1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。高考热点专项练(二十一)晶体综合计算专练(建议用时20分钟)1(1)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞棱长为a nm、FeS2相对分子质量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_gcm3；晶胞中Fe2位于S所形成的正八面体的棱上和体心，该正八面体的边长为_nm。(2)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。R的晶体密度为d gcm3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个(N5)6(H3O)3(N
2、H4)4Cl单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为_。(3)MgO具有NaCl型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a0.420 nm，则r(O2)为_nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a0.448 nm，则r(Mn2)为_nm。【解析】(1)该晶胞中Fe2位于棱上和体心，个数为1214，S位于顶点和面心，个数为864，故晶体密度为1021 gcm3；根据晶胞结构，S所形成的正八面体的棱长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞棱长的，故该正八面体的棱长为a nm。(2)该晶胞的体积为(a107 cm)3，根据M(a10
3、7)3d，可求出y1021。(3)因为O2采用面心立方最密堆积方式，所以面对角线长度是O2半径的4倍，则有4r(O2)22a2，解得r(O2)0.420 nm0.148 nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构可得2r(Mn2)2r(O2)a，代入数据解得r(Mn2)0.076 nm。答案：(1)1021a(2)1021(3)0.1480.0762(1)钒的某种氧化物晶胞结构如图1所示。该氧化物的化学式为_，若它的晶胞参数为x nm，则晶胞的密度为_gcm3。(2)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图2所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。【解析】(1)由晶胞可知，V位于顶点和体心，阳离子
4、个数为182，O有4个位于面心，2个位于体心，则阴离子个数为424，阴、阳离子数目之比为4221，该氧化物的化学式为VO2；晶胞棱长为x nmx107 cm，晶胞体积V1021x3 cm3，一个晶胞的质量m，则密度 gcm3 gcm3。(2)Cu原子位于面心，个数为63，Ni原子位于顶点，个数为81，铜原子与镍原子的数量比为31。答案：(1)VO2(2)313某氮化铁的晶胞结构如图所示：(1)原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中，原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，)；C为(0，1，1)。则D原子的坐标参数为_。(2)若该晶体的密度是 gcm3，则晶胞中两个最近的Fe的核间
5、距为_cm(用含的代数式表示，不必化简)。【解析】(1)D位于该晶胞侧面的面心，可知其坐标参数为(1，)。(2)该晶胞中Fe的个数为864，N的个数为1。设两个最近的Fe核间距为x cm，晶胞的棱长为a cm，则a2x，故ax。则 gcm3(x cm)3，x。答案：(1)(1，)(2)4(1)某磷青铜晶胞结构如图所示。则其化学式为_。该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有_个，这些Sn原子所呈现的构型为_。若晶体密度为8.82 gcm3，最近的Cu原子核间距为_pm(用含NA的代数式表示)。(2)钴的一种化合物晶胞结构如图所示。已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B点为(_，0，)，则C点的
6、原子坐标参数为_。已知晶胞参数a0.548 5 nm，则该晶体的密度为_gcm3(列出计算表达式即可)。(3)NaCl晶体在50300 GPa的高压下和Cl2反应，可以形成一种新晶体，其立方晶胞如图所示(大球为Cl，小球为Na)。若A的原子坐标为(0，0，0)，B的原子坐标为(，0，)，则C的原子坐标为_。晶体中，Cl构成的多面体包含_个三角形的面，与Cl紧邻的Na个数为_。已知晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为_gcm3(列出计算式)。【解析】(1)根据晶胞结构可知，每个晶胞中含有的Sn原子个数81，Cu原子个数63，P位于体心，原子个数为1个，则其化学式为SnC
7、u3P。该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有4个，位于面的4个顶点上，因此这些Sn原子所呈现的构型为正方形。根据晶胞结构可知最近的Cu原子核间距为面对角线的一半，晶胞的棱长是1010 pm，所以最近的Cu原子核间距为1010 pm。(2)已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B是面心，B点的原子坐标参数为(，0，)；C是体心，则C点的原子坐标参数为(，)。立方晶胞顶点粒子占，面上粒子占，晶胞内部粒子为整个晶胞所有，因此一个晶胞中含有Ti4的个数为81，O2的个数为63，Co2的个数为1，取1 mol晶胞，则1 mol晶胞的质量为155 g，晶胞参数a0.548 5 nm0.548 5107
8、cm，则一个晶胞的体积V(0.548 5107)3 cm3，因此晶体的密度 gcm3。(3)根据几何关系，C原子位于立方体的右侧面上，高度为立方体高度的一半，坐标应为(1，)；该晶胞中，Cl构成的多面体共有12个顶点，每个顶点为5个三角形共用，每个三角形平均占用3个顶点，因此共包含20个三角形面，与Cl紧邻的Na有4个；晶胞中，Na分别位于顶点和体心，晶胞中Na的个数为共有812，12个Cl都处于面上，晶胞中Cl的个数为有126，因此晶胞密度1030 gcm3。答案：(1)SnCu3P4正方形1010(2)(，)(3)(1，)20410305(1)金属钛有两种同素异形体，常温下是六方堆积，高温
9、下是体心立方堆积。如图所示是钛晶体的一种晶胞，晶胞参数a0.295 nm，c0.469 nm，则该钛晶体的密度为_gcm3(用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。(2)Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐的晶胞结构如图所示(Ti4位于立方体的顶点，Ca2处于立方体的中心)。该晶体中，Ti4和周围_个O2相紧邻；若该晶胞的密度为d gcm3，则钛氧键的键长为_pm(用含NA的代数式表示)。(3) NiAs的晶胞结构如图所示。镍离子的配位数为_。若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体密度为 gcm3，则该晶胞中最近的砷离子之间的距离为_pm。【解析】(1)每个晶胞含Ti原子数为12326
10、，晶胞质量是 g，晶胞的体积是(2.95108)24.69108 cm3，根据 gcm3。(2)由晶胞结构图可知，Ca2位于体心，O2位于面心，该晶体中每个顶点Ti4与面心的O2相邻，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，晶体中Ti4周围相紧邻的O2数目为3812；如图晶胞中Ti4个数为81，Ca2个数为1，O2个数为63，令晶胞棱长为x pm，则d，x1010，则钛氧键的键长为1010 pm。(3)该晶胞中含有的Ni3数目为864，含有的As3数目为4，由图可知砷离子的配位数为4，则镍离子的配位数也为4；设其棱长为a cm，其质量为 g，所以a，而As3位于其晶胞的体心，两个As3间
11、的距离相当于面对角线的一半，即为1010 pm。答案：(1)(2)121010(3)41010【加固训练拔高】甲烷是重要的清洁能源，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm。(1)常温常压下不存在甲烷晶体。从微粒间相互作用的角度解释，其理由是_。(2)甲烷分子的配位数为_。(3)A分子中碳原子的坐标参数为(0，0，0)，则B分子中碳原子的坐标参数为_。(4)甲烷晶体的密度为_gcm3。【解析】(2)甲烷分子的配位数为12。(4)晶胞中甲烷分子个数864，晶胞体积V(a107 cm)3， gcm3 gcm3。答案：(1)甲烷是分子晶体，分子间作用力很小，导致其熔、沸点低于常温(2)12(3)(0.5a，0.5a，a)(4)关闭Word文档返回原板块