2027届高三化学一轮复习选择题专项训练晶体的结构与性质及相关计算
2026-08-31
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摘要:
**基本信息**
聚焦晶体结构与计算,通过真题与变式训练系统整合均摊法、分数坐标分析等方法,构建“结构-性质-计算”逻辑链,培养科学思维与空间想象能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|真题演练|4题(2023-2026河北高考真题)|均摊法确定化学式、分数坐标与距离计算、晶胞密度公式应用|从晶胞结构分析到性质计算的递进,覆盖立方/六方晶胞核心考法|
|变式训练|26题(模拟题)|配位数判断、投影图分析、晶体类型与空隙填充率计算|结合LiF、GaAs等典型晶体,强化方法迁移与易错点突破|
内容正文:
2027届高三化学一轮复习选择题专项训练
晶体的结构与性质及相关计算
一、真题演练
1.(2026·河北·高考真题)是由我国科学家理论预测并合成的具有高温超导电性的材料,其立方晶胞如图所示,晶胞棱长为。晶体中氢原子与铍原子构成立方体单元(),铍原子位于体心。氢原子Y和Z的分数坐标分别为和。
下列说法错误的是
A.La原子周围最紧邻的氢原子有12个
B.晶胞沿体对角线的投影图为
C.X、Y两原子之间的距离为
D.晶胞中含有4个单元
2.(2025·河北·高考真题)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。的六方晶胞示意图如下,晶胞参数、,M、N原子的分数坐标分别为、。设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 B.体心原子的分数坐标为
C.晶体的密度为 D.原子Q到体心的距离为
3.(2024·河北·高考真题)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图,晶胞的边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.该铋氟化物的化学式为
B.粒子S、T之间的距离为
C.该晶体的密度为
D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
4.(2023·河北·高考真题)锆是重要的战略金属,可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.该氧化物的化学式为
B.该氧化物的密度为
C.原子之间的最短距离为
D.若坐标取向不变,将p点原子平移至原点,则q点原子位于晶胞面的面心
二、变式训练
5.(2026·河北沧州·一模)Cr与F形成的化合物的某种立方晶胞结构如图所示,A、B、E原子的分数坐标分别为、、。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.该化合物的化学式为
B.D原子的分数坐标为
C.
D.该晶体密度
6.(2026·河北邢台·模拟预测)氟化氪光刻机属于深紫外光刻机,是我国在光刻机领域取得的重要突破。氟化氪的四方晶胞及对应原子的分数坐标如图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,氟化氪的摩尔质量为Mg·mol-1。下列叙述正确的是
A.该晶体的化学式为KrF4 B.Kr—F的键长为d pm
C.C的分数坐标为(0,0,) D.晶胞密度
7.(2026·河北·模拟预测)晶体具有高绝缘性和热稳定性,可用于电子器件的介质层或封装材料,晶胞结构如图,可由高纯度MgO和磨细后装入坩埚在高温下反应生成。设阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.离子键成分百分率:
B.基态Ge简化电子排布式:
C.O原子若沿z轴向xy平面投影,则其投影图为
D.该晶体的密度为
8.(2026·河北沧州·三模)磷化硼具有高硬度、高热稳定性和优异的化学惰性,是一种半导体,在多个高科技领域有重要应用,其晶胞如图所示。已知晶体密度为,M、N原子的分数坐标分别为、,设是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.磷原子和硼原子均为杂化
B.沿晶胞体对角线方向可能存在的投影图为
C.X原子的分数坐标为
D.硼原子和磷原子的原子核间的最短距离为
9.(2026·河北邯郸·三模)GaAs是一种制造芯片半导体材料,晶胞结构如图甲所示,晶胞棱长为。将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料,如图乙所示。下列说法错误的是
A.图甲中,与As原子等距离的As原子个数为12
B.稀磁性半导体材料中、的原子个数比为5∶27
C.图甲中a原子与b原子的距离为
D.GaAs晶体的密度为
10.(2026·河北保定·三模)Li2Se是锂硒电池的核心正极材料。Li2Se的立方晶胞结构如图所示。晶胞参数为a nm,NA为阿伏加德罗常数的值。1、2号原子坐标分别为、。可视作填充入构成的正四面体“空隙”中。下列叙述正确的是
A.在该晶胞“空隙”中的填充率为
B.3号原子坐标为
C.2个最近距离为
D.该晶体密度为
11.(2026·河北保定·三模)Mn氧化物具有较大应用价值。Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,当MnOx晶体有O原子脱出时,出现O空位,O空位的产生使晶体具有半导体的性质。下列说法错误的是
A.该氧化物的化学式为MnO2
B.在yz平面的投影如图所示
C.该晶体中Mn原子与O原子的配位数之比为1∶2
D.V2O5晶体也可以通过脱出O原子形成O空位获得半导体性质
12.(2026·河北保定·三模)是一种常见的有机催化剂,其晶胞结构如图所示,晶胞参数为,晶体密度为,下列说法错误的是
A.基态原子核外电子有29种运动状态
B.用和表示的为(为阿伏加德罗常数的值)
C.该晶胞沿轴方向的平面投影示意图为
D.已知点的原子分数坐标为,则点的原子分数坐标为
13.(2026·河北保定·二模)某种锡基钙钛矿材料(结构如图1所示,晶胞参数为)具有良好的光电性质,缺位后某些性能增强(缺位后的结构如图2所示,晶胞参数为)。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.图1表示的化学式为
B.图1中与Cs等距且最近的Br的个数为6
C.图2中Sn和Cs的最近距离为
D.图2所示晶体的密度为
14.(2026·河北衡水·模拟预测)金(Au)和铜(Cu)可以形成任意比例的合金。如图所示的晶胞甲、乙均为立方晶胞。
下列说法错误的是
A.晶胞甲的化学式为
B.晶胞乙中与Cu最近且等距的Au有8个
C.晶胞乙中最小核间距
D.晶胞乙中含金量约为90.2%
15.(2026·河北沧州·二模)LiF常用于制备特种光学玻璃、紫外光学镜片,其立方晶胞如图所示。已知:该晶胞参数为,为阿伏加德罗常数的值。1、2号原子的分数坐标分别为、。下列说法错误的是
A.3号原子的分数坐标为
B.阴离子、阳离子的配位数都是6
C.与等距离且最近的有12个
D.该晶体的密度为
16.(2026·河北沧州·三模)由Al、Mn、Cu三种金属组成的合金的晶胞结构如图,Al、Mn位于Cu形成的立方体的体心,晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A.该晶体中存在金属键
B.沿晶胞对角面切面图可能为
C.基态的最外层电子排布式为
D.该晶胞中距O点最近的Al原子的分数坐标可能为或
17.(2026·河北雄安·三模)新型半导体芯片材料——硒氧化铋(,摩尔质量为)是下一代高性能芯片的核心候选材料,其晶胞投影如图,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.每个Bi周围紧邻且等距的O有6个 B.晶胞中O均位于面上
C.电负性: D.该晶体的密度为
18.(2026·河北雄安·三模)研究物质结构是研制新物质的基础。已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,且分布于三个不同周期,基态W原子的核外电子总数是其单电子数的5倍,Y、W同主族。研究发现化合物在气态和固态时结构明显不同,固态时的晶胞结构如图。下列说法错误的是
A.Y的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸
B.固态时,的晶体类型为离子晶体
C.由X、Y、Z三种元素组成的化合物均能抑制水的电离
D.简单氢化物的键角:
19.(2026·河北保定·二模)氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示;该合金储氢时,分子在晶胞的体心和棱心位置。下列说法正确的是
A.储存则至少需要该储氢合金中含
B.距离Mg原子最近的Fe原子个数是6
C.该合金属于金属晶体,存在金属键和自由离子
D.若该晶胞的晶胞参数为,则该合金密度为
20.(2026·河北唐山·二模)某离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由A、B单元组成。通过在晶胞的棱心和体心嵌入或脱嵌,该晶体可作为锂电池的正极材料。
已知:嵌入率。下列说法错误的是
A.该锂电池充电时,从正极材料中脱嵌
B.嵌入率时,该正极材料的化学式为
C.若该正极材料中,则嵌入率为
D.铁氧化物晶胞完全嵌入,平均每个晶胞需转移电子数为3
21.(2026·河北保定·二模)是重要的光催化材料,是重要的电极材料,二者的晶胞结构(如图所示)相似、体积近似相等。下列说法错误的是
A.晶胞中“○”表示氧原子
B.白球代表原子的配位数为3
C.和的密度之比约为
D.作为电极材料,出现空位时元素化合价降低
22.(2026·河北沧州·一模)M是一种锂离子电池的电极材料,由Cu、S组成,其晶胞如图甲所示。已知。为阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为a pm、c pm,且。下列说法错误的是
A.M中Cu、S的质量比为2:1 B.Cu的配位数为4
C.图乙是晶胞沿z轴的投影 D.M的密度为
23.(2026·河北张家口·二模)高温超导性最初是在由堆叠的平面构成的铜酸盐中发现的,某铜酸盐高温超导体的晶胞结构如图所示,已知表示阿伏加德罗常数的值,图中A原子的分数坐标为。下列说法错误的是
A.Cu的配位数为6 B.B原子的分数坐标为
C.A、B原子之间的距离为 D.该晶体密度为
24.(2026·河北邯郸·二模)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞,点坐标为,点坐标为。下列说法错误的是
A.该晶胞中T点坐标为
B.铋离子在氟离子围成的正八面体空隙中
C.晶胞沿MNPQ点的截面如图:
D.该晶胞中,S点氟离子的配位数为4
25.(2026·河北沧州·二模)普鲁士黄、普鲁士蓝和普鲁士白在光照条件下晶胞可发生如下转化,已知普鲁士蓝晶体的密度为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.表示
B.CN-有剧毒,但普鲁士白无毒,是因为CN-与Fe元素形成的配位键稳定
C.普鲁士白中与K+等距且最近的K+有6个
D.普鲁士蓝晶体中和的最短距离为
26.(2026·河北沧州·二模)钴有多种氧化物,两种常见氧化物的晶胞结构如图Ⅰ、Ⅱ所示,晶胞参数分别为a pm、b pm,已知1号原子的分数坐标为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.两种氧化物的化学式分别为CoO、 B.晶胞Ⅱ中,距离3号Co最近的O有12个
C.2号原子的分数坐标为 D.晶体Ⅰ和晶体Ⅱ的密度之比为
27.(2026·河北衡水·模拟预测)制备ZnS光学材料的过程如图所示,ZnS晶体中掺入少量CuCl后,会出现能量不同的“正电”区域与“负电”区域,光照下发出特定波长的光。已知:ZnS晶体中的半径为a pm,的半径为b pm,晶胞参数为c pm;空间利用率指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比。
下列说法错误的是
A.区域A的中的离子为
B.区域B带正电
C.ZnS晶体中填充在形成的四面体空隙中
D.ZnS晶体的空间利用率为
28.(2026·河北沧州·一模)NaCl的晶胞如图甲所示,晶胞参数为a nm;CsCl的晶胞如图乙所示,晶胞参数为b nm。是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.离子键百分数:
B.、的配位数不同,主要原因是离子半径:
C.CsCl晶胞中,与的最近距离为
D.NaCl的摩尔体积为
29.(2026·河北邢台·二模)“碳化钼催化剂上水的低温活化和制氢过程”项目获国家自然科学二等奖。其中两种立方相晶胞-碳化钼(Mo原子均在晶胞内)和-碳化钼如图所示,其中-碳化钼的晶胞参数为a pm,-碳化钼的晶胞参数为b pm。已知Mo与Cr位于元素周期表同一族且相邻,两者的基态原子也具有类似的价电子排布。下列有关说法正确的是
A.-碳化钼和-碳化钼的化学式完全相同
B.基态Mo原子的价电子排布式为
C.-碳化钼晶胞中碳原子位于Mo形成的六面体空隙中
D.-碳化钼晶胞与-碳化钼晶胞的相对密度为
30.(2026·河北保定·一模)某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料,该化合物晶胞如图,晶胞参数,B原子的分数坐标为,坐标夹角均为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.Cs与Pb之间的距离为
B.晶体中,与铯离子最近且等距的溴离子有12个
C.此晶胞密度为
D.晶胞中C原子的分数坐标为
试卷第1页(共3页)
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《2027届高三化学一轮复习选择题专项训练晶体的结构与性质及相关计算》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
D
B
C
D
D
D
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
C
C
B
D
B
A
C
A
D
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
C
B
B
B
D
D
B
D
D
B
1.A
【详解】A.从晶胞图可以看出,La原子(黑球)位于立方晶胞的顶点和面心,位于棱心和体心,以位于面心的La原子为研究对象,周围最紧邻的有6个,每个单元中有4个H原子与La原子紧邻,则La原子周围最紧邻的氢原子有24个,A错误;
B.立方晶胞沿体对角线投影后结构为正六边形结构,位于体对角线上的原子会投影到图像中心,面心原子会投影到中心周围,则该晶胞沿体对角线的投影图为:,B正确;
C.氢原子Y和Z的分数坐标分别为和,则单元正方体的边长为0.65a pm-0.35a pm=0.3a pm,X、Y两原子之间的距离为单元正方体体对角线的一半,为,C正确
D.单元位于棱心和体心,数目为,因此晶胞含4个单元,D正确;
故答案选A。
2.D
【详解】A.由晶胞图知,白球位于体心,晶胞中数目为1,黑球位于顶角、棱心、体内,六方晶胞上下表面中一个角60°, 一个角为120°,晶胞中数目为,结合题意知,白球为Sm、黑球为Co,该物质化学式为,A正确;
B.体心原子位于晶胞的中心,其分数坐标为,B正确;
C.每个晶胞中含有1个“”,晶胞底面为菱形,晶胞体积为,则晶体密度为,C正确;
D.原子Q的分数坐标为,由体心原子向上底面作垂线,垂足为上底面面心,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,D错误;
故选D。
3.D
【详解】A.根据题给晶胞结构,由均摊法可知,每个晶胞中含有个,含有个F-,故该铋氟化物的化学式为,故A正确;
B.将晶胞均分为8个小立方体,由晶胞中MNPQ点的截面图可知,晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心,以M为原点建立坐标系,令N的原子分数坐标为,与Q、M均在同一条棱上的F-的原子分数坐标分别为,,则T的原子分数坐标为, S的原子分数坐标为,所以粒子S、T之间的距离为,故B正确;
C.由A项分析可知,每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-,晶胞体积为,则晶体密度为=,故C正确;
D.以晶胞体心处铋离子为分析对象,距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内,为将晶胞均分为8个小立方体后,每个小立方体的体心的F-,即有8个,故D错误;
故答案为:D。
4.B
【详解】A.根据“均摊法”,晶胞中含4个Zr、个O,则立方氧化锆的化学式为ZrO2,A正确;
B.结合A分析可知,晶体密度为,B错误;
C.原子之间的最短距离为面对角线的一半,即,C正确;
D.根据晶胞的位置可知,若坐标取向不变,将p点原子平移至原点,则垂直向下,q点原子位于晶胞面的面心,D正确;
答案选B。
5.C
【详解】A.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和体心的铬原子个数为:8×+1=2,位于面上和体内的氟原子个数为:4×+2=4, 则化合物的化学式为CrF2,A错误;
B.由晶胞结构可知,A、D之间的距离与B、C之间的距离相等,由题意可知,位于顶点的A原子、位于面上的B原子、位于体内的E原子的分数坐标分别为、、,则位于面上的D原子的分数坐标为,B错误;
C.由原子的分数坐标可知,B到相邻两条直角边的距离都为0.31a nm,则BC间的距离为:d== nm,C正确;
D.设晶体的密度为ρ g/cm3,由晶胞的质量公式可得:=(a×10-7)2×(c×10-7)×ρ,解得:ρ=,D错误;
故选C。
6.D
【详解】A.由均摊法可知,Kr原子个数=8×+1=2,F原子个数=8×+2=4,则晶体的化学式为KrF2,A项错误;
B.设Kr—F的键长为L pm,结合分数坐标可知,z-0.5=,解得L=,B项错误;
C.C的z轴分数坐标为,因此C的分数坐标为(0,0,),C项错误;
D.由均摊法可知晶胞中含有2个KrF2分子,晶胞高为(d+2L)pm=()pm=()pm,则晶胞的体积,晶胞的密度,D项正确;
因此答案选D。
7.D
【详解】A.元素电负性差值越大,离子键成分百分率越高,Mg与O的电负性差值大于Al与O的电负性差值,故离子键成分百分率,A正确;
B.Ge是32号元素,位于第四周期第ⅣA族,基态简化电子排布式为,B正确;
C.O原子沿z轴向xy平面投影时,z坐标不同但x、y坐标相同的O原子投影重合,最终投影图与题干给出的图示一致,C正确;
D.晶胞中Ge位于面心和内部,个数为,即晶胞含4个,的摩尔质量约为,晶胞质量为,晶胞体积为,计算得密度为,D错误;
故选D。
8.D
【分析】根据均摊法,该晶胞中,B(黑球):个,P(白球)全部在晶胞内部,共4个,晶胞化学式为,晶胞总质量为。
【详解】A.每个P原子连接4个B原子,每个B原子也连接4个P原子,均为四面体构型,因此均为杂化,A正确;
B.该晶胞为闪锌矿型结构,沿体对角线投影时,晶胞6个面心的B原子投影为正六边形顶点,体对角线两端的B一个投影在中心,内部的P和中间的B投影匹配,与给出投影图一致,B正确;
C.已知M坐标为,N坐标为,X原子在“前右上”方向小立方体的体心(把整个晶胞视为8个小立方体),其坐标为,C正确;
D.由密度公式,得晶胞边长, 硼原子和磷原子核的最短距离为体对角线的,即,D错误;
故选D。
9.D
【分析】图甲GaAs晶胞中Ga位于顶点和面心,As位于晶胞内部,均摊法得每个晶胞含4个Ga、4个As;图乙中Mn替换2个Ga原子,分别处于1个顶点、1个面心。
【详解】A.图甲中As与Ga的占位可互换,以顶点As为研究对象,与其等距离且最近的As原子位于相邻面心,共12个,A正确;
B.图乙晶胞中,Mn的个数为,Ga的个数为,Mn与Ga的原子个数比为,B正确;
C.设晶胞棱长为nm,a位于晶胞原点,b在x轴方向距离为,y轴方向距离为,z轴方向距离为,两点距离为nm,C正确;
D.1个GaAs晶胞质量为g,晶胞体积为,晶体密度为,选项单位转换错误,D错误;
故选D。
10.D
【详解】A.为面心立方堆积,面心立方晶胞中,四面体空隙共有8个(顶点与面心形成的空隙),由晶胞结构可知,晶胞内有4个,对应有8个(即所有四面体空隙均被填充),故填充率为100%,A错误;
B.观察图形可知,3号坐标为,B错误;
C.观察图形可知,两个最近距离为,C错误;
D.由可知,该晶体含4个,密度为,D正确;
故答案为:D。
11.C
【详解】A.据“均摊法”,晶胞中含个Mn、个O,则该氧化物的化学式为MnO2,A正确;
B.在yz平面的投影,则Mn位于顶点和中心,O位于长方形的长边上及长方形内部,图示为,B正确;
C.以体心Mn分析,Mn原子周围有6个氧原子,Mn的配位数为6,以体内的O为例,O的配位数3,Mn原子与O原子的配位数之比为2:1,C错误;
D.O空位的产生使晶体具有半导体的性质,V2O5中V化合价可以由+5降为低价,则V2O5晶体也可以通过脱出O原子形成O空位获得半导体性质,D正确;
故选C。
12.C
【详解】A.基态原子核电荷数为29,核外共有29个电子,每个电子的运动状态均不相同,核外电子有29种运动状态,A正确;
B.根据均摊法,1个晶胞含8×+6×=4个Cu、4个Br,晶胞质量为,晶胞体积为,代入密度公式得,整理得,B正确;
C.该晶胞沿z轴方向投影时,顶点Cu原子投影在正方形四个顶点,面心Cu原子投影在正方形各边中点和中心,缺少了投影在四条边中点和中心的Cu原子,该晶胞沿z轴方向的平面投影示意图为,C错误;
D.M点原子分数坐标为,结合晶胞结构中N点的相对位置,N点的原子分数坐标为,D正确;
故选C。
13.C
【详解】A.用均摊法计算图1晶胞中各原子数目:Cs位于晶胞内部,数目为1;Sn位于晶胞顶点,数目为;Br位于面心,数目为,则化学式为,A错误;
B.图1中Cs位于体心,周围等距且最近的Br共12个,B错误;
C.图2晶胞参数为,体对角线长度为,Sn位于顶点、Cs位于体心,二者最近距离为体对角线的一半,即,C正确;
D.图2为缺位结构,晶胞中Br的数目小于3,晶胞总质量小于,密度计算式中质量数值错误,D错误;
故选 C。
14.B
【分析】图甲中,金原子个数是,铜原子个数是;图乙中,金原子个数是,铜原子个数是,结合晶胞结构分析作答。
【详解】A.结合分析可知,图甲中,金原子个数是,铜原子个数是,所以晶胞甲的化学式为,A正确;
B.晶胞乙中Cu位于顶点,Au位于面心,则与Cu最近且等距的Au有=12个,B错误;
C.设图乙中的晶胞参数为a,面对角线距离为:,Au-Cu的核间距为,Au-Au的最小核间距也为,所以最小核间距为,C正确;
D.晶胞乙中金铜个数比为3:1,则含金量=,D正确。
15.D
【分析】该晶胞为NaCl型结构,位于顶点和面心,共个;位于棱心和体心,共个。一个晶胞中含4个,的摩尔质量为。
【详解】A.已知1号原子坐标为,2号原子坐标为,坐标系原点为晶胞顶点,3号原子位于晶胞体心,三个方向的分数坐标均为,因此3号原子分数坐标为,A正确;
B.LiF为NaCl型结构,NaCl型晶体中阴阳离子配位数均为6,因此阴离子、阳离子的配位数都是6,B正确;
C.与等距离且最近的,距离为晶胞面对角线长度的一半,沿x、y、z三个方向,共个,C正确;
D.晶胞参数,晶胞体积,晶胞质量,密度 ,D错误;
故选D。
16.B
【详解】A.该晶体为合金,晶体中存在金属键,A正确;
B.,沿穿过A、C的对角面切开晶胞,刚好经过上面的2个Al和下面的2个Mn,得到切面图如图,沿穿过E、F的对角面切开晶胞,得到切面图如图,,B错误;
C.基态Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,失去4个电子形成,基态的最外层电子排布式为,C正确;
D.该晶胞中距O点最近的Al原子为图中红圈中的Al原子:,其分数坐标为或,D正确;
故选B。
17.A
【分析】根据投影图,得出晶胞结构为,据此解答。
【详解】A.如图所示,每个Bi周围紧邻且等距的O实际为4个,而非6个,A错误;
B.O原子均位于晶胞的侧面上,每个O被2个晶胞共用,晶胞中O数目为,Bi原子数目为,Se原子数目为,符合化学式比例,B正确;
C.同主族元素电负性从上到下递减,因此电负性O>Se,Bi为金属,电负性小于非金属Se,故电负性,C正确;
D.晶胞中含有2个结构单元,总质量为,晶胞体积为,密度为,D正确;
故选A。
18.C
【分析】四种短周期元素分布在三个周期,原子序数依次增大,故X为H;基态W原子的核外电子总数是其单电子数的5倍,W为P(电子数15,单电子数3,);Y与W同主族,故Y为N;结合化合物可知Z为O。
【详解】A.Y为N,最高价氧化物对应的水化物为,属于一元强酸,A正确;
B.固态由和构成,晶体类型为离子晶体,B正确;
C.H、N、O组成的化合物如,铵根离子水解会促进水的电离,并非均能抑制水的电离,C错误;
D.Y的简单氢化物为,W的简单氢化物为,N电负性大于P,中成键电子对排斥力更大,键角,D正确;
故选C。
19.A
【分析】根据均摊原则,1个晶胞中含Fe原子数为 、Mg原子数为8;该合金储氢时,分子在晶胞的体心和棱心位置,则1个晶胞中储存分子数为。
【详解】A.根据以上分析,储存H2分子数、Mg原子数比为1:2,储存至少需要该储氢合金中含4molMg,Mg的质量为96g,故A正确;
B.Mg原子位于铁原子围成的四面体体心,距离Mg原子最近的Fe原子个数是4,故B错误;
C.合金属于金属晶体,存在金属键和自由电子,故C错误;
D.若该晶胞的晶胞参数为,则该合金密度为 ,故D错误;
选A。
20.D
【详解】A.该锂电池充电时为电解池,根据电解池原理,阳离子向阴极移动,所以从正极材料中脱嵌,故A正确;
B.由晶胞结构可知,当嵌入率为100%时,占据棱心和体心,贡献为:,A单元和B单元放到晶胞中,占据顶点和面心,内部还有4个,贡献为:,在晶胞内部,贡献为:,在晶胞内部,贡献为:,该铁氧化物化学式为,即;当嵌入率为100%时,个数为个,此时化学式为,即;B正确;
C.若该正极材料中,Fe总数为24,则为9个,为15个,根据化合物中各元素化合价代数和为0,可得个数为,嵌入率为,故C正确;
D.铁氧化物晶胞完全嵌入时,个数为4,Fe总共得电子数为4,所以平均每个晶胞需转移电子数为4,故D错误;
故选D。
21.C
【分析】根据均摊原则,晶胞中黑球数目为 ,白球数目为。
【详解】A.晶胞中白球数、黑球数比为1:2,根据、的化学式,“○”表示氧原子,故A正确;
B.根据图示,黑球的配位数是6,白球数、黑球数比为1:2,所以白球代表原子的配位数为3,故B正确;
C.设晶胞的体积为V,的密度为 g/cm3, 的密度为g/cm3,密度之比约为,故C错误;
D.作为电极材料,出现空位时,负电荷减少,根据化合价代数和等于0,元素化合价降低,故D正确;
选C。
22.B
【分析】晶胞并非90度,Cu位于晶胞内,一个晶胞中含有6个Cu,含S的个数是,据此解答。
【详解】A.晶胞中Cu、S的数目均为6,物质的量之比为1:1,质量比为,A正确;
B.由晶胞结构可观察到每个Cu周围紧邻6个S原子,Cu的配位数为6,B错误;
C.晶胞沿z轴的投影中S位于顶点,Cu位于内部,投影图正确,C正确;
D.晶胞质量为,底面为夹角120°的菱形,底面积为,晶胞体积为,代入密度公式可得表达式正确,D正确;
答案选B。
23.B
【详解】A.观察晶胞结构,以顶点的Cu原子为研究对象,每个Cu原子周围距离最近的O原子共6个,因此Cu的配位数为6,A正确;
B.已知图中A原子的分数坐标为,位置在中间立方体左侧面的面心,B原子的位置为A原子所在中间立方体后面的面心,因此B原子的分数坐标应为,B错误;
C.A坐标为,B坐标为,二者z坐标相同,距离为: ,C正确;
D.用均摊法计算晶胞内原子个数: La(白球)棱上8个,每个分摊,体内2个,共个,Cu(大黑球)顶点8个,每个分摊,体内1个,共个,O(小黑球)棱上16个,每个分摊,面心4个,每个分摊,体内2个,共个, 晶胞的质量为=g, 晶胞体积,故密度为 ,D正确;
故选B。
24.B
【详解】A.根据晶胞对称性,T点与S点,关于晶胞中心对称,可计算出T点坐标为 ,A正确;
B.铋离子周围最近的氟离子共8个,构成立方体空隙,并非氟离子围成的正八面体空隙,B错误;
C.晶胞沿MNPQ点切开,4个顶点与上下两边中点均有F离子,左右两边中点及切面中心有Bi离子,结果与图示相同,C正确;
D.该晶胞中与S点的F离子最近且距离相等的Bi离子有4个,如图:,其配位数为4,D正确;
故答案选B。
25.D
【详解】
A.普鲁士黄普鲁士蓝普鲁士白过程中,CN-(白球)位置和数目不变,晶胞内部逐渐填入,小白球逐渐被代替,晶胞整体为电中性,铁元素的化合价降低,则小白球表示,表示,A项正确;
B.普鲁士白无毒,是因为与元素形成的配位键稳定,难以解离,B项正确;
C.结合晶胞分析,普鲁士白中与等距且最近的有6个,C项正确;
D.普鲁士蓝的化学式为,晶胞中含4个该单元。与的最短距离为晶胞棱长a的一半,由密度公式可得棱长,最短距离应为,D项错误。
故选D。
26.D
【详解】A.根据“均摊法”,Ⅰ中Co的个数为、O的个数为,化学式为CoO,Ⅱ中Co的个数为、O的个数为,化学式为,A项正确;
B.晶胞Ⅱ中,距离3号Co最近的O有位于与之相邻的3个面的面心,顶点被8个晶胞共用,面心被2个晶胞共用,共有个,B项正确;
C.1号原子的分数坐标为,则2号原子的分数坐标为,C项正确;
D.晶胞密度,晶体Ⅰ和晶体Ⅱ的密度之比,D项错误;
故选D。
27.B
【详解】
A.区域A中“◯”代表,晶胞掺杂过程中同种电荷进行替换,则区域A的中的离子为,A项正确;
B.区域B中“●”代表,其中一个“●”被CuCl中代替,整个晶胞中的正电荷减少,则区域B带负电,B项错误;
C.在ZnS晶体中,占据的位置是由形成的四面体空隙,C项正确;
D. 晶胞中个数为4个,个数为个,离子总体积为,晶胞体积为,则ZnS晶体的空间利用率为,D项正确;
故选B。
28.D
【详解】A.同周期从左往右,元素的电负性逐渐增大,同主族从上往下,元素的电负性逐渐减小;故电负性:,CsCl中两元素的电负性差值更大,离子键百分数大,A项正确;
B.离子键无方向性和饱和性,离子半径,半径越大,可容纳更多Cl-配位,导致、的配位数分别为6、8,B项正确;
C.CsCl晶胞中,与的最近距离为晶胞体对角线长度的一半,即,C项正确;
D.由NaCl的晶胞结构图可知,白球位于顶点和面心,有个,黑球位于棱心和体心,有个,则NaCl的摩尔体积为,D项错误;
故选D。
29.D
【详解】A.据“均摊法”, -碳化钼晶胞中含个C、8个Mo,化学式为Mo2C,-碳化钼晶胞中含个C、个Mo,化学式为MoC,A错误;
B.与同族且相邻,则基态原子价电子排布式为,B错误;
C.由图,以体心碳原子为例,-碳化钼晶胞中碳原子位于形成的正八面体空隙中,不是六面体空隙,C错误;
D.结合A分析,-碳化钼晶胞与-碳化钼晶胞的相对密度为,D正确;
故选D。
30.B
【详解】A.由图可知,Cs和Pb之间的距离为晶胞体心到顶点的距离,为体对角线的一半,A正确;
B.已知,Br分三组位于12条棱的中点,三组Br到Cs的距离分别为、、,三组距离不相等,最近且等距的Br只有4个,B错误;
C.由图可知,Cs位于晶胞的体心,有1个;Pb位于晶胞的顶点,有个;Br位于晶胞的棱的中点,有个;则晶胞质量,晶胞体积,密度,C正确;
D.原点B为,C原子在、、处,分数坐标为,D正确;
答案选B。
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