高考化学第二轮专项复习专题三　选择题专攻2　晶体结构的分析应用含答案或解析

晶体结构的分析应用1.(2024·河北，12)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q点的截面图，晶胞的边长为apm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A.该铋氟化物的化学式为BiF3B.粒子S、T之间的距离为114aC.该晶体的密度为1064NAD.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个2.(2024·湖北，11)黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是()A.Ⅰ为18K金B.Ⅱ中Au的配位数是12C.Ⅲ中最小核间距Au-Cu<Au-AuD.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶13.(2024·湖南，12)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为2LiH+C+N2Li2CN2+H2，晶胞如图所示，下列说法错误的是()A.合成反应中，还原剂是LiH和CB.晶胞中含有的Li+个数为4C.每个CN22−D.CN4.(2024·安徽，14)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如图所示。已知该氧化物中Ti为+4价，La为+3价。下列说法错误的是()A.导电时，Ti和La的价态不变B.若x=13，Li+C.与体心最邻近的O原子数为12D.导电时，空位移动方向与电流方向相反5.(2024·黑吉辽，14)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Co9S8B.晶胞2中S与S的最短距离为32C.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6.(2023·河北，11)锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。如图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A.该氧化物的化学式为ZrO2B.该氧化物的密度为123×1030C.Zr原子之间的最短距离为22aD.若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心7.(2023·湖南，11)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apm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是()A.晶体最简化学式为KCaB6C6B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+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2.17×10328.(2023·湖北，15)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是()A.LaH2晶体中La的配位数为8B.晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHxC.在LaHx晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼D.LaHx单位体积中含氢质量的计算式为40(4.84×109.(2023·辽宁，14)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是()A.图1晶体密度为72.5NAB.图1中O原子的配位数为6C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-xD.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导

答案精析1.D[根据题给立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q点的截面图可知，若将晶胞均分为8个小立方体，晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心，由均摊法可知，每个晶胞中含有铋离子个数为1+12×14=4个，含有氟离子个数为8+8×18+6×12=12个，故该铋氟化物的化学式为BiF3，A正确；以M点为原点建立坐标系，令N点的原子分数坐标为(0，0，1)，Q点的原子分数坐标为(1，1，0)，则T点的原子分数坐标为1，12，12，S点的原子分数坐标为14，14，34，所以粒子S、T之间的距离为1−142+12−142+12−342×apm=114apm，B正确；由A项分析可知，每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-，晶胞体积为a32.C[24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为1824×100%=75%，Ⅰ中Au和Cu原子个数比值为1∶1，则Au的质量分数为197197+64×100%≈75%，A正确；Ⅱ中Au处于立方体的八个顶角，则Au的配位数为12，B正确；设Ⅲ的晶胞参数为a，Au-Cu的核间距为22a，Au-Au的最小核间距也为22a，最小核间距Au-Cu=Au-Au，C错误；Ⅰ中，Au处于内部，Cu处于晶胞的八个顶角，其原子个数比为1∶1，Ⅱ中，Au处于立方体的八个顶角，Cu处于面心，其原子个数比为8×18∶6×12=1∶3，Ⅲ中，Au处于立方体的面心，Cu处于顶角，其原子个数比为6×13.D[反应2LiH+C+N2Li2CN2+H2中，LiH中H元素由-1价升高到0价，C元素由0价升高到+4价，N元素由0价降低到-3价，还原剂是LiH和C，A正确；Li+位于晶胞中的面上，晶胞中含有的Li+个数为8×12=4，B正确；以位于体心的CN22−为标准，与它最近且距离相等的Li+有8个，C正确；CN22−的中心原子C原子的价层电子对数为2+12×(4+2-3×2)=2，C原子为sp杂化，或CN24.B[根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti和La的价态不变，A项正确；根据“均摊法”，1个晶胞中含Ti：8×18=1个，含O：12×14=3个，含La或Li或空位共1个，若x=13，则La和空位共23，n(La)+n(空位)=23，结合正负化合价代数和为0，(+1)×13+(+3)×n(La)+(+4)×1+(-2)×3=0，解得n(La)=59、n(空位)=19，Li+与空位数目不相等，B项错误；由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O原子数为12，即位于棱心的12个O原子，5.B[由均摊法得，结构1中含有Co的数目为4+4×18=4.5，含有S的数目为1+12×14=4，Co与S的原子个数比为9∶8，因此结构1的化学式为Co9S8，故A正确；由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线长的12，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为22a，故B错误；如图：，以图中的Li为例，与其最近的S共4个，故C正确；如图，当两个晶胞2放在一起时，图中灰框截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，故D6.B[根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr、8×18+12×14+6×12+1=8个O，则该氧化锆的化学式为ZrO2，选项A正确；晶体密度为ρ=91×4+16×8NA(a×10−10)3g·cm-3=492×1030NA·a3g·cm-3，选项B错误；Zr原子之间的最短距离为整个晶胞二分之一对角线的距离，即27.C[根据晶胞结构可知，其中K个数：8×18=1，Ca个数：1，B个数：12×12=6，C个数：12×12=6，故其最简化学式为KCaB6C6，A正确；K+位于晶胞顶角，Ca2+位于体心，则晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+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；该晶胞含1个KCaB6C6，则晶胞质量为217NAg，晶胞体积为a3×10-30cm3，则其密度为2.17×108.C[由LaH2的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确；由LaHx晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx，故B正确；由题干信息可知，在LaHx晶胞中，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，这样的结构有8个，顶点数为4×8=32，但整个晶胞中H原子不形成闭合多面体笼，故C错误；1个LaHx晶胞中含有5×8=40个H原子，含H质量为40NAg，晶胞的体积为(484.0×10-10cm)3=(4.84×10-8)3cm3，则LaHx单位体积中含氢质量的计算式为40(4.84×10−8)39.C[根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×14+1=3，O：2×12=1，Cl：4×14=1，1个晶胞的质量为3×7+16+35.5NAg=72.5N