2025高考化学高三化学大二轮专项专题小题各个击破题型7有关晶胞的考查含答案及解析 - 副本

1．(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au­Cu合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是()A．Ⅰ为18K金B．Ⅱ中Au的配位数是12C．Ⅲ中最小核间距Au—Cu<Au—AuD．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1答案：C解析：24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为eq\f(18,24)×100%＝75%，Ⅰ中Au和Cu原子个数比为1∶1，则Au的质量分数为eq\f(197,197＋64)×100%≈75%，A正确；Ⅱ中Au处于立方体的八个顶点，Cu处于面心，则Au的配位数为3×8×eq\f(1,2)＝12，B正确；设Ⅲ的晶胞参数为a，Au—Cu的最小核间距为eq\f(\r(2),2)a，Au—Au的最小核间距也为eq\f(\r(2),2)a，C错误；Ⅰ中，Au处于内部，Cu处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1∶1；Ⅱ中，Au处于立方体的八个顶点，Cu处于面心，其原子个数比为8×eq\f(1,8)∶6×eq\f(1,2)＝1∶3；Ⅲ中，Au处于立方体的面心，Cu处于顶点，其原子个数比为6×eq\f(1,2)∶8×eq\f(1,8)＝3∶1，D正确。2．(2024·湖南卷)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为2LiH＋C＋N2eq\o(=,\s\up7(高温))Li2CN2＋H2，晶胞如图所示，下列说法错误的是()A．合成反应中，还原剂是LiH和CB．晶胞中含有的Li＋个数为4C．每个CNeq\o\al(2－,2)周围与它最近且距离相等的Li＋有8个D．CNeq\o\al(2－,2)为V形结构答案：D解析：根据分析可得反应2LiH＋C＋N2eq\o(=,\s\up7(高温))Li2CN2＋H2中，H元素由－1价升高到0价，C元素由0价升高到＋4价，N元素由0价降低到－3价，由此可知还原剂是LiH和C，A正确；Li＋位于晶胞的面上，根据均摊法可知，晶胞中含有的Li＋个数为8×eq\f(1,2)＝4，B正确；观察位于体心的CNeq\o\al(2－,2)可知，与它最近且距离相等的Li＋有8个，C正确；CNeq\o\al(2－,2)的中心原子C原子的价层电子对数为2＋eq\f(1,2)×(4＋2－3×2)＝2，且CNeq\o\al(2－,2)与CO2互为等电子体，则CNeq\o\al(2－,2)为直线形结构，D错误。3．(2024·甘肃卷)β­MgCl2晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是()A．电负性：Mg<ClB．单质Mg是金属晶体C．晶体中存在范德华力D．Mg2＋的配位数为3答案：D解析：由图乙中结构可知，每个Mg2＋与周围6个Cl－最近且距离相等，因此，Mg2＋的配位数为6，D错误。4．(2024·河北卷)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图，晶胞的边长为apm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A．该铋氟化物的化学式为BiF3B．粒子S、T之间的距离为eq\f(\r(11),4)apmC．该晶体的密度为eq\f(1064,NA×a3×10－30)g·cm－3D．晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个答案：D解析：根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有1＋12×eq\f(1,4)＝4个Bi，含有8＋8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝12个F，故该铋氟化物的化学式为BiF3，A正确；将晶胞均分为8个小立方体，则晶胞体内的8个F位于8个小立方体的体心，以M为原点建立坐标系，则T的原子分数坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))，S的原子分数坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))，故粒子S、T之间的距离为eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(1,4)))\s\up12(2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)－\f(1,4)))\s\up12(2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)－\f(3,4)))\s\up12(2))×apm＝eq\f(\r(11),4)apm，B正确；由A项分析可知，每个晶胞中有4个BiF3单元，晶胞体积为a3×10－30cm3，则晶体密度为eq\f(4×266,NA×a3×10－30)g·cm－3＝eq\f(1064,NA×a3×10－30)g·cm－3，C正确；以晶胞体心处铋离子为分析对象，距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内，有8个，D错误。5．(2023·重庆卷)配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法错误的是()A．中心原子的配位数是4B．晶胞中配合物分子的数目为2C．晶体中相邻分子间存在范德华力D．该晶体属于混合型晶体答案：D解析：该晶体由分子组成，为分子晶体，D错误。6．(2023·辽宁卷)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是()A．图1晶体密度为eq\f(72.5,NA×a3×10－30)g·cm－3B．图1中O原子的配位数为6C．图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1－xD．Mg2＋取代产生的空位有利于Li＋传导答案：C解析：图2中Mg和空位均存在，Mg的个数小于2，化学式错误，C错误。7．(2023·河北卷)锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A．该氧化物的化学式为ZrO2B．该氧化物的密度为eq\f(123×1030,NA·a3)g·cm－3C．Zr原子之间的最短距离为eq\f(\r(2),2)apmD．若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心答案：B解析：该氧化物的密度ρ＝eq\f(\f(91×4＋16×8,NA),（a×10－10）3)g·cm－3＝eq\f(492×1030,NA·a3)g·cm－3，B错误。8．(2022·湖北高考)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是()A．Ca2＋的配位数为6B．与F－距离最近的是K＋C．该物质的化学式为KCaF3D．若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变答案：B解析：F－与K＋的最近距离为棱长的eq\f(\r(2),2)，F－与Ca2＋的最近距离为棱长的eq\f(1,2)，所以与F－距离最近的是Ca2＋，B错误。9．(2023·湖南卷)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为apm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是()A．晶体最简化学式为KCaB6C6B．晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面D．晶体的密度为eq\f(2.17×1032,a3·NA)g·cm－3答案：C解析：根据晶胞结构可知，其中K个数为8×eq\f(1,8)＝1，Ca个数为1，B个数为12×eq\f(1,2)＝6，C个数为12×eq\f(1,2)＝6，故晶体最简化学式为KCaB6C6，A正确；根据晶胞结构可知，Ca2＋位于晶胞体心，K＋位于顶点，则晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个，B正确；根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；该晶胞质量为eq\f(217,NA)g，晶胞体积为a3×10－30cm3，则晶体密度为eq\f(2.17×1032,a3·NA)g·cm－3，D正确。10．(2023·湖北卷)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是()A．LaH2晶体中La的配位数为8B．晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHxC．在LaHx晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼D．LaHx单位体积中含氢质量的计算式为eq\f(40,（4.84×10－8）3×6.02×1023)g·cm－3答案：C解析：由LaH2的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，A正确；由LaHx晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx，B正确；由题干信息可知，在LaHx晶胞中，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，这样的结构有8个，晶胞中共含40个H原子，但形不成顶点数为40的闭合多面体笼，C错误；1个LaHx晶胞中含有5×8＝40个H原子，含H质量为eq\f(40,6.02×1023)g，晶胞的体积为(4.84×10－8)3cm3，则LaHx单位体积中含氢质量的计算式为eq\f(40,（4.84×10－8）3×6.02×1023)g·cm－3，D正确。1．(2024·云南三校高三联考)氮化钛为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。TiN晶体的晶胞结构如图所示(白球代表N，黑球代表Ti)。下列说法错误的是()A．基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2B．Ti均位于N构成的八面体空隙中C．该晶胞中含有6个Ti原子和4个N原子D．Ti元素位于元素周期表d区，是过渡元素答案：C解析：由晶胞结构可知，晶胞中位于棱上和体心的Ti原子个数为12×eq\f(1,4)＋1＝4，位于顶点和面心的N原子个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，C错误。2.(2024·武汉市高三年级调研考试)镓的某种化合物的晶胞结构如图所示(晶胞参数为apm)。下列说法正确的是()A．Ga元素位于周期表的ds区B．晶体结构中N的配位数为4C．该物质的化学式为GaN2D．该晶体的密度为eq\f(4×84,a3NA)×1027g·cm－3答案：B解析：Ga为第四周期第ⅢA族元素，价层电子排布式为4s24p1，位于元素周期表的p区，A错误；1个N周围距离相等且最近的Ga有4个，即N的配位数为4，B正确；晶胞中Ga位于顶点和面心，个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，N位于体内，个数为4，则该物质的化学式为GaN，C错误；该晶胞含有4个Ga、4个N，则晶体的密度为eq\f(4×84,a3NA)×1030g·cm－3，D错误。3．(2024·吉林省白山市高三一模)Cu、Au能形成多种组成固定的合金，其中一种晶体的晶胞结构(立方体)如图所示。下列说法正确的是()A．该晶体的化学组成可表示为CuAuB．Cu在元素周期表中位于ds区，属于过渡元素C．与1个Cu原子距离最近且相等的Au原子有8个D．Au填充在与之距离最近的Cu原子构成的正四面体空隙中答案：B解析：该晶胞中Cu原子个数为6×eq\f(1,2)＝3，Au原子个数为8×eq\f(1,8)＝1，Cu、Au原子个数之比为3∶1，所以晶体化学式为Cu3Au，A错误；与1个Cu原子距离最近的Au原子位于Cu原子所在面中4个顶点上，所以与1个Cu原子距离最近且相等的Au原子有4个，C错误；根据图知，晶胞中Au原子和距离最近的Cu原子为顶点和面心的位置关系，则Au原子没有填充在与之距离最近的Cu原子构成的正四面体空隙中，D错误。4．(2024·湖南省长沙市长郡中学高三月考)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义，化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出)。每个苯环只有一半属于该晶胞，晶胞参数为a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°。晶胞中N原子均参与形成配位键。下列说法不正确的是()A．基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2B．Ni2＋与Zn2＋的配位数之比为2∶3C．x∶y∶z＝2∶1∶1D．晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是Zn2＋答案：D解析：Ni是28号元素，基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2，A正确；晶胞中每个N原子均参与形成配位键，Ni2＋形成的配位键数目为4，Zn2＋形成的配位键数目为6，则Ni2＋与Zn2＋的配位数之比为4∶6＝2∶3，B正确；由晶胞示意图可知，一个晶胞中含有Ni2＋个数为2×eq\f(1,2)＝1，Zn2＋个数为8×eq\f(1,8)＝1，CN－个数为8×eq\f(1,2)＝4，NH3个数为8×eq\f(1,4)＝2，苯环个数为4×eq\f(1,2)＝2，则该晶胞的化学式为Ni(CN)4·Zn(NH3)2·2C6H6，则x∶y∶z＝4∶2∶2＝2∶1∶1，C正确；由分析可知Ni2＋、Zn2＋的d轨道均参与杂化，D错误。5．(2024·沈阳市高中三年级教学质量监测)某立方晶系的锑钾(Sb­K)合金可作为钾离子电池的电极材料，如图表示1/8晶胞。下列说法中错误的是()A．该晶胞的体积为8a3×10－30cm3B．K和Sb原子数之比为3∶1C．与K最邻近的Sb原子数为4D．该晶胞的俯视图为答案：D解析：1/8晶胞的体积为a3×10－30cm3，该晶胞的体积为8a3×10－30cm3，A正确；根据图示，1/8晶胞中平均含有K原子数为4×eq\f(1,8)＋1＝eq\f(3,2)，Sb原子数为4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，K和Sb原子数之比为3∶1，B正确；由图可知，1/8晶胞体心处K最邻近的Sb原子数为4，C正确；根据图示推出晶胞顶点、面心、内部存在K原子，该晶胞的俯视图为，D错误。6．(2024·江西省高三联合考试)钙钛矿太阳能电池是当前世界上最有前途的薄膜光伏技术之一，(CH3NH3)PbI3(相对分子质量为620)是主要的有机－无机杂化钙钛矿材料，其晶胞结构如图1所示，A为有机阳离子，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是()A．C、N、I均属于p区元素B．I基态原子的简化电子排布式为[Kr]5s25p5C．若沿z轴向xy平面投影，则其投影图如图2所示D．该晶体的密度为eq\f(6.2×1032,a3NA)g·cm－3答案：B解析：I基态原子的简化电子排布式为[Kr]4d105s25p5，B错误。7．(2024·广东省河源中学高三调研考试)某种新型储氢材料的立方晶胞如图所示，该晶体由[Fe(NH3)6]n＋和[BH4]－形成，晶胞参数为apm。下列说法中不正确的是()A．[Fe(NH3)6]n＋中n＝2B．晶胞中[Fe(NH3)6]n＋和[BH4]－的配位数分别为8和4C．晶胞中距离最近的2个[Fe(NH3)6]n＋之间的距离为eq\f(\r(3)a,4)pmD．[BH4]－中心原子的杂化方式为sp3杂化答案：C解析：由题图可知，每个晶胞中含有8个[BH4]－和8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个[Fe(NH3)6]n＋，根据电荷守恒可知n＝2，A正确；由图可知，晶胞中[Fe(NH3)6]n＋和[BH4]－的配位数分别为8和4，B正确；由题干晶胞图可知，晶胞中距离最近的2个[Fe(NH3)6]n＋之间的距离为面对角线的一半，为eq\f(\r(2)a,2)pm，C错误；[BH4]－的中心原子价层电子对数为4，故中心原子杂化方式为sp3杂化，D正确。8.(2024·湖北十一校高三第一次联考)Mg2Fe是目前储氢密度最高的材料之一，其晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm。Mg原子占据Fe原子形成的所有四面体空隙，储氢后，H2分子占据Fe原子形成的八面体空隙，化学式为Mg2Fe(H2)x。下列说法正确的是()A．Mg2Fe晶胞中，Fe的配位数为4B．储氢时，0<x≤1C．氢气储满后，H2和H2的最短距离为eq\f(\r(3),2)apmD．Mg2Fe(H2)x单位体积中含氢的质量的计算公式为eq\f(2x,（a×10－10）3×6.02×1023)g·cm－3答案：B解析：Mg2Fe晶胞中，Fe原子周围距离最近且相等的Mg原子有8个，故Fe的配位数为8，A错误；Fe原子形成的八面体空隙的中心在晶胞的棱心和体心，每个晶胞中含有4个Fe原子和8个Mg原子，氢气储满后所含H2分子数为12×eq\f(1,4)＋1＝4，此时晶体的化学式为Mg2FeH2，即x＝1，若氢气未储满，则0<x<1，因此储氢时0<x≤l，B正确；H2储满后H2和H2的最短距离即体心到棱心的距离，为eq\f(\r(2),2)apm，C错误；每个晶胞中含4个Mg2Fe(H2)x，因此Mg2Fe(H2)x单位体积中含氢的质量的计算公式为eq\f(8x,（a×10－10）3×6.02×1023)g·cm－3，D错误。9．(2024·湖北省级示范高中高三联考)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＋、Fe3＋分别占据立方体的顶点，自身互不相邻，而CN－位于立方体的棱上，其晶体中的阴离子结构如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是()A．该晶体是离子晶体B．若M离子位于上述立方体的体心，立方体的棱长为apm，M的相对原子质量为b，则晶体密度为eq\f(（b＋134）×1030,NAa3)g·cm－3C．晶体的化学式可表示为MFe2(CN)6，且M呈＋1价D．若M离子位于上述立方