高三化学二轮物质结构题型专攻- 均摊法及晶体的相关计算【选择专练】

第=page11页，共=sectionpages11页第=page22页，共=sectionpages22页【会做物构】2020届高三化学二轮物质结构题型专攻——均摊法及晶体的相关计算【选择专练】如图分别表示冰晶体、干冰晶体、金刚石晶体的结构，下列关于这些晶体的说法正确的是(    )A.冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作用力

B.沸点：金刚石>干冰>冰

C.冰晶体中的氧原子和金刚石中的碳原子均可形成四面体结构

D.干冰晶体中每个CO2周围距离相等且最近的CO下列说法正确的是(    )A.1个丙烯分子中有6个

σ

键，1个

π

键

B.在晶体中，1个Si原子和2个O原子形成2个共价键

C.12g石墨中含有的C−C键数目为2NA

D.124gP4下列有关说法不正确的是(    )A.水合铜离子的模型如图所示，1个水合铜离子中有4个配位键

B.CaF2晶体的晶胞如图所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+

C.H原子的电子云图如图所示，H原子核外的大多数电子在原子核附近运动

D.金属Ag的原子堆积模型如图所示，该金属晶体为最密堆积，每个Ag国际上至今发现具有巨磁电阻效应的20多种金属纳米多层膜中，其中三种是我国学者发现的，Mn和Bi形成的晶体薄膜是一种金属间化合物(晶胞结构如图)，有关说法正确的是(    )A.锰价电子排布为3d74s0 B.Bi是d区金属

C.磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料．如图为其晶体结构中最小的重复结构单元，其中的每个原子均满足8电子稳定结构．下列有关说法正确的是(    )

A.磷化硼晶体的化学式为BP，属于离子晶体

B.磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电

C.磷化硼晶体中每个原子均形成4条共价键

D.磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠相同元素X的+1价离子X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3−形成的晶体结构如图所示。下列说法错误的是(

)

A.X元素的原子序数是19

B.该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1

C.X+离子是图中的黑球

D.X+下列叙述不正确的是(    )A.金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低

B.CaO

晶体结构与NaCl晶体结构相似，CaO

晶体中Ca2+的配位数为6，且这些最邻近的O2−围成正八面体

C.设NaCl

的摩尔质量为Mg⋅mol−1，NaCl的密度为ρg⋅cm−3，阿伏加德罗常数为NA

mol−1，在NaCl

北京大学和中国科学院的化学工作者合作，已成功研制出碱金属与C60形成的石墨夹层离子化合物．将石墨置于熔融的钾或气态的钾中，石墨吸收钾而形成称为钾石墨的物质，其组成可以是C8K、C12K、C24K、C36K、C48A.题干中所举出的6种钾石墨，属于同素异形体

B.若某钾石墨的原于分布如图一所示，则它所表示的是C24K

C.若某钾石墨的原子分布如图二所示，则它所表示的是C12K

D.另有一种灰色的钾石墨C32K，其中科学家发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶点和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为A.Ti14C13 B.TiC C.最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为(    )A.Ti14C13 B.TiC C.氮化碳结构如图，其中β−氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料．下列有关氮化碳的说法不正确的是(    )A.氮化碳属于原子晶体

B.氮化碳中C为−4价，N为+3价

C.氮化碳的化学式为C3N4

下列说法正确的是(    )A.S2−电子排布式

1s22s22p63s23p4

B.在金属晶体中，自由电子与金属离子或金属原子的碰撞有能量传递，可以用此来解释的金属的物理性质是导热性

C.金属键可以看做是许多原子共用许多电子所形成的强烈相互作用，所以和共价键类似，也有饱和性和方向性

D.某物质的晶体中含A、B、钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示，有关说法正确的是(    )A.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+共有6个

B.晶体中Ba2+的配位数为8

C.已知NaCl的摩尔质量为58.5g.mol−1，食盐晶体的密度为ρ.gcm−3，若如图中Na+与最邻近Cl−A.58.54a3ρ B.234a3分析化学中常用X射线研究晶体结构，有一种蓝色晶体可表示为：MxFey(CN)z，研究表明它的结构特性是Fe2+A.该晶体是原子晶体

B.M的离子位于上述立方体的面心，呈+2价

C.M的离子位于上述立方体的体心，呈+1价

D.晶体的化学式可表示为MFe2(CN)6元素X的某价态离子Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3−形成的晶体结构如图所示．下列说法错误的是(    )

A.X元素的原子序数是19

B.Xn+中n=1

C.该晶体中阳离子与阴离子个数比为3：1

D.晶体中每个N3−周围有6某物质的晶体内部一个截面上原子的排布情况如图所示，则该晶体的化学式可表示为(    )

A.A2B B.AB C.AB已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的(    )A.ZXY3 B.ZX2Y6 下列有关说法正确的是(    )

A.水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键

B.CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2+，4个F−

C.H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动

许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可视作由若干相同的基本结构单元−晶胞构成．已知某化合物是由钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示，则该物质的化学式为(    )A.Ca4TiO3 B.Ca请仔细观察下列几种物质的结构示意图，判断下列说法正确的是(    )A.硼镁超导物质的晶体结构单元如图所示，则这种超导材料的化学式为Mg3B2

B.锂的某种氧化物晶胞如图所示，则该氧化物的化学式为Li2O

C.某晶体的一部分如图所示，则这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是3：9：4

D.Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图如图所示(白球均在六棱柱内已知CsCl晶体的密度为ρg/cm3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs+的核间距为acm，如图所示，则CsCl的摩尔质量可以表示为(单位：g/mol)A.NA⋅a3⋅ρ B.NA答案和解析1.【答案】C

【解析】【分析】本题主要考查物质的结构，涉及原子晶体、分子晶体等相关知识，难度较大。

【解答】A.冰晶体中还存在H—O共价键，A错误；

B.金刚石是原子晶体，冰、干冰是分子晶体，所以金刚石的沸点最高，由于冰中存在氢键，故其沸点比干冰高，B错误；

C.根据冰晶体和金刚石晶体的结构可知，冰晶体中1个O原子与邻近的4个O原子可形成四面体结构，金刚石中1个C原子与邻近的4个C原子可形成正四面体结构，C正确；

D.每个CO2周围距离相等且最近的CO2有12个，D错误。

故选C。

【解析】解：A.C−C、C−H键均为σ键，C=C中一个σ键，一个π键，则丙烯分子有8个σ键，1个π键，故A错误；

B.在SiO2晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，故B错误；

C.在石墨晶体中1个C原子对应3×13=32个C−C键，12

g石墨的物质的量为1mol，则12g石墨中含有C−C键的个数为1.5NA，故C错误；

D、白磷的分子式为P4，故124g白磷的物质的量为1mol，而白磷中含6条P−P键，故1mol白磷中含6NA条P−P键，故D正确；

故选：D。

A.C−C、C−H键均为σ键，C=C中一个σ键，一个π键；

B.在SiO2晶体中，1个Si原子和4个O原子形成4个共价键；

C.在石墨晶体中1个C原子对应3×13=【解析】解：A.水合铜离子中铜离子的配位数为4，配体是水，水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键，1个水合铜离子中有4个配位键，故A正确；

B.根据均摊法可知，在CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2+个数为18×12=4，2个F−，故B正确；

C.电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，H原子最外层只有一个电子，所以不存在大多数电子一说，只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会较多，故C错误；

D.在金属晶体的最密堆积中，对于每个原子来说，在其周围的原子有与之同一层有六个原子和上一层的三个及下一层的三个，故每个原子周围都有12个原子与之相连，对于Ag原子也是如此，所以每个Ag原子的配位数均为12，故D正确；

故选：C。

A.水合铜离子中铜离子的配位数为4，配体是水；

B.根据均摊法计算；

C.电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少；【解析】解：A.Mn为25号元素，其3d、4s电子为其价电子，3d能级有5个电子、4s能级有2个电子，锰价电子排布为3d54s2，故A错误；

B.Bi最后排入的电子为p电子，所以Bi位于p区，故B错误；

C.根据原子半径知，黑色小球表示Mn原子、白色小球表示Bi原子，Bi原子数目为6，Mn原子数目为1+2×12+12×16+6×13=6，故该晶体物质的化学式MnBi，故C正确；

D.简单立方为六面体，根据图知，该合金堆积方式不是简单立方，故D错误；

故选：C。

A.Mn为25号元素，其3d、4s电子为其价电子，3d能级有5个电子、4s能级有2个电子；

B.Bi最后排入的电子为p电子；

C.根据原子半径知，黑色小球表示【解析】解：A.晶胞中：P位于顶点和面心，数目为8×18+6×12=4，B位于晶胞内，数目为4，则磷化硼晶体的化学式为BP，由于磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，属于原子晶体，故A错误；

B.磷化硼晶体是原子晶体，熔点高，但熔融状态下没有自由的离子所以不能导电，故B错误；

C.该晶胞配位数为4，即每个原子均形成4条共价键，故C正确；

D.磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠不相同。磷化硼晶体堆积方式与CuS晶胞类型相同，故D错误；

故选：C。

A.利用均摊法计算化学式，根据物理性质判断晶体类型；

B.根据晶体类型判断；

C.根据晶胞配位数判断；

D.根据晶胞结构和NaCl晶胞结构判断．

【解析】【分析】

本题考查晶胞的计算，为高频考点，把握X的原子结构、晶体中原子的位置、均摊法计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意X的M层电子数排满为18，题目难度不大。

【解答】

元素X的+1价离子X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，则X简化电子排布[Ar]3d104s1，原子序数为29，X为Cu，结合晶体结构可知，N3−占据顶点，黑球为Cu+在棱心，结合均摊法计算。

A.X为Cu，原子序数为29，故A错误；

B.黑球为Cu+，在棱心；白球为B.化学式为Cu3N，X+离子是图中的黑球，故C正确；

D.电子层越多，离子半径越大，则X+的半径大于N3−，故D

7.【答案】D

【解析】解：A.金刚石、SiC属于原子晶体，键长C−C<Si−C，故金刚石中化学键更稳定，其熔点更高，NaF、NaCl都属于离子晶体，氟离子半径小于氯离子比较，故NaF的晶格能大于NaCl，则NaF的熔点更高，H2O、H2S都属于分子晶体，水分子之间存在氢键，熔点较高，熔点原子晶体>离子晶体>分子晶体，故金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低，故A正确；

B.CaO晶体结构与NaCl晶体结构相似，氯化钠的晶胞图为，若Ca2+处于体心、棱中间，O2−位于面心、顶点，晶体中体心Ca2+与面心的6个O2−距离最近，Ca2+配位数为6，且这些最邻近的O2−围成正八面体，故B正确；

C.氯化钠的晶胞图为，假设黑色球为Cl−，处于面对角线上的Cl−之间距离最近，设二者距离为d cm，则晶胞棱长=2dcm×22=2dcm，晶胞体积=(2dcm)3，晶胞中Cl−数目=1+12×14=4，晶胞中Na+数目也是4，晶胞质量=4×MN【解析】解：A.这几种物质都是化合物，不是单质，不属于同素异形体，故A错误；

B.中圆环内C原子个数是24，而每个K只有13落在这个六边形内，即含K原子个数=6×13=2，它所表示的是C12K，故B错误；

C.图二中最外围的六个钾原子连起来，图二的六边形含24个碳，而6个K只有13落在这个六边形内，还有中心那个完全的K，即含K原子个数=6×13+1=3，它所表示的是C8K，故C错误；

D.图二中最近的两个K原子之间的距离为石墨键长的23倍，现在要变成C32K，则六边形变成原来的两倍(面积就是原来的4倍，即容纳碳原子数为8×4=32个)，即石墨键长的43倍，故D正确；

故选：D。

A.互为同素异形体的物质都是同种元素的不同单质；

B.中圆环内C原子个数是24，而每个K只有13落在这个六边形内，即含K原子个数=6×13=2，进而确定化学式；

C.图二中最外围的六个钾原子连起来，图二的六边形含24个碳，而6个K只有13落在这个六边形内，还有中心那个完全的K，即含K原子个数=6×13+1=3，进而确定化学式；

D.另有一种灰色的钾石墨C32K，其中K的分布也类似图中的中心六边形，图二中最近的两个K原子之间的距离为石墨键长的2【解析】根据题意知，该结构就是其分子结构，分子中含有的原子就是其化学式中含有的原子，直接数出其中的Ti原子和C原子个数即可，其分子式为Ti14C13，故选A。

考点：考查化学式的判断

【解析】【分析】

本题考查了化学式的判断，难度不大，明确上述分子模型其实就是一个分子，不是晶胞，不能按晶胞去处理，直接数出其中的Ti原子和C原子个数即可，为易错题。

【解答】

由“一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的气态团簇分子”可知，上述分子模型其实就是一个分子，分子中含有的原子个数就是其分子式中的原子个数，直接数出其中的Ti原子和C原子个数即可，其分子式为Ti14C13，故选A。

【解析】解：A.由题给信息，氮化硅是超硬新材料，符合原子晶体的典型物理性质，故A正确；

B.氮元素的电负性大于碳元素，所以在氮化碳中氮元素显−3价，碳元素显+4价，故B错误；

C.晶体结构模型中虚线部分是晶体的最小结构单元，正方形的顶点的原子占14，边上的原子占12，可得晶体的化学式为C3N4，故C正确；

D.根据图知，每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连，故D正确；

故选：B。

A.根据原子晶体的性质分析；

B.氮元素的电负性大于碳元素，所以在氮化碳中氮元素显负价，碳元素显正价；

C.利用均摊法确定其化学式；

D.根据图片判断碳原子和氮原子的连接方式．

本题考查了原子晶体的性质，晶胞的计算，利用均摊法进行分析解答，难度不大．【解析】解：A、S2−电子排布式

1s22s22p63s23p6，故A错误；

B、金属自由电子受热后运动速率增大，与金属离子碰撞频率增大，传递了能量，故金属有良好的导热性，故B正确；

C、金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，所以金属键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性，故C错误；

D、根据图片知，该小正方体中A原子个数=8×18=1，B原子个数=6×12=3，C原子个数=1，所以晶体中A、B、C的原子个数比为1：3：1，故D错误；

故选：B．

A、S2−电子排布式

1s22s【解析】解：晶胞中Ba2+离子位于晶胞的顶点和面心位置，晶胞中共含有Ba2+离子的个数为8×18+6×12=4，阴离子位于晶胞的边上和体心位置，共含有阴离子的个数为12×14+1=4，所以晶胞中Ba2+与阴离子的个数比为1：1，该氧化物为BaO2，

A.与每个Ba2+距离相等且最近的Ba2+为顶点和面心位置，每个晶胞中含有3×12个，每个顶点为8个晶胞共有，则共有8×3×12=12个，故A错误；

B.晶体中位于顶点的Ba2+离子和位于边上的阴离子距离最近，每个顶点为8个晶胞所共有，而每个边为4个晶胞共有，每个晶胞中有3个边上的阴离子距离相等且最近，根据均摊法计算，晶体中每个Ba2+同时吸引着阴离子的数目为8×3×14=6，故B错误；

C.由以上分析可知晶体的化学式为BaO2，故C错误；

D.该物质为活泼金属和活泼非金属形成的化合物，应为离子化合物，含有O−O，为非极性键，为含有非极性键的离子化合物，故D正确。

故选：D。

晶胞中Ba2+离子位于晶胞的顶点和面心位置，晶胞中共含有Ba2+离子的个数为8×18+6×【解析】解：一个NaCl的晶胞中所包含的Na+为：12×14+1=4，Cl−数目为：8×18+6×12=4，即1个NaCl晶胞的体积实际上是4个Na+和4个Cl−共同所占的体积，由NaCl晶胞示意图可知1个Na+与1个Cl−共同占有的体积为V=14×(2acm【解析】解：该结构中Fe2+个数=4×18=12、Fe3+个数=4×18=12、CN−离子个数=12×14=3，Fe2+、Fe3+、CN−个数之比=12：12：3=1：1：6，该晶胞中Fe2+、Fe3+、CN−所带电荷之比=2：3：6，化合物中各元素化合价的代数和为0，则M带正电荷，且电荷数为1，

A.根据图知，该晶胞是由阴阳离子构成的，为离子晶体，故A错误；

B.如果M离子位于面心上，该离子个数=6×12=3，实际上为半个，且为+1价，故B错误；

C.如果M离子位于体心上，该离子个数为1，实际上为半个，且为+1价，故C错误；

D.含有M元素的离子为M+，且与Fe2+、Fe3+、CN−的个数比为1：1：1：6，其化学式为MFe2(CN)6，故D正确；

故选：D。

该结构中Fe2+个数=4×18=12、Fe3+个数=4×18=12、CN【解析】解：A.由以上分析可知X为Cu，原子序数为29，故A错误；

B.Xn+带1个单位正电荷，则n=1，故B正确；

C.该晶胞中白色小球=8×18=1，黑色小球=12×14=3，阳离子与阴离子个数比为3：1，故C正确；

D.由晶胞可知，N3−位于定点，Xn+位于棱，每个定点为6个棱共有，则晶体中每个N3−周围有6个等距离且最近的Xn+，故D正确。

故选：A。

Xn+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，X原子核外电子数=2+8+18+n=28+n，该晶胞中白色小球=8×18=1，黑色小球=12×14=3，形成的化合物为X3N，

N3−带3个单位负电荷、【解析】解：根据均摊法，再结合图可知，在这个截面上A原子数为4+8×12=8，B原子数为5+4×12+4×14=8，所以A、B原子个数比为1：1，化学式为AB，

故选：B。

根据均摊法，再结合图可知，在这个截面上A原子数为4+8×12=8，B原子数为5+4×12+4×14=8【解析】解：Z处于晶胞中心的原子被一个晶胞占有，X处于顶点上的原子被8个晶胞占有，Y处于棱上的原子被4个晶胞占有，

故晶胞中含有Z原子的数目为1、含有X原子的数目为8×18=1、含有Y原子的数目为12×14=3，

所以Z、X、Y的原子个数比是1：1：3，所以其化学式为ZXY3，

故选A。

Z处于晶胞中心的原子被一个晶胞占有，X处于顶点上的原子被8个晶胞占有，Y处于棱上的原子被4【解析】解：A.水合铜离子中铜离子的配位数为4，配体是水，水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键，1个水合铜离子中有4个配位键，故A正确；

B.根据均摊法可知，在CaF2晶体的晶胞中，在CaF2晶体的晶胞中，每个Ca2+周围有8个F−，每个F−周围有4个Ca2+，故B错误；

C.电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少，H原子最外层只有一个电子，所以不存在大多数电子一说，只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会较