學(xué)生用書(shū)P277
(選擇題每小題3分)
1.(2024·黑吉遼卷)某鋰離子電池電極材料結(jié)構(gòu)如圖。結(jié)構(gòu)1是鈷硫化物晶胞的一部分,可代表其組成和結(jié)構(gòu);晶胞2是充電后的晶胞結(jié)構(gòu);所有晶胞均為立方晶胞。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.結(jié)構(gòu)1鈷硫化物的化學(xué)式為C9S8
B.晶胞2中S與S的最短距離為32a
C.晶胞2中距Li最近的S有4個(gè)
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶體
答案:B
解析:結(jié)構(gòu)1中C原子位于正方體的4個(gè)頂點(diǎn)和體內(nèi),C原子個(gè)數(shù)為4×18+4=4.5,而S原子位于正方體的12個(gè)棱的中心和體心,S原子個(gè)數(shù)為12×14+1=4,則鈷硫化物的化學(xué)式為C9S8,A項(xiàng)正確;晶胞2中S和S的最短距離為面對(duì)角線(xiàn)的一半,所以最短距離為22a,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)晶胞2可知,Li處在S原子構(gòu)成的正四面體的體心,所以距離Li最近的S有4個(gè),C項(xiàng)正確;晶胞2和晶胞3中硫原子數(shù)均為4,Li原子數(shù)均為8,二者可表示同一晶體,D項(xiàng)正確。
2.(2024·貴州六校聯(lián)盟聯(lián)考三)氮化鈦為金黃色晶體,由于具有令人滿(mǎn)意的仿金效果,越來(lái)越多地成為黃金的代替品。TiN晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(白球代表N,黑球代表Ti)。已知a點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(12,12,12)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.基態(tài)Ti原子的價(jià)層電子排布式為3d54s2
B.晶體中距離N最近的N有6個(gè)
C.該晶胞中含有6個(gè)Ti原子和4個(gè)N原子
D.該晶胞中b點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,1,0)
答案:D
解析:Ti是22號(hào)元素,價(jià)層電子排布式為3d24s2,A錯(cuò)誤;N位于頂點(diǎn)和面心,晶體中距離N最近的N有12個(gè),B錯(cuò)誤;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于棱上和體心的Ti原子個(gè)數(shù)為12×14+1=4,位于頂點(diǎn)和面心的N原子個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,C錯(cuò)誤;結(jié)合a點(diǎn)分?jǐn)?shù)坐標(biāo)特點(diǎn)可知,該晶胞中b點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,1,0),D正確。
3.(2024·山東青島三模)鈦酸鋇粉體是電子陶瓷元器件的重要基礎(chǔ)原料。鈦酸鋇晶體與[TiO(C2O4)2]2-的結(jié)構(gòu)如圖。
下列說(shuō)法正確的是( )
A.鈦酸鋇晶體中Ba和Ti的配位數(shù)分別為12和6
B.[TiO(C2O4)2]2-中含有的化學(xué)鍵為離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵、配位鍵
C.[TiO(C2O4)2]2-中Ti的雜化方式為sp3
D.1 ml [TiO(C2O4)2]2-通過(guò)螯合作用形成的配位鍵有5 ml
答案:A
解析:由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,Ba位于晶胞體心,與其距離最近的是處于棱心的O且所有O到Ba的距離都相等,故Ba的配位數(shù)為12,Ti處于晶胞頂點(diǎn),位于O形成的正八面體空隙中,故Ti的配位數(shù)為6,A正確;[TiO(C2O4)2]2-是陰離子,與陽(yáng)離子Ba2+之間是離子鍵,[TiO(C2O4)2]2-中沒(méi)有離子鍵,B錯(cuò)誤;中心原子Ti原子不是正四面體結(jié)構(gòu),連接5個(gè)原子,不是sp3雜化,C錯(cuò)誤;兩個(gè)草酸根和中心原子Ti各形成兩個(gè)配位鍵,是螯合作用,故1 ml [TiO(C2O4)2]2-通過(guò)螯合作用形成的配位鍵有4 ml,D錯(cuò)誤。
4.(2024·吉林白山二模)銅的一種氯化物立方晶胞如圖所示。已知:晶體密度為ρ g·cm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,A、B的原子坐標(biāo)分別為(0,0,0)、(0.25,0.25,0.25)。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.該化合物的化學(xué)式為CuCl2
B.C的原子坐標(biāo)為(0.25,0.75,0.75)
C.該晶胞中銅的配位數(shù)為8
D.A和B粒子之間的距離為14×3398NA×ρ×1010 pm
答案:B
解析:根據(jù)均攤法計(jì)算:氯位于頂點(diǎn)和面心,1個(gè)晶胞含8×18+6×12=4個(gè)氯,銅位于體內(nèi),1個(gè)晶胞含4個(gè)銅,故其化學(xué)式為CuCl,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由A、B原子坐標(biāo)和晶胞圖示可知,C原子位于體對(duì)角線(xiàn)14,坐標(biāo)為(0.25,0.75,0.75),B項(xiàng)正確;1個(gè)銅與4個(gè)氯連接,配位數(shù)為4,C項(xiàng)錯(cuò)誤;設(shè)晶胞參數(shù)為a pm,1個(gè)晶胞含4個(gè)CuCl,則ρ=4×99.5NA×a3×1030,a=3398ρ×NA×1010,體對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)為3a pm,故A和B粒子之間的距離=34×3398NA×ρ×1010 pm,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.(雙選)二維磁性材料鹵化鉻(CrXn)混合晶體結(jié)構(gòu)如圖,在純氧中發(fā)生光氧化反應(yīng)生成長(zhǎng)鏈狀CrOm和X2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.化學(xué)鍵中離子鍵占比百分?jǐn)?shù):CrCln>CrBrn>CrIn
B.n=m=3
C.生成1 ml X—X轉(zhuǎn)移3 ml電子
D.熔點(diǎn):CrClnI,電負(fù)性差值越大,離子鍵的百分?jǐn)?shù)越大,A正確;左側(cè)圖中有四個(gè)重復(fù)單元,每個(gè)單元內(nèi)含2個(gè)Cr,Cl、Br、I數(shù)目為8×12+2=6,則n=3;同理,右側(cè)圖中每個(gè)單元內(nèi)含1個(gè)Cr,O數(shù)目為2×12+2=3,m=3,B正確;CrXn中X的化合價(jià)為-1價(jià),生成1 ml X—X轉(zhuǎn)移2 ml電子,C錯(cuò)誤;CrXn陽(yáng)離子相同,陰離子半徑越小,熔點(diǎn)越高,D錯(cuò)誤。
6.(2024·山東臨沂二模)H2O2在催化劑中Fe元素的作用下可以產(chǎn)生具有極強(qiáng)氧化活性的·OH,其在固態(tài)催化劑表面轉(zhuǎn)化過(guò)程如圖所示。
下列說(shuō)法正確的是( )
A.過(guò)程①中每轉(zhuǎn)移1 ml電子,晶胞中產(chǎn)生1 ml O空位
B.過(guò)程②中H2O2在O空位產(chǎn)生·OH
C.催化過(guò)程中La3+的配位數(shù)不變
D.相同條件下,LaFeO2.8比LaFeO2.6催化效果好
答案:B
解析:固體催化劑中含有Fe3+、Fe2+,如圖轉(zhuǎn)化①的過(guò)程可以描述為:H2O2失去電子被氧化為O2,Fe3+得到電子后被還原為Fe2+,晶體中部分O原子失去后形成氧空位,過(guò)氧化氫中氧是-1價(jià),要形成氧氣,則需要轉(zhuǎn)移2 ml電子,才能形成1 ml O空位,故A錯(cuò)誤;根據(jù)對(duì)①過(guò)程的分析,結(jié)合②流程可知,當(dāng)進(jìn)行此過(guò)程時(shí),亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子,同時(shí)H2O2在O空位產(chǎn)生·OH,B正確;LaFeO2.6與LaFeO2.8相互轉(zhuǎn)出的過(guò)程中,La的配位數(shù)明顯發(fā)生變化,C錯(cuò)誤;設(shè)LaFeO2.6中Fe3+的數(shù)目為x,Fe2+的數(shù)目為1-x,La的化合價(jià)為+3,化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為0,即+3+3x+2(1-x)-2×2.6=0,解得x=0.2,則Fe3+和Fe2+的物質(zhì)的量之比為0.2∶(1-0.2)=1∶4,根據(jù)上述的計(jì)算方法可知,LaFeO2.8中Fe3+和Fe2+的物質(zhì)的量之比為3∶2,晶體LaFeO2.8中Fe2+的數(shù)目小于晶體LaFeO2.6,晶體中Fe2+的數(shù)目越多,與H2O2反應(yīng)時(shí)生成的·OH越多,·OH將NO快速氧化為NO2、HNO3等物質(zhì)的效果越好,所以L(fǎng)aFeO2.6的催化效果好,D錯(cuò)誤。
7.(2024·吉林省吉林地區(qū)三模)由Li、Al、Si構(gòu)成的某三元化合物固態(tài)晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.晶體中Li、Al、Si三種微粒的比例為1∶1∶1
B.圖中所指Si原子的坐標(biāo)為(34,34,14)
C.晶體中與每個(gè)Al緊鄰的Li為6個(gè),與每個(gè)Si緊鄰的Si為12個(gè)
D.晶體中Al和Li構(gòu)成CsCl型晶體結(jié)構(gòu),晶體中Al和Si構(gòu)成金剛石型晶體結(jié)構(gòu)
答案:D
解析:該晶胞中,Li原子個(gè)數(shù)=12×14+1=4,Al原子個(gè)數(shù)=8×18+6×12=4,Si原子個(gè)數(shù)=4,原子個(gè)數(shù)比為1∶1∶1,A正確;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可得,圖中所指Si原子的坐標(biāo)為(34,34,14),B正確;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可得,晶體中與每個(gè)Al距離最近的Li為6個(gè),與每個(gè)Si距離最近的Si為12個(gè),C正確;晶體中Al和Li構(gòu)成NaCl型晶體結(jié)構(gòu),而CsCl型為體心結(jié)構(gòu),晶體中Al、Si構(gòu)成正四面體形結(jié)構(gòu),與金剛石的結(jié)構(gòu)相同,D錯(cuò)誤。
8.(2024·甘肅張掖第三次診斷)下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的說(shuō)法正確的是( )
A.圖①中18-冠-6通過(guò)離子鍵與K+作用,體現(xiàn)了超分子“分子識(shí)別”的特征
B.圖②物質(zhì)相較NaBF4摩爾質(zhì)量更大,具有更高的熔、沸點(diǎn)
C.圖③晶體磷化硼晶胞沿z軸方向上的投影圖為
D.圖③晶胞參數(shù)為d nm,則晶體的密度為168NA×d3×1021 g·cm-3
答案:D
解析:圖①中18-冠-6中不含有陰離子,與K+間不能形成離子鍵,應(yīng)為18-冠-6通過(guò)配位鍵與K+作用,體現(xiàn)了超分子“分子識(shí)別”的特征,A不正確;圖②物質(zhì)屬于離子晶體,構(gòu)成陽(yáng)離子的基團(tuán)較NaBF4中BF4-半徑更大,離子鍵能更弱,具有較低的熔、沸點(diǎn),B不正確;圖③晶體磷化硼晶胞中,六個(gè)面心都存在P原子,則沿z軸方向上的投影圖為,C不正確;圖③晶胞中,含有4個(gè)B原子,含P原子個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,參數(shù)為d nm,則晶體的密度為4×(11+31) g·ml-1(d×10-7cm)3×NAml-1=168NA×d3×1021 g·cm-3,D正確。
9.(2024·黑龍江齊齊哈爾一模)Cr、Ca、O可形成一種具有特殊導(dǎo)電性的晶體(化學(xué)式為CaxCrOy,x、y為整數(shù)),其立方晶胞如圖所示,Ca與O最小間距大于Cr與O最小間距。已知:Ca與O最小間距為a pm,阿伏加德羅常數(shù)為NA。下列說(shuō)法正確的是( )
A.1個(gè)基態(tài)Cr原子有4個(gè)未成對(duì)電子
B.Cr在晶胞中處于頂點(diǎn)位置
C.晶體中每個(gè)Ca周?chē)o鄰且距離相等的O共有6個(gè)
D.該晶體的密度為140(2a×10-10)3NA g·cm-3
答案:D
解析:1個(gè)基態(tài)Cr原子有6個(gè)未成對(duì)電子,A錯(cuò)誤;Cr在晶胞中處于體心位置,B錯(cuò)誤;晶體中每個(gè)Ca周?chē)o鄰且距離相等的O共有12個(gè),C錯(cuò)誤;Ca與O最小間距為晶胞面對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度的一半,則晶胞面對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度為2a pm,晶胞參數(shù)為2a pm,晶體的密度為140(2a×10-10)3NA g·cm-3,D正確。
10.(2024·山東濟(jì)寧三模)Ta2O5和KHF2按計(jì)量比混合,一定條件下,獲得晶體產(chǎn)物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a=b≠c(nm),α=β=γ=90°,Ta—O的鍵長(zhǎng)為x nm。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.制備晶體的化學(xué)方程式:Ta2O5+6KHF22K3TaO2F4+H2O+4HF
B.O原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可能為(0,0,c-xc),(12,12,c-2x2c)
C.與棱心K+等距且緊鄰的K+有8個(gè)
D.該晶體密度為4.06×1023NAa2c g·cm-3
答案:D
解析:晶體中K位于面心和棱上,數(shù)目為10×12+4×14=6,Ta位于體心和頂點(diǎn),數(shù)目為8×18+1=2,O與Ta連接,每個(gè)Ta上有2個(gè)O原子,則O原子數(shù)目為2×2=4,F與Ta連接,每個(gè)Ta上有4個(gè)F原子,則F原子數(shù)目為4×2=8,則晶體化學(xué)式為K3TaO2F4,制備晶體的化學(xué)方程式為T(mén)a2O5+6KHF22K3TaO2F4+H2O+4HF,A正確;Ta—O鍵長(zhǎng)為x nm,O原子位于棱上和體心,如圖所示,O原子1號(hào)分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(0,0,c-xc),O原子2號(hào)分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(12,12,c-2x2c),B正確;與棱心K+等距且緊鄰的K+位于面心,共有4×2=8個(gè),C正確;該晶體密度ρ=mV=39×6+181×2+16×4+19×8NAa2c×1021 g·cm-3=8.12×1023NAa2c g·cm-3,D錯(cuò)誤。

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