2022版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高考專項(xiàng)練二十一晶體綜合計(jì)算專練﹙含解析﹚

1、晶體綜合計(jì)算專練(建議用時(shí)20分鐘)1(1)FeS2晶體的晶胞如圖所示。晶胞棱長(zhǎng)為a nm、FeS2相對(duì)分子質(zhì)量為M、阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為_gcm3；晶胞中Fe2位于S所形成的正八面體的棱上和體心，該正八面體的邊長(zhǎng)為_nm。(2)我國(guó)科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。R的晶體密度為d gcm3，其立方晶胞參數(shù)為a nm，晶胞中含有y個(gè)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M，則y的計(jì)算表達(dá)式為_。(3)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)，其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射

2、實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a0.420 nm，則r(O2)為_nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a0.448 nm，則r(Mn2)為_nm。【解析】(1)該晶胞中Fe2位于棱上和體心，個(gè)數(shù)為1214，S位于頂點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為864，故晶體密度為1021 gcm3；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，S所形成的正八面體的棱長(zhǎng)為該晶胞中相鄰面的面心之間的連線之長(zhǎng)，即為晶胞棱長(zhǎng)的，故該正八面體的棱長(zhǎng)為a nm。(2)該晶胞的體積為(a107 cm)3，根據(jù)M(a107)3d，可求出y1021。(3)因?yàn)镺2采用面心立方最密堆積方式，所以面對(duì)角線長(zhǎng)度是O2半徑的4倍，則有4r(O2)22a2，解得r(O2)0.4

3、20 nm0.148 nm；MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可得2r(Mn2)2r(O2)a，代入數(shù)據(jù)解得r(Mn2)0.076 nm。答案：(1)1021a(2)1021(3)0.1480.0762(1)釩的某種氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。該氧化物的化學(xué)式為_，若它的晶胞參數(shù)為x nm，則晶胞的密度為_gcm3。(2)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為_?！窘馕觥?1)由晶胞可知，V位于頂點(diǎn)和體心，陽(yáng)離子個(gè)數(shù)為182，O有4個(gè)位于面心，2個(gè)位于體心，則陰離子個(gè)數(shù)為424，陰、陽(yáng)離子數(shù)目之比為4221，該氧化物的化學(xué)式為VO2；晶胞棱長(zhǎng)為x nmx10

4、7 cm，晶胞體積V1021x3 cm3，一個(gè)晶胞的質(zhì)量m，則密度 gcm3 gcm3。(2)Cu原子位于面心，個(gè)數(shù)為63，Ni原子位于頂點(diǎn)，個(gè)數(shù)為81，銅原子與鎳原子的數(shù)量比為31。答案：(1)VO2(2)313某氮化鐵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：(1)原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。如圖晶胞中，原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)；B為(，)；C為(0，1，1)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為_。(2)若該晶體的密度是 gcm3，則晶胞中兩個(gè)最近的Fe的核間距為_cm(用含的代數(shù)式表示，不必化簡(jiǎn))?！窘馕觥?1)D位于該晶胞側(cè)面的面心，可知其坐標(biāo)參數(shù)為(1，)。(2)該晶胞中Fe的個(gè)數(shù)為864，N的個(gè)數(shù)

5、為1。設(shè)兩個(gè)最近的Fe核間距為x cm，晶胞的棱長(zhǎng)為a cm，則a2x，故ax。則 gcm3(x cm)3，x。答案：(1)(1，)(2)4(1)某磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。則其化學(xué)式為_。該晶體中距離Cu原子最近的Sn原子有_個(gè)，這些Sn原子所呈現(xiàn)的構(gòu)型為_。若晶體密度為8.82 gcm3，最近的Cu原子核間距為_pm(用含NA的代數(shù)式表示)。(2)鈷的一種化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知A點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(0，0，0)，B點(diǎn)為(_，0，)，則C點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為_。已知晶胞參數(shù)a0.548 5 nm，則該晶體的密度為_gcm3(列出計(jì)算表達(dá)式即可)。(3)NaCl晶體在50300 GPa的高壓

6、下和Cl2反應(yīng)，可以形成一種新晶體，其立方晶胞如圖所示(大球?yàn)镃l，小球?yàn)镹a)。若A的原子坐標(biāo)為(0，0，0)，B的原子坐標(biāo)為(，0，)，則C的原子坐標(biāo)為_。晶體中，Cl構(gòu)成的多面體包含_個(gè)三角形的面，與Cl緊鄰的Na個(gè)數(shù)為_。已知晶胞參數(shù)為a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為_gcm3(列出計(jì)算式)?！窘馕觥?1)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)晶胞中含有的Sn原子個(gè)數(shù)81，Cu原子個(gè)數(shù)63，P位于體心，原子個(gè)數(shù)為1個(gè)，則其化學(xué)式為SnCu3P。該晶體中距離Cu原子最近的Sn原子有4個(gè)，位于面的4個(gè)頂點(diǎn)上，因此這些Sn原子所呈現(xiàn)的構(gòu)型為正方形。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知最近的Cu原子核間距為面

7、對(duì)角線的一半，晶胞的棱長(zhǎng)是1010 pm，所以最近的Cu原子核間距為1010 pm。(2)已知A點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(0，0，0)，B是面心，B點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(，0，)；C是體心，則C點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(，)。立方晶胞頂點(diǎn)粒子占，面上粒子占，晶胞內(nèi)部粒子為整個(gè)晶胞所有，因此一個(gè)晶胞中含有Ti4的個(gè)數(shù)為81，O2的個(gè)數(shù)為63，Co2的個(gè)數(shù)為1，取1 mol晶胞，則1 mol晶胞的質(zhì)量為155 g，晶胞參數(shù)a0.548 5 nm0.548 5107 cm，則一個(gè)晶胞的體積V(0.548 5107)3 cm3，因此晶體的密度 gcm3。(3)根據(jù)幾何關(guān)系，C原子位于立方體的右側(cè)面上，高度為立方體高

8、度的一半，坐標(biāo)應(yīng)為(1，)；該晶胞中，Cl構(gòu)成的多面體共有12個(gè)頂點(diǎn)，每個(gè)頂點(diǎn)為5個(gè)三角形共用，每個(gè)三角形平均占用3個(gè)頂點(diǎn)，因此共包含20個(gè)三角形面，與Cl緊鄰的Na有4個(gè)；晶胞中，Na分別位于頂點(diǎn)和體心，晶胞中Na的個(gè)數(shù)為共有812，12個(gè)Cl都處于面上，晶胞中Cl的個(gè)數(shù)為有126，因此晶胞密度1030 gcm3。答案：(1)SnCu3P4正方形1010(2)(，)(3)(1，)20410305(1)金屬鈦有兩種同素異形體，常溫下是六方堆積，高溫下是體心立方堆積。如圖所示是鈦晶體的一種晶胞，晶胞參數(shù)a0.295 nm，c0.469 nm，則該鈦晶體的密度為_gcm3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)

9、的值，列出計(jì)算式即可)。(2)Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成鈦酸鹽的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(Ti4位于立方體的頂點(diǎn)，Ca2處于立方體的中心)。該晶體中，Ti4和周圍_個(gè)O2相緊鄰；若該晶胞的密度為d gcm3，則鈦氧鍵的鍵長(zhǎng)為_pm(用含NA的代數(shù)式表示)。(3) NiAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。鎳離子的配位數(shù)為_。若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體密度為 gcm3，則該晶胞中最近的砷離子之間的距離為_pm?！窘馕觥?1)每個(gè)晶胞含Ti原子數(shù)為12326，晶胞質(zhì)量是 g，晶胞的體積是(2.95108)24.69108 cm3，根據(jù) gcm3。(2)由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，Ca2位于體心，O2位于面心，該晶

10、體中每個(gè)頂點(diǎn)Ti4與面心的O2相鄰，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面為2個(gè)晶胞共用，晶體中Ti4周圍相緊鄰的O2數(shù)目為3812；如圖晶胞中Ti4個(gè)數(shù)為81，Ca2個(gè)數(shù)為1，O2個(gè)數(shù)為63，令晶胞棱長(zhǎng)為x pm，則d，x1010，則鈦氧鍵的鍵長(zhǎng)為1010 pm。(3)該晶胞中含有的Ni3數(shù)目為864，含有的As3數(shù)目為4，由圖可知砷離子的配位數(shù)為4，則鎳離子的配位數(shù)也為4；設(shè)其棱長(zhǎng)為a cm，其質(zhì)量為 g，所以a，而As3位于其晶胞的體心，兩個(gè)As3間的距離相當(dāng)于面對(duì)角線的一半，即為1010 pm。答案：(1)(2)121010(3)41010【加固訓(xùn)練拔高】甲烷是重要的清潔能源，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)為a nm。(1)常溫常壓下不存在甲烷晶體。從微粒間相互作用的角度解釋，其理由是_。(2)甲烷分子的配位數(shù)為_。(3)A分子中碳原子的坐標(biāo)參數(shù)為