高考化學(xué)大題逐空突破系列（全國通用）04 常考題空4 晶體化學(xué)式及粒子數(shù)確定 （附答案解析）

PAGE?？碱}空4晶體化學(xué)式及粒子數(shù)確定【高考必備知識】1．晶胞中微粒數(shù)目的計算方法——均攤法(1)原則：晶胞中任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是eq\f(1,n)(2)方法：①長方體(正方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算a．處于頂點上的粒子，同時為8個晶胞所共有，每個粒子有eq\f(1,8)屬于該晶胞b．處于棱邊上的粒子，同時為4個晶胞所共有，每個粒子有eq\f(1,4)屬于該晶胞c．處于晶面上的粒子，同時為2個晶胞所共有，每個粒子有eq\f(1,2)屬于該晶胞d．處于晶胞內(nèi)部的粒子，則完全屬于該晶胞②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定三棱柱六棱柱平面型石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占eq\f(1,3)2．熟記幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞含有的粒子數(shù)目晶體NaClCsClZnSCaF2金剛石晶體結(jié)構(gòu)粒子數(shù)目4個Na＋，4個Cl－1個Cs+，1個Cl－4個S2－，4個Zn2＋4個Ca2＋，8個F－8個C晶體簡單立方體心立方面心立方氮化硼干冰晶體結(jié)構(gòu)粒子數(shù)目1個原子2個原子4個原子4個B，4個N4個CO2【題組集訓(xùn)】1．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，則每個晶胞中含有B原子的個數(shù)為________，該功能陶瓷的化學(xué)式為________2．石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60)，某金屬M與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料，晶胞如圖所示，M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個數(shù)為________，該材料的化學(xué)式為________3．一個Cu2O晶胞如圖所示，Cu原子的數(shù)目為______4．某FexNy的晶胞如圖－1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x-n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如題圖－2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為___________5．碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導(dǎo)化合物，晶體結(jié)構(gòu)如圖(c)所示。K位于立方體的棱上和立方體的內(nèi)部，此化合物的化學(xué)式為_________6．某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________7．某晶體的一部分如圖所示，這種晶體中A、B、C三種粒子數(shù)之比是________8．最近發(fā)現(xiàn)一種鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式為________9．已知鑭鎳合金LaNin的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖，則LaNin中n＝________10．如圖是由Q、R、G三種元素組成的一種高溫超導(dǎo)體的晶胞結(jié)構(gòu)，其中R為＋2價，G為－2價，則Q的化合價為________11．Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如右圖所示。則該化合物的化學(xué)式為_______12．科學(xué)家把C60和K摻雜在一起制造出的化合物具有超導(dǎo)性能，其晶胞如圖所示。該化合物中的K原子和C60分子的個數(shù)比為________13．已知錳的某種氧化物的晶胞如圖所示，其中錳離子的化合價為__________，其配位數(shù)為__________14．砷化鎵屬于第三代半導(dǎo)體，它能直接將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?，砷化鎵燈泡壽命是普通燈泡?00倍，而耗能只有其10%。推廣砷化鎵等發(fā)光二極管(LED)照明，是節(jié)能減排的有效舉措。已知砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，砷化鎵的化學(xué)式為______，鎵原子的配位數(shù)為______15．一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu).在晶胞中，Au原子位于頂點，Cu原子位于面心，則該合金中Au原子與Cu原子個數(shù)之比為__________16．隨著科學(xué)的發(fā)展和大型實驗裝置（如同步輻射和中子源）的建成，高壓技術(shù)在物質(zhì)研究中發(fā)揮越來越重要的作用。高壓不僅會引發(fā)物質(zhì)的相變，也會導(dǎo)致新類型化學(xué)鍵的形成。近年來就有多個關(guān)于超高壓下新型晶體的形成與結(jié)構(gòu)的研究報道。NaCl晶體在50～300GPa的高壓下和Na或Cl2反應(yīng)，可以形成不同組成、不同結(jié)構(gòu)的晶體。下圖給出其中三種晶體的晶胞(大球為氯原子，小球為鈉原子)。寫出A、B、C的化學(xué)式。A________；B________；C________17．某離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)中最小重復(fù)單元如圖所示。A為陰離子，在正方體內(nèi)，B為陽離子，分別在頂點和面心，則該晶體的化學(xué)式為________18．最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性，因這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注。該新型超導(dǎo)晶體的一個晶胞如圖所示，則該晶體的化學(xué)式為________19．鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。鈦酸鋇晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，它的化學(xué)式是________20．如圖是Mn和Bi形成的某種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則該晶體的化學(xué)式可表示為________21．釩(V)的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的化學(xué)式為()22．硼普遍存在于蔬菜水果中,是維持骨骼健康和鈣、磷、鎂正常代謝所需要的微量元素之一。晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如右圖)，其中含有20個等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個頂角上各有1個硼原子。請觀察圖形后回答：這個基本結(jié)構(gòu)單元由個硼原子組成，鍵角是，共含有個B—B鍵23．元素銅的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，該氯化物的化學(xué)式是24．硼化鎂晶體在39K時呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，下圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學(xué)式為________25．已知如圖所示晶體的硬度很可能比金剛石大，且原子間以單鍵結(jié)合，則根據(jù)圖確定該晶體的化學(xué)式為_______26．131I2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，該晶胞中含有_______個131I2分子；KI的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示，每個K＋緊鄰________個I－27．鋇鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，Ba2＋的O2－配位數(shù)是________，Ti4＋的O2－配位數(shù)是________，O2－的Ba2＋配位數(shù)是________，Ti4＋的Ba2＋配位數(shù)是________28．以Zn為頂點的ZnGeP2晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。Zn的配位數(shù)為__________，以Ge為頂點的晶胞中，Zn原子位于_________29．天然硅酸鹽組成復(fù)雜，陰離子的基本結(jié)構(gòu)單元是SiOeq\o\al(4－,4)四面體，如圖(a)，通過共用頂角氧離子可形成鏈狀、網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)，圖(b)為一種無限長雙鏈的多硅酸根，其中Si與O的原子數(shù)之比為________，化學(xué)式為________(用n代表聚合度)30．在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。如圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，則多硼酸根離子符號為________31．V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸鈉(Na3VO4)，該鹽陰離子的立體構(gòu)型為________；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖d所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸鈉的化學(xué)式為________32．磷酸分子間脫水可生成多磷酸，其某一鈣鹽的結(jié)構(gòu)如圖所示，由圖推知該多磷酸鈣鹽的通式為________33．NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽，而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽，如：焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如圖所示，這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為________(用n代表P原子數(shù))34．磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸，如果有n個磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則相應(yīng)的酸根可寫為________【?？碱}空4晶體化學(xué)式及粒子數(shù)確定】答案1．2BN解析：的個數(shù)：1＋8×eq\f(1,8)＝2；的個數(shù)：1＋4×eq\f(1,4)＝2，所以每個晶胞中含有B原子、N原子的個數(shù)均為2，其化學(xué)式為BN。2．12M3C60解析：由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，位于棱上的M原子數(shù)為12，內(nèi)部M原子數(shù)為9，晶胞中M原子數(shù)共12×eq\f(1,4)＋9＝12；C60位于頂點8個，面心6個，晶胞中含C60數(shù)共8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。M原子與C60微粒數(shù)之比為3∶1，因而化學(xué)式為M3C60。3．44．Fe3CuN5．K3C606．3∶17．1∶4∶28．Ti14C13 解析：由題意知該物質(zhì)是氣態(tài)團(tuán)簇分子，題圖所示應(yīng)是該物質(zhì)的一個完整的分子，由14個鈦原子和13個碳原子構(gòu)成9．5解析：La：2×eq\f(1,2)＋12×eq\f(1,6)＝3，Ni：12×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,2)＋6＝15，所以n＝510．＋3價解析：R：8×eq\f(1,8)＋1＝2，G：8×eq\f(1,4)＋8×eq\f(1,4)＋4×eq\f(1,2)＋2＝8，Q：8×eq\f(1,4)＋2＝4，R、G、Q的個數(shù)之比為1∶4∶2，則其化學(xué)式為RQ2G4。由于R為＋2價，G為－2價，所以Q為＋3價。11．CuH解析：根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可以判斷：Cu(eq\a\vs4\al\co1(●))：2×eq\f(1,2)＋12×eq\f(1,6)＋3＝6；H(eq\a\vs4\al\co1())：6×eq\f(1,3)＋1＋3＝6，所以化學(xué)式為CuH。12．3∶1解析：根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可以判斷C60：8×eq\f(1,8)＋1＝2，K：2×6×eq\f(1,2)＝6，所以K原子與C60分子的個數(shù)之比為3∶1。13．＋2614．GaAs415．1:316．A：NaCl3B：Na3ClC：Na2Cl17．BA2解析：A：8，B：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。18．MgCNi3解析：該晶體的結(jié)構(gòu)單元中含鎂原子個數(shù)為8×=1;含鎳原子個數(shù)為6×=3;含碳原子個數(shù)為1。B項符合題目要求。19．BaTiO320．MnBi解析：由晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，錳原子分布在正六棱柱的頂點、上下底面的面心上、棱邊的中點上和體心上，所以錳原子的個數(shù)為：12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋6×eq\f(1,3)＋1＝6，鉍原子分布在六棱柱的體內(nèi)，數(shù)目為6，所以錳原子和鉍原子的個數(shù)比為6:6＝1:1，所以化學(xué)式為MnBi，故選C。21．VO2解析：由晶胞圖可知，V位于晶胞的頂點和體心，V的個數(shù)為1＋8×eq\f(1,8)＝2，有4個O位于晶胞面上，2個O位于晶胞內(nèi)部，則O的個數(shù)為4×eq\f(1,2)＋2＝4，則該晶體的化學(xué)式為VO2。22．1260°3023．CuCl24．MgB2。解析(1)每個Mg周圍有6個B，而每個B周圍有3個Mg，所以其化學(xué)式為MgB2。25．B3A426．46解析：由131I2晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，碘分子位于晶胞的8個頂角和6個面上，故一個晶胞中含有4個131I2分子；KI晶胞與NaCl晶胞結(jié)構(gòu)相似，每個K＋緊鄰6個I－，同層有4個，上下各1個。27．1264828．4面心(底心)、棱心29．2∶5.5[Si4O11]eq\o\al(6n－,n)。解析：n個SiO2通過共用頂點氧離子可形成雙鏈結(jié)構(gòu)，找出重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元，如圖：，由于是雙鏈，其中頂點氧占eq\f(1,2)，Si原子數(shù)為4，O原子數(shù)為4×eq