2025高考化學(xué)總復(fù)習(xí)專題9物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)　選擇題專項(xiàng)突破分級(jí)訓(xùn)練20晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

選擇題專項(xiàng)突破分級(jí)訓(xùn)練(二十)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【強(qiáng)基練】1.(2024·河北滄州部分示范性高中二模)砷化鎵是重要的半導(dǎo)體材料，用于制作微波集成電路、紅外線發(fā)光二極管等元件，砷化鎵立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)為apm。下列說法正確的是()A．每個(gè)Ga周圍距離最近的Ga原子個(gè)數(shù)為8B．Ga原子與As原子的最短距離為eq\f(\r(3),2)apmC．該晶胞的質(zhì)量為eq\f(580,NA)g(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)D．一個(gè)晶胞中含有4個(gè)As原子和14個(gè)Ga原子【答案】C【解析】每個(gè)Ga周圍距離最近的Ga原子個(gè)數(shù)為12，A錯(cuò)誤；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，鎵原子與砷原子的最短距離為體對(duì)角線的eq\f(1,4)，則鎵原子與砷原子的最短距離為eq\f(\r(3),4)apm，B錯(cuò)誤；該晶胞含有4個(gè)GaAs，晶胞質(zhì)量為eq\f(nM,NA)＝eq\f(580,NA)g，C正確；一個(gè)晶胞中含Ga的個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4,4個(gè)As原子，D錯(cuò)誤。2.(2024·湖北武漢市二模)超導(dǎo)現(xiàn)象一直吸引著廣大科學(xué)家的關(guān)注。某超導(dǎo)材料的晶體結(jié)構(gòu)屬于四方晶系，其晶胞如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．第一電離能：I1(Cu)>I1(Ba)B．與Ba2＋等距且最近的Cu2＋有12個(gè)C．該超導(dǎo)材料的化學(xué)式為HgBa2CuO4D．該晶體的密度為eq\f(6.02×1032,a2cNA)g·cm－3【答案】B【解析】同一主族隨原子序數(shù)變大，原子半徑變大，第一電離能變小；同一周期隨著原子序數(shù)變大，第一電離能變大，第一電離能：I1(Cu)>I1(Ba)，A正確；由圖可知，與Ba2＋等距且最近的Cu2＋有4個(gè)，B錯(cuò)誤；根據(jù)“均攤法”，晶胞中含4×eq\f(1,4)＝1個(gè)Hg、2個(gè)Ba、8×eq\f(1,8)＝1個(gè)Cu、16×eq\f(1,4)＝4個(gè)O，則化學(xué)式為HgBa2CuO4，C正確；結(jié)合C分析可知，eq\f(\f(M,NA),a2c)×1030g·cm－3＝eq\f(602,a2cNA)×1030g·cm－3＝eq\f(6.02×1032,a2cNA)g·cm－3，D正確。3.(2024·河北唐山二模)砷化鎵是一種新型半導(dǎo)體材料，應(yīng)用廣泛。圖甲為它的立方晶胞結(jié)構(gòu)，圖乙為該晶胞沿y軸的投影圖。該晶胞的邊長(zhǎng)為dpm，在三維坐標(biāo)系中a、b兩點(diǎn)的原子坐標(biāo)分別為(0,1,0)，(1,0,1)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．As和Ga原子間的最近距離為eq\f(\r(2),2)dpmB．Ga原子的配位數(shù)為4C．c點(diǎn)的原子坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))D．As原子填充在Ga原子圍成的“正四面體空隙”中【答案】A【解析】由晶胞所示可知，Ga在8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，均攤為eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，As在內(nèi)部，為4個(gè)，As和Ga原子間的最近距離為體對(duì)角線的eq\f(1,4)，據(jù)此回答。As和Ga原子間的最近距離為體對(duì)角線的eq\f(1,4)，即為eq\f(\r(3),4)dpm，A錯(cuò)誤；Ga原子周圍與之最近的As為4個(gè)，即Ga原子的配位數(shù)為4，B正確；由甲、乙圖可知，c點(diǎn)的原子坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))，C正確；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，As原子占據(jù)Ga原子形成的正四面體空隙，D正確。4.(2024·河北保定示范性高中二模)晶體世界豐富多彩、復(fù)雜多樣，各類晶體具有的不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定著它們具有不同的性質(zhì)和用途。氫化鋁鈉(NaAlH4)是一種新型輕質(zhì)儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，為長(zhǎng)方體。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法錯(cuò)誤的是()A．AlHeq\o\al(－,4)中中心原子Al的雜化方式為sp3雜化B．NaAlH4晶體中，與AlHeq\o\al(－,4)緊鄰且等距的Na＋有4個(gè)C．NaAlH4晶體的密度為eq\f(1.08×1023,a3NA)g·cm－3D．若NaAlH4晶胞上下面心處的Na＋被Li＋取代，得到的晶體的化學(xué)式為Na3Li(AlH4)4【答案】B【解析】AlHeq\o\al(－,4)中中心原子Al價(jià)層電子對(duì)數(shù)：4＋eq\f(1,2)(4－4×1)＝4，雜化軌道數(shù)為4，Al的雜化方式為sp3雜化，A正確；觀察體心的AlHeq\o\al(－,4)，可以看出與AlHeq\o\al(－,4)緊鄰且等距的Na＋有8個(gè)，B錯(cuò)誤；Na＋個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝4，Na＋個(gè)數(shù)與AlHeq\o\al(－,4)個(gè)數(shù)相等，晶胞質(zhì)量為eq\f(23×4＋31×4,NA)g，晶胞體積為(a×10－7)2×2a×10－7cm3＝2a3×10－21cm3，則晶胞密度：eq\f(1.08×1023,a3NA)g·cm－3，C正確；若NaAlH4晶胞上下面心處的Na＋被Li＋取代，晶胞中Li＋個(gè)數(shù)為2×eq\f(1,2)＝1，得到的晶體的化學(xué)式為Na3Li(AlH4)4，D正確。5.(2024·江西南昌市三模)某晶體立方晶胞如圖所示。已知圖中微粒1的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,2)))，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法正確的是()A．Ag＋周圍距離最近且相等的Neq\o\al(－,5)個(gè)數(shù)是6B．微粒2的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))C．已知銀與銅位于同一族，銀元素位于元素周期表的d區(qū)D．若晶胞邊長(zhǎng)為apm，則晶體密度為eq\f(178×4,NA×a×10－103)g·cm－3【答案】D【解析】根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，Ag＋周圍距離最近且相等的Neq\o\al(－,5)個(gè)數(shù)是4，A錯(cuò)誤；圖中微粒1的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,2)))，則微粒2的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))，B錯(cuò)誤；銀與銅位于同一族，所以銀在元素周期表的ds區(qū)，C錯(cuò)誤；Ag＋個(gè)數(shù)為4，Neq\o\al(－,5)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，則密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(178×4,NAa×10－103)g·cm－3，D正確。6.(2024·湖南師大附中二模)XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數(shù)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，如A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。已知Xe—F鍵長(zhǎng)為rpm，下列說法不正確的是()A．該晶體的密度為eq\f(3.38×1032,a2cNA)g/cm3B．B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0，r)C．晶胞中A、B間距離d＝eq\r(\f(1,2)a2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)－r))2)pmD．基態(tài)F原子的核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有5種【答案】B【解析】根據(jù)XeF2的化學(xué)式，可判斷Xe、F原子個(gè)數(shù)比為1∶2，該晶胞中灰球有8×eq\f(1,8)＋1＝2個(gè)，為Xe原子，黑球有8×eq\f(1,4)＋2＝4個(gè)，為F原子，則該晶胞中有2個(gè)XeF2分子。故其密度為ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(2,NA)·MXeF2,c×10－10·a×10－102)g/cm3＝eq\f(3.38×1032,a2cNA)g/cm3，A正確；由Xe－F鍵長(zhǎng)為rpm可知，B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(r,c)))，B錯(cuò)誤；過A點(diǎn)向B點(diǎn)所在棱邊作垂線，相交于D點(diǎn)，則D點(diǎn)為B點(diǎn)所在棱邊的中點(diǎn)，AD長(zhǎng)度為底面對(duì)角線的一半，AD＝eq\f(\r(2),2)apm，則BD＝eq\f(c－2r,2)pm；AB＝eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2)a,2)))2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c－2r,2)))2)pm，C正確；基態(tài)F原子的核外電子為1s22s22p5，根據(jù)s能級(jí)一個(gè)軌道，p能級(jí)3個(gè)軌道，故1s22s22p5有5種電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，D正確?！九鄡?yōu)練】7.(2024·河北邢臺(tái)市部分高中二模)硫化鋅是一種優(yōu)良的寬帶隙半導(dǎo)體鋰離子電池負(fù)極材料，具有在充電的同時(shí)合金化反應(yīng)的特點(diǎn)。在充電過程中負(fù)極材料晶胞的組成變化如圖：下列說法不正確的是()A．當(dāng)ZnmS完全轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)ixZnyS時(shí)，Li＋和Zn2＋轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iZn(合金相)，每轉(zhuǎn)移6mole－生成3molLiZnB．ZnmS晶體中沿晶胞體對(duì)角線方向的一維空間上會(huì)出現(xiàn)“”的排布規(guī)律C．4種晶胞中，ZnmS原子的空間利用率最低，Li2S中S2－所構(gòu)成的四面體空隙全部被Li＋填充D．若Li2S的晶胞參數(shù)為anm，則EF間的距離為eq\f(\r(11),4)anm【答案】A【解析】ZnmS晶胞中，均攤的Zn2＋和S2－均為4個(gè)，m＝1，化學(xué)式為ZnS，當(dāng)ZnS完全轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)ixZnyS時(shí)，Li＋、Zn2＋轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iZn合金，生成1molLiZn轉(zhuǎn)移3mol電子，每轉(zhuǎn)移6mol電子，生成2molLiZn，A錯(cuò)誤；根據(jù)ZnmS的晶胞結(jié)構(gòu)，體對(duì)角線的一維空間上會(huì)出現(xiàn)“”的排布規(guī)律，B正確；LixZnyS和Li2S晶胞中的原子個(gè)數(shù)多于ZnmS立方晶胞，而ZnnS六方晶胞的體積比ZnmS立方晶胞小，則4種晶胞中，ZnmS原子的空間利用率最低，由Li2S晶胞結(jié)構(gòu)可知，Li2S中S2－所構(gòu)成的四面體空隙全部被Li＋填充，C正確；若Li2S的晶胞參數(shù)為anm，將晶胞切三刀分為8個(gè)小立方體，則E在左后方立方體體心，則EF間的距離為eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3a,4)))2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,4)))2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,4)))2)nm＝eq\f(\r(11),4)anm，D正確。8.(2023·湖北選考)鑭La和H可以形成一系列晶體材料LaHn，在儲(chǔ)氫和超導(dǎo)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。LaHn屬于立方晶系，晶胞結(jié)構(gòu)和參數(shù)如圖所示。高壓下，LaH2中的每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類似CH4的結(jié)構(gòu)，即得到晶體LaHx。下列說法錯(cuò)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(gè)頂點(diǎn)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(jì)算式為eq\f(40,4.84×10－83×6.02×1023)g·cm－3【答案】C【解析】由LaH2的晶胞結(jié)構(gòu)可知，La位于頂點(diǎn)和面心，晶胞內(nèi)8個(gè)小立方體的中心各有1個(gè)H原子，若以頂點(diǎn)La研究，與之最近的H原子有8個(gè)，則La的配位數(shù)為8，故A正確；由LaHx晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類似CH4的結(jié)構(gòu)，H和H之間的最短距離變小，則晶體中H和H的最短距離：LaH2>LaHx，故B正確；由題干信息可知，在LaHx晶胞中，每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類似CH4的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)有8個(gè)，頂點(diǎn)數(shù)為4×8＝32，且不是閉合的結(jié)構(gòu)，故C錯(cuò)誤；1個(gè)LaHx晶胞中含有5×8＝40個(gè)H原子，含H質(zhì)量為eq\f(40,NA)g，晶胞的體積為(484.0×10－10cm)3＝(4.84×10－8)3cm3，則LaHx單位體積中含氫質(zhì)量的計(jì)算式為eq\f(40,4.84×10－83×6.02×1023)g·cm－3，故D正確。9.(2024·河北邯鄲二模)硒(Se)是一種有抗癌、抗氧化作用的元素，可形成多種化合物。某化合物是潛在熱電材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，晶胞參數(shù)為apm，沿x、y、z軸方向的投影均如圖乙所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．基態(tài)鉀原子核外電子有10種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B．Se和K的最短距離為eq\f(\r(3),4)apmC．該化合物的化學(xué)式為K4SeBrD．距離Se最近的Se有12個(gè)【答案】C【解析】基態(tài)鉀原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s1，占據(jù)10個(gè)軌道，故有10種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，A項(xiàng)正確；Se原子位于八面體的體心，處于晶胞的頂點(diǎn)和面心，所以Se和K的最短距離為晶胞體對(duì)角線的eq\f(1,4)，為eq\f(\r(3),4)apm，B項(xiàng)正確；根據(jù)均推法，一個(gè)晶胞中含有8個(gè)K和4個(gè)SeBr6，所以化學(xué)式為K2SeBr6，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于Se位于晶胞頂點(diǎn)和面心，根據(jù)面心立方模型，距離Se最近的Se原子有12個(gè)，D項(xiàng)正確。10.(2024·河北省重點(diǎn)高中三模)硫代硫酸鹽是具有應(yīng)用前景的浸金試劑。硫