晶胞结构分析与计算--2024年高考化学二轮必刷题含答案.pdf
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1、1必刷题晶胞结构分析与计算必刷题晶胞结构分析与计算建议完成时间:60分钟建议完成时间:60分钟选择题:精选20题选择题:精选20题实际完成时间:分钟实际完成时间:分钟非选择题:精选0题非选择题:精选0题1(2023广东广州统考三模)研究者利用冷冻透射电子显微镜,在石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生成的二维晶体,其结构如图所示。下列说法正确的是()A.石墨烯属于烯烃,可发生加成反应B.石墨烯中碳原子的杂化轨道类型为sp2C.二维晶体的化学式为CaCl2D.二维晶体中Ca和Cl的配位数均为62(2023重庆沙坪坝校考模拟预测)X为一种由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的可作潜在拓扑绝缘体材料
2、的新物质,其晶胞如图所示(底面为正方形)。下列说法错误的是()A.X的化学式为GeHgSb2B.与Hg距离最近的Sb的数目为4C.若晶胞中原子1的坐标为(0,0,0),则原子2的坐标为34,34,34D.设X的最简式的分子量为Mr,则X晶体的密度为4Mr1021NAa2cgcm-33(2024辽宁沈阳统考一模)某立方晶系的锑钾 Sb-K合金可作为钾离子电池的电极材料,下图表示1/8晶胞。下列说法中错误的是()学科网(北京)股份有限公司晶胞结构分析与计算-2024年高考化学二轮必刷题2A.该晶胞的体积为8a310-30cm3B.K和Sb原子数之比为3:1C.与K最邻近的Sb原子数为4D.该晶胞的
3、俯视图为4(2023湖北武汉校考模拟预测)CsPbBr3纳米晶体作为新一代光电半导体材料,已被广泛应用于光电子器件领域。CsPbBr3的晶胞为ABC3立方型,其结构如下图所示。容忍因子=rA+rC2 rB+rC(rA、rB和rC分别代表着A、B、C位的离子半径),其数值越接近1,晶体结构越稳定。已知 CsPbBr3=0.828。下列说法错误的是()A.CsPbBr3晶体中Cs+和Pb2+的配位数均为6B.CsPbBr3晶体中Pb2+填充在Br-构成的正八面体空隙中C.若要提高CsPbBr3晶体的稳定性,可用离子半径略小于Pb2+的离子取代Pb2+D.若某ABC3型晶体的容忍因子=1,则A、B位
4、的离子均恰好与C位的离子相切5(2023吉林长春校考三模)氮化铬的晶胞结构如图所示,A点分数坐标为(0,0,0)。氮化铬的晶体密度为dg/cm3,摩尔质量为M g/mol,晶胞参数为anm,NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.铬原子的价电子排布式为3d44s2B.Cr原子位于N原子构成的四面体空隙中C.距离Cr原子最近的Cr原子有8个D.a=34MNAd1076(2023广东梅州统考三模)FeS2晶体的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是()学科网(北京)股份有限公司3A.阴、阳离子个数比为1:1B.FeS2晶体中距离Fe2+最近的Fe2+的数目为12C.若晶胞边长均为apm,
5、则S2-2和S2-2之间的最短距离为2apmD.阳离子位于由阴离子构成的正八面体空隙中7(2023重庆渝中校考模拟预测)CaC2的晶胞与NaCl相似,但由于C2-2的结构导致晶胞沿一个方向拉长(如图),已知CaC2的摩尔质量为Mgmol-1,若阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是()A.Ca2+填充在C2-2围成的八面体空隙中B.每个Ca2+周围等距紧邻的C2-2有6个C.两个最近Ca2+之间的距离为2a2pmD.CaC2晶体密度的计算式为4MNAa2b10-30gcm-38(2023河北校联考三模)实验室制取HF的原理为,氢氟酸可用来刻蚀玻璃,发生反应:SiO2+4HF=SiF4+2H
6、2O。CaF2的立方晶胞如图所示,其晶胞参数为anm。下列说法错误的是()学科网(北京)股份有限公司4A.简单氢化物的稳定性:HFH2OB.SiF4、H2O、SO2-4三者的VSEPR模型均为四面体形C.SiO2晶体与Si晶体的晶体类型相同,二者均为良好的半导体D.CaF2晶体中F-与Ca2+之间的最近距离为34anm9(2023北京海淀校考三模)钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物,该类化合物具有特殊的理化性质,比如吸光性、电催化性等,其晶体结构如图所示。下列说法正确的是()A.基态钛原子价电子排布式为4s23d2B.钛酸钙的化学式为CaTiO2C.每个晶胞中含有8个Ca2+D.每个Ca2+周围距离
7、最近且等距的O2-有12个10(2024江苏连云港统考一模)周期表中A族元素及其化合物应用广泛。铍的化合物性质与铝相似,BeO的熔点为2575,熔融时BeF2能导电,而BeCl2不能导电;下列有关说法正确的是()A.BeF2和BeCl2均为离子化合物B.BeO的晶胞如图所示,晶胞中O2-的配位数为4C.A族元素形成的氧化物均能与冷水直接化合成强碱D.在空气中加热蒸发BeCl2和MgCl2溶液都能得到BeCl2和MgCl2固体11(2023北京海淀校考三模)硅酸盐是地壳岩石的主要成分,在硅酸盐中,四面体SiO4-4(如图甲为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成六元环(图乙)、无限单链状(图丙)、
8、无限双链状(图丁)等多种结构。石棉是由钙、镁离子以离子数1:3的比例与单链状硅酸根离子形成的一种硅酸盐。学科网(北京)股份有限公司5下列说法不正确的是()A.大多数硅酸盐材料硬度高与硅氧四面体结构有关B.六元环的硅酸盐阴离子化学式 SiO312-6C.石棉的化学式为CaMg3Si4O12D.双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为2:512(2023辽宁阜新校考模拟预测)砷化镓是一种立方晶系如图甲所示,将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示,砷化镓的晶胞密度为rgcm-3。下列说法错误的是()A.1mol砷化镓中配位键的数目是4NAB.掺入Mn的晶体中Mn、Ga、As的原子个数比为5:26:3
9、2C.沿体对角线ab方向投影图如丙,若c在11处,则As的位置为7、9、11、13D.该晶体中距离最近的两个镓原子之间的距离为223580NA1010pm13(2024广西统考模拟预测)某镁镍合金储氢后所得晶体的立方晶胞如图1(为便于观察,省略了2个图2的结构),晶胞边长为apm。下列说法正确的是()A.晶体的化学式为Mg2NiH6B.晶胞中与1个Mg配位的Ni有6个C.晶胞中2个Ni之间的最近距离为apmD.镁镍合金中Mg、Ni通过离子键结合14(2023辽宁鞍山统考一模)氮化硼(BN)晶体有多种结构。六方相氨化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂;立方相氮化硼是超
10、硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构学科网(北京)股份有限公司6如图所示,关于这两种晶体的说法正确的是()A.两种晶体中B原子的杂化方式均为sp2B.两种晶体中B-N键键长相等C.六方相氮化硼层间共价键键能较小,所以可做高温润滑剂D.每个立方氮化硼晶胞中含有4个B原子和4个N原子15(2024江西统考模拟预测)朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现,其立方晶系型晶胞如下图所示,晶胞参数为anm,A原子的分数坐标为 0,0,0,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是()A.S的配位数是6B.晶胞中B原子分数坐标为34,14,34C.该晶体的密度是=9.321029a3NAg/m3D.相
11、邻两个Hg的最短距离为12anm16(2023辽宁沈阳校考模拟预测)化学式为Ni CNxZn NH3yzC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出),晶胞中N原子均参与形成配位键,每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为a=bc,=90则下列叙述正确的是()A.Zn在元素周期表d区B.设晶体中Ni原于的杂化方式为sp3C.x:y:z=1:1:1D.Ni2+与Zn2+的配位数之比为2:317(2023安徽黄山统考一模)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图1所示,图2学科网(北京)股份有限公司7为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影,已知晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数的
12、值为NA,A点原子的坐标为(0,0,0),下列说法错误的是()A.Zn位于元素周期表的ds区B.基态Se原子有18种不同空间运动状态的电子C.B点原子的坐标为14,14,34D.该晶体密度为(65+79)4(a10-10)3NAg/cm318(2023山东淄博统考三模)LiCoO2是锂离子电池正极材料,晶体中O围绕Co形成八面体,八面体共棱形成层状空间结构,与Li+层交替排列。在充放电过程中,Co()与Co()相互转化,Li+在层间脱出或嵌入,晶胞组成变化如图所示。下列说法正确的是()A.Li1-xCoO2中x=23B.每个Li1-xCoO2晶胞中Li+与Co()个数比为2:1C.每个Li1-
13、xCoO2晶胞转化为Li0.5CoO2晶胞转移的电子数为4D.相同质量的Li1-xCoO2分别转化为Li0.5CoO2与LiCoO2转移电子数之比为1:219(2023湖南衡阳校考三模)某水性钠离子电池电极材料由Na+、Fe2+、Fe3+、CN-组成,其立方晶胞嵌入和嵌出Na+过程中,Fe2+与Fe3+含量发生变化,依次变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质,其过程如图所示。下列说法错误的是()学科网(北京)股份有限公司8A.普鲁士蓝中Fe2+与Fe3+个数比为1:2B.格林绿晶体中Fe3+周围等距且最近的Fe3+数为6C.每个Fe CN3晶胞完全转化为NaFe CN3晶胞,转移8个e-D.若
14、普鲁士白的晶胞棱长为a pm,则其晶体的密度为8157a3NA1030gcm-320(2023全国校联考一模)一种超导材料(仅由Cs、Ag、F三种元素组成)的长方体晶胞结构如图所示(已知MP=QR,用NA表示阿伏加德罗常数的值):下列说法正确的是()A.基态47Ag失去4d能级上的一个电子转化为Ag+B.若N点原子分数坐标为14,14,0,则P点原子分数坐标为 0,0,c-scC.M、N之间的距离为24a10-7cmD.晶体的密度为1192a2cNAgpm-3学科网(北京)股份有限公司1必刷题必刷题晶胞结构分析与计算晶胞结构分析与计算建议完成时间:建议完成时间:6060分钟分钟选择题:精选选择
15、题:精选2020题题实际完成时间:实际完成时间:分钟分钟非选择题:精选非选择题:精选0 0题题1(2023广东广州统考三模)研究者利用冷冻透射电子显微镜,在石墨烯膜上直接观察到了自然环境下生成的二维晶体,其结构如图所示。下列说法正确的是A.石墨烯属于烯烃,可发生加成反应B.石墨烯中碳原子的杂化轨道类型为sp2C.二维晶体的化学式为CaCl2D.二维晶体中Ca和Cl的配位数均为6【答案】B【详解】A石墨烯属于碳单质,不含有H元素,不属于烯烃,不能发生加成反应,故A错误;B石墨烯为平面结构,C的价层电子对数为3,故碳原子的杂化轨道类型为sp2,故B正确;C每个Ca周围距离最近的Cl有3个,每个Cl
16、周围距离最近的Ca有3个,故二维晶体的化学式为CaCl,故C错误;D由C分析知,二维晶体中Ca和Cl的配位数均为3,故D错误;故选B。2(2023重庆沙坪坝校考模拟预测)X为一种由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的可作潜在拓扑绝缘体材料的新物质,其晶胞如图所示(底面为正方形)。下列说法错误的是A.X的化学式为GeHgSb2学科网(北京)股份有限公司2B.与Hg距离最近的Sb的数目为4C.若晶胞中原子1的坐标为(0,0,0),则原子2的坐标为34,34,34D.设X的最简式的分子量为Mr,则X晶体的密度为4Mr1021NAa2cgcm-3【答案】C【详解】AX中含Hg个数为414+612=
17、4,Ge个数为818+412+1=4,Sb个数为8,则X的化学式为GeHgSb2,故A正确;B以右侧面的Hg分析,与Hg距离最近的Sb的数目为4,故B正确;C若晶胞中原子1的坐标为(0,0,0),则原子2在上面那个立方体的体对角线的四分之一处,其z坐标为12+1214=58,则其坐标为34,34,58,故C错误;D设X的最简式的分子量为Mr,则X晶体的密度为Mrgmol-1NAmol-14(a10-7cm)2c10-7cm=4Mr1021NAa2cgcm-3,故D正确。综上所述,答案为C。3(2024辽宁沈阳统考一模)某立方晶系的锑钾 Sb-K合金可作为钾离子电池的电极材料,下图表示1/8晶胞
18、。下列说法中错误的是A.该晶胞的体积为8a310-30cm3B.K和Sb原子数之比为3:1C.与K最邻近的Sb原子数为4D.该晶胞的俯视图为【答案】D【详解】A1/8晶胞的体积为a310-30cm3,该晶胞的体积为8a310-30cm3,A正确;B根据图示1/8晶胞中平均含有K原子数为418+1=32,Sb原子数为418=12,K和Sb原子数之比为3:1,B正确;C由图可知,1/8晶胞体心处K最邻近的Sb原子数为4,C正确;D根据图示推出晶胞顶点、面心、内部存在K原子,该晶胞的俯视图为,D错误;故选D。4(2023湖北武汉校考模拟预测)CsPbBr3纳米晶体作为新一代光电半导体材料,已被广泛应
19、用于光电子器件领域。CsPbBr3的晶胞为ABC3立方型,其结构如下图所示。容忍因子=rA+rC2 rB+rC(rA、rB和rC分别代表着A、B、C位的离子半径),其数值越接近1,晶体结构越稳定。已知 CsPbBr3=0.828。学科网(北京)股份有限公司3下列说法错误的是A.CsPbBr3晶体中Cs+和Pb2+的配位数均为6B.CsPbBr3晶体中Pb2+填充在Br-构成的正八面体空隙中C.若要提高CsPbBr3晶体的稳定性,可用离子半径略小于Pb2+的离子取代Pb2+D.若某ABC3型晶体的容忍因子=1,则A、B位的离子均恰好与C位的离子相切【答案】A【详解】A根据晶胞结构可知CsPbBr
20、3晶体中Cs+的配位数为12,Pb2+的配位数均为6,A错误;B根据晶胞结构CsPbBr3晶体中Pb2+填充在Br-构成的正八面体空隙中,B正确;C根据题干可知容忍因子其数值越接近1,晶体结构越稳定,Pb2+处于B位,CsPbBr3=0.828,若用离子半径略小于Pb2+的离子取代Pb2+,容忍因子的分母减小、容忍因子增大,越来越接近1,会提高晶体的稳定性,C正确;D=1说明2 rB+rC=rA+rC,则A、B位的离子均恰好与C位的离子相切,D正确;故选A。5(2023吉林长春校考三模)氮化铬的晶胞结构如图所示,A点分数坐标为(0,0,0)。氮化铬的晶体密度为dg/cm3,摩尔质量为M g/m
21、ol,晶胞参数为anm,NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A.铬原子的价电子排布式为3d44s2B.Cr原子位于N原子构成的四面体空隙中C.距离Cr原子最近的Cr原子有8个D.a=34MNAd107【答案】D【详解】A已知Cr是24号元素,根据洪特规则及特例可知,基态铬原子价层电子排布式为3d54s1,A错误;B由题干晶胞示意图可知,Cr原子位于N原子构成的八面体空隙中,B错误;C由题干晶胞示意图可知,距离体心的Cr原子最近的Cr原子位于棱心,共有12个,C错误;D由题干晶胞示意图可知,N原子位于顶点和面心,个数为818+612=4,Cr原子位于棱心和体心,个数为1214+1=4,晶
22、胞质量为4MNAg,晶胞体积为(a10-7)3cm3,根据=mV可得,dgcm-3=4MgNA(a10-7)3cm3,则a=34MNAd107,D正确;故答案为:D。学科网(北京)股份有限公司46(2023广东梅州统考三模)FeS2晶体的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是A.阴、阳离子个数比为1:1B.FeS2晶体中距离Fe2+最近的Fe2+的数目为12C.若晶胞边长均为apm,则S2-2和S2-2之间的最短距离为2apmD.阳离子位于由阴离子构成的正八面体空隙中【答案】C【详解】AS2-2位于顶点和面心,个数为818+612=4,Fe2+位于棱心和体心,个数为1214+1=4,阴、阳离子个
23、数比为1:1,A项正确;BFeS2晶体的晶胞中,该晶体中距离Fe2+最近的Fe2+的数目为12,B项正确;CS2-2与S2-2之间的最短距离等于晶胞面对角线的一半,即S2-2和S2-2之间的最短距离为22apm,C项错误;D由晶胞结构可知,晶胞中心的阳离子位于由阴离子构成的正八面体的中心,D项正确;故选C。7(2023重庆渝中校考模拟预测)CaC2的晶胞与NaCl相似,但由于C2-2的结构导致晶胞沿一个方向拉长(如图),已知CaC2的摩尔质量为Mgmol-1,若阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是A.Ca2+填充在C2-2围成的八面体空隙中B.每个Ca2+周围等距紧邻的C2-2有6个C.
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