3.1 物质的聚集状态与晶体的常识 第2课时（分层作业）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2课时 晶胞的分析与计算 分层作业 1．下列有关晶体的说法错误的是 A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元 B．有光泽的晶体一定是金属晶体 C．可通过X射线衍射区分晶体、准晶体和非晶体 D．相同化学成分的固体可能是晶体，也可能是非晶体 2．下列关于晶体和晶胞的叙述中，正确的是 A．不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同 B．晶胞是晶体中最小的平行六面体 C．晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的儿何外形 D．由晶体X射线衍射图经过计算可以获得晶胞的形状、大小以及微粒在晶胞里的位置 3．下列有关晶胞的说法正确的是 A．由晶胞中的粒子数可直接确定该晶体的化学式 B．若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用 C．晶胞是晶体结构中最小的重复单元 D．晶胞中不可能存在多个粒子 4．晶体内微粒总是按周期性规律重复排列，反映其结构特点的基本重复单位为晶胞，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成。以下是某些晶体的局部结构，可作为晶胞的是 A． (都在顶点) B． (在顶点和面心) C． (在顶点和面心) D． (在顶点和体心) 5．所列图形表示的晶体结构中，符合晶胞特点的是 A． B． C． D． 6．现有四种晶体的晶胞，原子的排列方式如图所示，化学式为MN3的是 A． B． C． D． 7．现有四种晶体的晶胞，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式正确的是               A． B． C． D． 8．下列有关晶胞的叙述，正确的是 A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元 B．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C．晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞 D．A3型最密堆积由一个晶胞构成 9．根据下列晶体的晶胞结构，判断化学式正确的是 A．AB3 B．EF2 C．XY3Z D．A2B 10．金属晶体的常见晶胞结构有a、b、c分别代表的三种结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为 A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9 11．晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是 A．每个晶胞中含有8个K、6个O、1个1 B．的空间构型为四面体形 C．与K紧邻的O的个数为6个 D．在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置 12．如图所示为某离子化合物的晶胞结构示意图，X、Y、Z表示该晶胞中三种不同的微粒，该化合物的化学式可表示为 。 13．某种含B和N两种元素的功能陶瓷，其晶胞结构示意图如图所示。请计算每个晶胞中含有B原子的个数 ，并确定该功能陶瓷的化学式 。 14．回答下列问题： （1）晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。与K紧邻的O的个数为 。已知阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为 (列式表示)。 （2）若晶胞中处于左下角顶角的K原子的坐标参数为，位于下底面面心位置的O原子的坐标参数为，在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，设左下角顶角的I原子的坐标参数为，则K原子的坐标参数为 。 15．镁单质及其化合物用途广泛，某镁硼化合物的晶体结构单元如图所示。B原子占据独立一层且具有类似石墨的结构。正六棱柱底边边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．该镁硼化合物的化学式为 B．如图所示晶体结构单元是该镁硼化合物的晶胞 C．每个B原子周围最近且等距的B原子数为2 D．B原子的价层电子轨道表示式为 16．已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单元密置堆积而成，下列关于该化合物的叙述错误的是 A．1 mol该化合物中含有2 mol Y B．1 mol该化合物中含有3 mol Cu C．1 mol该化合物中含有2 mol Ba D．该化合物的化学式是YBa2Cu3O6 17．Cs＋核间距为acm，氯化铯的相对分子质量为Mr，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度是 A．g·cm-3 B．g·cm-3 C．g·cm-3 D．g·cm-3 18．Cu、Ni、Sb组成的金属互化物是重要的合金超导体，其晶胞结构如下图所示，若该晶胞的空间几何构型为正方体，其晶胞密度为，下列说法正确的是 A．该晶胞中含有8个Cu原子、4个Ni原子、2个Sb原子 B．Cu和Ni都位于周期表中ds区 C．基态Cu、Ni、Sb原子中未成对电子数目：Cu>Ni>Sb D．相邻Cu和Ni的最短距离(L)为 19．钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 A．元素钛在元素周期表中的位置为第四周期V B族 B．Co2+的基态核外电子排布式为1s2 2s2 2p63s2 3p63d54s2 C．与Co2+距离最近的Ti4+有4个 D．该化合物的化学式为CoTiO3 20．某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是 A．该晶胞的体积为a3× 10-36 cm3 B．晶胞中K和Sb原子数之比为1∶3. C．Sb 最邻近的Sb原子数为12 D．K和Sb之间的最短距离为0.5a pm 21．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是 A． B． C．2：9：4 D． 22．我国用、等原料制备晶体，在世界上首次实现在177.3m深紫外激光倍频输出，其晶胞如图所示。下列说法错误的是 A．构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为 B．中的阴离子的中心原子杂化方式为 C．根据元素周期表中元素所处的位置可推测与性质相似 D．1mol该晶胞含3mol 23．已知铜的晶胞结构如图(a)所示。若铜原子的半径为1.29×10−10m，试求： （1）每个晶胞中含有铜原子的个数为多少 ？ （2）铜晶体中晶胞的边长[即图(b)中AB的长度]为多少 ？ 24．碳化钨是耐高温耐磨材料。下图为碳化钨晶体的部分结构，碳原子嵌入金属的晶格间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成填隙化合物。 （1）在该结构中，每个钨原子周围距离钨原子最近且等距离的碳原子有 个。 （2）假设该部分晶体的体积为，碳化钨的摩尔质量为，密度为，则阿伏加德罗常数用上述数据表示为 。 25．金属和非金属分界线附近的元素(如、、)，可用于制造半导体材料，是科学研究的热点。试回答下列问题： （1）锗()是一种重要的半导体材料，写出基态原子的价层电子排布式，说明价电子在其最高能级上的分布遵循的原则。 （2）是一种非晶态半导体，也称玻璃半导体。区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是 ？ （3）等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，如图所示。每个原子周围有 个距离最近的原子？每个晶胞中有 个原子？ 26．碳化硅和立方氮化硼的结构与金刚石类似，碳化硅硬度仅次于金刚石，立方氮化硼硬度与金刚石相当，其晶胞结构如图所示。 请回答下列问题 （1）碳化硅晶体中，硅原子杂化类型为 ，每个硅原子周围与其距离最近的碳原子有 个，设晶胞边长acm，密度为bg·cm-3，则阿伏加德罗常数可表示为 (用含a、b的式子表示)。 （2）立方氮化硼晶胞中有 个硼原子， 个氮原子，硼原子的杂化类型为 ，若晶胞的边长为acm，则立方氮化硼的密度表达式为 g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。 27．铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题： （1）基态铁原子核外最后一个电子填充在 (填能级符号)上，含有 个未成对电子。 （2）铁氰化钾是检验的重要试剂。 ①铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为 。 ②铁氰化钾中，不存在 (填字母)。 A．离子键    B．键    C．键    D．氢键    E．金属键 （3）合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成的合金的晶胞结构图。在这种结构中，同一层的Ca与Cu距离为294pm。 ①合金中 。 ②同一层中，Ca原子之间的最短距离是 pm；设为阿伏加德罗常数的值，若要求算晶体的密度，还需要知道的物理量是 (钙、铜元素的相对原子质量为已知量)。 28．F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易与水反应。其中6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是 黑球表示氙原子白球表示氟原子 A．XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构 B．某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示，可推知其化学式为XeF6 C．XeF4按已知方式水解，每生成2molXe转移8mol电子 D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，将重新生成Xe和F2 29．硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子分层排布，彼此分层间隔。硼原子(黑球，半径为a)和镁原子(白球，半径为b)在平面上的投影如图1，下列说法错误的是 A．硼原子的价电子构型为 B．硼化镁晶体的晶胞结构可用图2表示 C．该晶体的化学式为 D．晶胞边长为 30．锌、铁及其化合物在日常生活中应用广泛。 （1）硒化锌的晶胞结构如图所示，硒化锌的化学式为 ，若晶胞的边长为，则硒化锌晶体的密度为 (不需要化简，，设为阿伏加德罗常数的值)。 （2）铁的晶胞结构如图所示，若该晶体的密度是，则两个最近的Fe原子间的距离为 cm(设为阿伏加德罗常数的值)。 31．和属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示： 这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 (用n代表P原子数)。 32．现在人们已经有多种方法来测定阿伏加德罗常数，X射线衍射法就是其中的一种。通过对金晶体的X射线衍射图像的分析，可以得出金晶体的晶胞如表、若金原子的半径为，金的密度为，金的摩尔质量为，试通过这些数据计算阿伏加德罗常数的数值 常见金属 Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt Li、Na、K、Ba、W、Fe Mg、Zn、Ti 结构示意图 33．实验室以菱锰矿(含及少量、的氧化物等)为原料制备高纯的流程如下图所示。 已知：室温下；。回答下列问题： （1）Mn元素在元素周期表中位于第 周期 族。 （2）该流程中可循环使用的物质是 。(填化学式) （3）“沉铁”过程中会产生少量沉淀。在工业上可用于去除溶液中，反应为，其平衡常数 。 （4）写出由溶液制取的化学方程式 。 （5）Mn的某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为 。 当该晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)，O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获得半导体性质的是 (填字母)。 a．        b．        c．        d． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 9 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 第2课时 晶胞的分析与计算 分层作业 1．下列有关晶体的说法错误的是 A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元 B．有光泽的晶体一定是金属晶体 C．可通过X射线衍射区分晶体、准晶体和非晶体 D．相同化学成分的固体可能是晶体，也可能是非晶体 【答案】B 【解析】A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元，故A正确； B．有金属光泽的晶体不一定是金属晶体，如晶体硅，故B错误； C．准晶体是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过X-射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体，故C正确； D．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同形式出现，例如天然水晶是晶体，而熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)就是非晶体，故D正确； 故选B。 2．下列关于晶体和晶胞的叙述中，正确的是 A．不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同 B．晶胞是晶体中最小的平行六面体 C．晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的儿何外形 D．由晶体X射线衍射图经过计算可以获得晶胞的形状、大小以及微粒在晶胞里的位置 【答案】D 【解析】A．不同晶体的构成微粒不同，微粒的半径不同，所以晶胞的大小不同，晶胞的形状可能相同，也可能不同，A错误； B．晶胞是从晶体上取出的一个具有代表性的基本单元，不一定是平行六面体，B错误； C．晶体与非晶体的根本区别在于晶体有自范性，非晶体也可以有规则几何外形，如玻璃，C错误； D．X射线衍射图经过计算可以获得晶胞的形状、大小，分子或原子在微观空间有序列排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目、位置等，D正确； 故选D。 3．下列有关晶胞的说法正确的是 A．由晶胞中的粒子数可直接确定该晶体的化学式 B．若晶胞为平行六面体，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用 C．晶胞是晶体结构中最小的重复单元 D．晶胞中不可能存在多个粒子 【答案】C 【解析】A．晶胞中的粒子数不一定为晶体的化学式，如金属铜的晶胞中，铜原子个数为4，A错误； B．平行六面体晶胞，侧棱上的粒子为4个晶胞共用，B错误； C．晶胞是晶体结构中最小的重复单元，C正确； D．晶胞内可能存在多个粒子，如NaCl晶胞，D错误； 故选C。 4．晶体内微粒总是按周期性规律重复排列，反映其结构特点的基本重复单位为晶胞，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成。以下是某些晶体的局部结构，可作为晶胞的是 A． (都在顶点) B． (在顶点和面心) C． (在顶点和面心) D． (在顶点和体心) 【答案】B 【解析】按照题意，晶体可视为晶胞经平移无隙并置而成，是指相邻晶胞之间没有任何间隙，所有晶胞平行排列，取向相同。由此可知，平移后，重合位置的原子相同。 A．不管是左右或上下平移时，大圆表示的原子和小圆表示的原子位置重合，但不是同一种原子，因此该结构不能作为晶胞，A错误； B．不管是上下平移还是左右平移，各原子都可以与相同的原子重叠，可平移无隙并置得到晶体，因此该结构可以作为晶胞，B正确； C．上下平移时，位于面心的两个不同的原子位置会重合，因此该结构不能作为晶胞，C错误； D．该结构平移时会存在空隙，因此不能作为晶胞，D错误； 答案选B。 5．所列图形表示的晶体结构中，符合晶胞特点的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】晶胞特点是周期性有序无隙并置排列，具有对称性，根据图中信息B、C、D都不满足，只有A满足条件，故A符合题意。 综上所述，答案为A。 6．现有四种晶体的晶胞，原子的排列方式如图所示，化学式为MN3的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．晶胞中M原子数目为、N原子数目为1，化学式为MN，A错误； B．晶胞中M原子数目为、N原子数目为，化学式为MN3，B正确； C．晶胞中M原子数目为、N原子数目为，化学式为MN，C错误； D．晶胞中M原子数目为、N原子数目为，化学式为MN，D错误； 故选B。 7．现有四种晶体的晶胞，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式正确的是               A． B． C． D． 【答案】C 【分析】内部1个算一个，六面体棱上每个算个，六面体顶点一个算个，面上一个算个，六棱柱顶点1个算个，棱上1个算个。 【解析】A．原子个数，A=1，B=，故应为AB，A错误； B．原子个数，E=，F=，故应为EF，B错误； C．原子个数，X=1，Y=，Z=故应为XY3Z，C正确； D．原子个数，A=，B=6，故应为AB2，D错误； 故选C。 8．下列有关晶胞的叙述，正确的是 A．晶胞是晶体中最小的结构重复单元 B．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 C．晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞 D．A3型最密堆积由一个晶胞构成 【答案】A 【解析】A．晶胞是晶体结构中最小的重复单元，通过平移晶胞可在三维空间内延展形成整个晶体，A正确； B．不同晶体的晶胞形状和大小可能不同，如简单立方、体心立方、面心立方等，B错误； C．晶胞边、顶点、面上的粒子可能被相邻晶胞共享，C错误； D．A3型（六方最密堆积）最密堆积由3个晶胞构成，D错误； 故选A。 9．根据下列晶体的晶胞结构，判断化学式正确的是 A．AB3 B．EF2 C．XY3Z D．A2B 【答案】C 【解析】A．一个晶胞中：A原子在体内，故个数为1，B原子在八个顶点上，故个数为，故化学式为AB，A错误； B．一个晶胞中：E原子在顶点，故个数为，F原子在顶点上，故个数为，故化学式为EF，B错误； C．一个晶胞中：X原子在体内，故个数为1，Y原子在六个面心上，故个数为：，Z原子在八个顶点上，故个数为，故化学式为XY3Z，C正确； D．一个晶胞中：A原子在八个顶点和六个面心，故个数为，B原子在12条棱上和体内，故个数为，故化学式为AB，D错误； 故选C。 10．金属晶体的常见晶胞结构有a、b、c分别代表的三种结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为 A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9 【答案】A 【解析】图a中所含原子的个数为12×＋2×＋3=6，图b中所含原子的个数为8×＋6×=4，图c中所含原子的个数为8×＋1=2，则原子个数比为6：4：2=3：2：1； 答案选A。 11．晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是 A．每个晶胞中含有8个K、6个O、1个1 B．的空间构型为四面体形 C．与K紧邻的O的个数为6个 D．在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于体心位置 【答案】D 【解析】A．K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，I位于晶胞的体内，故每个晶胞中含有1个K、3个O、1个I，A错误； B．中I的价层电子对数为，I采取杂化，则的空间构型为三角锥形，B错误； C．O位于面心，K位于顶点，与K紧邻的O的个数为12个，C错误； D．在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为，O位于棱心位置，每个棱为4个晶胞共有O个数为，K的个数为1，应位于体心位置，D正确； 故选D。 12．如图所示为某离子化合物的晶胞结构示意图，X、Y、Z表示该晶胞中三种不同的微粒，该化合物的化学式可表示为 。 【答案】XY3Z 【解析】晶胞中X位于顶点，一个晶胞中数目为；晶胞中Y位于棱上，一个晶胞中数目为；Z位于晶胞内部，一个晶胞中数目为1；则化学式为XY3Z。 13．某种含B和N两种元素的功能陶瓷，其晶胞结构示意图如图所示。请计算每个晶胞中含有B原子的个数 ，并确定该功能陶瓷的化学式 。 【答案】 2 BN 【解析】B原子位于顶点和内部，顶点贡献，所以B原子的个数为8×+1=2，N原子位于棱心和内部，棱心贡献，所以N原子的个数为4×+1=2，B和N原子的个数比为1∶1，所以化学式为BN。 14．回答下列问题： （1）晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。与K紧邻的O的个数为 。已知阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为 (列式表示)。 （2）若晶胞中处于左下角顶角的K原子的坐标参数为，位于下底面面心位置的O原子的坐标参数为，在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，设左下角顶角的I原子的坐标参数为，则K原子的坐标参数为 。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）K、O构成面心立方结构，K的配位数为12；该晶胞中K位于顶点，个数为，I位于体心，个数为1，O位于面心，个数为，则晶胞质量为；密度为。 （2）根据的化学式及晶胞结构可知的另一晶胞结构中I处于顶角，O处于棱心，K处于体心，则K原子的坐标参数为。 15．镁单质及其化合物用途广泛，某镁硼化合物的晶体结构单元如图所示。B原子占据独立一层且具有类似石墨的结构。正六棱柱底边边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．该镁硼化合物的化学式为 B．如图所示晶体结构单元是该镁硼化合物的晶胞 C．每个B原子周围最近且等距的B原子数为2 D．B原子的价层电子轨道表示式为 【答案】A 【解析】A．根据均摊法，该晶体结构单元中含有个Mg原子，含有6个B原子，故化学式为MgBr2，A正确； B．晶胞是晶体结构的基本单元，常规的晶胞都是平行六面体，镁硼化合物的晶胞如图，B错误； C．B原子占据独立一层且具有类似石墨的结构，所以B原子周围最近且等距的B原子数为3，C错误； D．B原子的价层电子轨道表示式为，虽然2p能级只填充了一个电子，有两个空轨道，但书写时空轨道不可省略，D错误； 故选：A。 16．已知某化合物的晶体是由如图所示的最小结构单元密置堆积而成，下列关于该化合物的叙述错误的是 A．1 mol该化合物中含有2 mol Y B．1 mol该化合物中含有3 mol Cu C．1 mol该化合物中含有2 mol Ba D．该化合物的化学式是YBa2Cu3O6 【答案】AD 【分析】由图可知，白球代表的Y原子位于长方体的八个顶点上，大黑球代表的Ba原子位于长方体的四条棱上，灰球代表的Cu原子位于长方体的内部，小黑球代表的O原子有的位于长方体的内部、有的位于长方体的面上，运用均摊法可计算出Y原子个数为8×=1，Ba原子个数为8×=2，Cu原子个数为3，O原子个数为10×＋2=7，故该化合物的化学式为YBa2Cu3O7。 【解析】A．1 mol该化合物中含有Y原子个数为8mol×=1 mol Y，故A错误； B．每个晶胞Cu原子个数为3，1 mol该化合物中含有3 mol Cu，故B正确； C．1 mol该化合物中含有Ba原子个数为8mol×=2 mol Ba，故C正确； D．该化合物的化学式是YBa2Cu3O7，故D错误； 故选AD。 17．Cs＋核间距为acm，氯化铯的相对分子质量为Mr，NA为阿伏加德罗常数的值，则氯化铯晶体的密度是 A．g·cm-3 B．g·cm-3 C．g·cm-3 D．g·cm-3 【答案】C 【解析】该晶胞中，Cl-个数为1，Cs+个数为，相邻的两个Cs+的核间距离为acm，即棱长为acm，晶胞体积为a3cm3，晶胞密度为； 故答案为：C。 18．Cu、Ni、Sb组成的金属互化物是重要的合金超导体，其晶胞结构如下图所示，若该晶胞的空间几何构型为正方体，其晶胞密度为，下列说法正确的是 A．该晶胞中含有8个Cu原子、4个Ni原子、2个Sb原子 B．Cu和Ni都位于周期表中ds区 C．基态Cu、Ni、Sb原子中未成对电子数目：Cu>Ni>Sb D．相邻Cu和Ni的最短距离(L)为 【答案】D 【解析】A．根据均摊原则，该晶胞含有1个Cu、1个Ni、2个Sb，故A错误； B．Cu位于周期表中ds区，Ni位于周期表中d区，故B错误； C．基态Cu、Ni、Sb原子中未成对电子数目分别是1、2、3，Sb>Ni>Cu，故C错误； D．该晶胞含有1个Cu、1个Ni、2个Sb，设晶胞边长为a pm，该晶胞，，Cu和Ni的最短距离为晶胞边长的一半，Cu和Ni的最短距离，故D正确； 选D。 19．钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 A．元素钛在元素周期表中的位置为第四周期V B族 B．Co2+的基态核外电子排布式为1s2 2s2 2p63s2 3p63d54s2 C．与Co2+距离最近的Ti4+有4个 D．该化合物的化学式为CoTiO3 【答案】D 【解析】A．元素钛在元素周期表中的位置为第四周期 IV B族，A错误； B．Co原子失去最外层的两个电子形成Co2+，故Co2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，B错误； C．由图可知，与Co2+距离最近的Ti4+有8个，C错误； D．该晶胞中，Co2+的个数为1，Ti4+的个数为8×=1，O2-的个数为6×=3，则该化合物的化学式为CoTiO3，D正确； 故选D。 20．某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是 A．该晶胞的体积为a3× 10-36 cm3 B．晶胞中K和Sb原子数之比为1∶3. C．Sb 最邻近的Sb原子数为12 D．K和Sb之间的最短距离为0.5a pm 【答案】C 【解析】A．晶胞参数为apm，该晶胞的体积为a3× 10-30cm3，故A错误； B．根据均摊原则，晶胞中K数为、Sb数为，晶胞中K和Sb原子数之比为3∶1，故B错误； C．根据图示，Sb 最邻近的Sb原子数为12，故C正确； D．根据图b，K和Sb之间的最短距离为b体对角线的一半，b的体对角线为，K和Sb之间的最短距离为，故D错误； 选C。 21．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是 A． B． C．2：9：4 D． 【答案】B 【解析】A为顶点、B为面上棱和侧边上棱、C为晶胞内，根据均摊法，一个晶胞中粒子A的个数为6，粒子B的个数为，粒子C的个数为1，所以A、B、C三种粒子数之比为:2:1=1:4:2，故选B。 22．我国用、等原料制备晶体，在世界上首次实现在177.3m深紫外激光倍频输出，其晶胞如图所示。下列说法错误的是 A．构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为 B．中的阴离子的中心原子杂化方式为 C．根据元素周期表中元素所处的位置可推测与性质相似 D．1mol该晶胞含3mol 【答案】B 【解析】A．元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序为，故A正确； B．中的阴离子为，中心原子为B，根据价层电子对互斥模型，中心原子价层电子对数，杂化方式为，故B错误； C．根据对角线规则，处于元素周期表中对角线位置的某些主族元素，性质具有相似性，故C正确； D．该晶晶胞中实际拥有的K的数目，因此1mol该晶胞中的物质的量为3mol，故D正确； 故答案为B。 23．已知铜的晶胞结构如图(a)所示。若铜原子的半径为1.29×10−10m，试求： （1）每个晶胞中含有铜原子的个数为多少 ？ （2）铜晶体中晶胞的边长[即图(b)中AB的长度]为多少 ？ 【答案】（1）4 （2）3.65×10−10m 【解析】（1）晶胞中有8个铜原子位于顶点、6个铜原子位于面心，根据均摊法，晶胞中Cu原子的个数为8×+6×=4； （2）据图可知对角线上的铜原子相切，设AB的长度为a，则a=4r(Cu)，所以a=r(Cu)=×1.29×10−10m≈3.65×10−10m。 24．碳化钨是耐高温耐磨材料。下图为碳化钨晶体的部分结构，碳原子嵌入金属的晶格间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成填隙化合物。 （1）在该结构中，每个钨原子周围距离钨原子最近且等距离的碳原子有 个。 （2）假设该部分晶体的体积为，碳化钨的摩尔质量为，密度为，则阿伏加德罗常数用上述数据表示为 。 【答案】（1）6 （2） 【解析】（1）每个钨原子周围距离钨原子最近且等距离的碳原子有6个； （2）结构中钨原子数目是，碳原子个数为6；化学式为WC，晶胞质量为，根据密度的定义可知，。 25．金属和非金属分界线附近的元素(如、、)，可用于制造半导体材料，是科学研究的热点。试回答下列问题： （1）锗()是一种重要的半导体材料，写出基态原子的价层电子排布式，说明价电子在其最高能级上的分布遵循的原则。 （2）是一种非晶态半导体，也称玻璃半导体。区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是 ？ （3）等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，如图所示。每个原子周围有 个距离最近的原子？每个晶胞中有 个原子？ 【答案】（1）4s24p2，洪特规则 （2）X射线衍射法 （3）4 4 【分析】能量最低原理：原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子； 【解析】（1）为32号元素位于第四周期第ⅣA族，基态原子的价层电子排布式为4s24p2，其价电子在其最高能级为4p能级，电子分布遵循的原则为洪特规则； （2）晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法； （3）由图可知，以底面面心As原子为例，上层晶胞中存在2个Ga、在下层晶胞中也存在2个Ga，故每个原子周围有4个距离最近的原子；Ga位于晶胞内部，每个晶胞中有4个原子. 26．碳化硅和立方氮化硼的结构与金刚石类似，碳化硅硬度仅次于金刚石，立方氮化硼硬度与金刚石相当，其晶胞结构如图所示。 请回答下列问题 （1）碳化硅晶体中，硅原子杂化类型为 ，每个硅原子周围与其距离最近的碳原子有 个，设晶胞边长acm，密度为bg·cm-3，则阿伏加德罗常数可表示为 (用含a、b的式子表示)。 （2）立方氮化硼晶胞中有 个硼原子， 个氮原子，硼原子的杂化类型为 ，若晶胞的边长为acm，则立方氮化硼的密度表达式为 g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】（1）sp3杂化 4 （2）4 4 sp3杂化 【解析】（1）SiC晶体中，每个硅原子与4个碳原子形成4个σ键，故硅原子采取sp3杂化；由晶胞图可知，每个硅原子周围与其距离最近的碳原子有4个；SiC晶胞中，硅原子位于晶胞内部，个数为4，碳原子个数为6+8=4，晶胞质量为=，体积为a3cm3，晶胞密度bg·cm-3=，故NA=。 （2）由立方氮化硼的晶胞图可知，硼原子位于晶胞内部，个数为4，氮原子个数为6+8=4，每个硼原子与4个氮原子形成4个σ键，故硼原子采取sp3杂化，晶胞质量为=，体积为a3cm3，晶胞密度为=。 27．铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题： （1）基态铁原子核外最后一个电子填充在 (填能级符号)上，含有 个未成对电子。 （2）铁氰化钾是检验的重要试剂。 ①铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为 。 ②铁氰化钾中，不存在 (填字母)。 A．离子键    B．键    C．键    D．氢键    E．金属键 （3）合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是由(a)和(b)两种原子层交替堆积成的合金的晶胞结构图。在这种结构中，同一层的Ca与Cu距离为294pm。 ①合金中 。 ②同一层中，Ca原子之间的最短距离是 pm；设为阿伏加德罗常数的值，若要求算晶体的密度，还需要知道的物理量是 (钙、铜元素的相对原子质量为已知量)。 【答案】（1）3d 4 （2） DE （3）5 上、下两层Ca与Ca之间的最短距离或上、下两层Ca与Cu之间的最短距离 【解析】（1）基态铁原子核外电子排布式为，3d能级的能量高于4s能级，则电子先填充4s能级，后填充3d能级，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上有4个未成对电子； （2）①铁氰化钾中，所涉及的元素有Fe、K、C、N，同周期的C和N，第一电离能，同周期的K、Fe，第一电离能，所以所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为； ②铁氰化钾属于配合物，由、和构成，是离子化合物，存在离子键，含有，中存在键，1个键由I个键和2个键组成，配合物中不存在氢键和金属键； （3）①该晶胞中Ca原子个数=、Cu原子个数，则该晶胞中Ca原子与Cu原子个数比为，。 ②同一层中，六边形中心的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长(同一层相邻Ca与Cu距离)；计算晶胞的密度要先计算晶胞的体积，已知晶胞层内六边形边长(Ca原子之间距离)，还需要知道晶胞层与层之间的距离，即上、下两层Ca与Ca之间的最短距离或上、下两层Ca与Cu之间的最短距离。 28．F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易与水反应。其中6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是 黑球表示氙原子白球表示氟原子 A．XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构 B．某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示，可推知其化学式为XeF6 C．XeF4按已知方式水解，每生成2molXe转移8mol电子 D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，将重新生成Xe和F2 【答案】C 【解析】A．Xe原子已经达到8电子稳定，故XeF2各原子不可能具有8电子稳定结构，A不正确； B．根据平行六面体规律：Xe为8×＋1=2，F为8×＋2=4，故该晶体的化学式为XeF2，B不正确； C．由于F的非金属性最强，在XeF4中Xe的化合价为＋4价，生成2molXe转移电子数为8mol，C正确； D．F2有强的氧化性，能够与水反应，故XeF2与水反应不可能生成F2，D不正确； 故选C。 29．硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子分层排布，彼此分层间隔。硼原子(黑球，半径为a)和镁原子(白球，半径为b)在平面上的投影如图1，下列说法错误的是 A．硼原子的价电子构型为 B．硼化镁晶体的晶胞结构可用图2表示 C．该晶体的化学式为 D．晶胞边长为 【答案】BC 【解析】A．硼原子的原子序数为5，其价电子排布式为2s22p1，A正确； B．图2中Mg原子位于晶胞的顶点，原子个数为8×=1，B原子位于晶胞的内部，原子个数为2个，其化学式为MgB2，与图1相符，故图2为晶胞结构，B错误； C．根据图1可知，1个B原子被3个Mg原子共用，即属于1个Mg原子的B原子为，同理，1个Mg原子被6个B原子共用，即用于一个B原子的Mg原子为，所以晶胞中原子个数比Mg:B=:=1:2，化学式为MgB2，C错误； D．由图2可知，边长为2个白球圆心的距离，图1中3个连续最近的白球的中心组成一个等边三角形，如图，在等边三角形中作辅助线，如图（a、b、c为白球的球心，d为黑球的球心），ac即为晶胞边长，设晶胞边长为x，ae长度为x，ad长度为（a+b），则cos30°==，解得x=(a+b)，D正确； 故选BC。 30．锌、铁及其化合物在日常生活中应用广泛。 （1）硒化锌的晶胞结构如图所示，硒化锌的化学式为 ，若晶胞的边长为，则硒化锌晶体的密度为 (不需要化简，，设为阿伏加德罗常数的值)。 （2）铁的晶胞结构如图所示，若该晶体的密度是，则两个最近的Fe原子间的距离为 cm(设为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）观察硒化锌的晶胞结构可知，每个锌离子与四个硒离子成键，1个晶胞中硒离子数为，锌离子数为4，则硒化锌的化学式为；一个晶胞中含有4个“”，其质量为，体积为，密度为； （2）若该晶体的密度是，设晶胞的边长为，则两个最近的Fe原子间的距离为，根据均摊法可知一个晶胞中含有的铁原子数为，则，解得，故两个最近的Fe原子间的距离为。 31．和属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示： 这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 (用n代表P原子数)。 【答案】 【解析】磷酸根离子为，焦磷酸根离子为，三磷酸根离子为。结合图示可知，每增加1个原子，原子数增加3，离子所带负电荷数增加1，故可推出离子通式为。 32．现在人们已经有多种方法来测定阿伏加德罗常数，X射线衍射法就是其中的一种。通过对金晶体的X射线衍射图像的分析，可以得出金晶体的晶胞如表、若金原子的半径为，金的密度为，金的摩尔质量为，试通过这些数据计算阿伏加德罗常数的数值 常见金属 Ca、Al、Cu、Ag、Au、Pd、Pt Li、Na、K、Ba、W、Fe Mg、Zn、Ti 结构示意图 【答案】 【解析】由图可知，金晶体为面心立方结构，一个晶胞中原子数目为，故晶胞质量为；设晶胞边长为a，则，，则晶胞体积为，所以密度为g/cm3，。 33．实验室以菱锰矿(含及少量、的氧化物等)为原料制备高纯的流程如下图所示。 已知：室温下；。回答下列问题： （1）Mn元素在元素周期表中位于第 周期 族。 （2）该流程中可循环使用的物质是 。(填化学式) （3）“沉铁”过程中会产生少量沉淀。在工业上可用于去除溶液中，反应为，其平衡常数 。 （4）写出由溶液制取的化学方程式 。 （5）Mn的某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为 。 当该晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)，O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获得半导体性质的是 (填字母)。 a．        b．        c．        d． 【答案】（1）四(或4) ⅦB （2） （3）10 （4） （5）MnO2 降低 a 【分析】向菱锰矿(含MnCO3及少量Fe、Si的氧化物等)中加入硫酸铵焙烧，碳酸锰与硫酸铵反应生成硫酸锰、氨气、水和二氧化碳，铁的氧化物、硅的氧化物不与硫酸铵反应，加硫酸溶解，硫酸锰溶解，铁的氧化物转化为Fe3+，硅的氧化物不溶于硫酸，过滤除去，向滤液中加入氨水调节pH除去铁，过滤得到硫酸锰溶液，加入氨水-碳酸氢铵混合溶液充分反应后制取碳酸锰，同时获得硫酸铵，据此解答； 【解析】（1）Mn元素的原子序数为25，位于第四周期ⅦB族； （2）根据上述分析，该流程中可循环使用的物质是NH3、(NH4)2SO4； （3）该反应的平衡常数K===10； （4）硫酸锰与碳酸氢铵反应生成碳酸锰沉淀、二氧化碳、硫酸铵和水，其反应方程式为MnSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+MnCO3↓+H2O+CO2↑； （5）根据晶胞以及投影图可知，Mn元素位于顶点和体心，个数为=2，氧元素位于晶胞内部和面上，个数为=4，则该氧化物的化学式为MnO2，Mn元素为金属元素，氧元素为非金属元素，该晶体有O原子脱出，出现O空位，氧原子个数减少，根据化合价代数和为0，则正价降低，即Mn的化合价降低；CaO中Ca的化合价为+2价，V2O5中V的化合价为+5价，Fe2O3中Fe的化合价为+3，CuO中Cu的化合价为+2，其中CaO中Ca的化合价下降只能为0，其余可下降得到比0大的价态，说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质，选项a符合题意。 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