2026版化学步步高大二轮专题复习-专题二　第10练　晶体结构与性质　晶胞计算

第10练晶体结构与性质晶胞计算[分值：50分](1~5题，每小题3分，6~12题，每小题5分)[真题专练]1.(2023·湖北，11)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是()选项性质差异结构因素A沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)分子间作用力B熔点：AlF3(1040℃)远高于AlCl3(178℃升华)晶体类型C酸性：CF3COOH(pKa=0.23)，远强于CH3COOH(pKa=4.76)羟基极性D溶解度(20℃)：Na2CO3(29g)大于NaHCO3(8g)阴离子电荷答案D解析由于新戊烷支链多，对称性好，分子间作用力小，所以沸点较低，故A正确；AlF3为离子晶体，熔点较高，AlCl3为分子晶体，熔点较低，则AlF3熔点远高于AlCl3，故B正确；由于电负性：F>H，C—F键极性大于C—H键，使得羧基上的羟基极性增强，氢原子更容易电离，酸性增强，故C正确；碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HCO3-间存在氢键，导致其不易溶于水，与阴离子电荷无关，故2.(2023·辽宁，14)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72.5NAB.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解析根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×14+1=3，O：2×12=1，Cl：4×14=1，1个晶胞的质量为3×7+16+35.5NAg=72.5NAg，晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3，则晶体的密度为72.5NA×a3×10-30g·cm-3，A项正确；图1晶胞中，O位于面心，与O等距离且最近的Li有6个，故O原子的配位数为6，B项正确；根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×14=2，O：2×12=1，Cl或Br：4×14=1，Mg的个数小于2，根据正负化合价的代数和为3.(2025·安徽，12)碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为dpm。如图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A.碘晶体是混合型晶体B.液态碘单质中也存在“卤键”C.127g碘晶体中有NA个“卤键”D.碘晶体的密度为2×254答案A解析碘晶体中，分子间为卤键(类似氢键)是范德华力，层间也是范德华力，故为分子晶体，A错误；“卤键”类似分子间作用力，液态碘分子间距离较近，也存在“卤键”，B正确；127g碘晶体的物质的量为0.5mol，根据题图可知，1个I2形成4个“卤键”，1个“卤键”被2个I2共有，故127g碘晶体中含有“卤键”的数目为0.5mol×4×12NAmol-1=NA，C正确；题图方框条件下形成的重复单元的体积为abd×10-30cm3，且上、下层中各含2个I2，故碘晶体的密度为2×254abd×N4.(2024·湖北，11)黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au-Cu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1824×100%=75%，Ⅰ中Au和Cu原子个数比值为1∶1，则Au的质量分数为197197+64×100%≈75%，A正确；Ⅱ中Au处于立方体的八个顶角，则Au的配位数为12，B正确；设Ⅲ的晶胞参数为a，Au-Cu的核间距为22a，Au-Au的最小核间距也为22a，最小核间距Au-Cu=Au-Au，C错误；Ⅰ中，Au处于内部，Cu处于晶胞的八个顶角，其原子个数比为1∶1，Ⅱ中，Au处于立方体的八个顶角，Cu处于面心，其原子个数比为8×18∶6×12=1∶3，Ⅲ中，Au处于立方体的面心，Cu5.(2025·河北，11)SmCok(k>1)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料，在航空航天等领域中获得重要应用。SmCok的六方晶胞示意图如下，晶胞参数a=500pm、c=400pm，M、N原子的分数坐标分别为56，16，1下列说法错误的是()A.该物质的化学式为SmCo5B.体心原子的分数坐标为1C.晶体的密度为89033D.原子Q到体心的距离为10041pm答案D解析根据均摊法可知，白球位于晶胞体内，数目为1，黑球位于晶胞顶点、棱上与体内，数目为4×112+4×16+8×14+2=5，结合晶胞化学式SmCok(k>1)可知，白球为Sm、黑球为Co，故该物质的化学式为SmCo5，A正确；该晶胞中含1个Sm和5个Co，结合晶胞参数可知，该六方晶胞体积为32a2c=32×(500×10-10cm)2×400×10-10cm=32×10-22cm3，则该晶体密度为(150+59×5)gNA×32×10-22cm3=[模拟演练]6.(2025·内蒙古乌兰察布二模)科研工作者合成了低温超导化合物M，再利用低温去插层法，获得了一个新化合物N。二者的晶体结构如图所示，下列说法正确的是()A.N的化学式为V3Se4O2B.M中与Cs原子最邻近的Se原子有2个C.N中V原子填充了Se原子构成的正八面体空隙D.去插层过程实质是将M中Cs元素转化为CsI去除答案D解析根据均摊原则，N晶胞中V原子数为8×14+4×12=4、Se原子数为8×14+2=4、O原子数为8×18+1=2，N的化学式为V2Se2O，故A错误；根据图示，M中与Cs原子最邻近的Se原子有8个，故B错误；N中V原子填充了Se原子构成的四边形的面心，故C错误；根据均摊原则，M的化学式为CsV2Se2O，N的化学式为V2Se2O，可知去插层过程实质是将M中Cs元素转化为7.(2025·辽宁抚顺六校协作体模拟)锆酸锶(SrZrO3，相对分子质量为M)可用于制造高频热稳定陶瓷电容器和高温陶瓷电容器，其一种立方晶胞结构如图所示。已知该晶胞边长为dpm；a、c原子的坐标分别为(0，0，0)和12，12，12A.b原子坐标为0B.锆原子填充在氧原子形成的八面体空隙中C.该晶体的密度为MNAD.与O原子距离最近且等距的O原子的数目为12答案D解析a原子的坐标为(0，0，0)，由图可知，b原子坐标为0，12，12，A正确；由图可知，锆原子填充在6个氧原子形成的八面体空隙中，B正确；据“均摊法”，晶胞中含8×18=1个Sr、1个Zr、6×12=3个O，则晶体密度为MNAd3×10-308.(2025·北京东城二模)干冰(固态二氧化碳)在-78℃时可直接升华为气体，其晶胞结构如图所示，下列说法不正确的是()A.CO2中的C为sp2杂化B.每个晶胞中含有4个CO2分子C.每个CO2分子周围有12个紧邻CO2分子D.干冰升华时需克服分子间作用力答案A解析二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2+4-2×22=2，孤电子对数为0，C原子的杂化方式为sp杂化，故A错误；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶角和面心的二氧化碳分子数为8×18+6×12=4，故B正确；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶角的二氧化碳与位于面心的二氧化碳距离最近，则每个二氧化碳分子周围有129.(2025·黑龙江九师联盟二模)CuI常作有机合成催化剂、人工降雨剂和加碘盐的碘来源。其一种制备原理：2CuSO4+5KI2CuI↓+2K2SO4+KI3，CuI不同晶型的晶胞结构如图所示：下列说法正确的是()A.上述反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶5B.KI3中阴离子(I3-)C.α⁃CuI中1个Cu+与4个Cu+等距离且最近D.等数目的β⁃CuI和γ⁃CuI晶胞，其质量之比为2∶1答案B解析2CuSO4(氧化剂)+3KI(还原剂)+2KI2CuI↓+2K2SO4+KI3中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3，A错误；I3-中I为中心原子，其价层电子对数为2+7+1-2×12=5，B正确；由图，α⁃CuI为1∶1结构，白球与黑球位置可以互换，以体心白球为例，与其等距且最近的白球位于棱心，有12个，即α⁃CuI中1个Cu+与12个Cu+等距离且最近，C错误；β⁃CuI晶胞中含8×18+1=2个黑球、4×14+1=2个白球，即1个晶胞含2个“CuI”；同理，γ⁃CuI晶胞中含8×18+6×13=4个黑球、4个白球，含4个“CuI”；相等数目晶胞中，β⁃CuI、γ10.(2025·石家庄模拟)Li+替代MgO晶体中部分Mg2+的位置可以调整晶体的电学、光学或力学性能，但由于二者的离子半径和化合价不同，会导致部分O2-脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。MgO晶体的晶胞结构如图所示，密度为ρg·cm-3，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A.晶体中与Mg2+最近且等距的O2-有6个B.晶胞的边长为3160ρNAC.若a处Mg2+被Li+替代，替代后该物质的化学式为Li0.25Mg3.75O3.875D.若a、b处Mg2+均被Li+替代，则会在每个晶胞的2个面心位置形成氧空位答案D解析1个晶胞中Mg2+个数为14×12+1=4，O2-个数为18×8+12×6=4，晶体体积为(4×24+4×16)g·mol-1ρg·cm-3×NAmol-1=160ρNAcm3，则晶胞的边长为3160ρNAcm=3160ρNA×1010pm，故B正确；a处Mg2+被Li+替代后，晶胞中Mg2+个数为14×11+1=3.75，Li+个数为0.25，总的正电荷为3.75×2+0.25=7.75，由于晶体呈电中性，负电荷也为7.75，则O2-个数为7.752=3.875，因此替代后该物质的化学式为Li0.25Mg3.75O3.875，故C正确；a、b处Mg2+均被Li+替代后，晶胞中Mg2+个数为111.(2025·江西模拟)K的两种氧化物可用作航天员、潜水员的供氧剂，其晶体结构分别如图甲、乙所示。甲晶胞参数为apm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()A.甲的化学式为KO2B.乙中阴、阳离子数之比为2∶1C.甲中阴离子配位数为4D.甲晶体密度为4.4×10答案D解析甲中个数为8，个数为(18×8+12×6)×2=8，表示K元素，表示O元素，阴离子O2-个数为4，化学式为K2O2，A错误；乙中个数为(18×8+1)×2=4，个数为14×4+12×2=2，表示O元素，阴离子O2-个数为2，表示K元素，化学式为KO2，则乙中阴、阳离子数之比为1∶1，B错误；根据面心O22-可以分析得出，距离O22-最近的K+有8个，阴离子的配位数为8，C错误；1个甲晶胞包含8个K+，4个O2-，密度为(8×12.(2025·山西模拟)锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为anm、anm、cnm，α=β=γ=90°，Sb原子填充在O原子形成的八面体空隙中。下列说法正确的是()A.该晶体的化学式为FeSb2O6B.Sb原子的配位数为8C.晶胞中W点Sb原子的原子分数坐标为(0，0