《2025年5年高考3年模拟高中化学全一册人教B版》

12.(2024吉林延边一模,14)叠氮化合物是重要的有机合成试剂,化学兴趣小组的同学在实验室制备了一种叠氮化合物KN₃,晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 （ ）

A.该晶胞中每个K⁺周围距离最近且相等的N₃⁻共有12个
B.该叠氮化合物的密度为$\frac{162×10^{30}}{a^{2}bN_{A}}$ g·cm⁻³
C.用红外光谱法可测定该晶体的结构
D.NaN₃与KN₃相比,NaN₃的熔点低于KN₃的熔点

答案： 12 B 以晶胞中左侧面内部底角的K⁺为参照，其周围距离最近且相等的N₃⁻为其相应面上N₃⁻，则共有8个，A项错误；每个晶胞中含有2×$\frac{1}{2}$ + 8×$\frac{1}{8}$ = 2个K⁺，4×$\frac{1}{2}$ = 2个N₃⁻，则该叠氮化合物的密度为$\frac{14×3×2 + 39×2}{N_{A}×a²b×10^{-30}}$ g/cm³ = $\frac{162×10^{30}}{a²bN_{A}}$ g·cm⁻³，B项正确；应用X射线衍射法测定KN₃晶体结构，C项错误；NaN₃与KN₃结构相似，均为离子晶体，离子半径：Na⁺＜K⁺，则晶格能：NaN₃＞KN₃，故熔点：NaN₃＞KN₃，D项错误。

13.(2024河北石家庄一模,11)某晶体由Mg、Al、O三种元素组成,若将其晶胞按图1方式切成8个体积相同的小立方体,Mg²⁺、Al³⁺和O²⁻在小立方体中的分布如图2、图3所示。已知Mg²⁺之间的最小间距为a pm。下列说法错误的是 （ ）

A.晶体中Mg²⁺的配位数为4
B.晶胞的体积为$\frac{8\sqrt{3}a^{3}}{9}$×10⁻³⁰ cm³
C.晶体中三种元素的第一电离能:O＞Mg＞Al
D.晶体的化学式为MgAl₂O₄

答案： 13 B 由图2A中结构可知，每个Mg²⁺与4个O²⁻紧邻，则Mg²⁺的配位数为4，A项正确。设晶胞棱长为2L pm，$\frac{\sqrt{3}}{2}$L = a，L = $\frac{2a}{\sqrt{3}}$，晶胞体积为(2L)³ pm³ = ($\frac{4a}{\sqrt{3}}$)³ pm³ = $\frac{64\sqrt{3}a³}{9}$ pm³ = $\frac{64\sqrt{3}a³}{9}$×10⁻³⁰ cm³，B项错误。第一电离能：O＞Mg＞Al，C项正确。图2A中Mg²⁺个数为1 + $\frac{4}{8}$ = $\frac{3}{2}$，Al³⁺个数为0，O²⁻个数为4；B中，Mg²⁺个数为$\frac{1}{2}$，Al³⁺个数为4，O²⁻个数为4，图1由4个A、4个B构成，则N(Mg²⁺) : N(Al³⁺) : N(O²⁻) = 1 : 2 : 4，故化学式为MgAl₂O₄，D项正确。

14.(2024江西南昌一模,14)我国科学家在高压下设计了一种氢元素化合物体系的高温超导体,其晶胞结构如图所示。设该立方晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为Nₐ。下列说法错误的是 （ ）

A.该超导体的化学式为CaYH₁₂
B.该晶胞中与Ca最近且距离相等的Y有8个
C.该晶体的密度为$\frac{1.41×10^{23}}{a^{3}N_{A}}$ g/cm³
D.该晶胞中相邻H原子之间最短距离为$\frac{\sqrt{2}a}{4}$ pm

答案： 14 C 该晶胞中Ca位于顶点，个数为8×$\frac{1}{8}$ = 1；Y位于体心，个数为1；H位于面心，个数为24×$\frac{1}{2}$ = 12，则该超导体的化学式为CaYH₁₂，A项正确。该晶胞中与Ca最近且距离相等的Y有8个，B项正确。该晶体的密度为$\frac{89 + 40 + 12}{N_{A}(a×10^{-10})^{3}}$ g/cm³ = $\frac{1.41×10^{32}}{a^{3}N_{A}}$ g/cm³，C项错误。相邻H原子之间的最短距离为面上相连的两个H原子之间的距离，为面对角线长度的$\frac{1}{4}$即$\frac{\sqrt{2}}{4}$a pm，D项正确。

15.(2024天津南开二模,13,节选)(4)某种掺杂CaO的ZrO₂晶胞结构如图所示,Ca位于晶胞的面心。

①晶体中每个O周围与其最近的O有 个。
②已知该晶胞为立方晶胞,晶胞棱长为a pm,设阿伏加德罗常数的值为Nₐ,则该晶体的密度为 g/cm³。

答案： 答案
(4)①6 ②$\frac{4.41×10^{32}}{a^{3}N_{A}}$
解析
(4)①分析晶胞结构可知晶体中每个O周围与其最近的O个数为6；②晶胞中含“Ca”2×$\frac{1}{2}$ = 1个，“Zr”8×$\frac{1}{8}$ + 4×$\frac{1}{2}$ = 3个，“O”8个，晶胞质量为$\frac{441}{N_{A}}$ g；晶胞棱长为a pm，晶胞体积为(a×10⁻¹⁰ cm)³，该晶体的密度为$\frac{4.41×10^{32}}{a^{3}N_{A}}$ g/cm³。

16.(2024北京海淀二模,15,节选)Fe²⁺可用于制备优良铁磁体材料。下图是一种铁磁体化合物的立方晶胞,其边长为a pm。

已知:1 cm = 10¹⁰ pm,阿伏加德罗常数的值为Nₐ。
(4)该晶体的密度是 g·cm⁻³。
(5)距离F最近的Cs的个数为 。

答案： 答案
(4)$\frac{246×10^{30}}{a^{3}N_{A}}$
(5)4
解析
(4)根据均摊法可知该晶胞中有1个Cs、1个Fe、3个F，则该晶体的密度ρ = $\frac{133 + 56 + 19×3}{N_{A}×a^{3}×10^{-30}}$ g·cm⁻³ = $\frac{246×10^{30}}{a^{3}N_{A}}$ g·cm⁻³。
(5)距离Cs最近的F有12个(棱上的)，而Cs与F的个数比为1 : 3，则距离F最近的Cs有4个。