2026版《金版教程》高考复习化学区域A版高考题型专练-有关晶胞的综合考查

高考总复习首选用卷化学高考题型专练——有关晶胞的综合考查1．(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。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解析根据反应2LiH＋C＋N2eq\o(=,\s\up7(高温))Li2CN2＋H2可知，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，则还原剂是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·辽宁卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是()A．结构1钴硫化物的化学式为Co9S8B．晶胞2中S与S的最短距离为eq\f(\r(3),2)aC．晶胞2中距Li最近的S有4个D．晶胞2和晶胞3表示同一晶体答案B解析由均摊法得，结构1中含有Co的数目为4＋4×eq\f(1,8)＝4.5，含有S的数目为1＋12×eq\f(1,4)＝4，Co与S的原子个数比为9∶8，因此结构1的化学式为Co9S8，A正确；由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的eq\f(1,2)，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为eq\f(\r(2),2)a，B错误；如图：，以图中圈出的Li为例，与其最近的S共4个，C正确；如图，当2个晶胞2放在一起时，图中灰框截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，D正确。4．(2024·安徽卷)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和导电时Li＋迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为＋4价，La为＋3价。下列说法错误的是()A．导电时，Ti和La的价态不变B．若x＝eq\f(1,3)，Li＋与空位的数目相等C．与体心最邻近的O原子数为12D．导电时，空位移动方向与电流方向相反答案B解析根据题意，导电时Li＋发生迁移，化合价不变，则Ti和La的价态不变，A正确；根据“均摊法”，1个晶胞中含Ti的个数为8×eq\f(1,8)＝1，含O的个数为12×eq\f(1,4)＝3，含La或Li或空位共1个，若x＝eq\f(1,3)，则La和空位共eq\f(2,3)，N(La)＋N(空位)＝eq\f(2,3)，结合化合物中正负化合价代数和为0，可得(＋1)×eq\f(1,3)＋(＋3)×N(La)＋(＋4)×1＋(－2)×3＝0，解得N(La)＝eq\f(5,9)、N(空位)＝eq\f(1,9)，Li＋与空位数目不相等，B错误；由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O原子数为12，即位于棱心的12个O原子，C正确；导电时Li＋向阴极移动，即与电流方向相同，则空位移动方向与电流方向相反，D正确。5．(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解析由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。6．(2024·重庆卷)储氢材料MgH2的晶胞结构如图所示，MgH2的摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是()A．H－的配位数为2B．晶胞中含有2个Mg2＋C．晶体密度的计算式为eq\f(2M,NAa2c)g/cm3D．Mg2＋(ⅰ)和Mg2＋(ⅱ)之间的距离为eq\f(\r(a2＋2c2),2)nm答案B解析由题图可知，与H－距离最近且等距离的Mg2＋的个数是3，则H－的配位数为3，A错误；该晶胞的体积为a2c×10－21cm3，该晶胞中Mg2＋的个数为8×eq\f(1,8)＋1＝2，H－的个数为4×eq\f(1,2)＋2＝4，相当于晶胞中含有2个MgH2，晶体密度为eq\f(2M,NAa2c×10－21)g/cm3，C错误；Mg2＋(ⅰ)和Mg2＋(ⅱ)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半，为eq\f(\r(2a2＋c2),2)nm，D错误。7．(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，C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．(2025·武汉高三调研)ZnS是一种优良的锂离子电池负极材料。在充电过程中，负极材料晶胞的组成变化如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．基态Zn2＋的价层电子排布式为3d84s2B．ZnS的Vm为eq\f(a3×10－27×NA,4)m3·mol－1C．图示的LixZnyS晶胞中x∶y＝6∶1D．Li2S晶胞中S2－的配位数为4答案C解析基态Zn2＋的价层电子排布式为3d10，A错误；由均摊法可知，ZnS晶胞中Zn2＋位于晶胞体内，个数为4，S2－位于晶胞的顶点和面心，个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，则1个ZnS晶胞中含有4个Zn2＋、4个S2－，1个晶胞的体积为(a×10－12m)3，则ZnS的Vm＝eq\f(（a×10－12m）3,4)×NAmol－1＝eq\f(a3×10－36×NA,4)m3·mol－1，B错误；由均摊法知，LixZnyS晶胞中S2－位于顶点和面心，个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，Li＋、Zn2＋位于体内，总个数为7，设Li＋个数为a，Zn2＋个数为b，则a＋b＝7，再根据化合物中各元素化合价代数和为零，可得a＋2b＝8，联立解得a＝6，b＝1，故x∶y＝a∶b＝6∶1，C正确；Li2S晶胞中，以上底面面心处S2－为研究对象，与S2－距离最近且相等的Li＋有8个，上、下两个晶胞中各4个，故S2－的配位数为8，D错误。10．(2025·辽宁葫芦岛统考)一种由Cu、In、Te组成的晶体的晶胞如图，晶胞参数和晶胞中各原子的投影位置(俯视图)如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。已知：A、B原子的分数坐标分别为(0，0，0)、eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，下列叙述不正确的是()A．In原子的配位数为2B．该晶体的化学式为CuInTe2C．C原子的分数坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(7,8)))D．晶胞中A、D原子间距离为eq\f(\r(2a2＋c2),4)pm答案A解析距离In原子最近且等距的原子数为4，即In原子的配位数为4，A错误；晶胞中Cu原子个数＝8×eq\f(1,8)＋1×1＋4×eq\f(1,2)＝4，In原子个数＝6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝4，Te原子个数＝8×1＝8，Cu、In、Te的原子个数比＝4∶4∶8＝1∶1∶2，因此晶体化学式为CuInTe2，B正确；由A、B两原子的分数坐标及C原子的位置可知，C原子的分数坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(7,8)))，C正确；D原子在底面的投影点与A、D构成直角三角形，斜边AD的长d＝eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2)a,4)))\s\up12(2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2c,8)))\s\up12(2))pm＝eq\r(\f(2a2,16)＋\f(c2,16))pm＝eq\f(\r(2a2＋c2),4)pm，D正确。11.(2025·吉林高三质检)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂，硫代硫酸根离子(S2Oeq\o\al(2－,3))可看作是SOeq\o\al(2－,4)中的一个O原子被S原子取代的产物，浸金时S2Oeq\o\al(2－,3)与Au＋配位形成[Au(S2O3)2]3－。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，结构如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．[Mg(H2O)6]2＋中σ键数目为12B．S2Oeq\o\al(2－,3)的空间结构是四面体形C．与Au＋配位时，S2Oeq\o\al(2－,3)中心S原子可作配位原子D．MgS2O3·6H2O晶体的密度为eq