2025屆高三新高考化學二輪復習++++選擇題突破++++++晶體結構的分析與計算++導學案

選擇題突破晶體結構的分析與計算課前學習任務核心歸納1．晶胞分析的方法——均攤法晶胞均攤規(guī)則平行六面體頂點18；棱上14；面心正六棱柱頂點16；水平棱14，豎直棱13正三棱柱頂點112；水平棱14，豎直棱162.晶體密度及粒子間距離的計算方法(1)計算晶體密度的方法(2)計算晶體中粒子間距離①分析思路②常見堆積模型粒子之間的距離(a為晶胞參數(shù)，r為粒子半徑)簡單立方體心立方面心立方金剛石型a＝2r3a＝4r2a＝4r33.原子坐標與投影圖(1)體心立方晶胞結構模型圖的原子坐標與投影圖①若原子1、原子3、原子7的坐標分別為(0，0，0)、(1，1，0)、(1，1，1)；則原子2、原子4、原子5、原子6、原子8、原子9的坐標分別為(0，1，0)、(1，0，0)、(0，0，1)、(0，1，1)、(1，0，1)、12②沿x、y、z軸的投影均為。③沿體對角線的投影為。(2)面心立方晶胞結構模型圖的原子坐標與投影圖①原子10～15分別位于六個面的面心，原子1和原子2的坐標為(0，0，0)、(1，1，1)；則確定坐標參數(shù)：100，12，12、1112，12②沿x、y、z軸的投影均為。③沿體對角線的投影為。(3)金剛石的原子坐標與投影圖①若a原子為坐標原點，晶胞棱長的單位為1，則原子1、2、3、4的坐標分別為14，14，14②沿x、y、z軸的投影均為。③沿體對角線的投影為。

課堂學習任務真題訓練1．(2024·湖北卷，11)黃金按質(zhì)量分數(shù)分級，純金為24K。Au-Cu合金的三種晶胞結構如圖，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列說法錯誤的是()A．Ⅰ為18K金B(yǎng)．Ⅱ中Au的配位數(shù)是12C．Ⅲ中最小核間距Au-Cu<Au-AuD．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au與Cu原子個數(shù)比依次為1∶1、1∶3、3∶12．(2024·黑、吉、遼卷，14)某鋰離子電池電極材料結構如圖。結構1是鈷硫化物晶胞的一部分，可代表其組成和結構；晶胞2是充電后的晶胞結構；所有晶胞均為立方晶胞。下列說法錯誤的是()A．結構1鈷硫化物的化學式為Co9S8B．晶胞2中S與S的最短距離為32C．晶胞2中距Li最近的S有4個D．晶胞2和晶胞3表示同一晶體3．(2024·河北卷，12)金屬鉍及其化合物廣泛應用于電子設備、醫(yī)藥等領域。如圖是鉍的一種氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ點的截面圖，晶胞的邊長為apm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是()A.該鉍氟化物的化學式為BiF3B．粒子S、T之間的距離為114aC．該晶體的密度為1064D．晶體中與鉍離子最近且等距的氟離子有6個考向預測1．CaF2的晶胞結構和部分離子的投影位置如圖所示，下列說法錯誤的是()甲乙A．CaF2屬于離子晶體B．Ca2+的配位數(shù)為8C．圖甲為F－沿y軸投影圖D．圖乙為Ca2+沿面對角線投影圖2．(2024·湖北省圓創(chuàng)聯(lián)盟3月聯(lián)考)一種硼鎂化合物具有超導性能，晶體結構屬于六方晶系，其晶體結構、晶胞沿豎直方向的投影圖如下所示(晶胞邊長為apm，晶胞高為cpm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。下列說法正確的是()A．該物質(zhì)的化學式為Mg2BB．硼原子間最近距離為32aC．Mg的配位數(shù)為12D．該物質(zhì)的摩爾體積為a2c×10-36NAm3·mol-13．(2024·遼寧省鞍山市二模)科研工作者合成了低溫超導化合物M，再利用低溫去插層法，獲得了一個新化合物N。二者的晶體結構如圖所示，下列說法正確的是()A．去插層過程中Cs元素均轉化為Cs單質(zhì)B．N的化學式為V2Se2OC．M中與Cs原子最臨近的Se原子有2個D．N中V原子填充了Se原子構成的正八面體空隙

課后學習任務1．(2024·吉林省白山市一模)Cu、Au能形成多種組成固定的合金，其中一種晶體的晶胞結構(立方體)如圖所示。下列說法正確的是()A．該晶體的化學組成可表示為CuAuB．Cu在元素周期表中位于ds區(qū)，屬于過渡元素C．與1個Cu原子距離最近且相等的Au原子有8個D．Au填充了與之距離最近的Cu原子構成的正四面體空隙2．(2024·江西省重點中學聯(lián)盟3月聯(lián)考)Ce的某種氧化物具有良好的儲氧放氧能力，可作為氧載體參與有機物氧化反應，其中Ce為面心立方堆積，O填充在Ce立方晶格所有的正四面體空隙中(如圖，未標注全部的O)，下列說法錯誤的是()A．該氧化物化學式為CeO2B．O原子周圍等距且最近的O原子個數(shù)為6C．若反應后，晶胞中O脫離形成一個O的空位，則該物質(zhì)中Ce3+與Ce4+的個數(shù)比為1∶3D．若頂點位置原子位于體心時，則面心原子位于棱心3．(2024·河南省五市3月聯(lián)考)石墨是層狀結構，許多分子和離子可以滲入石墨層間形成插層化合物。Li＋插入石墨層中間，形成晶體結構如圖(a)，晶體投影圖如圖(b)。若該結構中碳碳鍵鍵長為apm，碳層和鋰層相距dpm(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。下列說法錯誤的是()(a)(b)A．石墨的二維結構中，每個碳原子配位數(shù)為3B．該插層化合物的化學式為LiC6C．該插層化合物中同層Li＋最近距離為3apmD．該插層化合物的密度為158327NA4．(2024·九省聯(lián)考吉林、黑龍江卷)鎳酸鑭電催化劑立方晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)為a，具有催化活性的是Ni，圖①和圖②是晶胞的不同切面。下列說法錯誤的是()A．催化活性：①>②B．鎳酸鑭晶體的化學式為LaNiO3C．La周圍緊鄰的O有4個D．La和Ni的最短距離為325．(2024·甘肅卷，12)β-MgCl2晶體中，多個晶胞無隙并置而成的結構如圖甲所示，其中部分結構顯示為圖乙，下列說法錯誤的是()甲乙A．電負性：Mg<ClB．單質(zhì)Mg是金屬晶體C．晶體中存在范德華力D．Mg2+離子的配位數(shù)為36．(2023·遼寧卷，14)晶體結構的缺陷美與對稱美同樣受關注。某富鋰超離子導體的晶胞是立方體(圖1)，進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)。下列說法錯誤的是()圖1圖2A．圖1晶體密度為72.5/(NA×a3×10-30)g·cm-3B．圖1中O原子的配位數(shù)為6C．圖2表示的化學式為LiMg2OClxBr1－xD．Mg2+取代產(chǎn)生的空位有利于Li＋傳導7．(2024·九省聯(lián)考江西卷)朱砂(硫化汞)在眾多先秦考古遺址中均有發(fā)現(xiàn)，其立方晶系β型晶胞如下圖所示，晶胞參數(shù)為anm，A原子的分數(shù)坐標為(0，0，0)，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，下列說法正確的是()A．S的配位數(shù)是6B．晶胞中B原子分數(shù)坐標為3C．該晶體的密度是ρ＝9.32×1029D．相鄰兩個Hg的最短距離為12a8．(2023·湖北卷，15)鑭La和H可以形成一系列晶體材料LaHn，在儲氫和超導等領域具有重要應用。LaHn屬于立方晶系，晶胞結構和參數(shù)如圖所示。高壓下，LaH2中的每個H結合4個H形成類似CH4的結構，即得到晶體LaHx。下列說法錯誤的是()A．LaH2晶體中La的配位數(shù)為8B．晶體中H和H的最短距離：LaH2>LaHxC．在LaHx晶胞中，H形成一個頂點數(shù)為40的閉合多面體籠D．LaHx單位體積中含氫質(zhì)量的計算式為404.84×109．(2024·安徽省安慶市二模)北京冬奧會使用的碲化鎘(CdTe)太陽能電池，能量轉化效率較高。立方晶系CdTe的晶胞結構如圖甲所示，其晶胞參數(shù)為apm。下列說法正確的是()圖甲圖乙圖丙A．Cd的配位數(shù)為4B．相鄰兩個Te的核間距為a2C．晶體的密度為4×240NAD．若按圖乙虛線方向切甲，可得到圖丙10．(2024·遼寧省遼陽市一模)氧化鈰(CeO2)常用作玻璃工業(yè)添加劑，在其立方晶胞中摻雜Y2O3，Y3+占據(jù)原來Ce4+的位置，可以得到更穩(wěn)定的結構，這種穩(wěn)定的結構使得氧化鈰具有許多獨特的性質(zhì)和應用，CeO2晶胞中Ce4+與最近O2-的核間距為apm。下列說法正確的是()已知：O2-的空缺率＝氧空位數(shù)氧空位數(shù)A．已知M點原子的分數(shù)坐標為(0，0，0)，則N點原子的分數(shù)坐標為(1，0，1)B．CeO2晶胞中與Ce4+最近的Ce4+的個數(shù)為6C．CeO2晶體的密度為1.72×1032D．若摻雜Y2O3后得到n(CeO2)∶n(Y2O3)＝0.6∶0.2的晶體，則此晶體中O2-的空缺率為10%

答案與解析課堂學習任務真題精研1．C純金為24K，則18K金中金的質(zhì)量分數(shù)為75%，Ⅰ中Au位于體心，個數(shù)為1，Cu位于頂點，個數(shù)為8×18＝1，則Au的質(zhì)量分數(shù)為197197+64×100%≈75%，為18K金，A正確；Ⅱ中Au位于頂點，個數(shù)為8×18＝1，Cu位于面心，個數(shù)為6×12＝3，晶體化學式為Cu3Au，1個Cu周圍有4個Au，則1個Au周圍有12個Cu，Au的配位數(shù)是12，B正確；Ⅲ中Au-Cu和Au-Au的最小核間距均為面對角線長度的122．B由均攤法知，結構1中含Co數(shù)目為4×18＋4＝4.5，含S數(shù)目為12×14＋1＝4，Co、S個數(shù)比為9∶8，則結構1鈷硫化物的化學式為Co9S8，A正確；由晶胞2結構可知，S與S的最短距離為面對角線長度的123．D根據(jù)均攤法可知，該晶胞中Bi的個數(shù)為12×14＋1＝4，F(xiàn)的個數(shù)為8×18+6×12＋8＝12，故該鉍氟化物的化學式為BiF3，A正確；如圖所示，根據(jù)勾股定理可知，BG2＝BP2＋PG2＝54a2pm2＝BO2＋OG2，則∠BOG為直角，OA＝14BH＝34apm，OG＝22apm，AG2＝OA2＋OG2考向預測1．D氟化鈣是由鈣離子和氟離子形成的離子晶體，故A正確；晶胞中位于頂點的鈣離子與位于體對角線14處的氟離子的距離最近，則鈣離子的配位數(shù)為8，故B正確；由晶胞結構和圖甲可知，圖甲為氟離子沿y軸投影圖，故C正確；由晶胞結構可知，Ca2+2．C結合投影圖可知，晶體結構中實線部分為1個晶胞，Mg個數(shù)為4×16+4×112＝1，有2個B位于晶胞體內(nèi)，化學式為MgB2，A錯誤；晶胞沿豎直方向的投影圖中硼原子位于正三角形的中心，硼原子間的最近距離，應為33apm，B錯誤；由晶胞圖可知，6個B距底面中心的Mg距離相同，底面的Mg為2個晶胞共有，即距Mg最近的B有12個，即Mg的配位數(shù)為12，故C正確；該物質(zhì)的摩爾體積為a2csin60°×10-36NA3．B去插層過程中Cs元素均轉化為CsI，故A錯誤；根據(jù)均攤原則，晶胞中含有V原子數(shù)為8×14+4×12＝4、Se原子數(shù)為8×14＋2＝4、O原子數(shù)為8×1

課后學習任務1.B該晶胞中Cu原子個數(shù)為6×12＝3，Au原子個數(shù)為8×18＝1，Cu、Au原子個數(shù)之比為3∶1，所以其化學式為Cu3Au，故A錯誤；銅的價層電子排布為3d104s2.C由示意圖可知，Ce的個數(shù)為8×18+6×12＝4，O填充在Ce立方晶格所有的正四面體空隙中，共有8個空隙，故O個數(shù)為8，化學式為CeO2，故A正確；氧原子在空間上形成簡單立方結構，O原子周圍等距且最近的O原子個數(shù)為6，故B正確；晶胞中O脫離形成一個O的空位，則化學式可以表示為Ce4O7，如果Ce3+與Ce4+的個數(shù)比為1∶3，則正化合價總數(shù)為＋15，不符合化合價代數(shù)和為0的規(guī)則，應該有2個＋3價、2個＋4價，即Ce3.D石墨的二維結構中，每個碳原子周圍等距且最近的碳原子為3個，配位數(shù)為3，故A正確；根據(jù)均攤原則，四棱柱單元中Li＋個數(shù)＝4×14＝1，C原子個數(shù)＝16×14+4×12＝6，所以該化合物的化學式為LiC6，故B正確；同層Li＋最近距離為棱柱底面邊長，同層Li＋最近距離為3apm，故C正確；晶胞質(zhì)量為79NAg，晶胞體積為3a×3a×32×2d×10-30cm4.C具有催化活性的是Ni，圖②中沒有Ni原子，則催化活性：①>②，故A正確；鎳酸鑭電催化劑立方晶胞中含有1個La，12×14＝3個O，8×18＝1個Ni，鎳酸鑭晶體的化學式為LaNiO3，故B正確；由晶胞結構可知，La在晶胞體心，O在晶胞的棱心，則La周圍緊鄰的O有12個，故C錯誤；由晶胞結構可知，La和Ni的最短距離為體對角線的一半，為35.D電負性越大的元素吸引電子的能力越強，活潑金屬的電負性小于活潑非金屬，因此，Mg的電負性小于Cl，A正確；金屬晶體包括金屬單質(zhì)及合金，單質(zhì)Mg是金屬晶體，B正確；由晶體結構可知，該結構中存在層狀結構，層與層之間存在范德華力，C正確；由圖乙中結構可知，每個Mg2+與周圍6個Cl－距離最近且相等，因此，Mg2+的配位數(shù)為6，D錯誤。6.C圖1晶胞中Li個數(shù)為8×14＋1＝3，O個數(shù)為2×12＝1，Cl個數(shù)為4×14＝1，則題圖1晶體的化學式為Li3OCl，1molLi3OCl晶體的質(zhì)量為72.5g，1個晶胞質(zhì)量為72.5NAg，晶胞體積為(a×10-10cm)3，則晶體密度為72.5NAg÷(a×10-10cm)3＝72.5NA×7.C由晶胞結構圖知，S的配位數(shù)是4，A錯誤；由A原子的分數(shù)坐標為(0，0，0)，結合投影圖知，晶胞中B原子分數(shù)坐標為14，14，34，B錯誤；由晶胞結構圖可知，S有4個，Hg有6×12+8×18＝4個，故該晶體的密度是ρ＝8.C以上底面的La為研究對