2026版化学步步高大二轮专题复习-专题四　微点突破4　充放电过程中晶胞结构的变化

微点突破4充放电过程中晶胞结构的变化1.(2022·山东，15改编)Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法不正确的是()A.每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为4xB.每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2-xSe晶胞，转移电子数为8C.每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1-xD.当NayCu2-xSe转化为NaCuSe时，每转移(1-y)mol电子，产生(1-x)molCu原子答案C解析由晶胞结构可知，硒离子个数为8×18+6×12=4，则每个晶胞内含有4个Cu2-xSe，设晶胞中铜离子和亚铜离子的个数分别为a和b，则a+b=8-4x，由化合物中各元素化合价代数和为0可得2a+b=4×2，解得a=4x，故A正确；由题意可知，Na2Se转化为Cu2-xSe的电极反应式为Na2Se-2e-+(2-x)CuCu2-xSe+2Na+，由晶胞结构可知，硒离子个数为8×18+6×12=4，则每个晶胞中含有4个Na2Se，转移电子数为8，故B正确；由题意可知，Cu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为Cu2-xSe+e-+Na+NaCuSe+(1-x)Cu，由晶胞结构可知，硒离子个数为8×18+6×12=4，则每个晶胞中含有4个NaCuSe，晶胞中0价铜原子个数为4-4x，故C错误；由题意可知，NayCu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为NayCu2-xSe+(1-y)e-+(1-y)Na+NaCuSe+(1-x)Cu，所以每转移(1-y)mol电子，产生(1-x)2.(2025·云南，13)(Li0.45La0.85)ScO3是优良的固态电解质材料，Ce4+取代部分La3+后产生空位，可提升Li+传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(O2-未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是()A.每个晶胞中O2-个数为12B.该晶胞在yz平面的投影为C.Ce4+取代后，该电解质的化学式为(Li0.45La0.85-yCey)ScO3D.若只有Li+发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等答案C解析由晶胞结构可知，Sc3+位于晶胞的8个棱心和4个面心，由均摊法可知Sc3+的个数为8×14+4×12=4，该晶胞中Sc3+和O2-的个数比为1∶3，因此，每个晶胞中O2-个数为12，A正确；Ce4+取代La3+后，Li+数目减少并产生空位，设取代后电解质化学式为(Li0.45-xLa0.85-yCey)ScO3，根据化合价代数和为0知，(0.45-x)+3×(0.85-y)+4y=0.45+3×0.85，解得：x=y，则该电解质的化学式为(Li0.45-yLa0.85-yCey)ScO3，C错误；Li+与电子所带的电荷数目相同，只是电性不同，原电池中内电路和外电路通过的电量相等，因此，若只有Li+发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等，3.(2025·内蒙古1月适应性测试)钾锰铁基普鲁士白[K2MnFe(CN)6]是一种钾离子电池正极材料，充电时随着K+脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是()A.Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程B.充电过程中Fe或Mn的价态降低C.晶体Ⅱ的化学式为KMnFe(CN)6D.晶胞Ⅲ中π键数目为24答案C解析钾锰铁基普鲁士白[K2MnFe(CN)6]是一种钾离子电池正极材料，充电时装置为电解池，其为阳极，失去电子发生氧化反应，充电时随着K+脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ，则Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程，原电池中会发生自发的氧化还原反应，A错误；充电过程阳极发生氧化反应，则Fe或Mn的价态升高，B错误；据“均摊法”，晶胞Ⅱ中含12×14+1=4个FeC6、8×18+6×12=4个MnN6、4个K，则化学式为KMnFe(CN)6，C正确；结合C分析，晶胞Ⅲ中含有24个CN-，CN-中含有碳氮三键，1个碳氮三键含有1个σ键和2个π键，则其中π键数目为484.[2020·全国卷Ⅰ，35(4)]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，LiFePO4脱出部分Li+，形成Li1-xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x=，n(Fe2+)∶n(Fe3+)=。

答案4316(或0.1875)13∶解析根据(a)图，小圆点为Li+，位于顶点的Li+有8个，位于棱上的Li+有4个，位于面心的Li+有4个，晶胞中共含有Li+的个数为8×18+4×14+4×12=4，所以每个晶胞中含有LiFePO4的单元数为4。由(b)图与(a)图相比知，(b)图中少了2个Li+，一个是棱上的，一个是面心上的，所以(b)图中物质含Li+的