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6. (1) (2015·淮安联考)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如下图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为 ,Fe原子周围距离最近的铁原子数目之比为 。
(2) (2015·南通模拟)铁铝合金的一种晶体属于面心立方结构,其晶胞可看成由8个小体心立方结构堆砌而成。已知小立方体如下图所示,该合金的化学式为 。
(3) (2015·宿迁联考)钛酸钡的晶胞如右图所示,其化学式为 。 【答案】 (1) 1∶2 2∶3 (2) AlFe3 (3) BaTiO3
1【解析】 (1) 体心立方晶胞中含有Fe原子的个数为8×8+1=2,面心立方晶胞中含有Fe原子11的个数为8×8+6×2=4,所以Fe原子个数之比为1∶2;体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8
个Fe原子,面心立方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子,故Fe原子配位数之比为8∶12=2∶3。
1311(2) Fe的数目为4×8+1=2,Al的数目为4×8=2,所以该合金的化学式为AlFe3。(3) Ba11位于体心,数目为1,Ti位于顶点,数目为8×8=1,O位于棱上,数目为12×4=3,化学式为
BaTiO3。
7. 下图分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。
A B C
..........
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D E
(1) 代表金刚石的是 (填字母),其中每个碳原子与 个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于 晶体。
(2) 代表石墨的是 (填字母),其中每个正六边形占有的碳原子数平均为 个。 (3) 表示NaCl的是 (填字母),每个Na周围与它最接近且距离相等的Na有 个。 (4) 代表CsCl的是 (填字母),它属于 晶体,每个Cs与 个Cl紧邻。 (5) 代表干冰的是 (填字母),它属于 晶体,每个CO2分子与 个CO2分子紧邻。
(6) 已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短,则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为 。
【答案】 (1) D 4 原子 (2) E 2 (3) A 12 (4) C 离子 8 (5) B 分子 12 (6) 石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰
【解析】 (1) 金刚石具有正四面体网状结构,为原子晶体,每个C与另外4个C以共价键结合。
+
-+
+
1(2) 石墨结构中具有层状网状结构,每个正六边形占有的碳原子数是6×3=2。(5) B结构代表
干冰,为分子晶体,每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。(6) 不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体,其中Na半径小于Cs半径,NaCl晶格能>CsCl晶格能,所以五种物质熔点由高到低的排列顺序为石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰。
8. 右图为某种晶胞结构示意图。试回答下列问题:
+
+
(1) 若这是一个分子晶体的晶胞,其代表物质是 。
(2) 若这是一个金属晶体的晶胞,其代表物质是 。
(3) 若这是一个不完整的金刚石晶胞,则晶胞中其他碳原子的数目和位置是 。
..........
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(4) 若这是一个不完整的NaCl晶胞,且顶点和面心的实心球表示Na,则晶胞中Cl位置是 。
【答案】 (1) 干冰、碘等 (2) 铜 (3) 其他4个碳原子位于4个互不相邻小立方体的中心 (4) 体心和12条棱边的中心
【解析】 (1) 该晶胞是面心立方,对应分子晶体有干冰、碘等。(2) 该晶胞是面心立方,对应金属晶体有铜。(3) 如果是金刚石晶胞,金刚石晶体中5个碳原子构成正四面体结构,即其他4个碳原子位于4个互不相邻小立方体的中心。(4) NaCl晶胞中每个Na被6个Cl所包围,同样每个Cl也被6个Na所包围,所以晶胞中Cl位置是体心和12条棱边的中心。
9. (1)①Zn晶体属于六方堆积,其晶胞结构见图1,则P点原子被 个晶胞所共用。②ZnO的熔点比ZnS的熔点高,其原因是 。
(2)金属钾、铜晶体的晶胞结构如下图2、3(请先判断对应的图),钾、铜两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为 。
(3)氮化铝(其晶胞如图4所示)可由氯化铝与氨经气相反应制得。氮化铝的化学式为 。
-+
-+
-
+-
图1 图2 图3 图4
【答案】(1) ①12 ②O半径小于S,氧化锌晶格能比硫化锌晶格能大 (2) 2∶3 (3) AlN 【解析】 (1) ①根据图示知夹角为60°,在同一平面有六个晶胞共用P点原子,同时上一个平面还有六个晶胞共用P点原子。②ZnO和ZnS为离子晶体,因O半径小于S,故氧化锌晶格能比硫化锌晶格能大,熔点高。(2) 图2为体心立方,为金属钾,一个钾原子周围有8个钾原子,所以配位数为8,图3为面心立方,一个铜原子周围有12个铜原子,所以配位数为12,两种晶体配
2-2-2-2-
11位数之比为2∶3。(3) 晶胞中N原子数目为8×8+1=2,Al原子数目为4×4+1=2,原子个数比
为1∶1,所以化学式是AlN。
10. (1)(2014·新课标Ⅰ卷)Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子。
(2)(2014·新课标Ⅱ卷改编)Cu和O形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则铜离子的电荷为 。
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(3)(2014·四川高考)Mg与某元素形成的化合物的晶胞如图2所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是 。
图1 图2 图3
(4)(2014·山东高考)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图3所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为 ,该材料的化学式为 。
【答案】(1) 16 (2) +1 (3) 2∶1 (4) 12 M3C60
11【解析】 (1) 该晶胞中含氧原子数为8×8+2×6+4=8,则该晶胞中含铜原子数目是氧原子
的2倍,即16个。
(2) Cu与O能形成两种化合物,根据均摊法可由原子数比确定该化合物的化学式为Cu2O,Cu为+1
11价。(3) 该晶胞中阳离子的个数为1+8×8=2,阴离子的个数为4×2+2=4,则阴离子与阳离子1的个数比为2∶1。(4) 该晶胞中M原子的个数为12×4+9=12,该晶胞中含有C60的个数为118×8+6×2=4,因此该晶胞的化学式为M3C60。
11. (2013·泰州期末)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得下图所示的金刚砂(SiC)结构;若在晶体硅中所有Si—Si键中插入O原子即得SiO2晶体。
(1)在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 。
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