312晶胞晶体结构的测定（好题精练）-2022-2023学年化学选择性必修二课件精讲及好题精练（人教版2019）

第一节物质的聚集状态与晶体的常识第2课时晶胞晶体结构的测定时间：40分钟一、单选题1．下列关于晶体和晶胞的说法不正确的是A．晶胞是晶体结构的基本重复单元 B．晶胞都是长方体或立方体C．同种晶体的晶胞大小和形状完全相同 D．晶体内部的微粒按一定规律做周期性有序排列【答案】B【详解】A．构成晶体的最基本的几何单元称为晶胞，因此晶胞是晶体结构的基本重复单元，A正确；B．晶胞也可以是从晶体中分割出来的平行六面体，不一定是长方体或立方体，B错误；C．晶胞是晶体结构的基本重复单元，同种晶体的晶胞大小和形状完全相同，C正确；D．晶胞是晶体结构的基本重复单元，晶体内部的微粒按一定规律做周期性有序排列，D正确；答案选B。2．下列有关说法正确的是A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪B．石英玻璃和水晶的衍射图谱相同C．通过乙酸晶体的X射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数，不能推出乙酸分子的空间结构D．晶体的X射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定键长和键角【答案】A【详解】A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，A项正确；B．石英玻璃是非晶态二氧化硅，水晶是晶态二氧化硅，则水晶的衍射图谱中会出现分立的斑点或明锐的衍射峰，而石英玻璃的衍射图谱中不会出现分立的斑点或明锐的衍射峰，二者的衍射图谱不同，B项错误；C．通过晶体的X射线衍射实验，可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键，确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，C项错误。D．通过晶体的X射线衍射实验，可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键，确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，D项错误；故选A。3．下列关于晶体的说法中，不正确的是①晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中原子排列相对无序，无自范性；②晶胞是晶体中最小的“平行六面体”；③呈粉末状的固体物质没有规则的晶体外形，均不属于晶体；④晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列；⑤晶胞是晶体结构的基本单元；⑥晶体尽可能采取紧密堆积的方式，以使其更稳定。A．①②③ B．②③④ C．④⑤⑥ D．②③【答案】D【详解】晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性，非晶体中原子排列相对无序，无自范性，故①正确；晶胞是晶体中最小的重复的“平行六面体”，故②不正确；许多固体粉末虽然用肉眼看不到晶体外形，但通过光学显微镜或电子显微镜可以观察到规则的几何外形，这些固体粉末仍是晶体，故③不正确；晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列，故④正确；晶胞是晶体结构的基本单元，故⑤正确；晶体尽量采取紧密堆积的方式，以使其更稳定，故⑥正确；不正确的是②③，选D。4．现有四种晶体，其晶胞结构如图所示，其中化学式一定不属于AB（或BA）型的是A． B． C． D．【答案】C【详解】A．晶胞中微粒A的个数为，微粒B的个数为1，则化学式可能为AB（或BA），A项正确；B．晶胞中微粒A的个数为，微粒B的个数为，则化学式可能为AB（或BA），B项正确；C．晶胞中微粒A的个数为，微粒B的个数为，则化学式可能为AB3（或B3A），C项错误；D．晶胞中微粒A的个数为8×，微粒B的个数为，则化学式可能为AB（或BA），D项正确；答案选C。【点睛】该题需要熟练掌握均摊法计算晶胞中各原子数目进而确定化学式。5．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性，因这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如上图所示，则该晶体的化学式为（

）A．Mg2CNi3 B．MgCNi2C．MgCNi3 D．MgC2Ni【答案】C【详解】碳原子位于该晶胞的体心上，所以该晶胞中含有一个碳原子；镁原子个数=8×=1，所以该晶胞含有1个镁原子；镍原子个数=6×=3，该晶胞中含有3个镍原子，所以该晶胞的化学式为：MgCNi3，故答案为C。【点睛】均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是：①顶点：每个顶点的原子被8个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占份额；②棱：每条棱的原子被4个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占份额；③面上：每个面的原子被2个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占份额；④内部：内部原子不与其他晶胞分享，完全属于该晶胞。6．F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易与水反应。其中6XeF4＋12H2O=2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是黑球表示氙原子白球表示氟原子A．XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构B．某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示，可推知其化学式为XeF6C．XeF4按已知方式水解，每生成2molXe转移8mol电子D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，将重新生成Xe和F2【答案】C【详解】A．Xe原子已经达到8电子稳定，故XeF2各原子不可能具有8电子稳定结构，A不正确；B．根据平行六面体规律：Xe为8×＋1=2，F为8×＋2=4，故该晶体的化学式为XeF2，B不正确；C．由于F的非金属性最强，在XeF4中Xe的化合价为＋4价，生成2molXe转移电子数为8mol，C正确；D．F2有强的氧化性，能够与水反应，故XeF2与水反应不可能生成F2，D不正确；故选C。7．磁光存储的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图（白球均在六棱柱内）如图所示，则该晶体物质的化学式可表示为A．Mn4Bi3 B．Mn2Bi C．MnBi3 D．MnBi【答案】D【详解】由晶胞的结构图可知，锰原子分布在正六棱柱的顶点、上下底面的面心上、棱边的中点上和体心上，所以锰原子的个数为：1+12×+2×+6×=6，铋原子分布在六棱柱的体内，数目为6，所以锰原子和铋原子的个数比为6：6=1：1，所以化学式为MnBi，故合理选项是D。8．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是A．3：9：4 B．1：4：2 C．2：9：4 D．3：8：5【答案】B【详解】A为顶点、B为面上棱和侧边上棱、C为晶胞内；根据均摊法，一个晶胞中粒子A的个数为6=0.5，粒子B的个数为=2，粒子C的个数为1，所以A、B、C三种粒子数之比为0.5:2:1=1:4:2；故选B。9．已知CsCl晶体的密度为ρg·cm3，NA为阿伏加德罗常数的值，相邻的两个Cs+的核间距为acm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为（

）A．NA·a3·ρ B．C． D．【答案】A【详解】在CsCl晶胞中，含有1个Cs+和1个Cl，则只含有1个“CsCl”；由公式ρ=可得，ρ==，从而得出Mr=NA·a3·ρ，故选A。10．如图所示为一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子的结构模型，则它的化学式为A． B．TiC C． D．【答案】C【详解】由于该结构为“气态团簇分子”的结构，给出的结构就是一个“完整”的分子，因此结构中的每个原子都是构成分子的一部分。因该“气态团簇分子”结构中含有14个Ti原子和13个C原子，故该物质的化学式为，选C。11．2001年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录．如图示意的是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面各有一个镁原子，6个硼原子位于棱柱内，则该化合物的化学式可表示为（）A．MgB B．MgB2 C．Mg2B D．Mg3B2【答案】B【分析】利用均摊法先计算出镁原子与硼原子个数。再求出原子个数比即可解答。【详解】处于六棱柱顶点上的镁原子同时为6个结构单元所共有，每个镁原子有属于该结构单元；处于面上的镁原子同时为2个结构单元所共有，每个镁原子有属于该结构单元；处于棱柱内的6个硼原子，则完全属于该结构单元。故每个结构单元中有镁原子：l2×+2×=3，有硼原子6个。故化学式可表示为MgB2。故B正确，ACD错误；答案选B。12．以NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是A．18g冰（图1）中含O—H键数目为2NAB．28g晶体硅（图2）中含有Si—Si键数目为2NAC．44g干冰（图3）中含有NA个晶胞结构单元D．石墨烯（图4）是碳原子单层片状新材料，12g石墨烯中含C—C键数目为1.5NA【答案】C【详解】A．一个水分子中有2个HO，则18g冰即1mol中含O—H键数目为2NA，A正确；B．28g晶体硅含有1mol硅原子，晶体硅中每个硅原子形成的共价键为×4=2，则1mol晶体硅中含有Si—Si键数目为2NA，B正确；C．一个晶胞结构单元含有4个二氧化碳分子，44g干冰即1mol中晶胞结构单元数小于NA个，C错误；D．石墨烯中每个碳原子周围有两个碳碳单键和一个碳碳双键，所以每个碳原子实际拥有C—C键为1.5个，则12g石墨烯即1mol中含C—C键数目为1.5NA，D正确；答案选C。二、填空题13．A、B、C、D、E是短周期元素，原子序数依次增大，B、C同周期，C的非金属性在元素周期表中最强，A、D同主族、隔周期，E元素原子最外层的p能级电子数是最外层的s能级电子数的一半。A、B能形成常温常压下两种液态化合物甲和乙，原子个数比分别为2：1和1：1.根据以上信息回答下列问题：(1)甲、乙两种化合物中含有非极性共价键的物质的电子式是___________，C元素在元素周期表中的位置是___________。(2)C和D形成的简单离子中，半径较小的是___________(填离子符号)。(3)将D的单质投入甲中，待D消失后再向溶液中加入E的单质，此时发生反应的化学方程式是___________。(4)C、D、E可组成离子化合物，其晶胞结构如图所示，阳离子D*(用○表示)位于正方体棱的中点和正方体内部；阴离子(用表示)位于该正方体的顶点和面心。该化合物的化学式是___________。【答案】

第二周期第ⅦA族

【分析】A、B、C、D、E为短周期元素，原子序数依次增大；C的非金属性最强，则C为F元素；A、D同主族、隔周期，则A为H元素，D为Na元素；E的原子最外层p级电子数为最外层s级电子数的一半，又因为E的原子序数比D（Na元素）大，故E的原子最外层电子排布式为3s23p1，则E为Al元素；A、B在常温下能形成原子个数比为2:1和1:1的两种液态化合物，则B为O元素；综上所述，A为H元素，B为O元素，C为F元素，D为Na元素，E为Al元素；甲是，乙是。【详解】由题意知A为H元素，B为O元素，C为F元素，D为元素，E为元素，甲是，乙是；(1)甲、乙两种化合物中含有非极性共价键的物质是，的电子式是；C元素是F元素，F元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅦA族。(2)C和D形成的简单离子分别是和，电子排布相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，所以半径较小的是；(3)钠和水反应生成和氢气，和溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为；(4)阳离子(用O表示)位于正方体棱的中点和正方体内部，晶胞中所含的个数；阴离子位于正方体的顶点和面心，晶胞中所含的个数；阴、阳离子个数比为，化合物中阴离子所带电荷总数与阳离子所带电荷总数相等，所以，则该化合物的化学式为。14．已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E的＋1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态。（1）E元素基态原子的核外电子排布式为________________。（2）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_______(填元素符号)，其原因是___________________________。（3）B2A4是石油炼制的重要产物之一。B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为________；1molB2A2分子中含________molσ键。（4）已知D、E能形成晶胞结构如图所示的两种化合物，则化学式：甲为_____，乙为______；高温时，甲易转化为乙的原因为__________________________。【答案】

1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

C<O<N

同一周期从左向右，元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势，但氮元素的最外层电子达到半充满的稳定构型，故其第一电离能大于氧元素的

sp2

3

CuO

Cu2O

Cu2O中Cu的各轨道均为全充满状态，较稳定【分析】A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，推出A为H，B原子核外电子有6种不用的运动状态的电子，即B为C，D原子L电子层上有2对成对电子，推出D为O，则C为N，E的＋1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态，推出E为Cu【详解】（1）本题考查电子排布式，Cu位于第四周期IB族，因此电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d1