2020届高三化学三轮大题难点突破《物质结构中晶胞密度、边长、距离的计算》

2020届高三化学三轮大题难点突破《物质结构中晶胞密度、边长、距离的计算》.已知：A、B、CD四种元素，原子序数依次增大。 A是短周期元素中金属性最强的元素，B元素3P能级半充满；C是所在周期电负性最大的元素； D是第四周期未成对电子最多的元素。试回答下列有关问题：由A、C两元素形成的化合物组成的晶体中，阴、阳离子都具有球型对称结构，它们都可以看做刚性圆球，并彼此 相切”。如下图所示为A、C形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图：晶胞 晶胸截而图晶胞中距离一个A+最近的C-有个，这些C-围成的图形是;若晶体密度为Pgcm-3,阿伏加德罗常数的值用 Na表示，则A+的离子半径为cm(用含Na与p的式子表达)。.深井岩盐的主要配料为：精制盐、碘酸钾 (KIO3)、亚铁氧化钾[K4Fe(CN>-3H0]o其中亚铁氟化钾的无水盐在局温下会发生分解： 3K4[Fe(CN》]^^=2(CN)2T+12KCN+MT+F8C+C请回答下列问题：Fe能形成多种氧化物，其中 FeO晶胞结构为NaCl型。晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷，晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响。由于晶体缺陷，在晶体中 Fe和。的个数比发生了变化，变为FexO(x<1),若测得某FexO晶体密度为5.71g?cm3,晶胞边长为4.28X1010m,则5&。中乂=。(用代数式表示，不要求算出具体结果) 。

回答下列问题:.含第VA族的磷、神（As）等元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题:神化钱属于第三代半导体，它能直接将电能转变为光能，神化钱灯泡寿命是普通灯泡的100倍，而耗能只有其10%。推广神化钱等发光二极管（LED）照明，是节能减排的有效举措。已知神化钱的晶胞结构如图乙，晶胞参数a=565pm。①神化钱的化学式为,钱原子的配位数为②神化钱的晶胞密度=g/cm3（列式并计算，精确到小数点后两位） ，m位置Ga原子与n位置As原子之间的距离为pm（列式表示）。.A、B、C、D、E代表前四周期原子序数依次增大的五种元素。 A、D同主族且有两种常见化合物DA2和DA3；工业上电解熔融C2A3制取单质C；B、E除最外层均只有2个电子外，其余各层全充满， E位于元素周期表的ds区。回答下列问题：）D与E所形成化合物晶体的晶胞如图 2所示。0-工已知该晶胞的密度为 pg/cn3,则其中两个D原子之间的距离为―pm（列出计算式即可）。

.黄铜矿（CuFeS）是炼铜的主要矿物，在野外很容易被误会为黄金，因此被称为愚人金。回答下列问题：CuFeS的晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数 a=0.524nm,c=1.032nm。贝UCuFeS的晶胞中每个cu原子与一个s原子相连，晶体密度p=g-cm（列出计算表达式）（6）自然界中的SiO2,硬度较大，主要原因是―。下图为SiO2晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图（即俯视投影图），其中。原子略去，Si原子旁标注的数字表示每个Si原子位于z轴的高度，则SiA与SiB的距离是（6）碳化硅的晶体类型类似金刚石，晶胞结构如图所示。已知：碳化硅的晶体密度为ag/cm3,Na代表阿伏伽德罗常数的数值。该晶胞边长为pm。

（5）钻蓝晶体结构如下图，该立方晶胞由 4个I型和4个理小立方体构成，其化学式为―，晶体中A产占据O2—形成的_（填四面体空隙”或八面体空隙"。）Na为阿伏加德罗常数的值，钻蓝晶体的密度为g。cm3（列计算式）。（4）Fe能形成多种氧化物，其中 FeO晶胞结构为NaCl型。晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷，晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响。由于晶体缺陷，在晶体中Fe和。的个数比发生了变化，变为FexO（xvl）,若测彳导某FexO晶体密度为5.71g?cm「3,晶胞边长为4.28X1010m,则5&0中乂=。（用代数式表示，不要求算出具体结果）。-一铁杆Jr .-wr-a（5）Q元素和硫（S）元素能够形成化合物 B。B晶体的晶胞为正方体（如图），若晶胞棱长为540.0pm,则晶胞密度为g-c-m（列式并计算）。答案与解析1.【答案】61.【答案】6正八面体2-2 2344 :Na【解析】A、C两元素形成的化合物为NaCl,从晶胞结构看，黑球半径小代表 Na+,白球半径大代表Cr,现选定立方体中心的Na+作为研究对象，则距离该Na+最近的Cl-分别位于6个面的面心，这6个C『围成一个正八面体。 晶胞中的1个Na+位于体心，12个Na+1分别位于12条棱的中点，根据均摊法可求得该晶胞拥有的 Na+数为：1+12X1=4；晶胞中6个面的面心各有1个c「，八个顶点各有一个cr,同理可求得该晶胞拥有的cr数为：6x-+8X-=4；设晶胞的边长为a,则由密度公式可得 pa3=4>M,变形得a=2 8 Na4M 234 - ，--3/ 31 ,从晶胞截面图得a=2r++2r-（r+、r-分别表小Na和CI的半径），4r-=；NaNa1va2a2J2a（4r-为截面对角线长度），则「+=3（a-2r-尸2-2 2-2 234 一 a 3——cm,此即为所求的Na+半径。4 4 Na45656Na5.71(4.2810-8)316x= 45656【解析】FexO晶胞结构为NaCI型，所以每个晶胞中含有4个。原子，有4个“FO”，56x+16 -3 -8 、3一再根据m=p•呵知：4 g=5.71gcm(4.2810cm),则x=Nax=Na5.71(4.2810-8)3-里故答案为:x=NA5.71(4.2810-8)3-W456 56 456 56

565.370754 3565.33.【答案】GaAs 3g/cm5.346.0210233.【答案】GaAs【解析】晶胞中黑球位于晶胞内，数目为 4,白球位于晶胞顶点和面心，数目为8X1/8+6X1/2=数目为1：1,则神化钱的化学式为CaAs；根据晶胞As原子的配位数为4,则钱原子距离最近的As原子数目也为4,即配位数为4；神化钱的晶胞含4个CaAs,则1mol晶胞的质量为(70+75)X4g晶胞的体积为a3=(565xlU)3cm3,1mol晶胞的体积为6.02X103X(565x-^03cm3,则晶胞的密度为(70+75)x4g/[6.0223x(565x-1003cm3]=5.34g/cm3;m位置As原子与n位置Ga原子之间的距离为 晶胞体对角线的1/4,则距离为Y3X565pm逆学竺pm。答案: O4.【答案】【解析】根据如图所示晶胞，晶胞中有1-1 .一.、一E原子8—6-4,D原子位于四分之一8 24.【答案】【解析】根据如图所示晶胞，晶胞中有1-1 .一.、一E原子8—6-4,D原子位于四分之一8 2晶胞中的4个小正方体的体心上， 一共有4个，设该晶胞的边长为xcm,已知该497晶胞的管度为pg/cm,则晶胞的边长x3 cm,其观察晶胞图可知：4Y例A人r 〜一八一一c八1 一， ， , 、个Zn原子分布于8个-晶胞的中心，并且这8以2个Zn原子的距离为面对角线的一半，即为4个Zn原子呈正四面体结构，所10 10pm。5.【答案】41844 -7、2 -7 23g(0.524107)21.0321076.0210cm34.31g.cm3【解析】根据CuFeS的晶胞结构图可知，每个铜原子与 4个硫原子相连；该晶胞中6.2d—d2…1 1铜原子的个数为8 2\o"CurrentDocument"8 2子的个数为8,因此化学式为，，小〜八人S， 1，1C 〜14,铁原子的个数为—4—64,硫原\o"CurrentDocument"4 24MNa6.2d—d2…1 1铜原子的个数为8 2\o"CurrentDocument"8 2子的个数为8,因此化学式为，，小〜八人S， 1，1C 〜14,铁原子的个数为—4—64,硫原\o"CurrentDocument"4 24MNaCuFeS,晶体号度p=——; =V418472 7 23(0.524107)21.0321076.0210gcm34.31g.cm3⑹SiO2是一种空间网状的原子晶体，共价键结合较为牢固， SiA与SiB在y轴方向上距离为1d,在z轴方向上距离为-d,所以SiA与SiB之间的距离2 2案为：Si。?是一种空间网状的原子晶体，共价键结合较为牢固,160 10107.-NaB(6)碳化硅晶胞中Si原子个数=8X—+6X—=4,8 2C原子个数为4,晶胞的质量为4(1228)Nag,晶体密度为ag/cm3,则晶胞边长4(1228)g=3 a]*160 cm=NaB160\Na31010pm,故答案为:NaH160 10 10。8(59227416)8.⑸CoAl2O4八面体空隙- 73Na(2h10)…、一，…， 1观察黑色小球Co可知有两类Co,一类位于棱上有12X—观察黑色小球Co可知有两类Co,4个Co,而每个I型中含有1个Co,晶胞有4个I型，因而I型含Co共计4个，晶胞内Co合方f3+1+4=8个，I型和II型合起来的长方体中含有4个Al和8个O,晶胞内有4个I型和II型合起来的长方体，因而晶胞内总计有 16个Al和32个O,Co、Al、O个数比为8：16：32=1：2：4,化学式为CoA2O4；距离O2-最近的Al3+有6个，结合晶胞分析可知，6个Al3+组成八面体，因而晶体中A3+占据O2—形成八面体空隙；每个晶胞内相当于拥有8个CoA2O4,733 …m8M 3因而晶胞微粒质量m=--g,晶胞体积NaV=(2ax17)3cm3因而晶胞微粒质量m=--g,晶胞体积NaV(2a10)Na8(59227416)7-3Na8(59227416)7-3Na(2a10),故答案为:CoAl2O4；八面体空隙;8(59227416)7-3Na310)TOC\o"1-5"\h\zNa5.71(4.2810-8)316x= -———9.(4) 456 56FexO晶胞结构为NaCl型，所以每个晶胞中含有4个O原子，有4个"FO'，再根据m=p-V56x+16 一3 .8 3可知：4 g=5.71gcm(4.2810cm),贝Ux=Nax=Na571(4.2810-8)3-竺故答案为:x=