专题03 配位数与空间利用率计算（重难点训练）化学人教版选择性必修2

学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题03 配位数与空间利用率计算 题组A 精准突破 建议时间：15分钟 突破一配位数 1.硒化锌(ZnS©)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数为 若该晶胞边长为apm,Na代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为 g/cm3。 OSe OZn 2.下图是一种由Y(与Sc同族)、Fe、Ba、O组成的晶体，晶胞棱上的球代表Ba,顶点的球代表Y,四方锥 中心和八面体中心的球代表Fe,其余小球代表O。 (1)该晶体的化学式为 (2)其中Y的配位数为 突破二晶胞边长计算 3.一定温度下，向MSO,溶液中加入氨水，同时通入空气，可制得某种锰的氧化物，其立方晶胞结构及小 立方体A、B的结构如下图所示，则该氧化物的化学式为 。 若晶胞密度为pg·cm3,Na为阿伏 加德罗常数的值，则晶胞边长为 nm(列出计算式即可)。 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 B A Bi O Mn ●0 A B 4.第三代半导体GN常用于制造高频芯片、太阳能电池等，其晶胞为立方体结构，如下图所示： Ga ● N (1) 晶体结构中离Ga最近的N的数目是 (2)Ga原子半径为0.122m,N原子半径为0.075nm,晶胞中Ga原子与N原子直接接触，Ga原子和Ga 原子不直接接触，晶胞边长 m。(保留3位小数) 突破三空间利用率计算 5.已知单质铁有如图所示的三种堆积方式的晶胞结构： ①晶胞a属于 堆积。 ②用含有的式子表示出晶胞b的空间利用率 ③若晶胞c的密度为pgcm3,则铁的原子半径r=」 cm。(用含P、Na的式子表示，Na表示阿伏 加德罗常数的值)。 6.金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。实际测得金属钨的密度为pgcm3,钨的摩尔质量为Mg mol-1, 假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题： (1)每一个晶胞分摊到 个钨原子。 (2)晶胞的棱长a为 cm (3)钨的原子半径r为c(只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。 (4)金属钨原子形成的体心立方结构的空间利用率为一。 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 突破四晶胞中原子构成立体图形 7.氧化铼晶胞如图所示，摩尔质量为Mg/mol,晶胞密度为bg/cm3,铼原子填在 个氧原子围成 的」 (填“四面体“立方体”或“八面体”)空隙中，己知：铼的原子半径为Repm,氧原子半径为ropm, 该晶胞的空间利用率为 (用含有rRe、ro、b、M和NA的代数式表示，无须化简)。 铼 氧 8.河蚌的壳外层主要成分为方解石，内层主要是霰石，两者成分都是碳酸钙，但晶体结构不同，这种情况 称为“同质多象”现象，金刚石和石墨也属于“同质多象现象。霰石光滑，结构中每个C+周围围绕着6个 C0;;方解石坚硬，晶胞结构如图（方解石晶胞为平行六面体结构）。下列说法错误的是 ○ca ●O A.霰石晶体中每个Ca2+周围有6个C0 B. 霰石和方解石中的CO}均为平面三角：形结构 C.霰石和方解石的熔点相同 D.方解石晶胞中含有2个Ca2*、2个C0? 题组B 综合提升 建议时间：20分钟 一种Mg-Fe新型储氢合金的晶胞如图所示，该晶胞为立方体，晶胞棱长为anm。下列说法错误的是 Fe o Mg A.基态Fe原子共有15种空间运动状态的电子 B.该晶体的化学式为FeMg: C.每个Fe周围与它最近且等距的Mg有8个 学科网 www zxxk com 让教与学更高效 D.Fe与Mg的最短距离为 -a nm 2 2.NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm,P的分数坐标为(O,0,O),阿伏加德罗常数的值为NA,下列 说法正确的是 M ○0 ONb 6×93+16) B.M的分数坐标为 111 A.晶体密度p= Naxax102g/cm 2'2'2 C.Nb的配位数是6 D.Nb和O最短距离为 3 anm 3.XF,在无机氟化物制备中有广泛的应用，其晶体属四方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞结构如图所 111 示。已知：O点原子的分数坐标为0,0,0)，A点原子的分数坐标为 2’22 ,Xe-F键长为rpm,设晶胞底 边长、高分别为apm、cpm.下列说法正确的是 pm a pm a pm A.F位于晶胞的顶点和体心 111 B.C点原子的分数坐标为 2’2’2 +r C.晶胞中B、C点原子间的距离为VC+2apm 3.38 D.该晶体的密度为 ×1023g·cm-3 W×a2c 4.砷化镓的晶胞结构如图甲所示。将M掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。 Mn掺杂 ○Ga ○As ●Mn 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 下列说法错误的是 A.砷化镓晶体的化学式为GaAs B.图甲中，As原子位于Ga原子构成的正四面体空隙中 C.图甲中，若Ga-As的键长为pm,则晶胞边长为2y5 D.稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为5：32 5.二氧化铈(CO2)常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂YO,Y+占据部分Ce+位置可得到更稳 定的结构，如图所示，晶胞中Ce+与O2最近的核间距为apm。 己知：①掺杂Y,03后的晶体中n(Ce02):n(Y,03)=3:1 氧空位数 (①02的空缺率= ×100% 氧空位数+02数 Ce0 CeO Y,O OCe4+或Y3+ ●02或氧空位（无02） 下列说法错误的是 A.CeO2晶胞中Ce+的配位数为8 B.Ce0,晶胞边长为4v3 3 pm C.CeO2晶体的密度为 3.87×1030 4v3a3×N -g.cm-3 D.掺杂Y03后02-的空缺率为10% 6.以下为典型晶体的部分结构或晶胞，N代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 Na晶体 SiO2品胞 A.Na晶体中，Na原子的配位数为6 B.1 molSiO2晶体中含有的Si-0键数目为4NA C.1个Na晶胞中含有4个Na原子 D.一个Na晶胞中原子的空间利用率为74% 7.碳化铍常作陶瓷材料添加剂、耐火材料，其晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为m,C原子半径为 bnm,Be原子半径为cmm;原子的空间利用率等于原子总体积与晶胞体积之比。 学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 Be 4 a(0.0.0) 下列叙述正确的是 A.碳化铍的化学式为BeC B.碳化铍晶体中，与C原子紧邻且等距离的Be原子有4个 C.7原子分数坐标为444 133 D.该晶胞中原子的空间利用率为16π行+c】 3a 8.超导材料在国防、科研、交通等领域有着广泛的应用。某种含i、Mg和C三种元素的晶体具有超导性， 该晶体的立方晶胞结构如图所示，设a点原子的原子坐标为(0,0,0)，晶胞边长为pnm。下列有关说法 错误的是 o C ●Ni oMg A.晶胞分别沿x、y、z轴投影得到的图像完全相同B.Mg原子位于由C原子组成的正方体的体心 C.该晶胞中WQMg):WQN):W(C)=1:1:3 D.M原了与c原了间的最短距离为号m 9.化学式为Ni(CN)x·Z(NH3)、·zCH6的笼形包合物四方晶胞结构如下图所示H原子未画出)，每个苯环只 有一半属于该晶胞。晶胞参数a=b≠c,a=B=y=90°。 ONi2+oC oZn2*●N b 回答下列问题： 厨学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 ①已知晶胞中N原子均参与形成配位键，则N*与Zn2+的配位数之比为 A.1:1 B.2:1 C.2:3 D.3:4 ②Ni(CN).·Zn(NH,)yzC,H6中x:y:z= 10.Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，Fe位于第 周期 族。基态Fe原子与基态Fe+离子未成对电子数之比 为 d (2)尿素分子(H,NCONH,)与Fe+形成配离子的硝酸盐[F©(H,NCONH,)。](NO,),俗称尿素铁，既可作铁 肥，又可作缓释氮肥。 ①元素C、N、O中，第一电离能最大的是 电负性最大的是 ②尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为」 ③八面体配离子[Fc(H,NCONH,),]中Fe的配位数为6，碳氮键的健长均相等，则与Fe+配位的原子是. (填元素符号)。 (3)a-Fe可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示（晶胞边长为apm)。 m n ①a-Fe晶胞中Fe原子的半径为__pm。 ②研究发现，a-Fe晶胞中阴影所示m,n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有Fe原子个数越多， 催化活性越低。m,n截面中，催化活性较低的是，该截面单位面积含有的Fe原子为个 题组C 高考探源 建议时间：5分钟 1. (2024江西·高考真题)NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm,P的分数坐标为(0,0,0)，阿伏加德 罗常数的值为NA,下列说法正确的是 厨学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 M Oo ONb A.Nb的配位数是6 B.Nb和O最短距离为2 anm 6×93+16 C.晶体密度p= NA×a'x102g/cm 111 D.M的分数坐标为 222 2.(2024甘肃高考真题)B-MgC1,晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显 示为图乙，下列说法错误的是 O Mg ●Cl 甲 乙 A.电负性：Mg<C B.单质Mg是金属晶体 C.晶体中存在范德华力 D.Mg2+离子的配位数为3 专题03 配位数与空间利用率计算 建议时间：15分钟 突破一 配位数 1. 硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数为 ；若该晶胞边长为a pm，NA代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为 。 【答案】 4 【解析】晶胞中离Se最近的Zn有4个，故晶胞中Se原子的配位数为4；晶胞中Zn原子个数为4，Se原子个数为，若该晶胞边长为a pm，晶胞体积为(a×10-10)3cm-3，晶胞密度为。 2. 下图是一种由Y(与Sc同族)、Fe、Ba、O组成的晶体，晶胞棱上的球代表Ba，顶点的球代表Y，四方锥中心和八面体中心的球代表Fe，其余小球代表O。 （1）该晶体的化学式为 。 （2）其中Y的配位数为 。 【答案】（1） （2）8 【解析】（1）由晶胞结构可知，Y位于顶点，原子数为；Ba位于棱上，原子数为；O原子有12个位于面上，2个位于晶胞内，原子数为；3个Fe原子位于晶胞内，该晶体的化学式为； （2）从晶胞结构知Y位于晶胞顶点，距离Y最近的氧原子共有8个，即Y的配位数为8。 突破二 晶胞边长计算 3. 一定温度下，向溶液中加入氨水，同时通入空气，可制得某种锰的氧化物，其立方晶胞结构及小立方体A、B的结构如下图所示，则该氧化物的化学式为 。若晶胞密度为，为阿伏加德罗常数的值，则晶胞边长为 nm(列出计算式即可)。 【答案】 【解析】由图知，晶胞结构由4个小立方体A和4个小立方体B构成，由A知，Mn位于体心和顶点，共含有，O位于体内，共有4个，由B知，Mn位于内部和顶点，共含有，O位于体内，共有4个，故该晶胞中Mn原子个数为，O原子个数为，故则该氧化物的化学式为；若晶胞密度为，为阿伏加德罗常数的值，设晶胞边长为anm，则，则晶胞边长为。 4. 第三代半导体GaN常用于制造高频芯片、太阳能电池等，其晶胞为立方体结构，如下图所示： （1） 晶体结构中离Ga最近的N的数目是 。 （2） Ga原子半径为0.122nm，N原子半径为0.075nm，晶胞中Ga原子与N原子直接接触，Ga原子和Ga原子不直接接触，晶胞边长= nm。(保留3位小数) 【答案】4 0.455 【解析】根据GaN晶胞结构，每个N连有4个Ga，根据原子个数比，则离Ga最近的N的数目是4； Ga原子半径为0.122nm，N原子半径为0.075nm，晶胞中Ga原子与N原子直接接触，Ga原子和Ga原子不直接接触，晶胞体对角线为N原子、Ga原子直径和的2倍，体对角线为2(0.075nm×2+0.122nm×2)=0.788 nm，晶胞边长=nm。 突破三 空间利用率计算 5. 已知单质铁有如图所示的三种堆积方式的晶胞结构： ①晶胞a属于 堆积。 ②用含有的式子表示出晶胞b的空间利用率 。 ③若晶胞c的密度为，则铁的原子半径r= cm。(用含、的式子表示，表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】 体心立方 【解析】①由晶胞a的结构可知，晶胞a属于体心立方堆积； ②设铁原子的半径为r，晶胞b中共有4个铁原子，其总体积为，晶胞的面对角线长为4r，晶胞的参数为，晶胞的体积为，空间利用率=； ③一个晶胞c中含有1个铁原子，质量为，晶体c为简单立方堆积，晶胞参数为铁原子半径的2倍，即为2rcm，晶胞体积为8r3cm3，则，解得。 6. 金属钨晶体中晶胞的结构模型如图所示。实际测得金属钨的密度为ρ g·cm-3，钨的摩尔质量为M g·mol-1，假定钨原子为等直径的刚性球，请回答下列问题： （1）每一个晶胞分摊到 个钨原子。 （2）晶胞的棱长a为 cm。 （3）钨的原子半径r为 cm(只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。 （4）金属钨原子形成的体心立方结构的空间利用率为 。 【答案】（1）2 （2） （3）× （4）68% 【解析】（1）晶胞中每个顶角的钨原子为8个晶胞所共有，体心的钨原子完全为该晶胞所有，故每一个晶胞分摊到2个钨原子； （2）每个晶胞中含有2个钨原子，则每个晶胞的质量m=，又因每个晶胞的体积V=a3，所以晶胞密度ρ==，a=； （3）钨晶胞的体对角线上堆积着3个钨原子，则体对角线的长度为钨原子半径的4倍，即4r=a，r==×； （4）每个晶胞中含有2个钨原子，2个钨原子的体积V′=2×πr3=，则该体心立方结构的空间利用率==×100%=×100%=×100%≈68%。 突破四 晶胞中原子构成立体图形 7. 氧化铼晶胞如图所示，摩尔质量为M g/mol，晶胞密度为 b g/cm3，铼原子填在 个氧原子围成的 (填“四面体“立方体”或“八面体”)空隙中，已知：铼的原子半径为rRe pm，氧原子半径为 rOpm，该晶胞的空间利用率为 (用含有rRe、rO、b、M和NA的代数式表示，无须化简)。 【答案】 6 八面体 【解析】根据物质的名称可知晶胞的化学式，则Re与O的个数比为1∶3，顶点的是铼原子，棱中心的是O，离子晶体中配位数是某个微粒周围最近且等距离的异性电荷的微粒数，每个铼原子的上下左右前后都有一个等距的氧原子，故铼原子的配位数为6，铼原子填在由6个氧原子围成的八面体空隙中；根据已知得晶胞的体积：，一个晶胞有1个Re和3个O，二者的原子半径分别为rRepm和rOpm，阿伏加德罗常数值为NA，则晶胞中原子的体积占晶胞体积百分率为。 8. 河蚌的壳外层主要成分为方解石，内层主要是霰石，两者成分都是碳酸钙，但晶体结构不同，这种情况称为“同质多象”现象，金刚石和石墨也属于“同质多象”现象。霰石光滑，结构中每个周围围绕着6个；方解石坚硬，晶胞结构如图(方解石晶胞为平行六面体结构)。下列说法错误的是 A．霰石晶体中每个周围有6个 B．霰石和方解石中的均为平面三角：形结构 C．霰石和方解石的熔点相同 D．方解石晶胞中含有2个、2个 【答案】C 【解析】A．霰石晶体中每个周围围绕着6个，由化学式可知，每个周围也会有6个，A正确； B．中C原子的价层电子对数为，采取杂化，无孤对电子，所以是平面三角形结构，B正确； C．霰石和方解石的晶体结构不同，故其熔点不相同，C错误； D．由题图可知，方解石晶胞中处于体内，数目为2，钙离子处于顶角和体内，顶点的角度互补，可以按照90°进行计算，数目为，D正确； 答案选C。 建议时间：20分钟 1．一种Mg-Fe新型储氢合金的晶胞如图所示，该晶胞为立方体，晶胞棱长为a nm。下列说法错误的是 A．基态Fe原子共有15种空间运动状态的电子 B．该晶体的化学式为 C．每个Fe周围与它最近且等距的Mg有8个 D．Fe与Mg的最短距离为 nm 【答案】D 【解析】A．基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，电子的空间运动状态由轨道决定，轨道数为1s（1）+2s（1）+2p（3）+3s（1）+3p（3）+3d（5）+4s（1）=15个，即15种空间运动状态，A正确； B．该晶胞为CaF2型结构（Fe类比Ca2+，Mg类比F-），Fe位于面心立方位置：8个顶点×+ 6个面心×=4个；Mg位于8个四面体空隙，每个空隙1个Mg，共8个。Fe与Mg的个数比为4:8=1:2，化学式为FeMg2，B正确； C．CaF2型结构中，每个Fe（面心立方）周围有8个Mg原子（四面体空隙），即最近且等距的Mg有8个，C正确； D．Fe与Mg的最短距离为四面体空隙中Mg到Fe的距离，小立方体棱长为，体对角线长为，最短距离为体对角线一半，即nm；nm为Fe-Fe的面对角线距离，并非Fe-Mg最短距离，D错误； 故答案选D。 2．NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A．晶体密度 B．M的分数坐标为 C．Nb的配位数是6 D．Nb和O最短距离为anm 【答案】B 【解析】A．根据均摊法计算可知，Nb的个数为，O的个数为12×=3，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为ρ=，故A错误； B．P的分数坐标为（0，0，0），M位于立方体的面心，M的分数坐标为，故B正确； C．由图可知，NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个，Nb的配位数是4，故C错误； D．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为anm，Nb和O最短距离为anm，故D错误； 故答案选B。 3．在无机氟化物制备中有广泛的应用，其晶体属四方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞结构如图所示。已知：O点原子的分数坐标为，A点原子的分数坐标为，Xe-F键长为rpm，设晶胞底边长、高分别为apm、cpm．下列说法正确的是 A．F位于晶胞的顶点和体心 B．C点原子的分数坐标为 C．晶胞中B、C点原子间的距离为 D．该晶体的密度为 【答案】C 【解析】A．晶胞中大球位于晶胞的顶点和体心，晶胞中大球对应原子有8×+ 1 = 2个，小球对应原子有8×+2=4个，大球对应原子、小球对应原子的个数比为1∶2，XeF2中Xe、F的个数比为1∶2，大球为Xe、小球为F，故Xe位于晶胞的顶点和体心、F不在顶点和体心，A错误； B．分数坐标以晶胞参数为单位，z轴坐标需用相对于c的分数表示，C点原子的分数坐标为(,,+)，B错误； C．B点原子的分数坐标(0,0,)、C点原子的分数坐标为(,,+)，晶胞底边长、高分别为apm、cpm，晶胞中B、C点原子间的距离为pm=pm，C正确； D．晶胞中含2个XeF2，晶胞的质量为g= g，体积为a2c×10-30 cm³，密度ρ ==，D错误； 故选C。 4．砷化镓的晶胞结构如图甲所示。将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。 下列说法错误的是 A．砷化镓晶体的化学式为GaAs B．图甲中，As原子位于Ga原子构成的正四面体空隙中 C．图甲中，若Ga-As的键长为，则晶胞边长为 D．稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为 【答案】C 【解析】A．晶胞中As的个数为4： Ga的个数为，故A正确； B．由图甲可知，距As原子最近的4个Ga原子构成的正四面体，As原子位于Ga原子构成的正四面体空隙中，故B正确； C．由砷化镓晶胞结构可知，假设晶胞边长为cpm，Ga和As的最近距离为晶胞体对角线长度cpm的，Ga和As的最近距离是则晶胞边长为，故C错误； D．由图乙可知，掺杂Mn之后，晶胞中Mn的数目为11，As的数目为4，故稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为：4＝5：32，故D正确； 故答案选C。 5．二氧化铈()常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂，占据部分位置可得到更稳定的结构，如图所示，晶胞中与最近的核间距为apm。 已知：(i)掺杂后的晶体中 (ii)的空缺率 下列说法错误的是 A．晶胞中的配位数为8 B．晶胞边长为 C．晶体的密度为 D．掺杂后的空缺率为10% 【答案】C 【解析】A．根据晶胞结构，可知的配位数为8，故A正确； B．设棱长为x，体对角线是与最近的核间距的4倍，即体对角线为4apm，x=，故B正确； C．根据均摊原则，晶胞中数为4，数为8，晶胞中与最近的核间距为apm，则晶胞边长为，晶体的密度为，故C错误 D．掺杂后的晶体中，化学式为Ce3Y2O9, 中阴阳离子比为2:1，掺杂后的晶胞中阴阳离子比为1.8:1，的空缺率为，故D正确； 选C。 6．以下为典型晶体的部分结构或晶胞，代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．晶体中，原子的配位数为6 B．晶体中含有的键数目为 C．1个Na晶胞中含有4个Na原子 D．一个Na晶胞中原子的空间利用率为74% 【答案】B 【解析】A．根据图示可知，晶体中原子的配位数为8，A错误； B．中1个硅形成4个硅氧键，则晶体中含有的键数目为，B正确；   C．据“均摊法”，晶胞中含个Na，C错误； D．Na晶胞为体心立方晶胞，体心立方晶胞的空间利用率为68%‌‌，D错误； 故选B。 7．碳化铍常作陶瓷材料添加剂、耐火材料，其晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为，C原子半径为，原子半径为；原子的空间利用率等于原子总体积与晶胞体积之比。 下列叙述正确的是 A．碳化铍的化学式为 B．碳化铍晶体中，与原子紧邻且等距离的原子有4个 C．原子分数坐标为 D．该晶胞中原子的空间利用率为 【答案】C 【解析】A．由晶胞结构可知，Be的个数为8，C的个数为8×+6×=4，故化学式为，故A错误； B．由晶胞结构可知，与原子紧邻且等距离的原子有8个，故B错误； C．由β点的坐标为，可得原子分数坐标为，故C正确； D．原子空间利用率 ，故D错误； 故选C。 8．超导材料在国防、科研、交通等领域有着广泛的应用。某种含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性，该晶体的立方晶胞结构如图所示，设a点原子的原子坐标为（0，0，0），晶胞边长为p nm。下列有关说法错误的是 A．晶胞分别沿x、y、z轴投影得到的图像完全相同 B．Mg原子位于由C原子组成的正方体的体心 C．该晶胞中N(Mg)∶N(Ni)∶N(C)=1∶1∶3 D．Ni原子与C原子间的最短距离为nm 【答案】C 【解析】 A．晶胞中1个C原子位于体心，6个Ni原子位于面心，8个Mg原子位于顶点，Ni原子半径大于碳原子半径，晶胞分别沿x、y、z轴投影得到的图像均为，三种情况完全相同，A正确； B．1个C原子位于体心，8个Mg原子位于顶点，每个C原子周围距离最近且相等的Mg原子是8个，每个Mg原子周围距离最近且相等的C原子是8个，8个C组成正方体，Mg原子位于由C原子组成的正方体的体心，B正确； C．晶胞中1个C原子位于体心，6个Ni原子位于面心，8个Mg原子位于顶点，C原子个数1；Ni原子个数，Mg原子个数，该晶胞中N(Mg)∶N(Ni)∶N(C)=1∶3∶1，C错误； D．Ni原子位于面心，C位于体心，Ni原子与C原子间的最短距离为棱长的一半，即，D正确； 故选C。 9. 化学式为的笼形包合物四方晶胞结构如下图所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数，。 回答下列问题： ① 已知晶胞中N原子均参与形成配位键，则与的配位数之比为___________。 A． B． C． D． ② 中 。 【答案】 ① C ② 2:1:1 【解析】① 晶胞中每个N原子均参与形成配位键，周围形成的配位键数目为4，周围形成的配位键数目为，则与的配位数之比为； ② 由晶胞示意图可知，一个晶胞中含有个数为，个数为，含有为，个数为，苯环个数为，则该晶胞的化学式为，则。 10． 单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： （1）在元素周期表中，位于第 周期 族。基态原子与基态离子未成对电子数之比为 。 （2）尿素分子与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 ①元素C、N、O中，第一电离能最大的是 ，电负性最大的是 。 ②尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为 。 ③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是 (填元素符号)。 （3）可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为)。 ①晶胞中原子的半径为 。 ②研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的原子为 个。 【答案】（1）四 VIII 4：5 （2）N O sp2 O （3） n 【解析】（1）Fe为26号元素，位于元素周期表中第四周期VIII族；基态Fe原子电子排布式为[Ar]3d64s2，未成对电子数为4，基态Fe3+电子排布式为[Ar]3d5，未成对电子数为5，故答案为：四；VIII；4：5。 （2）①同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N原子2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能：N>O>C；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，因此电负性：O>N>C，故答案为：N；O。 ②尿素分子中C原子形成3个σ键，无孤电子对，采取的轨道杂化方式为sp2杂化。 ③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，因此N原子不会参与形成配位键，说明C=O中O原子参与配位，所以与配位的原子是O。 （3）①为体心立方晶胞，晶胞边长为a pm，体对角线长度为，体心立方晶胞中Fe原子半径r与体对角线关系为4r=，因此原子的半径为。 ②m截面面积Sm=a2pm2，每个角原子被 4个相邻晶胞共享(二维共享)，如图所示：，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该晶面，所含原子数为，单位面积原子数为个pm-2，n截面面积为pm2，每个角原子被4个相邻晶胞共享，体心原子完全属于本截面，所含原子数为，单位面积原子数为个∙pm-2，因此催化活性较低的是n截面，该截面单位面积含有的原子为个∙pm-2。 建议时间：5分钟 1．（2024·江西·高考真题）NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A．Nb的配位数是6 B．Nb和O最短距离为anm C．晶体密度 D．M的分数坐标为 【答案】D 【解析】A．由图可知，NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个，Nb的配位数是4，故A错误； B．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为anm，Nb和O最短距离为anm，故B错误； C．根据均摊法计算可知，Nb的个数为6×=3，O的个数为12×=3，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为ρ=g/cm3，故C错误； D．P的分数坐标为（0，0，0），M位于正方体的面心，M的分数坐标为（，，），故D正确； 故选：D。 2．（2024·甘肃·高考真题）晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是 A．电负性： B．单质是金属晶体 C．晶体中存在范德华力 D．离子的配位数为3 【答案】D 【解析】A．电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg的电负性小于 Cl，A正确； B．金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg是金属晶体，B正确； C．由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确； D．由图乙中结构可知，每 个与周围有6个最近且距离相等，因此 ，的配位数为6，D错误； 综上所述，本题选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $