2019高考化學(xué)第12章(物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì))第3節(jié)晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點(diǎn)(1)晶體與晶胞講與練(含解析)

1、第 12 章(物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì))李仕才考點(diǎn)一晶體與晶胞 JIOHUZHlSHIZAIGOhGGU識(shí)回顧i 晶體與非晶體比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)粒子周期性有序排列結(jié)構(gòu)粒子無序排列性質(zhì) 特征自范性P直無熔點(diǎn)不固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性二者區(qū)分方法1間接方法:測(cè)定其是否有固定的熔點(diǎn)2科學(xué)方法：對(duì)固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(yàn)2.晶胞(1)概念描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。晶體中晶胞的排列一一無隙并置1無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙2并置：所有晶胞平行排列、取向相同。3形狀：一般而言晶胞都是平行六面體。(3)晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算一一均攤法第三節(jié)2晶胞任意位置上的一個(gè)原子如果是被n 個(gè)晶胞所共有，那么，每個(gè)晶胞對(duì)

2、這個(gè)原子分得的份額就是*長(zhǎng)方體（包括立方體）晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算:非長(zhǎng)方體晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)（1 個(gè)碳原子）被三個(gè)六邊形共有，每個(gè)六邊形占1/3?；鼐S辨析判斷正誤（正確的打“V”，錯(cuò)誤的打“x”）1 晶體的熔點(diǎn)一定比非晶體的熔點(diǎn)高。（x）2 具有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體。（X）3.固態(tài)物質(zhì)一定是晶體。（x）4.冰和固體碘晶體中相互作用力相同。（X）5. 固體 SiO2定是晶體。（x）6.缺角的 NaCI 晶體在飽和 NaCI 溶液中會(huì)慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊。（V）7.通過 X-射線衍射實(shí)驗(yàn)的方法可以區(qū)分晶體和非晶體。（V）&

3、晶胞是晶體中的最小的“平行六面體”。（X）9. 晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別是晶體中粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列。（V）位于頂點(diǎn)同為&個(gè)晶胞所共有,寺粒子屬于該晶胞位于棱上粒子同為4個(gè)晶胞所共有* 尋粒子JW于該晶胞位于面上同為2個(gè)晶胞所共有 寺粒子屬于該晶胞位于內(nèi)部整個(gè)粒子部屬于該晶胞310.立方晶胞中，頂點(diǎn)上的原子被4 個(gè)晶胞共用。（X）別提醒1 具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體，如切割整齊的玻璃。2晶胞是從晶體中“截取”出來具有代表性的最小部分，而不一定是最小的“平行六面體”。3在使用均攤法計(jì)算晶胞中粒子個(gè)數(shù)時(shí)，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，應(yīng)先分析任意位置上的一個(gè)粒子被

4、幾個(gè)晶胞所共用，如六棱柱晶胞中，頂點(diǎn)、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被 6、3、4、2 個(gè)晶胞所共有。一、晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算和化學(xué)式的確定1.磁光存儲(chǔ)的研究是 Williams 等在 1957 年使 Mn 和 Bi 形成的晶體薄膜磁化并用光讀取之后開始的。如圖是 Mn 和 Bi 形成的某種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖（白球均在六棱柱內(nèi)），則該晶體物質(zhì)的化學(xué)式可表示為（）MnO BiA. MnBi B. MnBiC. MnBi3D. MnBi3解析：由晶體的結(jié)構(gòu)示意圖可知：白球代表Bi 原子，且均在六棱柱內(nèi)，所以Bi 為 61 1 1個(gè)。黑球代表 Mn 原子，個(gè)數(shù)為：12X+ 2X2 + 1 + 6X3 =

5、6（個(gè)），則二者的原子個(gè)數(shù)比為 6：6=1 : 1。答案：B2.Zn 與 S 所形成化合物晶體的晶胞如右圖所示。4(2)該化合物的化學(xué)式為。51 1解析：從晶胞圖分析，含有Zn 離子為 8X8+ 6X -= 4。S 為 4 個(gè)，所以化合物中 Zn 與S 數(shù)目之比為 1 : 1，則化學(xué)式為 ZnSo答案：4 ZnS3.利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷， 如圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則每個(gè)晶胞中含有 B 原子的個(gè)數(shù)為_ ，該功能陶瓷的化學(xué)式為 _o試寫出：(1)甲晶體化學(xué)式(X 為陽離子)為_ 。乙晶體中AB C 三種微粒的個(gè)數(shù)比是 _(3)丙晶體中每個(gè) D 周圍結(jié)合 E 的個(gè)數(shù)是 _

6、o解析:(1)甲中 X 位于立方體體心，算作 1,丫位于立方體頂點(diǎn),數(shù)比)=2 : 1,所以甲的化學(xué)式為 XY。(2)乙中 A 占有：-X8= 1 , B 占有十 6= 3, C 占有 1,8 2由此推出 A：B：C(個(gè)數(shù)比)=1 : 3 : 1o(3)丙中每個(gè) D 周圍的 E 的個(gè)數(shù)與每個(gè) E 周圍 D 的個(gè) 數(shù)相同，每個(gè) E 周圍有 8 個(gè) D,所以每個(gè) D 周圍有 8 個(gè) Eo答案：(1)X2Y (2)1 : 3：1(3)8二、晶體的密度及微粒間距離的計(jì)算5. O 和 Na 能夠形成化合物 F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù) a = 0.566 nm F 的化學(xué) 式為解析：B 的原子半徑比

7、 N 大，因而結(jié)構(gòu)示意圖中大球代表出每個(gè)晶胞中含有 2 個(gè) B 和 2 個(gè) N,化學(xué)式為 BN答案：2 BNB 原子，利用晶胞結(jié)構(gòu)可計(jì)算4.如圖為甲、 乙、 丙三種晶體的晶胞:甲乙一 1 1實(shí)際占有：4=7,X：Y(個(gè)3)6;晶胞中 O 原子的配位數(shù)為 _;列式計(jì)算晶體 F 的密度(g cm_3)7解析：O1 2半徑大于 Na*半徑，由 F 的晶胞結(jié)構(gòu)可知，大球代表 6，小球代表 Na*，每_11_個(gè)晶胞中含有個(gè)數(shù)為 8X8 + 6X2= 4,含有 Na*個(gè)數(shù)為 8,故 F、Na*離子個(gè)數(shù)之比為 4：8=1 : 2,從而推知 F 的化學(xué)式為 NaaO。由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè) 0 原子周圍有 8

8、個(gè) Na 原子,故 0 原子的配位數(shù)為 &晶胞參數(shù) a= 0.566 nm= 0.566x10_3cm,則晶胞的體積為(0.566X104X62 gmol_MW74 5 6 7x6.02x1023mol_1=2.27 g4X62 gmolraw73x6.02x1023mol_1=2.27 g cm_36.某離子晶體晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，X( )位于立方體頂點(diǎn)，Y(O)位于立方體中心。1晶體中距離最近的 2 個(gè) X 與 1 個(gè) Y 形成的夾角/ XYX 是_ 。2設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為 M g mol_1，晶體的密度為pg cm_3,阿伏加德羅常數(shù)的質(zhì)量。由題意知，該晶胞中含有個(gè) XY2或

9、Y2X,設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為 a cm ,則有pa3NA=a值為 NA,則晶體中兩個(gè)距離最近的X 之間的距離為 _ cm。解析：(1)若將 4 個(gè) X 連接，構(gòu)成 1 個(gè)正四面體，Y 位于正四面體的中心，可聯(lián)系CH的鍵角，知/ XYX= 109 28。(2)摩爾質(zhì)量是指單位物質(zhì)的量的物質(zhì)的質(zhì)量，數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對(duì)分子(或原子)1317cm)3,從而可知晶體 F 的密度為答案：NaO 83)8X 之間的距離為cm。9OCa o Cu(1)在元素周期表中 Ca 位于_區(qū)。(2)銅原子的基態(tài)原子核外電子排布式為 _(3)已知鑭鎳合金 LaNin晶胞體積為 9.0X10-23cm3，儲(chǔ)氫后形成 LaNi

10、nH4.5的合金(氫進(jìn)入晶胞空隙，體積不變)，貝ULaNin中，n=_(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為1 1解析：(3)由銅鈣合金的晶胞結(jié)構(gòu)圖知，銅、鈣合金中，N(Cu) = 12X- + 6X2 + 6= 15,N(Ca) = 12X6 + 2X1= 3,曽=君=*，因鑭鎳合金與銅鈣合金的晶胞結(jié)構(gòu)相同，則在1 1233LaNin中 1 = 5,n=5。1 mo1合金中含有 X 該合金的晶胞，則p 9.0X10 cmNA=M4.5 g_一 233239.0X10 cmX6.02X102 2 6 2 6 10 1,、10 1答案：(1)s(2)1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 或Ar3d

11、4s一 3(3)50.083 g cm&立方氮化硼和金剛石是等電子體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則處于晶胞頂點(diǎn)上的原子的配位數(shù)為_，若晶胞邊長(zhǎng)為 361.5 pm，則立方氮化硼的密度是答案：（1） 109 287.鑭鎳合金、銅鈣合金及鈰鈷合金都具有相同類型的晶胞結(jié)構(gòu)XYn及很強(qiáng)的儲(chǔ)氫能力,其中銅鈣合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。試回答下列問題:0.083 gcm一3。10_ g- cm一3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。11一個(gè)立方氮化硼晶胞的體積是(361.5 pm)3,因此立方氮化硼的密度是解析：一個(gè)立方氮化硼晶胞中含有4 個(gè) N 原子和 4 個(gè) B 原子。一個(gè)晶胞的

12、質(zhì)量為25瓦X4 g，25X4361.5X1070XNA3g cm答案：425X4103XNA129. (1)用晶體的 X-射線衍射法可以測(cè)得阿伏加德羅常數(shù)。對(duì)金屬銅的測(cè)定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長(zhǎng)為 361 pm。又知銅的密度為 9.00 g cm3，則銅晶胞的體積是 _ cnf、晶胞的質(zhì)量是 _g,阿伏加德羅常數(shù)為_ 列式計(jì)算，已知 A(Cu) = 63.6。(2)CaO 與 NaCl 的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，已知CaO 晶體密度為 a g cm , NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則 CaO 晶胞體積為 _ cm3o3解析：(1)體積是 a ;質(zhì)量=體積X密度；一個(gè)體心晶胞含4 個(gè)原子，則摩爾質(zhì)量=四分之一X晶胞質(zhì)量XNA,可求 NAo(2)因?yàn)?CaO 與 NaCl 的晶