Question

10．如圖是鉀、氧兩元素形成的一種晶體的一個晶胞（晶體中最小的重復單元）．晶體中氧的化合價可看作是部分為0價，部分為-2價．
（1）該結構與A的結構相似（填選項字母，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式是D
A．K₂O   B．K₂O₂   C．K₂O₃   D．KO₂
（3）下列對KO₂晶體結構的描述正確的是CD
A．晶體中與每個K⁺距離最近的K⁺有8個
B．晶體中每個K⁺周圍有8個O₂^-，每個O₂^-周圍有8個K⁺
C．每個 O₂^-周圍最近且等距離的K⁺所圍成的空間構型為正八面體
D．晶體中，0價氧原子與-2價氧原子的數目比為3：1．

Answer 1

分析 ①根據晶胞圖的結構可知，每個鉀離子周圍有6個O₂^-離子，每個O₂^-周圍有6個鉀離子，據此答題；
②根據均攤法可知，每個晶胞中含有鉀離子的個數為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，含有O₂^-離子的個數為12×$\frac{1}{4}$+1=4，據此確定化學式；
③A．以頂點上的K⁺為例，晶體中與每個K⁺距離最近的K⁺有分布在經過這個頂點的12個面的面心上；
B．根據晶胞圖可知，晶體中每個K⁺周圍有6個O₂^-，每個O₂^-周圍有6個K⁺；
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個面的面心上，所以6個K⁺圍成的空間構型為正八面體；
D．根據平均化合價計算兩種化合價的氧原子個數之比．

解答 解：①根據晶胞圖的結構可知，每個鉀離子周圍有6個O₂^-離子，每個O₂^-周圍有6個鉀離子，所以晶胞結構與氯化鈉相似，故選A；
②每個晶胞中含有鉀離子的個數為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，含有O₂^-離子的個數為12×$\frac{1}{4}$+1=4，所以晶胞中鉀離子與O₂^-的個數比為1：1，所以化學式為KO₂，故選D；
③A．以頂點上的K⁺為例，晶體中與每個K⁺距離最近的K⁺有分布在經過這個頂點的12個面的面心上，所以晶體中與每個K⁺距離最近的K⁺有12個，故A錯誤；
B．根據晶胞圖可知，晶體中每個K⁺周圍有6個O₂^-，每個O₂^-周圍有6個K⁺，故B錯誤；
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個面的面心上，所以6個K⁺圍成的空間構型為正八面體，故C正確，
D．KO₂中氧元素的平均化合價為-0.5，該晶體中0價氧原子和-2價氧原子的個數比為：所以是1.5：0.5=3：1，故D正確；
故選CD．

點評 本題考查了晶胞的計算，難度較大，會利用三軸進行切割是解本題的關鍵，這部分知識點是學習的難點，要多加練習鞏固．