晶胞計算習題答案

1、I 4X7Sgmd' a g- cui-X6,C2X IQ-mor12461、【答案】(14mol1(2)8448【解析】（1）銅晶胞為面心立方最密堆積，1個晶胞能分攤到4個Cu原子；1個晶胞的體積為a3cm3;一個晶胞的質(zhì)量為a3pg由64g-mor1X4=a3pg得Na=,1mol。（2）w個Ca2+周圍吸引8個F,每個口周圍吸收4個Ca2+,所以CaT的配位數(shù)為8,L的配位數(shù)為4。F一位于晶胞內(nèi)部，所以每個晶胞中含有8個。含有Ca2+為5X計5= agcm 3,4x7Sgmol-1尸x63x1嚴m(xù)oLV=4X72gmWLagcm_3XG.02X1°2、【解析】試題分析：

2、本考查學生對知識綜合利用能力，要求對晶胞知識能夠融會貫通。依題意畫出側面圖，設正立方體邊長為a,則體積為a3。AB2+BC2-AC2,AC=4r,故原子半徑廣二衛(wèi)，根據(jù)均攤法得，每個正立方體包括金屬原子8X/8+6X1/2=4（個），球體體積共4Jl-074/4x_=014/一空間利用率為：一一冥100%=74%>.34/考點：均攤法計算點評：本題考查相對綜合，是學生能力提升的較好選擇。3、（1）34.0%（2）2.36g/cm3【解析】（1）該晶胞中Si原子個數(shù)=4+8X1/8+6X1/2=8設Si原子半徑為xcm,該晶胞中硅原子總體積%Hx&n?,根據(jù)硬球接觸模型可知，體對角

3、線四分之一處的原子與頂點上的原子緊貼，設晶胞邊長為a,所以:冥J卻=禽|,解得a=sn,晶胞體積=g-San口啊3,因此空間利用率=-X100%=34.0%。（2）根據(jù)以上分析可知邊長=1皿匕34*1CTi%in,所以密度=nqg小科,io，I1j=2.36g/cm3。4、【答案】(1)4(2)金屬原子間相接觸，即相切(3)2-d3(4匚【解析】利用均攤法解題，8個頂點上每個金原子有工屬于該晶胞，6個面上每個金原子0有;屬于該晶胞，故每個晶胞中金原子個數(shù)=8>1+6>|=4o假設金原子間相接觸，則2d。正方形邊長為5d。所以丫晶=M5d)3=2/5d3,n (Cu2+) : n (

4、Cu3+)15、【答案】(1)YBa2Ci3O7?(2)價？【解析】(1)由題圖所示晶胞可知：一個晶胞中有1個Y3+,2個Ba2+。晶胞最上方、最下方分別有4個Cux+,它們分別被8個晶胞所共用；晶胞中間立方體的8個頂點各有一個Cux+,它們分別被4個晶胞共用，因此該晶胞中的Cux+為n(Cux+)=S>；3乂，=3(個)。晶胞最上方、最下方平面的棱邊上共有4個氧離子，分別被4個晶胞共用；又4個氧離子，它在晶胞上的立方體的豎直棱邊上和晶胞下方的立方體的豎直棱邊上各有們分別被4個晶胞共用；中間立方體的水平棱邊上共有8個氧離子，它們分別被2個晶胞共用，因此該晶胞中的氧離子個數(shù)為n(02一)=

5、4xl-(4-4)xl-kS>l=7(個)。442所以晶體中丫、Ba、Cu、O原子個數(shù)比為1：2：3：7,化學式為YBa2Cu3O7。(2)設Cu的平均化合價為x,由化合物中元素正負化合價代數(shù)為零可得：1X(+3)+2X(+2)+3X升7X(2)=0,x=+；(價)。Cu2+與Cu3+原子個數(shù)之比為2：1。0-5x74.762Q6、【答案】(1)或10三7gem-3或gcm-3(2)6：91【解析】(1)因為NiO的晶體結構與NaCl的晶體結構相同，均為正方體。從晶體結構模型中分割出一個小立方體，其中小立方體的邊長為Ni2+與最鄰近O2-的核間距離即點x10cm,在這個小立方體中含Ni2

6、+:-=彳，含02-:工二4=,所以,Fx10)3xpacm3是 0.5 mol NiO 具有的體積，則(立 x 1(8)-3Nacm3x p =0.5 mol X 74.7g mol-1,戶-05x74.73=gcm-3。解題的關鍵是確定晶胞的組成后，通過 a晶體組成計算出存在的微粒數(shù)O(2)設 1 mol M0.97O 中，含有Ni3+工Xmol,Ni2+為（0.97-/）mol,根據(jù)晶體顯電中性，即3*mol+2(0.97-尤)mol=2 x mol ,解得尤=0.06可2+為（0.97-工）mol=0.91 mol ,則離子數(shù)之比為 Ni3+ ： Ni2+=0.06 : 0.91=6

7、: 91。7、【答案】(1)2?(2)3.16fclim?(3)1.37 X 8cm【解析】（1）正確應用均攤法確定一個晶胞中包含的各粒子的數(shù)目。城 y（2）應用基本關系式： 二二爐Y ,先求出晶胞的體積， 然后卞據(jù)V=a3計算晶胞的邊長。 P /8、 6； sp3; V形；1 ： 2； CN ； (2) ； 6： 91；【解析】依據(jù)NaCl晶胞的結構可知，每個CaO晶胞中 實際“擁有4個CaO微粒，則1 molCaO微?？尚纬蓪W個晶胞，設每個晶胞的體積為V cm3，則苧 "56,解得"10、（1） sp雜化（1分）；3:2 （2分）；（2） NH3分子間存在氫鍵（1分）；

8、（3） N2O （2 分）；（4） 3s23p63d5 （2 分）；分子晶體（1 分）0 （1 分）；（5） BC （2分）；（6）立方體（1分）(2分)試題分析：原子序數(shù)依次遞增且都小于36的X、Y、Z、Q、W四種元素，其中X是原子半徑最小的元素，則X是H元素；Y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍，則Y是C元素；Q原子基態(tài)時2P原子軌道上有2個未成對的電子，則Q是。元素，則Z是N元素；W元素的原子結構中3d能級有4個未成對電子。W是Cr元素或Fe元素,由于W可以形成+3價的離子，因此W只能是Fe元素。（1）Y2X2分子是乙快C2H2,結構式是分子中Y原子軌道的雜化類型為sp雜化，Y2

9、X2分子中鍵和兀鍵個數(shù)比為3:2。（2）化合物Z為是NH3,在氨分子之間除了存在分子間作用力外還存在氫鍵，增加了分子之間的吸引力，使其的沸點比只有分子間作用力的化合物CH4的高.(3)等電子體是原子數(shù)相同，原子最外層電子數(shù)也相同的微粒。元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體，它們是CQ與N2O,則元素Z的這種氧化物的分子式是N2O。(4)基態(tài)W3+的M層電子排布式為3s23p63d5。W(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點為一20.5C,沸點為103C,易溶于非極性溶劑，由于其熔沸點較低，易溶于非極性溶劑，所以據(jù)此可判斷W(CO)x晶體屬于分子晶體，在任何化合物水所有元素正負化合價的代數(shù)和

10、為0,因此該晶體中W的化合價為0。(5)A.分子晶體中，共價鍵鍵能越大，含有該共價鍵的物質(zhì)的分子穩(wěn)定性越強，而分子晶體的熔沸點與化學鍵的強弱無關，只與分子之間的作用力作用，因此不能判斷物質(zhì)的熔沸點的高低，錯誤；B.元素的非金屬性越強，其電負性就越大。元素的非金屬性H<C<N<Q所以電負性順序：XvYvZvQ,正確；C.因為晶格能CaO比KCl高，斷裂消耗的能量就越大，所以KCl比CaO熔點低，正確；D.噸丫。為弱酸，錯誤；(6)Q和Na形成的一種只含有離子鍵的離子化合物的晶胞結構如圖，根據(jù)圖示可知距一個陰離子周圍最近的所有陽離子為頂點構成的幾何體為立方體。在一個晶胞中含Na+

11、個數(shù)是8X1=8含有O2-個數(shù)是：8X1/8+6X1/2=;4所以一個晶胞中含有4個Na2O,已知該晶胞密度為pg/cm3i,阿伏加德羅常數(shù)為Na,假設晶胞的邊長是acm,則根據(jù)晶胞的密度計算定義式可得：m工學,整理可得P-V。上陰11、 (1)(1)Cu(NH3)4SQXI2O(2分)(2) S<O<N (1 分)(3)疆GLfirrm(1分)(4) H2O與H2O2之間形成氫鍵(2分)(5)sp3和sp2(2分)ABDE(2分)(6)4”6CuH+16HNO3=6Cu(NO3)2+3H2T+4NOT+8H2O(3分)；-T(2分)AjXo試題分析：(1)由題意可推知A為H元素，

12、B為N元素，C為O元素,D為S元素，E元素的外圍電子排布為(n-l)dn+6ns1,E為Cu元素，該配位化合物X的化學式為Cu(NH3)4SQX&O(2) N、O、S三種元素中，N的2P軌道是半充滿狀態(tài)，所以第一電離能最大，0、S同主族，同主族元素的第一電離能從上到下逐漸減小，所以N、0、S三種元素的第一電離能從小到大的排列順序是S<O<N(3) D為S元素，最外層電子是6個電子，電子排布式是3s23p6,軌道表示式為Emrn(4) H、。元素可形成化合物H20與H2O2,二者之間能互溶是因為H20與H2O2之間形成氫鍵(5) C原子周圍形成4個共價單鍵為sp3雜化，形成2

13、個共價單鍵和1個雙鍵是sp2雜化；碳鉗中單鍵為門鍵，雙鍵中有1個為可鍵，且Pt與N原子間形成配位鍵，所以碳鉗中含有的作用力有共價鍵、配位鍵、c鍵、兀鍵，答案選ABDE;(6) A元素與E元素可形成一種紅色離子化合物Y,其原子個數(shù)比為1:1,則丫為CuH,與稀硝酸反應得藍色溶液為硝酸銅溶液，兩種氣體為氫氣、一氧化氮，所以該反應的化學方程式為6CuH+16HNO3=6Cu(N03)2+3H2T+4N0T+8H2O；該晶胞中實際含4個Cu,其質(zhì)量為4XM/Na,晶胞體積為a3cm3,所以該晶胞密度的計算式為p=4XMAN考點：考查元素推斷、電離能的判斷、軌道表示式的寫法、化學鍵的判斷、氫鍵的應用、化

14、學方程式的書寫、晶胞計算等知識12、0.920.82663.03X110根據(jù)NaCl晶體結構，1個NaCl晶胞是由8個小立方體如下圖(1)構成的。每個小立方體含1/2個NaCl,同理在FexO晶體中，每個小立方體含1/2個FexO,完整晶體中如下圖(2)，F(xiàn)e、。交替出現(xiàn)。圖說國(1)每個小立方體的質(zhì)量為：m=pV=5.71gc-m<'("7"】11LTlliri)3=5.60X-20g。M(FexO)=2mNa=2X5.60乂23gx6.02寸31mol-1=67.4gmol-1。56.0gmol-1xx+16.0gnol-1x1=67.4gnol-1x=0

15、.92；(2)設1molFe0.92O中，n(Fe2+)=ymol,則：n(Fe3+)=(0.92-y)mol。根據(jù)化合物中各元素正負化合價代數(shù)和為零的原則：2Xymol+3x(0.92-ymol)+(-2)x,1y=0=06。o故Fe2+所占有率為震=0.826;(3)Fe在晶體中所占空隙的幾何形狀為正八面體。如圖(3)所示由晶胞結構可知，陰陽離子的配位數(shù)均為6,故與某個Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-的個數(shù)為6；一ud1(4)如圖(1),鐵元素離子間的距離r=Wkt=1.414X4.28*伯m苗=3.03X110m。13、23.16X801.37X180【解析】(1)利用均攤

16、法計算；(2)根據(jù)p=m/V計算體積，根據(jù)體積計算邊長；(3)根據(jù)邊長計算原子半徑?！驹斀狻?1)晶胞中鴇位于晶胞的頂點和體心，晶胞平均含有8X1/8+1=2個鴇原子；(2)設晶胞的邊長為x,已知金屬鴇的密度為dgcm-3,鴇的相對原子質(zhì)量是M,則晶胞的體積為x3cm3,晶胞的質(zhì)量為2M/Na,則有d=2M/NAx3,*"a=；焉:(3)因邊長犒:m,設半徑為r,原子緊密相鄰，則條=。I377b*=1.37X10cm.14、【答案】(1)YBaCu3Oz?(2)：價？n(CiF):n(Cu3+)=2：1【解析】(1)由題圖所示晶胞可知：一個晶胞中有1個Y3+,2個Ba2+。晶胞最上方

17、、最下方分別有4個CU<+,它們分別被8個晶胞所共用；晶胞中間立方體的8個頂點各有一個Cux+,它們分別被4個晶胞共用，因此該晶胞中的C4為n(Cux+)(個)。晶胞最上方、最下方平面的棱4b邊上共有4個氧離子，分別被4個晶胞共用；又在晶胞上的立方體的豎直棱邊上和晶胞下方的立方體的豎直棱邊上各有4個氧離子，它們分別被4個品胞共用；中間立方體的水平棱邊上共有8個氧離子，它們分別被2個晶胞共用，因此該晶胞中的氧離子個數(shù)為n(O2)=4xl-(4-4)xl-bS>l=7(個)。442所以晶體中丫、Ba、Cu>O原子個數(shù)比為1：2：3：7,化學式為YBqCusOz。(2)設Cu的平均

18、化合價為x,由化合物中元素正負化合價代數(shù)為零可得：1X(+3)+2X(+2)+3X升7X(2)=0,x=+；(價)。CiT與CiT原子個數(shù)之比為2：1。15、【答案】(1)面心立方晶胞(2)4.2xf0g63.21(4)127.26pm【解析】(1)根據(jù)題意，此金屬晶胞屬于面心立方晶胞。根據(jù)晶胞的邊長為360pm,可得晶胞的體積為(3.6x1g)3cm3o根據(jù)質(zhì)量=密度鄧積，可得晶胞的質(zhì)量=9.0g/cm3X(3.6X8)(Cm34.2Xf0go金屬的摩爾質(zhì)量=NaA個原子的質(zhì)量=6.02X20x4.2X12063.21(g/mol),相對原子質(zhì)量在數(shù)值上等于該元素的摩爾質(zhì)量。(4)在面心立方

19、晶胞中，設原子的半徑為r,則晶胞的邊長=寶，因此，金屬原子的原子半徑為=gx360pm=127.26pm16、【答案】兩個距離最近的Na+中心間的距離d=值&=4.0x1-0cm?！窘馕觥繌纳鲜鯪aCl晶體結構模型中分割出一個小立方體，如圖中所示：其中a代表其邊長，d代表兩個Na+中心間的距離。由此小立方體不難想像出頂點上的每個離子均為8個小立方體所共有。因此小立方體含Na+:4X1/8=1/2,含C-:4X1/8=1/2|3每個小立方體含有1/2個(Na+-C-)離子對,每個小立方體的質(zhì)量-，一.,思布1戶二迎叵畫匚二22”一，解得:4=2.81XT0Cm兩個距離最近的Na+中心間的

20、距離=4.0=4.0xT0Cm。17、【解析】(1)鋅原子為30號元素，核外電子排布式為Ar3d104s2。(2) Zn核外電子排布式為Ar3d104s2,Cu核外電子排布式為Ar3d104s1。Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結構，較難失電子，所以第一電離能Ii(Zn)大于Ii(Cu)。(3) ZnF2具有較高的熔點(872C),ZnF2為離子晶體，故含有離子鍵；根據(jù)ZnF2不溶于有機溶劑而ZnC2、ZnBi2、Znb能夠溶于乙醇、乙醍等有機溶劑，可推知ZnC2、ZnBr2、ZnI2為分子晶體，含有共價鍵，分子極性較小。(4) ZnCQ中，陰離子co3中"鍵=3,孤電子對數(shù)=-(4+2-

21、3X2)2=0所以價電子對數(shù)=3+0=3,CO2空間構型為平面三角形，碳原子的雜化形式為spo(5)結合題中所給金屬鋅晶體中的原子堆積方式，可知這種堆積方式稱為六方最密堆積。六棱柱底邊邊長為acm,可求六棱柱底面積=6xlxaxax22Tsin60=6x1六棱柱高為ccm,則六棱柱的體積=6X；"'；一個金屬鋅晶胞中含有鋅原子數(shù)=12X1+2X1+3=6，然后根據(jù)密»XM65X6自4、1芭八jX6XXc度的計算公式：答案：(1)Ar3d104s2(2)大于”Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結構，較難失電子(3)離子鍵ZnF2為離子化合物，ZnC2、ZnBr2、Znl2的化學鍵以共價鍵為主、極性較小65X6N斗X6X*Xa，(4)平面三角形sp2(5)六方最密堆積1111414718、【答案】3d104s24p33N>A