- 晶胞
- 共1643题
(10分)某离子晶体晶胞的结构如图所示。X(·)位于立方体顶点，Y(o)位于立方体中心。试分析：
(1)晶体中每个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式为________。
(2)晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX是________。
(4)设该晶体的摩尔质量为Mg/mol，晶体密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X中心距离为________cm。
正确答案
（1） 4 ；8 ；Y2X （2） 12 （3） 109°28′ （4） ·
（1）根据晶胞的结构可知，晶体中每个Y同时吸引着4个X。以X为顶点，可以形成8个立方体，所以每个X同时吸引着8个Y。晶胞中含有1个Y，1/2的X，所以化学式为Y2X。
（2）由于以X为顶点，可以形成8个立方体，所以晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有3×8÷2＝12。
（3）以Y为中心，4个X位于正四面体的4个顶点上，所以晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX是109°28′。
（4）设晶胞的边长为x，则有
（10分）有下列八种物质：①氯化钡、②金刚石、③硫、④二氧化硅、⑤氯化钠、⑥干冰
回答有关这六种物质的问题。
（1）将这六种物质按不同晶体类型分成三组，并用编号填写下表：
其中以共价键相结合，原子彼此间形成空间网状结构的化合物是 （填编号）。晶体内存在单个分子的化合物是 （填编号）。
正确答案
（10分）（1）（每空2分）
（2）④，⑥
氯化钡为离子晶体；金刚石为原子晶体；硫为分子晶体；二氧化硅为原子晶体；氯化钠为离子晶体；干冰为分子晶体，所以（1）的正确答案为：
（2）以共价键相结合，原子彼此间形成空间网状结构的化合物是：二氧化硅；晶体内存在单个分子的化合物是干冰；
已知A、B、C、D、E五种元素的性质或结构信息如下，请根据信息回答下列问题：
（1）已知短周期元素A、B原子的第一至第四电离能如下表所示：
①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了______。
②ACl2分子中A的杂化类型为__________，ACl2空间构型为__________。
（2）已知C单质曾被称为“银色的金子”，与锂形成的合金常用于航天飞行器，其单质能溶于强酸和强碱。D是周期表中电负性最大的元素。E能形成红色（或砖红色）的E2O和黑色的EO两种氧化物。请根据上述信息。
①写出E元素原子基态时的电子排布式____________________。
②以C单质、镁、NaOH溶液可以构成原电池，则负极的电极反应式为__________。
③D与Ca2+可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。其中Ca2+离子的配位数为__________，若该晶体的密度为ag/cm3，则该晶胞的体积是__________cm3（写出表达式即可）。
正确答案
（1）①能量最低原理（2分） ②sp（2分） 直线（2分）
（2）①1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1（2分）
②Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2O（2分） ③8；
试题分析：（1）A的第三电离能比第二电离能大很多，这说明A很难失去3个电子，因此A应该是第ⅡA族元素。同样B的第三电离能比第二电离能大很多，即B也很难失去3个电子，因此B是第ⅡA族元素。 同主族自上而下金属性逐渐增强，第一电离能逐渐减小，则A是Be，B是Mg。
①根据核外电子排布规律可知，只有排满了3s才能排3p，所以该示意图违背了能量最低原理。
②BeCl2分子中Be含有的孤电子对数是
（2）C单质曾被称为“银色的金子”，与锂形成的合金常用于航天飞行器，其单质能溶于强酸和强碱，因此C是铝。D是周期表中电负性最大的元素，则D是F。E能形成红色（或砖红色）的E2O和黑色的EO两种氧化物，则E是Cu。
①根据核外电子排布规律可知铜元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
②以C单质、镁、NaOH溶液可以构成原电池，由于铝能与氢氧化钠溶液反应，而镁不能，因此负极是铝，镁是正极，则负极的电极反应式为Al－3e－＋4OH－＝AlO2－＋2H2O。
③根据晶胞结构可知，钙离子周围与钙离子最近的氟离子有8个（每个面被2个立方体共用），则Ca2+离子的配位数为8。晶胞中含有该离子的个数是8×
如图为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单位。
(1)在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子、钙离子各有 、 个。
(2)该晶体结构中，元素氧、钛、钙的离子个数比是 。该物质的化学式可表示为 。
(3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a,b,c，晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为dnm(1nm=10-9m)，则该晶体的密度为 g/cm3(阿伏加德罗常数用NA表示)。
正确答案
7分 除注明外每空1分）(1) 6；8 (2) 3:1:1；CaTiO3 (3)
试题分析：（1）由于1个顶点可以形成8个立方体，所以根据晶胞结构可知，在该物质的晶体结构中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子、钙离子各有6个和8个。
（2）根据晶胞结构并依据均摊法可知，该晶体结构中，元素氧、钛、钙的离子个数分别是12×
（3）根据以上分析可知，
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题基础性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。
（共8分）人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属被科学家预测为是钛(22Ti)，它被誉为“未来世纪的金属”。
试回答下列问题：
（1）Ti元素的基态原子的价电子层排布图为 ；
（2）在Ti的化合物中，可以呈现+2、+3、+4三种化合价，其中以+4价的Ti最为稳定；
①偏钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如图，它的化学式是 ；晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为 个。
②已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；
b．分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为
正确答案
1）电子排布图略 (2分)（2）①BaTiO3 (2分) 6 (2分)
②[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O(2分)
（1）根据构造原理可知钛元素的价电子排布式是3d24s2，所以价电子排布图为
3d 4s
（2）根据晶胞的结构示意图可知钛位于顶点上，含有的个数是8×1/8＝1，氧位于棱上，个数是12×1/4＝3，钡位于体心，全部属于该晶胞，所以且化学式为BaTiO3。以顶点为中心向周围扩展，共有上下、左右和前后，所以有6个氧原子；根据沉淀质量可知绿色晶体配合物电离出的氯离子是紫色晶体电离出的2/3，这说明绿色晶体配合物中能电离的氯原子和不能电离的卤族是2︰1的，所以化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2 ·H2O。
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