2024届高考一轮复习 课时分层作业28　晶体结构与性质

课时分层作业（二十八）晶体结构与性质

一、选择题（每小题有一个或两个选项符合题目要求）

1.（2021•辽宁选择性考试，T7）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超

导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是（）

A.S位于元素周期表p区

B.该物质的化学式为H3s

C.S位于H构成的八面体空隙中

D.该晶体属于分子晶体

2.（2022•襄阳模拟）由Mn、Sn、C元素构成的一种磁性材料，它的晶胞结构及

部分原子的坐标参数如图所示。

下列说法错误的是（）

A.该晶胞中碳原子的坐标参数为（；，1）

B.该晶体的化学式为SnMn3c

C.Mn基态原子的价电子排布式为3d54s2

D.离锡原子最近且等距的镒原子有8个

3.（2022•泰安模拟）F2和Xe在一定条件下生成的一种氟化物是强氧化剂。其晶

体的晶胞结构如图所示，则下列说法正确的是（）

A.F元素位于元素周期表s区

B.该氟化物的化学式为XeF2

C.晶胞中F位于Xe构成的八面体中心

D.晶胞中每个Xe原子周围距离最近且相等的F原子共有2个

4.（2022•石家庄模拟）有资料显示，将石墨烯与氮化钱应用在手机端可以让5G

信号更好，下列有关说法正确的是（）

氮化像品胞

A.12g石墨烯中含有的六元环的物质的量为0.25mol

B.若氮化像的晶胞参数为a,则N—Ga键的键长为尊

C.1个氮化铁晶胞含有4个Ga原子和14个N原子

D.晶体中Ga原子处于N原子形成的正四面体空隙中

5.（2022•大连模拟）已知QN4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间

以单键结合。下列有关C3N4晶体的说法中错误的是（）

A.C3N4晶体与金刚石都属于共价晶体

B.C3N4晶体中C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长长

C.C3N4晶体中每个碳原子连接4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子

D.C3N4晶体中只含有C—N极性共价键，不含非极性共价键

6.金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质，下列说法正确的是（）

A.金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6个碳原子

B.在金刚石中每个C原子连接4个六元环，石墨中每个C原子连接3个六元

环

C.金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp2

D.金刚石中碳原子数与C-C键数之比为1:4,而石墨中碳原子数与C-C键

数之比为1：3

7.锌与硫所形成的化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是（）

OZn2*

OS2-

A.该晶体属于分子晶体

B.该晶胞中ZM+和S2-数目不相等

C.阳离子的配位数为6

D.氧化锌的熔点高于硫化锌

二、非选择题

8.（1）氯化锥晶体的晶胞如图1,则Cs+位于该晶胞的,而C「位于该晶

胞的，Cs+的配位数是。

图1图2图3图4

（2）铜的氢化物的晶体结构如图2所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程

式：_________________________________________________________________

⑶图3为F-与Mg2+、K+形成的某种离子晶体的晶胞，其中表示的离子

是（填离子符号）。

（4）晶格能是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，单位：kJ•moH。实验

证明：KCkMgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似（如图4

所示），已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：

离子晶体NaClKC1CaO

晶格能/(kJ•mol1)7867153401

则这4种离子晶体（不包括NaCl）熔点从高到低的顺序是o其中

MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg?+有个。

⑸用X射线衍射实验测定，得到Fe的两种晶胞A、B,其结构如图5所示。晶

胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为。每个晶胞B中含Fe原子数为

9.⑴KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，

边长为"=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所

示。K与O间的最短距离为nm,与K紧邻的O个数为。

(2)在Kith晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位

置，O处于________位置。

10.LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八

面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有

LiFePO4的单元数有个。

电池充电时，LiFePCh脱出部分Li+,形成Li」xFePO4,结构示意图如(b)所示,

贝!Jx=,n(Fe2+)：n(Fe3+)=。

11.(2022•武汉模拟)ZnO存在多种晶体结构，其中纤锌矿型和闪锌矿型是最常

见的晶体结构，如图为这两种晶体的局部结构。

⑴图a纤锌矿型ZnO晶体中。2一的配位数为。

⑵闪锌矿型中Zn2+填入。2-所形成的“正四面体”空隙中，闪锌矿晶胞中含有

个“正四面体”空隙。

⑶图b闪锌矿型晶胞密度为pg/cm3,则Zn2+与。2一的距离为

nm（设NA为阿伏加德罗常数的值）。

课时分层作业（二十八）

1D[S为16号元素，是第VIA族元素，在元素周期表中位于p区，A项

正确；根据均摊法可知，该晶胞中含S原子数为1+（X8=2,含H原子数为:

X6+（X12=6,故该物质的化学式为H3S,B项正确；以体心的S为研究对象，

其位于面心上的6个H原子构成的八面体空隙中，C项正确；该物质为超导材

料，不是分子晶体，D项错误。]

2.D[A.该晶胞中碳原子位于体心处，其坐标参数为《，I）,A正确；

B.该晶体Sn原子个数是8义上=1,Mn原子个数是6X^=3,碳原子个数是1,

则晶体的化学式为SnMmC,B正确；C.Mn的原子序数是25,其基态原子的价

电子排布式为3d54s2,C正确；D.离锡原子最近且等距的镒原子位于面心处，共

有12个，D错误。]

3.BD[F位于元素周期表第二周期第VDA族，位于元素周期表p区，A错

误；该晶胞中含有Xe原子个数为8X1+1=2,F原子个数为8X（+2=4,则该

晶胞的化学式为XeF2,B正确；根据晶胞结构图可知，晶胞中F不是位于Xe构

成的八面体中心，C错误；该晶胞中，每个Xe原子周围距离最近且相等的F原

子共有2个（上、下各1个），D正确。］

4.BD［根据石墨烯的结构可知，每个C原子被3个六元环共用，则属于

一个六元环的C原子数为2,所以1mol石墨烯中含六元环的物质的量为0.5mol,

A错误。若氮化银的晶胞参数为a,可计算其体对角线长度为小a,GaN晶胞的

俯视图为可以明显看出，N—Ga键的键长等于晶胞体对角线长度的

1^311

4,为4。，B正确。氮化银晶胞中含有N原子的数目为8XW+6X，=4,Ga原

子位于晶胞内，Ga原子的数目为4,C错误。分析氮化绿晶胞结构图，可知与Ga

原子等距离且最近的N原子有4个，形成正四面体，Ga原子处于N原子形成的

正四面体空隙中，D正确。］

5.B［C3N4晶体具有比金刚石更大的硬度，则C3N4晶体的硬度很大，是共

价晶体，故A正确；因N的原子半径比C的原子半径小，则C3N4晶体中，C—

N键的键长比金刚石中C—C键的键长要短，故B错误；原子间均以单键结合，

则C3N4晶体中每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3个C原子，

故C正确；C3N4晶体中只含有C—N极性共价键，不含非极性共价键，故D正

确。］

6.A［金刚石中每个C原子连接12个六元环，石墨中每个C原子连接3

个六元环，B项错误。金刚石中碳原子采取sp3杂化，而石墨中碳原子采取sp2杂

化，C项错误。金刚石中每个碳原子与周围其他4个碳原子形成共价键，而每个

共价键为2个碳原子所共有，根据“切割法”，每个碳原子平均形成的共价键数

为4X^=2,故碳原子数与C—C键数之比为1：2;石墨晶体中每个碳原子与周

围其他3个碳原子形成共价键，同样可求得每个碳原子平均形成的共价键数为

3X1=1.5,故碳原子数与C—C键数之比为2：3,D项错误。］

7.D［晶体中含有Z'+和S）,则晶体类型为离子晶体，故A错误；该晶胞

中Zi?+的数目为8xt+6xT=4,S2-数目为4,两离子数目相等，故B错误；晶

胞中Zi?+周围等距且最近的S2-共有4个，则阳离子的配位数为4,故C错误；

。2-的半径比S2-半径小，则ZnO的熔点高于ZnS,故D正确。］

8.解析：(l)rcs+>rci_,Cs+位于体心，C厂位于顶点。(2)由晶胞可知，粒子

个数比为1：1,化学式为CuH,+1价的铜与一1价的氢均具有较强的还原性,

氯气具有强氧化性，产物为CuCb和HC1。(3)由晶胞结构可知，深灰球有1个,

浅灰球有1个，白球有3个，由电荷守恒可知〃(Mg2+)：〃(K+):"(『)=1：1：3,

故白球为F-。(4)从3种离子晶体的晶格能数据知道，离子所带电荷越多、离子

半径越小，离子晶体的晶格能越大，离子所带电荷数：Ti3+>Mg2+,离子半径：Mg?+

<Ca2+,所以熔点：TiN>MgO>CaO>KCl;MgO晶体中一个Mg?+周围和它最邻

近且等距离的Mg?+有12个。

占燃

答案：⑴体心顶点8(2)2CuH+3C12==^=2CUC12+2HC1

(3)F~(4)TiN>MgO>CaO>KCl12(5)84

9.解析：(1)K与0间的最短距离为坐a=^X0.446nm^O.315nm;由于

K、O分别位于晶胞的顶角和面心，所以与K紧邻的O原子数为12个。

⑵根据KICh的化学式及晶胞结构可画出KIO3的另一种晶胞结构，如图，

可看出K处于体心，O处于棱心。

答案：(1)0.31512⑵体心棱心

10.解析：由题图可知，小白球表示锂原子，由图(a)知，每个晶胞中的锂原

子数为8义1/8+4X1/4+4X1/2-4,故一个晶