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文档简介
(4)晶体密度的计算(B卷)一高考化学二轮复习
1.科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞参数为硬m。阿伏伽
德罗常数的值为NA。下列说法错误的是()
A.晶体最简化学式为KCaB6c6
B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca?+有8个
C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
曰心的…心生2.17x1032
D.晶体的密度为—二一g-cm-
2.磷化铁(FeP)具有较低的电阻率和良好的热稳定性,它经常被用于制备磷化铁薄膜或电子
器件中。止匕外,磷化铁还可以用作焊接材料的添加剂、防锈剂的成分以及铁基合金的制备。
FeP的一种晶胞结构如下图所示,晶胞参数为apm、cpm,下列说法不正确的是()
A.P原子位于Fe原子构成的正三棱柱的中心
B.每个Fe原子紧邻的P原子的个数为6
C.若A的原子分数坐标为(0,0,0),则两个P原子的原子分数华标分别为
苗3
2(56+31),3
D.晶胞密度为
ax——axe
2
7
3.错(Zr)是重要的战略金属,可从其氧化物中提取。如图是某种错的氧化物晶体的立方晶
胞,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()
B.该氧化物的密度为—_—g-cm3
NA"
C.Zr原子之间的最短距离为走apm
2
D.若坐标取向不变,将p点Zr原子平移至原点,则q点Zr原子位于晶胞盯面的面心
4.钻的一种化合物的晶胞结构如图所示,已知A点的原子坐标参数为(0,0,0),B点为
晶胞参数边长为anm。下列说法中不正确的是()
A.配合物中C02+价电子排布式为3d7
B.钻的配位数为6
C.C点的原子坐标参数为
口心如…心位L55xl0"3
D.该晶体的密度为———g/cnr
5.钙钛矿最初单指图甲钛酸钙这种矿物,此后,把结构与之类似的晶体(化学式与钛酸钙相
同)统称为钙钛矿物质。某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导体材料的结构如图乙所示,
其中A为CH3NH;,另外两种离子为「和Pb2+。下列说法错误的是()
A.钛酸钙的化学式为CaTiC>3
B.图甲晶胞中Ca2+的配位数为12
C.图乙中,X为IV+
D.图乙立方晶胞的密度为2g-cm-3,则晶胞边长。=nm
6.某荧光材料由X2+与丫?-组成,该物质的摩尔质量为“g-moL,设NA为阿伏加德罗常数的
值,其晶胞结构如图所示。下列叙述错误的是()
A.该晶体的化学式是XY
4x1O30M
B.若该晶胞参数为apm,则该晶体的密度夕=3:丁g<m—3
「NA
C.X2+的配位数是8
D.若A点的原子坐标为,则B点的原子坐标为
7.Fe-B合金中广泛存在的一种耐磨相晶胞如图甲所示,研究发现添加适量Mn可以提高其耐
磨性能,加Mn后(Mn替换部分Fe)的晶胞结构如图乙所示,其中A原子坐标为
fpplL下列说法错误的是()
。•:Y
乙
A.基态Fe?+的价层电子排布式为3d6
B.加Mn后晶体的化学式为F匕MnBg
C•者B原子坐标为则M原子坐标为昌,
ko4Jko4
409x1023
D.图甲晶胞对应晶体的密度为},g•cm3
NA,m・n
8.为了维护国家安全和利益,经国务院批准,决定自2023年8月1日起,对钱、错相关物质
实施出口管制。某种氮化钱晶胞属于立方晶系,结构如图所示(晶胞参数为apm),下列有
关说法不正确的是()
QGH
ON
A.钱元素位于周期表的ds区
B.该化合物化学式为GaN
C.晶胞中N、Ga原子间存在配位键
D.若该晶体密度为dg<111-3,贝「X1O10
9.Ta2()5和KHF2按计量比混合,一定条件下,反应获得的晶体产物(反应物中的Ta、K元素
全部转化到该产物中)的晶胞结构如图所示,晶胞参数anm=bnmwcnni,。=夕=7=90。,
Ta—O键键长为xrnn。下列说法错误的是()
anm
一定条件
A.制备晶体的化学方程式:Ta2O5+6KHf^八2K3TaO2I^+H2O+4HF
B.与棱心K+等距且紧邻的K+有16个
C.0原子分数坐标可能为0』,匕11c+2x)
2,2,2c)
、、—台生8.12x1()23
D.该晶体密度为瓦次g-cm
10.碳化硅是一种半导体,一定条件下可由聚硅烷反应制得,反应过程为
H
[(CH3)2Si]n^2^tSi-CH2lggbo^SiCoSiC的晶胞结构如图所示,晶胞参数为a
CH3
pm。下列说法错误的是()o
H
I
A.tSi-CHJ(,中si为sp3杂化
CH3
B.SiC晶体中,C原子与C原子的最短距离为且apm
4
C.SiC晶体中,C、Si的配位数均为4
-3
D.SiC晶体的密度为-3Argcm
11.研究发现镯银合金(La-Ni)在常温下具有良好的储氢性能,其晶体属于六方晶系,如图a
为桐银合金的晶胞。合金中每个四面体空隙(▲)和每个八面体空隙(■)可以各容纳1个H
原子,储氢位置如图b、c。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()
abc
A.桐银合金的化学式为LaNis
B.Ni的价层电子排布式为3d84s2
C.每个LaNis晶胞最多可容纳6个H原子
12x1021
D.若有6个H原子进入后晶胞体积不变,则H的密度为-22g.cm.3
73aCNA
H.LiZnAs晶体中的部分Zn原子被Mn原子代替后可以形成一种新型稀磁半导体。LiZnAs晶
体的立方晶胞结构如图所示,a点原子分数坐标为晶胞密度为夕g<m3。下列说
法错误的是()
A.b点原子分数坐标为
B.晶体中每个Zn周围距离最近的As原子共有4个
C.As原子与As原子之间的最短距离为WxJ串x107nm
4VP%
D.若Li的半径为rem。则晶胞中Li的空间利用率为迎包%xlOO%
3x588
13.一种金属卤化物光电材料的组成为Pb?*、「和有机碱离子CH3NH;,其晶胞如图所示,下
列说法不正确的是()
A.Pb2+的价层电子排布式是6s2
3
B.有机碱离子CH3NH;中N原子的杂化方式为sp杂化
2+
C.分别与Pb和CH3NH;配位的r个数比为2:1
620,
D.若晶胞参数为anm,则晶体密度为32xHT91g-cnT
14.以黄铁矿(主要成分为FeS?)为原料生产硫酸的简要过程如图a所示,FeS2的立方晶胞如
图b所示。NA代表阿伏加德罗常数,晶胞参数为apm。下列说法错误的是()
A.SO3的空间结构为平面三角形
4x120,3
B.FeS,的立方晶胞的密度为户而”厂g/cnr
C.FeS2的立方晶胞中,Fe2+紧邻的阴离子个数为8
D.lmolFeS2完全反应生成SO2和Fe2O3,有llmol电子发生转移
15.碑化镉晶胞结构如图,图1中“①”和"②”位是“真空”,晶胞参数为apm,建立如图2,①号
位的坐标为(;3,:3,43)o已知:碑化镉的摩尔质量为Mg.mo।U,义为阿伏加德罗常数的
444
值,下列说法错误的是()
A.碑化镉中Cd与As原子个数比为3:2
B.两个Cd原子间最短距离为0.5apm
C.③号位原子坐标参数为(;,1,1)
D.该晶胞的密度为八(ax10[°)3g.cm
答案以及解析
1.答案:c
解析:A.根据晶胞结构可知,其中K个数:8x0=1,其中Ca个数:1,其中B个数:
O
12X1=6,其中C个数:12X;=6,故其最简化学式为KCaB6c6,A正确;B.根据晶胞结构可
知,K+位于晶胞体心,Ca位于定点,则晶体中与K+最近且距离相等的Ca?+有8个,B正
确;C.根据晶胞结构可知,晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面,C错误;D.根据选项
217
A分析可知,该晶胞最简化学式为KCaB6c6,则1个晶胞质量为:—g,晶胞体积为
2.17xl032.
a3xlO-3°cm3,则nrl其皆度为——二一g-cm3-,D正确。
2.答案:D
解析:P最近的Fe原子,第一层、第二层均有三个,这两层的Fe均是正三角形,六个Fe原
子围成正三棱柱,因此P原子位于Fe原子构成的正三棱柱的中心,A正确;该磷化铁晶胞中
P原子的配位数为6,晶胞的化学式为FeP,由于配位数之比等于离子所带电荷数之比,因
此,Fe原子的配位数也是6,即每个Fe原子紧邻的P原子的个数为6,B正确;P原子位于
Fe原子构成的正三棱柱的中心,则两个P原子的原子分数坐标分别为
2(56+31)
C正确;晶胞密度为D错误。
【点睛】本题考查晶胞结构等知识,难度中等,注意换算单位。
3.答案:B
解析:由题给晶胞可知,晶胞中Zr原子均位于晶胞内部,Zr原子个数为4,。原子位于顶
点、面心、棱心、体心,由均摊法可知,。原子个数为8*6亭3;+1=8,则该氧化
4x123
物的化学式为Zr。?,A项正确;该晶胞的质量为晶胞的体积为
NR
4x123x1()3。
(axlO-10cmj3=a3xlO-30cm3晶体的密度为gem3B项错误;由图可知将晶
3
aXNA
胞中p、q两点的Zr原子连线可得Zr原子之间的最短距离,该线段平行于孙面,将该线段投
影至冲面上(如图、),p、q之间的距离为晶胞底面对角线长度的一半,即
~~aPm,C项正确;根据图中所示坐标系,p点坐标为(;,;),q点坐标为(1,
31
-),若将p点Zr原子平移至原点,晶胞中各点坐标均由(羽"z)变为
(x-!,z-;),因此q点坐标变为(:,:,0),即位于晶胞W面的面心,D项正
44422
确。
4.答案:D
5.答案:C
解析:由图甲可知,Ca2+位于晶胞顶点,其数目=8x:=l,1V+位于晶胞体心,其数目为
O
1,CP-位于晶胞面心,其数目=6xg=3,则钛酸钙的化学式为CaTiC>3,A正确;以顶点
Ca2+为例,与该Ca2+紧邻的。2-在相邻的3个面的面心上,顶点的Ca?+为8个晶胞共有,面
心上的-为2个晶胞共有,则其配位数=亍=12,B正确;图乙中A为CH3NH;,另外两
种离子为「和Pb?+,A的个数=8x:=l,B的个数为1,X的个数=6义;=3,结合化合物中
o2
8正、负化合价的代数和为零可知,X为,B为Pb",C错误;由C项分析知,图乙晶胞中含
有1个CH3NH;、3个「和1个',由"而:急*得,晶胞边长
正确。
<2=3,‘gSxlO7nm,D
6.答案:C
解析:由均摊法知,该晶胞中含有的X2+、丫?一个数均为4,离子个数之比为1:1,故该晶体的
4M
化学式为XY,A正确;由A项分析知,该晶胞中含有4个XY,晶胞的质量为三厂g,晶胞
4X[03。]\/[
的体积为(a3xl(y3o)cm3,故该晶体的密度夕=g-cm-3,B正确;由图可知,每个
ANA
X2+周围有4个等距离且最近的丫2-,故X2+的配位数是4,C错误;若A点的原了坐标为
则晶胞左下角外侧丫2一的坐标为(0,0,0)据此推知,B点的原了坐标为
门13)十母
示,D正确。
(444J
7.答案:D
解析:基态铁原子的原子序数为26,其价层电子排布式为3d64s2,则基态Fe2+的价层电子排
布式为3d6,A正确;题图乙晶胞结构中Fe原子位于晶胞面上和体内,共有8xg+ll=15
个‘Mn原子位于体内‘共1个'B原子位于棱上和体内,共有叱+4=8个,加Mn后晶
体的化学式为F匕MnBg,B正确;题图甲晶胞沿z轴方向的投影为
mJ,则M原子的坐标为(I,;,0;C正确;题图甲晶胞中含有B
mpm
原子个数为8X”=4,Fe原子个数为吗+4=8,则晶体密度
32
11x4+56x834.92xlO
心.加2・“•10-30g-cm--------2-g-cmD错误。
NA-m-n
8.答案:A
解析:钱元素位于周期表第HIA族,是p区元素,A错误;由晶胞结构可知,晶胞中镜原子
数为8x:+l=2,氮原子数为4xJ+l=2,化学式为GaN,B正确;位于晶胞内部的氮原子
84
成键数目为4,与绿原子形成了配位键,C正确;晶胞中含有2个钱原子、2个氮原子,以该
,,/,八io\314x2+70x2
晶胞为研究对象,则该晶胞的质量为dx(axK)T°)g=——--------g,解得
a=—TX1O10>D正确。
9.答案:B
解析:A.晶体中K位于面心和棱上,数目:8x1+2x|+4x1=6,Ta位于体心和顶点,数
目:8x1+l=2,0与Ta连接,每个Ta上有2个0原子,则。原子数目:8x1x2+2=4,F
28
与Ta连接,每个Ta上有4个F原子,则F原子数目:8x1x4+4=8,则晶体化学式为
O
一定条件
K3TaO2F4,制备晶体的化学方程式:Ta2O5+6KHF22K3TaO2^+H2O+4HF,A正
确;
B.与棱心K+等距且紧邻的K+(面心上的K+)有8个,B错误;
C.Ta-0键键长为xnm,。原子位于棱上和体心,如图所示:
子1号分数坐标(0/,宁),0原子2号分数坐标C正确;
2M
D.结合A分析,该晶体密度为工r027cm-3-812xl()233,D正确;
---xiug-cm————-g-cm
acNA。C
故选Bo
10.答案:B
H
I
解析:ESi-CH?土中Si为sp3杂化,A正确;
CH3
SiC晶体中,C原子与C原子的最短距离为晶胞面对角线长度的!,即正apm,B错误;
22
SiC晶体中,C、Si的配位数均为4,C正确;
16X[(")32
SiC晶体的密度为鼻Lg-cm-3D正确。
ON
1L答案:C
解析:
12.答案:C
「333、
解析:b点原子分数坐标为A正确油图可知,晶体中每个Zn周围距离最近的As原
子共有4个,B正确』个晶胞中有4个LiZnAs,As原子与As原子之间的最短距离为晶胞面对角
4x147I588—
线长度的一半,设晶胞参数为xcm,则p=FT-,x=3——,晶胞面对角线长度=,则As原
"NA
子与AS原子之间的最短距离=当=当:母51=冬,艮。107收,c错误;1个u的
22VpN、2VpN、
A]6588
体积为3cm3」个晶胞中有4个Li,4个Li的体积之和为三口3加3,晶胞体积为不cm3,则
晶胞中Li的空间利用率=3叱处&X100%,D正确。
3x588
13.答案:C
解析:A.Pb是第82号元素,核外价电子排布6s26P2,Pb2+的价层电子排布式是6s2,A正
确;
B.有机碱离子CH3NH;中氨原子形成4个。键,其杂化类型为sp3,B正确;
C.体心中的Pb?+与其最近且等距的「位于面心上,共6个,CH3NH;位于顶点,与其最近且
等距的「位于面心上,共12个,分别与Pb?+和CH3NH;配位的「个数比为1:2,C错误;
1x207g/mol+3x127g/mol+lx32g/mol620g/mol
D.一个晶体的质量为:体积为:
«3xl0-21cm3,晶体密度为:xlO-g-cm,D正确;
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