312晶胞晶體結(jié)構(gòu)的測定（好題精練）-2022-2023學(xué)年化學(xué)選擇性必修二課件精講及好題精練（人教版2019）

第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識第2課時晶胞晶體結(jié)構(gòu)的測定時間：40分鐘一、單選題1．下列關(guān)于晶體和晶胞的說法不正確的是A．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元 B．晶胞都是長方體或立方體C．同種晶體的晶胞大小和形狀完全相同 D．晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律做周期性有序排列【答案】B【詳解】A．構(gòu)成晶體的最基本的幾何單元稱為晶胞，因此晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元，A正確；B．晶胞也可以是從晶體中分割出來的平行六面體，不一定是長方體或立方體，B錯誤；C．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元，同種晶體的晶胞大小和形狀完全相同，C正確；D．晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本重復(fù)單元，晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律做周期性有序排列，D正確；答案選B。2．下列有關(guān)說法正確的是A．測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀B．石英玻璃和水晶的衍射圖譜相同C．通過乙酸晶體的X射線衍射實驗，只能測定晶胞中含有的乙酸分子數(shù)，不能推出乙酸分子的空間結(jié)構(gòu)D．晶體的X射線衍射實驗不能判斷晶體中存在哪些化學(xué)鍵，也不能確定鍵長和鍵角【答案】A【詳解】A．測定晶體結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X射線衍射儀，A項正確；B．石英玻璃是非晶態(tài)二氧化硅，水晶是晶態(tài)二氧化硅，則水晶的衍射圖譜中會出現(xiàn)分立的斑點或明銳的衍射峰，而石英玻璃的衍射圖譜中不會出現(xiàn)分立的斑點或明銳的衍射峰，二者的衍射圖譜不同，B項錯誤；C．通過晶體的X射線衍射實驗，可以判斷出晶體中哪些原子間存在化學(xué)鍵，確定鍵長和鍵角，從而得出物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，C項錯誤。D．通過晶體的X射線衍射實驗，可以判斷出晶體中哪些原子間存在化學(xué)鍵，確定鍵長和鍵角，從而得出物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，D項錯誤；故選A。3．下列關(guān)于晶體的說法中，不正確的是①晶體中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶體中原子排列相對無序，無自范性；②晶胞是晶體中最小的“平行六面體”；③呈粉末狀的固體物質(zhì)沒有規(guī)則的晶體外形，均不屬于晶體；④晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律呈周期性排列；⑤晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元；⑥晶體盡可能采取緊密堆積的方式，以使其更穩(wěn)定。A．①②③ B．②③④ C．④⑤⑥ D．②③【答案】D【詳解】晶體中原子呈周期性有序排列，有自范性，非晶體中原子排列相對無序，無自范性，故①正確；晶胞是晶體中最小的重復(fù)的“平行六面體”，故②不正確；許多固體粉末雖然用肉眼看不到晶體外形，但通過光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡可以觀察到規(guī)則的幾何外形，這些固體粉末仍是晶體，故③不正確；晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律呈周期性排列，故④正確；晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的基本單元，故⑤正確；晶體盡量采取緊密堆積的方式，以使其更穩(wěn)定，故⑥正確；不正確的是②③，選D。4．現(xiàn)有四種晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中化學(xué)式一定不屬于AB（或BA）型的是A． B． C． D．【答案】C【詳解】A．晶胞中微粒A的個數(shù)為，微粒B的個數(shù)為1，則化學(xué)式可能為AB（或BA），A項正確；B．晶胞中微粒A的個數(shù)為，微粒B的個數(shù)為，則化學(xué)式可能為AB（或BA），B項正確；C．晶胞中微粒A的個數(shù)為，微粒B的個數(shù)為，則化學(xué)式可能為AB3（或B3A），C項錯誤；D．晶胞中微粒A的個數(shù)為8×，微粒B的個數(shù)為，則化學(xué)式可能為AB（或BA），D項正確；答案選C?！军c睛】該題需要熟練掌握均攤法計算晶胞中各原子數(shù)目進而確定化學(xué)式。5．最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性，因這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)晶體的一個晶胞如上圖所示，則該晶體的化學(xué)式為（

）A．Mg2CNi3 B．MgCNi2C．MgCNi3 D．MgC2Ni【答案】C【詳解】碳原子位于該晶胞的體心上，所以該晶胞中含有一個碳原子；鎂原子個數(shù)=8×=1，所以該晶胞含有1個鎂原子；鎳原子個數(shù)=6×=3，該晶胞中含有3個鎳原子，所以該晶胞的化學(xué)式為：MgCNi3，故答案為C。【點睛】均攤法確定立方晶胞中粒子數(shù)目的方法是：①頂點：每個頂點的原子被8個晶胞共有，所以晶胞對頂點原子只占份額；②棱：每條棱的原子被4個晶胞共有，所以晶胞對頂點原子只占份額；③面上：每個面的原子被2個晶胞共有，所以晶胞對頂點原子只占份額；④內(nèi)部：內(nèi)部原子不與其他晶胞分享，完全屬于該晶胞。6．F2和Xe在一定條件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三種氟化氙，它們都是極強的氧化劑(其氧化性依次遞增)，都極易與水反應(yīng)。其中6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推測正確的是黑球表示氙原子白球表示氟原子A．XeF2分子中各原子均達到八電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．某種氟化氙的晶體結(jié)構(gòu)單元如上圖所示，可推知其化學(xué)式為XeF6C．XeF4按已知方式水解，每生成2molXe轉(zhuǎn)移8mol電子D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，將重新生成Xe和F2【答案】C【詳解】A．Xe原子已經(jīng)達到8電子穩(wěn)定，故XeF2各原子不可能具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A不正確；B．根據(jù)平行六面體規(guī)律：Xe為8×＋1=2，F(xiàn)為8×＋2=4，故該晶體的化學(xué)式為XeF2，B不正確；C．由于F的非金屬性最強，在XeF4中Xe的化合價為＋4價，生成2molXe轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8mol，C正確；D．F2有強的氧化性，能夠與水反應(yīng)，故XeF2與水反應(yīng)不可能生成F2，D不正確；故選C。7．磁光存儲的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶體薄膜磁化并用光讀取之后開始的。Mn和Bi形成的某種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖（白球均在六棱柱內(nèi)）如圖所示，則該晶體物質(zhì)的化學(xué)式可表示為A．Mn4Bi3 B．Mn2Bi C．MnBi3 D．MnBi【答案】D【詳解】由晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，錳原子分布在正六棱柱的頂點、上下底面的面心上、棱邊的中點上和體心上，所以錳原子的個數(shù)為：1+12×+2×+6×=6，鉍原子分布在六棱柱的體內(nèi)，數(shù)目為6，所以錳原子和鉍原子的個數(shù)比為6：6=1：1，所以化學(xué)式為MnBi，故合理選項是D。8．某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C三種微粒數(shù)之比是A．3：9：4 B．1：4：2 C．2：9：4 D．3：8：5【答案】B【詳解】A為頂點、B為面上棱和側(cè)邊上棱、C為晶胞內(nèi)；根據(jù)均攤法，一個晶胞中粒子A的個數(shù)為6=0.5，粒子B的個數(shù)為=2，粒子C的個數(shù)為1，所以A、B、C三種粒子數(shù)之比為0.5:2:1=1:4:2；故選B。9．已知CsCl晶體的密度為ρg·cm3，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，相鄰的兩個Cs+的核間距為acm，如圖所示，則CsCl的相對分子質(zhì)量可以表示為（

）A．NA·a3·ρ B．C． D．【答案】A【詳解】在CsCl晶胞中，含有1個Cs+和1個Cl，則只含有1個“CsCl”；由公式ρ=可得，ρ==，從而得出Mr=NA·a3·ρ，故選A。10．如圖所示為一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子的結(jié)構(gòu)模型，則它的化學(xué)式為A． B．TiC C． D．【答案】C【詳解】由于該結(jié)構(gòu)為“氣態(tài)團簇分子”的結(jié)構(gòu)，給出的結(jié)構(gòu)就是一個“完整”的分子，因此結(jié)構(gòu)中的每個原子都是構(gòu)成分子的一部分。因該“氣態(tài)團簇分子”結(jié)構(gòu)中含有14個Ti原子和13個C原子，故該物質(zhì)的化學(xué)式為，選C。11．2001年報道硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)溫度的最高記錄．如圖示意的是該化合物的晶體結(jié)構(gòu)單元：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面各有一個鎂原子，6個硼原子位于棱柱內(nèi)，則該化合物的化學(xué)式可表示為（）A．MgB B．MgB2 C．Mg2B D．Mg3B2【答案】B【分析】利用均攤法先計算出鎂原子與硼原子個數(shù)。再求出原子個數(shù)比即可解答?！驹斀狻刻幱诹庵旤c上的鎂原子同時為6個結(jié)構(gòu)單元所共有，每個鎂原子有屬于該結(jié)構(gòu)單元；處于面上的鎂原子同時為2個結(jié)構(gòu)單元所共有，每個鎂原子有屬于該結(jié)構(gòu)單元；處于棱柱內(nèi)的6個硼原子，則完全屬于該結(jié)構(gòu)單元。故每個結(jié)構(gòu)單元中有鎂原子：l2×+2×=3，有硼原子6個。故化學(xué)式可表示為MgB2。故B正確，ACD錯誤；答案選B。12．以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯誤的是A．18g冰（圖1）中含O—H鍵數(shù)目為2NAB．28g晶體硅（圖2）中含有Si—Si鍵數(shù)目為2NAC．44g干冰（圖3）中含有NA個晶胞結(jié)構(gòu)單元D．石墨烯（圖4）是碳原子單層片狀新材料，12g石墨烯中含C—C鍵數(shù)目為1.5NA【答案】C【詳解】A．一個水分子中有2個HO，則18g冰即1mol中含O—H鍵數(shù)目為2NA，A正確；B．28g晶體硅含有1mol硅原子，晶體硅中每個硅原子形成的共價鍵為×4=2，則1mol晶體硅中含有Si—Si鍵數(shù)目為2NA，B正確；C．一個晶胞結(jié)構(gòu)單元含有4個二氧化碳分子，44g干冰即1mol中晶胞結(jié)構(gòu)單元數(shù)小于NA個，C錯誤；D．石墨烯中每個碳原子周圍有兩個碳碳單鍵和一個碳碳雙鍵，所以每個碳原子實際擁有C—C鍵為1.5個，則12g石墨烯即1mol中含C—C鍵數(shù)目為1.5NA，D正確；答案選C。二、填空題13．A、B、C、D、E是短周期元素，原子序數(shù)依次增大，B、C同周期，C的非金屬性在元素周期表中最強，A、D同主族、隔周期，E元素原子最外層的p能級電子數(shù)是最外層的s能級電子數(shù)的一半。A、B能形成常溫常壓下兩種液態(tài)化合物甲和乙，原子個數(shù)比分別為2：1和1：1.根據(jù)以上信息回答下列問題：(1)甲、乙兩種化合物中含有非極性共價鍵的物質(zhì)的電子式是___________，C元素在元素周期表中的位置是___________。(2)C和D形成的簡單離子中，半徑較小的是___________(填離子符號)。(3)將D的單質(zhì)投入甲中，待D消失后再向溶液中加入E的單質(zhì)，此時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________。(4)C、D、E可組成離子化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，陽離子D*(用○表示)位于正方體棱的中點和正方體內(nèi)部；陰離子(用表示)位于該正方體的頂點和面心。該化合物的化學(xué)式是___________?！敬鸢浮?/p>

第二周期第ⅦA族

【分析】A、B、C、D、E為短周期元素，原子序數(shù)依次增大；C的非金屬性最強，則C為F元素；A、D同主族、隔周期，則A為H元素，D為Na元素；E的原子最外層p級電子數(shù)為最外層s級電子數(shù)的一半，又因為E的原子序數(shù)比D（Na元素）大，故E的原子最外層電子排布式為3s23p1，則E為Al元素；A、B在常溫下能形成原子個數(shù)比為2:1和1:1的兩種液態(tài)化合物，則B為O元素；綜上所述，A為H元素，B為O元素，C為F元素，D為Na元素，E為Al元素；甲是，乙是?！驹斀狻坑深}意知A為H元素，B為O元素，C為F元素，D為元素，E為元素，甲是，乙是；(1)甲、乙兩種化合物中含有非極性共價鍵的物質(zhì)是，的電子式是；C元素是F元素，F(xiàn)元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅦA族。(2)C和D形成的簡單離子分別是和，電子排布相同的離子，原子序數(shù)越大，離子半徑越小，所以半徑較小的是；(3)鈉和水反應(yīng)生成和氫氣，和溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；(4)陽離子(用O表示)位于正方體棱的中點和正方體內(nèi)部，晶胞中所含的個數(shù)；陰離子位于正方體的頂點和面心，晶胞中所含的個數(shù)；陰、陽離子個數(shù)比為，化合物中陰離子所帶電荷總數(shù)與陽離子所帶電荷總數(shù)相等，所以，則該化合物的化學(xué)式為。14．已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次增大，其中A原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)都與其原子序數(shù)相等；B原子核外電子有6種不同的運動狀態(tài)，s軌道電子數(shù)是p軌道電子數(shù)的兩倍；D原子L電子層上有2對成對電子；E的＋1價陽離子的核外有3層電子且各層均處于全滿狀態(tài)。（1）E元素基態(tài)原子的核外電子排布式為________________。（2）B、C、D三種元素的第一電離能由小到大的順序為_______(填元素符號)，其原因是___________________________。（3）B2A4是石油煉制的重要產(chǎn)物之一。B2A4分子中B原子軌道的雜化類型為________；1molB2A2分子中含________molσ鍵。（4）已知D、E能形成晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示的兩種化合物，則化學(xué)式：甲為_____，乙為______；高溫時，甲易轉(zhuǎn)化為乙的原因為__________________________?！敬鸢浮?/p>

1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

C<O<N

同一周期從左向右，元素的第一電離能呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，但氮元素的最外層電子達到半充滿的穩(wěn)定構(gòu)型，故其第一電離能大于氧元素的

sp2

3

CuO

Cu2O

Cu2O中Cu的各軌道均為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定【分析】A原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)都與其原子序數(shù)相等，推出A為H，B原子核外電子有6種不用的運動狀態(tài)的電子，即B為C，D原子L電子層上有2對成對電子，推出D為O，則C為N，E的＋1價陽離子的核外有3層電子且各層均處于全滿狀態(tài)，推出E為Cu【詳解】（1）本題考查電子排布式，Cu位于第四周期IB族，因此電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d1