内容正文:
选择题突破(四) 晶体结构的分析应用
优化探究
大单元三 物质结构与性质
精研 高考真题
强化 关键能力
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精研 高考真题
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精研 高考真题
1.(2025·安徽卷)碘晶体为层状结构,层间作用为范德华力,层间距为d pm。如图给出了碘的单层结构,层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.碘晶体是混合型晶体
B.液态碘单质中也存在“卤键”
C.127 g碘晶体中有NA个“卤键”
D.碘晶体的密度为 g·cm-3
A
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解析:碘晶体中,分子间是“卤键”(强度与氢键相近),层与层间是范德华力,与石墨不同(石墨层内只存在共价键),所以碘晶体是分子晶体,A错误;由图可知,题目中的“卤键”类似分子间作用力,只不过强度与氢键接近,则液态碘单质中也存在类似的分子间作用力,即“卤键”,B正确;由图可知,每个I2分子能形成4个“卤键”,每个“卤键”被2个碘分子共用,所以每个碘分子能形成2个“卤键”,127 g碘晶体的物质的量是0.5 mol,“卤键”的个数是
0.5 mol×2×NA mol-1=NA,C正确;碘晶体为层状结构,所给区间内4个碘原子处于面上,则每个晶胞中碘原子的个数是8×=4,晶胞的体积是abd×10-30 cm3,密度是 g·cm-3,D正确。
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2.(2025·河北卷)SmCok(k>1)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。SmCok的六方晶胞示意图如图,晶胞参数a=500 pm、c=400 pm,M、N原子的分数坐标分别为(,,)、(,,)。设NA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SmCo5
B.体心原子的分数坐标为(,,)
C.晶体的密度为 g·cm-3
D.原子Q到体心的距离为100 pm
D
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解析:由晶胞图知,白球位于体心,其个数为1,灰球位于顶角、棱心、体内,其个数为4×+4×+8×+2=5,结合题意知,白球为Sm、灰球为Co,该物质的化学式为SmCo5,A正确;体心原子位于晶胞的中心,其分数坐标为(,,),B正确;每个晶胞中含有1个“SmCo5”,晶胞底面为菱形,晶胞体积为a2c,则晶体密度== g·cm-3,C正确;原子Q的分数坐标为(0,,1),由体心原子向上底面作垂线,垂足为上底面面心,
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连接该面心与原子Q、体心与原子Q可得直角三角形: ,
则原子Q到体心的距离= pm=50 pm,D错误。
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3.(2025·云南卷)(Li0.45La0.85)ScO3是优良的固态电解质材料,Ce4+取代部分La3+后产生空位,可提升Li+传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(O2-未画出)及其作为电解质的电池装置如图。下列说法错误的是( )
A.每个晶胞中O2-个数为12
B.该晶胞在yz平面的投影为
C.Ce4+取代后,该电解质的化学式为(Li0.45La0.85-yCey)ScO3
D.若只有Li+发生迁移,外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等
C
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解析:A.由晶胞结构可知,Sc3+分布在晶胞的8个棱心和4个面心,由均摊法算出其个数为8×+4×=4,由晶体的化学式(Li0.45La0.85)ScO3可知,O2-的个数是Sc3+的3倍,因此,每个晶胞中O2-个数为12,A正确;B.由晶胞结构可知,该晶胞在yz平面的投影就是其前视图 ,B正确;C.Ce4+取代La3+后,Li+数目减小并产生空位,因此,根据化合物中正、负化合价的代数和为0可知,取代后该电解质的化学式为(Li0.45-yLa0.85-yCey)ScO3,C错误;D.Li+与电子所带的电荷数目相同,只是电性不同,原电池中内电路和外电路通过的电量相等,因此,若只有Li+发生迁移,外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等,D正确。
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4.(2025·湖南卷)K+掺杂的铋酸钡具有超导性。K+替代部分Ba2+形成Ba0.6K0.4BiO3(摩尔质量为354.8 g·mol-1),其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为a nm,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.晶体中与铋离子最近且距离相等的O2-有6个
B.晶胞中含有的铋离子个数为8
C.第一电离能:Ba>O
D.晶体的密度为 g·cm-3
A
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解析:A.铋离子位于顶点,与其最近且距离相等的O2-位于棱心,有6个,分别位于上、下、前、后、左、右,A正确;B.晶胞中含有的铋离子个数为8×=1,B错误;C.Ba是碱土金属,金属性强于Ca,其易失电子,第一电离能小于O,C错误;D.晶胞中Ba2+或K+位于体心,个数总和为1,O2-位于棱心,个数为12×=3,所以晶胞的质量是g,晶胞体积是(a×10-7)3 cm3,则晶体的密度是 g·cm-3,D错误。
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强化 关键能力
强化 关键能力
1.(2025·四川第一次教学质量联合测评)某钙钛矿型太阳能电池吸光材料的晶胞如图所示,其中A为CH3N,可由CH3NH2分子制得,晶胞参数为
a nm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.1 mol CH3N中含有7NA σ键
B.与I-最近距离的I-数为8
C.该晶体属于混合型晶体
D.晶胞密度的计算式为×1021 g·cm-3
C
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解析:A.1个CH3N中含有7个σ键,则1 mol CH3N中含有7NA σ键,故A正确;B.I-位于晶胞面心,则与I-最近距离的I-数为8,故B正确;C.该晶体是由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体,属于离子晶体,故C错误;D.该晶胞中含有1个CH3N、3个I-、1个Pb2+,相对分子质量为620,则晶胞的密度为 g·cm-3=×1021 g·cm-3,故D正确。
2.(2025·湘豫名校联考三模)二氧化铈(CeO2)氧载体具有良好的储氧放氧能力,可用于甲烷化学链重整,其原理如图所示。下列相关说法错误的是( )
A.通入CH4后CeO2被氧化
B.CeO2中O的配位数为4
C.图示CeO2-x中n(Ce4+)∶n(Ce3+)=1∶1
D.若CeO2中Ce、O最短距离为a cm,则其密度为 g·cm-3
A
解析:A.CeO2中Ce的化合价为+4价,图示中CeO2-x只有一个氧空位,则晶胞的化学式为Ce4O7,Ce的平均价态为+3.5价,则通入CH4后CeO2被还原,A项错误;B.由题图可知,CeO2中O的配位数为4,B项正确;C.由A项分析可知,CeO2-x中Ce的平均价态为+3.5价,则n(Ce4+)∶n(Ce3+)=1∶1,C项正确;D.若CeO2中Ce、O最短距离为a cm,则CeO2晶胞的边长为a cm,根据均摊法可知,一个CeO2晶胞中含有Ce的数目为8×+6×=4个,含有O的数目为8个,则其密度为 g·cm-3= g·cm-3,D项正确。
3.(2025·安徽皖江名校联考模拟预测)钙钛矿型甲脒铅碘(FAPbI3)因具有高吸光系数和电荷迁移率等优点成为国际新能源领域的研究热点。甲脒铅碘的晶胞如图所示,晶胞参数为a pm。设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
A.图中①处原子的分数坐标为(1,1,)
B.Pb元素基态原子电子排布式为[Xe]6s26p2
C.I-之间最短距离为a pm
D.Pb2+位于I-构成的正八面体空隙中
B
解析:A.由题图可知,图中①处原子的分数坐标为(1,1,),故A正确;B.Pb与C同主族,价层电子排布式为6s26p2,但其为82号元素,基态原子电子排布式应该为[Xe]4f145d106s26p2,故B错误;C.I-之间最短距离为晶胞面对角线的一半,即a pm,故C正确;D.由晶胞结构示意图即可判断,Pb2+位于I-构成的正八面体空隙中,故D正确。
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