内容正文:
高三化学二轮复习选择题强化训练:选择题专项训练(九)
晶体、晶胞与物质性质
1、 单选题
基础篇
1.氮化镓是新型半导体材料,其晶胞如图所示,原子坐标,晶胞参数为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是( )
A. 晶体最简化学式为
B. 原子坐标为
C. 形成的正四面体空隙中的填充率为
D. 该氮化镓晶体的密度为
2.某立方晶系的锑钾合金可作为钾离子电池的电极材料,图为该合金的晶胞结构图,图表示晶胞的一部分。下列说法正确的是( )
A. 该晶胞的体积为 B. 和原子数之比为:
C. 与最邻近的原子数为 D. 和之间的最短距离为
3.萤石是制作光学玻璃的原料之一,其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是( )
A. 氟化钙的化学式为
B. 每个晶胞中含有个
C. 氟化钙中只含有离子键
D. 每个周围距离最近且等距的有个
4.铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,晶胞结构如图所示。储氢时,分子在晶胞的体心和棱的中心位置,且最近的两个氢分子之间的距离为,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A. 铁镁合金晶胞中原子数为
B. 与之间的最近距离为
C. 在铁镁合金晶体中,与铁原子等距离且最近的铁原子数有个
D. 储氢后的晶体密度为
5.属于富勒烯中的一种,其结构与足球结构相似,如下图所示。下列关于说法正确的是( )
A. 属于烃类 B. 晶体类型为共价晶体
C. 与金刚石互为同素异形体 D. 易溶于水
6.是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等领域中获得重要应用。的六方晶胞示意图如下,晶胞参数、,、原子的分数坐标分别为、。设是阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是
A. 该物质的化学式为 B. 体心原子的分数坐标为
C. 晶体的密度为 D. 原子到体心的距离为
7.的晶胞为立方体,其结构如图。下列说法不正确的是( )
A. 晶体属于离子晶体
B. 晶胞中键角为
C. 晶体中既有离子键又有共价键
D. 每个周围与它最近且等距离的的数目为
提升篇
8.砷化镉晶胞结构如图。图中“”和“”位是“真空”,晶胞参数为,建立如图的原子坐标系,号位的坐标为。已知:砷化镉的摩尔质量为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A. 砷化镉中与原子个数比为:
B. 两个原子间最短距离为
C. 号位原子坐标参数为
D. 该晶胞的密度为
9.具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化。其晶胞结构如图所示,已知的坐标参数为,晶胞参数为。下列说法错误的是( )
A. 晶体属于共价晶体
B. 晶胞中的坐标参数为
C. 每个周围最近的数目是
D. 原子与原子之间的最短距离为
10.通过掺杂硅可将锗单质转化为不同掺杂比例的硅锗合金,锗及硅锗合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A. 锗晶体键角为
B. 若硅锗合金的密度为,则阿伏加德罗常数
C. 原子的分数坐标为
D. 锗晶体熔点高于硅晶体的熔点
11.一定条件下,、和反应生成和化合物,化合物 的晶胞结构如图所示晶胞参数,,其中灰球代表 、黑球代表 、白球代表。若阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是( )
A. 上述反应中 与的物质的量之比为:
B. 基态原子核外电子有种空间运动状态
C. 原子填充在由 原子构成的八面体空隙中
D. 化合物的密度
12.一种由硼镁元素组成的离子化合物具有超导性能。该化合物晶体中硼通过共价键形成平面层,镁形成平面层,层和层等距交错排列,俯视图部分如图。
下列说法正确的是( )
A. 硼层中硼的杂化类型为 B. 该化合物的化学式为
C. 镁周围最近且等距的硼有个 D. 镁层内存在离子键
13.钛铁基储氢合金是由钛、铁两种元素组成的金属间化合物。该合金吸收氢气后的晶胞如图所示,每个氢被个钛原子和个铁原子包围。下列说法不正确的是( )
A. 钛铁合金属于金属晶体,主要作用力为金属键
B. 未吸收氢气时,钛铁合金的晶胞示意图为图
C. 钛铁合金中每个周围距离最近且等距的有个
D. 图中形成的金属氢化物的化学式:
14.我国科研人员利用和掺杂制造了一种富勒烯化合物,是一种定量还原剂,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为,设阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是( )
A. 该富勒烯化合物中的原子和原子的个数比为:
B. 该晶胞中与最近且距离相等的是个
C. 将看作顶点,该晶体中构成的多面体有个面
D. 该晶体的密度为
15.在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中,一种为长方体形晶胞图,长方体棱长分别为、、,另一种为立方体形晶胞图,居于立方体中心,立方体棱长为。
已知:图晶胞中,部分锂离子位置上存在缺位现象。
下列说法错误的是
A. 图晶胞中,锂离子的总缺位率为
B. 图晶胞中,氯离子周围紧邻的锂离子的平均数目为
C. 两种晶型的密度近似相等,则
D. 为离子晶体,晶体中含有离子键和共价键
16.短周期主族元素、、、的原子序数依次增大。是密度最小的金属;与同主族,且基态原子中能级和能级上的电子数相同;和形成的化合物的晶体结构如图所示。设阿伏加德罗常数的值为,晶胞边长为。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 第一电离能:
C. 晶胞中的配位数为 D. 晶体的密度为
17.碳化硅是一种半导体材料,一定条件下可由聚硅烷而来,反应过程为:
其中的晶胞结构如图,晶胞参数为。
下列说法错误的是
A. 聚硅烷属于混合物
B. 该晶胞中的配位数为
C. 该晶胞中原子与原子的最短距离为
D. 该晶胞的密度为
18.某锂离子电池电极材料结构如图。结构是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法正确的是
A. 结构钴硫化物的化学式为 B. 晶胞中与的最短距离为
C. 晶胞中距最近的有个 D. 晶胞和晶胞表示同一晶体
19.的立方晶胞结构如图所示,其晶体密度为。设晶体最简式的式量为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 的价电子排布图为
B. 位于由构成的四面体空隙中
C. 晶体中与距离最近且相等的有个
D. 晶胞中最近的之间的距离为
20.叠氮化钠的晶胞结构如图。下列说法错误的是
A. 与等距离且最近的有个 B. 每个含有个电子
C. 晶体中存在离子键和共价键 D. 晶体中所有离子的配位数相同
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.根据晶胞结构,晶胞中含有原子个数为 ,原子个数为,所以晶体最简化学式为,故A错误;
B.原子坐标为 ,所以原子坐标为 ,故B错误;
C.由于原子可以形成个正四面体空隙,但只有个原子位于四面体空隙,故G的填充率为,故C错误;
D.根据 ,故D正确;
故选D。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题考查晶胞计算,难度一般。
【解答】
A.该晶胞棱长,晶胞体积,故A错误;
B.该晶胞中原子个数、原子个数,则、原子个数之比::,故B正确;
C.与最邻近的原子数为,故C错误;
D.与原子之间的最短距离为晶胞体对角线长度的,为,故D错误;
故选:。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题考查晶胞计算,为高频考点,把握离子的位置、均摊法计算、化学键为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项D为解答的难点,题目难度不大。
【解答】
A.由题干图可知,位于顶点和面心,个数为,位于体内,个数为,则氟化钙的化学式为,故A错误;
B.位于顶点和面心,个数为,即每个晶胞中含有个,故B错误;
C.与个形成离子键,则只含离子键,故C正确;
D.由面心的可知距离最近且等距的个数为个,故D错误;
故选C。
4.【答案】
【解析】解:由图可知位于顶点和面心,个数为,故A正确;
B.分子在晶胞的体心和棱的中心位置,且最近的两个氢分子之间的距离为,晶胞参数为,与之间的最近距离为体对角线的,则与之间的最近距离为,故B错误;
C.以顶点原子看,与铁原子等距离且最近的铁原子位于面心,则与铁原子等距离且最近的铁原子数有个,故C正确;
D.分子在晶胞的体心和棱的中心位置,个数为,原子个数为,位于体内,原子个数为,化学式为,则,故D正确;
故选:。
本题考查晶胞计算,把握原子的位置、均摊法计算、两点之间的距离为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,题目难度中等。
5.【答案】
【解析】A.只含碳氢元素的化合物为烃,是碳的单质,不属于烃,故A错误;
B.是分子间通过分子间作用力结合而成的晶体,属于分子晶体,故B错误;
C.同种元素组成的不同单质互为同素异形体,金刚石与都是碳的单质,二者互为同素异形体,故C正确;
D.属于非极性分子,水是极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,所以在水中的溶解度较小,故D错误;
故选:。
6.【答案】
【解析】A.由晶胞图知,白球位于体心,晶胞中数目为,黑球位于顶角、棱心、体内,晶胞中数目为 ,结合题意知,白球为、黑球为,该物质化学式为 ,A正确;
B.体心原子位于晶胞的中心,其分数坐标为 ,B正确;
C.每个晶胞中含有个“ ”,晶胞底面为菱形,晶胞体积为 ,则晶体密度为 ,C正确;
D.原子的分数坐标为 ,由体心原子向上底面作垂线,垂足为上底面面心,连接该面心与原子、体心与原子可得直角三角形,则原子到体心的距离 ,D错误;
故选D。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了晶体结构,需要学生具备一定的空间想象与观察能力,题目难度不大。
【解答】
A.由图可知晶体中存在和,可知晶体属于离子晶体,故A正确;
B.的空间构型为正四面体,键角为,故B错误;
C.晶体中和间存在离子键,内部存在共价键,故C正确;
D.由图可知,离顶点的最近的位于晶胞体心,一个顶点归个晶胞所有,因此每个周围与它最近且等距离的的数目为,故D正确;
故选:。
8.【答案】
【解析】解:
A.分析可知,晶胞中原子数目为,原子数目为,与原子个数比为:,故A正确;
B.两个原子间最短距离为边长的一半,即,故B正确;
C.号位的坐标为,则号位原子坐标参数为,故C正确;
D.晶胞体积为,晶胞质量中含有个,故晶胞密度为,故D错误;
故选:。
本题考查物质结构与性质,涉及核外电子排布,化学键,晶胞计算等内容,其中晶胞计算为解题难点,需要结合均摊法进行分析,掌握基础为解题关键,整体难度适中。
9.【答案】
【解析】A.晶体属于共价晶体,由共价键构成的具有空间立体网状结构,A正确;
B.的坐标参数为 ,, ,晶胞中的坐标参数为 ,, ,B正确;
C.晶胞中的位置与金刚石中碳原子位置一样,所以晶胞中位于顶点的原子,与之距离最近且相等的原子位于面心,共有个,C错误;
D.原子与原子之间最短距离是体对角线的 ,最短距离为 ,D正确;
故选C。
10.【答案】
【解析】A.由锗晶胞图可知,每个锗均形成了个键,为杂化,键角为,故A正确;
B.由均摊法得,硅锗合金晶胞中含有原子个数为,原子个数为,晶胞体积为 , ,,故B正确;
C.原子位于右后方,分数坐标为,故C正确;
D.硅、锗形成的晶体均为共价晶体,键长,键长越长键能越小,熔点越低,故 D错误;
答案选D。
11.【答案】
【解析】A.由晶胞结构图,晶胞中的个数为,的个数,的个数,则、、的个数比为,所以化合物的化学式为,反应的方程式为,所以与的物质的量之比为,A正确;
B.基态原子电子排布为,电子占据个原子轨道,有种空间运动状态,B正确;
C.由晶胞结构图,原子填充在由原子构成的八面体空隙中,C正确;
D.化合物的密度即晶体的密度,即,D错误;
故选D。
12.【答案】
【解析】A.由投影图可知,硼层中硼原子连接个键,原子价电子有个,全部用于形成键,无孤电子对,价层电子对数为,杂化类型为,故A错误;
B.由投影图可知,每个镁原子上层距离其最近的硼原子有个,下层距离其最近的硼原子也有个,共个,每个硼原子上层距离其最近的镁原子有个,下层距离其最近的镁原子也有个,共个,则、原子个数比为,化学式为,故B正确;
C.由投影图可知,每个镁原子上层距离其最近的硼原子有个,下层距离其最近的硼原子也有个,共个,故C错误;
D.层内存在金属键,不存在离子键,故D错误;
故选B。
13.【答案】
【解析】A.合金属于金属晶体,金属晶体的主要作用力为金属键,故A正确;
B.未吸收氢气时,钛位于立方体的顶点,铁位于体心,故B正确;
C.由图可知,该晶体中每个被个所形成的立方体包围,每个亦被个所形成的立方体包围,即钛铁合金中每个周围距离最近且等距的有个,故C正确;
D.由图可知,位于晶胞的顶点和棱上,位于晶胞内部,位于体心和面上,因此每个晶胞中含有的原子个数,含有的原子个数,含有的原子个数,::::::,则理论上形成的金属氢化物的化学式:,故D错误;
故选D。
14.【答案】
【解析】【分析】
由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和体心的个数为 ,位于面上的钾原子个数为 ,则晶胞的化学式为。
A.由分析可知,晶胞的化学式为,则钾原子和碳原子的个数比为::,故A错误;
B.由晶胞结构可知,晶胞中位于体心的与邻近的个面上的钾原子距离最近,每个面上有个钾原子,则晶胞中与最近且距离相等的钾原子是个,故B错误;
C.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点与个形成正八面体,所以将看作顶点,该晶体中构成的多面体有个面,故C正确;
D.设晶体的密度为,由晶胞的质量公式可得: ,解得 ,故D错误;
故选C。
15.【答案】
【解析】A.根据化学式知,该晶胞中应该含有个,
图中个数为,个数为 ,个数为 ,而由化学式知,该晶胞中含有个,锂离子的缺位率为 ,A正确;
B.图晶胞中,晶胞中位于体心的氯离子与位于条棱上的锂离子距离最近,但离子的缺位率为 ,则氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为 ,B错误;
C.图中个数为,个数为 ,立方体中个数为 ,则晶体密度为 ;结合分析,图中晶胞密度 ,两种晶型的密度近似相等,则 , ,C正确;
D. 中存在锂离子、氯离子、氢氧根离子,为离子晶体,氢氧根离子中存在氢氧共价键,故晶体中含有离子键和共价键,D正确;
故选B。
16.【答案】
【解析】【分析】短周期主族元素、、、的原子序数依次增大。是密度最小的金属,是,基态原子中能级和能级上的电子数相同,为,与同主族,为,是;即、、、分别是、、、;
A.同周期从左到右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,故原子半径,故A错误;
B.同主族从上到下第一电离能逐渐减小,同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,第一电离能:,故B错误;
C.由晶胞示意图可知,晶胞中的配位数为,故C错误;
D.由晶胞示意图可知,晶胞中含有个,晶胞的质量为 ,晶胞的体积为 ,故晶胞的密度为 ,故D正确;
答案选D。
17.【答案】
【解析】A.聚硅烷中值不确定,其属于混合物,故A正确;
B.以面心的原子为对象,其距离最近的个位于晶胞内部,面心的被两个晶胞共用,则的配位数为,故B正确;
C.原子与原子的最短距离为面对角线的一半,即 ,故C错误;
D.根据均摊法,晶胞中含有原子个数为 ,原子个数为,晶胞质量为 ,体积为 ,则该晶胞的密度为 ,故D正确;
故选C。
18.【答案】
【解析】A.由均摊法得,结构中含有的数目为 ,含有的数目为 ,与的原子个数比为:,因此结构的化学式为,故A错误;
B.由图可知,晶胞中与的最短距离为面对角线的 ,晶胞边长为,即与的最短距离为: ,故B错误;
C.晶胞中距最近的 有个,故C错误;
D.当个晶胞放在一起时,截取第个晶胞的右一半和第个晶胞的左一半合并后就是晶胞。根据晶胞的结构可知,的个数为 ,的个数为,则晶胞表示的化学式为,在晶胞中,的个数为 ,的个数为,则晶胞表示的化学式为,晶胞和晶胞表示同一晶体。故D正确;
故选D。
19.【答案】
【解析】A. 的价层电子排布式为 ,价电子排布图为,选项A正确;
B.与点处的 距离最近且相等的 有个,原子之比为,与周围的四个形成正四面体结构,选项B正确;
C.根据选项B分析可知,晶体中与距离最近且相等的有个,选项C正确;
D.设晶体最简式的式量为 式量是指在化学物质的实验式中各原子的相对原子质量的总和,晶体密度为 ,则设晶胞参数边长为,有 ,边长 ,则存在该晶胞中最近的 之间的距离为面对角线的一半 ,选项D错误;
答案选D。
20.【答案】
【解析】A.判断与等距离且最近的 ,可以看上表面面心的,该晶胞体内有个 与该最近,在上方晶胞体内也有个 与该最近,故与等距离且最近的 共有个,A正确;
B.的原子序数为,每个 共有个电子,B错误;
C.中与 之间存在离子键, 内存在共价键,C正确;
D.中与 的个数比为:,二者配位数相同,D正确;
故选B。
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