3.1.1 晶胞 晶体结构的测定 同步练习 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第一节　物质的聚集状态与晶体的常识 第1课时　晶胞　晶体结构的测定 一、知识基础 题组1.晶体结构的测定 1.下列叙述错误的是(　　) A.对固体进行X射线衍射实验可以区分晶体与非晶体 B.外观呈规则多面体的物质,内部粒子在三维空间里一定呈周期性有序排列 C.晶体具有各向异性,所以用红热的铁针刺中涂有石蜡的水晶柱面,熔化的石蜡呈椭圆形 D.通过晶体的X射线衍射实验可以确定晶体分子的空间结构 题组2.晶胞与晶体的关系 2.下列关于晶胞的说法不正确的是(　　) A.所有的晶胞都是平行六面体 B.晶胞是晶体结构的基本单元 C.晶胞和晶体的各原子个数比相等 D.晶胞和晶体的密度相同 3.下列有关晶胞的叙述中,不正确的是(　　) A.晶胞的结构不是晶体的结构 B.晶胞中可能存在多个粒子 C.晶体中晶胞的几何排列及取向完全相同 D.使用“均摊法”计算晶胞的微粒数,处于顶角的微粒对晶胞的贡献为 4.下列关于晶体A的晶胞(如图所示)的描述错误的是(　　) A.该晶胞是所在晶体内最小的平行六面体 B.该晶胞的每个顶角上和每个面的面心上都各有一个原子 C.平均每个晶胞中有14个原子 D.含该晶胞的整块晶体中,相邻晶胞之间没有任何间隙 题组3.晶胞中粒子数目和化学式的确定 5.某晶体的结构单元如图所示(正三棱柱),该结构单元中A、B、C三种原子的数目之比为(　　) A.3∶9∶4 B.1∶4∶2 C.2∶9∶4 D.3∶8∶5 6.某物质的晶体内部一个截面上原子的排布情况如图所示,则该晶体的化学式可表示为(　　) A.A2B B.AB C.AB2 D.A3B 7.(1)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图1所示,晶胞中铜原子与镍原子的个数比为　　　　。  图1　　 　　　 图2 (2)Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如图2所示。则该化合物的化学式为　　　　。  二、能力提升 8.硅酸盐与二氧化硅一样,都以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示为,其中表示氧原子,表示硅原子。硅氧四面体通过不同的连接方式可以组成不同的多聚硅酸根离子。某无限长单链的多聚硅酸根离子的结构如图所示,该阴离子中硅原子与氧原子的数目之比为(　　) A.1∶2 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶5 9.石墨晶体是层状结构,在每一层内,每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析,石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为(　　) A.2∶3 B.2∶1 C.1∶3 D.3∶2 10.(2024·镇江实验高级中学月考)一种以FeS2(晶胞如图所示)为原料制备Ca2[Fe(CN)6]·11H2O的工艺流程如图所示: 下列说法正确的是(　　) A.“还原”得到的滤液中大量存在Fe2+、H+、S B.FeS2晶胞中距离每个Fe2+最近的有4个 C.CN-结构与N2相似 D.[Fe(CN)6]4-各元素电负性的大小顺序:C>N>Fe 11.(2025·无锡锡东高级中学期中)辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用于制铜,反应的化学方程式为Cu2S+O22Cu+SO2,制得的粗铜(含CuO等杂质)可通过电解法进行精炼,下列相关说法正确的是(　　) A.Cu+转化为基态Cu,得到的电子填充在3d轨道上 B.硫元素的简单气态氢化物稳定性大于氧元素 C.上述反应中获得1 mol单质铜转移电子数为NA(设NA为阿伏加德罗常数的值) D.如图所示的Cu2O晶胞中,黑球表示的是O2- 12.元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个能层,它与N3-形成晶体的晶胞结构如图所示。 (1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为　　　　　　　。  (2)该晶体中Xn+的n=　　　　。  (3)X元素的原子序数是　　　。  (4)晶体中每个N3-被　　个等距离的Xn+包围。  13.理论计算预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分锗原子被Hg和Sb取代后形成。 (1)图b为Ge晶胞中部分锗原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元,理由是　　　　　　　　　　　　　。  (2)图c为X的晶胞,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为　　　　　　;该晶胞中粒子个数比N(Hg)∶N(Ge)∶N(Sb)=　　　　　　　　。  参考答案 1.B　解析 具有规则几何外形的固体不一定是晶体,如玻璃,B项错误。 2.A　解析 常规的晶胞都是平行六面体,故A不正确。 3.D　解析 晶胞只是晶体微观空间结构里的一个基本单元,晶胞的结构不等同于晶体的结构,A正确;晶胞中可能存在多个粒子,B正确;晶体中晶胞的几何排列及取向是完全相同的,C正确;在六方晶胞中,处于顶角的微粒对晶胞的贡献为,D错误。 4.C　解析 由于顶角为8个晶胞所共有,面为2个晶胞所共有,所以平均每个晶胞中含有的原子个数为8×+6×=4,即平均每个晶胞中有4个原子,C错误。 5.B　解析 该结构单元中含A原子的个数为6×,含B原子的个数为6×+3×=2,含C原子的个数为1,则A、B、C三种原子的个数比为∶2∶1=1∶4∶2。 6.B　解析 在A原子的周围有4个B原子,同样在B原子的周围有4个A原子,故A、B原子的个数比为1∶1。 7.答案 (1)3∶1　(2)CuH 8.B　解析 由该无限长单链的多聚硅酸根离子的结构图可知,其基本结构单元为,基本结构单元中硅原子个数为1,氧原子个数为2+2×=3,所以该阴离子中硅原子与氧原子的数目之比为1∶3,B项正确。 9.A　解析 每个碳原子被3个六边形共用,每个共价键被2个六边形共用,则石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为(6×)∶(6×)=2∶3。 10.C　解析 FeS2焙烧生成氧化铁和二氧化硫,用硫酸溶解氧化铁生成硫酸铁溶液,加过量铁粉把硫酸铁还原为硫酸亚铁,过滤出剩余铁粉,滤液中加Ca(CN)2生成Ca2[Fe(CN)6]·11H2O和硫酸钙。“还原”过程加入过量铁粉,得到的滤液中不可能含有大量H+,A错误;FeS2晶胞中距离每个Fe2+最近的有6个,B错误;CN-与N2是等电子体,CN-结构与N2相似,C正确;非金属性越强,元素电负性越大,[Fe(CN)6]4-各元素电负性的大小顺序:N>C>Fe,D错误。 11.D　解析 铜元素的原子序数为29,其基态原子的价层电子排布为3d104s1,基态Cu+的价层电子排布为3d10,则Cu+转化为基态Cu时,得到的电子填充在4s轨道上,A错误;同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,其简单气态氢化物稳定性依次减弱,则硫元素的简单气态氢化物稳定性小于氧元素,B错误;由反应式可知,硫元素化合价升高,铜、氧元素化合价均降低,反应生成2 mol铜时,转移电子6 mol,则生成1 mol单质铜时,转移电子的数目为3NA,C错误;由晶胞结构图可知,晶胞中位于顶点和面心的黑球个数为8×+6×=4,位于体内的白球个数为8,由化学式Cu2O可知,黑球表示的是O2-,白球表示的是Cu+,D正确。 12.答案 (1)3∶1　(2)1　(3)29　(4)6 解析 (1)Xn+位于晶胞的棱上,其数目为12×=3;N3-位于晶胞的顶角,其数目为8×=1,故二者个数比为3∶1。(2)由晶体的化学式X3N知,X所带电荷数为1。(3)因为X+中所有电子正好充满K、L、M三个能层,可推知X的原子序数是29。(4)N3-位于晶胞的顶角,故其被6个等距离的Xn+从上、下、左、右、前、后包围。 13.答案 (1)不是晶体中最小结构的重复单元 (2)4　1∶1∶2 解析 (2)以晶胞上方立方体中右侧面心汞原子为例,同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2,晶胞右侧中还有2个Sb原子与汞原子距离最近,因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4;该晶胞中锑原子均位于晶胞内,因此1个晶胞中含有锑原子数为8,锗原子位于晶胞顶角、面心、体心,因此1个晶胞中含有锗原子数为1+8×+4×=4,Hg原子位于棱上、面心,因此1个晶胞中含有汞原子数为6×+4×=4,则该晶胞中粒子个数比N(Hg)∶N(Ge)∶N(Sb)=4∶4∶8=1∶1∶2。 5 学科网（北京）股份有限公司 $$