第一篇　主题四　微题型7　晶体结构与晶胞计算-2024年高考化学二轮复习课件

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(一)选择题1.(2022·湖北，9)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
Ca2＋的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＋的配位数为6，A正确；
F－与Cl－半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确。
2.(2021·辽宁，7)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是A.S位于元素周期表p区B.该物质的化学式为H3SC.S位于H构成的八面体空隙中D.该晶体属于分子晶体
S的价电子排布式为3s23p4，故S位于元素周期表p区，A正确；
由该物质的晶胞可知：S个数为8× ＋1＝2，H个数为12× ＋6× ＝6，故H、S原子个数比为3∶1，故该物质的化学式为H3S，B正确；S位于H构成的八面体空隙中，如图所示 ，C正确；由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，D错误。
3.(2023·湖南，11)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是A.晶体最简化学式为KCaB6C6B.晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面D.晶体的密度为
K＋位于晶胞顶角，Ca2＋位于体心，则晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个，B正确；根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；
4.(2023·湖北，15)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是A.LaH2晶体中La的配位数为8B.晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHxC.在LaHx晶胞中，H形成一个顶点数为 40的闭合多面体笼D.LaHx单位体积中含氢质量的计算式为
由LaH2的晶胞结构可知，La位于顶角和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确；由LaHx晶胞结构可知，每个H结合4个H
形成类似CH4的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx，故B正确；
由题干信息可知，在LaHx晶胞中，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，这样的结构有8个，顶点数为4×8＝32，但整个晶胞中H原子不形成闭合多面体笼，故C错误；
1个LaHx晶胞中含有5×8＝40个H原子，含H质量为 g，晶胞的体积为(484.0×10－10cm)3＝(4.84×10－8)3 cm3，则LaHx单位体积中含氢质量的计算式为 g·cm－3，故D正确。
5.(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B.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
图1晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B项正确；
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，说明Mg2＋取代产生的空位有利于Li＋的传导，D项正确。
(二)计算题6.[2023·新课标卷，29(3)]合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原，生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe属于立方晶系，晶胞参数a＝287 pm，密度为7.8 g·cm－3，则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为_____________(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
7.[2023·浙江6月选考，17(3)]某含氮化合物晶胞如图，其化学式为________，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为_____。
本题中分析得到 ，以这个 进行分析，其俯视图为 ，因此距离最近的钙离子个数为6，其配位数为6。
8.[2022·北京，15(2)]FeS2晶体的晶胞形状为立方体，边长为a nm，结构如图。①距离Fe2＋最近的阴离子有_____个。
以位于面心的Fe2＋为例，与其距离最近的阴离子有4个位于棱上，有2个位于体心，共6个。
②FeS2的摩尔质量为120 g·ml－1，阿伏加德罗常数为NA。该晶体的密度为___________g·cm－3。(1 nm＝10－9 m)
9.[2022·湖南，18(4)]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___________。
最简化学式为KFe2Se2。
②Fe原子的配位数为_____。
由平面投影图可知，铁原子的配位数为4。
③该晶胞参数a＝b＝0.4 nm、c＝1.4 nm。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)。
1.如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分：请回答下列问题：(1)代表金刚石的是______(填字母，下同)，其中每个碳原子与______个碳原子最近且距离相等，碳原子的杂化方式为______，金刚石属于_______晶体。
(2)代表石墨的是______，每个正六边形占有的碳原子数平均为______。(3)代表NaCl的是______，每个Na＋周围与它最近且距离相等的Na＋有______个。(4)代表CsCl的是_____，它属于______晶体，每个Cs＋与_____个Cl－紧邻。(5)代表干冰的是_____，它属于______晶体，每个CO2分子与______个CO2分子紧邻。
2.熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
A.NaCl(含4个Na＋，4个Cl－)B.干冰(含4个CO2)C.CaF2(含4个Ca2＋，8个F－)D.金刚石(含8个C)E.体心立方(含2个粒子)F.面心立方(含4个粒子)
3.晶胞参数晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。
4.原子分数坐标以晶胞参数为单位长度建立的坐标系来表示晶胞内部各原子的相对位置，称为原子分数坐标。5.晶胞密度计算公式
1 pm＝10－10 cm；1 nm＝10－7 cm。
(3)金刚石晶胞的原子坐标与俯视图
7.金刚石晶胞的有关计算如图是金刚石的晶胞，晶胞参数为a nm，回答下列问题：
(1)一个晶胞中含有 个C原子。(2)1 ml金刚石含有 ml C—C。(3)最近的C之间距离为 nm(用a表示)。
(4)每个C原子的半径为 nm(用a表示)。(5)晶胞密度为 g·cm－3。(6)空间利用率为 _ 。
(一)选择题1.(2023·武汉二中二模)纳米SiO2无定形(非晶态)白色粉末，颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米SiO2的说法正确的是A.对光有各向异性B.熔点与晶体SiO2相同C.与晶体SiO2互为同分异构体D.可用X射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2
纳米SiO2无定形，不是晶体，对光没有各向异性，故A错误；纳米SiO2不是晶体，晶体SiO2是共价晶体，因此二者熔点不相同，故B错误；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，SiO2只是化学式，晶体SiO2中没有分子，故C错误。
2.(2023·武汉二模)某记忆合金的晶体结构如图a所示，晶胞结构如图b所示。已知原子半径为Ni：130 pm、Mn：130 pm、Ga：150 pm。下列说法错误的是A.该物质的化学式为Ni2MnGaB.与Ga最邻近且距离相等的Ni原子数是8C.该晶体与金属钠含有相同的化学键D.该晶胞的体积为(130×2)2×(130×2＋ 150×2)pm3
由晶胞结构图可知，与Ga最邻近且距离相等的Ni原子数是8，B正确；
该晶体是由Ni、Mn和Ga构成的合金，与金属钠一样都含有金属键，C正确；该晶胞中，底面有5个原子，侧面有8个原子，棱上的原子不相切，底面边长和高的计算方法错误，D错误。
3.(2023·重庆二模)硅化镁是一种窄带隙N型半导体材料，具有重要应用前景。硅化镁晶体属于面心立方晶体，其晶胞结构如图所示，每个Mg原子位于Si原子组成的四面体中心，晶胞边长为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，下列有关说法正确的是A.硅化镁的化学式为MgSi2B.每个硅原子周围有4个镁原子C.两个最近的硅原子之间的距离为D.晶体的密度为
据均摊法，晶胞中含8× ＋6× ＝4个Si、8个Mg，则硅化镁的化学式为Mg2Si，A错误；以底面面心硅原子为例，上下层各有4个镁原子，则每个硅原子周围有8个镁原子，B错误；
4.(2023·湖南常德一模)作为储氢材料的镧镍合金被广泛应用于电动车辆，某种镧镍合金储氢后所得晶体的化学式为LaNi5H6，晶胞结构如图，晶胞参数为a，下列有关表述不正确的是A.Z表示的微粒为H2B.每个X周围最近且等距离的X有6个C.若A的原子分数坐标为(0,0.5,0.5)，B的原子 分数坐标为(0.75,0.75,0)，则C的原子分数坐 标为(1,0.5,1) D.若四条竖直棱的棱心位置均插入Z，则晶体的化学式为LaNi5H7
从图中可以看出，每个X周围最近且等距离的X在顶角，数目为6，B正确；
若A的原子分数坐标为(0,0.5,0.5)，B的原子分数坐标为(0.75,0.75,0)，则坐标原点为底面左下角的X，晶胞参数为1，所以C的原子分数坐标为(1,0.5,1)，C正确；
若四条竖直棱的棱心位置均插入Z，则与原晶胞比，增加Z的个数为4× ＝1，而Z为H2，所以晶体的化学式为LaNi5H8，D不正确。
5.(2023·湖南邵阳一模)第二代半导体材料的代表物质GaAs，其晶胞结构如图所示，阿伏加德罗常数的值为NA，晶胞边长为a pm。下列说法正确的是A.As的配位数为8B.CaAs晶体熔点很低C.该晶体密度为D.核电荷数为31的基态Ca原子的价层电子轨道表示式为
由晶胞结构可知，与砷原子距离最近的镓原子的个数为4，所以砷原子的配位数为4，A错误；砷化镓是镓原子和砷原子以共价键结合的共价晶体，所以砷化镓熔点高，B错误；
核电荷数为31的基态Ga原子的价层电子轨道表示式为 ，D错误。
6.(2023·湖南衡阳一模)几种常见的晶胞或结构(CaF2、NH4Cl、AlCl3)如图，下列说法错误的是A.图1所示晶胞中阳、阴离子的配位数分别为8和4B.熔点：图2所示物质