专项训练晶胞中正四面体空隙的判断（解析版）.docx

1、专项训练 晶胞中正四面体空隙的判断（解析版）一、单选题1几种离子晶体的晶胞如图所示，下列说法正确的是A熔沸点：NaClCsClBNaCl晶胞中，做面心立方最密堆积，填充正四面体空隙C若ZnS的晶胞边长为a pm，则与之间的最近距离为D上述三种晶胞中，阳离子的配位数：ZnSNaClCsCl，A错误；BNaCl晶胞中，Cl-做面心立方最密堆积，Na+填充在Cl-形成的空隙中，B错误；CZn2+与S2-之间最近距离为体对角线的，晶胞边长为apm，则体对角线长度为apm，则Zn2+与S2-之间的最近距离为apm，C错误；DZnS中Zn2+的配位数为4，NaCl中Na+的配位数为6，CsCl中Cs+的配

2、位数为8，则阳离子配位数ZnSNaClCsCl，D正确；故答案选D。2金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，硬度为9.5，熔点为2700，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是A该晶体属于共价晶体，熔点比金刚石高BC位于Si构成的正四面体空隙中CCSi的键长为apm，则晶胞边长为2apmD金刚砂中C原子周围等距且最近的C原子数为6【答案】B【详解】A金刚砂与金刚石具有相似的晶体结构，SiC属于共价晶体，C-Si键长长于C-C键，故熔点比金刚石低，故A错误；B距离C原子最近且等距离的Si原子个数是4，且四个Si原子构成正四面体结构，所以C位于Si构成的四面体空隙中，故B正确；CC-Si键的长度为晶胞体

3、对角线长度的，设晶胞棱长为x，则，所以x=，故C错误；D以SiC晶胞顶角上的碳原子为研究对象，每个C原子周围最近且等距的C原子位于面心，由于顶点碳原子为8个晶胞共有，则C原子周围等距且最近的C原子数为12，故D错误；故选B。3某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法中错误的是A该铁的氧化物化学式为B距离Fe3+最近的有6个C晶体中的只能构成正四面体空隙D晶胞的边长为【答案】C【分析】由A方块可知，位于顶点和体心的亚铁离子个数为4+1=、位于体内的氧离子个数为4，B方块则位于顶点的亚铁离子个数为4=，位于体内的铁离子和氧离子都为4，

4、则由4个A方块和4个B方块组成的晶胞中亚铁离子、铁离子和氧离子的个数比为(+)4：44：(4+4)4=1：2：4，所以晶胞的化学式为。【详解】A由分析可知，铁的氧化物化学式为，故A正确； B由B方块可知，小立方体中位于顶点的铁离子与位于顶点的氧离子个数的距离最近，所以距离铁离子最近的氧离子有6个，故B正确；C由B方块可知，晶体中的氧离子构成正四面体空隙，由B方块可知，晶体中的氧离子构成正八面体空隙，故C错误；D由分析可知，晶胞中含有8个，设晶胞的边长为anm，由晶胞的质量公式可得：=1021a3d，解得a=，故D正确；故选C。4某离子品体中品体结构最小的重复单元如图所示，其中白色大球为A，灰色

5、小球为B，分别在顶点和面心，则下列说法错误的是AB离子采取了面心立方密堆积BA填入B形成的四面体空隙中CB离子的配位数是4D一个晶胞中有4个B离子【答案】B【解析】略5钠元素和硒元素可组成一种对蛋白质的合成和糖代谢有保护作用的无机化合物，其晶胞结构如图所示。已知和的半径分别为anm和bnm，晶胞参数为cnm。下列有关说法错误的是A该晶体的化学式为B与距离最近且相等的数目为8C该晶胞的空间利用率为D位于由构成的四面体空隙中，位于由构成的六面体空隙中【答案】B【详解】A由题图可知，该晶胞中位于顶点和面心，共有个，位于晶胞体内，共有8个，则该晶体的化学式为，A正确；B由题图可知，与距离最近且相等的共

6、有12个，B错误；C该晶胞的空间利用率为，C正确；D由题给晶胞结构可知，位于由构成的四面体空隙中，位于由构成的六面体空隙中，D正确；故选B。6Cu、Au能形成多种组成固定的合金，其中一种晶体的晶胞结构(立方体)如图所示，下列说法正确的是A该晶体的化学组成可表示为CuAuB与1个Cu原子距离最近的Au原子是4个CAu填充了由与之距离最近的Cu原子构成的正四面体空隙D根据图中信息，铜原子a的分数坐标为(0.5，0.5，0.5)【答案】B【详解】A由晶胞结构可知，晶胞中位于面心铜原子的个数为6=3，位于顶点的金原子的个数为8=1，则晶体的化学式为为Cu3Au，故A错误；B由晶胞结构可知，晶胞中金原子

7、和距离最近的铜原子为顶点和面心的位置关系，则1个铜原子距离最近的金原子是4个，故B正确；C由晶胞结构可知，晶胞中金原子和距离最近的铜原子为顶点和面心的位置关系，则金原子没有填充铜原子构成的正八面体空隙，故C错误；D由晶胞结构可知，晶胞的边长为1，铜原子a位于晶胞右侧面的面心，分数坐标为(1，0.5，0.5)，故D错误；故选B。7某铜的氯化物常作工业催化剂，其晶胞结构如图所示，晶胞中C、D两原子核间距为298pm。设阿伏加德罗常数的值为，则下列说法正确的是ACu的+2价比+1价稳定，是因为最外层电子达到半充满结构B此氯化物的化学式为C晶胞中Cu位于Cl形成的四面体空隙DCu与Cl的核间距为棱长的

8、倍【答案】C【详解】ACu的+1价最外层电子达到全充满结构(3d10)，所以+1价稳定，故A错误；B此晶体中Cl位于顶点和面心，个数为=4，Cu位于晶胞内部，个数为4，Cu和Cl的原子个数比为11，化学式为CuCl，故B错误；C根据晶胞图可知，1个Cu与4个Cl相连，因此 Cu位于Cl形成的四面体空隙，故C正确；D把立方体分为8个小立方体，Cu位于小立方体的体心，Cu与Cl的核间距为体对角线的一般，即为棱长的倍，故D错误；答案为C。8已知-AgI晶体属立方晶系，其晶胞截面如图所示(晶胞参数为620pm，设阿伏伽德罗常数的值为NA)，则下列关于-AgI晶胞的描述错误的是A与的配位数均为4B与距离

9、最近且相等的有12个C填充在构成的四面体空隙中，其空隙填充率为50%D该晶体的摩尔体积【答案】D【分析】由晶胞截面图可知，晶胞中碘离子位于顶点和面心，则碘离子个数为8+6=4，碘离子构成8个四面体，银离子交替填充在碘离子构成的四面体的体心，则位于体内的银离子个数为4。【详解】A由分析可知，银离子交替填充在碘离子构成的四面体的体心，则银离子的配位数为4，由化学式可知，碘离子的配位数也为4，故A正确；B由分析可知，银离子交替填充在碘离子构成的四面体的体心，则与银离子距离最近且相等的银离子有12个，故B正确；C由分析可知，碘离子构成8个四面体，银离子交替填充在碘离子构成的四面体的体心，则空隙填充率为

10、100%=50%，故C正确；D由晶胞参数可知，晶体的摩尔体积Vm=m3/mol，故D错误；故选D。9氧化铈(CeO2)是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示。下列说法错误的是A氧元素位于元素周期表中的p区BCeO2晶体中与Ce4+相邻且最近的Ce4+有12个CO2-占据所有四面体空隙D每个CeO2-x晶胞中Ce4+个数为1-2x【答案】D【详解】AO是第二周期第A族元素，其核外电子排布式为1s22s22p4，属于p区元素，A正确；B由CeO2晶胞图可知，以任一顶点的Ce4+为例，距离其最近的Ce4+位于该顶点所在的三个面的面心，一个顶点被8个晶胞共用，则距离最近的Ce4

11、+的个数为，B正确；C晶胞中位于顶点和面心Ce4+个数为，由化学式CeO2可知，晶胞中O2-个数为，即晶胞内部8个四面体空隙全部被O2-占据，C正确；D假设CeO2-x中的Ce4+和Ce3+的个数分别为m和n，则m+n= 1，由化合价代数和为0可得4m+3n=2(2-x)，解得m=1-2x，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的Ce4+或Ce3+个数为，所以每个晶胞中Ce4+的个数为4-8x，D错误； 故选D。10磷青铜晶体的立方晶胞结构如图所示，若晶体密度为，下列说法正确的是A磷青铜晶体化学式为B磷原子位于由铜原子形成的四面体空隙中C与铜原子距离相等且最近的锡原子有4个D相邻铜原子间的最短距离为

12、nm【答案】C【详解】A根据均摊法，磷青铜晶体中Sn原子数目为，Cu原子数目为，P原子数目为1，则其化学式为Cu3SnP，故A错误；B由图可知，该晶体中P原子位于由铜原子形成的正八面体的空隙中，故B错误；C与铜原子距离最近的锡原子位于铜原子所在面中4个顶点上，有4个，故C正确；D该晶胞的质量为，设晶胞参数为xcm，则晶胞的体积为x3cm3，晶胞的质量m=V=x3cm3=ax3g，解得x=，则P与最近的Cu原子的核间距为，则相邻铜原子间的最短距离为，故D错误；故答案选C。11有关晶体的结构如图所示。下列说法错误的是ANaCl与CsCl均为离子晶体，晶格能：NaClCsClBNaCl晶体中，Na+

13、位于最近的Cl-形成的正八面体空隙中C金刚砂晶体中，Si、C的杂化方式均为sp3杂化DCuS晶胞中，Cu2+填充在S2-形成的四面体空隙中，其填充率为50%【答案】A【详解】ANaCl与CsCl均为离子晶体，离子半径NaCsCl，A项错误；BNaCl晶体中 Na和Cl的配位数为6，根据图示，位于于最近的形成正八面体空隙中，B项正确；C金刚砂晶体中，Si、C的配位数都是4，形成4个共价键，价层电子对数为4，原子都是杂化，C项正确；D1个CuS晶胞中共含有8个正四面空隙，有个，根据化学式CuS，也有4个，填充率为，D项正确；答案选A。12钠离子电池充电时，从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，放电时则相

14、反。是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法错误的是A当转化为NaCuSe时，产生B1 mol NaCuSe晶胞完全转化为晶胞时，伴随着脱嵌C每个晶胞完全转化为晶胞，转移的电子数为D晶胞中处于四面体空隙的有8 mol【答案】B【详解】A转化为NaCuSe的电极反应式为，产生，A正确；BNaCuSe转化为的电极反应式为，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的个数为，则每个晶胞中含有4个NaCuSe，1 mol NaCuSe晶胞完全转化为晶胞时，伴随着脱嵌，B错误；C转化为的电极反应式为由晶胞结构可知，位于顶点和面

15、心的个数为，则每个晶胞中含有4个，每个晶胞完全转化为晶胞，转移的电子数为，C正确；D由晶胞结构可知，1个晶胞中处于四面体空隙的有8个，D正确；故选：B。13一种光催化材料的晶胞如图，属于立方晶系，其晶胞参数为anm。下列说法错误的是A晶体的化学式为CeO2B晶体中与Ce距离最近且相等的O有6个C氧原子位于Ce构成的四面体空隙中D晶体密度为gcm-3【答案】B【详解】ACe位于晶胞的顶点和面心，个数为=4，O位于晶胞内部，有8个，因此晶体的化学式为CeO2，故A说法正确；B以上面的面心为例，Ce距离最近且相等的O有42=8个，故B说法错误；C根据晶胞图可知，1个O与4个Ce相连，因此氧原子位于C

16、e构成的四面体空隙中，故C说法正确；D根据A选项分析，晶胞的质量为，晶胞参数为anm，其体积为(a10-7)3cm3，根据密度的定义，晶胞的密度为=g/cm3，故D说法正确；答案为B。14AlN具有耐高温、抗冲击等优良品质，广泛应用于电子工业、陶瓷工业，其晶胞结构如下图所示。下列说法错误的是AAlN晶体中N原子的杂化类型为BAl原子位于N原子形成的四面体空隙CAlN晶体中含有配位键DAlN晶体属于离子晶体【答案】D【详解】AAlN晶体中N原子形成4个单键，杂化类型为，故A正确；B根据图示，Al原子的配位数为4，Al原子位于N原子形成的四面体空隙，故B正确；CN原子形成4个单键，其中有1个为N原

17、子提供孤电子对、Al原子提供空轨道形成的配位键，故C正确；DAlN熔点高，耐高温，AlN晶体属于原子晶体，故D错误；选D。15一种光催化材料的晶胞如图，属于立方晶系，其晶胞参数为。下列说法错误的是A晶体的化学式为B晶体中与距离最近且相等的有6个C氧原子位于构成的四面体空隙中D晶体密度为【答案】B【详解】A据“均摊法”，晶胞中含个Ce、8个O，则晶体的化学式为，A正确； B以底面面心的Ce为例，同层的最近的Ce有4个，上下层各有4个，故晶体中与距离最近且相等的有12个，B错误；C由结构可知，氧原子位于构成的四面体空隙中的体心，C正确； D结合A分析可知，晶体密度为，D正确；故选B。16萤石是制作

18、光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是ACa位于元素周期表s区B每个周围距离最近且等距的有4个C位于构成的四面体空隙D基态氟原子核外电子的原子轨道有四种伸展方向【答案】B【详解】ACa位于第四周期第A族，为元素周期表s区，A正确；B由面心的可知，每个周围距离最近且等距的有8个，B错误；C由晶胞结构图可知，距离最近且等距的为4个，所以位于构成的四面体空隙，C正确；D基态氟原子核外电子排布式为1s22s22p5，其中s能级有一种伸展方向，p能级有三种伸展方向，共4种，D正确；故选B。17AlN具有耐高温、抗冲击等优良品质，广泛应用于电子工业、陶瓷工业，其晶胞结构如

19、下图所示。下列说法错误的是A基态Al原子的价电子排布式为BAl原子位于N原子形成的四面体空隙CAlN晶体中含有配位键DAlN晶体属于离子晶体【答案】D【详解】AAl是第13号元素，基态Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，价电子排布式为3s23p1，A正确；B每个Al原子通过3个共价键、一个配位键跟4个N原子结合，其VSEPR模型为正四面体形，Al原子位于正四面体的中心，即Al原子位于N原子形成的四面体空隙，B正确；C氮原子最外层有5个电子，为三个单电子和一个孤电子对，每个N原子结合了4个Al原子，说明其中一个Al原子接受了N原子的孤电子形成了配位键，C正确；D在晶胞中每个A

20、l原子结合4个N原子，每个N原子结合4个Al原子，N与Al之间通过共价键和配位键结合，属于共价晶体，D错误；故选D。二、多选题18ZrO2的晶胞如图所示。已知：晶胞边长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是AZr4+的配位数为4BO位于Zr构成的正四面体空隙中CZr4+周围距离最近且相等的Zr4+有12个D该晶胞的密度为【答案】BD【详解】A根据晶胞结构可知：在晶胞中与Zr4+的距离相等且最近的O2-有8个，所以Zr4+的配位数为8，A错误；B根据晶胞结构可知O位于Zr构成的正四面体空隙中，B正确；C以顶点Zr4+为研究对象，在一个晶胞中与Zr4+周围距离最近且相等的Zr4+有

21、3个，分别位于通过该顶点的三个平面的面心上，通过该Zr4+可以形成8个晶胞，每个Zr4+被重复了两次，则Zr4+周围距离最近且相等的Zr4+数目是： 832=12 个，C错误；D该晶胞中含有Zr4+数目是：8 +6 =4，含有O2-是8个，晶体边长为a pm，则该晶胞的密度= = =，D正确；故合理选项是BD。19对晶胞的研究有助于我们了解整个晶体的结构。Cu晶胞的结构如图1所示(晶胞参数为a pm)，CuSe晶胞的结构如图2所示，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是ACu晶胞的密度为B图1中最近的两个Cu之间的距离为C填充在形成的正四面体空隙中D图2中1个晶胞含14个【答案】AC【详

22、解】ACu晶胞中含有8个Cu原子，密度为，选项A正确；BI原子与Cu原子的最短距离为体对角线长的四分之一，为，选项B错误；C如图可知，填充在形成的正四面体空隙中，选项C正确；D图2中1个晶胞含的个数为8个，选项D错误；答案选AC。20六氟磷酸锂、六氟锡酸锂常用作锂离子电池的电解质，晶胞结构分别为图a、图b两种晶胞中阴离子均采取面心立方最密堆积方式，中心原子与氟原子均形成八面体结构。电池中电解质锂离子浓度越高，电导率一般越好。下列说法正确的是A二者阴离子中磷元素与锡元素的化合价不同B二者传导锂离子的过程中，不会发生氧化还原反应C二者阴离子形成的四面体空隙的填充率之比为1：2D条件相同时，以六氟磷酸锂为电解质时电导率高【答案】AC【详解】A和中磷元素与锡元素的化合价分别为+5、+4，A正确；B二者传导锂离子的过程中，因晶胞中锂离子数目不断变化，则晶胞整体化合价会发生变化，故会发生氧化还原反应，B错误；C晶胞a、b中均存在阴离子形成的四面体空隙，都有八个四面体空隙，前者只有四个四面体空隙填充了锂离子，后者八个四面体都填充了锂离子，故填充率之比为1：2，C正确；D晶胞a、b中锂离子数目之比为1：2，电池中电解质锂离子浓度越高，电导率一般越好，以六氟锡酸锂为电解质时电导率高，D错误。 故选AC。