晶胞計(jì)算習(xí)題答案

1、I 4X7Sgmd' a g- cui-X6,C2X IQ-mor1246 一1、【答案】(14mol 1 (2)8 448【解析】（1）銅晶胞為面心立方最密堆積，1個(gè)晶胞能分?jǐn)偟?個(gè)Cu原子；1個(gè)晶胞的體積為a3cm3; 一個(gè)晶胞的質(zhì)量為 a3 p g由64 g-mor1 X4=a3 p g 得 Na =,一1mol 。（2） w個(gè)Ca2+周圍吸引8個(gè)F ,每個(gè)口周圍吸收4個(gè)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(gè)晶胞中含有8個(gè)。含有Ca2+為5 X計(jì)53=ag cm ，4 x7Sg mol-1尸 x 63 x 1 嚴(yán) moLV=ff g cm

2、G.02X IdPmol 12、【解析】試題分析：本考查學(xué)生對(duì)知識(shí)綜合利用能力，要求對(duì)晶胞知識(shí)能夠融會(huì)貫通。依題意畫(huà)出側(cè)面圖，設(shè)正立方體邊長(zhǎng)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(gè)正立方體包括金屬原子8X/8+6 X 1/2= 4（個(gè)），球體體積共4 Jl -0 74/4x_=014/一空間利用率為： 一一冥100% =74%>.34/考點(diǎn)：均攤法計(jì)算點(diǎn)評(píng)：本題考查相對(duì)綜合，是學(xué)生能力提升的較好選擇。3、（1） 34.0%（2） 2.36 g/cm3【解析】（1）該晶胞中Si原子個(gè)數(shù)=4+8X 1/8+6 X 1/2=8設(shè)Si

3、原子半徑為xcm,該晶胞中硅原子總體積多根據(jù)硬球接觸模型可知，體對(duì)角線四分之一處的原子與頂點(diǎn)上的原子緊貼，設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為a,所以尸J卻=禽，解得a=sn,晶胞體積=g- San（世刖）3,因此空間利用率=工-X100%= 34.0%。（2）根據(jù)以上分析可知邊長(zhǎng)=1皿方，二341 '"cm ,所以密度=> q. it =2. = io- =2 =2.36g/cm 3o 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(gè)頂點(diǎn)上每個(gè)金原子有 工屬于該晶胞，6個(gè)面上每個(gè)金原子 0有;屬于該晶胞，故每個(gè)晶胞中金原子個(gè)數(shù)=8&g

4、t;1 + 6>| = 4o假設(shè)金原子間相接觸，則2d。正方形邊長(zhǎng)為 5d。所以丫晶=M5d)3=2/5 d3,n (CuT) : n (Cu3+) = 2 ： 115、【答案】(1) YBCi3O7? (2)價(jià)？【解析】(1)由題圖所示晶胞可知：一個(gè)晶胞中有 1個(gè)Y3 + , 2個(gè)Ba2+。晶胞最上方、 最下方分別有4個(gè)Cux+,它們分別被8個(gè)晶胞所共用；晶胞中間立方體的8個(gè)頂點(diǎn)各有 一個(gè)Cux+,它們分別被4個(gè)晶胞共用，因此該晶胞中的Cux+為n(Cux+)=S> ； 3乂，=3(個(gè))。晶胞最上方、最下方平面的棱邊上共有4個(gè)氧離子，分別被 4個(gè)晶胞共用；又在晶胞上的立方體的豎直

5、棱邊上和晶胞下方的立方體的豎直棱邊上各有4個(gè)氧離子，它們分別被4個(gè)晶胞共用；中間立方體的水平棱邊上共有 8個(gè)氧離子，它們分別被2個(gè)晶 胞共用，因此該晶胞中的氧離子個(gè)數(shù)為 n (02一)=4xl-(4-4)xl-kS>l = 7 (個(gè))。442所以晶體中丫、Ba、Cu、O原子個(gè)數(shù)比為1 ： 2 ： 3 ： 7,化學(xué)式為YB&Cu3O7。(2)設(shè)Cu的平均化合價(jià)為 x,由化合物中元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)為零可得：1X( +3)+ 2X( +2) +3X 升 7X(2) =0, x= + ；(價(jià))。Cu2+ 與 Cu3+ 原子個(gè)數(shù)之比為 2：1。0-5x74.762 Q6、【答案】(1)/.

6、o三 r gem-3 或g cm-3(2)6 ： 91【解析】(1)因?yàn)镹iO的晶體結(jié)構(gòu)與 NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相同，均為正方體。從晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個(gè)小立方體，其中小立方體的邊長(zhǎng)為Ni2+與最鄰近O2-的核間距離即點(diǎn)x 10cm,在這個(gè)小立方體中含 Ni2+:-=彳，含O2-：二 ,所以,F x 10)3xpacm3g mol 1 ,P =05x74.7是 0.5 mol NiO 具有的體積，則(立 x 1(8)-3Nacm3x p =0.5 mol X 74.73=gcm-3。解題的關(guān)鍵是確定晶胞的組成后，通過(guò) a晶體組成計(jì)算出存在的微粒數(shù)O(2)設(shè) 1 mol M0.97O 中，含有3

7、*mol+2(0.97-尤)mol=2 x mol ,Ni3+工Xmol,Ni2+為（0.97-/）mol,根據(jù)晶體顯電中性，即解得尤=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 : 91。7、【答案】（1）2?（2）3.16cmD?（3）1.37 X 8cm【解析】（1）正確應(yīng)用均攤法確定一個(gè)晶胞中包含的各粒子的數(shù)目。Yy（2）應(yīng)用基本關(guān)系式： 二二爐Y ,先求出晶胞的體積，然后卞據(jù)V=a3計(jì)算晶胞的邊長(zhǎng)。P/8、 6； sp3; V形；1 ： 2； CN ； （2） ； 6： 91；【解析】依據(jù)NaCl晶胞

8、的結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)CaO晶胞中 實(shí)際”擁有4個(gè)CaO微粒，則1 molCaO微?？尚纬蓪W(xué)個(gè)晶胞，設(shè)每個(gè)晶胞的體積為V cm3，則苧* Vx.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）；（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）；三 ；（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(shí)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(shí)2

9、P原子軌道上有2個(gè)未成對(duì)的電子，則 Q是。元素，則Z是N元素；W元素的原子結(jié)構(gòu)中 3d能級(jí)有4個(gè)未成對(duì)電子。 W是Cr元素或Fe元素, 由于W可以形成+3價(jià)的離子，因此 W只能是Fe元素。（1）Y2X2分子是乙快C2H2,結(jié)構(gòu) 式是分子中Y原子軌道的雜化類型為 sp雜化，Y2X2分子中鍵和兀鍵個(gè)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(diǎn)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

10、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(diǎn)為 一20.5C,沸點(diǎn) 為103C,易溶于非極性溶劑，由于其熔沸點(diǎn)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(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,因此該晶體中W的化合價(jià)為0。(5) A.分子晶體中，共價(jià)鍵鍵能越大，含有該共價(jià)鍵的 物質(zhì)的分子穩(wěn)定性越強(qiáng)，而分子晶體的熔沸點(diǎn)與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，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(diǎn)的高低，錯(cuò)誤； B.元素的非金屬性越強(qiáng)，其電 負(fù)性就越大。元素的非金屬性H<C<N<Q所

11、以電負(fù)性順序：Xv Yv Zv Q,正確；C.因?yàn)榫Ц衲蹸aO比KCl高，斷裂消耗的能量就越大， 所以KCl比CaO熔點(diǎn)低，正確；D.噸丫。 為弱酸，錯(cuò)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(jié)構(gòu)如圖， 根據(jù)圖示可知距一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽(yáng)離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為立方體。在一個(gè)晶胞中含Na+個(gè)數(shù)是8X1=8含有O2-個(gè)數(shù)是：8X 1/8+6 X 1/2=;4所以一個(gè)晶胞中含有 4 個(gè)Na2O,已知該晶胞密度為p g/cm3,阿伏加德羅常數(shù)為 Na,假設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)是 acm,則根據(jù)晶胞的密度計(jì)算定義式可得：m 區(qū) " ,整理可得P - V。上陰11、 (1) (

12、 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)A j X o試題分析：(1)由題意可推知 A為H元素，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(xué)式為Cu( NH3)4SQX&O(2) N、O、S三種元素中，N的2P軌

13、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(gè)電子，電子排布式是 3s23p6,軌道表示式為(4) H、。元素可形成化合物 H20與H2O2,二者之間能互溶是因?yàn)?H20與H2O2之間形 成氫鍵(5) C原子周圍形成4個(gè)共價(jià)單鍵為sp3雜化，形成2個(gè)共價(jià)單鍵和1個(gè)雙鍵是sp2雜 化；碳鉗中單鍵為 門(mén)鍵，雙鍵中有1個(gè)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(jià)鍵、配位鍵、c鍵、兀鍵，答案選ABDE;(6) A元素與E

14、元素可形成一種紅色離子化合物Y,其原子個(gè)數(shù)比為1: 1 ,則丫為CuH,與稀硝酸反應(yīng)得藍(lán)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(yīng)的化學(xué)方程式為 6CuH+16HNO3=6Cu (N03)2+3H2 T +4N0T +8H2O；該晶胞中實(shí)際含 4 個(gè) Cu, 其質(zhì)量為4XM/Na,晶胞體積為a3cm3,所以該晶胞密度的計(jì)算式為p =4X MAN33a3=rg/cm3Nj x考點(diǎn)：考查元素推斷、電離能的判斷、軌道表示式的寫(xiě)法、化學(xué)鍵的判斷、氫鍵的應(yīng)用、 化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、晶胞計(jì)算等知識(shí)12、0.920.82663.03 X 110根據(jù)NaCl晶體結(jié)構(gòu)，1個(gè)NaCl晶胞是由8個(gè)小立方

15、體如下圖(1)構(gòu)成的。每個(gè)小立 方體含1/2個(gè)NaCl,同理在FexO晶體中，每個(gè)小立方體含1/2個(gè)FexO,完整晶體中如(1)每個(gè)小立方體的質(zhì)量為：m=p V=5.71 g c-m<'(" 7" 】 11 LTlliri)3=5.60 X -20 g。M (FexO) =2m Na=2 X 5.60 乂23gx 6.02 寸31mol-1=67.4 g m ol-1。56.0 g mol-1 x x+16.0 gnol-1 x 1=67.4 gnol -1x=0.92；(2)設(shè) 1 mol Fe0.92O 中，n(Fe2+)=y mol,則：n(Fe3+)=

16、(0.92-y)mol。根據(jù)化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零的原則：2Xymol+3 x (0.92-y mol)+(-2)x ,1 y=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(jié)構(gòu)可知，陰陽(yáng)離子的配位數(shù)均為 6,故與某個(gè)Fe2+(或Fe3+)距離最近且等距離的O2-的個(gè)數(shù)為6；.,一 匚 d_cl”(4)如圖(1),鐵兀素離子間的距離 r=W kt=1.414 X4.28 *伯m苗=3.03 X 110m。13、23.16 X 801.37 X 180【解析】(1)利用均攤法計(jì)算；(2)根據(jù)p =m/V計(jì)算體積，

17、根據(jù)體積計(jì)算邊長(zhǎng)；(3)根據(jù)邊長(zhǎng)計(jì)算原子半徑。【詳解】(1)晶胞中鴇位于晶胞的頂點(diǎn)和體心，晶胞平均含有8X 1/8+1=2個(gè)鴇原子；(2)設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為 x,已知金屬鴇的密度為dgcm-3,鴇的相對(duì)原子質(zhì)量是M,則晶胞的體積為x3cm3,晶胞的質(zhì)量為2M/N a,則有d=2M/NAx3,*"a=；焉:(3)因邊長(zhǎng)犒:m ,設(shè)半徑為r,原子緊密相鄰，則條=。I 37 7b * =1.37 X 10 cm .14、【答案】(1) YBaCu3Oz? (2)：價(jià)？ n (CiF) : n (Cu3+)= 2 ： 1【解析】(1)由題圖所示晶胞可知：一個(gè)晶胞中有1個(gè)Y3+, 2個(gè)Ba2+。晶

18、胞最上方、最下方分別有4個(gè)CU<+,它們分別被8個(gè)晶胞所共用；晶胞中間 立方體的8個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)Cux+,它們分別被4個(gè)晶胞共用，因此該晶胞中 的C4為n (Cux+)二名/十以:3 (個(gè))。晶胞最上方、最下方平面的棱4 b邊上共有4個(gè)氧離子，分別被4個(gè)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(gè)氧離子，它們分別被4個(gè)品胞共用；中間立方體的水平棱邊上共有 8個(gè)氧離子，它們分別被2個(gè)晶胞共 用，因此該晶胞中的氧離子個(gè)數(shù)為 n (O2 ) =4xl-(4-4)xl-bS>l = 7 (個(gè))。442所以晶體中丫、Ba、Cu> O原子個(gè)數(shù)比為1 ：

19、2 ： 3 ： 7,化學(xué)式為YBqCusOz。(2)設(shè)Cu的平均化合價(jià)為x,由化合物中元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)為零可得：1X (+3) +2X( + 2) +3X 升 7X(2) =0, x=+：(價(jià))。CiT 與 CiT 原 子個(gè)數(shù)之比為2： 1。15、【答案】(1)面心立方晶胞 (2)4.2 x f0g63.21 (4)127.26 pm【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(zhǎng)為360 pm,可得晶胞的體積為(3.6 x 1g)3cm3o根據(jù)質(zhì)量 =密度鄧積，可得晶胞的質(zhì)量=9.0 g/cm3 X (3.6 X8)(Cm34.2 X f0go金屬的摩爾質(zhì)量= Na A個(gè)

20、原子的質(zhì)量= 6.02 X 20x 4.2 X 120 63.21 (g/mol),相對(duì)原子質(zhì)量在數(shù)值上等于該元素的摩爾質(zhì)量。(4)在面心立方晶胞 中，設(shè)原子的半徑為r,則晶胞的邊長(zhǎng)=寶，因此，金屬原子的原子半徑為 = gx360 pm = 127.26 pm16、【答案】?jī)蓚€(gè)距離最近的 Na+中心間的距離d =00 =4.0 乂 1-0cm?！窘馕觥繌纳鲜鯪aCl晶體結(jié)構(gòu)模型中分割出一個(gè)小立方體，如圖中所示：其 中a代表其邊長(zhǎng)，d代表兩個(gè)Na+中心間的距離。由此小立方體不難想像出頂點(diǎn)上的每個(gè)離子均為8個(gè)小立方體所共有。因此小立方體含Na+:4 X 1/8=1/2,含C-:4 X 1/8=1/

21、2|3每個(gè)小立方體含有1/2個(gè)(Na+-C-)離子對(duì)，每個(gè)小立方體的質(zhì)量-，一 .,5&5g .帆。/13K 1_602x10 工訓(xùn)口廠 三=2 lg-cm3 ，解得:4 =2.81 X T0Cm 兩個(gè)距離最近的Na+中心間的距離= = 區(qū) =4.0 x T0Cm。17、【解析】(1)鋅原子為30號(hào)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(jié)構(gòu)，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(diǎn)(872 C), ZnF2為離子晶

22、體，故含有離 子鍵；根據(jù)ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnC2、ZnBi2、Znb能夠溶于乙 醇、乙醍等有機(jī)溶劑，可推知 ZnC2、ZnBr2、ZnI2為分子晶體，含 有共價(jià)鍵，分子極性較小。(4) ZnCQ中，陰離子co3中"鍵=3,孤電子對(duì)數(shù)=-(4+2-3X2) 2=0所以價(jià)電子對(duì)數(shù)=3+0=3, CO2空間構(gòu)型為平面三角形，碳原子 的雜化形式為sp2o(5)結(jié)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(zhǎng)為a cm,可求六棱柱底面積 =6x2xaxax22 Tsin60 =6x 1六棱柱高為c cm,則六棱柱的體積=6X ；"'；一個(gè)金屬鋅晶胞中含有鋅原子數(shù)=12X 1+2 X 1+3=6，然后根據(jù)密»XM 65X6自4、1芭八 jX 6X Xc度的計(jì)算公式： 答案：(1) Ar3d104s2 (2)大于”Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子(3)離子鍵 ZnF2為離子化合物，ZnC2、ZnBr2、Znl2的化學(xué)鍵以共價(jià)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11114 14718、【答案】3d104s24p3 3 N>As>Ga sp3 12 (-