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选择题突破四　
突破点3　晶胞结构及分析
(选择题每小题3分)
A级夯基达标练
题组1　晶体的结构与性质
1.(2025·河北名校联盟联考)强热条件下硫酸铵发生的分解反应如下:3(NH4)2SO44NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O。下列叙述错误的是 (　　)
A.(NH4)2SO4是含配位键的离子晶体
B.H2O和NH3的VSEPR模型相同
C.SO2的沸点高于N2
D.SO2是非极性分子
2.(2025·湖北五市州联考)下列陈述Ⅰ、陈述Ⅱ有错误,或二者不存在因果关系的是(　　)
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 第一电离能:Na>K Na与K位于同一主族,原子半径:NaK
B 碳正离子稳定性: > Br的电负性比F小,电子云更加偏向碳正离子
C 熔点:金刚石>石墨 金刚石属于共价晶体,只含共价键,石墨属于混合型晶体,既存在共价键又存在范德华力
D 熔点:AlF3(1 040 ℃)>AlCl3(178 ℃) AlF3属于离子晶体,AlCl3属于分子晶体
3.(2025·山东青岛一模)短周期同主族元素X和Y可形成常见化合物M。固态M中主要存在环状M3和链状Mn,结构如图。Y原子最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法正确的是 (　　)
A.M中X和Y的原子个数比为1∶2
B.简单氢化物的沸点:X>Y
C.固态环状M3为分子晶体、链状Mn为共价晶体
D.环状M3和链状Mn中X原子的杂化方式相同
题组2　晶胞的结构及分析
4.(2025·四川成都七中模拟)下列关于常见晶体结构说法不正确的是(　　)
A.金刚石晶体中,碳原子与σ键数目之比为1∶2
B.冰晶胞类似金刚石晶胞,冰晶胞内水分子间以共价键结合
C.氯化钠晶体中,Na+填充在Cl-构成的正八面体空隙中
D.金刚石、冰、碘三种晶体的熔点顺序为金刚石>碘>冰
5.(2025·河北秦皇岛一模)尖晶石铁氧体有独特的电学、光学、磁学性能,大多数铁氧体具有很稳定的立方对称性,但铁酸铜很特别,它同时具备立方对称性和四方对称性,其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.铁酸铜的化学式为CuFeO2
B.基态铁原子的价层电子数比基态铜原子多
C.晶胞中Fe3+和Cu2+均填充在由O2-形成的四面体空隙内
D.与Fe3+距离最近且相等的O2-的数目为6
6.(2025·浙江名校协作体联考)我国科学家研究利用CaF2晶体释放出的Ca2+和F-脱除硅烷,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能,CaF2晶胞如图所示,下列说法不正确的是(　　)
A.元素F和Si均在周期表p区
B.晶胞中Ca2+的配位数为8
C.化学键中离子键成分的百分数:CaF2>CaH2
D.脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,脱硅能力BaF27.(2025·辽宁省实验中学等三校联考)向HgBr2溶液中滴入NH3-NH4Cl混合溶液,得到晶体M,其每个晶胞由两个小立方体构成,NH3中的N位于小立方体的体心,小立方体的边长为a pm,晶胞结构如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)
A.Hg在元素周期表第六周期ⅡB族
B.该晶体类型为离子晶体
C.N—Hg—N中,N与Hg之间的距离为a pm
D.1个晶胞中含有Br-的质量为160 g
8.(2025·陕西榆林二模)砷化镓(GaAs)的晶胞结构如图甲所示,将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料,其晶胞结构如图乙所示,下列说法正确的是(　　)
A.图甲中,As原子位于Ga原子构成的正四面体空隙中
B.图甲中,距离As原子最近的As原子数为6
C.图甲中,若晶胞参数为a pm,则Ga原子与As原子的最短距离为a pm
D.稀磁性半导体材料中,Mn、As两种原子的个数比为1∶2
B级素能提升练
9.(2025·湖南岳阳一模)NaCl、CsCl、CaF2是三种典型的晶体,晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.通过晶体的X射线衍射实验可以区分NaCl晶体与CsCl晶体
B.NaCl、CsCl晶体中,Cl-的配位数相等
C.两种晶体的熔点高低关系为CaF2>CsCl
D.CaF2晶胞中,a点分数坐标为(0,0,0),则b点F-的分数坐标为()
10.(2025·湖北七市联考)硼化钙晶胞结构如图所示,每六个硼原子构成一个正八面体,各个顶角通过B—B相互连接,正八面体中B—B的键长为d nm,Ca位于立方体体心,钙原子分数坐标为(),设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.距离Ca最近的B有8个
B.Ca与B的个数比为1∶24
C.M点原子的分数坐标为(0,1,)
D.该晶体的密度为 g·cm-3
参考答案
1.D　解析:N中存在配位键,N与S之间是离子键,故(NH4)2SO4是含配位键的离子晶体,A正确;H2O和NH3分子中O、N两个原子价层电子对数均为4,其VSEPR模型均为四面体形,B正确;SO2是极性分子,且相对分子质量较大,其分子间作用力远大于N2的分子间作用力,故SO2的沸点高于N2,C正确;SO2分子的空间结构是V形,SO2是极性分子,D错误。
2.C　解析:根据电离能变化规律可知,A正确。溴元素的电负性小于氟元素,中电子云更加偏向碳正离子,较稳定;中电子云更加偏向氟原子,碳正离子较不稳定,故碳正离子的稳定性强于,B正确。金刚石中碳碳键的键长大于石墨中碳碳键的键长,金刚石晶体中碳碳键弱于石墨中碳碳键,所以金刚石的熔点比石墨低,C错误。氟化铝是熔点较高的离子晶体,氯化铝是熔点较低的分子晶体,所以氟化铝的熔点高于氯化铝,D正确。
3.D　解析:Y原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,则Y为O;X和Y为短周期同主族元素,故X为S。根据环状M3和链状Mn的结构可知,S和O形成的常见化合物M为SO3,其中S和O两种原子的个数比不是1∶2,A错误;水分子间存在氢键,使其沸点远高于硫化氢,B错误;固态环状M3和链状Mn都是三氧化硫的不同形态,固态三氧化硫属于分子晶体,C错误;由环状M3和链状Mn的结构可知,两种分子中硫原子的杂化方式相同,D正确。
4.B　解析:金刚石晶体中,每个碳原子以sp3杂化轨道形成4个C—C,每个C—C为2个碳原子共有,平均每个碳原子形成2个C—C,碳原子与σ键数目之比为1∶2,A正确;冰晶胞内水分子间以分子间作用力结合,水分子间没有共价键,B错误;氯化钠晶体中,与Na+等距离最近的Cl-有6个,这6个Cl-构成正八面体,Na+填充在Cl-构成的正八面体空隙中,C正确;金刚石属于共价晶体,冰、碘都属于分子晶体,碘中分子间作用力大于冰中分子间作用力,结合物质在常温下的状态可知,金刚石、冰、碘三种晶体的熔点:金刚石>碘>冰,D正确。
5.D　解析:A中Cu2+的个数是4×+1=,O2-的个数是4,B中含有Cu2+的个数是4×,含有Fe3+的个数是4,O2-的个数是4,则整个晶胞中含有Cu2+的个数是()×4=8,Fe3+的个数是4×4=16,O2-的个数是(4+4)×4=32,则铁酸铜的化学式为CuFe2O4,A错误。基态铁原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,其价层电子数为8。基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,其价层电子数为11,因此,基态铁原子的价层电子数比基态铜原子少,B错误。由晶胞结构可知,Cu2+填充在O2-构成的四面体空隙中,Fe3+填充在O2-构成的八面体空隙内,C错误。与Fe3+距离最近且相等的O2-的数目为6,D正确。
6.D　解析:元素F和Si分别在第ⅦA族和第ⅣA族,均在周期表p区,A正确;由图可知,黑球为Ca2+,其配位数为8,B正确;电负性:F>H,故化学键中离子键成分的百分数:CaF2>CaH2,C正确;脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,则脱硅的能力:BaF2>CaF2,D错误。
7.D　解析:Hg为80号元素,位于元素周期表第六周期ⅡB族,A正确;该晶体中存在离子键,属于离子晶体,B正确;NH3中的N位于小立方体的体心,小立方体的边长为a pm,则N—Hg—N中,N与Hg之间的距离为小立方体边长的,即a pm,C正确;根据“均摊法”,1个晶胞中含有Br-的个数为8×+4×=2,其质量应为 g,D错误。
8.A　解析:图甲中,As原子与周围4个Ga相连,4个Ga构成正四面体结构,As位于Ga原子构成的正四面体空隙中,A正确;图甲对应晶体中,距离As原子最近的As原子个数为=12,B错误;图甲中,Ga原子与As原子的最短距离为体对角线的四分之一,即a pm,C错误;稀磁性半导体材料中,有4个As原子位于晶胞内,1个晶胞中Mn原子的个数为1×+1×,则Mn、As两种原子的个数比为5∶32,D错误。
9.B　解析:通过晶体的X射线衍射实验可以区分NaCl晶体与CsCl晶体,A正确;NaCl、CsCl晶体中,Cl-的配位数分别为6、8,B错误;CaF2、CsCl均为离子晶体,离子半径Cs+大于Ca2+、Cl-大于F-,离子电荷数Cs+小于Ca2+,则CaF2晶体的熔点更高,C正确;CaF2晶胞中,a点分数坐标为(0,0,0),由图可知,b点F-在x、y、z轴上的分数坐标为(),D正确。
10.C　解析:晶胞中Ca的数目为1,B的个数为8××6=6。距离Ca最近的B有3×8=24个,A错误;由分析可知,硼化钙的化学式为CaB6,Ca与B的个数比为1∶6,B错误;M点在x方向的分数坐标为0,在y方向的分数坐标为1,B—B的键长为d nm,M到最近顶角的距离为d nm,在z方向的分数坐标为d,则M点原子的分数坐标为(0,1,),C正确;该晶体的密度为 g·cm-3,D错误。
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