高三化学每天练习20分钟-分摊法计算晶体的化学式（ 详细解析）

1、高三化学每天练习20分钟分摊法计算晶体的化学式（有答案和详细解析）一、选择题1.在下列离子晶体空间结构示意图中，代表阳离子，代表阴离子。若M代表阳离子，N代表阴离子，则化学式为MN2的晶体结构是()答案B解析A项，阳离子位于顶点和面心，晶胞中平均含有阳离子的数目为8eq f(1,8)6eq f(1,2)4，阴离子位于体心，晶胞中含有的阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为41，化学式为M4N，错误；B项，阳离子位于顶点，晶胞中平均含有阳离子的数目为4eq f(1,8)eq f(1,2)，阴离子位于体心，晶胞中含有的阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为eq f(1,2)

2、112，化学式为MN2，正确；C项，阳离子位于顶点，晶胞中平均含有阳离子的数目为3eq f(1,8)eq f(3,8)，阴离子位于体心，晶胞中含有的阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为eq f(3,8)138，化学式为M3N8，错误；D项，阳离子位于顶点，晶胞中平均含有阳离子的数目为8eq f(1,8)1，阴离子位于体心，晶胞中含有的阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为11，化学式为MN，错误。2.金属晶体的常见晶胞结构有a、b、c分别代表的三种结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为()A321 B1184C984 D21149答案A解析图a中所含原子的个数为12

3、eq f(1,6)2eq f(1,2)36，图b中所含原子的个数为8eq f(1,8)6eq f(1,2)4，图c中所含原子的个数为8eq f(1,8)12。3.石墨晶体是层状结构，在每一层内，每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是()A10 B18C24 D14答案D解析每个六元环平均占有的碳原子数为6eq f(1,3)2，7个六元环完全占有的碳原子数为2714。4.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中不正确的是()A该晶体属于离子晶体B晶体的化学式为BaO2C该晶体的晶胞结构与CsCl相似D

4、与每个Ba2距离相等且最近的Ba2共有12个答案C解析图示晶体中含有Ba2和Oeq oal(2,2)，则该晶体属于离子晶体，A项正确；该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似，所以与每个Ba2距离相等且最近的Ba2共有12个，C项不正确，D项正确；在1个NaCl晶胞中含有4个Na和4个Cl，因此该氧化物的1个晶胞中含有4个Ba2和4个Oeq oal(2,2)，晶体的化学式应为BaO2，B项正确。5.已知CsCl晶体的密度为 gcm3，NA为阿伏加德罗常数的值，相邻的两个Cs的核间距为a cm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为()ANAa3 B.eq f(NAa3,6)C.eq f(

5、NAa3,4) D.eq f(NAa3,8)答案A解析该立方体中含1个Cl，Cs数目为8eq f(1,8)1，根据Veq f(M,NA)知，MVNAa3NA，以gmol1为单位时摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量是a3NA。6.如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是()ANaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体BNaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同CNaCl和CsCl晶体中阳离子的配位数分别为6和8DNaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阳离子与阴离子的半径比相同答案D解析NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体，阴、阳离子个数之

6、比都为11，则都属于AB型的离子晶体，故A、B正确；结合题图可知，NaCl为面心立方结构，钠离子的配位数为6，CsCl为体心立方结构，铯离子的配位数为8，故C正确；NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，但钠离子半径小于铯离子半径，则NaCl的阳离子与阴离子的半径比eq f(r,r)小于CsCl的，故D错误。7.一种离子晶体的晶胞如图所示。其中阳离子A以表示，阴离子B以表示。关于该离子晶体的说法正确的是()A阳离子的配位数为8，化学式为ABB阴离子的配位数为4，化学式为A2BC每个晶胞中含4个AD每个A周围有4个与它等距且最近的A答案C解析用均摊法可知，晶胞中含有阳离子数为8eq f(1,8

7、)6eq f(1,2)4，阴离子显然是8个，故化学式为AB2，A、B项错误；每个A周围最近且等距离的A有12个(类似于干冰晶体)，D项错误。8. 有一种蓝色晶体可表示为：MFey(CN)6，经研究发现，它的结构特征是Fe3和Fe2互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法错误的是()A该晶体的化学式为MFe2(CN)6B该晶体熔融可导电，且属于化学变化C该晶体属于离子晶体，M呈2价D晶体中与每个Fe3距离最近且等距离的CN有6个答案C解析三价铁离子和二价亚铁离子在顶角上，每个离子被八个晶胞共用，故每个晶胞中三价铁离子的数目为4eq f(

8、1,8)0.5，同理二价亚铁离子的数目为0.5，氰根离子位于棱上，被四个晶胞共用，故每个晶胞中氰根离子的数目为12eq f(1,4)3，已知化学式为MFey(CN)6，晶胞中离子个数比为Fe3Fe2CN116，故晶体的化学式为MFe2(CN)6，A项正确；M呈1价，C项错误；晶体中与每个Fe3距离最近且等距离的CN有6个，D项正确。二、非选择题9.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：(1)Ni原子的核外电子排布式为_。(2)则熔点NiO_(填“”)FeO。(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为_、_。(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶

9、胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为_。答案(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或Ar3d84s2)(2)(3)66(4)LaNi5解析(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。(3)因为NiO晶体结构与NaCl的相同，而NaCl晶体中Na、Cl的配位数都是6，所以，NiO晶体中Ni2、O2的配位数也是6。(4)根据晶胞结构可计算，一个合金晶胞中，La原子数8eq f(1,8)1，Ni原子数18eq f(1,2)5。所以该合金的化学式为LaNi5。10.如图所示为高温超导领域里的一种化合物钙钛矿的晶胞结构。(1)在该物质的

10、晶体结构中，每个钛离子周围与它距离最近且相等的钛离子有_个，钙离子有_个。(2)该化合物的化学式为_。(3)若钙、钛、氧三种元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶胞的边长(钛离子之间的距离)为d nm(1 nm1109 m)，则该晶体的密度为_ gcm3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。答案(1)68(2)CaTiO3(3)eq f(ab3c,NAd31021)解析(1)每个钛离子周围与它距离最近且相等的钛离子有6个(上、下、前、后、左、右各1个)，每个钛离子周围与它距离最近且相等的钙离子有8个。(2)该正六面体结构单元中，钙离子位于晶胞的体心，故钙离子数为1。钛离子位于顶角，钛离子数为8eq

11、 f(1,8)1，氧离子位于棱上，氧离子数为12eq f(1,4)3。因此，该化合物的化学式为CaTiO3。(3)由(2)可知，1个晶胞的质量meq f(ab3c,NA) g，体积V(d107 cm)3d31021 cm3，则晶体的密度eq f(m,V)eq f(ab3c,NAd31021) gcm3。11(1)Cu的一种氯化物晶胞结构如图所示(黑球表示铜原子，白球表示氯原子)，该氯化物的化学式是_。若该晶体的密度为 gcm3，以NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的边长a_nm。(2)用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如图)，已知该晶体的密度为9.0

12、0 gcm3，Cu的原子半径为_cm(阿伏加德罗常数的值为NA，只要求列式表示)。(3)一种铜金合金晶胞如图所示(Au原子位于顶点，Cu原子位于面心)，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为_，若该晶胞的边长为a pm，则合金的密度为_gcm3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。答案(1)CuCleq r(3,f(3.981023,NA)(2)eq f(r(2),4) eq r(3,f(464,9.00NA)(3)13eq f(1976431030,a3NA)解析(1)晶胞中铜原子的个数是4，氯原子的个数是8eq f(1,8)6eq f(1,2)4，所以该氯化物的化学式

13、为CuCl。根据mV可知(a107 cm)3 gcm3eq f(4,NA mol1)99.5 gmol1，解得aeq r(3,f(3.981023,NA) nm。(2)Cu的晶胞为面心立方最密堆积，根据晶胞的结构图可知，晶胞中含有铜原子数为8eq f(1,8)6eq f(1,2)4，设晶胞的边长为a cm，则a3 cm3 gcm3NA mol1464 gmol1，所以a eq r(3,f(464,NA)，晶胞面对角线为eq r(2)a cm，面对角线的eq f(1,4)为Cu原子半径，所以Cu原子半径为eq f(r(2),4) eq r(3,f(464,9.00NA) cm。(3)在晶胞中，A

14、u原子位于顶点，Cu原子位于面心，该晶胞中Au原子个数为8eq f(1,8)1，Cu原子个数为6eq f(1,2)3，所以该合金中Au原子与Cu原子个数之比为13，晶胞体积V(a1010 cm)3，每个晶胞中铜原子个数是3、Au原子个数是1，则eq f(f(197643,NA),a10103) gcm3eq f(1976431030,a3NA) gcm3。12. (1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示：则它的化学式为_。(2)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原

15、子坐标参数A为(0,0,0)；B为(eq f(1,2)，0，eq f(1,2)；C为(eq f(1,2)，eq f(1,2)，0)。则D原子的坐标参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a565.76 pm，其密度为_ gcm3(列出计算式即可)。(3)GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与As以_键结合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。答案(1)LaNi5(2)(eq f(1,4)，eq f(1,4)，eq f(1,4)eq f(873,6.02565.763)107(3)原子晶体共价eq f(41030NAroal(3,Ga)roal(3