八面体空隙数为4，B原子占有的正四面体空隙数为4，N原子形成的正八面体空隙数与B原子占有的正四面体空隙数比值为1∶1，故C错误；D．由晶胞结构可知，与N原子最近的等距离的N原子有12个，故D正确；故选C。 11．（23-24高二下·江西吉安·期末）的晶胞结构示意图如（a）所示。其中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，结构示意图如（b）所示。下列说法错误的是 A．图（a）每个晶胞中含有的单元数为4 B．图（b）中， C．图（b）中， D．磷酸铁锂电池属于绿色环保的二次电池 【答案】C 【解析】A．对比图（a）和图（c）可知，图（a）所示的晶胞中，小球表示的是，经计算，一个晶胞中的个数为个，结合化学式可知，图（a）每个晶胞中含有的单元数为4，A正确；B．对比（a）和（b）两个晶胞结构示意图可知，相比缺失一个面心和一个棱上的，即晶胞中，所以，图（b）中，，B正确；C．据B项分析可知，图(b)化学式为即，设与的物质的量分别为m、n，则m+n=1，据化合价代数和为0可知，0.1875+2m+3n=3，又m+n=1，解得m=0.8125、n=0.1875，，C错误；D．磷酸铁锂电池属于无重金属元素的可充电电池，即属于绿色环保的二次电池，D正确；故答案为：C。 12．（22-23高二下·江西吉安·期末）氧化铈()是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示。假设晶胞边长为aPm，下列说法正确的是    A．晶胞中O原子位于Ce构成的立方体空隙中 B．晶体结构中的配位数为12 C．晶胞中与最近的核间距为 D．每个晶胞中个数为 【答案】C 【解析】A．由晶胞图知中O原子位于Ce构成的四面体空隙中，A错误；B．由图可知，以任一面心的为例，距离其最近的的微粒数有8个，B错误；C．晶胞中与最近的核间距为晶胞对角线长度的，即，C正确；D．假设中的和的个数分别为m和n，且，由化合价代数和为0可得，解得，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的或个数为，所以每个晶胞中的个数为，D错误。故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$