Question

4．如圖所示是鉀、氧兩元素形成的一種晶體的一個(gè)晶胞（晶體中最小的重復(fù)單元）．晶體中氧的化合價(jià)可看作是部分為0價(jià)，部分為-2價(jià)．
①該結(jié)構(gòu)與A的結(jié)構(gòu)相似（填選項(xiàng)字母，下同）
A．NaCl     B．CsCl     C．干冰     D．SiO₂
②鉀、氧兩元素所形成化合物的化學(xué)式是D
A．K₂O     B．K₂O₂     C．K₂O₃     D．KO₂
③下列對(duì)此晶體結(jié)構(gòu)的描述正確的是C
A．晶體中與每個(gè)K⁺距離最近的K⁺有8個(gè)
B．晶體中每個(gè)K⁺周圍有8個(gè)O₂^-，每個(gè)O₂^-周圍有8個(gè)K⁺
C．每個(gè)O₂^-周圍最近且等距離的K⁺所圍成的空間構(gòu)型為正八面體．

Answer 1

分析 ①根據(jù)晶胞圖的結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)鉀離子周圍有6個(gè)O₂^-離子，每個(gè)O₂^-周圍有6個(gè)鉀離子，據(jù)此答題；
②根據(jù)均攤法可知，每個(gè)晶胞中含有鉀離子的個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+$6×\frac{1}{2}$=4，含有O₂^-離子的個(gè)數(shù)為12×$\frac{1}{4}+1$=4，據(jù)此確定化學(xué)式；
③A．以頂點(diǎn)上的K⁺為例，晶體中與每個(gè)K⁺距離最近的K⁺有分布在經(jīng)過這個(gè)頂點(diǎn)的12個(gè)面的面心上，據(jù)此判斷；
B．根據(jù)晶胞圖可知，晶體中每個(gè)K⁺周圍有6個(gè)O₂^-，每個(gè)O₂^-周圍有6個(gè)K⁺，據(jù)此判斷；
C．以體心上O₂^-的為例，O₂^-周圍最近且等距離的K⁺分布在周圍6個(gè)面的面心上，所以6個(gè)K⁺圍成的空間構(gòu)型為正八面體，據(jù)此判斷．

解答 解：①根據(jù)晶胞圖的結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)鉀離子周圍有6個(gè)O₂^-離子，每個(gè)O₂^-周圍有6個(gè)鉀離子，所以晶胞結(jié)構(gòu)與氯化鈉相似，故選A；
②根據(jù)均攤法可知，每個(gè)晶胞中含有鉀離子的個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+$6×\frac{1}{2}$=4，含有O₂^-離子的個(gè)數(shù)為12×$\frac{1}{4}+1$=4，所以晶胞中鉀離子與O₂^-的個(gè)數(shù)比為1：1，所以化學(xué)式為KO₂，故選D；
③A．以頂點(diǎn)上的K⁺為例，晶體中與每個(gè)K⁺距離最近的K⁺有分布在經(jīng)過這個(gè)頂點(diǎn)的12個(gè)面的面心上，所以晶體中與每個(gè)K⁺距離最近的K⁺有12個(gè)，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)晶胞圖可知，晶體中每個(gè)K⁺周圍有6個(gè)O₂^-，每個(gè)O₂^-周圍有6個(gè)K⁺，故B錯(cuò)誤；
C．以體心上O₂^-的為例，O₂^-周圍最近且等距離的K⁺分布在周圍6個(gè)面的面心上，所以6個(gè)K⁺圍成的空間構(gòu)型為正八面體，故C正確，
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及晶胞結(jié)構(gòu)、均攤法的計(jì)算等，側(cè)重考查晶胞問題，需要學(xué)生具有一定觀察與空間想象能力，掌握晶胞中利用均攤法的有關(guān)計(jì)算，注意識(shí)記中學(xué)常見晶胞結(jié)構(gòu)，難度中等．