2022高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第十二章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 12-3-1 考點(diǎn)一 晶體與晶胞基礎(chǔ)小題快練 新人教版

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1、2022高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第十二章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 12-3-1 考點(diǎn)一 晶體與晶胞基礎(chǔ)小題快練 新人教版 一、晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算和化學(xué)式的確定 1．磁光存儲(chǔ)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(jié)構(gòu)示意圖(白球均在六棱柱內(nèi))，則該晶體物質(zhì)的化學(xué)式可表示為(　　) A．Mn2Bi　　B．MnBi　　C．MnBi3　　D．Mn4Bi3 解析：由晶體的結(jié)構(gòu)示意圖可知：白球代表Bi原子，且均在六棱柱內(nèi)，所以Bi為6個(gè)。黑球代表Mn原子，個(gè)數(shù)為：12×＋2×＋1＋6×＝6(個(gè))，則二者的原子個(gè)數(shù)比為6∶6＝

2、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(gè)晶胞中，Zn離子的數(shù)目為________。 (2)該化合物的化學(xué)式為________。 解析：從晶胞圖分析，含有Zn離子為8×＋6×＝4。S為4個(gè)，所以化合物中Zn與S數(shù)目之比為1∶1，則化學(xué)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(jié)構(gòu)示意圖，則每個(gè)晶胞中含有B原子的個(gè)數(shù)為________，該功能陶瓷的化學(xué)式為________。 解析：B的原子半徑比N大，因而結(jié)構(gòu)示意圖中大球代表B原子，利用晶胞結(jié)構(gòu)可計(jì)算出每個(gè)晶胞中含有2個(gè)B和2個(gè)N

3、，化學(xué)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(xué)式(X為陽離子)為________。 (2)乙晶體中A、B、C三種微粒的個(gè)數(shù)比是________。 (3)丙晶體中每個(gè)D周圍結(jié)合E的個(gè)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(diǎn)，實(shí)際占有：×4＝，X∶Y(個(gè)數(shù)比)＝2∶1，所以甲的化學(xué)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(gè)數(shù)比)＝1∶3∶1。(3)丙中每個(gè)D周圍的E的個(gè)數(shù)與每個(gè)E周圍D的個(gè)數(shù)相同，每個(gè)E周圍有8個(gè)D，所以每個(gè)D周圍有8個(gè)E。 答

4、案：(1)X2Y　(2)1∶3∶1　(3)8 二、晶體的密度及微粒間距離的計(jì)算 5．O和Na能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a＝0.566 nm，F(xiàn)的化學(xué)式為________；晶胞中O原子的配位數(shù)為______；列式計(jì)算晶體F的密度(g·cm－3)____________。 解析：O2－半徑大于Na＋半徑，由F的晶胞結(jié)構(gòu)可知，大球代表O2－，小球代表Na＋，每個(gè)晶胞中含有O2－個(gè)數(shù)為8×＋6×＝4，含有Na＋個(gè)數(shù)為8，故O2－、Na＋離子個(gè)數(shù)之比為4∶8＝1∶2，從而推知F的化學(xué)式為Na2O。由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)O原子周圍有8個(gè)Na原子，故O原子的配位數(shù)為8。晶胞參數(shù)a

5、＝0.566 nm＝0.566×10－7 cm，則晶胞的體積為(0.566×10－7 cm)3，從而可知晶體F的密度為＝2.27 g·cm－3。 答案：Na2O　8　 ＝2.27 g·cm－3 6．某離子晶體晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，X(●)位于立方體頂點(diǎn)，Y(○)位于立方體中心。試分析： (1)晶體中距離最近的2個(gè)X與1個(gè)Y形成的夾角∠XYX是________。 (2)設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為M g·mol－1，晶體的密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體中兩個(gè)距離最近的X之間的距離為________cm。 解析：(1)若將4個(gè)X連接，構(gòu)成1個(gè)正四面體，Y位于正四面體

6、的中心，可聯(lián)系CH4的鍵角，知∠XYX＝109°28′。 (2)摩爾質(zhì)量是指單位物質(zhì)的量的物質(zhì)的質(zhì)量，數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對(duì)分子(或原子)質(zhì)量。由題意知，該晶胞中含有個(gè)XY2或Y2X，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a cm，則有ρa(bǔ)3NA＝M，a＝，則晶體中兩個(gè)距離最近的X之間的距離為 cm。 答案：(1)109°28′　(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(jié)構(gòu)XYn及很強(qiáng)的儲(chǔ)氫能力，其中銅鈣合金的晶胞結(jié)構(gòu)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___________________ ___

7、_________________。 (3)已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10－23 cm3，儲(chǔ)氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)相同，則在LaNin中＝，n＝5。1 mol合金中含有NA個(gè)該合金的晶胞，則ρ·9.0×10－23 cm3·NA＝M，ρ＝ ≈0.083 g·cm－3。 答案：(1)s　(

8、2)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (3)5　0.083 g·cm－3 8．立方氮化硼和金剛石是等電子體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則處于晶胞頂點(diǎn)上的原子的配位數(shù)為__________，若晶胞邊長(zhǎng)為361.5 pm，則立方氮化硼的密度是________________g·cm－3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。 解析：一個(gè)立方氮化硼晶胞中含有4個(gè)N原子和4個(gè)B原子。一個(gè)晶胞的質(zhì)量為×4 g，一個(gè)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 g·cm－3。 答案：4　 9．(1)用晶體的X-射線

9、衍射法可以測(cè)得阿伏加德羅常數(shù)。對(duì)金屬銅的測(cè)定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長(zhǎng)為361 pm。又知銅的密度為9.00 g·cm－3，則銅晶胞的體積是________cm3、晶胞的質(zhì)量是__________g，阿伏加德羅常數(shù)為___________________[列式計(jì)算，已知Ar(Cu)＝63.6]。 (2)CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，已知CaO晶體密度為a g·cm－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(zhì)量＝體積×密度；一個(gè)體心晶胞含4個(gè)原子，則摩爾質(zhì)量＝四分之一×晶胞質(zhì)量×NA，可求NA。 (2)因?yàn)镃aO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)。所以 一個(gè)晶胞中有四個(gè)鈣離子和四個(gè)氧離子，根據(jù)M(CaO)＝56 g·mol－1，則一個(gè)CaO的質(zhì)量m(CaO)＝ g。V(CaO晶胞)＝質(zhì)量/密度＝＝ cm3。 答案：(1)4.70×10－23　4.23×10－22 NA＝＝6.01×1023 mol－1 (2)