专题3 重难提优 晶体类型的判断与晶胞结构的有关计算 同步练-2025-2026学年高二下学期化学苏教版选择性必修2

专题三 重难提优2 晶体类型的判断与晶胞结构的有关计算 班级 姓名 得分 一、填空题 1、六方相氮化硼晶体结构与石墨相似（图1)，但不能导电，立方氮化硼晶体的晶胞如图2所示，该晶胞的俯视投影图如图3所示，下列说法正确的是 ( ) 图1 图2 图3 A.电负性：B>N B.六方相氮化硼晶体不导电的原因是层状结构中没有自由移动的电子 C.六方相氮化硼晶体属于分子晶体 D．图3中表示硼原子相对位置的是② 2、碳化镁具有反萤石结构，晶胞如图所示，熔融的碳化镁具有良好的导电性。下列叙述错误的是 ( ) A．基态镁原子s、p能级上的电子数之比为1:1 B.碳化镁属于共价晶体 C．该晶体中碳的配位数为8 D.碳化镁的化学式为 3、根据表给出的几种物质的熔、沸点数据，判断下列说法错误的是 ( ) 晶体 NaCl AICl3 SiCl 单质R 熔点／℃ 801 714 190 -70 2 300 沸点／℃ 1 465 1 418 178 57 2 500 A.SiCl4和AlCl3都是分子晶体，熔融状态下不导电 B.和NaCl都是离子晶体，熔融状态能导电且易溶于水 C.若单质R是共价晶体，其熔、沸点的高低是由共价键的键能决定的 D.固态时可导电的一定是金属晶体 4、下列有关离子晶体的数据大小比较错误的是 ( ) A.熔点： B.晶格能：NaF>NaCl>NaBr C.阴离子的配位数； D.硬度：MgO>CaO>BaO 1 学科网（北京）股份有限公司 5是三种典型的晶体，晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 ( ) A.通过晶体的X射线衍射实验可以区分NaCl、CsCl晶体 B.NaCl、CsCl晶体中，CI的配位数相等 C.两种晶体的熔点： D.晶胞中，a点坐标参数为（0,0,0），则b点F的坐标为 6、下列关于各晶体模型示意图的分析正确的是 ( ) 2 学科网（北京）股份有限公司 NaCl的晶胞 铜晶胞 干冰晶胞 石墨晶体的结构 1 学科网（北京）股份有限公司 A.Na＋周围最近的CI构成的空间结构为正六面体 B.Cu晶胞中每个Cu距离最近的Cu有8个 C.1个干冰晶胞中含有4个CO2分子 D.石墨层与层间的主要作用力是共价键 7、铜和氧形成的一种离子化合物晶胞、晶胞如图所示，下列说法错误的是 ( ) 1 学科网（北京）股份有限公司 离子化合物晶胞 o氧·铜 C.晶胞 1 学科网（北京）股份有限公司 A．铜和氧形成的离子化合物，铜离子的电荷数为＋1 B. 晶体采用的是分子密堆积方式，与每个距离最近且等距离的有12个 C.和石墨的晶体类型相同，都能导电 D.晶体的熔点：石墨 8 、钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示。下列有关说法正确的是 ( ) A.该晶体属于离子晶体，晶体的化学式为BaO B.该晶体中化学键类型只有离子键 C.该晶体的晶胞结构与CsCl相似 D.填入堆积产生的八面体空隙，填隙率100％ 1 学科网（北京）股份有限公司 9、下列叙述不正确的是 ( ) 图1 图2 图3 图4 A.晶胞结构如图1，的配位数是8 B．某镍白铜合金的立方晶胞结构如图2，晶胞中铜原子与镍原子的数量比为3:1 C．氯化钠晶胞如图3，离钠离子最近的钠离子有6个 D.Cu、O元素形成的晶胞如图4，晶胞中Cu均匀地分散在立方体内部，a、b的坐标参数依次为（0， 0,0)、，则d的坐标参数为 二、填空题 10、氮化钼作为锂离子电池负极材料具有良好的发展前景。其晶胞结构如图所示。氮化钼的化学式为 ,Mo原子周围与之等距离的Mo原子个数为 。 11、(1）工业上，电解Al2O3制取单质铝，常利用冰晶石降低的 ①测定气态HF的摩尔质量时，往往得不到20g/mol的数据，原因是 。 ②冰晶石的晶体不导电，但熔融时能导电，则在冰晶石晶体中存在 （填字母）。 a.离子键 b.极性键 c.配位键 d.范德华力 ③反应物中元素（氢除外）的第一电离能从大到小的顺序为 （用元素符号和“＞”表示）。 （2)NiO的晶体结构如图所示，其中离子坐标参数A为（0,0,0),B为（1,1,0)，则C离子的坐标参数为 。 （3）一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2-作密置单层排列，填充其中（如图），已知O2-的半径为apm，每平方米面积上分散的该晶体的质量为 g （用含a、的代数式表示，,O-16,Ni-59)。 3 学科网（北京）股份有限公司 12、含铜物质在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题。 （1）基态Cu原子的电子所占据的最高能层符号为 ；基态较基态稳定的原因是 ；Cu2O和都是离子晶体，熔点较高的是 。 （2）一种由Cu、In、Te组成的晶体属于四方晶系，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，则四面体。空隙的占有率为 ；该晶体的化学式为 。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点、B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)，C点原子的分数坐标为 ；晶胞中C、D间距离d= pm。 13、(1）砷化镓的立方晶胞结构如图甲所示。 甲 乙 ①砷化镓晶体属于共价晶体。该晶体中 （填“有”或“无”）配位键存在。GaN、GaP、GaAs具有相同的晶体类型，熔点如表所示，分析其变化原因： 。 晶体 GaN GaP GaAs 熔点／℃ 1 700 1 480 1 238 ②图甲中原子坐标参数为a(0,0,0)、，则c的原子坐标参数为 。 ③砷化镓的摩尔质量为Mg/mol,Ga的原子半径为pnm，则砷化镓晶体的密度为 g/cm3（列式即可）。 （2）高温超导体通常指在液氮温度（77K）以上超导的材料，而超导体是在23K下才显示超导性。铜元素化合物种类繁多，是高温氧化物超导体研究的热点。请回答下列问题。 ①高温超导材料镧钡铜氧化物中含有，基态时的价层电子轨道表示式为 ，基态（-中含有 种不同空间运动状态的电子。 ②是第一个被发现的高温氧化物超导体，它属于 （填晶体类型）晶体，图乙为其晶胞结构。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。例如图乙中原子1的坐标为( )，则原子2的坐标为 。 【答案和解析】 1.B 同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增强，故电负性B<N,A错误；六方相氮化硼晶体结构与石墨相似，属于混合型晶体，C错误；图3是该晶胞的俯视投影图，则面心原子是氮原子，硼原子也位于面内，相对位置是③，D 错误。 2.B 基态Mg原子核外电子排布式为，s能级、p能级各有6个电子，s、p 能级上的电子数之比为1:1,A正确；熔融的碳化镁具有良好的导电性，说明能电离出可自由移动的离子，碳化镁属于离子晶体，B错误；该晶胞中与面心的C最近的Mg有4个，面心C原子为2个晶胞共有，故该晶体中碳的配位数为8,C正确；该晶胞镁原子在晶胞内部，个数为8，碳原子个,Mg 和C个数比为2:1，碳化镁的化学式为Mg2C,D正确。 3.D 相比之下，AICl3、SiCl4的熔、沸点都很低，可以判断出这两种物质都是分子晶体，熔融状态下不能电离出离子，所以不能导电，A正确；和NaCl的熔、沸点都较高，可以判断出这两种物质都是离子晶体，熔融状态下可以电离出离子，所以能导电，且这两种物质都易溶于水，B正确；R的熔、沸点非常高，若其为共价晶体，则其熔、沸点的高低是由共价键的键能决定的，共价键的键能越高，该物质的熔、沸点也越高，C正确；固态时可导电的不一定是金属晶体，比如石墨，石墨不是金属晶体，但是石墨可以导电，D错误。 4.A 离子半径越小、所带电荷越多，离子晶体熔点越高，故熔点,A错误；离子半径越小，晶格能越大，故晶格能NaF>NaCl>NaBr,B正确；由图知，阴离子的配位数（即阴离子周围与其距离最近且相等的阳离子总数）分别为8、6、4，故阴离子的配位数CsCl>,C正确；离子半径，故硬度MgO>CaO>BaO,D正确。 5.B NaCl、CsCl晶体的结构不同，则二者进行X 射线衍射时，所得衍射图样、晶格常数和衍射强度存在差异，据此可区分二者，A正确；NaCl 晶体中C1的配位数为6,CsCl晶体中CI-的配位数为8,CI-的配位数不相等，B错误；、CsCl均为离子晶体，且离子半径，离子所带电荷数则晶体中晶格能更大，熔点更高，C 正确；晶胞中，a点坐标参数为（0,0,0)，则b点F的坐标为，D正确。 6.C 采用沿X、Y、Z三轴切割的方法确定钠离子的配位数，X轴上有2个氯离子，Y轴上有2个氯离子，Z轴上有2个氯离子，故钠离子的配位数是6，将6个氯离子连接后所围成的空间结构为正八面体，A错误；在Cu的晶胞中，顶点原子为8个晶胞共用，面上的铜原子为2个晶胞共用，在Cu的晶胞中，与每个顶点的Cu 原子距离最近的铜原子共有12个，B错误；干冰晶胞中，含有 正确；石墨层与层间的主要作用力是分子间作用力，D错误。 7.C 晶胞中，氧原子的个数，铜原子个数为4，则化学式为，由化合价代数和为0可知，铜离子所带电荷数为＋1,A正确；是分子晶体，石墨是混合型晶体，晶体类型不同，C错误；石墨熔化时除要克服层与层之间的作用力外，还需要克服强的共价键，故晶体的熔点：石墨＞C60，D正确。 8.D 晶胞中位于晶胞的顶点和面心位置，晶胞中共含有的个数为4,O2-位于晶胞的棱上和体心位置，共含有的个数为 ，该氧化物为，A错误；中O、O之间为非极性共价键，B错误；由晶胞结构可知，阴、阳离子配位数为6，与NaCl结构相似，CsCl晶体中，阴、阳离子配位数为8,C错误；O2位于体心和棱心，均处在,堆积产生的八面体空隙内，因此填隙率为100%,D正确。 9.C Li+与S2-的个数之比为2:1，则Li＋与S2-的配位数之比为1:2，由的晶胞结构可知，Li＋的配位数为4，则S2-的配位数是8,A 正确；用“均摊法”，晶胞中Ni原子的个数为8x 原子的个数为，则晶胞中铜原子与镍原子的数量比为3:1,B正确；以1个顶点Na＋为研究对象，在图示晶胞中离其最近的位于面心，由于顶点为8个晶胞共有，面心为2个晶胞共有，则氯化钠晶胞中离钠离子最近的钠离子有个，C错误；晶胞中Cu均匀地分散在立方体内部，由晶胞可知，Cu位于体对角线上，与体心O的距离为体对角线的,a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、 ，则d的坐标参数为,D正确。 10. 12 11.(1）①部分气态HF分子间以氢键结合 ②abc ③F>O>C>Al>Na (2) (3) 解析：(1）①因为HF分子间存在氢键，所以在测定气态HF的摩尔质量时，有部分HF分子通过氢键而结合了，往往得不到20g/mol 的数据。②冰晶石晶体不导电，但熔融时能导电，说明属于离子化合物，含有离子键，由构成，中含有配位键，也属于极性键。③反应物中元素（H除外）有Al、O、F、Na、C，第一电离能从大到小的顺序为F>O>C>Al>Na。（3）根据结构知，每个Ni原子被3个O原子包围，每个O 原子被3个Ni原子包围，相邻3个O原子中心连线为正三角形，每个Ni原子被2个三角形包围，2个正三角形的面积为2;2个正三角形中的NiO的质量，故每平方米上分散的该晶体的质量＝ 12.(1)N 的3d轨道全充满，达到稳定状态 (2)50% 解析：(1）铜元素的原子序数为29，价电子排布式为，由构造原理可知，原子的电子所占据的最高能层为N；铜原子失去1个电子形成亚铜离子，亚铜离子的价电子排布式为3d1°,3d轨道为稳定的全充满结构，不易失去电子，所以亚铜离子比铜离子稳定；氧化亚铜和硫化亚铜都是离子晶体，氧离子的离子半径小于硫离子，氧化亚铜的晶格能大于硫化亚铜，则氧化亚铜的熔点高于硫化亚铜。（2）由晶胞结构可知，铜和铟原子形成的四面体空隙有8个，形成的八面体空隙也有8个，则四面体空隙的占有率为50%；晶胞中位于顶点、面上和体内的铜原子个数为，位于棱上、面心和面上的铟原子个数为，位于体内的碲原子个数为8，则铜、铟、碲的原子个数为4:4:8=1:1:2，晶体的化学式为；由位于顶点A点和体心B点原子的分数坐标分别为(0,0,0)、可知，位于体对角线处、面对角线处的C点原子的分数坐标为；晶胞中C、D形成的直角三角形的边长为pm，则C、D间距离 pm。 13.(1）①有 GaN、GaP、、GaAs都是共价晶体，原子半径N<P<As，键长Ga-N<Ga-P<Ga-As,，键能Ga-N>Ga-P>Ga-As，故GaN、GaP、GaAs熔点逐渐降低 ②③ (2)① 略 5 ②离子 解析：(1）①砷化镓（GaAs）晶体中，每个Ga 原子与4个As原子成键，而Ga原子只有3个价电子，故需提供1个空轨道形成配位键。②c周围的4个Ga原子形成正四面体，c处于正四面体的体心位置，c与顶点Ga原子连线处于晶胞体对角线上，由几何知识可知，二者距离等于体对角线长度的，故c的参数x=，故c的坐标参数为。③晶胞中，Ga原子数目 原子数目为4，相当于含有4个、，晶胞中含有原子总质量为8 Ga 的原子半径为pnm，，则晶胞棱长nm,晶胞体积，晶体密度＝（2）①铜元素的原子序数为29，铜原子失去3个电子形成三价铜离子，三价铜离子的价电子排布式为；基态O2-的电子排布式为，共占用5个轨道，共有5种不同空间运动状态的电子。 4 学科网（北京）股份有限公司 $