3.1.2物质的聚集状态与晶体的常识（第2课时 晶胞）（习题精练）（含答案）高二化学习题精练（人教版2019选择性必修2）含解析卷
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| 名称 | 3.1.2物质的聚集状态与晶体的常识（第2课时 晶胞）（习题精练）（含答案）高二化学习题精练（人教版2019选择性必修2）含解析卷 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-04 10:09:05 | ||
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文档简介
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
课时2
晶胞
单选题
Ⅰ.夯实基础篇
1．（2022·全国·高三专题练习）金属晶体的常见晶胞结构有a、b、c分别代表的三种结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4
C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
2．（2022春·湖南衡阳·高二衡阳市田家炳实验中学校考阶段练习）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
3．（2021春·福建宁德·高二校联考期中）某晶体的一部分为正三棱柱，如下图所示，该晶体的化学式可能是
A．A2B9C4 B．A3B9C4
C．AB4C2 D．A3B8C4
4．（2020·高二课时练习）体心立方密堆积、面心立方最密堆积和六方最密堆积是金属晶体中金属原子常见的堆积方式，这三种堆积方式的结构单元分别如图甲、乙、丙所示，则甲、乙、丙三种结构单元中，金属原子个数比为（ ）
A．1：2：3 B．2：4：17 C．4：5：6 D．9：14：17
5．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）如图所示是硼和镁形成的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． B． C． D．
6．（2023春·辽宁铁岭·高三校联考阶段练习）的晶胞结构如图所示。已知：晶胞边长为a pm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．和中都含有非极性键
B．第二电离能：
C．和之间的最短距离为
D．的密度为
7．（2023秋·四川遂宁·高二统考期末）碳化钨的晶胞如下图，其化学式为
A．WC B．WC3 C．W3C D．W2C3
8．（2023春·湖北武汉·高三统考阶段练习）氢能具有高热值、零污染和资源丰富等优点。一种光解水产生氢气的催化剂晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为。下列说法错误的是
A．与O的个数比为 B．与距离最近的O个数为8
C．与O的最近距离为 D．该晶体的摩尔体积为
Ⅱ.能力提升篇
9．（2022·全国·高三专题练习）某种钻盐晶体的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为，A点的原子坐标参数为，C点的原子坐标参数为。下列说法错误的是
A．B点的原子坐标参数为
B．距离最近且等距离的的数目为8
C．该晶体的密度为
D．与之间的最短距离为
10．（2022春·黑龙江大庆·高二大庆市东风中学校考期末）已知的熔点为2700℃，其晶胞结构如图所示。已知Si-28、C-12，下列说法错误的是
A．晶体中碳原子和硅原子均采用杂化
B．硅单质的熔点高于2700℃
C．距离硅原子最近的硅原子数为12
D．若晶胞参数为，则该晶体的密度为
11．（2022春·湖北·高三校联考阶段练习）钴的一种化合物的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为anm，A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为。下列说法中错误的是
A．该晶胞的体积为
B．距离Co2+最近且等距离的的数目为6
C．C点的原子坐标参数为
D．Ti4+与Co2+之间的最短距离为
12．（2021·高二课时练习）已知某离子晶体的晶胞结构如图所示，其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为，晶体的密度为。则下列说法正确的是
A．晶胞中M、N的个数都为1
B．该晶胞中两个距离最近的同种离子的核间距为
C．与M距离最近且相等的M的个数为6
D．该晶胞可能是晶体的晶胞
13．（2022·湖北·校联考模拟预测）41号元素铌(Nb)的一种氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞参数为anm。下列说法错误的是
A．Nb元素位于第五周期第VB族
B．该氧化物的化学式为NbO
C．O原子周围最近的O原子有12个
D．Nb原子与O原子的最短距离为nm
14．（2023秋·广东揭阳·高三统考期末）以黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸的简要过程如图a所示，的立方晶胞如图b所示。代表阿伏加德罗常数，下列说法错误的是
A．的空间结构为平面三角形
B．1 mol的中含有的电子数为
C．的立方晶胞中，紧邻的阴离子个数为8
D．1molFeS2完全反应生成和，有11 mol电子发生转移
15．（2023秋·河北邯郸·高二统考期末）砷化硼晶体是具有超高热导率的半导体材料，其结构如图所示，若晶胞参数为a nm，下列说法正确的是
A．砷化硼的化学式为B7As2
B．与顶点B原子距离最近且等距的B原子有6个
C．晶胞内的4个As原子所围成的空间结构为正四面体形
D．B、As原子之间的最短距离为
16．（2023秋·湖南长沙·高二湖南师大附中校考期末）如图为Ge单晶的晶胞，晶胞参数为a pm。其中原子坐标参数A为，B为，C为。下列说法正确的是
A．该晶体的密度为 B．若Ge原子半径为r pm，则晶胞参数
C．该晶体中每个Ge原子被6个六元环共用 D．D原子的坐标参数为
17．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）在的晶体空隙中插入金属离子可获得超导体。一种超导体的面心立方晶胞如图1所示，已知：晶胞参数为，各点的原子分数坐标分别为，。下列说法错误的是
A．通过A原子的对角面结构如图2所示 B．相邻两个的最短距离为
C．晶胞中C点原子分数坐标为 D．该晶体的密度表达式为
18．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体。电池充电时，LiFePO4脱出Li+的转化过程如图(图中已给出各晶胞对应的化学式)。下列说法正确的是
A． LiFePO4晶胞中含有1个LiFePO4
B． Li(1-x)FePO4中和的数目之比为1∶1
C．当1个FePO4晶胞转化为Li(1-x)FePO4晶胞时，消耗(1-x)个Li+
D．1 LiFePO4晶胞完全转化为Li(1-x)FePO4晶胞的过程中，转移的电子数为
填空题
Ⅰ.夯实基础篇
19．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）回答下列问题
(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是___________。
(2)为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有___________个铜原子。
(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为___________，该功能陶瓷的化学式为___________。
(4)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是___________，在晶体中1个原子或1个原子周围距离最近的O原子数目分别为___________个、___________个。
(5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，其结构如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为___________(填字母)。
A． B． C． D．
20．（2023·高二课时练习）回答下列问题：
(1)在下列物质中，_____是晶体(填序号，下同)，_____是非晶体。
①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃 ⑤CuSO4·5H2O ⑥冰糖 ⑦石蜡 ⑧单晶硅 ⑨铝块 ⑩橡胶
(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体一般都具有_____，而非晶体_____；另外非晶体具有物理性质_____的特点，而晶体具有物理性质_____的特点。
21．（天津市南开区2022~2023学年高三上学期阶段性质量监测（二）化学试题）Na、Mg、Fe、Cu是四种重要的金属元素。回答下列问题：
(1)基态Mg原子的价层电子轨道表示式为__________________。
(2)的电子式为____________。
(3)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，请用化学方程式解释原因：__________________。
(4)检验溶液中是否残留的试剂是__________________。
(5)NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式为，加入的目的是____________。
(6)采用空气和Na为原料可直接制备。空气与熔融金属Na反应前，需依次通过____________、____________(填序号)。
a．浓硫酸 b．饱和食盐水 c．NaOH溶液 d．溶液
(7)天然碱的主要成分为，2 mol 经充分加热得到的质量为______g。
(8)一个晶胞(如图)中，Cu原子的数目为______。
Ⅱ.能力提升篇
22．（2023·全国·高三专题练习）Co与Ti类似，其晶体堆积方式为六方最密堆积，其晶胞结构如图所示，则该晶胞中含有的原子个数为_______，已知该晶胞的底边长为，高为，则晶胞密度为_______(列出计算式即可)。
23．（2023·全国·高三专题练习）砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及黏膜创面的感染、溃疡等，砷化镍晶胞如图所示，该晶胞密度ρ为_______g·cm-3(列式即可，不必化简)。
24．（2023秋·江苏无锡·高三统考期末）硫代硫酸钠()应用广泛，可用作定影液、含砷废水去除剂、定量分析还原剂等。
(1) 可用作定影液溶解未曝光的溴化银()，通过如图1所示转化可实现定影液再生，也可达到回收银的目的。
①溶于溶液反应的离子方程式为_______。
②晶体的晶胞如图2所示为面心立方最密堆积，一个原子距离最近的原子个数为_______。
(2) 去除酸性废水中的反应机理如图3所示(图中“”为自由基，“·”表示孤单电子)。
①方框中X的化学式为_______。
②在紫外线照射下，将加入到不含的酸性废水中，发现不释放，监测到反应过程中部分物质的浓度变化如图4所示，不释放的原因可能是_______。
(3) 可测定含废水中元素的含量。量取废水，硫酸酸化后加入过量溶液，发生反应：。加入少量淀粉作为指示剂，用标准溶液滴定至终点，发生反应：。平行滴定3次，平均消耗标准溶液。
①滴定终点的现象为_______。
②废水中元素的含量为_______。(写出计算过程)
25．（2023·全国·高三专题练习）钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为_______________。已知A的坐标为，B的坐标为，则的原子坐标为_______________。
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
课时2
晶胞
单选题
Ⅰ.夯实基础篇
1．（2022·全国·高三专题练习）金属晶体的常见晶胞结构有a、b、c分别代表的三种结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4
C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
【答案】A
【详解】图a中所含原子的个数为12×＋2×＋3=6，图b中所含原子的个数为8×＋6×=4，图c中所含原子的个数为8×＋1=2，则原子个数比为6：4：2=3：2：1；
答案选A。
2．（2022春·湖南衡阳·高二衡阳市田家炳实验中学校考阶段练习）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
【答案】A
【详解】由晶胞结构可知，a中金属原子的个数为12×+2×+3=6，b中金属原子的个数为8×+6×=4，c中金属原子的个数为8×+1=2，则三种晶胞内金属原子个数比为6:4:2=3:2:1，故选A。
3．（2021春·福建宁德·高二校联考期中）某晶体的一部分为正三棱柱，如下图所示，该晶体的化学式可能是
A．A2B9C4 B．A3B9C4
C．AB4C2 D．A3B8C4
【答案】C
【详解】由晶体结构可以看出，以某一A粒子为中心可以形成12个相同的正三棱柱，故一个A为12个正三棱柱所共用，即一个正三棱柱中拥有A的数目为6×=；同理，正三角形边上的一个B为4个三棱柱所共用，而竖棱上的一个B为6个三棱柱所共用，故一个正三棱柱中拥有B的数目为6×＋3×＝2；C位于正三棱柱的内部，故一个正三棱柱中拥有1个C。因此，该晶体中A、B、C三种粒子数之比为1：4：2，该晶体的化学式可能是AB4C2；
故选C。
4．（2020·高二课时练习）体心立方密堆积、面心立方最密堆积和六方最密堆积是金属晶体中金属原子常见的堆积方式，这三种堆积方式的结构单元分别如图甲、乙、丙所示，则甲、乙、丙三种结构单元中，金属原子个数比为（ ）
A．1：2：3 B．2：4：17 C．4：5：6 D．9：14：17
【答案】A
【详解】根据均摊法，甲晶胞中所含金属原子数为，乙晶胞中所含金属原子数为，丙晶胞中所含金属原子数为，则三者的金属原子个数比=2:4:6=1:2:3；
答案选A。
【点睛】均摊法的基本思想是：晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得的份额就是。
5．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）如图所示是硼和镁形成的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． B． C． D．
【答案】B
【分析】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。
6．（2023春·辽宁铁岭·高三校联考阶段练习）的晶胞结构如图所示。已知：晶胞边长为a pm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．和中都含有非极性键
B．第二电离能：
C．和之间的最短距离为
D．的密度为
【答案】B
【详解】A．中存在O-O键，中存在S-S键，都含有非极性键，故A正确；
B．Cu的第二电离能是失去3d10上的1个电子，Zn第二电离能是失去4s1上的1个电子，第二电离能：，故B错误；
C．和之间的最短距离为晶胞面对角线的一半，晶胞边长为a pm，所以和之间的最短距离为，故C正确；
D．根据均摊原则，晶胞中含有Fe2+数 ，含有数 ，的密度为，故D正确；
选B。
7．（2023秋·四川遂宁·高二统考期末）碳化钨的晶胞如下图，其化学式为
A．WC B．WC3 C．W3C D．W2C3
【答案】A
【详解】钨的原子半径大于碳，据“均摊法”，晶胞中含个W、6个C，则化学式为WC。
故选A。
8．（2023春·湖北武汉·高三统考阶段练习）氢能具有高热值、零污染和资源丰富等优点。一种光解水产生氢气的催化剂晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为。下列说法错误的是
A．与O的个数比为 B．与距离最近的O个数为8
C．与O的最近距离为 D．该晶体的摩尔体积为
【答案】D
【详解】A．据“均摊法”，晶胞中，Ce的个数为，O的个数为8，则晶胞中与O的个数比为，A正确；
B．以底面面心的Ce为例，上、下层各有4个氧原子，故与距离最近的O个数为8，B正确；
C．与O的最近距离为体对角线的四分之一，为，C正确；
D．1个晶胞体积为，含有4个Ce和8个O，则该晶体的摩尔体积为=，D错误；
答案选D。
Ⅱ.能力提升篇
9．（2022·全国·高三专题练习）某种钻盐晶体的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为，A点的原子坐标参数为，C点的原子坐标参数为。下列说法错误的是
A．B点的原子坐标参数为
B．距离最近且等距离的的数目为8
C．该晶体的密度为
D．与之间的最短距离为
【答案】C
【分析】根据题目所给已知条件，可知晶胞参数定为单位1，A点为原点建立坐标系；
【详解】A．B点原子在晶胞的正前面面心，原子位置的坐标关系x轴方向单位长度，y轴方向为0，z轴方向单位长度，所以原子坐标参数为，描述正确，不符题意；
B．在晶胞体心，距离最近且等距离的在晶胞8个顶点，描述正确，不符题意；
C．该晶体的化学式为，的摩尔质量为，，该晶体的密度为，描述错误，符合题意；
D．与之间的最短距离为立方晶胞中面对角线的一半，即，描述正确，不符题意；
综上，本题选C。
10．（2022春·黑龙江大庆·高二大庆市东风中学校考期末）已知的熔点为2700℃，其晶胞结构如图所示。已知Si-28、C-12，下列说法错误的是
A．晶体中碳原子和硅原子均采用杂化
B．硅单质的熔点高于2700℃
C．距离硅原子最近的硅原子数为12
D．若晶胞参数为，则该晶体的密度为
【答案】B
【详解】A．SiC晶体中碳原子周围有4个硅原子，而硅原子有4个碳原子，均采用sp3杂化，A说法正确；
B．共价键的键长越短，键能越大，则熔沸点越高，C-Si键键长比Si-Si键键长短，硅单质的熔点低于2700℃，B说法错误；
C．根据晶胞结构可知，距离硅原子最近其距离相等的硅原子数为12，C说法正确；
D．碳原子位于晶胞的顶点和面心，个数为4，硅原子位于体内，个数为4，若晶胞参数为apm，则该晶体的密度为=g·cm-3，D说法正确；
答案为B。
11．（2022春·湖北·高三校联考阶段练习）钴的一种化合物的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为anm，A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为。下列说法中错误的是
A．该晶胞的体积为
B．距离Co2+最近且等距离的的数目为6
C．C点的原子坐标参数为
D．Ti4+与Co2+之间的最短距离为
【答案】D
【详解】A．晶胞参数为anm，该晶胞的体积为，A正确；
B．由晶胞结构图可知，钴周围最近且等距的有6个，B正确；
C．A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为，C点的原子处于体心，坐标参数为，C正确；
D．与之间最短距离为体对角线的一半：，D错误；
答案选D。
12．（2021·高二课时练习）已知某离子晶体的晶胞结构如图所示，其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为，晶体的密度为。则下列说法正确的是
A．晶胞中M、N的个数都为1
B．该晶胞中两个距离最近的同种离子的核间距为
C．与M距离最近且相等的M的个数为6
D．该晶胞可能是晶体的晶胞
【答案】D
【详解】A．晶胞中N、M的个数分别为、，A错误；
B．因为晶胞中含有4个M和4个N，则晶胞的体积为，进而计算出晶胞的边长为，因为两个距离最近的同种离子的核间距为晶胞面对角线长度的一半，所以晶体中两个距离最近的同种离子的核间距为，B错误；
C．由晶胞的结构可知与体心M距离最近且相等的M的个数为12，C错误；
D．由晶胞结构可知该晶胞可能为晶体的晶胞，D正确；
故选D。
13．（2022·湖北·校联考模拟预测）41号元素铌(Nb)的一种氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞参数为anm。下列说法错误的是
A．Nb元素位于第五周期第VB族
B．该氧化物的化学式为NbO
C．O原子周围最近的O原子有12个
D．Nb原子与O原子的最短距离为nm
【答案】C
【详解】A．Nb为41号元素，位于第五周期第VB族，A项正确；
B．该晶体中Nb的个数=，O原子的个数为，则该氧化物的化学式为NbO，B项正确；
C．以最上面面心的O原子为例，该晶体中与之周围最近的O原子有4个，上面的晶体中还存在4个，则O原子周围最近的O原子有8个，C项错误；
D．根据晶胞结构可知，面心上O原子与棱心上的Nb原子距离最近，则Nb原子与O原子的最短距离为nm，D项正确；
答案选BC。
14．（2023秋·广东揭阳·高三统考期末）以黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸的简要过程如图a所示，的立方晶胞如图b所示。代表阿伏加德罗常数，下列说法错误的是
A．的空间结构为平面三角形
B．1 mol的中含有的电子数为
C．的立方晶胞中，紧邻的阴离子个数为8
D．1molFeS2完全反应生成和，有11 mol电子发生转移
【答案】C
【详解】A．中心S原子形成3个σ键，孤电子对数为0，所以S原子属于sp2杂化，空间结构为平面三角形，故A正确；
B．1 mol的中含有电子，电子数为，故B正确；
C．根据晶胞图，可以看出紧邻的阴离子个数为6，故C错误；
D．FeS2中Fe为+2价，S为-1价；全反应生成和后，Fe为+3价，S为+4价，有1molFe和2molS发生电子转移，所以有1molFeS2完全反应生成和，有11 mol电子发生转移，故D正确；
故答案选C。
15．（2023秋·河北邯郸·高二统考期末）砷化硼晶体是具有超高热导率的半导体材料，其结构如图所示，若晶胞参数为a nm，下列说法正确的是
A．砷化硼的化学式为B7As2
B．与顶点B原子距离最近且等距的B原子有6个
C．晶胞内的4个As原子所围成的空间结构为正四面体形
D．B、As原子之间的最短距离为
【答案】C
【详解】A．由均摊法可知，晶胞中B原子数目为，晶胞中As原子数目为，化学式为BAs，A错误；
B．晶胞中B的位置与金刚石中碳原子位置一样，所以晶胞中位于顶点的B原子，与之距离最近且等距的B原子有12个，B错误；
C．晶胞内的4个As原子位于晶胞内小正方体体心，所围成的空间结构为正四面体形，C正确；
D．B、As原子之间的最短距离是体对角线的，为，D错误；
故选C。
16．（2023秋·湖南长沙·高二湖南师大附中校考期末）如图为Ge单晶的晶胞，晶胞参数为a pm。其中原子坐标参数A为，B为，C为。下列说法正确的是
A．该晶体的密度为 B．若Ge原子半径为r pm，则晶胞参数
C．该晶体中每个Ge原子被6个六元环共用 D．D原子的坐标参数为
【答案】B
【详解】A．由晶胞结构可知，1个Ge晶胞中含有8×+6×+4=8，则该晶体的密度为，故A正确；
B．Ge晶胞类似金刚石晶胞，由图可知，Ge元素半径的8倍等于晶胞的体对角线，则8r=a，，故B正确；
C．Ge晶胞类似金刚石晶胞，任意两条相邻的Ge—Ge键参加了2个六元环的形成，每个Ge原子可形成4条Ge—Ge键，两面相邻的组合6种，故每个C原子被6×2=12个六元环共用，故C错误；
D．对照晶胞图及A为，B为，C为的坐标，选A为参照点，可知D在对角线的处，运用比例关系可知D原子的坐标参数为，故D错误；
故选B。
17．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）在的晶体空隙中插入金属离子可获得超导体。一种超导体的面心立方晶胞如图1所示，已知：晶胞参数为，各点的原子分数坐标分别为，。下列说法错误的是
A．通过A原子的对角面结构如图2所示 B．相邻两个的最短距离为
C．晶胞中C点原子分数坐标为 D．该晶体的密度表达式为
【答案】D
【详解】A．通过A原子的对角面，则4个顶点位于长方形顶点，面心的位于长边的中点，棱中心的为于短边的中点，体心、体内的位于长方形内部，结构如图2所示，A正确；
B．由图可知，相邻两个的最短距离为体对角线长度的四分之一，则为，B正确；
C．晶胞中C点原子在xyz轴上的投影坐标分别为、、，则其分数坐标为，C正确；
D．根据“均摊法”，晶胞中含个、个，则晶体密度为；D错误；
故选D。
18．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体。电池充电时，LiFePO4脱出Li+的转化过程如图(图中已给出各晶胞对应的化学式)。下列说法正确的是
A． LiFePO4晶胞中含有1个LiFePO4
B． Li(1-x)FePO4中和的数目之比为1∶1
C．当1个FePO4晶胞转化为Li(1-x)FePO4晶胞时，消耗(1-x)个Li+
D．1 LiFePO4晶胞完全转化为Li(1-x)FePO4晶胞的过程中，转移的电子数为
【答案】D
【详解】A．均摊法可知，晶胞中Li+数目为8×+4×+4×=4，故每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，A错误；
B．由图可知，(a)→(b)充电过程中，晶胞失去1个棱心、1个面心位置的Li+，Li(1-x)FePO4晶胞中Li+数目为8×+3×+3×=，Fe原子数目不变，有4个，故(1-x):1=：4，解得x=，则Fe的平均化合价为，假设含a个Fe2+，则Fe3+为b个，则有：=，解得：a:b=13:3，B错误；
C．由A项分析可知，每个LiFePO4晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，根据Fe原子不变可知，当1个LiFePO4晶胞转化为Li(1-x)FePO4晶胞时，消耗4(1-x)个Li+，C错误；
D．由B项分析可知，Li(1-x)FePO4晶胞中Fe的化合价为，1mol LiFePO4晶胞完全转化为Li(1-x)FePO4晶胞的过程中，转移的电子数为4×(-2)×NAmol-1=0.75NA，D正确；
故答案为：D。
填空题
Ⅰ.夯实基础篇
19．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）回答下列问题
(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是___________。
(2)为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有___________个铜原子。
(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为___________，该功能陶瓷的化学式为___________。
(4)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是___________，在晶体中1个原子或1个原子周围距离最近的O原子数目分别为___________个、___________个。
(5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，其结构如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为___________(填字母)。
A． B． C． D．
【答案】(1)
(2)16
(3) 2
(4) 6 12
(5)A
【详解】（1）由晶胞结构可知白球有8个位于顶点，6个位于面心，个数为，黑球4个在体内，则Cu和Cl的原子个数比为1：1，化学式为，故答案为：；
（2）内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则氧原子个数为：，结合化学式可知铜原子个数为O的2倍，含16个，故答案为：16；
（3）黑球有1个在体内、4个在棱上，个数为：，白球1个在体内、8个在顶点，个数为：，则该晶胞种B、N个数均为2，化学式为BN。故答案为：2；BN；
（4）该晶胞中6个O原子位于面心，个数为，Co原子由8个位于顶点，个数为，Ti原子1个在体内，则该晶胞的化学式为：，由晶胞结构可知1个Ti原子周围有6个O原子，1个Co周围有12个O，故答案为：；6；12；
（5）该结构表示团簇分子，含有14个Ti和13个C，化学式为，故答案为：；
20．（2023·高二课时练习）回答下列问题：
(1)在下列物质中，_____是晶体(填序号，下同)，_____是非晶体。
①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃 ⑤CuSO4·5H2O ⑥冰糖 ⑦石蜡 ⑧单晶硅 ⑨铝块 ⑩橡胶
(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体一般都具有_____，而非晶体_____；另外非晶体具有物理性质_____的特点，而晶体具有物理性质_____的特点。
【答案】(1) ②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩
(2) 规则的几何外形 没有规则的几何外形 各向同性 各向异性
【详解】（1）晶体是纯净物，②明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、⑤CuSO4·5H2O、⑥冰糖、⑧单晶硅、⑨铝块等都是晶体；非晶体是混合物，①塑料、③松香、④玻璃、⑦石蜡、⑩橡胶都是非晶体。
（2）晶体规则的几何外形是其内部构成微粒具有规则排列的结果，因此，一般晶体都具有规则的几何外形，而非晶体则不具有；各向异性在晶体格子构造中，除了对称原因外，往往不同方向上质点的排列是不一样的，因此晶体的性质也会随方向的不同而有所差异，因此晶体的物理性质具有各向异性的表现，而非晶体物理性质在各个方向上是相同的，叫各向同性。
21．（天津市南开区2022~2023学年高三上学期阶段性质量监测（二）化学试题）Na、Mg、Fe、Cu是四种重要的金属元素。回答下列问题：
(1)基态Mg原子的价层电子轨道表示式为__________________。
(2)的电子式为____________。
(3)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，请用化学方程式解释原因：__________________。
(4)检验溶液中是否残留的试剂是__________________。
(5)NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式为，加入的目的是____________。
(6)采用空气和Na为原料可直接制备。空气与熔融金属Na反应前，需依次通过____________、____________(填序号)。
a．浓硫酸 b．饱和食盐水 c．NaOH溶液 d．溶液
(7)天然碱的主要成分为，2 mol 经充分加热得到的质量为______g。
(8)一个晶胞(如图)中，Cu原子的数目为______。
【答案】(1)3s2
(2)
(3)
(4)K3[Fe(CN)6]溶液
(5)为降低能耗，把熔点降至580℃
(6) 氢氧化钠溶液 浓硫酸
(7)318
(8)4
【详解】（1）基态Mg原子的电子轨道表示式1s22s22p63s2，价层电子轨道表示式为3s2。
（2）的电子式为：。
（3）铁与水蒸气在高温时反应生成Fe3O4和H2O。在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，必须进行充分的干燥。反应的化学方程式为。
（4）铁氰化钾溶液和亚铁离子反应生成蓝色沉淀，则检验溶液中是否残留Fe+的试剂是K3[Fe(CN)6]溶液。
（5）电解时需要将NaCl加热至熔融状态。NaCl熔点为800.8℃，为降低能耗加入从而把熔点降至580℃。
（6）空气和Na为原料可直接制备。空气中的水和二氧化碳能与反应，所以与熔融金属Na反应前，需依次通过氢氧化钠溶液和浓硫酸除去二氧化碳和水。
（7）2 mol 经充分加热能得到3mol，其质量为318g。
（8）白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数为，黑球全部位于晶胞内部，属于该晶胞的个数为4，化学式为Cu2O，因此白球为O原子，黑球为Cu原子，即Cu原子的数目为4。
Ⅱ.能力提升篇
22．（2023·全国·高三专题练习）Co与Ti类似，其晶体堆积方式为六方最密堆积，其晶胞结构如图所示，则该晶胞中含有的原子个数为_______，已知该晶胞的底边长为，高为，则晶胞密度为_______(列出计算式即可)。
【答案】 6
【详解】该晶胞中含有的原子个数为；该晶胞的质量，晶胞的体积，则晶胞密度。
23．（2023·全国·高三专题练习）砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及黏膜创面的感染、溃疡等，砷化镍晶胞如图所示，该晶胞密度ρ为_______g·cm-3(列式即可，不必化简)。
【答案】
【详解】该晶胞中Ni原子个数=4×+4×+2×+2×=2、As原子个数为2，Ni和As原子个数之比为2∶2=1∶1，晶胞体积V=(a×10-10cm)2×sin60°×b×10-10cm=a2b×10-30，晶胞密度====g·cm-3；
故答案为：。
24．（2023秋·江苏无锡·高三统考期末）硫代硫酸钠()应用广泛，可用作定影液、含砷废水去除剂、定量分析还原剂等。
(1) 可用作定影液溶解未曝光的溴化银()，通过如图1所示转化可实现定影液再生，也可达到回收银的目的。
①溶于溶液反应的离子方程式为_______。
②晶体的晶胞如图2所示为面心立方最密堆积，一个原子距离最近的原子个数为_______。
(2) 去除酸性废水中的反应机理如图3所示(图中“”为自由基，“·”表示孤单电子)。
①方框中X的化学式为_______。
②在紫外线照射下，将加入到不含的酸性废水中，发现不释放，监测到反应过程中部分物质的浓度变化如图4所示，不释放的原因可能是_______。
(3) 可测定含废水中元素的含量。量取废水，硫酸酸化后加入过量溶液，发生反应：。加入少量淀粉作为指示剂，用标准溶液滴定至终点，发生反应：。平行滴定3次，平均消耗标准溶液。
①滴定终点的现象为_______。
②废水中元素的含量为_______。(写出计算过程)
【答案】(1) 12
(2) H2S2 向含H3AsO3的酸性废水中加入Na2S2O3时，与H+在紫外线照射条件下生成的H2S和H3AsO3反应生成As2S3沉淀的速率大于H2S与反应生成S8的速率
(3) 溶液蓝色恰好褪去，且半分钟内不复原 2.08103
【详解】（1）根据题中信息可推出AgBr与Na2S2O3溶液反应生成Na3[Ag(S2O3)2]，同时生成NaBr，反应的离子方程式为；
银晶胞中距离最近的银原子有同一层上4个角，下方4个面中心，和上方4个面中心，总共有12个；
（2）①经过“途径I”的除砷过程可描述为与H+在紫外线照射条件下可以生成HS·，两个HS·可以结合生成H2S2，H2S2分解得到S8和 H2S，H2S与H3AsO3发生反应生成As2 S3；答案为H2S2；
②向不含H3AsO3的酸性废水中加入Na2S2O3时，与H+在紫外线照射条件下生成的H2S可与在紫外线照射条件下生成的发生反应，转化为S8；向含H3AsO3的酸性废水中加入Na2S2O3时，与H+在紫外线照射条件下生成的H2S和H3AsO3反应生成As2S3沉淀的速率大于H2S与反应生成S8的速率；
（3）量取废水，硫酸酸化后加入过量溶液，发生反应：。加入少量淀粉作为指示剂，用标准溶液滴定至终点，发生反应：，碘遇淀粉试液变蓝色，所以滴定终点时碘完全被还原，则滴定终点为溶液蓝色恰好褪去，且半分钟内不复原；
根据反应可得关系式：，n():n()=1:6，所以n()=n()=0.1000mol/L24.0010-3L=4.010-4mol，故废水中元素的含量为=2.08103。
25．（2023·全国·高三专题练习）钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为_______________。已知A的坐标为，B的坐标为，则的原子坐标为_______________。
【答案】
【详解】根据钙钛矿晶体的晶胞结构图可知，晶胞中原子个数为，O原子个数为12×，Ca原子个数为1，所以该晶体的化学式为；已知A的坐标为，B的坐标为，Ca原子位于晶胞的体心，则Ca的原子坐标为。
试卷第1页，共3页
课时2
晶胞
单选题
Ⅰ.夯实基础篇
1．（2022·全国·高三专题练习）金属晶体的常见晶胞结构有a、b、c分别代表的三种结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4
C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
2．（2022春·湖南衡阳·高二衡阳市田家炳实验中学校考阶段练习）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
3．（2021春·福建宁德·高二校联考期中）某晶体的一部分为正三棱柱，如下图所示，该晶体的化学式可能是
A．A2B9C4 B．A3B9C4
C．AB4C2 D．A3B8C4
4．（2020·高二课时练习）体心立方密堆积、面心立方最密堆积和六方最密堆积是金属晶体中金属原子常见的堆积方式，这三种堆积方式的结构单元分别如图甲、乙、丙所示，则甲、乙、丙三种结构单元中，金属原子个数比为（ ）
A．1：2：3 B．2：4：17 C．4：5：6 D．9：14：17
5．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）如图所示是硼和镁形成的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． B． C． D．
6．（2023春·辽宁铁岭·高三校联考阶段练习）的晶胞结构如图所示。已知：晶胞边长为a pm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．和中都含有非极性键
B．第二电离能：
C．和之间的最短距离为
D．的密度为
7．（2023秋·四川遂宁·高二统考期末）碳化钨的晶胞如下图，其化学式为
A．WC B．WC3 C．W3C D．W2C3
8．（2023春·湖北武汉·高三统考阶段练习）氢能具有高热值、零污染和资源丰富等优点。一种光解水产生氢气的催化剂晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为。下列说法错误的是
A．与O的个数比为 B．与距离最近的O个数为8
C．与O的最近距离为 D．该晶体的摩尔体积为
Ⅱ.能力提升篇
9．（2022·全国·高三专题练习）某种钻盐晶体的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为，A点的原子坐标参数为，C点的原子坐标参数为。下列说法错误的是
A．B点的原子坐标参数为
B．距离最近且等距离的的数目为8
C．该晶体的密度为
D．与之间的最短距离为
10．（2022春·黑龙江大庆·高二大庆市东风中学校考期末）已知的熔点为2700℃，其晶胞结构如图所示。已知Si-28、C-12，下列说法错误的是
A．晶体中碳原子和硅原子均采用杂化
B．硅单质的熔点高于2700℃
C．距离硅原子最近的硅原子数为12
D．若晶胞参数为，则该晶体的密度为
11．（2022春·湖北·高三校联考阶段练习）钴的一种化合物的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为anm，A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为。下列说法中错误的是
A．该晶胞的体积为
B．距离Co2+最近且等距离的的数目为6
C．C点的原子坐标参数为
D．Ti4+与Co2+之间的最短距离为
12．（2021·高二课时练习）已知某离子晶体的晶胞结构如图所示，其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为，晶体的密度为。则下列说法正确的是
A．晶胞中M、N的个数都为1
B．该晶胞中两个距离最近的同种离子的核间距为
C．与M距离最近且相等的M的个数为6
D．该晶胞可能是晶体的晶胞
13．（2022·湖北·校联考模拟预测）41号元素铌(Nb)的一种氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞参数为anm。下列说法错误的是
A．Nb元素位于第五周期第VB族
B．该氧化物的化学式为NbO
C．O原子周围最近的O原子有12个
D．Nb原子与O原子的最短距离为nm
14．（2023秋·广东揭阳·高三统考期末）以黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸的简要过程如图a所示，的立方晶胞如图b所示。代表阿伏加德罗常数，下列说法错误的是
A．的空间结构为平面三角形
B．1 mol的中含有的电子数为
C．的立方晶胞中，紧邻的阴离子个数为8
D．1molFeS2完全反应生成和，有11 mol电子发生转移
15．（2023秋·河北邯郸·高二统考期末）砷化硼晶体是具有超高热导率的半导体材料，其结构如图所示，若晶胞参数为a nm，下列说法正确的是
A．砷化硼的化学式为B7As2
B．与顶点B原子距离最近且等距的B原子有6个
C．晶胞内的4个As原子所围成的空间结构为正四面体形
D．B、As原子之间的最短距离为
16．（2023秋·湖南长沙·高二湖南师大附中校考期末）如图为Ge单晶的晶胞，晶胞参数为a pm。其中原子坐标参数A为，B为，C为。下列说法正确的是
A．该晶体的密度为 B．若Ge原子半径为r pm，则晶胞参数
C．该晶体中每个Ge原子被6个六元环共用 D．D原子的坐标参数为
17．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）在的晶体空隙中插入金属离子可获得超导体。一种超导体的面心立方晶胞如图1所示，已知：晶胞参数为，各点的原子分数坐标分别为，。下列说法错误的是
A．通过A原子的对角面结构如图2所示 B．相邻两个的最短距离为
C．晶胞中C点原子分数坐标为 D．该晶体的密度表达式为
18．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体。电池充电时，LiFePO4脱出Li+的转化过程如图(图中已给出各晶胞对应的化学式)。下列说法正确的是
A． LiFePO4晶胞中含有1个LiFePO4
B． Li(1-x)FePO4中和的数目之比为1∶1
C．当1个FePO4晶胞转化为Li(1-x)FePO4晶胞时，消耗(1-x)个Li+
D．1 LiFePO4晶胞完全转化为Li(1-x)FePO4晶胞的过程中，转移的电子数为
填空题
Ⅰ.夯实基础篇
19．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）回答下列问题
(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是___________。
(2)为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有___________个铜原子。
(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为___________，该功能陶瓷的化学式为___________。
(4)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是___________，在晶体中1个原子或1个原子周围距离最近的O原子数目分别为___________个、___________个。
(5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，其结构如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为___________(填字母)。
A． B． C． D．
20．（2023·高二课时练习）回答下列问题：
(1)在下列物质中，_____是晶体(填序号，下同)，_____是非晶体。
①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃 ⑤CuSO4·5H2O ⑥冰糖 ⑦石蜡 ⑧单晶硅 ⑨铝块 ⑩橡胶
(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体一般都具有_____，而非晶体_____；另外非晶体具有物理性质_____的特点，而晶体具有物理性质_____的特点。
21．（天津市南开区2022~2023学年高三上学期阶段性质量监测（二）化学试题）Na、Mg、Fe、Cu是四种重要的金属元素。回答下列问题：
(1)基态Mg原子的价层电子轨道表示式为__________________。
(2)的电子式为____________。
(3)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，请用化学方程式解释原因：__________________。
(4)检验溶液中是否残留的试剂是__________________。
(5)NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式为，加入的目的是____________。
(6)采用空气和Na为原料可直接制备。空气与熔融金属Na反应前，需依次通过____________、____________(填序号)。
a．浓硫酸 b．饱和食盐水 c．NaOH溶液 d．溶液
(7)天然碱的主要成分为，2 mol 经充分加热得到的质量为______g。
(8)一个晶胞(如图)中，Cu原子的数目为______。
Ⅱ.能力提升篇
22．（2023·全国·高三专题练习）Co与Ti类似，其晶体堆积方式为六方最密堆积，其晶胞结构如图所示，则该晶胞中含有的原子个数为_______，已知该晶胞的底边长为，高为，则晶胞密度为_______(列出计算式即可)。
23．（2023·全国·高三专题练习）砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及黏膜创面的感染、溃疡等，砷化镍晶胞如图所示，该晶胞密度ρ为_______g·cm-3(列式即可，不必化简)。
24．（2023秋·江苏无锡·高三统考期末）硫代硫酸钠()应用广泛，可用作定影液、含砷废水去除剂、定量分析还原剂等。
(1) 可用作定影液溶解未曝光的溴化银()，通过如图1所示转化可实现定影液再生，也可达到回收银的目的。
①溶于溶液反应的离子方程式为_______。
②晶体的晶胞如图2所示为面心立方最密堆积，一个原子距离最近的原子个数为_______。
(2) 去除酸性废水中的反应机理如图3所示(图中“”为自由基，“·”表示孤单电子)。
①方框中X的化学式为_______。
②在紫外线照射下，将加入到不含的酸性废水中，发现不释放，监测到反应过程中部分物质的浓度变化如图4所示，不释放的原因可能是_______。
(3) 可测定含废水中元素的含量。量取废水，硫酸酸化后加入过量溶液，发生反应：。加入少量淀粉作为指示剂，用标准溶液滴定至终点，发生反应：。平行滴定3次，平均消耗标准溶液。
①滴定终点的现象为_______。
②废水中元素的含量为_______。(写出计算过程)
25．（2023·全国·高三专题练习）钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为_______________。已知A的坐标为，B的坐标为，则的原子坐标为_______________。
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
课时2
晶胞
单选题
Ⅰ.夯实基础篇
1．（2022·全国·高三专题练习）金属晶体的常见晶胞结构有a、b、c分别代表的三种结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4
C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
【答案】A
【详解】图a中所含原子的个数为12×＋2×＋3=6，图b中所含原子的个数为8×＋6×=4，图c中所含原子的个数为8×＋1=2，则原子个数比为6：4：2=3：2：1；
答案选A。
2．（2022春·湖南衡阳·高二衡阳市田家炳实验中学校考阶段练习）金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为
A．3∶2∶1 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9
【答案】A
【详解】由晶胞结构可知，a中金属原子的个数为12×+2×+3=6，b中金属原子的个数为8×+6×=4，c中金属原子的个数为8×+1=2，则三种晶胞内金属原子个数比为6:4:2=3:2:1，故选A。
3．（2021春·福建宁德·高二校联考期中）某晶体的一部分为正三棱柱，如下图所示，该晶体的化学式可能是
A．A2B9C4 B．A3B9C4
C．AB4C2 D．A3B8C4
【答案】C
【详解】由晶体结构可以看出，以某一A粒子为中心可以形成12个相同的正三棱柱，故一个A为12个正三棱柱所共用，即一个正三棱柱中拥有A的数目为6×=；同理，正三角形边上的一个B为4个三棱柱所共用，而竖棱上的一个B为6个三棱柱所共用，故一个正三棱柱中拥有B的数目为6×＋3×＝2；C位于正三棱柱的内部，故一个正三棱柱中拥有1个C。因此，该晶体中A、B、C三种粒子数之比为1：4：2，该晶体的化学式可能是AB4C2；
故选C。
4．（2020·高二课时练习）体心立方密堆积、面心立方最密堆积和六方最密堆积是金属晶体中金属原子常见的堆积方式，这三种堆积方式的结构单元分别如图甲、乙、丙所示，则甲、乙、丙三种结构单元中，金属原子个数比为（ ）
A．1：2：3 B．2：4：17 C．4：5：6 D．9：14：17
【答案】A
【详解】根据均摊法，甲晶胞中所含金属原子数为，乙晶胞中所含金属原子数为，丙晶胞中所含金属原子数为，则三者的金属原子个数比=2:4:6=1:2:3；
答案选A。
【点睛】均摊法的基本思想是：晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得的份额就是。
5．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）如图所示是硼和镁形成的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． B． C． D．
【答案】B
【分析】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。
6．（2023春·辽宁铁岭·高三校联考阶段练习）的晶胞结构如图所示。已知：晶胞边长为a pm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．和中都含有非极性键
B．第二电离能：
C．和之间的最短距离为
D．的密度为
【答案】B
【详解】A．中存在O-O键，中存在S-S键，都含有非极性键，故A正确；
B．Cu的第二电离能是失去3d10上的1个电子，Zn第二电离能是失去4s1上的1个电子，第二电离能：，故B错误；
C．和之间的最短距离为晶胞面对角线的一半，晶胞边长为a pm，所以和之间的最短距离为，故C正确；
D．根据均摊原则，晶胞中含有Fe2+数 ，含有数 ，的密度为，故D正确；
选B。
7．（2023秋·四川遂宁·高二统考期末）碳化钨的晶胞如下图，其化学式为
A．WC B．WC3 C．W3C D．W2C3
【答案】A
【详解】钨的原子半径大于碳，据“均摊法”，晶胞中含个W、6个C，则化学式为WC。
故选A。
8．（2023春·湖北武汉·高三统考阶段练习）氢能具有高热值、零污染和资源丰富等优点。一种光解水产生氢气的催化剂晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为。下列说法错误的是
A．与O的个数比为 B．与距离最近的O个数为8
C．与O的最近距离为 D．该晶体的摩尔体积为
【答案】D
【详解】A．据“均摊法”，晶胞中，Ce的个数为，O的个数为8，则晶胞中与O的个数比为，A正确；
B．以底面面心的Ce为例，上、下层各有4个氧原子，故与距离最近的O个数为8，B正确；
C．与O的最近距离为体对角线的四分之一，为，C正确；
D．1个晶胞体积为，含有4个Ce和8个O，则该晶体的摩尔体积为=，D错误；
答案选D。
Ⅱ.能力提升篇
9．（2022·全国·高三专题练习）某种钻盐晶体的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为，A点的原子坐标参数为，C点的原子坐标参数为。下列说法错误的是
A．B点的原子坐标参数为
B．距离最近且等距离的的数目为8
C．该晶体的密度为
D．与之间的最短距离为
【答案】C
【分析】根据题目所给已知条件，可知晶胞参数定为单位1，A点为原点建立坐标系；
【详解】A．B点原子在晶胞的正前面面心，原子位置的坐标关系x轴方向单位长度，y轴方向为0，z轴方向单位长度，所以原子坐标参数为，描述正确，不符题意；
B．在晶胞体心，距离最近且等距离的在晶胞8个顶点，描述正确，不符题意；
C．该晶体的化学式为，的摩尔质量为，，该晶体的密度为，描述错误，符合题意；
D．与之间的最短距离为立方晶胞中面对角线的一半，即，描述正确，不符题意；
综上，本题选C。
10．（2022春·黑龙江大庆·高二大庆市东风中学校考期末）已知的熔点为2700℃，其晶胞结构如图所示。已知Si-28、C-12，下列说法错误的是
A．晶体中碳原子和硅原子均采用杂化
B．硅单质的熔点高于2700℃
C．距离硅原子最近的硅原子数为12
D．若晶胞参数为，则该晶体的密度为
【答案】B
【详解】A．SiC晶体中碳原子周围有4个硅原子，而硅原子有4个碳原子，均采用sp3杂化，A说法正确；
B．共价键的键长越短，键能越大，则熔沸点越高，C-Si键键长比Si-Si键键长短，硅单质的熔点低于2700℃，B说法错误；
C．根据晶胞结构可知，距离硅原子最近其距离相等的硅原子数为12，C说法正确；
D．碳原子位于晶胞的顶点和面心，个数为4，硅原子位于体内，个数为4，若晶胞参数为apm，则该晶体的密度为=g·cm-3，D说法正确；
答案为B。
11．（2022春·湖北·高三校联考阶段练习）钴的一种化合物的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为anm，A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为。下列说法中错误的是
A．该晶胞的体积为
B．距离Co2+最近且等距离的的数目为6
C．C点的原子坐标参数为
D．Ti4+与Co2+之间的最短距离为
【答案】D
【详解】A．晶胞参数为anm，该晶胞的体积为，A正确；
B．由晶胞结构图可知，钴周围最近且等距的有6个，B正确；
C．A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为，C点的原子处于体心，坐标参数为，C正确；
D．与之间最短距离为体对角线的一半：，D错误；
答案选D。
12．（2021·高二课时练习）已知某离子晶体的晶胞结构如图所示，其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为，晶体的密度为。则下列说法正确的是
A．晶胞中M、N的个数都为1
B．该晶胞中两个距离最近的同种离子的核间距为
C．与M距离最近且相等的M的个数为6
D．该晶胞可能是晶体的晶胞
【答案】D
【详解】A．晶胞中N、M的个数分别为、，A错误；
B．因为晶胞中含有4个M和4个N，则晶胞的体积为，进而计算出晶胞的边长为，因为两个距离最近的同种离子的核间距为晶胞面对角线长度的一半，所以晶体中两个距离最近的同种离子的核间距为，B错误；
C．由晶胞的结构可知与体心M距离最近且相等的M的个数为12，C错误；
D．由晶胞结构可知该晶胞可能为晶体的晶胞，D正确；
故选D。
13．（2022·湖北·校联考模拟预测）41号元素铌(Nb)的一种氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞参数为anm。下列说法错误的是
A．Nb元素位于第五周期第VB族
B．该氧化物的化学式为NbO
C．O原子周围最近的O原子有12个
D．Nb原子与O原子的最短距离为nm
【答案】C
【详解】A．Nb为41号元素，位于第五周期第VB族，A项正确；
B．该晶体中Nb的个数=，O原子的个数为，则该氧化物的化学式为NbO，B项正确；
C．以最上面面心的O原子为例，该晶体中与之周围最近的O原子有4个，上面的晶体中还存在4个，则O原子周围最近的O原子有8个，C项错误；
D．根据晶胞结构可知，面心上O原子与棱心上的Nb原子距离最近，则Nb原子与O原子的最短距离为nm，D项正确；
答案选BC。
14．（2023秋·广东揭阳·高三统考期末）以黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸的简要过程如图a所示，的立方晶胞如图b所示。代表阿伏加德罗常数，下列说法错误的是
A．的空间结构为平面三角形
B．1 mol的中含有的电子数为
C．的立方晶胞中，紧邻的阴离子个数为8
D．1molFeS2完全反应生成和，有11 mol电子发生转移
【答案】C
【详解】A．中心S原子形成3个σ键，孤电子对数为0，所以S原子属于sp2杂化，空间结构为平面三角形，故A正确；
B．1 mol的中含有电子，电子数为，故B正确；
C．根据晶胞图，可以看出紧邻的阴离子个数为6，故C错误；
D．FeS2中Fe为+2价，S为-1价；全反应生成和后，Fe为+3价，S为+4价，有1molFe和2molS发生电子转移，所以有1molFeS2完全反应生成和，有11 mol电子发生转移，故D正确；
故答案选C。
15．（2023秋·河北邯郸·高二统考期末）砷化硼晶体是具有超高热导率的半导体材料，其结构如图所示，若晶胞参数为a nm，下列说法正确的是
A．砷化硼的化学式为B7As2
B．与顶点B原子距离最近且等距的B原子有6个
C．晶胞内的4个As原子所围成的空间结构为正四面体形
D．B、As原子之间的最短距离为
【答案】C
【详解】A．由均摊法可知，晶胞中B原子数目为，晶胞中As原子数目为，化学式为BAs，A错误；
B．晶胞中B的位置与金刚石中碳原子位置一样，所以晶胞中位于顶点的B原子，与之距离最近且等距的B原子有12个，B错误；
C．晶胞内的4个As原子位于晶胞内小正方体体心，所围成的空间结构为正四面体形，C正确；
D．B、As原子之间的最短距离是体对角线的，为，D错误；
故选C。
16．（2023秋·湖南长沙·高二湖南师大附中校考期末）如图为Ge单晶的晶胞，晶胞参数为a pm。其中原子坐标参数A为，B为，C为。下列说法正确的是
A．该晶体的密度为 B．若Ge原子半径为r pm，则晶胞参数
C．该晶体中每个Ge原子被6个六元环共用 D．D原子的坐标参数为
【答案】B
【详解】A．由晶胞结构可知，1个Ge晶胞中含有8×+6×+4=8，则该晶体的密度为，故A正确；
B．Ge晶胞类似金刚石晶胞，由图可知，Ge元素半径的8倍等于晶胞的体对角线，则8r=a，，故B正确；
C．Ge晶胞类似金刚石晶胞，任意两条相邻的Ge—Ge键参加了2个六元环的形成，每个Ge原子可形成4条Ge—Ge键，两面相邻的组合6种，故每个C原子被6×2=12个六元环共用，故C错误；
D．对照晶胞图及A为，B为，C为的坐标，选A为参照点，可知D在对角线的处，运用比例关系可知D原子的坐标参数为，故D错误；
故选B。
17．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）在的晶体空隙中插入金属离子可获得超导体。一种超导体的面心立方晶胞如图1所示，已知：晶胞参数为，各点的原子分数坐标分别为，。下列说法错误的是
A．通过A原子的对角面结构如图2所示 B．相邻两个的最短距离为
C．晶胞中C点原子分数坐标为 D．该晶体的密度表达式为
【答案】D
【详解】A．通过A原子的对角面，则4个顶点位于长方形顶点，面心的位于长边的中点，棱中心的为于短边的中点，体心、体内的位于长方形内部，结构如图2所示，A正确；
B．由图可知，相邻两个的最短距离为体对角线长度的四分之一，则为，B正确；
C．晶胞中C点原子在xyz轴上的投影坐标分别为、、，则其分数坐标为，C正确；
D．根据“均摊法”，晶胞中含个、个，则晶体密度为；D错误；
故选D。
18．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体。电池充电时，LiFePO4脱出Li+的转化过程如图(图中已给出各晶胞对应的化学式)。下列说法正确的是
A． LiFePO4晶胞中含有1个LiFePO4
B． Li(1-x)FePO4中和的数目之比为1∶1
C．当1个FePO4晶胞转化为Li(1-x)FePO4晶胞时，消耗(1-x)个Li+
D．1 LiFePO4晶胞完全转化为Li(1-x)FePO4晶胞的过程中，转移的电子数为
【答案】D
【详解】A．均摊法可知，晶胞中Li+数目为8×+4×+4×=4，故每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，A错误；
B．由图可知，(a)→(b)充电过程中，晶胞失去1个棱心、1个面心位置的Li+，Li(1-x)FePO4晶胞中Li+数目为8×+3×+3×=，Fe原子数目不变，有4个，故(1-x):1=：4，解得x=，则Fe的平均化合价为，假设含a个Fe2+，则Fe3+为b个，则有：=，解得：a:b=13:3，B错误；
C．由A项分析可知，每个LiFePO4晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，根据Fe原子不变可知，当1个LiFePO4晶胞转化为Li(1-x)FePO4晶胞时，消耗4(1-x)个Li+，C错误；
D．由B项分析可知，Li(1-x)FePO4晶胞中Fe的化合价为，1mol LiFePO4晶胞完全转化为Li(1-x)FePO4晶胞的过程中，转移的电子数为4×(-2)×NAmol-1=0.75NA，D正确；
故答案为：D。
填空题
Ⅰ.夯实基础篇
19．（2023春·湖北武汉·高二武汉市洪山高级中学校考阶段练习）回答下列问题
(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是___________。
(2)为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有___________个铜原子。
(3)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为___________，该功能陶瓷的化学式为___________。
(4)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是___________，在晶体中1个原子或1个原子周围距离最近的O原子数目分别为___________个、___________个。
(5)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，其结构如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为___________(填字母)。
A． B． C． D．
【答案】(1)
(2)16
(3) 2
(4) 6 12
(5)A
【详解】（1）由晶胞结构可知白球有8个位于顶点，6个位于面心，个数为，黑球4个在体内，则Cu和Cl的原子个数比为1：1，化学式为，故答案为：；
（2）内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则氧原子个数为：，结合化学式可知铜原子个数为O的2倍，含16个，故答案为：16；
（3）黑球有1个在体内、4个在棱上，个数为：，白球1个在体内、8个在顶点，个数为：，则该晶胞种B、N个数均为2，化学式为BN。故答案为：2；BN；
（4）该晶胞中6个O原子位于面心，个数为，Co原子由8个位于顶点，个数为，Ti原子1个在体内，则该晶胞的化学式为：，由晶胞结构可知1个Ti原子周围有6个O原子，1个Co周围有12个O，故答案为：；6；12；
（5）该结构表示团簇分子，含有14个Ti和13个C，化学式为，故答案为：；
20．（2023·高二课时练习）回答下列问题：
(1)在下列物质中，_____是晶体(填序号，下同)，_____是非晶体。
①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃 ⑤CuSO4·5H2O ⑥冰糖 ⑦石蜡 ⑧单晶硅 ⑨铝块 ⑩橡胶
(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体一般都具有_____，而非晶体_____；另外非晶体具有物理性质_____的特点，而晶体具有物理性质_____的特点。
【答案】(1) ②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩
(2) 规则的几何外形 没有规则的几何外形 各向同性 各向异性
【详解】（1）晶体是纯净物，②明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、⑤CuSO4·5H2O、⑥冰糖、⑧单晶硅、⑨铝块等都是晶体；非晶体是混合物，①塑料、③松香、④玻璃、⑦石蜡、⑩橡胶都是非晶体。
（2）晶体规则的几何外形是其内部构成微粒具有规则排列的结果，因此，一般晶体都具有规则的几何外形，而非晶体则不具有；各向异性在晶体格子构造中，除了对称原因外，往往不同方向上质点的排列是不一样的，因此晶体的性质也会随方向的不同而有所差异，因此晶体的物理性质具有各向异性的表现，而非晶体物理性质在各个方向上是相同的，叫各向同性。
21．（天津市南开区2022~2023学年高三上学期阶段性质量监测（二）化学试题）Na、Mg、Fe、Cu是四种重要的金属元素。回答下列问题：
(1)基态Mg原子的价层电子轨道表示式为__________________。
(2)的电子式为____________。
(3)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水，请用化学方程式解释原因：__________________。
(4)检验溶液中是否残留的试剂是__________________。
(5)NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式为，加入的目的是____________。
(6)采用空气和Na为原料可直接制备。空气与熔融金属Na反应前，需依次通过____________、____________(填序号)。
a．浓硫酸 b．饱和食盐水 c．NaOH溶液 d．溶液
(7)天然碱的主要成分为，2 mol 经充分加热得到的质量为______g。
(8)一个晶胞(如图)中，Cu原子的数目为______。
【答案】(1)3s2
(2)
(3)
(4)K3[Fe(CN)6]溶液
(5)为降低能耗，把熔点降至580℃
(6) 氢氧化钠溶液 浓硫酸
(7)318
(8)4
【详解】（1）基态Mg原子的电子轨道表示式1s22s22p63s2，价层电子轨道表示式为3s2。
（2）的电子式为：。
（3）铁与水蒸气在高温时反应生成Fe3O4和H2O。在钢铁厂的生产中，炽热的铁水注入模具之前，必须进行充分的干燥。反应的化学方程式为。
（4）铁氰化钾溶液和亚铁离子反应生成蓝色沉淀，则检验溶液中是否残留Fe+的试剂是K3[Fe(CN)6]溶液。
（5）电解时需要将NaCl加热至熔融状态。NaCl熔点为800.8℃，为降低能耗加入从而把熔点降至580℃。
（6）空气和Na为原料可直接制备。空气中的水和二氧化碳能与反应，所以与熔融金属Na反应前，需依次通过氢氧化钠溶液和浓硫酸除去二氧化碳和水。
（7）2 mol 经充分加热能得到3mol，其质量为318g。
（8）白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数为，黑球全部位于晶胞内部，属于该晶胞的个数为4，化学式为Cu2O，因此白球为O原子，黑球为Cu原子，即Cu原子的数目为4。
Ⅱ.能力提升篇
22．（2023·全国·高三专题练习）Co与Ti类似，其晶体堆积方式为六方最密堆积，其晶胞结构如图所示，则该晶胞中含有的原子个数为_______，已知该晶胞的底边长为，高为，则晶胞密度为_______(列出计算式即可)。
【答案】 6
【详解】该晶胞中含有的原子个数为；该晶胞的质量，晶胞的体积，则晶胞密度。
23．（2023·全国·高三专题练习）砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及黏膜创面的感染、溃疡等，砷化镍晶胞如图所示，该晶胞密度ρ为_______g·cm-3(列式即可，不必化简)。
【答案】
【详解】该晶胞中Ni原子个数=4×+4×+2×+2×=2、As原子个数为2，Ni和As原子个数之比为2∶2=1∶1，晶胞体积V=(a×10-10cm)2×sin60°×b×10-10cm=a2b×10-30，晶胞密度====g·cm-3；
故答案为：。
24．（2023秋·江苏无锡·高三统考期末）硫代硫酸钠()应用广泛，可用作定影液、含砷废水去除剂、定量分析还原剂等。
(1) 可用作定影液溶解未曝光的溴化银()，通过如图1所示转化可实现定影液再生，也可达到回收银的目的。
①溶于溶液反应的离子方程式为_______。
②晶体的晶胞如图2所示为面心立方最密堆积，一个原子距离最近的原子个数为_______。
(2) 去除酸性废水中的反应机理如图3所示(图中“”为自由基，“·”表示孤单电子)。
①方框中X的化学式为_______。
②在紫外线照射下，将加入到不含的酸性废水中，发现不释放，监测到反应过程中部分物质的浓度变化如图4所示，不释放的原因可能是_______。
(3) 可测定含废水中元素的含量。量取废水，硫酸酸化后加入过量溶液，发生反应：。加入少量淀粉作为指示剂，用标准溶液滴定至终点，发生反应：。平行滴定3次，平均消耗标准溶液。
①滴定终点的现象为_______。
②废水中元素的含量为_______。(写出计算过程)
【答案】(1) 12
(2) H2S2 向含H3AsO3的酸性废水中加入Na2S2O3时，与H+在紫外线照射条件下生成的H2S和H3AsO3反应生成As2S3沉淀的速率大于H2S与反应生成S8的速率
(3) 溶液蓝色恰好褪去，且半分钟内不复原 2.08103
【详解】（1）根据题中信息可推出AgBr与Na2S2O3溶液反应生成Na3[Ag(S2O3)2]，同时生成NaBr，反应的离子方程式为；
银晶胞中距离最近的银原子有同一层上4个角，下方4个面中心，和上方4个面中心，总共有12个；
（2）①经过“途径I”的除砷过程可描述为与H+在紫外线照射条件下可以生成HS·，两个HS·可以结合生成H2S2，H2S2分解得到S8和 H2S，H2S与H3AsO3发生反应生成As2 S3；答案为H2S2；
②向不含H3AsO3的酸性废水中加入Na2S2O3时，与H+在紫外线照射条件下生成的H2S可与在紫外线照射条件下生成的发生反应，转化为S8；向含H3AsO3的酸性废水中加入Na2S2O3时，与H+在紫外线照射条件下生成的H2S和H3AsO3反应生成As2S3沉淀的速率大于H2S与反应生成S8的速率；
（3）量取废水，硫酸酸化后加入过量溶液，发生反应：。加入少量淀粉作为指示剂，用标准溶液滴定至终点，发生反应：，碘遇淀粉试液变蓝色，所以滴定终点时碘完全被还原，则滴定终点为溶液蓝色恰好褪去，且半分钟内不复原；
根据反应可得关系式：，n():n()=1:6，所以n()=n()=0.1000mol/L24.0010-3L=4.010-4mol，故废水中元素的含量为=2.08103。
25．（2023·全国·高三专题练习）钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示，则该晶体的化学式为_______________。已知A的坐标为，B的坐标为，则的原子坐标为_______________。
【答案】
【详解】根据钙钛矿晶体的晶胞结构图可知，晶胞中原子个数为，O原子个数为12×，Ca原子个数为1，所以该晶体的化学式为；已知A的坐标为，B的坐标为，Ca原子位于晶胞的体心，则Ca的原子坐标为。
试卷第1页，共3页