第4周·周末作业 晶胞及相关计算-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（苏教版）

第4周·周末作业　晶胞及相关计算 (选择题请在答题栏中作答) 一、选择题 1.下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 (　　) A.晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔、沸点 B.晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C.固体食盐、水晶、塑料、胆矾、玻璃均属于晶体 D.区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 2.下列有关晶胞的叙述,正确的是 (　　) A.晶胞的结构是晶体的结构 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.已知晶胞的组成就可推知晶体的组成 3.一种Al⁃Fe合金的晶胞如图所示。则该合金的化学式为 (　　) A.Fe2Al　　　　　　 B.FeAl C.Fe3Al2 D.Fe2Al3 4.已知NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol-1,其晶体密度为d g·cm-3,若图中钠离子与最近的氯离子的核间距为a cm,那么阿伏加德罗常数的值可表示为 (　　) A.117a3d B. C. D. 5.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 (　　) A.XeF2分子中各原子均达到8电子的稳定结构 B.某种氟化氙的晶体结构单元如图所示,可推知其化学式为XeF6 C.XeF4按已知方式水解,每生成2 mol Xe转移8 mol电子 D.XeF2加入水中,在水分子的作用下,将重新生成Xe和F2 6.将石墨置于熔融的钾或气态的钾中,石墨吸收钾而形成称为钾石墨的物质,其组成可以是C8K、C12K、C24K、C36K、C48K、C60K等等。在钾石墨中,钾原子把价电子交给石墨层,但在遇到与金属钾易反应的其他物质时还会收回。下列分析中正确的是 (　　) A.题干中所举出的6种钾石墨,属于同素异形体 B.若某钾石墨的原于分布如图一所示,则它所表示的是C24K C.若某钾石墨的原子分布如图二所示,则它所表示的是C12K D.另有一种灰色的钾石墨C32K,其中K的分布也类似图二中的中心六边形,则最近两个K原子之间的距离为石墨键长的4倍 7.如图是硼和镁形成的化合物的晶体结构单元,镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有1个镁原子;6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 (　　) A.MgB B.MgB2 C.Mg2B D.Mg3B2 8.有下列离子晶体空间结构示意图: 若以M代表阳离子,以R代表阴离子,则各离子晶体的组成表达式完全正确的组合是 (　　) A.①MR　②MR2　③MR3　④MR4 B.①MR2　②MR2　③MR2　④MR C.①MR　②MR2　③MR2　④MR D.①MR　②MR　③MR2　④MR2 9.已知CsCl晶体的密度为ρ g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,相邻的两个Cs+的核间距为a cm,如图所示,则CsCl的相对分子质量可以表示为 (　　) A.NA·a3·ρ B. C. D. 10.KIO3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分别处于顶点、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I B.I的空间结构为四面体形 C.与K紧邻的O的个数为6个 D.在KIO3晶胞结构的另一种表示中,若I处于各顶点位置,O处于棱心位置,则K处于体心位置 11.某磷青铜晶胞结构如图所示,下列说法不正确的是 (　　) A.磷青铜的化学式为Cu3SnP B.晶体中距离Cu原子最近的P原子有6个 C.晶体中距离Sn原子最近的P原子可构成正方体 D.若晶体密度为a g·cm-3,则最近的Cu原子核间距为 ×1010 pm 二、非选择题 12.(6分)钇钡铜氧是一种新型节能高温超导体,其晶胞结构如图所示。研究发现,此高温超导体中的Cu元素有两种价态,分别为+2和+3,Y元素的化合价为+3,Ba元素的化合价为+2。 (1)该物质的化学式为　　　　。  (2)该物质中Cu2+与Cu3+的个数比为　　　　　。  13.(8分)热敏电阻的主要成分——钡钛矿晶体的晶胞结构如图所示,晶胞棱长为a cm。顶点位置被Ti4+所占据,体心位置被Ba2+所占据,所有棱心位置被O2-所占据。(已知相对原子质量　O:16、Ti:48、Ba:137) (1)写出该晶体的化学式:　　　　　。  (2)若将Ti4+置于晶胞的体心,Ba2+置于晶胞顶点,则O2-处于立方体的　　　　　位置。  (3)在该物质的晶体中,每个Ti4+周围距离相等且最近的Ti4+有　　　　　个;若将它们连接起来,形成的空间结构为　　　　　。  (4)若晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则a=　　　　　。  14.(6分)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,并且A-和B+的电子数相差8;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差2,A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。 回答下列问题: (1)该化合物的化学式为　　　　　;  (2)列式计算该晶体的密度　　　　　。  第4周·周末作业 1.选B　晶体与非晶体的本质区别在于是否有自范性,微粒在微观空间是否呈现周期性的有序排列,故A错误;晶体有自范性是粒子在微观空间呈周期有序性排列的宏观表象,故B正确;塑料、玻璃不是晶体,故C错误;区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是X射线衍射法,故D错误。 2.选D　构成晶体的最基本的几何单元称为晶胞,晶胞的结构并不是晶体的结构,A错误;相同晶体中晶胞的大小和形状完全相同,不同晶体的晶胞大小和形状不一定相同,B错误;晶体中的大部分粒子被若干个晶胞所共有,不完全属于某个晶胞,C错误;知道晶胞的组成,利用“均摊法”即可推知晶体的组成,D正确。 3.选A　立方体有8个顶点,顶点上的每个铁原子被8个晶胞所共有,每个晶胞占有其;面心上的每个铁原子被2个晶胞所共有,每个晶胞占有其;棱上共12个原子,每个铁原子被4个晶胞所共有,每个晶胞占有其;体心还有一个铁原子,故铁原子数为8×+6×+12×+1=8;铝原子都在晶胞内部,共4个。所以铁、铝原子个数比为2∶1,化学式为Fe2Al。 4.选B　NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol-1,其晶体密度为d g·cm-3,则1 mol氯化钠的体积== cm3,根据图知,每个小正方体中含有个NaCl,所以一个NaCl的体积是2a3cm3,1 mol物质含有的微粒是阿伏加德罗常数个,所以阿伏加德罗常数的值==。 5.选C　Xe原子已经达到8电子稳定结构,故XeF2分子中各原子不可能均具有8电子稳定结构,A不正确;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;由于F元素的非金属性最强,在XeF4中Xe元素的化合价为+4价,每生成2 mol Xe转移电子数为8 mol,C正确;F2具有强的氧化性,能够与水反应,故XeF2与水反应不可能生成F2,D不正确。 6.选D　题干中几种物质都是化合物,不是单质,不属于同素异形体,A错误;中圆环内C原子个数是24,而每个K只有落在这个六边形内,即含K原子个数=6×=2,它所表示的是C12K,B错误;图二中最外围的六个钾原子连起来,图二的六边形含24个碳,而6个K只有落在这个六边形内,还有中心那个完全的K,即含K原子个数=6×+1=3,它所表示的是C8K,C错误;图二中最近的两个K原子之间的距离为石墨键长的2 倍,现在要变成C32K,则六边形变成原来的两倍(面积就是原来的4倍,即容纳碳原子数为8×4=32个),即石墨键长的4 倍,D正确。 7.选B　位于正六棱柱顶点的Mg原子为6个六棱柱共用,每个顶点的镁原子属于该基本单元的仅为;上下底面上的Mg原子为2个正六棱柱共用,属于该单元的仅为,则该结构单元含有的Mg原子的个数为12×+2×=3。6个B原子位于棱柱内,完全属于该结构单元。该结构单元的Mg原子与B原子个数之比为3∶6=1∶2,化学式为MgB2。 8.选C　利用均摊的方法进行分析,位于顶点的原子,其属于该晶胞,位于面心的原子,其属于该晶胞,位于棱上的原子,其属于该晶胞,位于体心的原子,全部属于该晶胞。①黑球位于顶点,属于该晶胞的个数为4×=,白球位于顶点,属于该晶胞的个数为4×=,因此原子个数之比为∶=1∶1,化学式为MR;②黑球位于顶点和体心,属于该晶胞的个数为8×+1=2,白球位于面心和内部,属于该晶胞的原子个数为4×+2=4,原子个数之比为2∶4=1∶2,即化学式为MR2;③黑球位于顶点,属于该晶胞的原子个数为4×=,白球位于体心,全部属于该晶胞,原子个数为∶1=1∶2,即化学式为MR2;④黑球位于顶点,属于该晶胞的原子个数为8×=1,白球位于晶胞内部,原子个数之比为1∶1,该化学式为MR;综上所述,选项C正确。 9.选A　在CsCl晶胞中,含有1个Cs+和1个Cl-,则只含有1个“CsCl”;由公式ρ=可得,ρ==,从而得出Mr=NA·a3·ρ。 10.选D　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;I中I的价层电子对数为3+=4,I采取sp3杂化,则I的空间结构为三角锥形,B错误;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;在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶点位置,个数为8×=1,O位于棱心位置,每个棱为4个晶胞共有,O个数为12×=3,K的个数为1,应位于体心位置,D正确。 11.选B　利用均摊法计算,Sn:8×=1;P:1;Cu:6×=3,所以磷青铜的化学式为Cu3SnP,A正确;以上底面Cu原子为研究对象,通过该平面可形成两个晶胞,在该晶胞中有1个P原子,在上面的晶胞中含有1个P原子,因此晶体中距离Cu原子最近的P原子有2个,B错误;晶体中Sn原子位于晶胞的顶点,通过一个顶点可形成8个晶胞,P原子位于晶胞中心,距离Sn原子最近的P原子在8个晶胞的体心,这8个P可构成正方体结构,C正确;根据选项A可知:在1个晶胞中含有3个Cu,1个Sn,1个P,所以晶胞的质量为m== g,晶胞的体积为V== cm3,晶胞参数为L===×1010pm,根据立体几何知识可知,最近的两个Cu原子核间距为面对角线的一半,所以最近的Cu原子核间距为×1010 pm,D正确。 12.解析:(1)根据晶胞结构可知:Y在晶胞内,含有Y原子个数为1;Ba原子在晶胞内,含有Ba原子个数为2;Cu原子有位于晶胞顶点上的8个和位于侧棱上的8个,则晶胞中含有Cu原子个数为8×+8×=3;O原子有12个位于晶胞的棱上,8个位于侧面上,含有的O原子个数为12×+8×=7,所以物质的化学式为YBa2Cu3O7。(2)设该物质中+2价的Cu离子个数为x、+3价的Cu离子个数为y,根据化合物中元素化合价代数和为0可知:+3+2×2+2x+3y-2×7=0,且x+y=3,解得:x=2,y=1,所以+2价和+3价的Cu离子个数比为2∶1。 答案:(1)YBa2Cu3O7　(2)2∶1 13.解析:(1)在该晶胞中Ba2+、Ti4+和O2-的离子个数比为1∶∶=1∶1∶3,则该晶体的化学式为BaTiO3。(2)将共用一个Ti4+的8个晶胞的体心Ba2+连起来构成新的晶胞的顶点,则每个O2-正好分别处在六个面的面心位置。(3)晶胞中一个顶点的Ti4+与其前、后、左、右、上、下的Ti4+最近且距离相等,若连接起来,形成正八面体。(4)由题意知1个晶胞的体积为a3 cm3。根据晶体的化学式BaTiO3可得1个晶胞的质量为 g,则ρ=,则a= 。 答案:(1) BaTiO3　(2) 面心　(3)6　正八面体　(4) 14.解析:因为A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,A-与B+的电子数相差8且它们均为前四周期的元素,所以A为F,B为K,再结合“与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差2”可知,C为Fe(原子序数为26),D为Ni(原子序数为28)。(1)根据“均摊法”,该晶胞中F的个数为16×+4×+2=8,K的个数为8×+2=4,Ni的个数为8×+1=2,该晶体的化学式为K2NiF4。(2)结合(1)可知,1个晶胞中平均含有2个K2NiF4,其质量为 g,该晶胞的体积为1 308×10-10×400×10-10×400×10-10 cm3,由此即可计算该晶体的密度=≈3.4 g·cm-3。 答案:(1)K2NiF4 (2)≈3.4 g·cm-3 学科网（北京）股份有限公司 $