2025年春高二化学选择性必修2人教版随堂优练 3.1.2晶胞 晶体结构的测定（解析版）

1.下列说法不正确的是（）。A.金刚石晶体为网状结构，由共价键形成的碳环中，最小的环上有6个碳原子B.氯化铯晶体中，每个周围紧邻8个C.氯化钠晶体中，每个周围紧邻且距离相等的共有6个D.干冰晶体中，每个分子中碳原子采取杂化【答案】C【解析】A．金刚石网状结构中，每个碳原子含有4个共价键，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子，A正确；B．氯化铯晶体中，铯离子的配位数是8，每个Cs+周围紧邻8个Cl-，B正确；C．氯化钠晶胞中，每个钠离子周围距离相等的钠离子个数为12，距离相等且最近的氯离子共有6个，C错误；D．分子中碳原子的价层电子对数为2+=2，采取杂化，D正确。2.是目前使用最广泛的储氢材料，储氢后转化为。合金由甲、乙两个原子层交替紧密堆积而成，丙是该合金的晶胞结构(已知晶胞的体积约为)。下列说法正确的是（）。A.该晶体为离子晶体B.该晶体的一个晶胞中原子数为15C.该晶体中1个原子与12个原子配位D.若忽略储氢前后晶胞体积变化，储氢后氢在合金中的密度约为【答案】BD【解析】该晶体为合金，不属于离子晶体，A错误；根据“均摊法”，晶胞中含个La，结合化学式可知，该晶体的一个晶胞中原子数为15，B正确；以底面La为例，同层周围有6个Ni，上下层还各有6个，则该晶体中1个原子与18个原子配位，C错误；根据“均摊法”，晶胞中含个La，储氢后转化为，则晶胞含有18个氢，储氢后氢在合金中的密度约为，D正确。3.近年来有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na或反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体。如图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子，小球为钠原子)，关于这三种晶胞的说法正确的是（）。A.晶胞Ⅰ中与钠原子距离最近的氯原子个数为12B.晶胞Ⅱ中含有6个钠原子C.晶胞Ⅲ所对应晶体的化学式为D.三种晶体均是由NaCl晶体在50~300GPa的高压下和Na反应所得【答案】AC【解析】由图可知，晶胞中12个Cl原子位于面上，所以体心Na原子周围有12个Cl,即钠原子的配位数为12，A正确；Na有2个位于体内，4个位于棱心，棱心被4个晶胞共用，钠原子个数2+4×=3，即晶胞Ⅱ中含有3个钠原子，B错误；晶胞III中Na原子数目=2+4×+2×=4、Cl原子数目=8×=2，化学式为Na2Cl，C正确；晶胞I、II、Ⅲ所对应晶体的化学式分别为NaCl3、Na3Cl、Na2Cl，根据原子守恒可知，晶胞I所对应晶体是NaCl晶体在50～300GPa的高压下和Cl2反应的产物，晶胞II、III所对应晶体是NaCl晶体在50～300GPa的高压下和Na反应的产物，D错误。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。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是（）。A.晶体最简化学式为B.晶体中与最近且距离相等的有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【答案】C【解析】根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，其中Ca个数：1，其中B个数：12×=6，其中C个数：12×=6，故其最简化学式为，A正确；根据晶胞结构可知，位于晶胞体心，Ca位于定点，则晶体中与最近且距离相等的有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；根据选项A分析可知，该晶胞最简化学式为，则1个晶胞质量为：，晶胞体积为a3×10-30cm3，则其密度为，D正确。已知Mg、A1、O三种元素组成的晶体结构如图所示，其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成，其中A13+和O2-都在小晶格内部，Mg2+部分在小晶格内部，部分在小晶格顶点。该物质的化学式为____，Mg2+的配位数为____，两个Mg2+之间最近的距离是____pm。【答案】MgAl2O44【解析】由小晶格结构可知，A型小晶格中位于顶点体内的镁离子个数为4×+1=，位于体内的氧离子个数为4，B型小晶格中位于顶点的镁离子个数为4×=，位于体内的铝离子和氧离子的个数都为4，由晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成可知，晶胞中镁离子的个数为(+)×4=8、铝离子的个数为4×4=16、氧离子的的个数为(4+4)×4=32，所以物质的化学式为MgAl2O4；由A型小晶格可知，每个镁离子与4个氧离子间的距离最近，所以配位数为4；由A型小晶格可知，位于顶点的镁离子与位于体心的镁离子间的距离最近，小晶格的边长为晶胞边长的，所以两个镁离子之间最近的距离为pm×=pm，故答案为：MgAl2O4；4；。6.羟基喹啉()被广泛用作等金属离子的络合剂和萃取剂，也是重要的医药中间体。回答下列问题：（1）羟基喹啉所含元素中第一电离能最大的是___________(填元素符号)，已知8-羟基喹啉所有原子均在同一平面上，则O的杂化方式为___________，分子中存在的大键可表示为___________。（2）羟基喹啉的熔点明显低于羟基喹啉()、羟基喹啉()的熔点的原因是___________。（3）羟基喹啉与四氯化锗可制备印迹聚合物。基态原子核外电子排布式为___________；不能形成类似分子中的键，原因是___________。（4）某种含特殊材料的晶胞结构如图所示，该物质的化学式为___________。若该晶体的密度为，则晶体中相邻N之间的最短距离为___________(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。【答案】（1）Nsp2（2）羟基喹啉中形成分子内氢键导致其熔点降低（3）d104s24p2原子半径较大，和氧形成σ键以后，p轨道难通过肩并肩的方式形成π键（4）ZnMn3N【解析】（1）同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能大小：N>O>C>H；已知8-羟基喹啉所有原子均在同一平面上，氧有一个p轨道形成π键，为sp2杂化；分子中11个原子中的9个碳原子和氮原子各提供1个电子大π键、氧原子提供一对孤电子形成大π键，故存在的大π键可表示为；（2）羟基喹啉中氢氮可以形成分子内氢键导致其熔点降低，而羟基喹啉、羟基喹啉形成的是分子间氢键，熔点升高；（3）为第四周期第ⅣA族元素，基态原子核外电子排布式为3d104s24p2；不能形成类似分子中的π键，原因是原子半径较大，和氧形成σ键以后，p轨道难通过肩并肩的方式形成π键，而碳原子半径较小，可以形成π键；（4）根据“均摊法”，晶胞中含个Zn、个Mn、1个N，则化学式为ZnMn3N；若该晶体的密度为，设相邻N之间的最短距离为anm，此距离即为晶胞边长参数anm，则晶体密度为，。真题链接（2023·河南）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。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是（）。A.晶体最简化学式为B.晶体中与最近且距离相等的有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【答案】C【解析】根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，其中Ca个数：1，其中B个数：12×=6