晶体结构与晶胞化学式 练习 2025届高三化学二轮复习【解析版】

晶体结构与晶胞化学式1．(2023·南京模拟)一种钴的氧化物在纳米储能领域研究广泛，其晶胞结构如图所示(白球为Co，黑球为O)，已知该晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是()A．该晶体的化学式为CoOB．基态Co原子有3个未成对电子C．与O原子最近且等距离的O原子有12个D．该氧化物的摩尔体积为eq\f(a3×10－36×NA,4)cm3·mol－1答案D解析根据均摊法，晶胞中有12×eq\f(1,4)＋1＝4个Co，有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个O，则化学式为CoO，故A正确；基态Co原子的价层电子排布式为3d74s2，有3个未成对电子，故B正确；1mol晶胞中含有4molCoO，该氧化物的摩尔体积为eq\f(a3×10－30×NA,4)cm3·mol－1，故D错误。2．(2023·苏州模拟)一种新型高性能的p型太阳能电池材料的晶体结构单元(为立方体，质量为bg)及部分原子分数坐标如图所示，其中Ni和Mg间的最短距离为apm。下列说法正确的是()A．①处原子分数坐标为(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))B．晶体密度为eq\f(b,2×10－30\r(2)a3)g·cm－3C．该晶体不可能是离子晶体D．该物质的化学式为Li0.5Mg1.2Ni2.4O4答案B解析由图可知，①处原子位于后侧面的面心，原子分数坐标为(eq\f(1,2)，1，eq\f(1,2))，故A错误；由图可知，Ni和Mg间的最短距离为面对角线长的一半，则面对角线长度为2apm，晶体结构单元边长为eq\r(2)apm，晶体结构单元体积为(eq\r(2)a×10－10)3cm3，晶体密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(bg,\r(2)a×10－103cm3)＝eq\f(b,2×10－30\r(2)a3)g·cm－3，故B正确；该晶体由金属与氧元素组成，且Mg、Li都为活泼金属，有可能是离子晶体，故C错误；晶体结构单元中Li的个数为1×eq\f(1,2)＝0.5，Mg的个数为2×eq\f(1,2)＋1×eq\f(1,8)＝1.125，Ni的个数为7×eq\f(1,8)＋3×eq\f(1,2)＝2.375，O的个数为4，因此该物质的化学式为Li0.5Mg1.125Ni2.375O4，故D错误。3．(2023·扬州模拟)一种含钒超导材料的晶胞结构及晶体结构俯视图如图，晶胞参数为xnm、xnm、ynm，摩尔质量为Mg·mol－1(Sb原子有两种位置关系，分别用Sb1和Sb2代表)，下列叙述错误的是()A．该晶体的化学式为CsV3Sb5B．与Cs原子距离最近的Sb1原子有6个C．基态V2＋占据的最高能层的符号是MD．该含钒超导材料的晶体密度为eq\f(M,NA×\f(\r(3),2)×x2×y×10－21)g·cm－3(NA为阿伏加德罗常数的值)答案B解析结合均摊法可知，晶胞中Cs位于晶胞顶角，共4×eq\f(1,12)＋4×eq\f(1,6)＝1个，V位于面心和体心，共4×eq\f(1,2)＋1＝3个，Sb位于棱心和体内，共2×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,3)＋4＝5个，则晶体中粒子个数比Cs∶V∶Sb＝1∶3∶5，则晶体的化学式为CsV3Sb5，故A正确；以顶角的Cs为观察对象，与Cs原子距离最近的Sb1原子位于棱心上，Cs原子的上方晶胞中也有1个棱心Sb1，共2个，故B错误；基态V2＋的价层电子排布式为3d3，最高能层符号为M，故C正确；该晶胞的质量为eq\f(M,NA)g，晶胞的体积为eq\f(\r(3),2)×x2×y×10－21cm3，晶体的密度为eq\f(M,NA×\f(\r(3),2)×x2×y×10－21)g·cm－3，故D正确。4．碘和钙形成的某种可溶性二元化合物常用于医药方面，其熔、沸点分别为779℃、1100℃，晶胞结构如图所示。下列说法错误的是()A．该物质的化学式是CaI2B．该物质在熔融状态和水溶液中均可导电C．该化合物熔、沸点高于氟化钙D．Ca在周期表中所处的s区含有非金属元素答案C解析由图可知，每个晶胞中含有2个I原子，Ca原子的数目为eq\f(1,12)×4＋eq\f(1,6)×4＝1，因此该物质的化学式是CaI2，A正确；碘化钙是离子晶体，熔融状态和水溶液中均可导电，B正确；氟化钙和碘化钙均为离子晶体，阳离子相同，氟离子半径比碘离子半径小，因此氟化钙中阴、阳离子间作用力较强，熔、沸点较高，C错误；s区中的H是非金属元素，D正确。5．金属硼氢化物可用作储氢材料。一种金属硼氢化物氨合物的晶体结构如图所示。图中八面体的中心代表金属M原子，顶点代表氨分子；四面体的中心代表硼原子，顶点代表氢原子。该晶体属立方晶系，晶胞棱边夹角均为90°。该晶体的化学式为__________________________________________________________________________________________________。答案M(NH3)6(BH4)26．一种铜金合金晶胞如图所示(Au原子位于顶角，Cu原子位于面上)，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为________，若该晶胞的边长为apm，则合金的密度为________________g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。答案1∶3eq\f(197＋64×3×1030,a3NA)解析该晶胞中，Au原子位于顶角，Cu原子位于面上，Au原子个数为8×eq\f(1,8)＝1，Cu原子个数为6×eq\f(1,2)