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专题微练9　晶胞结构分析
　
1.FeS2的晶胞结构如图所示。已知:晶胞边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是(　　)
A.FeS2中存在离子键和非极性键
B.相邻两面心间距离等于a pm
C.周围等距离且最近的Fe2+有6个
D.该晶胞的密度为×1030 g·cm-3
2.有一种有超导性的硼镁化合物,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图所示,已知在投影图中,B原子位于三个Mg原子形成的正三角形的中心,阿伏加德罗常数值为NA,图中长度单位均为厘米,关于其晶体下列说法正确的是(　　)
A.该化合物的化学式为Mg3B2
B.该晶体中Mg原子的配位数为8
C.每个B原子周围都有2个与之等距离且最近的B原子
D.该晶体的密度为 g·cm-3
3.(2024·辽宁重点高中协作校三模)氧化锌(ZnO)的透明度高,具有优异的常温发光性能。氧化锌的两种晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.甲、乙两种晶体类型的晶胞内O2-数目之比为2∶1
B.甲中Zn2+位于O2-形成的四面体空隙中,空隙填充率为50%
C.若原子1的坐标为(0,0,0),则原子2的坐标为,,
D.若晶胞甲边长为a pm,则晶胞中Zn2+和O2-之间的最短距离为a pm
4.(2024·唐山二模)砷化镓是一种新型半导体材料,应用广泛。图甲为它的立方晶胞结构,图乙为该晶胞沿y轴的投影图。该晶胞的边长为d pm,在三维坐标系中a、b两点的原子坐标分别为(0,1,0),(1,0,1)。下列说法错误的是(　　)
A.As原子和Ga原子间的最近距离为d pm
B.Ga原子的配位数为4
C.c点的原子坐标为,,
D.As原子填充在Ga原子围成的“正四面体空隙”中
5.(2024·石家庄质检)某三元化合物的立方晶胞结构如图所示,晶胞的边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A.晶体的化学式为LiAlSi
B.晶体的密度为 g·cm-3
C.晶体中由Al原子围成的八面体空隙有50%被Li原子填充
D.晶体中Si、Al原子之间的最短距离为a pm
6.(2024·武汉二模)超导现象一直吸引着广大科学家的关注。某超导材料的晶体结构属于四方晶系,其晶胞如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能:I1(Cu)>I1(Ba)
B.与Ba2+等距且最近的Cu2+有12个
C.该超导材料的化学式为HgBa2CuO4
D.该晶体的密度为 g·cm-3
7.(2024·江西新八校联考)FeSO4·7H2O的结构如图1所示,FeS2(M=120)晶胞为立方体,棱长为a nm,如图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是(　　)
A.图1与图2中的Fe2+的配位数都是6
B.相邻两个的最短距离为a nm
C.FeS2晶胞的密度为 g/cm3
D.FeSO4·7H2O中存在配位键、极性键、氢键等化学键
8.(2024·张家口三模)一种含钒的锑化物(M)在超导方面具有潜在的应用前景,M的晶胞结构如图甲所示,晶胞高度h处水平截面如图乙所示:
下列说法中错误的是(　　)
A.M的化学式为CsV3Sb5
B.M中V元素的化合价为+4和+5
C.V原子周围紧邻的Sb原子数为6
D.M晶体不导电,熔融状态可导电
9.(2024·大连适应性测试)由Sc、Sn、V组成的晶体晶胞如图1所示(晶胞底边边长为a nm,高为c nm,a≠c),图2显示的是三种原子在xz面、yz面上的位置,图3显示的是Sc、Sn原子在xy面上的位置。已知:Sc原子半径为r1 nm,Sn原子半径为r2 nm,V原子半径为r3 nm。下列说法错误的是(　　)
A.Sc、Sn、V三种元素的基态原子所含的价层电子个数:V>Sn>Sc
B.与Sc原子距离最近的Sc原子数为6
C.该合金的化学式为ScV6Sn6
D.该晶体的空间占有率:×100%
10.(2024·齐齐哈尔三模)在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒。钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,V2O5是接触法制备硫酸的催化剂。将V2O5溶解在NaOH溶液中可得到钒酸钠(Na3VO4),也可以得到偏钒酸钠。偏钒酸钠阴离子呈现如图甲所示的无限链状结构。晶胞参数为a pm的钒晶胞如图乙所示。已知:原子的空间利用率等于晶胞中原子体积与晶胞体积之比。下列说法错误的是(　　)
A.基态钒原子的价层电子排布式为3d34s2
B.偏钒酸钠的化学式为NaVO3
C.钒晶体中两个钒原子之间的最短距离为a pm
D.钒晶体中原子的空间利用率为π
11.(2024·河北重点高中三模)硫代硫酸盐是具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根离子(S2)可看作中的一个O原子被S原子替代的产物。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、b nm、c nm,其结构如图所示,已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·mol-1,NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.晶胞中[Mg(H2O)6]2+的个数为3
B.若晶胞中A的分数坐标为(0,0,0),则B的分数坐标为(a,0,c)
C.S2的中心硫原子的杂化方式为sp3
D.该晶体的密度为 g·cm-3
12.(2024·T8联考)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的摩尔质量更大,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×1021 g·cm3
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案
专题微练9　晶胞结构分析
1.B　解析　阴离子中硫原子之间为非极性键,阴离子和阳离子Fe2+间为离子键,A项正确;相邻两面心间的距离等于面对角线一半,即a pm,B项错误;观察图示知,阴离子周围等距离且最近的阳离子有6个,C项正确;根据晶胞结构图,1个晶胞中含4个FeS2,根据密度公式计算:ρ=×1030 g·cm-3,D项正确。
2.D　解析　1个晶胞中含有Mg原子数是12×+2×=3、B原子数是6,该化合物的化学式为MgB2,A项错误;依据晶胞面心的Mg原子分析,其上层、下层各有6个B原子,所以该晶胞中Mg原子的配位数为12,B项错误;根据图示,每个B原子周围都有3个与之等距离且最近的B原子,C项错误;晶胞质量为 g= g,晶胞的体积为a×a×c×3=a2c cm3,该晶体的密度为ρ== g·cm-3,D项正确。
3.D　解析　甲类型晶胞中含有O2-的数目为8×+6×=4,乙类型晶胞中含有O2-的数目为8×+1=2,故甲、乙两种晶体类型的晶胞内O2-数目之比为4∶2=2∶1,A项正确;甲中Zn2+位于O2-形成的八个四面体空隙中,有4个Zn2+,故空隙填充率为50%,B项正确;若原子1的坐标为(0,0,0),则原子2的坐标为,,,C项正确;若晶胞甲边长为a pm,则晶胞中Zn2+和O2-之间的最短距离为体对角线的四分之一,即a pm,D项错误。
4.A　解析　As原子和Ga原子间的最近距离为体对角线的,即d pm,A项错误;Ga原子周围与之最近的As原子为4个,即Ga原子的配位数为4,B项正确;由甲、乙图可知,c点的原子坐标为,,,C项正确;根据晶胞结构可知,Ga原子占据As原子形成的正四面体空隙,D项正确。
5.C　解析　由题干晶胞示意图可知,一个晶胞中含有Al原子个数为8×+6×=4,Li原子的个数为12×+1=4,Si原子的个数为4,故该晶体的化学式为LiAlSi,A项正确;由上述分析可知,一个晶胞的质量为 g= g,一个晶胞的体积为(a×10-10)3 cm3,故晶体的密度为 g·cm-3,B项正确;由题干晶胞示意图可知,晶体中Al原子和Li原子构成NaCl型晶胞结构,则晶体中由Al原子围成的八面体空隙有100%被Li原子填充,C项错误;由题干晶胞示意图可知,晶体中Si、Al原子之间的最短距离体对角线的,即a pm,D项正确。
6.B　解析　同一主族元素随原子序数增大,原子半径增大,第一电离能变小,同一周期元素随着原子序数增大,第一电离能变大,第一电离能 I1(Cu)>I1(Ba) ,A项正确;由图可知,与Ba2+等距且最近的Cu2+有4个,B项错误;根据“均摊法”,一个晶胞中含4×=1个Hg原子、2个Ba原子、8×=1个Cu原子、16×=4个O原子,则化学式为HgBa2CuO4,C项正确;结合C分析可知,×1030 g·cm-3=×1030 g·cm-3= g·cm-3,D项正确。
7.D　解析　图1中Fe2+与6个水分子形成配位键,图2中距离Fe2+最近且等距的共6个,故Fe2+配位数是6,A项正确;由晶胞结构图可知,相邻两个的最短距离为面对角线的一半,为a nm,B项正确;由晶胞结构图可知,一个晶胞中有8×+6×=4个Fe2+,12×+1=4个,即一个晶胞中有4个FeS2,则FeS2晶胞的密度为 g/cm3= g/cm3,C项正确;氢键不是化学键,D项错误。
8.C　解析　根据晶体结构俯视图判断,该晶胞底面为菱形,该菱形中邻边存在60°和120°两种角度。结合均摊法可知,一个晶胞中含4×+4×=1个Cs原子、4×+1=3个V原子、2×+2×+4=5个Sb原子,则化学式为CsV3Sb5,A项正确;M为CsV3Sb5,Cs元素位于ⅠA族、Sb元素位于ⅤA族,化合价分别为+1、-3,结合化合价代数和为零可知,V元素的化合价为+4和+5,B项正确;由图可知,V原子周围紧邻的Sb原子为同层的2个,C项错误;含钒的锑化物(M)在超导方面具有潜在的应用前景,且Cs元素为ⅠA族的活泼金属元素,则含钒的锑化物(M)是离子化合物,其晶体不导电,在熔融状态导电,D项正确。
9.B　解析　已知Sc、Sn、V原子的价层电子排布式分别为3d14s2、5s25p2、3d34s2,故Sc、Sn、V三种元素的基态原子所含的价层电子个数V>Sn>Sc,A项正确;由题干晶胞示意图可知,Sc原子位于8个顶点,且高度拉伸,故与Sc原子距离最近的Sc原子数为4,B项错误;由题干晶胞示意图可知,一个晶胞中含有Sc原子的个数为8×=1,Sn原子的个数为8×+4×+2=6,V原子的个数为8×+2=6,则该合金的化学式为ScV6Sn6,C项正确;该合金的化学式为ScV6Sn6,一个晶胞中含有一个“ScV6Sn6”结构单元,该晶体的空间占有率为×100%=×100%,D项正确。
10.D　解析　钒原子序数23,基态钒原子的价层电子排布式为3d34s2,A项正确;偏钒酸钠阴离子中,每个含有1个V原子,2+2×=3个O原子,再根据V元素为+5价,O元素为-2价、Na元素为+1价,可知偏钒酸钠的化学式为NaVO3,B项正确;由晶胞结构可知,钒晶体中两个钒原子之间的最短距离为晶胞体对角线长度的一半,即a pm,C项正确;设钒原子半径为r pm,则a=4r,解得r=a,钒晶胞中,V原子数目为8×+1=2,原子的空间利用率为=π,D项错误。
11.C　解析　晶胞中[Mg]2+的个数为8×+2×+4×+1=4,A项错误;若晶胞中A的分数坐标为(0,0,0),B为右上顶点,分数坐标为(a,b,c),B项错误;硫代硫酸根离子(S2)可看作中的一个O原子被S原子替代的产物,S2的中心硫原子的杂化方式与的中心硫原子的杂化方式相同为sp3,C项正确;MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·mol-1,1 nm=10-7 cm,其密度应为 g·cm-3,D项错误。
12.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项不正确;图②物质属于离子晶体,构成阳离子的基团较NaBF4中Na+半径更大,离子键能更弱,具有较低的熔、沸点,B项不正确;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项不正确;图③晶胞中,含有4个B原子,含P原子个数为8×+6×=4,参数为d nm,则晶体的密度为=×1021 g·cm-3,D项正确。(共35张PPT)
专题微练9　晶胞结构分析
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3.(2024·辽宁重点高中协作校三模)氧化锌(ZnO)的透明度高，具有优异的常温发光性能。氧化锌的两种晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
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4.(2024·唐山二模)砷化镓是一种新型半导体材料，应用广泛。图甲为它的立方晶胞结构，图乙为该晶胞沿y轴的投影图。该晶胞的边长为d pm，在三维坐标系中a、b两点的原子坐标分别为(0,1,0),(1,0,1)。下列说法错误的是(　　)
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7.(2024·江西新八校联考)FeSO4·7H2O的结构如图1所示，FeS2(M=
120)晶胞为立方体，棱长为a nm，如图所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是(　　)
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含钒的锑化物(M)在超导方面具有潜在的应用前景，且Cs元素为ⅠA族的活泼金属元素，则含钒的锑化物(M)是离子化合物，其晶体不导电，在熔融状态导电，D项正确。
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(晶胞底边边长为a nm，高为c nm，a≠c)，图2显示的是三种原子在xz面、yz面上的位置,图3显示的是Sc、Sn原子在xy面上的位置。已知:Sc原子半径为r1 nm，Sn原子半径为r2 nm，V原子半径为r3 nm。下列说法错误的是(　　)
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已知Sc、Sn、V原子的价层电子排布式分别为3d14s2、5s25p2、3d34s2，故Sc、Sn、V三种元素的基态原子所含的价层电子个数V>
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11.(2024·河北重点高中三模)硫代硫酸
盐是具有应用前景的浸金试剂。硫代硫
酸根离子(S2)可看作中的一个O
原子被S原子替代的产物。MgS2O3·
6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别
为a nm、b nm、c nm，其结构如图所示，已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·mol-1，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
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