人教版2020高考化学第12章(物质结构与性质)第3节1)晶体与晶胞讲与练(含解析)

1、第 12 章（物质结构与性质）李仕才第三节晶体结构与性质12考点一晶体与晶胞1晶体与非晶体k匕较品体IP-晶体结构特征结构粒子周期性有正 排列结构粒子包排列性质特征自范性直无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性二者区 分方法间接方法：测定其是否有固定的熔点科学方法：刻固体进行X-射线衍射实验2.晶胞概念描述晶体结构的基本单元。(2)晶体中晶胞的排列一一无隙并置无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。并置：所有晶胞平行排列、取向相同。形状：一般而言晶胞都是平行六面体。(3)晶胞中粒子数目的计算一一均摊法晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得1的份额就是-On长方体

2、(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算：其顶非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，点 （1 个碳原子） 被三个六边形共有，每个六边形占1/3 。判断正误（正确的打“，”，错误的打“X”）1 .晶体的熔点一定比非晶体的熔点高。（X ）2 .具有规则几何外形的固体一定是晶体。（X ）3 .固态物质一定是晶体。（x ）4 .冰和固体碘晶体中相互作用力相同。（X ）5 .固体SiO2 一定是晶体。（X ）6 .缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中会慢慢变为完美的立方体块。（V ）7 .通过X-射线衍射实验的方法可以区分晶体和非晶体。（ V ）8 .晶胞是晶体中的最

3、小的“平行六面体”。（x ）9晶体和非晶体的本质区别是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。（v ）10.立方晶胞中，顶点上的原子被4个晶胞共用。（X ）1具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如切割整齐的玻璃。2晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行六面体”。3在使用均摊法计算晶胞中粒子个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用，如六棱柱晶胞中，顶点、 侧棱、 底面上的棱、面心依次被6、 3、4、2 个晶胞所共有。一、晶胞中粒子数目的计算和化学式的确定1 .磁光存储的研究是Williams等在1957年使Mn和B

4、i形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内)，则该晶体物质的化学式可表示为()A. MnBi B. MnBi C. MnBi3D. MnBi 3解析：由晶体的结构示意图可知：白球代表Bi原子，且均在六棱柱内，所以 Bi为6人e ，、一 一人、，、，111个。黑球代表 Mn原子，个数为：12X示+ 2X g+1 + 6X鼻=6(个)，则二者的原子个数比为 6：6 623=1 : 1。答案：B2 . Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。在1个晶胞中，Zn离子的数目为。(2)该化合物的化学式为。11解析：从晶胞图分析，含有 Zn离子为

5、8X-+6X - = 4o S为4个，所以化合物中Zn与82S数目之比为1 ： 1,则化学式为 ZnSo答案：4 ZnS3 .利用“卤化硼法”可合成含 B和N两种元素的功能陶瓷， 如图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为,该功能陶瓷的化学式为 解析：B的原子半径比N大，因而结构示意图中大球代表B原子，利用晶胞结构可计算出每个晶胞中含有 2个B和2个N,化学式为BN3答案：2 BN4 .如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：试写出：（1）甲晶体化学式（X为阳离子）为。（2）乙晶体中A B C三种微粒的个数比是 。（3）丙晶体中每个D周围结合E的个数是 。一 - 、一，11.斛析：（1）甲

6、中X便于立方体体心，算作1,Y便于立方体顶点，头际占有：3><4=、,X： Y（个 82 一，1-1,数比）=2 ： 1,所以甲的化学式为 X2Y。（2）乙中A占有：-X8= 1 , B占有3X6=3, C占有1,由此推出A： B： C(个数比)=1 ： 3： 1。(3)丙中每个D周围的E的个数与每个 E周围D的个 数相同，每个E周围有8个D,所以每个D周围有8个E。答案：(1)X2Y (2)1 ：3：1(3)8二、晶体的密度及微粒间距离的计算5.。和Na能够形成化合物 F,其晶胞结构如图所示，晶胞参数a =0.566 nmi F的化学式为;晶胞中。原子的配位数为 ;列式计算晶体

7、F的密度(g - cm 3)。解析：CT半径大于Na+半径，由F的晶胞结构可知，大球代表 O2，小球代表Na+,每11个晶胞中含有C2个数为8X+6X展=4,含有Na个数为8,故C2、Na离子个数之比为4： 882=1： 2,从而推知F的化学式为Ns2O。由晶胞结构可知，每个。原子周围有8个Na原子,故。原子的配位数为 8。晶胞参数a= 0.566 nm= 0.566 x 10 -7 cm,则晶胞的体积为(0.566 x 107 cm)3,从而可知晶体F的密度为4X 62 g mol0.566 X 10 7 cm 3X6.02 X 10 23 mol-i = 2.27 g-3 cm 。答案：N

8、s2O 84X 62 g mol0.566 x 10 7 cm3X 6.02 x 10 23 mol-3= 2.27 g cmX(,)位于立方体顶点，Y(O)位于立方体中心。6 .某离子晶体晶胞的结构如图所示,试分析:(1)晶体中距离最近的 2个X与1个Y形成的夹角/ XYX是。(2)设该晶体的摩尔质量为 M g - mol 1,晶体的密度为 p g - cm 3,阿伏加德罗常数的 值为NA,则晶体中两个距离最近的X之间的距离为 cm。解析：(1)若将4个X连接，构成1个正四面体，丫位于正四面体的中心，可联系 CH 的键角，知/ XYX= 109° 28'。(2)摩尔质量是指

9、单位物质的量的物质的质量，数值上等于该物质的相对分子(或原子) .1 . 31质量。由题意知，该晶胞中含有2个XY2或Y2X,设晶胞的边长为 a cm,则有pa NA= 2M a则晶体中两个距离最近的X之间的距离为 V2 M2pNa答案：(1)109 ° 28'(2)啦、XX及很强的储氢能力,7 .例馍合金、铜钙合金及铺钻合金都具有相同类型的晶胞结构 其中铜钙合金的晶胞结构如图所示。试回答下列问题:(1)在元素周期表中 Ca位于 区。(2)铜原子的基态原子核外电子排布式为 (3)已知例馍合金LaNin晶胞体积为9.0 X 10 23 cm3,储氢后形成 LaNinH4.5的合

10、金(氢进 入晶胞空隙，体积不变),则LaNin中，n=(填数值)；氢在合金中的密度为11解析：(3)由铜钙合金的晶胞结构图知，铜、钙合金中，N(Cu) = 12X- + 6X2+6=15,11 N Ca 31N(ca) = 12x 6+2x5=3, N=5,因僦臬合金与铜钙合金的晶胞结构相同，则在, 11,一 一，一一33LaNin中n=5, n=5。1 mol合金中含有NA个该合金的日日胞，则P - 9.0 x 10 cm - NA= M4.5 g39.0 X 10 23 cm3x 6.02 X 10230.083 gcm。答案：(1)s(2)1s 22s22p63s23p63dZs1 或A

11、r3d 104s1(3)50.083 g cm 38 .立方氮化硼和金刚石是等电子体，其晶胞结构如图所示，则处于晶胞顶点上的原子的配位数为,若晶胞边长为361.5 pm ,则立方氮化硼的密度是gcm-3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。 . 一一 ,一 一 25解析：一个立方氮化硼晶胞中含有4个N原子和4个B原子。一个晶胞的质量为 rX4 g,一个立方氮化硼晶胞的体积是(361.5 pm) 3,因此立方氮化硼的密度是25X43361.5X10T0 3XNa g cm °答案：425X4361.5 X 10 -0 3XNa9. (1)用晶体的X-射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结 果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为 361 pm。又知铜的密度为 9.00 g - cm 3,则铜晶胞 的体积是 cnf、晶胞的质量是 g,阿伏加德罗常数为列式计算，已知 Ar(Cu) = 63.6。(2)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a g - cm 3, NA表示阿伏加德罗常数，则 CaO晶胞体积为 cm3o解析：(1)体积是a3;质量=体积x密度；一个体心晶胞含4个原子，则摩尔质量=四分之一 X晶胞质量XN A,可求NAo(2)因为CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构。所以1一个晶胞中有四个钙离子和四个氧离子