备战2025年高考二轮复习化学（山东版）选择题热点练14 晶胞结构及分析（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习化学（山东版）选择题热点练14 晶胞结构及分析（Word版附解析），共5页。试卷主要包含了某锂离子电池电极材料结构如图，25,0，下列有关物质结构的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
学生用书P277
(选择题每小题3分)
1.(2024·黑吉辽卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( )
A.结构1钴硫化物的化学式为C9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为32a
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
答案:B
解析:结构1中C原子位于正方体的4个顶点和体内,C原子个数为4×18+4=4.5,而S原子位于正方体的12个棱的中心和体心,S原子个数为12×14+1=4,则钴硫化物的化学式为C9S8,A项正确;晶胞2中S和S的最短距离为面对角线的一半,所以最短距离为22a,B项错误;根据晶胞2可知,Li处在S原子构成的正四面体的体心,所以距离Li最近的S有4个,C项正确;晶胞2和晶胞3中硫原子数均为4,Li原子数均为8,二者可表示同一晶体,D项正确。
2.(2024·贵州六校联盟联考三)氮化钛为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的代替品。TiN晶体的晶胞结构如图所示(白球代表N,黑球代表Ti)。已知a点原子的分数坐标为(12,12,12)。下列说法正确的是( )
A.基态Ti原子的价层电子排布式为3d54s2
B.晶体中距离N最近的N有6个
C.该晶胞中含有6个Ti原子和4个N原子
D.该晶胞中b点原子的分数坐标为(1,1,0)
答案:D
解析:Ti是22号元素,价层电子排布式为3d24s2,A错误;N位于顶点和面心,晶体中距离N最近的N有12个,B错误;由晶胞结构可知,晶胞中位于棱上和体心的Ti原子个数为12×14+1=4,位于顶点和面心的N原子个数为8×18+6×12=4,C错误;结合a点分数坐标特点可知,该晶胞中b点原子的分数坐标为(1,1,0),D正确。
3.(2024·山东青岛三模)钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。钛酸钡晶体与[TiO(C2O4)2]2-的结构如图。
下列说法正确的是( )
A.钛酸钡晶体中Ba和Ti的配位数分别为12和6
B.[TiO(C2O4)2]2-中含有的化学键为离子键、共价键、氢键、配位键
C.[TiO(C2O4)2]2-中Ti的杂化方式为sp3
D.1 ml [TiO(C2O4)2]2-通过螯合作用形成的配位键有5 ml
答案:A
解析:由晶胞结构图可知,Ba位于晶胞体心,与其距离最近的是处于棱心的O且所有O到Ba的距离都相等,故Ba的配位数为12,Ti处于晶胞顶点,位于O形成的正八面体空隙中,故Ti的配位数为6,A正确;[TiO(C2O4)2]2-是阴离子,与阳离子Ba2+之间是离子键,[TiO(C2O4)2]2-中没有离子键,B错误;中心原子Ti原子不是正四面体结构,连接5个原子,不是sp3杂化,C错误;两个草酸根和中心原子Ti各形成两个配位键,是螯合作用,故1 ml [TiO(C2O4)2]2-通过螯合作用形成的配位键有4 ml,D错误。
4.(2024·吉林白山二模)铜的一种氯化物立方晶胞如图所示。已知:晶体密度为ρ g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,A、B的原子坐标分别为(0,0,0)、(0.25,0.25,0.25)。下列有关叙述正确的是( )
A.该化合物的化学式为CuCl2
B.C的原子坐标为(0.25,0.75,0.75)
C.该晶胞中铜的配位数为8
D.A和B粒子之间的距离为14×3398NA×ρ×1010 pm
答案:B
解析:根据均摊法计算:氯位于顶点和面心,1个晶胞含8×18+6×12=4个氯,铜位于体内,1个晶胞含4个铜,故其化学式为CuCl,A项错误;由A、B原子坐标和晶胞图示可知,C原子位于体对角线14,坐标为(0.25,0.75,0.75),B项正确;1个铜与4个氯连接,配位数为4,C项错误;设晶胞参数为a pm,1个晶胞含4个CuCl,则ρ=4×99.5NA×a3×1030,a=3398ρ×NA×1010,体对角线长为3a pm,故A和B粒子之间的距离=34×3398NA×ρ×1010 pm,D项错误。
5.(双选)二维磁性材料卤化铬(CrXn)混合晶体结构如图,在纯氧中发生光氧化反应生成长链状CrOm和X2。下列说法错误的是( )
A.化学键中离子键占比百分数:CrCln>CrBrn>CrIn
B.n=m=3
C.生成1 ml X—X转移3 ml电子
D.熔点:CrClnI,电负性差值越大,离子键的百分数越大,A正确;左侧图中有四个重复单元,每个单元内含2个Cr,Cl、Br、I数目为8×12+2=6,则n=3;同理,右侧图中每个单元内含1个Cr,O数目为2×12+2=3,m=3,B正确;CrXn中X的化合价为-1价,生成1 ml X—X转移2 ml电子,C错误;CrXn阳离子相同,阴离子半径越小,熔点越高,D错误。
6.(2024·山东临沂二模)H2O2在催化剂中Fe元素的作用下可以产生具有极强氧化活性的·OH,其在固态催化剂表面转化过程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程①中每转移1 ml电子,晶胞中产生1 ml O空位
B.过程②中H2O2在O空位产生·OH
C.催化过程中La3+的配位数不变
D.相同条件下,LaFeO2.8比LaFeO2.6催化效果好
答案:B
解析:固体催化剂中含有Fe3+、Fe2+,如图转化①的过程可以描述为:H2O2失去电子被氧化为O2,Fe3+得到电子后被还原为Fe2+,晶体中部分O原子失去后形成氧空位,过氧化氢中氧是-1价,要形成氧气,则需要转移2 ml电子,才能形成1 ml O空位,故A错误;根据对①过程的分析,结合②流程可知,当进行此过程时,亚铁离子转化为铁离子,同时H2O2在O空位产生·OH,B正确;LaFeO2.6与LaFeO2.8相互转出的过程中,La的配位数明显发生变化,C错误;设LaFeO2.6中Fe3+的数目为x,Fe2+的数目为1-x,La的化合价为+3,化合物中元素化合价代数和为0,即+3+3x+2(1-x)-2×2.6=0,解得x=0.2,则Fe3+和Fe2+的物质的量之比为0.2∶(1-0.2)=1∶4,根据上述的计算方法可知,LaFeO2.8中Fe3+和Fe2+的物质的量之比为3∶2,晶体LaFeO2.8中Fe2+的数目小于晶体LaFeO2.6,晶体中Fe2+的数目越多,与H2O2反应时生成的·OH越多,·OH将NO快速氧化为NO2、HNO3等物质的效果越好,所以LaFeO2.6的催化效果好,D错误。
7.(2024·吉林省吉林地区三模)由Li、Al、Si构成的某三元化合物固态晶胞结构如图所示:
下列说法错误的是( )
A.晶体中Li、Al、Si三种微粒的比例为1∶1∶1
B.图中所指Si原子的坐标为(34,34,14)
C.晶体中与每个Al紧邻的Li为6个,与每个Si紧邻的Si为12个
D.晶体中Al和Li构成CsCl型晶体结构,晶体中Al和Si构成金刚石型晶体结构
答案:D
解析:该晶胞中,Li原子个数=12×14+1=4,Al原子个数=8×18+6×12=4,Si原子个数=4,原子个数比为1∶1∶1,A正确;根据晶胞结构图可得,图中所指Si原子的坐标为(34,34,14),B正确;根据晶胞结构图可得,晶体中与每个Al距离最近的Li为6个,与每个Si距离最近的Si为12个,C正确;晶体中Al和Li构成NaCl型晶体结构,而CsCl型为体心结构,晶体中Al、Si构成正四面体形结构,与金刚石的结构相同,D错误。
8.(2024·甘肃张掖第三次诊断)下列有关物质结构的说法正确的是( )
A.图①中18-冠-6通过离子键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征
B.图②物质相较NaBF4摩尔质量更大,具有更高的熔、沸点
C.图③晶体磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为
D.图③晶胞参数为d nm,则晶体的密度为168NA×d3×1021 g·cm-3
答案:D
解析:图①中18-冠-6中不含有阴离子,与K+间不能形成离子键,应为18-冠-6通过配位键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征,A不正确;图②物质属于离子晶体,构成阳离子的基团较NaBF4中BF4-半径更大,离子键能更弱,具有较低的熔、沸点,B不正确;图③晶体磷化硼晶胞中,六个面心都存在P原子,则沿z轴方向上的投影图为,C不正确;图③晶胞中,含有4个B原子,含P原子个数为8×18+6×12=4,参数为d nm,则晶体的密度为4×(11+31) g·ml-1(d×10-7cm)3×NAml-1=168NA×d3×1021 g·cm-3,D正确。
9.(2024·黑龙江齐齐哈尔一模)Cr、Ca、O可形成一种具有特殊导电性的晶体(化学式为CaxCrOy,x、y为整数),其立方晶胞如图所示,Ca与O最小间距大于Cr与O最小间距。已知:Ca与O最小间距为a pm,阿伏加德罗常数为NA。下列说法正确的是( )
A.1个基态Cr原子有4个未成对电子
B.Cr在晶胞中处于顶点位置
C.晶体中每个Ca周围紧邻且距离相等的O共有6个
D.该晶体的密度为140(2a×10-10)3NA g·cm-3
答案:D
解析:1个基态Cr原子有6个未成对电子,A错误;Cr在晶胞中处于体心位置,B错误;晶体中每个Ca周围紧邻且距离相等的O共有12个,C错误;Ca与O最小间距为晶胞面对角线长度的一半,则晶胞面对角线长度为2a pm,晶胞参数为2a pm,晶体的密度为140(2a×10-10)3NA g·cm-3,D正确。
10.(2024·山东济宁三模)Ta2O5和KHF2按计量比混合,一定条件下,获得晶体产物的晶胞结构如图所示,晶胞参数a=b≠c(nm),α=β=γ=90°,Ta—O的键长为x nm。下列说法错误的是( )
A.制备晶体的化学方程式:Ta2O5+6KHF22K3TaO2F4+H2O+4HF
B.O原子分数坐标可能为(0,0,c-xc),(12,12,c-2x2c)
C.与棱心K+等距且紧邻的K+有8个
D.该晶体密度为4.06×1023NAa2c g·cm-3
答案:D
解析:晶体中K位于面心和棱上,数目为10×12+4×14=6,Ta位于体心和顶点,数目为8×18+1=2,O与Ta连接,每个Ta上有2个O原子,则O原子数目为2×2=4,F与Ta连接,每个Ta上有4个F原子,则F原子数目为4×2=8,则晶体化学式为K3TaO2F4,制备晶体的化学方程式为Ta2O5+6KHF22K3TaO2F4+H2O+4HF,A正确;Ta—O键长为x nm,O原子位于棱上和体心,如图所示,O原子1号分数坐标(0,0,c-xc),O原子2号分数坐标(12,12,c-2x2c),B正确;与棱心K+等距且紧邻的K+位于面心,共有4×2=8个,C正确;该晶体密度ρ=mV=39×6+181×2+16×4+19×8NAa2c×1021 g·cm-3=8.12×1023NAa2c g·cm-3,D错误。