高中化学新教材同步讲义高考真题体验(三)

高考真题体验(三)考点1晶胞的理解1.(2022·湖北卷)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是()A.具有自范性B.与C60互为同素异形体C.含有sp3杂化的碳原子D.化学性质与金刚石有差异答案A解析自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的单质，所以是同素异形体，B正确；碳玻璃具有高硬度，与金刚石物理性质类似，因而结构具有一定的相似性，所以含有sp3杂化的碳原子形成化学键，C正确；金刚石与碳玻璃属于同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D正确。2.(2022·湖北卷)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Ca2＋配位数为与其距离最近且等距离的F－的个数，如图所示，Ca2＋位于体心，F－位于面心，所以Ca2＋配位数为6，A正确；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；K＋位于顶点，所以K＋个数＝eq\f(1,8)×8＝1，F－位于面心，F－个数＝eq\f(1,2)×6＝3，Ca2＋位于体心，所以Ca2＋个数＝1，综上，该物质的化学式为KCaF3，C正确；F－与Cl－半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确。3.(双选)(2022·山东卷)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。下列说法正确的是()A.每个Cu2－xSe晶胞中Cu2＋个数为xB.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BD解析A.由Cu2－xSe晶胞结构可知，晶胞中硒离子个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，则每个晶胞含有4个Cu2－xSe，设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a和b，则a＋b＝8－4x，由化合价代数和为0可得2a＋b＝4×2，解得a＝4x，故A错误；B.由题意可知，Na2Se转化为Cu2－xSe的电极反应式为Na2Se－2e－＋(2－x)Cu=Cu2－xSe＋2Na＋，由Na2Se晶胞结构可知，每个晶胞中含有4个Na2Se，则转移电子数为8，故B正确；C.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NaCuSe晶胞结构可知，每个晶胞中含有4个NaCuSe，晶胞中0价铜的个数为(4－4x)，故C错误；D.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)mol铜，故D正确。考点2晶体中的相关计算4.(2023·浙江1月选考)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是________，该化合物的化学式为________。答案共价晶体SiP2解析由Si与P形成的某化合物晶体的晶胞可知，原子间通过共价键形成的空间网状结构，形成共价晶体；根据均摊法可知，一个晶胞中含有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个Si，8个P，故该化合物的化学式为SiP2。5.(2022·河北卷节选)如图是CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。(1)该物质的化学式为________。(2)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，例如图中A原子的坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(1,8)))，则B原子的坐标为________。答案(1)Cu2ZnSnS4(2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(5,8)))解析(1)由晶胞结构可知，位于顶点和体心的锌原子个数为8×eq\f(1,8)＋1＝2，位于面上的铜原子个数为8×eq\f(1,2)＝4，位于面心和棱上的锡原子个数为2×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝2，位于体内的硫原子个数为8，则该物质的化学式为Cu2ZnSnS4；(2)若将晶胞先分为上下两个相等的正方体后再将每个正方体继续分为8个相等的小正方体，则B原子位于上面的正方体分割成的8个小立方体中位于右下后方的小立方体的体心，由A原子的坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(1,8)))可知，B原子的坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(5,8)))。6.(2022·辽宁卷节选)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为188g·mol－1，则M元素为________(填元素符号)；在该化合物中，M离子的价电子排布式为________。答案Fe3d6解析从图中信息可以进行以下计算：含黑球的数目为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含白球的数目为8，则黑球与白球的个数比为1∶2。黑球的化学式为[M(NH3)6]2＋，白球的化学式为[BH4]－。从而得出M＋17×6＋15×2＝188，M＝56，则M元素为Fe；在该化合物中，Fe2＋的价电子排布式为3d6。7.(2022·湖南卷节选)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示：(1)该超导材料的最简化学式为__________。(2)Fe原子的配位数为__________。(3)该晶胞参数a＝b＝0.4nm、c＝1.4nm。阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为__________________g·cm－3(列出计算式)。答案(1)KFe2Se2(2)4(3)eq\f(2×（39＋56×2＋79×2）,NA×0.4×0.4×1.4×10－21)解析(1)由平面投影图可知，晶胞中位于顶点和体心的钾原子个数为8×eq\f(1,8)＋1＝2，位于棱上和体内的硒原子的个数为8×eq\f(1,4)＋2＝4，位于面上的铁原子个数为8×eq\f(1,2)＝4，该物质的晶胞结构如图所示：，则超导材料最简化学式为KFe2Se2。(2)由平面投影图可知，位于体内和棱上的硒原子与位于面上的铁原子的距离最近，所以铁原子的配位数为4。(3)设晶体的密度为dg·cm－3，由晶胞的质量公式可得：eq\f(2×（39＋56×2＋79×2）,NA)＝abc×10－21×d，解得d＝eq\f(2×（39＋56×2＋79×2）,NA×0.4×0.4×1.4×10－21)。8.(2022·广东卷节选)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。(1)X的化学式为__________。(2)设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρg·cm－3，则X中相邻K之间的最短距离为__________nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。答案(1)K2SeBr6(2)eq\f(1,2)×eq\r(3,\f(4Mr,NAρ))×107解析(1)根据晶胞结构得到一个晶胞中K有8个，有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个，则X的化学式为K2SeBr6。(2)设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρg·cm－3，设晶胞参数为anm，得到ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(Mrg·mol－1,NAmol－1)×4,（a×10－7）3cm3)＝ρg·cm－3，解得a＝eq\r(3,\f(4Mr,NAρ))×107nm，X中相邻K之间的最短距离为晶胞参数的一半，即eq\f(1,2)×eq\r(3,\f(4Mr,NAρ))×107nm。9.(2022·全国乙卷节选)(1)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为__________。解释X的熔点比Y高的原因________________________________________________________。(2)α－AgI晶体中I－作体心立方堆积(如图所示)，Ag＋主要分布在由I－构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，Ag＋不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，α－AgI晶体在电池中可作为__________。已知阿伏加德罗常数的值为NA，则α－AgI晶体的摩尔体积Vm＝____________________m3·mol－1(列出算式)。答案(1)CsClCsCl为离子晶体，ICl为分子晶体(2)电解质eq\f(NA×（504×10－12）3,2)解析(1)CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为CsCl，红棕色液体为ICl，而CsCl为离子晶体，熔化时克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl高。(2)由题意可知，在电场作用下，Ag＋不需要克服太大阻力即可发生迁移，因此α－AgI晶体是优良的离子导体，在电池中可作为电解质