2026高三二轮专题复习化学习题_专题三　选择题专攻2　晶体结构的分析应用（含解析）

这是一份2026高三二轮专题复习化学习题_专题三　选择题专攻2　晶体结构的分析应用（含解析），共6页。试卷主要包含了新型钙钛矿材料可用于太阳能电池等内容，欢迎下载使用。
1.(2024·广西模拟)CaTiO3是某些太阳能薄膜电池的材料。如图所示为CaTiO3的晶胞结构，已知晶胞参数为a pm，2号氧原子的分数坐标为12，0，12，下列说法不正确的是( )
A.1号氧原子的分数坐标为12，12，0
B.晶胞中与Ca等距离且最近的O有4个
C.元素22Ti在元素周期表中处于d区
D.Ti和Ca原子间的最短距离为32a pm
2.(2024·贵州模拟)新型钙钛矿材料可用于太阳能电池。一种钙钛矿晶体由Sn2+、I-和有机阳离子(CH3NH3+)构成，其立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.晶体的化学式为CH3NH3SnI3
B.基态碘原子的价层电子排布式为5s25p5
C.晶体中Sn2+的配位数是8
D.晶胞中Sn2+和I-构成的是正八面体
3.(2024·武汉汉阳一模)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂，浸金时S2O32−与Au+配位形成[Au(S2O3)2]3-。硫代硫酸根(S2O32−)可看作是SO42−中的1个O原子被S原子取代的产物。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，结构如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A.1个[Mg(H2O)6]2+中σ键的数目为12
B.S2O32−的空间结构是四面体形
C.MgS2O3·6H2O晶体的密度为4×244×1036abcNA g·cm-3
D.与Au+配位时，S2O32−的中心S原子可作配位原子
4.(2024·重庆十八中两江实验学校一模)硒化锌是一种重要的半导体材料，图甲为其晶胞结构，图乙为晶胞的俯视图。已知a点的坐标(0，0，0)，b点的坐标12，1，12。下列说法正确的是( )
A.Se2-的配位数为8
B.基态Se核外有34种不同空间运动状态的电子
C.晶胞中d点原子分数坐标为34，14，34
D.若Se2-换为S2-，则晶胞棱长保持不变
5.(2024·湖北宜荆一模)如图是氮化镓的一种晶体结构，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.每个N原子周围距离最近且相等的N原子数目为4
B.氮化镓分子式为GaN
C.a、b原子坐标参数依次为(0，0，0)、14，14，14，则c原子坐标参数为14，34，34
D.已知该晶体密度为d g·cm-3，则镓原子和氮原子间最短距离为34×384dNA×1010 pm
6.(2024·河北邢台一模)FeTiO3常用于制备磁芯、磁盘和传感器等，它的晶胞(如图)为等轴晶系。下列叙述错误的是( )
已知：晶胞参数为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。
A.Fe2+的分数坐标为12，12，12
B.氧离子构成正八面体形
C.Fe2+和Ti4+之间的距离为22a pm
D.FeTiO3晶体密度为1.52×1023NA×a3 g·cm-3
7.(2024·河南许昌部分学校模拟)实验室制取HF的原理为CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑，氢氟酸可用来刻蚀玻璃，发生反应：SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。CaF2的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为a pm。下列说法错误的是( )
A.氢化物的稳定性：HF>H2O
B.SiF4、H2O、SO42−三者的中心原子价层电子对数相等
C.CaF2的晶体密度为312a3×10−30NA g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)
D.CaF2晶体中F-与Ca2+之间的最近距离为64a pm
8.(2024·江西吉安一中一模)具有双钙钛矿型氧化物通过掺杂改性可用作固体电解质材料，其晶体的一种完整结构单元如图所示，但真实的晶体中存在5%的O空位缺陷，下列说法错误的是( )
A.Ni原子与Mn原子的配位数相等
B.不考虑晶体缺陷，该晶体的化学式为La2MnNiO3
C.O空位的形成有利于O2-的传导
D.考虑晶体缺陷，该晶体的+3价与+4价La原子个数比为4∶1
9.(2024·湖北襄阳四中一模)镧镍合金是一种储氢材料，其晶胞可认为由两种结构不同的层交替堆积而成，如图所示。已知该合金的密度为ρ g·cm-3，该合金的晶胞中最多可容纳9个氢原子。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是( )
A.基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2
B.该合金的化学式为LaNi5
C.假定吸氢后体积不变，则合金中氢的最大密度为9ρ434 g·cm-3
D.设A处La的原子坐标为(0，0，0)，则晶胞底面上Ni的原子坐标为23，13，0或23，23，0
10.(2024·重庆第八中学一模)一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系，已知金属原子均呈四面体配位，晶胞棱边夹角均为90°，其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图，甲为A的体对角线投影图，乙为B的沿y轴方向的投影图，A中Fe、Sn位置互换即为B，立方体A、B棱长均为a pm。下列说法错误的是( )
A.该硫化物的化学式为Cu2FeSnS4
B.晶胞中Cu、Fe、Sn的配位数均为4
C.晶胞中部分原子的分数坐标为S(0，0，0)、Fe34，14，18，则晶胞中Sn原子的分数坐标可以为14，34，18
D.晶胞中Sn和Cu原子间的最短距离为12a pm
答案精析
1.B [以顶角的钙原子分析，该晶胞中与Ca等距离且最近的O有8×32=12个，故B错误；根据晶胞结构可知，钙原子和钛原子之间的最短距离为体对角线长的一半，即32a pm，故D正确。]
2.C [由晶胞示意图可知，一个晶胞中含有CH3NH3+的个数为8×18=1，I-的个数为6×12=3，Sn2+的个数为1，故该晶体的化学式为CH3NH3SnI3，A正确；已知I是第五周期第ⅦA族元素，故基态碘原子的价层电子排布式为5s25p5，B正确；晶体中Sn2+的配位数即离Sn2+最近且距离相等的I-的数目，配位数是6，C错误；晶胞中Sn2+和周围最近的6个I-构成的是正八面体，D正确。]
3.B [1个H2O中含2个σ键，每个H2O与Mg2+形成1个配位键，所以1个Mg(H2O)62+中形成σ键的数目为6+2×6=18，故A错误；S2O32−可看作是SO42−中的1个O原子被S原子取代的产物，二者结构相似，SO42−的中心原子S的价层电子对数为4+6+2−4×22=4，即SO42−的空间结构为正四面体形，所以S2O32−的空间结构为四面体形，故B正确；1个MgS2O3·6H2O晶胞中，Mg(H2O)62+的个数为8×18+4×14+2×12+1=4，S2O32−的个数为4，晶胞体积为abc×10-30 cm3，则晶胞密度为4×244×1030abcNAg·cm-3，故C错误；S2O32−的中心S原子的价层电子对数为4，不含孤电子对，即不能作配位原子，故D错误。]
4.C [由晶胞结构可知，Se2-周围距离最近且相等的Zn2+有4个，配位数为4，故A错误；Se的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p4，核外含有电子的轨道有1+1+3+1+3+5+1+3=18个，则基态Se核外有18种不同空间运动状态的电子，故B错误；Se2-和S2-半径不同，若Se2-换为S2-，则晶胞棱长将改变，D错误。]
5.C [每个N原子周围距离最近且相等的N原子数目为12，A项错误；氮化镓为共价晶体，没有分子，每个晶胞中Ga的个数为8×18+6×12=4，N的个数为4，则其化学式为GaN，B项错误；根据a、b原子坐标参数依次为(0，0，0)、14，14，14，判断c原子坐标参数为14，34，34，C项正确；由B项分析知，每个晶胞中含有4个GaN，则晶胞的边长为34×84dNA×1010pm，则镓原子和氮原子间最短距离为体对角线长的14，为34×34×84dNA×1010 pm，D项错误。]
6.C [根据图中已知的两个Ti原子的坐标(0，0，0)和(1，1，1)，Fe2+在体心位置，分数坐标为12，12，12，故A正确；Fe2+和Ti4+之间的距离为体对角线长的12，即为32a nm，故C错误；晶胞中含一个FeTiO3，晶胞的体积为(a×10−7)3 cm3，则FeTiO3晶体的密度为152 gNA(a×10−7)3cm3=1.52×1023NA×a3 g·cm-3，故D正确。]
7.D [非金属性：F>O，则氢化物的稳定性：HF>H2O，故A正确；SiF4、H2O和SO42−的中心原子的价层电子对数均为4，故B正确；由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4个Ca2+、8个F-，由晶胞结构可知其密度为312a3×10−30NA g·cm-3故C正确；F-与Ca2+之间的最近距离为立方晶胞体对角线长的14，即为34a pm，故D错误。]
8.B [Ni与Mn原子均位于顶角，且个数相同，因此配位数也相同，A正确；La个数为1，Ni与Mn的个数均为4×18=0.5，O的个数为6×12=3，晶体的化学式为La2NiMnO6，B错误；O空位的形成有利于O2-的传导，因为空位处动能大，离子移动快，C正确；晶体化学式为La2NiMnO6，考虑缺陷则是La2NiMnO5.7，设+3价La为x个，+4价La为y个，则x+y=2，3x+4y+5=5.7×2=11.4，解得x=1.6，y=0.4，+3价与+4价La原子个数比为4∶1，D正确。]
9.D [Ni元素的原子序数为28，基态原子的价层电子排布式为3d84s2，A正确；该晶胞中La原子的个数为4×16+4×112=1，Ni原子的个数为8×12+1=5，则La、Ni原子的个数之比为1∶5，化学式为LaNi5，B正确；设晶胞体积为V cm3，该晶胞的密度为ρ=434VNA，假定吸氢后体积不变，当晶胞中最多容纳9个氢原子时合金中氢的密度最大，氢的密度为9V·NA g·cm-3=9ρ434 g·cm-3，C正确；晶胞底面为两个正三角形组成的菱形，Ni原子处于两个正三角形的中心，则晶胞底面上Ni的原子坐标为13，23，0或23，13，0，D错误。]
10.D [根据题意分析该晶胞是一个面心立方晶胞，S原子位于晶胞(立方体A、B)的顶角和面心，Cu、Fe、Sn分别位于体对角线上，因此用均摊法算出各原子个数：S：8，Cu：4，Fe：2，Sn：2，因此该硫化物的化学式为Cu2FeSnS4，A正确；晶胞中距离Sn和Cu最近且相等的S都是4个，晶胞中Cu、Fe、Sn的配位数均为4，B正确；晶胞中Sn和Cu原子间的最短距离为立方体面对角线长的一半，为22a pm，D错误。]