镧La和H 可以形成一系列晶体材料 L a H _ n,在…——2023 高考化学第 15 题答案解析

2023_省自主命题(湖北)

2023 湖北 第 15 题 单选题 区分题
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15. 镧La和H 可以形成一系列晶体材料 $\operatorname { L a H } _ { n }$ ,在储氢和超导等领域具有重要应用。 $\operatorname { L a H } _ { n }$ ,属于立方晶系,晶胞结构和参数如图所示。高压下, $\mathrm { L a H } _ { 2 }$ 中的每个H 结合4个H 形成类似 $\mathrm { C H } _ { 4 }$ 的结构,即得到晶体 $\mathrm { L a H } _ { x }$ 。下列说法错误的是

A. $\mathrm { L a H } _ { 2 }$ 晶体中La的配位数为8
B. 晶体中H 和H 的最短距离: $\mathrm { L a H } _ { _ 2 } > \mathrm { L a H } _ { _ x }$
C. 在 $\mathrm { L a H } _ { x }$ 晶胞中,H 形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D. $\mathrm { L a H } _ { x }$ 单位体积中含氢质量的计算式为 $\frac { 4 0 } { \left( 4 . 8 4 \times 1 0 ^ { - 8 } \right) ^ { 3 } \times 6 . 0 2 \times 1 0 ^ { 2 3 } } { \bf g } \cdot { \bf c m } ^ { - 3 }$
参考答案

C

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【答案】C

【解析】

【详解】A.由 $\mathrm { L a H } _ { 2 }$ 的晶胞结构可知,La位于顶点和面心,晶胞内 8个小立方体的中心各有1个H 原子,若以顶点La研究,与之最近的H 原子有8个,则La的配位数为8,故A 正确;

B.由 $\mathrm { L a H } _ { x }$ 晶胞结构可知,每个 H 结合4个H 形成类似 $\mathrm { C H } _ { 4 }$ 的结构,H 和H 之间的最短距离变小,则晶体中H 和H 的最短距离: $\mathrm { L a H } _ { 2 } > \mathrm { L a H } _ { x }$ ,故B正确;

C.由题干信息可知,在 $\mathrm { L a H } _ { x }$ 晶胞中,每个H 结合4个H 形成类似 $\mathrm { C H } _ { 4 }$ 的结构,这样的结构有8个,顶点数为 $4 \times 8 = 3 2$ ,且不是闭合的结构,故C错误;D.1 个 $\mathrm { L a H } _ { x }$ 晶胞中含有 $5 \times 8 { = } 4 0$ 个H 原子,含H 质量为 $\frac { 4 0 } { N _ { \mathrm { A } } } \bf g$ ,晶胞的体积为 $( 4 8 4 . 0 \times 1 0 ^ { - 1 0 } \mathrm { c m } ) ^ { 3 } = ( 4 . 8 4 \times$ $1 0 ^ { - 8 } ) ^ { 3 } \mathrm { c m } ^ { 3 }$ ,则 $\mathrm { L a H } _ { x }$ 单位体积中含氢质量的计算式为 $\frac { 4 0 } { \left( 4 . 8 4 \times 1 0 ^ { - 8 } \right) ^ { 3 } \times 6 . 0 2 \times 1 0 ^ { 2 3 } } { \bf g } \cdot { \bf c m } ^ { - 3 }$ ,故D 正确;答案选C。

二、非选择题:本题共 4小题,共 55分。

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