《歷屆初中化學(xué)初賽有關(guān)晶體試題精選題》

1、歷年全國初賽有關(guān)晶體試題精選（98）5鎢酸鈉na2wo4和金屬鎢在隔絕空氣的條件下加熱得到一種具有金屬光澤的、深色的、有導(dǎo)電性的固體，化學(xué)式naxwo3，用x射線衍射法測得這種固體的立方晶胞的邊長a3.80×1010m，用比重瓶法測得它的密度為d7.36g/cm3。已知相對原子質(zhì)量：w 183.85，na 22.99，o 16.00，阿伏加德羅常數(shù)l6.022×1023mol1。求這種固體的組成中的x值（2位有效數(shù)字），給出計算過程。（12分）【評析】（1） 阿伏加德羅數(shù)是中學(xué)化學(xué)的一個重要概念，幾乎出現(xiàn)在歷屆高考題中。阿伏加德羅數(shù)是如何測得的呢? 測定已知確切化學(xué)組成和晶

2、系的純凈晶體的密度是獲得阿伏加德羅數(shù)的實驗方法之一。關(guān)系式是：dvlzm，其中d是密度，v是一個晶胞的體積，l是阿伏加德羅數(shù)（因奧地利人勞施密特loschmidt第一個測定了阿伏加德羅數(shù)，國際上習(xí)慣用勞施密特的第一個字母l作為阿伏加德羅數(shù)的符號），如果一個晶胞里的原子數(shù)相當(dāng)于化學(xué)式表達(dá)的原子數(shù)（z=1），該乘積就等于該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量m了。如果z不等于1，乘積dvl當(dāng)然等于zm。在這一實驗方法中，d，v，m都是測定值，都會影響阿伏加德羅數(shù)的準(zhǔn)確性。本題是這個重要實驗方法的逆運(yùn)算，而且也是一種獲得化學(xué)組成的常規(guī)實驗方法。（2）試題告訴我們naxwo3（即鎢青銅；試題可能有意不給出名稱）屬于立方晶系

3、，晶胞邊長a3.80×1010m，這等于就告訴我們晶胞體積vcella35.49×1029m3。試題也給了密度d和阿伏加德羅數(shù)l，因而可以得到：dvl7.36×103 kg/m3×5.49×1029m3×6.022×1023 mol1243 g/mol然而試題并沒有告訴我們z=？，也沒有告訴我們naxwo3中的x=？這就要進(jìn)行假設(shè)。這是解題的關(guān)鍵。命題人認(rèn)為這體現(xiàn)一種科學(xué)方法。試題明確要求計算過程, 也就是考察學(xué)生能否領(lǐng)悟而且表述出這個科學(xué)方法（而且對這一點給了全題1半的分值）。首先，試題告訴我們鎢青銅是鎢酸鈉用鎢還原的產(chǎn)物

4、，這就告訴我們x一定大于零，小于2。若先假設(shè)為1，又假設(shè)z1，則得：zm'= m(w)3m(o)m(na)254.84g/molzm'與dvl對比, 說明z1的假設(shè)是正確的，因x的取值不會造成成倍的差別。于是就可以用dvlm(naxwo3)的關(guān)系式求出x，得到x(243183.948.0)/22.990.48（若作連續(xù)運(yùn)算也可能得到0.49，試題要求2位有效數(shù)字，得到0.48或者0.49都是正確答案）。（00）4理想的宏觀單一晶體呈規(guī)則的多面體外形。多面體的面叫晶面。今有一枚mgo單晶如附圖1所示。它有6個八角形晶面和8個正三角形晶面。宏觀晶體的晶面是與微觀晶胞中一定取向的截面

5、對應(yīng)的。已知mgo的晶體結(jié)構(gòu)屬nacl型。它的單晶的八角形面對應(yīng)于它的晶胞的面。請指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符號表示原子，至少畫出6個原子，并用直線把這些原子連起，以顯示它們的幾何關(guān)系）。（6分）【答案】 ；所有原子都是mg（3分） 所有原子都是o（3分）注：畫更多原子者仍應(yīng)有正確幾何關(guān)系；右圖給出了三角形與晶胞的關(guān)系，不是答案。5最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如右圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式是_?！敬鸢浮縯i14c13（2分）說明：凡按晶胞計算原子者得零分。（01）第5題（5分）今年3月發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39k呈超導(dǎo)性，可

6、能是人類對超導(dǎo)認(rèn)識的新里程碑。在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，像維夫餅干，一層鎂一層硼地相間，圖51是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿c軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。51 由圖51可確定硼化鎂的化學(xué)式為： 。52 在圖5l右邊的方框里畫出硼化鎂的一個晶胞的透視圖，標(biāo)出該晶胞內(nèi)面、棱、頂角上可能存在的所有硼原子和鎂原子（鎂原子用大白球，硼原子用小黑球表示）。abc，c軸向上圖51硼化鎂的晶體結(jié)構(gòu)示意圖答案：第5題（5分）5-1 mgb2 （2分）（注：給出最簡式才得分） 或 a = b c，c軸向上（3分） 5-2

7、（注：任何能準(zhǔn)確表達(dá)出mgb12的晶胞都得滿分，但所取晶胞應(yīng)滿足晶胞是晶體微觀空間基本平移單位的定義，例如晶胞的頂角應(yīng)完全相同等。）（01）第11題（10分）研究離子晶體，?？疾煲砸粋€離子為中心時，其周圍不同距離的離子對它的吸引或排斥的靜電作用力。設(shè)氯化鈉晶體中鈉離子跟離它最近的氯離子之間的距離為d，以鈉離子為中心，則：111 第二層離子有 個，離中心離子的距離為 d，它們是 離子。112 已知在晶體中na離子的半徑為116pm，cl離子的半徑為167pm，它們在晶體中是緊密接觸的。求離子占據(jù)整個晶體空間的百分?jǐn)?shù)。113 納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例極大，這是它的許多特殊性質(zhì)的原因，假設(shè)

8、某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰等于氯化鈉晶胞的大小和形狀，求這種納米顆粒的表面原子占總原子數(shù)的百分比。114 假設(shè)某氯化鈉顆粒形狀為立方體，邊長為氯化鈉晶胞邊長的10倍，試估算表面原子占總原子數(shù)的百分比。答案：第11題（10分）12， ，鈉 (各1分，總3分)11-2 晶胞體積v2×(116pm167pm)3181×106pm3 離子體積 v4x (4/3)(116pm)34x (4/3)(167pm)3104×106 pm3 v/v57.5% （1分）（有效數(shù)字錯誤扣1分,v和v的計算結(jié)果可取4位，其中最后1位為保留數(shù)字，不扣分。）11-3表面原子為8(頂角)6

9、(面心) 12(棱中心)26總原子數(shù)為 8(頂角)6(面心)12(棱中心)+1(體心)27表面原子占總原子數(shù) 26/27×100%96 %（1分）注：26和27均為整數(shù)值，比值26/27是循環(huán)小數(shù)0.962, 取多少位小數(shù)需根據(jù)實際應(yīng)用而定, 本題未明確應(yīng)用場合，無論應(yīng)試者給出多少位數(shù)字都應(yīng)按正確結(jié)果論。11-4 計算分兩個步驟：步驟一：計算表面原子數(shù)?？捎胣2、3的晶胞聚合體建立模型，得出計算公式，用以計算n10。例如，計算公式為：8(n1)×12n×12(n1)2×6n2x6(n1)×n×2×6 頂角 棱上棱交點 棱上棱

10、心 面上棱交點 面上面心 面上棱心n10，表面原子總數(shù)為2402 （2分）步驟二：計算晶胞聚合體總原子數(shù)：n3×88 ×7/8(n1)×12×3/4n×12×3/4(n1)2×6/2n2×6/2(n1)×n×2×6/280007 81 90 243 300 5409261 （2分）表面原子占總原子數(shù)的百分?jǐn)?shù)： (2402/9261)×100%26% （1分） （總5分）（注：本題計算較復(fù)雜，若應(yīng)試者用其他方法估算得出的數(shù)值在26% 左右2個百分點以內(nèi)可得3分，3個百分點以內(nèi)可

11、得2分，其估算公式可不同于標(biāo)準(zhǔn)答案，但其運(yùn)算應(yīng)無誤。本題要求作估算，故標(biāo)準(zhǔn)答案僅取整數(shù)，取更多位數(shù)不扣分。）（02）第5題（13分）六配位（八面體）單核配合物ma2(no2)2呈電中性；組成分析結(jié)果：m 21.68%, n 31.04%, c 17.74%；配體a含氮不含氧；配體 (no2)x 的兩個氮氧鍵不等長。51。該配合物中心原子m是什么元素？氧化態(tài)多大？給出推論過程。52。畫出該配合物的結(jié)構(gòu)示意圖，給出推理過程。53。指出配體 (no2)x在“自由”狀態(tài)下的幾何構(gòu)型和氮原子的雜化軌道。54。除本例外，上述無機(jī)配體還可能以什么方式和中心原子配位？用圖形回答問題。 51。 nm : nn

12、= 21.68/mm : 31.04/14 = 1 ：（2y + 2） ma = 19.56x(y+1) y2（設(shè)y為其他自然數(shù)均不合題意），得 mm = 58.7 (g/mol) 查周期表，m = ni 由配體 (no2)x 的兩個氮氧鍵不等長，推斷配體為單齒配體，配位原子為o， 故配體為no2-，因此，ni的氧化數(shù)為+2。（4分） （推理過程合理都給分，不合理, 即使結(jié)果正確也扣2分。） 52。 設(shè)配合物中碳原子數(shù)為nc，則：nc : nn = 17.74/12 : 31.04/14 = 0.667 已知 nn = 2x2+2 = 6, 所以，nc = 0.677x6 = 4 求出摩爾質(zhì)量，由于剩余量過小