2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)魯科版：題型突破集訓(xùn)5 晶體的結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算

題型突破集訓(xùn)(五)晶體的結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算

1.(l)CaTiO3的晶胞如圖1所示，其組成元素的電負(fù)性大小順序是

金屬離子與氧離子間的作用力為，Ca2+的配位數(shù)是。

銀晶胞示意圖

(2)圖2所示銀的晶胞中有個(gè)銀原子。

(3)磷青銅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖3所示，該晶體中銅、錫、磷三種原子的數(shù)目之

比為.如圖4為Fe與N所形成的一種化合物的基本結(jié)構(gòu)單元，該化合

物的化學(xué)式為?

OSnOFe

OCuON

［答案］(l)O>Ti>Ca離子鍵12(2)4

(3)3：1：1FesNa

2.(2021?廣東選擇性考試，節(jié)選)理論計(jì)算預(yù)測(cè)，由汞(Hg)、楮(Ge)、鐐(Sb)

形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞

如圖a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。

(1)圖b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu),

它不是晶胞單元，理由是_____________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(2)圖c為X的晶胞，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為;

該晶胞中粒子個(gè)數(shù)比Hg：Ge：Sb=o

(3)設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為跖，則X晶體的密度為gem3列

出算式)。

bc

［解析］(1)題圖b中上、下兩個(gè)面的面心原子分別為Hg和Ge,晶胞結(jié)構(gòu)

不對(duì)稱，不符合晶胞平移后重合的特性，因此不是晶胞單元。(2)由題圖c可知，

X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為4;該晶胞中Hg原子數(shù)=4><J+6X；

=4(個(gè))，Ge原子數(shù)=8X：+4X；+1=4(個(gè))，Sb原子數(shù)為8,故Hg、Ge、Sb

粒子個(gè)數(shù)比為4：4：8=1：1：2o(3)該晶胞的組成為Hg4Ge4sb8,由于最簡(jiǎn)式

的式量為Mr,則晶胞的質(zhì)量為二六g,晶胞的體積為—XlO^icmS,則晶體的

4Mr

士，,心NA_44Afr一飛

密度為兩育g.cm3=2X10-21g<m3。

［答案］(1)圖b中上、下兩個(gè)面的面心原子在上、下平移過程中不能重合

(2)41：1：2(3)^2^10-21

3.NiO晶體結(jié)構(gòu)中陰、陽離子的配位數(shù)均為6,則晶胞的俯視圖可能是

(填字母)。若晶胞參數(shù)為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體的密

度是g-cm_3o

-----

--'--

—?---

ABCD

［解析］NiO晶體結(jié)構(gòu)中陰、陽離子的配位數(shù)均為6,可判斷Ni2+和。2-占

據(jù)晶胞的頂點(diǎn)、面心、體心和棱上，所以俯視圖中C和D符合，取1mol晶胞，

m

則有NA個(gè)晶胞，質(zhì)量為，"=4X(59+16)g=300g,則密度為〃=歹=

300g_3義1。323

-1033=8，Cm

NAX(aXIO)cmaWA°

3X1Q32

［答案］

CDa3Nx

4.（2021?新鄉(xiāng)一中高三模擬）（1）濱苯和硅在催化劑銅的存在下加熱，可以生

成C6H5SiBl>3和H5c6—C6H5,基態(tài)銅原子的價(jià)層電子排布式為,形成

硅化物中硅的雜化類型為o已知硅的氫化物SiH4中Si顯正電性，在上

述反應(yīng)中所有非金屬元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺

（2）硅是親氧元素，在自然界以氧化物和含氧酸鹽形式存在，硅和碳同主族

但SiO2比CO2熔點(diǎn)高的原因是,SiO5的空間結(jié)構(gòu)為

⑶硅在不同條件下的晶體結(jié)構(gòu)不同

①常溫時(shí)為金剛石型結(jié)構(gòu)如圖1,該結(jié)構(gòu)中硅原子與Si-Si鍵的數(shù)量比為

,下圖中為晶胞（圖1）對(duì)角面的投影圖（以表示硅原子）的是.（填

選項(xiàng)）。

②當(dāng)條件變?yōu)?2Gpa時(shí)，硅晶體為四方晶系，晶胞如圖2,晶胞參數(shù)。=

183pm,c=900pm,晶胞的密度為g/cnP。（阿伏加德羅常數(shù)的值為

6.02X1023寫出計(jì)算式）

圖2

［解析］(l)Cu為29號(hào)元素，原子核外有29個(gè)電子，基態(tài)銅原子的核外電

子排布式為［Ar］3di04s】，價(jià)層電子排布式為3di04si;形成的硅化物中Si原子最

外層有4個(gè)電子，分別與3個(gè)Br、苯環(huán)上的C結(jié)合，形成四個(gè)。鍵，所以Si

為sp3雜化；因?yàn)楣璧臍浠颯iH4中Si顯正電性，說明H吸引電子能力更強(qiáng)，

所以Si的電負(fù)性小于H；在CH4中C顯負(fù)電性，CBm中C顯正電性，所以電

負(fù)性順序?yàn)锽r>C>H>Si?

(2)SiO2是共價(jià)晶體，微粒間作用力為共價(jià)鍵，作用力強(qiáng)，熔點(diǎn)高，CO2屬

于分子晶體，微粒間作用力為分子間作用力，相互作用弱，熔點(diǎn)低；SiO歹中Si

4+2—2X3

原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+-----z--------=3,不含孤電子對(duì)，所以為平面三角形。

(3)①每個(gè)Si原子形成4個(gè)Si—Si鍵，每個(gè)Si—Si鍵被兩個(gè)硅原子共用，所

4

以每個(gè)Si原子擁有不=2個(gè)Si—Si鍵，則硅原子與Si—Si鍵的數(shù)量比為1:2;

沿陰影的對(duì)角線界面的投影為O;若為另一個(gè)對(duì)角線則

,故選AC。

②根據(jù)圖示可知晶胞體積為L(zhǎng)83XL83X9Xl()-24cm3,根據(jù)均攤法晶胞中

114X28

原子的個(gè)數(shù)為孑所以晶胞的質(zhì)量為，所以密

Sil+8Xod+4X乙=4,O.UZAg

____________4義28____________3

度為1.83X1.83X9X10-24義602義10-23g/cnr。

［答案］(1)3*。4slsp3Br>C>H>Si⑵Si()2是共價(jià)晶體，微粒間作用力

為共價(jià)鍵，作用力強(qiáng)，熔點(diǎn)高，CO2屬于分子晶體，微粒間作用力為分子間作

用力，相互作用弱，熔點(diǎn)低平面三角形(3)1：2AC

____________4X28____________

1.83X1.83X9X10-24X6.02X10-23

5.(2021?西寧高三二模)磷及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有重要作用。

⑴磷原子核外電子排布式為?

(2)羥基磷灰石［Ca5(PO4)3OH］是牙齒中的重要礦物質(zhì)，其中羥基(一OH)中氧

原子的雜化方式為,por的空間結(jié)構(gòu)為,該化合物中所含元

素電負(fù)性最大的是o

(3)磷化硼為立方晶系晶體，該晶胞中原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為

B：(0,0,0)；&0)；&0,3(0,……

(111)(133)(333)

P：04*?04*-@4*4j;

化"......

卬4，4；

①請(qǐng)?jiān)趫D中畫出磷化硼晶胞的俯視圖。

白;；

②與每個(gè)磷原子緊鄰的硼原子有_______個(gè)，與每個(gè)硼原子緊鄰的硼原子

有個(gè)。

(4)磷鋁礦可提取稀土元素鈕(Y),某磷鋁礦的結(jié)構(gòu)如圖所示。該磷鋁礦的化

學(xué)式為,與PO「互為等電子體的陰離子有(寫出一種離子符

號(hào))。已知晶胞參數(shù)a=0.69nm,c=0.60nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該

磷鈕礦的密度為g?cm-3(列出計(jì)算式)。

［解析］(1)磷的原子序數(shù)是15,原子核外電子排布式為Is22s22P63s23P3。

(2)羥基(一OH)中氧原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4,根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論判斷

O原子的雜化方式為sp3;PO1中P原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+(5+3—4*2)/2

=4且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)判斷該微?？臻g結(jié)構(gòu)為正四面體形；元素

的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，非金屬性最強(qiáng)的是O元素，則電負(fù)性最大的

是O元素。

(3)①由原子坐標(biāo)，可知晶胞中B原子處于晶胞的頂點(diǎn)、面心位置，而P原

子處于晶胞內(nèi)部，處于B原子形成的正四面體體心位置，投影時(shí)頂點(diǎn)原子形成

正方形的頂點(diǎn)，左、右側(cè)面及前、后面的面心原子投影處于正方形棱心，而上、

下底面面心原子投影重合處于正方形的中心，P原子投影處于正方形內(nèi)部且處于

正方形對(duì)角線上(P原子投影、上下底面面心B原子投影將對(duì)角線4等分)，故磷

化硼晶胞的俯視圖為：$.漢.6；

②P原子周圍連接4個(gè)B原子，與每個(gè)磷原子緊鄰的硼原子有4個(gè)；以頂

點(diǎn)B原子進(jìn)行研究，與之緊鄰的硼原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，

每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用，與每個(gè)硼原子緊鄰的硼原子有3X8/2=12個(gè)。

(4)晶胞中含Y的個(gè)數(shù)是8X^+4x1+l=4,含磷酸根的個(gè)數(shù)是6x1+4x1

oLL4

=4,該磷包礦的化學(xué)式為YP04,原子數(shù)和價(jià)層電子數(shù)分別都相等的互為等電

子體，與PO1互為等電子體的陰離子有SOF■或CKK、BrO了、IO了、SiOf等。

已知晶胞參數(shù)a=0.69nm,c=0.60nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該磷包

.的南廟外m4X(89+31+16X4)_

廠的密度為"-y-0.69XO.69XO.6OXlO-2WA8Cm3°

［答案］⑴Is22s22P63s23P3(2)sp3正四面體形O

(3)①3%*J②412(4)YPO4SO廠或CIO］、BrOI>IO］、SiO/等

4X(89+31+16X4)

0.69X0.69X0.60X10-2,^A

6.(2021?廈門高三三模)我國科學(xué)家合成無鉛鈣鈦礦單晶CsMnCh(H2O)2,

在防偽或信息加密等方面具有潛在應(yīng)用。CsMnCb(H2O)2溶劑致變色效應(yīng)原理如

圖所示。

物質(zhì)變化：

DMAC

CsMnCh(H2O)2Cs3MnC15^^Cs2MnC14(H2O)2

2-2

含鎰配離子：［MnC14(H2O)2F-［MnCh］［MnC14(H2O)2］~

(1)基態(tài)M/+的價(jià)層電子軌道表達(dá)式為o

(2)CsMnC13(H2O)2中，主族元素的電負(fù)性從大到小的順序?yàn)椤?/p>

⑶變色過程，鎰離子的配位數(shù)(填“有”或“沒有”)發(fā)生變化。

(4)從結(jié)構(gòu)角度分析DMAC［結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(CH3)2NCOCH3］能使含鎰配離子發(fā)

生變化的原因：___________________________________________________

⑸Cs3MnCk晶體為正交晶系結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)a=b^c,a=A=>=90。，晶

胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中Mn位于面上。

①每個(gè)晶胞含CsaMnCIs的單元數(shù)有個(gè)。

②Cs沿z軸投影圖正確的是(填標(biāo)號(hào))。

O二;

—o

-

A.---。B.d-

…,

。

：

金

D.Q-e-Q

［解析］(l)Mn為25號(hào)元素，原子核外有25個(gè)電子，失去最外層2個(gè)電子

形成Mn2+,所以Mi?+的價(jià)層電子排布式為3d5,軌道表達(dá)式為

3d

(2)該物質(zhì)中的主族元素有Cs、Cl、H、0,元素的非金