《历届初中化学初赛有关晶体试题精选题》

1、历年全国初赛有关晶体试题精选（98）5钨酸钠na2wo4和金属钨在隔绝空气的条件下加热得到一种具有金属光泽的、深色的、有导电性的固体，化学式naxwo3，用x射线衍射法测得这种固体的立方晶胞的边长a3.80×1010m，用比重瓶法测得它的密度为d7.36g/cm3。已知相对原子质量：w 183.85，na 22.99，o 16.00，阿伏加德罗常数l6.022×1023mol1。求这种固体的组成中的x值（2位有效数字），给出计算过程。（12分）【评析】（1） 阿伏加德罗数是中学化学的一个重要概念，几乎出现在历届高考题中。阿伏加德罗数是如何测得的呢? 测定已知确切化学组成和晶

2、系的纯净晶体的密度是获得阿伏加德罗数的实验方法之一。关系式是：dvlzm，其中d是密度，v是一个晶胞的体积，l是阿伏加德罗数（因奥地利人劳施密特loschmidt第一个测定了阿伏加德罗数，国际上习惯用劳施密特的第一个字母l作为阿伏加德罗数的符号），如果一个晶胞里的原子数相当于化学式表达的原子数（z=1），该乘积就等于该物质的摩尔质量m了。如果z不等于1，乘积dvl当然等于zm。在这一实验方法中，d，v，m都是测定值，都会影响阿伏加德罗数的准确性。本题是这个重要实验方法的逆运算，而且也是一种获得化学组成的常规实验方法。（2）试题告诉我们naxwo3（即钨青铜；试题可能有意不给出名称）属于立方晶系

3、，晶胞边长a3.80×1010m，这等于就告诉我们晶胞体积vcella35.49×1029m3。试题也给了密度d和阿伏加德罗数l，因而可以得到：dvl7.36×103 kg/m3×5.49×1029m3×6.022×1023 mol1243 g/mol然而试题并没有告诉我们z=？，也没有告诉我们naxwo3中的x=？这就要进行假设。这是解题的关键。命题人认为这体现一种科学方法。试题明确要求计算过程, 也就是考察学生能否领悟而且表述出这个科学方法（而且对这一点给了全题1半的分值）。首先，试题告诉我们钨青铜是钨酸钠用钨还原的产物

4、，这就告诉我们x一定大于零，小于2。若先假设为1，又假设z1，则得：zm'= m(w)3m(o)m(na)254.84g/molzm'与dvl对比, 说明z1的假设是正确的，因x的取值不会造成成倍的差别。于是就可以用dvlm(naxwo3)的关系式求出x，得到x(243183.948.0)/22.990.48（若作连续运算也可能得到0.49，试题要求2位有效数字，得到0.48或者0.49都是正确答案）。（00）4理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。多面体的面叫晶面。今有一枚mgo单晶如附图1所示。它有6个八角形晶面和8个正三角形晶面。宏观晶体的晶面是与微观晶胞中一定取向的截面

5、对应的。已知mgo的晶体结构属nacl型。它的单晶的八角形面对应于它的晶胞的面。请指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符号表示原子，至少画出6个原子，并用直线把这些原子连起，以显示它们的几何关系）。（6分）【答案】 ；所有原子都是mg（3分） 所有原子都是o（3分）注：画更多原子者仍应有正确几何关系；右图给出了三角形与晶胞的关系，不是答案。5最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是_。【答案】ti14c13（2分）说明：凡按晶胞计算原子者得零分。（01）第5题（5分）今年3月发现硼化镁在39k呈超导性，可

6、能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，像维夫饼干，一层镁一层硼地相间，图51是该晶体微观空间中取出的部分原子沿c轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。51 由图51可确定硼化镁的化学式为： 。52 在图5l右边的方框里画出硼化镁的一个晶胞的透视图，标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子（镁原子用大白球，硼原子用小黑球表示）。abc，c轴向上图51硼化镁的晶体结构示意图答案：第5题（5分）5-1 mgb2 （2分）（注：给出最简式才得分） 或 a = b c，c轴向上（3分） 5-2

7、（注：任何能准确表达出mgb12的晶胞都得满分，但所取晶胞应满足晶胞是晶体微观空间基本平移单位的定义，例如晶胞的顶角应完全相同等。）（01）第11题（10分）研究离子晶体，常考察以一个离子为中心时，其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为d，以钠离子为中心，则：111 第二层离子有 个，离中心离子的距离为 d，它们是 离子。112 已知在晶体中na离子的半径为116pm，cl离子的半径为167pm，它们在晶体中是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。113 纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大，这是它的许多特殊性质的原因，假设

8、某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状，求这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比。114 假设某氯化钠颗粒形状为立方体，边长为氯化钠晶胞边长的10倍，试估算表面原子占总原子数的百分比。答案：第11题（10分）12， ，钠 (各1分，总3分)11-2 晶胞体积v2×(116pm167pm)3181×106pm3 离子体积 v4x (4/3)(116pm)34x (4/3)(167pm)3104×106 pm3 v/v57.5% （1分）（有效数字错误扣1分,v和v的计算结果可取4位，其中最后1位为保留数字，不扣分。）11-3表面原子为8(顶角)6

9、(面心) 12(棱中心)26总原子数为 8(顶角)6(面心)12(棱中心)+1(体心)27表面原子占总原子数 26/27×100%96 %（1分）注：26和27均为整数值，比值26/27是循环小数0.962, 取多少位小数需根据实际应用而定, 本题未明确应用场合，无论应试者给出多少位数字都应按正确结果论。11-4 计算分两个步骤：步骤一：计算表面原子数。可用n2、3的晶胞聚合体建立模型，得出计算公式，用以计算n10。例如，计算公式为：8(n1)×12n×12(n1)2×6n2x6(n1)×n×2×6 顶角 棱上棱交点 棱上棱

10、心 面上棱交点 面上面心 面上棱心n10，表面原子总数为2402 （2分）步骤二：计算晶胞聚合体总原子数：n3×88 ×7/8(n1)×12×3/4n×12×3/4(n1)2×6/2n2×6/2(n1)×n×2×6/280007 81 90 243 300 5409261 （2分）表面原子占总原子数的百分数： (2402/9261)×100%26% （1分） （总5分）（注：本题计算较复杂，若应试者用其他方法估算得出的数值在26% 左右2个百分点以内可得3分，3个百分点以内可

11、得2分，其估算公式可不同于标准答案，但其运算应无误。本题要求作估算，故标准答案仅取整数，取更多位数不扣分。）（02）第5题（13分）六配位（八面体）单核配合物ma2(no2)2呈电中性；组成分析结果：m 21.68%, n 31.04%, c 17.74%；配体a含氮不含氧；配体 (no2)x 的两个氮氧键不等长。51。该配合物中心原子m是什么元素？氧化态多大？给出推论过程。52。画出该配合物的结构示意图，给出推理过程。53。指出配体 (no2)x在“自由”状态下的几何构型和氮原子的杂化轨道。54。除本例外，上述无机配体还可能以什么方式和中心原子配位？用图形回答问题。 51。 nm : nn

12、= 21.68/mm : 31.04/14 = 1 ：（2y + 2） ma = 19.56x(y+1) y2（设y为其他自然数均不合题意），得 mm = 58.7 (g/mol) 查周期表，m = ni 由配体 (no2)x 的两个氮氧键不等长，推断配体为单齿配体，配位原子为o， 故配体为no2-，因此，ni的氧化数为+2。（4分） （推理过程合理都给分，不合理, 即使结果正确也扣2分。） 52。 设配合物中碳原子数为nc，则：nc : nn = 17.74/12 : 31.04/14 = 0.667 已知 nn = 2x2+2 = 6, 所以，nc = 0.677x6 = 4 求出摩尔质量，由于剩余量过小