热点强化16 物质结构与性质选择题专练
1.(2021·辽宁，7)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是( )
A．S位于元素周期表p区
B．该物质的化学式为H3S
C．S位于H构成的八面体空隙中
D．该晶体属于分子晶体
答案 D
解析 S的价层电子排布式为3s23p4，故S位于元素周期表p区，A正确；由该物质的晶胞可知：S个数为8×＋1＝2，H个数为12×＋6×＝6，故H、S原子个数比为3∶1，故该物质的化学式为H3S，B正确；S位于H构成的八面体空隙中，如图所示，C正确；由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，D错误。
2．(2023·河北沧州校考模拟)冰晶石(Na3AlF6)常用作电解铝的助熔剂和研磨产品的耐磨添加剂，其晶胞结构如图所示，已知该晶胞参数为a pm，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A．AlF中Al的配位数为6
B．图中△位置填充的是Na＋
C．晶胞中AlF形成的全部四面体空隙和AlF的比值为1∶1
D．该晶体的密度为 g·cm－3
答案 C
解析 晶胞中AlF形成的全部四面体空隙和AlF的比值为2∶1，C错误；该晶体的密度为 g·cm－3＝ g·cm－3，D正确。
3．(2023·潍坊模拟)CaF2的晶胞结构和部分离子的投影位置如图所示，下列说法错误的是( )
A．CaF2属于离子晶体
B．Ca2＋的配位数为8
C．图甲为F－沿y轴投影图
D．图乙为Ca2＋沿面对角线投影图
答案 D
解析 氟化钙是由钙离子和氟离子形成的离子晶体，故A正确；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钙离子与位于体对角线处的氟离子的距离最近，则钙离子的配位数为8，故B正确；由晶胞结构可知，Ca2＋沿面对角线投影图的四个侧面面心应在同一条线上，图乙钙离子分布不符合，故D错误。
4．(2023·广东梅州统考模拟)FeS2晶体的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A．阴、阳离子个数比为1∶1
B．FeS2晶体中距离Fe2＋最近的Fe2＋的数目为12
C．若晶胞边长均为a pm，则S和S之间的最短距离为a pm
D．阳离子位于由阴离子构成的正八面体空隙中
答案 C
解析 由化学式FeS2知阴、阳离子个数比为1∶1，A项正确；S与S之间的最短距离等于晶胞面对角线长的一半，即为a pm，C项错误。
5．(2023·重庆校联考模拟)纳米CeO2可催化O2的分解，其晶胞结构如图所示。下列关于CeO2的说法正确的是( )
A．Ce4＋的配位数是4
B．Ce4＋与O2－间最短距离为a nm
C．若A离子的坐标为(0，，)，则B离子的坐标为(，，)
D．若晶体密度为ρ g·cm－3，则晶胞参数a＝×107
答案 C
解析 根据晶胞图可知，Ce4＋的配位数为8，故A错误；把晶胞平均分成8个小立方体，O2－位于小立方体的中心，即Ce4＋与O2－最短距离是体对角线长的，即为a nm，故B错误；Ce4＋位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，O2－位于晶胞内部，个数为8，化学式为CeO2，则晶胞的质量为×(140＋32) g，根据密度的定义，晶胞的参数为×107 nm＝×107 nm，故D错误。
6．(2023·长沙一中模拟)双钙钛矿型晶体的一种典型结构单元如图所示，真实的晶体中存在5%的氧原子缺陷，能让O2－在其中传导，可用作固体电解质材料。已知La为＋3价，Ba为＋2价。以下说法错误的是( )
A．该晶体的一个完整晶胞中含有1个Co原子
B．晶体中与La距离最近的Ba的数目为6
C．＋3价Co与＋4价Co的原子个数比为4∶1
D．忽略氧原子缺陷，每个Co原子都处于氧原子围成的正八面体空隙的中心
答案 A
解析 该晶体的一个完整晶胞由8个图示结构单元组成，该晶体的一个完整晶胞中含有8个Co原子，故A错误；根据均摊法，个晶胞中La数为4×＝0.5、Ba数为4×＝0.5、Co数为1、O数为6×＝3，所以化学式为LaBaCo2O6，真实的晶体中存在5%的氧原子缺陷，设＋3价Co的个数为x，根据各元素化合价代数和等于0,3＋2＋3x＋4(2－x)－2×6×95%＝0，x＝1.6，所以＋3价Co与＋4价Co的原子个数比为4∶1，故C正确。
7．(2023·河北模拟预测)新型超导材料晶体的晶胞结构中镁原子和镍原子位于顶点和面心，它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体空隙的数量之比是1∶3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中，沿晶胞立方格子对角线取得的截图如图所示。下列说法错误的是( )
A．基态Ni原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2
B．该新型超导材料的化学式为MgNi3C
C．Mg的C配位数为6
D．若晶胞参数a＝0.381 2 nm，该晶体密度为×1021 g·cm－3(NA为阿伏加德罗常数的值)
答案 C
解析 在题述晶胞中，八面体空隙的中心位于体心位置和所有棱心位置，它们的比例是1∶3，中心处于体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而中心处于棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填入碳原子，所以C处于体心位置，则Mg处于顶点位置，Ni处于面心位置，该超导材料晶体的晶胞结构如图所示：。晶胞中含Mg的个数为8×＝1，含Ni的个数为6×＝3，含C的个数为1，该新型超导材料的化学式为MgNi3C，B正确；由B项图可知，与Mg距离最近的C的个数为8，配位数为8，C错误；该晶体密度ρ＝ g·cm－3＝×1021 g·cm－3，D正确。
8．(2023·武汉华中师大一附中模拟)一种由镍、氟和钾三种元素组成的化合物晶体结构如图所示，下列说法错误的是( )
A．该晶体中Ni的化合价为＋2
B．与镍等距离且最近的F有6个
C．图中A、B原子间的距离为pm
D．该晶体的密度为 g·cm－3
答案 B
解析 根据晶胞结构可知该晶体中F个数为×16＋×4＋2＝8，K个数为×8＋2＝4，Ni的个数为×8＋1＝2，根据化合物中正负化合价代数和为0，可知Ni应为＋2价，A正确；晶胞中a与c不相等，因此与镍等距离且最近的F不是6个，B错误；该晶胞质量为 g，晶胞体积为a2b×10－30cm3，因此该晶体的密度为 g·cm－3，D正确。
9．(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a pm。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KCaB6C6
B．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 g·cm－3
答案 C
解析 根据晶胞结构可知，其中K个数：8×＝1，Ca个数：1，B个数：12×＝6，C个数：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；由A项分析知晶胞质量为 g，晶胞体积为a3×10－30 cm3，则其密度为 g·cm－3，D正确。
10．(2023·武汉模拟)某储氢材料镧镍合金的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．该物质的化学式为LaNi5
B．距离La最近且相等的Ni的数目为6
C．利用原子光谱可鉴定储氢材料中的La元素
D．晶体密度ρ＝ g·cm－3
答案 D
解析 该晶胞中La个数为12×＋2×＝3，Ni个数为18×＋6＝15，则La、Ni个数之比为3∶15＝1∶5，化学式为LaNi5，A正确；根据图知，以底面中心La为例，与其距离最近且相等的Ni个数是6，B正确；原子光谱可以鉴定金属元素，所以利用原子光谱可鉴定储氢材料中的La元素，C正确；该晶胞的体积为×(a×10－10cm)2×sin60°×6×(b×10－10cm)＝a2b×10－30cm3，晶体密度ρ＝ g·cm－3＝ g·cm－3，D错误。
11．(2024·福州模拟)氧化锌(ZnO)的透明度高，具有优异的常温发光性能。氧化锌的两种晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．甲、乙两种晶体类型的晶胞内Zn2＋数目之比为2∶1
B．甲中Zn2＋位于O2－形成的四面体空隙中，空隙填充率为50%
C．乙的晶胞沿z轴的二维投影图如图丙所示
D．两种晶胞中O2－的配位数均为4
答案 C
解析 甲类型的晶胞中有4个Zn2＋，乙晶胞有2×＋2×＋1＝2个Zn2＋，甲、乙两种晶体类型的晶胞内Zn2＋数目之比为2∶1，故A正确；甲晶胞中O2－形成8个四面体空隙，Zn2＋占据4个空隙，则空隙填充率为50%，故B正确；乙的晶胞沿z轴的二维投影图为，故C错误；O2－的配位数即为晶胞中距离O2－最近的Zn2＋个数，观察甲乙两晶胞，可知两种晶胞中O2－的配位数均为4，故D正确。
12．(2023·湖南校联考模拟预测)BeO晶体是制备氟代硼铍酸钾晶体的原料之一，其晶胞结构与ZnS类似，下列说法不正确的是( )
A．Be原子的配位数是12
B．若原子a、b的坐标分别为(0,0,0)、(，，1)，则原子c的坐标为(，，)
C．沿晶胞面对角线投影，所得的投影图是
D．设O与Be的最近距离为n pm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则BeO晶体的密度为 g·cm－3
答案 A
解析 由晶胞结构可知Be位于O原子构成的四面体的体心，Be原子的配位数是4，A错误；由BeO的晶胞结构可知，每个Be处于晶胞体对角线的处，结合原子a、b的坐标可知原子c的坐标为(，，)，B正确；若O与Be的最近距离为n pm，则题中a、c之间的距离为n pm，又因为a、c之间的距离为晶胞体对角线长的，则晶胞棱长为n pm，晶胞内Be的个数为4，O的个数为8×＋6×＝4，则晶体密度为 g·cm－3，D正确。
13．(2023·辽宁丹东统考模拟)TiO2的晶胞结构如图所示，其中m、n、p、q的原子坐标分别为m(0,0,0)、n(0.69a,0.69a，c)、p(a，a，c)、q(0.19a,0.81a,0.5c)。下列说法正确的是( )
A．Ti位于周期表中第四周期第ⅡB族
B．图中标记的微粒中，m、p代表氧原子
C．i的原子坐标为(0.81a,0.19a,0.5c)
D．该晶体的密度为 g·cm－3
答案 C
解析 Ti是22号元素，位于元素周期表第四周期第ⅣB族，故A错误；由晶胞结构图可知，i原子与q原子处于中心对称位置，所以i的原子坐标为(0.81a,0.19a,0.5c)，故C正确；由晶胞结构图可知，该晶胞中有2个Ti原子，4个O原子，相当于有2个TiO2，所以晶体密度为 g·cm－3＝ g·cm－3，故D错误。
14．(2023·长沙长郡中学校考一模)由于晶体原子或离子的热运动，导致部分原子或离子偏离理想晶体结构的区域，这就叫晶体的热缺陷。晶体热缺陷的存在会对晶体的性质产生明显的影响。如图为理想NaCl晶体中的某个结构单元在受热过程中出现热缺陷的模拟过程图。下列有关说法正确的是( )
A．理想的NaCl晶体中Na＋的配位数为8
B．由图可知，NaCl晶体因热缺陷导致其晶体整体带负电
C．NaCl晶体中存在热缺陷对晶体的导电性基本无影响
D．已知理想的NaCl晶体密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则NaCl的晶胞参数(晶胞的边长)为 cm
答案 D
解析 理想的NaCl晶体的晶胞为面心立方堆积，其中Na＋的配位数为6，A错误；根据热缺陷的定义可知，含缺陷的晶体只是因为某些离子或原子偏离了理想晶体结构的区域，整个NaCl晶体还是不带电，B错误；由图示可知，NaCl中的Na＋因热运动偏离了理想晶体结构区域，在外加电场的作用下，该类Na＋可以发生迁移，因此导电性增大，C错误；由晶胞结构可知晶胞的质量为 g，密度为ρ g·cm－3，则晶胞的体积为 cm3，晶胞的边长为 cm，代入M的值，则NaCl的晶胞参数(晶胞的边长)为 cm，D正确。
15．(2023·湖南衡阳市八中校考模拟)某水性钠离子电池电极材料由Na＋、Fe2＋、Fe3＋、CN－组成，其立方晶胞嵌入和嵌出Na＋过程中，Fe2＋与Fe3＋含量发生变化，依次变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．普鲁士蓝中Fe2＋与Fe3＋个数比为1∶2
B．格林绿晶体中Fe3＋周围等距且最近的Fe3＋数为6
C．每个Fe(CN)3晶胞完全转化为NaFe(CN)3晶胞，转移8个e－
D．若普鲁士白的晶胞棱长为a pm，则其晶体的密度为×1030 g·cm－3
答案 A
解析 根据均摊法，普鲁士蓝晶胞中含Fe：8×＋6×＋12×＋1＝8、含CN－：24×＋24×＋6＝24、含Na＋：4，根据各元素化合价代数和等于0，可知Fe2＋ 与Fe3＋个数比为1∶1，A错误；根据晶胞图，格林绿晶体中Fe3＋周围等距且最近的Fe3＋数为6，B正确；每个Fe(CN)3晶胞有8个Fe3＋完全转化为NaFe(CN)3晶胞，转移8个e－，C正确；根据均摊法，普鲁士白晶胞中含Fe：8×＋6×＋12×＋1＝8、含CN－：24×＋24×＋6＝24、含Na＋：8，若普鲁士白的晶胞棱长为a pm ，则其晶体的密度为 g·cm－3＝×1030 g·cm－3，D正确。
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热点强化16 物质结构与性质选择题专练
1.(2021·辽宁，7)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是( )
A．S位于元素周期表p区
B．该物质的化学式为H3S
C．S位于H构成的八面体空隙中
D．该晶体属于分子晶体
2．(2023·河北沧州校考模拟)冰晶石(Na3AlF6)常用作电解铝的助熔剂和研磨产品的耐磨添加剂，其晶胞结构如图所示，已知该晶胞参数为a pm，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A．AlF中Al的配位数为6
B．图中△位置填充的是Na＋
C．晶胞中AlF形成的全部四面体空隙和AlF的比值为1∶1
D．该晶体的密度为 g·cm－3
3．(2023·潍坊模拟)CaF2的晶胞结构和部分离子的投影位置如图所示，下列说法错误的是( )
A．CaF2属于离子晶体
B．Ca2＋的配位数为8
C．图甲为F－沿y轴投影图
D．图乙为Ca2＋沿面对角线投影图
4．(2023·广东梅州统考模拟)FeS2晶体的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A．阴、阳离子个数比为1∶1
B．FeS2晶体中距离Fe2＋最近的Fe2＋的数目为12
C．若晶胞边长均为a pm，则S和S之间的最短距离为a pm
D．阳离子位于由阴离子构成的正八面体空隙中
5．(2023·重庆校联考模拟)纳米CeO2可催化O2的分解，其晶胞结构如图所示。下列关于CeO2的说法正确的是( )
A．Ce4＋的配位数是4
B．Ce4＋与O2－间最短距离为a nm
C．若A离子的坐标为(0，，)，则B离子的坐标为(，，)
D．若晶体密度为ρ g·cm－3，则晶胞参数a＝×107
6．(2023·长沙一中模拟)双钙钛矿型晶体的一种典型结构单元如图所示，真实的晶体中存在5%的氧原子缺陷，能让O2－在其中传导，可用作固体电解质材料。已知La为＋3价，Ba为＋2价。以下说法错误的是( )
A．该晶体的一个完整晶胞中含有1个Co原子
B．晶体中与La距离最近的Ba的数目为6
C．＋3价Co与＋4价Co的原子个数比为4∶1
D．忽略氧原子缺陷，每个Co原子都处于氧原子围成的正八面体空隙的中心
7．(2023·河北模拟预测)新型超导材料晶体的晶胞结构中镁原子和镍原子位于顶点和面心，它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体空隙的数量之比是1∶3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中，沿晶胞立方格子对角线取得的截图如图所示。下列说法错误的是( )
A．基态Ni原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2
B．该新型超导材料的化学式为MgNi3C
C．Mg的C配位数为6
D．若晶胞参数a＝0.381 2 nm，该晶体密度为×1021 g·cm－3(NA为阿伏加德罗常数的值)
8．(2023·武汉华中师大一附中模拟)一种由镍、氟和钾三种元素组成的化合物晶体结构如图所示，下列说法错误的是( )
A．该晶体中Ni的化合价为＋2
B．与镍等距离且最近的F有6个
C．图中A、B原子间的距离为pm
D．该晶体的密度为 g·cm－3
9．(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a pm。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KCaB6C6
B．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 g·cm－3
10．(2023·武汉模拟)某储氢材料镧镍合金的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．该物质的化学式为LaNi5
B．距离La最近且相等的Ni的数目为6
C．利用原子光谱可鉴定储氢材料中的La元素
D．晶体密度ρ＝ g·cm－3
11．(2024·福州模拟)氧化锌(ZnO)的透明度高，具有优异的常温发光性能。氧化锌的两种晶胞结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．甲、乙两种晶体类型的晶胞内Zn2＋数目之比为2∶1
B．甲中Zn2＋位于O2－形成的四面体空隙中，空隙填充率为50%
C．乙的晶胞沿z轴的二维投影图如图丙所示
D．两种晶胞中O2－的配位数均为4
12．(2023·湖南校联考模拟预测)BeO晶体是制备氟代硼铍酸钾晶体的原料之一，其晶胞结构与ZnS类似，下列说法不正确的是( )
A．Be原子的配位数是12
B．若原子a、b的坐标分别为(0,0,0)、(，，1)，则原子c的坐标为(，，)
C．沿晶胞面对角线投影，所得的投影图是
D．设O与Be的最近距离为n pm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则BeO晶体的密度为 g·cm－3
13．(2023·辽宁丹东统考模拟)TiO2的晶胞结构如图所示，其中m、n、p、q的原子坐标分别为m(0,0,0)、n(0.69a,0.69a，c)、p(a，a，c)、q(0.19a,0.81a,0.5c)。下列说法正确的是( )
A．Ti位于周期表中第四周期第ⅡB族
B．图中标记的微粒中，m、p代表氧原子
C．i的原子坐标为(0.81a,0.19a,0.5c)
D．该晶体的密度为 g·cm－3
14．(2023·长沙长郡中学校考一模)由于晶体原子或离子的热运动，导致部分原子或离子偏离理想晶体结构的区域，这就叫晶体的热缺陷。晶体热缺陷的存在会对晶体的性质产生明显的影响。如图为理想NaCl晶体中的某个结构单元在受热过程中出现热缺陷的模拟过程图。下列有关说法正确的是( )
A．理想的NaCl晶体中Na＋的配位数为8
B．由图可知，NaCl晶体因热缺陷导致其晶体整体带负电
C．NaCl晶体中存在热缺陷对晶体的导电性基本无影响
D．已知理想的NaCl晶体密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则NaCl的晶胞参数(晶胞的边长)为 cm
15．(2023·湖南衡阳市八中校考模拟)某水性钠离子电池电极材料由Na＋、Fe2＋、Fe3＋、CN－组成，其立方晶胞嵌入和嵌出Na＋过程中，Fe2＋与Fe3＋含量发生变化，依次变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．普鲁士蓝中Fe2＋与Fe3＋个数比为1∶2
B．格林绿晶体中Fe3＋周围等距且最近的Fe3＋数为6
C．每个Fe(CN)3晶胞完全转化为NaFe(CN)3晶胞，转移8个e－
D．若普鲁士白的晶胞棱长为a pm，则其晶体的密度为×1030 g·cm－3
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