内容正文:
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一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2025·安徽滁州高三一模)通常情况下,氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构如图所示(其中图甲、图乙和图丙分别表示相应晶体的晶胞结构),下列关于这些晶体结构和性质的叙述正确的是( )
A.NA个NaCl晶胞的质量是234 g
B.氯化钠、氯化铯和干冰的晶胞结构都是
立方体,因此它们具有相似的物理性质
C.干冰晶体中每个二氧化碳分子周围等距
且紧邻的二氧化碳分子数是6个
D.60 g二氧化硅晶体中,含有2NA个Si—O共价键
A
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解析:A.由均摊法,氯化钠晶胞中有4个钠离子、4个氯离子,故NA个NaCl晶胞中有4 mol NaCl,质量为4 mol×58.5 g/mol=234 g,A正确;B.氯化钠、氯化铯和干冰的晶胞结构都是立方体,但它们不是同一类型的晶体,氯化钠和氯化铯是离子晶体,干冰是分子晶体,所以物理性质不相似,B错误;C.根据晶胞“无隙并置”的特点,干冰晶体中每个二氧化碳分子周围等距且紧邻的二氧化碳分子数是12个,C错误;D.60 g二氧化硅晶体的物质的量为1 mol,每个硅以单键和四个氧形成共价键,故含有4NA个Si—O共价键,D错误。
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2.(2025·山东潍坊模拟)某金属合金的晶胞如图所示,含有六个变形四面体空隙和三个变形八面体空隙,每个空隙可以容纳一个氢原子,已知晶胞体积为9.0×10-23 cm3,设NA=6.0×1023 mol-1,下列说法错误的是( )
A.该合金的化学式为XY5
B.0.1 mol该合金最多可以储存相当于标准状况下20.16 L H2
C.该合金四面体空隙储氢后的氢元素密度约为0.11 g·cm-3
D.距离X最近且等距的Y围成正六边形
B
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解析:A.晶胞中8个X在顶点位置,上下两个面的面心各有2个Y,四个竖立面的面心各有1个Y,体心有一个Y,所以,X的个数为8×=1,Y的个数为8×+1=5,故该合金的化学式为XY5,A项正确;B.一个晶胞最多可以储存9个氢原子,即4.5个氢分子,0.1 mol该合金最多可以储存0.45 mol氢气,标准状况下应为10.08 L,B项错误;C.晶胞中四面体空隙吸附6个氢原子后,其质量为,晶胞体积为9.0×10-23 cm3,则该合金四面体空隙储氢后的氢元素密度约为0.11 g·cm-3,C项正确;D.由俯视图可知,距离顶点的X最近的Y位于两个正三角形中心,以位于钝角顶点的X为例,该晶胞中有2个
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Y距离X最近,相邻的两个晶胞中还各有2个Y,共计6个Y,围成正六边形,若以锐角顶点X为例,其共用顶点的6个正三角形中心各有1个Y,围成正六边
形,如图所示: ,D项正确。
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3.(2025·河南名校学术联盟模拟冲刺)Na2Se常用于制作光电器和光电探测器,其立方晶胞如图所示,晶胞参数为a nm,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.基态Se原子简化电子排布式为[Ar]4s24p4
B.Na+的配位数为4
C.2个Se2-最近距离为a nm
D.Na2Se晶体密度ρ= g·cm-3
B
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解析:A.Se为34号元素,根据核外电子排布规律,其基态原子简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4,A错误;B.由晶胞结构可知,每个Na+周围紧邻且等距离的Se2-有4个,每个Se2-周围紧邻且等距离的Na+有8个,配位数是指一个离子周围紧邻的异性离子的数目,所以Na+的配位数为4,B正确;C.由晶胞结构可知,Se2-位于晶胞的顶点和面心,顶点和面心的Se2-距离最近。根据立体几何知识,面对角线长度为a nm,2个Se2-最近距离为面对角线长度的一半,为a nm,C错误;D.根据均摊法,晶胞中Na+个数为8,Se2-个数为8×+6×=4,则晶胞质量m= g,晶胞体积V=(a×10-7)3 cm3,
Na2Se晶体密度ρ== g·cm-3,D错误。
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4.(2025·山东青岛模拟)一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,A点、B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(,,),设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A.该晶体的化学式为CuInTe2
B.D点原子的分数坐标为(,,)
C.该晶体的摩尔体积为 m3/mol
D.晶胞中A、D间距离为 pm
D
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解析:A.晶胞中位于顶点、面上和体内的铜原子个数为8×+4×+1=4,位于面上、棱上的In原子个数为6×+4×=4,位于体内的Te原子个数为8×1=8,所以该晶体的化学式为CuInTe2,故A正确;B.由位于顶点A和体心B的原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(,,)可知,位于晶胞下半部分体对角线处的D点原子的分数坐标为(,,),故B正确;C.由以上分析可知,晶胞中含4个Cu、4个In、8个Te,该晶体的摩尔体积为= m3/mol,故C正确;D.A点原子的分数坐标为(0,0,0)、D点原子的分数坐标为(,,),则晶胞中A、D间距离为 pm= pm,故D错误。
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5.(2025·山东烟台模拟)一种新型稀磁半导体LiZnaMnbAs(摩尔质量为M g·mol-1)的立方晶胞结构如图所示,图中微粒m、p的分数坐标分别是(0,0,0)、(,,0),阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为d g·cm-3。下列叙述正确的是( )
A.微粒n的分数坐标是(,,)
B.a∶b=1∶3
C.元素锂的焰色是紫红色,属于吸收光谱
D.微粒Zn与微粒As之间的最短距离为××107 nm
D
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解析:A.由题图可知,将晶胞切割成八个大小相等的小正方体,As位于小正方体的中心。由晶胞结构可判断微粒n的分数坐标是(,,),A错误;B.根据均摊法可得晶胞中Li的个数为12×+1=4,Zn的个数为4×+5×=3,Mn的个数为4×+1×=1,As的个数为4,化简即可得LiZnaMnbAs中a=0.75,b=0.25,B错误;C.元素锂的焰色是紫红色,属于发射光谱,C错误;D.晶胞的质量为 g,晶胞参数为 cm,微粒Zn与微粒As之间的最短距离为晶胞体对角线的,即××107 nm,D正确。
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6.(2025·四川宜宾诊断性测试)单质Li在N2中燃烧生成某化合物,其晶胞结构如图所示。
已知:晶胞底面是边长为a pm的菱形;2号和3号Li+均处于正三角形的中心。下列说法中错误的是( )
A.该化合物的化学式为Li3N
B.底面上的Li+之间的最小距离为a pm
C.底面上的Li+中,与1号N3-最近的有6个
D.底面上Li+的配位数为3,棱上Li+的配位数为2
B
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解析:A.N3-位于顶点,一个晶胞含有N3-:4×+4×=1个,Li+位于面上和棱心,一个晶胞含有Li+:4×+2×+2×=3,该化合物的化学式为Li3N,A正确;B.正三角形边长为a pm,中心到顶点的距离为a pm,底面上菱形长对角线长度为a pm,则底面上的Li+之间的最小距离为a pm-a pm-a pm=a pm,B错误;C.底面上的Li+中,与1号N3-最近的有6个,如图:
,C正确;D.底面上Li+周围距离最近且相等的N3-有3个,配位数为3,
棱上Li+周围距离最近且相等的N3-有2个,配位数为2,D正确。
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7.(2025·湖北云学名校联盟联考)S、Cr形成的一种化合物的晶胞结构如图所示,下列说法错误的是( )
A.该化合物的化学式是CrS
B.Cr原子的配位数为6
C.该晶体的密度为 g·cm-3
D.基态Cr原子的未成对电子个数等于硫原子的价层电子数
B
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解析:A.根据均摊法可知晶胞中含Cr:2×+2×+1=2个,含S:
4×+4×+1=2,故该化合物的化学式为CrS,A项正确;B.由晶胞的结构可知,Cr原子的配位数为4,B项错误;C.由题图可知晶胞的底面为菱形,由此可知该晶胞的体积为a2c×10-30 cm3,则该晶体的密度为= g·cm-3,C项正确;D.基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,未成对电子数为6,S为16号元素,为主族元素,价层电子即为最外层电子,即硫原子的价层电子数为6,故基态Cr原子的未成对电子个数等于硫原子的价层电子数,D项正确。
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二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)
8.(2025·山东济宁一模)铬可形成M、N、Q三种氟化物,其中Q具有无限链状结构,M、N的晶胞结构与Q的部分结构如图所示,M与H2反应可以得到N,下列说法错误的是( )
A.M中离F原子最近的F原子数为8
B.M与氢气反应生成N,生成1个N晶胞
的同时生成1分子HF
C.Q的化学式可表示为(CrF5)n
D.Q中Cr原子周围的F原子形成正八面体结构
BD
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解析:A.铬的氟化物中铬原子个数小于氟原子个数,结合M的结构可知,灰球为Cr原子,白球为F原子,M中离F原子最近的F原子数为8,A正确;B.M中Cr原子的个数为8×=1,F原子的个数为12×=3,化学式为CrF3,N的结构中,Cr原子的个数为1+8×=2,F原子的个数为2+4×=4,化学式为CrF2,N晶胞中有2个CrF2,M与氢气反应生成N,生成1个N晶胞的同时生成2分子HF,B错误;C.Q的结构中,平均一个Cr原子占有5个F原子,化学式可表示为(CrF5)n,C正确;D.Q中Cr原子与F原子形成的共价键长度不完全相同,Cr原子周围的F原子无法形成正八面体结构,D错误。
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9.(2025·河北石家庄诊断性模拟考试)氮化硼(BN)晶体结构有四种(信息如表)。其中c-BN晶胞(设晶胞边长为a pm)中各原子沿x、y、z轴方向投影的图像均如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
名称 h-BN c-BN w-BN r-BN
晶体
结构 层状
结构 闪锌矿 纤锌矿 层状
结构
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已知:h-BN晶体、c-BN晶体结构分别与石墨、金刚石结构类似。
A.h-BN晶体中B、N的杂化类型均为sp2杂化
B.h-BN晶体、r-BN晶体中层与层之间均存在范德华力
C.若1号B原子分数坐标为(,,),则2号B原子分数坐标为(1,,)
D.c-BN晶体的密度为 g·cm-3
答案:C
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解析:A.h-BN晶体结构与石墨结构类似,B、N形成平面六元环的层状结构,B、N的杂化类型均为sp2杂化,A正确;B.h-BN晶体、r-BN晶体为层状结构,层与层之间均存在范德华力,B正确;C.c-BN晶体结构与金刚石结构类似,则c-BN晶体中4个B原子位于互不相邻的4个小立方体的体心,若1号B原子分数坐标为(,,),则2号B原子分数坐标为(,,),C错误;D.c-BN晶体结构与金刚石结构类似,则1个晶胞中含有4个B、4个N,晶胞质量为 g,晶胞体积为(a×10-10)3 cm3,c-BN晶体的密度为 g·cm-3
= g·cm-3,D正确。
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10.(2025·山东青岛一模)短周期同主族元素X和Y可形成常见化合物M。固态M中主要存在环状M3和链状Mn,结构如图。Y原子最外层电子数是其内层的3倍。下列说法正确的是( )
A.M中X和Y的原子个数比为1∶2
B.简单氢化物的沸点:X>Y
C.固态环状M3为分子晶体、链状Mn为共价晶体
D.链状Mn中sp3杂化的Y原子个数为n-1
D
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解析:短周期元素Y的原子的最外层电子数是其内层的3倍,则Y为O,X和Y位于同一主族,则X为S,M为SO3。M(SO3)中X和Y的原子个数比为1∶3,A错误;H2O分子间存在氢键,故沸点:H2O>H2S,B错误;C.固态环状M3和链状Mn是三氧化硫的不同形态,三氧化硫是由分子构成的,属于分子晶体,C错误;D.在链状Mn即(SO3)n中,每个O原子与S原子形成共价键,其中,链上的O原子为sp3杂化,而链端的氧不杂化,因此,链状Mn中sp3杂化的Y原子个数为n-1,D正确。
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