高考化學(xué)第二輪專(zhuān)項(xiàng)復(fù)習(xí)專(zhuān)題三　選擇題專(zhuān)攻2　晶體結(jié)構(gòu)的分析應(yīng)用含答案或解析

晶體結(jié)構(gòu)的分析應(yīng)用1.(2024·河北，12)金屬鉍及其化合物廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、醫(yī)藥等領(lǐng)域。如圖是鉍的一種氟化物的立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q點(diǎn)的截面圖，晶胞的邊長(zhǎng)為apm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該鉍氟化物的化學(xué)式為BiF3B.粒子S、T之間的距離為114aC.該晶體的密度為1064NAD.晶體中與鉍離子最近且等距的氟離子有6個(gè)2.(2024·湖北，11)黃金按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分級(jí)，純金為24K。Au-Cu合金的三種晶胞結(jié)構(gòu)如圖，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.Ⅰ為18K金B(yǎng).Ⅱ中Au的配位數(shù)是12C.Ⅲ中最小核間距Au-Cu<Au-AuD.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au與Cu原子個(gè)數(shù)比依次為1∶1、1∶3、3∶13.(2024·湖南，12)Li2CN2是一種高活性的人工固氮產(chǎn)物，其合成反應(yīng)為2LiH+C+N2Li2CN2+H2，晶胞如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.合成反應(yīng)中，還原劑是LiH和CB.晶胞中含有的Li+個(gè)數(shù)為4C.每個(gè)CN22?D.CN4.(2024·安徽，14)研究人員制備了一種具有鋰離子通道的導(dǎo)電氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和導(dǎo)電時(shí)Li+遷移過(guò)程如圖所示。已知該氧化物中Ti為+4價(jià)，La為+3價(jià)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.導(dǎo)電時(shí)，Ti和La的價(jià)態(tài)不變B.若x=13，Li+C.與體心最鄰近的O原子數(shù)為12D.導(dǎo)電時(shí)，空位移動(dòng)方向與電流方向相反5.(2024·黑吉遼，14)某鋰離子電池電極材料結(jié)構(gòu)如圖。結(jié)構(gòu)1是鈷硫化物晶胞的一部分，可代表其組成和結(jié)構(gòu)；晶胞2是充電后的晶胞結(jié)構(gòu)；所有晶胞均為立方晶胞。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.結(jié)構(gòu)1鈷硫化物的化學(xué)式為Co9S8B.晶胞2中S與S的最短距離為32C.晶胞2中距Li最近的S有4個(gè)D.晶胞2和晶胞3表示同一晶體6.(2023·河北，11)鋯(Zr)是重要的戰(zhàn)略金屬，可從其氧化物中提取。如圖是某種鋯的氧化物晶體的立方晶胞，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該氧化物的化學(xué)式為ZrO2B.該氧化物的密度為123×1030C.Zr原子之間的最短距離為22aD.若坐標(biāo)取向不變，將p點(diǎn)Zr原子平移至原點(diǎn)，則q點(diǎn)Zr原子位于晶胞xy面的面心7.(2023·湖南，11)科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該立方晶胞參數(shù)為apm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.晶體最簡(jiǎn)化學(xué)式為KCaB6C6B.晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有8個(gè)C.晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有12個(gè)面D.晶體的密度為2.17×10328.(2023·湖北，15)鑭La和H可以形成一系列晶體材料LaHn，在儲(chǔ)氫和超導(dǎo)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。LaHn屬于立方晶系，晶胞結(jié)構(gòu)和參數(shù)如圖所示。高壓下，LaH2中的每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類(lèi)似CH4的結(jié)構(gòu)，即得到晶體LaHx。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.LaH2晶體中La的配位數(shù)為8B.晶體中H和H的最短距離：LaH2>LaHxC.在LaHx晶胞中，H形成一個(gè)頂點(diǎn)數(shù)為40的閉合多面體籠D.LaHx單位體積中含氫質(zhì)量的計(jì)算式為40(4.84×109.(2023·遼寧，14)晶體結(jié)構(gòu)的缺陷美與對(duì)稱(chēng)美同樣受關(guān)注。某富鋰超離子導(dǎo)體的晶胞是立方體(圖1)，進(jìn)行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.圖1晶體密度為72.5NAB.圖1中O原子的配位數(shù)為6C.圖2表示的化學(xué)式為L(zhǎng)iMg2OClxBr1-xD.Mg2+取代產(chǎn)生的空位有利于Li+傳導(dǎo)

答案精析1.D[根據(jù)題給立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q點(diǎn)的截面圖可知，若將晶胞均分為8個(gè)小立方體，晶胞體內(nèi)的8個(gè)F-位于8個(gè)小立方體的體心，由均攤法可知，每個(gè)晶胞中含有鉍離子個(gè)數(shù)為1+12×14=4個(gè)，含有氟離子個(gè)數(shù)為8+8×18+6×12=12個(gè)，故該鉍氟化物的化學(xué)式為BiF3，A正確；以M點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，令N點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，1)，Q點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1，1，0)，則T點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為1，12，12，S點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為14，14，34，所以粒子S、T之間的距離為1?142+12?142+12?342×apm=114apm，B正確；由A項(xiàng)分析可知，每個(gè)晶胞中有4個(gè)Bi3+、12個(gè)F-，晶胞體積為a32.C[24K金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%，則18K金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1824×100%=75%，Ⅰ中Au和Cu原子個(gè)數(shù)比值為1∶1，則Au的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為197197+64×100%≈75%，A正確；Ⅱ中Au處于立方體的八個(gè)頂角，則Au的配位數(shù)為12，B正確；設(shè)Ⅲ的晶胞參數(shù)為a，Au-Cu的核間距為22a，Au-Au的最小核間距也為22a，最小核間距Au-Cu=Au-Au，C錯(cuò)誤；Ⅰ中，Au處于內(nèi)部，Cu處于晶胞的八個(gè)頂角，其原子個(gè)數(shù)比為1∶1，Ⅱ中，Au處于立方體的八個(gè)頂角，Cu處于面心，其原子個(gè)數(shù)比為8×18∶6×12=1∶3，Ⅲ中，Au處于立方體的面心，Cu處于頂角，其原子個(gè)數(shù)比為6×13.D[反應(yīng)2LiH+C+N2Li2CN2+H2中，LiH中H元素由-1價(jià)升高到0價(jià)，C元素由0價(jià)升高到+4價(jià)，N元素由0價(jià)降低到-3價(jià)，還原劑是LiH和C，A正確；Li+位于晶胞中的面上，晶胞中含有的Li+個(gè)數(shù)為8×12=4，B正確；以位于體心的CN22?為標(biāo)準(zhǔn)，與它最近且距離相等的Li+有8個(gè)，C正確；CN22?的中心原子C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+12×(4+2-3×2)=2，C原子為sp雜化，或CN24.B[根據(jù)題意，導(dǎo)電時(shí)Li+發(fā)生遷移，化合價(jià)不變，則Ti和La的價(jià)態(tài)不變，A項(xiàng)正確；根據(jù)“均攤法”，1個(gè)晶胞中含Ti：8×18=1個(gè)，含O：12×14=3個(gè)，含La或Li或空位共1個(gè)，若x=13，則La和空位共23，n(La)+n(空位)=23，結(jié)合正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0，(+1)×13+(+3)×n(La)+(+4)×1+(-2)×3=0，解得n(La)=59、n(空位)=19，Li+與空位數(shù)目不相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由立方晶胞的結(jié)構(gòu)可知，與體心最鄰近的O原子數(shù)為12，即位于棱心的12個(gè)O原子，5.B[由均攤法得，結(jié)構(gòu)1中含有Co的數(shù)目為4+4×18=4.5，含有S的數(shù)目為1+12×14=4，Co與S的原子個(gè)數(shù)比為9∶8，因此結(jié)構(gòu)1的化學(xué)式為Co9S8，故A正確；由圖可知，晶胞2中S與S的最短距離為面對(duì)角線長(zhǎng)的12，晶胞邊長(zhǎng)為a，即S與S的最短距離為22a，故B錯(cuò)誤；如圖：，以圖中的Li為例，與其最近的S共4個(gè)，故C正確；如圖，當(dāng)兩個(gè)晶胞2放在一起時(shí)，圖中灰框截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶體，故D6.B[根據(jù)“均攤法”，晶胞中含4個(gè)Zr、8×18+12×14+6×12+1=8個(gè)O，則該氧化鋯的化學(xué)式為ZrO2，選項(xiàng)A正確；晶體密度為ρ=91×4+16×8NA(a×10?10)3g·cm-3=492×1030NA·a3g·cm-3，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；Zr原子之間的最短距離為整個(gè)晶胞二分之一對(duì)角線的距離，即27.C[根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，其中K個(gè)數(shù)：8×18=1，Ca個(gè)數(shù)：1，B個(gè)數(shù)：12×12=6，C個(gè)數(shù)：12×12=6，故其最簡(jiǎn)化學(xué)式為KCaB6C6，A正確；K+位于晶胞頂角，Ca2+位于體心，則晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有8個(gè)，B正確；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有14個(gè)面，C錯(cuò)誤；該晶胞含1個(gè)KCaB6C6，則晶胞質(zhì)量為217NAg，晶胞體積為a3×10-30cm3，則其密度為2.17×108.C[由LaH2的晶胞結(jié)構(gòu)可知，La位于頂點(diǎn)和面心，晶胞內(nèi)8個(gè)小立方體的中心各有1個(gè)H原子，若以頂點(diǎn)La研究，與之最近的H原子有8個(gè)，則La的配位數(shù)為8，故A正確；由LaHx晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類(lèi)似CH4的結(jié)構(gòu)，H和H之間的最短距離變小，則晶體中H和H的最短距離：LaH2>LaHx，故B正確；由題干信息可知，在LaHx晶胞中，每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類(lèi)似CH4的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)有8個(gè)，頂點(diǎn)數(shù)為4×8=32，但整個(gè)晶胞中H原子不形成閉合多面體籠，故C錯(cuò)誤；1個(gè)LaHx晶胞中含有5×8=40個(gè)H原子，含H質(zhì)量為40NAg，晶胞的體積為(484.0×10-10cm)3=(4.84×10-8)3cm3，則LaHx單位體積中含氫質(zhì)量的計(jì)算式為40(4.84×10?8)39.C[根據(jù)均攤法，圖1的晶胞中含Li：8×14+1=3，O：2×12=1，Cl：4×14=1，1個(gè)晶胞的質(zhì)量為3×7+16+35.5NAg=72.5N