通用版2020高考化学一轮复习第十一章物质结构与性质11.5高考重难晶体结构的分析与计算学案含解析.doc

第5课时高考重难晶体结构的分析与计算重难点拨1“均摊法”突破晶胞组成的计算(1)原则：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个粒子分得的份额就是。(2)方法长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占有个碳原子，一个六边形实际占有62个碳原子。又如，在六棱柱晶胞(如图中所示的MgB2晶胞)中，顶点上的原子为6个晶胞(同层3个，上层或下层3个)共有，面上的原子为2个晶胞共有，因此镁原子个数为1223，硼原子个数为6。2晶胞中粒子数与M、(晶体密度，gcm3)之间的关系若1个晶胞中含有x个粒子，则1 mol该晶胞中含有x mol粒子，其质量为xM g；又1个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积，单位为cm3)，则1 mol晶胞的质量为a3NA g，因此有xMa3NA。 考法精析考法一“均摊法”在长方体晶胞计算中的应用1某物质的晶体中含有A、B、C三种元素，其排列方式如图所示(其中前后两面面心中的B元素的原子未能画出)。则晶体中A、B、C的原子个数比为()A131B231C221 D133解析：选A据题图知，该晶胞中A原子个数81，B原子个数63，C原子个数1，所以晶体中A、B、C的原子个数比为131。2某晶体结构最小的重复单元如图。A为阴离子，在立方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为()AB2A BBA2CB7A4 DB4A7解析：选B根据均摊法，该结构单元中含A的个数为8，含B的个数为864，B与A的个数之比为4812，即该晶体的化学式为BA2。考法二“均摊法”在非长方体晶胞计算中的应用3某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是()A394 B142C294 D384解析：选B图示晶胞中，含A粒子个数为6，含B粒子个数为632，含C粒子个数为1，N(A)N(B)N(C)21142。4石墨晶体是层状结构，在每一层内，每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。据图分析，石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为()A23 B21C13 D32解析：选A每个碳原子被3个六边形共用，每个共价键被2个六边形共用，则石墨晶体中碳原子数与共价键数之比为23。5磁光存储的研究是Williams等在1957年使Mn和Bi形成的晶体薄膜磁化并用光读取之后开始的。如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图(白球均在六棱柱内)，则该晶体物质的化学式可表示为()AMn2Bi BMnBiCMnBi3 DMn4Bi3解析：选B由晶体的结构示意图可知：白球代表Bi原子，且均在六棱柱内，所以Bi为6个。黑球代表Mn原子，个数为122166(个)，则二者的原子个数比为11。考法三晶胞中粒子数与M、之间的关系计算6(2019信阳模拟)已知CsCl晶体的密度为 gcm3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs的核间距为a cm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为()ANAa3 B.C. D.解析：选A该立方体中含1个Cl，Cs个数81，根据V知，MVNAa3NA，摩尔质量在数值上等于其相对分子质量，所以其相对分子质量是a3NA。7食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为 gcm3，摩尔质量为M gmol1，阿伏加德罗常数为NA，则在食盐晶体中Na和Cl的间距大约是()A. cm B. cmC. cm D. cm解析：选B食盐晶胞中含有4个Na和4个Cl，每个晶胞的体积为 cm3，设食盐晶体里Na和Cl的间距为x cm，所以可得(2x)3，解得x ，即在食盐晶体中Na和Cl的间距大约是 cm。8用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，棱长为361 pm。又知铜的密度为9.00 gcm3，则铜晶胞的体积是_cm3、晶胞的质量是_g，阿伏加德罗常数为_。列式计算，已知Ar(Cu)63.6。解析：体积(3.61108)3 cm34.701023 cm3(a为棱长)；质量体积密度4.701023 cm39.00 gcm34.231022 g；一个铜晶胞含4个铜原子，则4Ar(Cu)NAm(晶胞)，NA6.0141023 mol1。答案：4.7010234.231022NA6.0141023 mol19O和Na能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a0.566 nm，F的化学式为_；晶胞中O原子的配位数为_；列式计算晶体F的密度(gcm3)：_。解析：O2半径大于Na半径，由F的晶胞结构可知，大球代表O2，小球代表Na，每个晶胞中含有O2个数为864，含有Na个数为8，故O2、Na离子个数之比为4812，从而推知F的化学式为Na2O。由晶胞结构可知，每个O原子周围有8个Na原子，故O原子的配位数为8。晶胞参数a0.566 nm0.566107 cm，则晶胞的体积为(0.566107 cm)3，从而可知晶体F的密度为2.27 gcm3。答案：Na2O82.27 gcm3