高考化学一轮复习：物质结构与性质 元素周期律-原子坐标专题训练

一轮复习物质结构与性质元素周期律创新1.我国科学家合成了太阳能电池材料，其晶体结构如图所示，属于立方晶系，晶胞质量为，其中大黑球代表，原子坐标参数A为（0,0,0），B为（）。下列说法错误的是()A.B代表B.每个晶胞含有的数目为6C.C的原子坐标参数为（）D.的摩尔质量为2.钴的一种化合物的晶胞结构如图所示，已知A点的原子坐标参数为（0，0，0），B点的为（，0，），下列说法中错误的是()A.配合物中基态的价层电子排布式为 B.距离最近且等距的的数目为8C.C点的原子坐标参数为（，，）D.该物质的化学式为3.晶体结构与相似，只是用占据晶体(图Ⅰ)中的C1的位置，而Cs所占位置由O原子占据，如图Ⅱ所示，下列说法正确的是()A．晶胞中四面体的O坐标为()，则①的Cu坐标可能为()B．晶胞中有2个C．CsCl的晶胞参数为acm，设为阿伏加德罗常数的值，相对分子质量为M，则密度为D．Cu2O晶胞中Cu的配位数是44.近日，科学家研究利用晶体释放出的和脱除硅烷，拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法错误的是()A.F、Si和Ca，原子半径依次增大B.与的晶体类型及氧原子的杂化方式均相同C.图中A处原子分数坐标为(0，0，0)，则B处原子分数坐标为(，，)D.脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力，脱硅能力5.晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大晶体已应用于大功率固体激光器。分别用o、●表示和，晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是，在晶胞xz面、yz面上的位置：①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是()A.是中强酸，则的结构为B.分子中键角：∠H-O-P<∠O-P-OC.晶体的密度为g/cm3D.晶胞在x轴方向的投影图为6.铁氮化合物在磁记录材料领域有着广泛的应用前景.某，的晶胞如图1所示，可以完全替代该晶体中m位置或n位置，形成替代型产物.转化为两种替代型产物的能量变化如图2所示.下列说法错误的是（）A.与铜同周期且基态原子最外层未成对电子数与基态铜原子相同的元素有3种B.晶胞中与之间的最短距离为C.当m位置的位于体心时，n位置的位于棱心D.两种产物中，更稳定的替代型产物的化学式为7.我国科研团队将掺杂到结构单元中，得到一种高性能的p型太阳能电池材料。掺杂后的晶胞属于立方晶系，边长为，其结构如图所示。已知位于A点的原子坐标参数为（0，1，1），下列说法正确的是()

A.晶胞中Mg原子与Ni原子数之比为1:2B.Li的坐标参数为（1，1，0.5）C.晶体中每个O原子周围都有3个等距且最近的Ni原子D.A点的原子与Li间的距离是8.把氯化汞（）加入到溶有氨气的氯化铵溶液中，可以得到某种含汞化合物，其晶胞结构如图所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，在晶胞中a的分数坐标为（0,0,0），晶胞的体积为。下列说法正确的是()A.基态N原子的轨道表达式是B.该化合物的化学式是C.汞原子b的分数坐标为D.该晶体的密度是9.一种四方结构的超导化合物的晶胞如图甲所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图乙所示。图中和共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用和代表，则该化合物的化学式表示为_______；通过测定密度和晶胞参数，可以计算该物质的值，完成它们关系表达式：=____，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图甲中原子1的坐标为（），则原子2和3的坐标分别为_______、_______。10.回答下列问题：（1）铬的一种氧化物的晶胞结构如图1所示，其中氧离子与晶体镁堆积方式一致，铬离子在其八面体空隙中（如在构成的八面体空隙中）。①该氧化物的化学式为__。②该晶胞有___%八面体空隙未填充阳离子。③已知氧离子半径为acm，晶胞的高为bcm，代表阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为__。（用含a、b和NA的代数式表示）（2）①血红蛋白在血液中输送氧气，其结构如图2，的配位数为__，当空气中CO浓度较大时，人体会缺氧窒息，甚至死亡，其原理是__。②晶体只含钠、镁、铅三种元素，其晶胞如图3，钠原子填满Pb原子的四面体空隙，X的化学式为___。若Pb原子与Na原子的最近距离为anm，则该晶胞的密度为__（用含a和的式子表示）。（3）铁氮化合物是磁性材料领域研究中的热点课题之一。晶体中铁的堆积方式为面心立方，氮原子位于体心，沿z轴投影如图4所示，已知阿伏加德罗常数的值为，Fe（Ⅰ）、Fe（Ⅱ）原子最近距离为apm。①结构中原子坐标参数A为（0，0，0），氮原子为（，，），则B坐标参数为__。②计算该晶体密度为__。

答案以及解析1.答案：BD解析：由晶体结构图可知，题图表示2个晶胞，其中位于晶胞的顶点，个数为，B位于晶胞内部，个数为1，C位于晶胞面上，个数为，由化学式可知B代表，C代表。由分析可知，B代表，A项正确；图示晶体结构中含有2个晶胞，则每个晶胞含有的数目为3，B项错误；由原子坐标参数A为（0,0,0），B为（）可知，C的原子坐标参数为（），C项正确；由上述分析可知，每个晶胞中含有1个，设其摩尔质量为，则，解得，D项错误。2.答案：BD解析：钴元素的原子序数为27，基态钴原子的价层电子排布式为，则配合物中基态的价层电子排布式为，故A正确；由晶胞结构可知，距离最近且等距的的数目为6，故B错误；C点位于体心，由A点的原子坐标参数为（0，0，0），B点的为（，0，）可知，C点的原子坐标参数为（，，），故C正确；由晶胞结构可知，一个晶胞中位于顶点的的个数为，位于体心的的个数为1，位于面心的的个数为，则该物质的化学式为，故D错误。3.答案：AB解析：根据图中所给坐标系，和已知O坐标为，则①的Cu坐标为,A项正确；根据均摊法可以算出晶胞中有2个O，4个Cu，即2个，B项正确；CsCl晶胞中有1个CsCl的密度为，C项错误；Cu2O晶胞为Cu的配位数是2，D项错误。4.答案：BD5.答案：A6.答案：A解析：A.Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子,核外电子排布式为:,Cu是第四周期的元素，原子的最外层有1个为成对的电子，与铜同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与铜原子相同的元素有K、Cr共2种，故A错误;B.晶胞边长为acm，晶胞中Fe与Fe之间的最短距离为，给B正确；C.由图1将顶点置于体心，即当m位置的Fe位于体心时，n位置的Fe位于棱心，故C正确;D.由图可知，Cu替代m位置Fe型能量更稳定，所以Cu位于晶胞面心位置，原子数目为；Fe位于顶点位置、原子数目为;N位于体心，原子数为1;即更稳定的Cu替代型产物的化学式为，故D正确;故选A选项。7.答案：D解析：晶胞中Mg原子个数为，Ni原子个数为，故Mg原子与Ni原子数之比为9:19，A选项错误。位于A点的原子坐标参数为（0，1，1），则Li的坐标参数为（1，0.5，0.5），A点的原子与Li间的距离是，B项错误，D项正确。由图可知并非所有的O原子周围都有3个等距且最近的Ni原子，如坐标参数为（0.5，1，1）的O原子周围不止3个等距且最近的Ni原子，C项错误。8.答案：D解析：基态N原子的轨道表达式中2p轨道电子自旋方向相同，因此正确的轨道表达式是，A错误；由晶胞结构可知，每个晶胞中有8个Hg原子在晶胞顶点上，2个Hg原子在面上，根据均摊法可知每个晶胞中Hg原子的个数为；8个分子在棱上，4个分子在面上，根据均摊法可知每个晶胞中分子的数目为；4个Cl原子在面上，2个Cl原子在晶胞内，根据均摊法可知每个晶胞中Cl原子的数目为，所以该含汞化合物的化学式为，B错误；汞原子a的分数坐标为（0,0,0），结合坐标系，由图可知汞原子b的分数坐标为，C错误；由B项分析可知，1个晶胞的质量是，晶胞的体积为，则该晶体的密度为，D正确。9.答案：；；（）；（）解析：由题图甲可知，晶胞内Fe处于体心和棱心，Fe原子一共有个，结合题图乙得知，As原子承Sm原子位于面上，As原子一共有个，Sm原子一共有个，和位于上下底面，则和共有个，综上所述，一个晶胞内有2个Fe、2个Sm、2个As、和一共2个，可得该化合物的化学式表示为；已知超导化合物晶体晶胞参数为，且的相对分子质量为，根据密度公式，得。原子2位于原子1正下方（底面面心），则由原子1坐标结合三维坐标系的方向可如原子2坐标为（）；原子3位于棱心，其坐标为（）。10.答案：（1）；33.3；（2）6；CO与血红蛋白中的的结合能力强于O与的结合能力，导致血红蛋白失去载氧能力；；（3）（1，，）；解析：（1）①由晶胞示意图可知，该晶胞中氧离子位于晶胞的顶点、面心和体内，则1个晶胞中氧离子的个数为12×+2×+3=6，铬离子位于晶胞的体内，则1个晶胞中铬离子的个数为4，氧离子和铬离子的个数之比为6∶4=3∶2，则该氧化物的化学式为；②该晶胞中共有12个正八面体空隙，其中8个正八面体空隙中填充了，则该晶胞中有4个未填充阳离子的八面体空隙，所占比例为×100%≈33.3%；③已知氧离子的半径为acm，则底面边长为2acm，又因为晶胞的高度为bcm，所以晶胞的体积，一个晶胞中含有2个，其质量，所以该晶体的密度；（2）①与5个N原子、1个O原子形成配位键，的配位数为6；CO与血红蛋白中的的结合能力强于O与的结合能力，导致血红蛋白失去载氧能力，当空气中CO浓度较大时，人体会缺氧窒息，甚至死亡；②由均摊法可知，晶胞单独占有Pb原子数目=8×+6×=4，单独占有Mg原子数目为=12×+1=4，钠原子填满Pb原子的四面体空隙，则晶胞中含有8个Na原子，N（Na）∶N（Mg）∶N（Pb）=8∶4∶4=2∶1∶1，故化学式为。若Pb原子与Na原子的最近距离为anm，则晶胞棱长=nm，晶体