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2020版高考化学二轮复习 第3部分 专题12 大题题空逐空突破(十七) 晶胞的结构

1、,晶胞的结构,专题十二 大题题空逐空突破(十七),1,1.常见原子晶体结构分析,2.常见分子晶体结构分析,3.常见金属晶体结构分析 (1)金属晶体的四种堆积模型分析,(2)金属晶胞中原子空间利用率计算,简单立方堆积,体心立方堆积,六方最密堆积,面心立方最密堆积,(3)晶体微粒与M、之间的关系 若1个晶胞中含有x个微粒,则1 mol该晶胞中含有x mol 微粒,其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量);若该晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积),则1 mol晶胞的质量为a3NA g,因此有xMa3NA。,4.常见离子晶体结构分析 (1)典型离子晶体模型,(2)晶格能 定义:气态离子形成1摩离

2、子晶体释放的能量。晶格能是反映离子晶体稳定性的数据,可以用来衡量离子键的强弱,晶格能越大,离子键越强。 影响因素:晶格能的大小与阴阳离子所带电荷、阴阳离子间的距离、离子晶体的结构类型有关。离子所带电荷越多,半径越小,晶格能越大。 对离子晶体性质的影响:晶格能越大,形成的离子晶体越稳定,而且熔点越高,硬度越大。,(一)2019高考试题汇编 1.2019全国卷,35(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对 角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x_pm,Mg原子之间最短距离y _pm。设阿伏

3、加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是_gcm3 (列出计算表达式)。,2,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,2.2019全国卷,35(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F和O2共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1x代表,则该化合物的化学式表示为_;通过测 定密度和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它 们关系表达式:_gcm3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞 中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中 原子1的坐标为 ,则原子2和3的坐标分别 为_、_。,1,2,3,

4、SmFeAsO1xFx,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,(二)2018高考试题汇编 3.2018全国卷,35(4)(5)(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。,可知,Li原子的第一电离能为_kJmol1,O=O键键能为_kJmol1,Li2O晶格能为_kJmol1。,1,2,3,520,498,2 908,4,5,6,7,8,1,2,3,解析 由题给信息可知,2 mol Li(g)变为2 mol Li(g)吸收1 040 kJ热量,因此Li原子的第一电离能为520 kJmol1;0.5 mol氧气生成1 mol氧原子吸收249

5、kJ热量,因此 O=O键的键能为498 kJmol1;Li2O的晶格能为2 908 kJmol1。,4,5,6,7,8,(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm,阿伏加德 罗常数的值为NA,则Li2O的密度为_gcm3(列出计算式)。,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,4.2018全国卷,35(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对 式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为_gcm3; 晶胞中Fe2位于 所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为_nm。,1,2,3,4

6、,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,5.2018全国卷,35(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值 为NA,Zn的密度为_gcm3(列出计算式)。,六方最密堆积(A3型),1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,(三)2017高考真题汇编 6.2017全国卷,35(4)(5)(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为a0.446 nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面 心位置,如图所示。K与O间的最短距离为_ nm,与K紧邻的O个

7、数为_。,12,1,2,3,4,5,6,7,8,(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于_位置,O处于_位置。,体心,解析 由(4)可知K、I的最短距离为体对角线的一半,I处于顶角,K处于体心,I、O之间的最短距离为边长的一半,I处于顶角,O处于棱心。,棱心,1,2,3,4,5,6,7,8,7.2017全国卷,35(4)R的晶体密度为d gcm3,其立方晶胞参数为a nm,晶胞中含有y个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为 _。,1,2,3,4,5,6,7,8,8.2017全国卷,35(5)MgO具有NaCl型结构(如图

8、),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a0.420 nm,则r(O2)为_nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a0.448 nm,则r(Mn2)为_nm。,0.148,解析 由题意知在MgO中,阴离子采用面心立方最密堆积方式,氧离子沿晶胞的面对角线方向接触,所以 a2r(O2),r(O2)0.148 nm;MnO的晶胞参数比MgO更大,说明阴离子之间不再接触,阴、阳离子沿坐标轴方向接触,故2r(Mn2)r(O2)a,r(Mn2)0.076 nm。,0.076,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,1.Cr和Ca可以形成某种具有特殊导电性的复合

9、氧化物,晶胞结构如图所示。该晶体的 化学式为_,若Ca与O的核间距离为x nm,则该晶体的密度为_gcm3。,CaCrO3,3,4,5,1,2,3,4,5,2.铜镍合金的立方晶胞结构如图所示,其中原子A的坐标参数为(0,1,0)。 (1)原子B的坐标参数为_;,1,2,3,4,5,(2)若该晶体密度为d gcm3,则铜镍原子间 最短距离为_pm。,1,2,3,4,5,3.石墨是一种混合型晶体,具有多种晶体结构,其一种晶胞的结构如图所示。该晶胞中的碳原子有_种原子坐标;若该晶胞底面边长为a pm,高为c pm,则石墨晶 体中碳碳键的键长为_pm,密度为_gcm3(设阿伏加德罗常数的值为NA)。,

10、4,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,晶胞底面图 ,设碳碳键的键长为x pm,,4.奥氏体是碳溶解在-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如图所示,则该物质的化学式为_。若晶体密度为d gcm3,则晶胞 中最近的两个碳原子的距离为_pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。,FeC(或Fe4C4),1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,5.CaF2的晶胞为立方晶胞,结构如下图所示:,1,2,3,4,5,(1)CaF2晶胞中,Ca2的配位数为_。,解析 以面心Ca2为研究对象,在一个晶胞中连接4个F,通过该Ca2可形成2个晶胞,所以与该Ca2距离相等且最近的F共有8个,因此Ca2的配位数是8。,8,(2)“原子坐标参数”可表示晶胞内部各原子的相对位置,已知A、B两点的原子坐标 参数如图所示,则C点的“原子坐标参数”为(_,_, ),1,2,3,4,5,(3)晶胞中两个F的最近距离为273.1 pm,用NA表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞的 密度为_gcm3(列出计算式即可)。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,本课结束,