2019高考化學總復習 第十二章 物質結構與性質 12-3-1 考點一 晶體與晶胞基礎小題快練 新人教版.doc

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12-3-1 考點一 晶體與晶胞 一、晶胞中粒子數(shù)目的計算和化學式的確定 1．磁光存儲的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶體薄膜磁化并用光讀取之后開始的。如圖是Mn和Bi形成的某種晶體的結構示意圖(白球均在六棱柱內)，則該晶體物質的化學式可表示為(　　) A．Mn2Bi　　B．MnBi　　C．MnBi3　　D．Mn4Bi3 解析：由晶體的結構示意圖可知：白球代表Bi原子，且均在六棱柱內，所以Bi為6個。黑球代表Mn原子，個數(shù)為：12＋2＋1＋6＝6(個)，則二者的原子個數(shù)比為6∶6＝1∶1。 答案：B 2．Zn與S所形成化合物晶體的晶胞如右圖所示。 (1)在1個晶胞中，Zn離子的數(shù)目為________。 (2)該化合物的化學式為________。 解析：從晶胞圖分析，含有Zn離子為8＋6＝4。S為4個，所以化合物中Zn與S數(shù)目之比為1∶1，則化學式為ZnS。 答案：4　ZnS 3．利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，如圖為其晶胞結構示意圖，則每個晶胞中含有B原子的個數(shù)為________，該功能陶瓷的化學式為________。 解析：B的原子半徑比N大，因而結構示意圖中大球代表B原子，利用晶胞結構可計算出每個晶胞中含有2個B和2個N，化學式為BN。 答案：2　BN 4．如圖為甲、乙、丙三種晶體的晶胞： 試寫出：(1)甲晶體化學式(X為陽離子)為________。 (2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個數(shù)比是________。 (3)丙晶體中每個D周圍結合E的個數(shù)是________。 解析：(1)甲中X位于立方體體心，算作1，Y位于立方體頂點，實際占有：4＝，X∶Y(個數(shù)比)＝2∶1，所以甲的化學式為X2Y。(2)乙中A占有：8＝1，B占有6＝3，C占有1，由此推出A∶B∶C(個數(shù)比)＝1∶3∶1。(3)丙中每個D周圍的E的個數(shù)與每個E周圍D的個數(shù)相同，每個E周圍有8個D，所以每個D周圍有8個E。 答案：(1)X2Y　(2)1∶3∶1　(3)8 二、晶體的密度及微粒間距離的計算 5．O和Na能夠形成化合物F，其晶胞結構如圖所示，晶胞參數(shù)a＝0.566 nm，F(xiàn)的化學式為________；晶胞中O原子的配位數(shù)為______；列式計算晶體F的密度(gcm－3)____________。 解析：O2－半徑大于Na＋半徑，由F的晶胞結構可知，大球代表O2－，小球代表Na＋，每個晶胞中含有O2－個數(shù)為8＋6＝4，含有Na＋個數(shù)為8，故O2－、Na＋離子個數(shù)之比為4∶8＝1∶2，從而推知F的化學式為Na2O。由晶胞結構可知，每個O原子周圍有8個Na原子，故O原子的配位數(shù)為8。晶胞參數(shù)a＝0.566 nm＝0.56610－7 cm，則晶胞的體積為(0.56610－7 cm)3，從而可知晶體F的密度為＝2.27 gcm－3。 答案：Na2O　8　 ＝2.27 gcm－3 6．某離子晶體晶胞的結構如圖所示，X(●)位于立方體頂點，Y(○)位于立方體中心。試分析： (1)晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角∠XYX是________。 (2)設該晶體的摩爾質量為M gmol－1，晶體的密度為ρ gcm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體中兩個距離最近的X之間的距離為________cm。 解析：(1)若將4個X連接，構成1個正四面體，Y位于正四面體的中心，可聯(lián)系CH4的鍵角，知∠XYX＝10928′。 (2)摩爾質量是指單位物質的量的物質的質量，數(shù)值上等于該物質的相對分子(或原子)質量。由題意知，該晶胞中含有個XY2或Y2X，設晶胞的邊長為a cm，則有ρa3NA＝M，a＝，則晶體中兩個距離最近的X之間的距離為 cm。 答案：(1)10928′　(2) 7．鑭鎳合金、銅鈣合金及鈰鈷合金都具有相同類型的晶胞結構XYn及很強的儲氫能力，其中銅鈣合金的晶胞結構如圖所示。試回答下列問題： (1)在元素周期表中Ca位于________區(qū)。 (2)銅原子的基態(tài)原子核外電子排布式為___________________ ____________________。 (3)已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.010－23 cm3，儲氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中，n＝________(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為______________。 解析：(3)由銅鈣合金的晶胞結構圖知，銅、鈣合金中，N(Cu)＝12＋6＋6＝15，N(Ca)＝12＋2＝3，＝＝，因鑭鎳合金與銅鈣合金的晶胞結構相同，則在LaNin中＝，n＝5。1 mol合金中含有NA個該合金的晶胞，則ρ9.010－23 cm3NA＝M，ρ＝ ≈0.083 gcm－3。 答案：(1)s　(2)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (3)5　0.083 gcm－3 8．立方氮化硼和金剛石是等電子體，其晶胞結構如圖所示，則處于晶胞頂點上的原子的配位數(shù)為__________，若晶胞邊長為361.5 pm，則立方氮化硼的密度是________________gcm－3(只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。 解析：一個立方氮化硼晶胞中含有4個N原子和4個B原子。一個晶胞的質量為4 g，一個立方氮化硼晶胞的體積是(361.5 pm)3，因此立方氮化硼的密度是 gcm－3。 答案：4　 9．(1)用晶體的X射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數(shù)。對金屬銅的測定得到以下結果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長為361 pm。又知銅的密度為9.00 gcm－3，則銅晶胞的體積是________cm3、晶胞的質量是__________g，阿伏加德羅常數(shù)為___________________[列式計算，已知Ar(Cu)＝63.6]。 (2)CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結構，已知CaO晶體密度為a gcm－3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則CaO晶胞體積為________cm3。 解析：(1)體積是a3；質量＝體積密度；一個體心晶胞含4個原子，則摩爾質量＝四分之一晶胞質量NA，可求NA。 (2)因為CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結構。所以 一個晶胞中有四個鈣離子和四個氧離子，根據(jù)M(CaO)＝56 gmol－1，則一個CaO的質量m(CaO)＝ g。V(CaO晶胞)＝質量/密度＝＝ cm3。 答案：(1)4.7010－23　4.2310－22 NA＝＝6.011023 mol－1 (2)