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1、高三化学每天练习20分钟分摊法计算晶体的化学式（有答案和详细解析）一、选择题1.在下列离子晶体空间结构示意图中，代表阳离子，代表阴离子。若M代表阳离子，N代表阴离子，则化学式为MN2的晶体结构是()答案B解析A项，阳离子位于顶点和面心，晶胞中平均含有阳离子的数目为864，阴离子位于体心，晶胞中含有的阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为41，化学式为M4N，错误；B项，阳离子位于顶点，晶胞中平均含有阳离子的数目为4，阴离子位于体心，晶胞中含有的阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为112，化学式为MN2，正确；C项，阳离子位于顶点，晶胞中平均含有阳离子的数目为3，阴离子
2、位于体心，晶胞中含有的阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为138，化学式为M3N8，错误；D项，阳离子位于顶点，晶胞中平均含有阳离子的数目为81，阴离子位于体心，晶胞中含有的阴离子数目为1，故该晶胞中阳离子和阴离子的个数比为11，化学式为MN，错误。2.金属晶体的常见晶胞结构有a、b、c分别代表的三种结构示意图，则图示结构内金属原子个数比为()A321 B1184C984 D21149答案A解析图a中所含原子的个数为12236，图b中所含原子的个数为864，图c中所含原子的个数为812。3.石墨晶体是层状结构，在每一层内，每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视
3、图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是()A10 B18C24 D14答案D解析每个六元环平均占有的碳原子数为62，7个六元环完全占有的碳原子数为2714。4.钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中不正确的是()A该晶体属于离子晶体B晶体的化学式为BaO2C该晶体的晶胞结构与CsCl相似D与每个Ba2距离相等且最近的Ba2共有12个答案C解析图示晶体中含有Ba2和O，则该晶体属于离子晶体，A项正确；该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似，所以与每个Ba2距离相等且最近的Ba2共有12个，C项不正确，D项正确；在1个NaCl晶胞中含有4个Na和4个Cl，
4、因此该氧化物的1个晶胞中含有4个Ba2和4个O，晶体的化学式应为BaO2，B项正确。5.已知CsCl晶体的密度为 gcm3，NA为阿伏加德罗常数的值，相邻的两个Cs的核间距为a cm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为()ANAa3 B.C. D.答案A解析该立方体中含1个Cl，Cs数目为81，根据V知，MVNAa3NA，以gmol1为单位时摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量是a3NA。6.如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是()ANaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体BNaCl和CsCl晶体中阴、阳离子个数比相同CNaCl和CsCl晶体中阳离子
5、的配位数分别为6和8DNaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，所以阳离子与阴离子的半径比相同答案D解析NaCl和CsCl都是由阴、阳离子通过离子键构成的晶体，阴、阳离子个数之比都为11，则都属于AB型的离子晶体，故A、B正确；结合题图可知，NaCl为面心立方结构，钠离子的配位数为6，CsCl为体心立方结构，铯离子的配位数为8，故C正确；NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，但钠离子半径小于铯离子半径，则NaCl的阳离子与阴离子的半径比小于CsCl的，故D错误。7.一种离子晶体的晶胞如图所示。其中阳离子A以表示，阴离子B以表示。关于该离子晶体的说法正确的是()A阳离子的配位数为8，化学式为
6、ABB阴离子的配位数为4，化学式为A2BC每个晶胞中含4个AD每个A周围有4个与它等距且最近的A答案C解析用均摊法可知，晶胞中含有阳离子数为864，阴离子显然是8个，故化学式为AB2，A、B项错误；每个A周围最近且等距离的A有12个(类似于干冰晶体)，D项错误。8. 有一种蓝色晶体可表示为：MFey(CN)6，经研究发现，它的结构特征是Fe3和Fe2互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法错误的是()A该晶体的化学式为MFe2(CN)6B该晶体熔融可导电，且属于化学变化C该晶体属于离子晶体，M呈2价D晶体中与每个Fe3距离最近且等距离
7、的CN有6个答案C解析三价铁离子和二价亚铁离子在顶角上，每个离子被八个晶胞共用，故每个晶胞中三价铁离子的数目为40.5，同理二价亚铁离子的数目为0.5，氰根离子位于棱上，被四个晶胞共用，故每个晶胞中氰根离子的数目为123，已知化学式为MFey(CN)6，晶胞中离子个数比为Fe3Fe2CN116，故晶体的化学式为MFe2(CN)6，A项正确；M呈1价，C项错误；晶体中与每个Fe3距离最近且等距离的CN有6个，D项正确。二、非选择题9.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：(1)Ni原子的核外电子排布式为_。(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同：Ni2和
8、Fe2的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO_(填“”)FeO。(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为_、_。(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为_。答案(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或Ar3d84s2)(2)(3)66(4)LaNi5解析(2)NiO、FeO都属于离子晶体，熔点高低受离子键强弱影响，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。(3)因为NiO晶体结构与NaCl的相同，而NaCl晶体中Na、Cl的配位数都是6，所以，NiO晶体中Ni2、O2的配位数也是6。(4)根据晶胞结构可计算，一个合金
9、晶胞中，La原子数81，Ni原子数185。所以该合金的化学式为LaNi5。10.如图所示为高温超导领域里的一种化合物钙钛矿的晶胞结构。(1)在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它距离最近且相等的钛离子有_个，钙离子有_个。(2)该化合物的化学式为_。(3)若钙、钛、氧三种元素的相对原子质量分别为a、b、c，晶胞的边长(钛离子之间的距离)为d nm(1 nm1109 m)，则该晶体的密度为_ gcm3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。答案(1)68(2)CaTiO3(3)解析(1)每个钛离子周围与它距离最近且相等的钛离子有6个(上、下、前、后、左、右各1个)，每个钛离子周围与它距离最近且相等的
10、钙离子有8个。(2)该正六面体结构单元中，钙离子位于晶胞的体心，故钙离子数为1。钛离子位于顶角，钛离子数为81，氧离子位于棱上，氧离子数为123。因此，该化合物的化学式为CaTiO3。(3)由(2)可知，1个晶胞的质量m g，体积V(d107 cm)3d31021 cm3，则晶体的密度 gcm3。11(1)Cu的一种氯化物晶胞结构如图所示(黑球表示铜原子，白球表示氯原子)，该氯化物的化学式是_。若该晶体的密度为 gcm3，以NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的边长a_nm。(2)用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如图)，已知该晶体的密度为9.00 g
11、cm3，Cu的原子半径为_cm(阿伏加德罗常数的值为NA，只要求列式表示)。(3)一种铜金合金晶胞如图所示(Au原子位于顶点，Cu原子位于面心)，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为_，若该晶胞的边长为a pm，则合金的密度为_gcm3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。答案(1)CuCl(2) (3)13解析(1)晶胞中铜原子的个数是4，氯原子的个数是864，所以该氯化物的化学式为CuCl。根据mV可知(a107 cm)3 gcm399.5 gmol1，解得a nm。(2)Cu的晶胞为面心立方最密堆积，根据晶胞的结构图可知，晶胞中含有铜原子数为864，设晶胞的边长为
12、a cm，则a3 cm3 gcm3NA mol1464 gmol1，所以a ，晶胞面对角线为a cm，面对角线的为Cu原子半径，所以Cu原子半径为 cm。(3)在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，该晶胞中Au原子个数为81，Cu原子个数为63，所以该合金中Au原子与Cu原子个数之比为13，晶胞体积V(a1010 cm)3，每个晶胞中铜原子个数是3、Au原子个数是1，则 gcm3 gcm3。12. (1)镧系合金是稀土系储氢合金的典型代表，由荷兰菲利浦实验室首先研制出来。它的最大优点是容易活化。其晶胞结构如图所示：则它的化学式为_。(2)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各
13、原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为(，0，)；C为(，0)。则D原子的坐标参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a565.76 pm，其密度为_ gcm3(列出计算式即可)。(3)GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与As以_键结合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。答案(1)LaNi5(2)(，)107(3)原子晶体共价10
14、0%解析(1)根据晶胞结构图可知，晶面上的原子为2个晶胞所共有，顶角上的原子为6个晶胞所共有，内部的原子为整个晶胞所有，所以晶胞中La原子个数为3，Ni原子个数为15，则镧系合金的化学式为LaNi5。(2)对照晶胞图示、坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置(体对角线处)，由B、C点坐标可以推知D点坐标。锗晶胞类似金刚石晶胞 ,1个晶胞含有8个锗原子，107 gcm3。(3)根据晶胞结构示意图用均摊法计算出1个晶胞中含有As原子的个数：864，再通过观察可知1个晶胞中含有4个Ga原子。4个As原子和4个Ga原子的总体积V14(1030r1030r) cm3；1个晶胞的质量为4个As原子和4个Ga原子的质量之和，即() g，所以1个晶胞的体积V2(MAsMGa) cm3。最后由V1/V2即得结果。