热点题型05 晶胞计算-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（上海专用）

热点题型05 晶胞计算 1．常见的几种晶体的晶胞 2．常见共价晶体结构与计算 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r (1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ (2)每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化 (3)每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 (4)C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 (5)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiO2 (1)SiO2晶体中最小的环为12元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si (2)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 (3)每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 (4)每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子 (5)硅原子与Si—O共价键之比为1：4，1mol Si O2晶体中有4mol共价键 (6)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiC、BP、AlN (1)每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构 (2)密度：ρ(SiC)＝；ρ(BP)＝； ρ(AlN)＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (3)若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d 3．常见分子晶体结构与计算 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 (1)面心立方最密堆积：立方体的每个顶点有一个CO2分子，每个面上也有一 个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 (2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个 (3)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 白磷 (1)面心立方最密堆积 (2)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 冰 (1)每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接 (2)每个水分子实际拥有两个“氢键” (3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四个水分子形成氢键 【微点拨】 (1)若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，每个分子周围有12个紧邻的分子。在分子晶体中，原子先以共价键形成分子，分子再以分子间作用力形成晶体。由于分子间作用力没有方向性和饱和性，分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子 (2)若分子间靠氢键形成的晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体 4．常见离子晶体结构与计算 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl (1)一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－ (2)在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个Cl－，形成正八面体形； 每 个Cl－同时强烈吸引6个Na+ (3)在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 (4)在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个， 每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个 (5)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) CsCl (1)一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－ (2)在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个Cl－，即：Cs+的配位数为8， 每个Cl－ 同时强烈吸引8个Cs+，即：Cl－的配位数为8 (3)在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有6个 (4)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ZnS (1)1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋ (2)Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4 (3)密度＝ CaF2 (1)1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－ (2)CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是4 (3)密度＝ 离子晶体的配位数 离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数 影响离子晶体配位数的因素 (1)正、负离子半径比：AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子半径比越大，离子的配位数越大。如：ZnS、NaCl、CsCl (2)正、负离子的电荷比。如：CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同 5．常见金属晶体结构与计算 堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 (钾型) 面心立方最密堆积(铜型) 六方最密堆积(镁型) 晶胞 代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti 配位数 6 8 12 12 晶胞占有的原子数 1 2 4 6或2 原子半径(r)与立方体边长为(a)的关系 a＝2r a＝4r a＝4r —— (建议用时：30分钟) 考点1 晶体化学式的确定 1．(2024·上海市崇明区三上学期期末学业质量调研)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。 (4)钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。 由晶胞图判断该氧化物的化学式为： 。 2．(2024·上海大学附属中学高三上学期月考)(7)以TiCl4、CaC2、叠氮酸盐作原料可以生成碳氮化钛，其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构见图)顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为 。 3．(2024·上海市民办尚德实验学校高三上学期月考)过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。 (4)图示晶胞是Al与Cr形成的晶体，顶点是Al原子，该物质的化学式为 。 考点2 计算晶体的密度 4．(2025·上海市市北中学高三上学期期中考试)(4)中外科学家团队共同合成了碳的一种新型同素异形体：T-碳。T-碳的结构是：将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代，形成碳的一种新型三维立方晶体结构，如下图。已知立方体的边长为，阿伏加德罗常数值为NA，则T-碳的密度为 g· cm-3(用含a、NA的代数式表示)。 5．(2024·上海市浦东复旦附中分校高三上学期期中)(5)钴酸锂(LiCoO2)的一种晶胞如下图所示(仅标出Li，Co与O未标出)，晶胞中含有O2-的个数为 。晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，该钴酸锂晶体的密度可表示为 g·cm-3(用含有NA的代数式表示)。 6．(2025·上海市实验学校高三上学期月考)合金是当前储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。 (1)距离原子最近的原子个数是 。 (2)若该晶胞的棱长为a，阿伏加德罗常数的值为，则该合金的密度为 。 7．(2024·上海市浦实高级中学高三上学期月考)研究发现，铝元素能损害人的脑细胞。适当地补充碘元素可预防甲状腺肿大，但摄入过多也会导致甲状腺肿大，因此补充人体所需的元素时也要适可而止。 (4) I2晶体的晶胞结构如图所示，该晶胞中含有 个I2分子，设该晶胞的晶胞参数(棱长)为a cm，则I2的密度是 g·cm-3。 8．(2025·上海市实验学校高三上学期月考)将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上可得一种高效催化剂。 (5) AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F-的配位数为 。若晶胞参数为a pm， 晶体密度p= g·cm-3 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。 9．(2025·上海南汇中学高三上学期月考)CdSe晶胞结构如图2所示，该晶胞中有 个镉原子；若CdSe晶胞边长为a pm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则CdSe晶体的晶胞密度为 g·cm-3.(1 pm =10-10 cm)。 【答案】2 【解析】由晶胞结构可知，Gd位于晶胞中顶点和体心的镉原子个数为；Se位于晶胞内和棱上，个数为，CdSe晶体的晶胞密度为。 10．(2025·上海交通大学附属中学高三上学期期中)(5)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 。若该晶体的晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数为NA，则密度为 g· cm-3。(金属M的相对原子质量用m表示) 11．(2024·上海市三校联考高三下学期化学模拟试卷)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。 (8)ZnF2晶胞如图所示，一个晶胞中含有 个F﹣。 A．2 B．4 C．6 D．8 若NA表示阿伏加德罗常数的值，则ZnF2晶体(摩尔质量为M)的密度为 g•cm-3(用含a、c、M、NA的代数式表示，1nm=1×10-7cm)。 12．(2024·上海市宝山区高三下学期等级考第二次模拟)(5)白铜是我国使用最早的合金之一，白铜晶胞结构如图所示(Cu位于面心)，该晶胞含有的Cu原子和Ni原子个数分别为 、 。已知晶体密度为dg·cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值。Ni和Ni之间的最短距离为 nm。 13．(2024·上海市外国语大学附属浦东外国语学校高三上学期阶段检测)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。 (6)某 M 原子的外围电子排布式为 3s23p5，铜与 M 形成化合物的晶胞如图所示。 ①已知铜和 M 的电负性分别为1.9和3.0，则铜与 M 形成的该种化合物属 (填“离子”或“共价”)化合物，其化学式为 。 ②铜和M形成的晶体中每个 M 原子周围最近等距的铜原子数目为 。 ③已知该晶体的晶胞参数(即立方体晶胞的棱长)为 a pm，则该晶体的密度是 g/cm3。 14．(2025·上海市奉贤中学高三上学期期中)某FexNy的晶胞如下(左)图所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物。转化为两种Cu替代型产物的能量变化如下(右)图。 (3)两种Cu替代型产物中，更稳定的Cu替代型产物的化学式为 。 (4)若Cu替代b位置Fe型产物形成的晶体密度为dg· cm-3，则该晶体的晶胞中Cu与Fe的最短间距为 cm。(已知Fe、Cu的相对原子质量分别为56、64，用含d和NA的式子表示，不必化简) 15．(2025·上海市位育中学高三上学期阶段检测)A、B、C、D、E、F为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。A、C的基态原子的电子排布中L能层都有两个未成对电子，C、D同主族，E的基态原子的电子排布中有4个未成对电子，F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满。 (6)某化合物由D、E、F三种元素组成，其晶胞如图所示，则其化学式为 。该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，该晶体的密度为ρg· cm-3，则阿伏加德罗常数NA= mol−1(用含a、b、ρ的式子表示)。() 16．(2025·上海市洋泾中学高三上学期质量检测)硫、钴及其化合物用途非常广泛。 (4)钴的一种化合物晶胞结构如图所示。 已知A点的原子坐标参数为，B点为 ，则C点的原子坐标参数为 。已知晶胞边长参数，Ti、Co、O相对原子质量分别是48、59、16，则该晶体的密度为 (列出计算表达式即可)。 9 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点题型05 晶胞计算 1．常见的几种晶体的晶胞 2．常见共价晶体结构与计算 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r (1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ (2)每个金刚石晶胞中含有8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化 (3)每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 (4)C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 (5)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiO2 (1)SiO2晶体中最小的环为12元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si (2)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 (3)每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 (4)每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子 (5)硅原子与Si—O共价键之比为1：4，1mol Si O2晶体中有4mol共价键 (6)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiC、BP、AlN (1)每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构 (2)密度：ρ(SiC)＝；ρ(BP)＝； ρ(AlN)＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) (3)若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d 3．常见分子晶体结构与计算 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 (1)面心立方最密堆积：立方体的每个顶点有一个CO2分子，每个面上也有一 个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 (2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个 (3)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 白磷 (1)面心立方最密堆积 (2)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 冰 (1)每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接 (2)每个水分子实际拥有两个“氢键” (3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四个水分子形成氢键 【微点拨】 (1)若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，每个分子周围有12个紧邻的分子。在分子晶体中，原子先以共价键形成分子，分子再以分子间作用力形成晶体。由于分子间作用力没有方向性和饱和性，分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子 (2)若分子间靠氢键形成的晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体 4．常见离子晶体结构与计算 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl (1)一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－ (2)在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个Cl－，形成正八面体形； 每 个Cl－同时强烈吸引6个Na+ (3)在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 (4)在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个， 每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个 (5)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) CsCl (1)一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－ (2)在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个Cl－，即：Cs+的配位数为8， 每个Cl－ 同时强烈吸引8个Cs+，即：Cl－的配位数为8 (3)在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有6个 (4)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) ZnS (1)1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋ (2)Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4 (3)密度＝ CaF2 (1)1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－ (2)CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是4 (3)密度＝ 离子晶体的配位数 离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数 影响离子晶体配位数的因素 (1)正、负离子半径比：AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子半径比越大，离子的配位数越大。如：ZnS、NaCl、CsCl (2)正、负离子的电荷比。如：CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同 5．常见金属晶体结构与计算 堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 (钾型) 面心立方最密堆积(铜型) 六方最密堆积(镁型) 晶胞 代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti 配位数 6 8 12 12 晶胞占有的原子数 1 2 4 6或2 原子半径(r)与立方体边长为(a)的关系 a＝2r a＝4r a＝4r —— (建议用时：30分钟) 考点1 晶体化学式的确定 1．(2024·上海市崇明区三上学期期末学业质量调研)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。 (4)钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。 由晶胞图判断该氧化物的化学式为： 。 【答案】(4)Na2O 【解析】(4)钠的某氧化物晶胞如下图，图中所示钠离子全部位于晶胞内，则晶胞中有8个钠，氧有个，钠氧个数比为2：1，则该氧化物的化学式为Na2O。 2．(2024·上海大学附属中学高三上学期月考)(7)以TiCl4、CaC2、叠氮酸盐作原料可以生成碳氮化钛，其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构见图)顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为 。 【答案】(7)Ti4CN3 【解析】(7)根据均摊法可知，该晶胞中碳原子个数=，N原子个数=，Ti原子个数=，所以其化学式为：Ti4CN3。 3．(2024·上海市民办尚德实验学校高三上学期月考)过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。 (4)图示晶胞是Al与Cr形成的晶体，顶点是Al原子，该物质的化学式为 。 【答案】AlCr2 【解析】(4)由题干晶胞示意图可知，晶胞中顶点是Al原子，则一个晶胞中含有Al的个数为：，含有Cr的个数为：=4，则该物质的化学式为AlCr2。 考点2 计算晶体的密度 4．(2025·上海市市北中学高三上学期期中考试)(4)中外科学家团队共同合成了碳的一种新型同素异形体：T-碳。T-碳的结构是：将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代，形成碳的一种新型三维立方晶体结构，如下图。已知立方体的边长为，阿伏加德罗常数值为NA，则T-碳的密度为 g· cm-3(用含a、NA的代数式表示)。 【答案】(4) 【解析】(4)由该晶胞结构可知，该晶胞中所含正四面体结构单元的数量为个，故，解得。 5．(2024·上海市浦东复旦附中分校高三上学期期中)(5)钴酸锂(LiCoO2)的一种晶胞如下图所示(仅标出Li，Co与O未标出)，晶胞中含有O2-的个数为 。晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，该钴酸锂晶体的密度可表示为 g·cm-3(用含有NA的代数式表示)。 【答案】(5)16 【解析】(5)根据均摊原则，晶胞中Li+个数为，因钴酸锂的化学式为LiCoO2，则晶胞中含有O2-的个数为16。晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该钴酸锂晶体的密度可表示为。 6．(2025·上海市实验学校高三上学期月考)合金是当前储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。 (1)距离原子最近的原子个数是 。 (2)若该晶胞的棱长为a，阿伏加德罗常数的值为，则该合金的密度为 。 【答案】(1)8 (2) 【解析】(1)由晶胞结构示意图可知，以上顶面面心的铁原子为例，与其距离最近的镁原子为晶胞上半部分的4个和上一个晶胞下半部分的4个，因此距离Fe原子最近的Mg原子个数是8；(2)Fe位于顶点和面心，其个数：；Mg位于晶胞内，个数为8；晶胞质量：，晶胞体积：，则晶胞密度：。 7．(2024·上海市浦实高级中学高三上学期月考)研究发现，铝元素能损害人的脑细胞。适当地补充碘元素可预防甲状腺肿大，但摄入过多也会导致甲状腺肿大，因此补充人体所需的元素时也要适可而止。 (4) I2晶体的晶胞结构如图所示，该晶胞中含有 个I2分子，设该晶胞的晶胞参数(棱长)为a cm，则I2的密度是 g·cm-3。 【答案】(4) 4 【解析】(4)由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碘分子个数为8×+6×=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=a3d，解得d=。 8．(2025·上海市实验学校高三上学期月考)将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上可得一种高效催化剂。 (5) AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F-的配位数为 。若晶胞参数为a pm， 晶体密度p= g·cm-3 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。 【答案】(5) 2 【解析】(5)由AlF3的晶胞结构可知，根据离子半径的关系F-＞Al3+，其中F-位于棱心，个数为，Al3+位于顶点，个数为；距F-最近且等距的Al3+有2个，则的配位数为2；晶胞质量为g，晶胞体积为a3×10-30cm3，则晶胞密度为g·cm-3。 9．(2025·上海南汇中学高三上学期月考)CdSe晶胞结构如图2所示，该晶胞中有 个镉原子；若CdSe晶胞边长为a pm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则CdSe晶体的晶胞密度为 g·cm-3.(1 pm =10-10 cm)。 【答案】2 【解析】由晶胞结构可知，Gd位于晶胞中顶点和体心的镉原子个数为；Se位于晶胞内和棱上，个数为，CdSe晶体的晶胞密度为。 10．(2025·上海交通大学附属中学高三上学期期中)(5)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 。若该晶体的晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数为NA，则密度为 g· cm-3。(金属M的相对原子质量用m表示) 【答案】(5) 12 M3C60 【解析】(5)M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为：；该晶胞中C60分子的个数为：，由此可确定该材料的化学式为：M3C60；该晶体的晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数为NAmol−1，则密度为：。 11．(2024·上海市三校联考高三下学期化学模拟试卷)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。 (8)ZnF2晶胞如图所示，一个晶胞中含有 个F﹣。 A．2 B．4 C．6 D．8 若NA表示阿伏加德罗常数的值，则ZnF2晶体(摩尔质量为M)的密度为 g•cm-3(用含a、c、M、NA的代数式表示，1nm=1×10-7cm)。 【答案】(8) B ×1021 【解析】(8)白球位于顶点和体心，个数为8×+1=2，黑球位于面上和体内，个数为4×+2=4，白球：黑球=2∶4=1∶2，由化学式ZnF2可知，白球为Zn2+，黑球为F﹣，即一个晶胞中含有4个F﹣；晶胞质量为g，晶胞体积为(a2c×10﹣21)cm3，晶体密度ρ=g ∙cm﹣3=×1021g ∙cm﹣3。 12．(2024·上海市宝山区高三下学期等级考第二次模拟)(5)白铜是我国使用最早的合金之一，白铜晶胞结构如图所示(Cu位于面心)，该晶胞含有的Cu原子和Ni原子个数分别为 、 。已知晶体密度为dg·cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值。Ni和Ni之间的最短距离为 nm。 【答案】(5) A 3 1 【解析】(5)合金熔沸点低于其组分金属，硬度、强度都比组分金属大，用途也更广泛，而合金可以由金属元素和非金属元素组成，也可以由金属元素和金属元素组成；根据晶胞结构可知，则该晶胞的摩尔质量为(59+64×3)g/mol=251g/mol，则晶体密度为，而Ni和Ni之间的最短距离即为该晶胞的边长。 13．(2024·上海市外国语大学附属浦东外国语学校高三上学期阶段检测)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。 (6)某 M 原子的外围电子排布式为 3s23p5，铜与 M 形成化合物的晶胞如图所示。 ①已知铜和 M 的电负性分别为1.9和3.0，则铜与 M 形成的该种化合物属 (填“离子”或“共价”)化合物，其化学式为 。 ②铜和M形成的晶体中每个 M 原子周围最近等距的铜原子数目为 。 ③已知该晶体的晶胞参数(即立方体晶胞的棱长)为 a pm，则该晶体的密度是 g/cm3。 【答案】(6)共价 CuCl 4 【解析】(6)①铜和 M 的电负性分别为1.9和3.0，两者电负性差值(1.1)小于1.7，属于共价化合物；M原子的外围电子排布式为 3s23p5，则M为Cl元素，根据均摊法计算：Cl位于晶胞中顶点和面心，其个数：，Cu位于晶胞内部，其个数为4，所以该化合物的化学式为：CuCl；②取晶胞中上面面心M，在该晶胞中与其最近等距的铜原子有2个，由于M被2个晶胞所共用，所以整个晶体中，与其最近等距的铜原子有4个；③该晶体的晶胞参数(即立方体晶胞的棱长)为apm，则该晶体的密度是：。 14．(2025·上海市奉贤中学高三上学期期中)某FexNy的晶胞如下(左)图所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物。转化为两种Cu替代型产物的能量变化如下(右)图。 (3)两种Cu替代型产物中，更稳定的Cu替代型产物的化学式为 。 (4)若Cu替代b位置Fe型产物形成的晶体密度为dg· cm-3，则该晶体的晶胞中Cu与Fe的最短间距为 cm。(已知Fe、Cu的相对原子质量分别为56、64，用含d和NA的式子表示，不必化简) 【答案】(3) CuFe3N (4) 【解析】(3)由图可知，铜原子替代a位置铁型产物能量更低，物质的能量越低越稳定，则铜原子替代a位置铁型产物更稳定，由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铜原子个数为8×=1，位于面心的铁原子个数为6×=3，位于体心的氮原子个数为1，则产物的化学式为CuFe3N；(4)由(3)可知，铜原子替代b位置铁型产物的化学式为，设晶胞的边长为acm，由晶胞的质量公式可得：=a3d，解得a=，晶胞中位于顶点的铁原子与位于面心的铜原子距离最近，则最短间距为cm，故答案为：。 15．(2025·上海市位育中学高三上学期阶段检测)A、B、C、D、E、F为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。A、C的基态原子的电子排布中L能层都有两个未成对电子，C、D同主族，E的基态原子的电子排布中有4个未成对电子，F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满。 (6)某化合物由D、E、F三种元素组成，其晶胞如图所示，则其化学式为 。该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直，该晶体的密度为ρg· cm-3，则阿伏加德罗常数NA= mol−1(用含a、b、ρ的式子表示)。() 【答案】(6) CuFeS2 【解析】A、B、C、D、E、F为前四周期元素，它们的原子序数依次增大，A、C的基态原子的电子排布中L能层都有两个未成对电子，则A原子核外电子排布为1s22s22p2，C原子核外电子排布为1s22s22p4，故A为碳元素、C为氧元素；B原子序数介于C、O之间，则B为氮元素；E的基态原子的电子排布中有4个未成对电子，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，则E为Fe；F原子除最外能层只有1个电子外，其余各能层均为全充满，F原子核外电子数=2+8+18+1=29，则F为Cu元素；C、D同主族，D的原子序数小于Fe，则D为S元素。(6)晶胞中D(S)原子位于晶胞内部，原子数目为8个，E(Fe)原子6个位于面上、4个位于棱上，E(Fe)原子数目=，F(Cu)原子位于4个位于面上、1个内部、8个顶点上，原子数目=，晶体中Cu、Fe、S原子数目之比=4：4：8=1：1：2，故该晶体化学式为：CuFeS2，晶胞质量=，晶胞体积=b2a×10-30 cm3，该晶体的密度d=，整理可得NA=。 16．(2025·上海市洋泾中学高三上学期质量检测)硫、钴及其化合物用途非常广泛。 (4)钴的一种化合物晶胞结构如图所示。 已知A点的原子坐标参数为，B点为 ，则C点的原子坐标参数为 。已知晶胞边长参数，Ti、Co、O相对原子质量分别是48、59、16，则该晶体的密度为 (列出计算表达式即可)。 【答案】(4) 【解析】(4)①已知A点的原子坐标参数为(0，0，0)，B是面心，则B点的原子坐标参数为；C是体心，则C点的原子坐标参数为；②一个晶胞中含有Ti4＋的个数为8×＝1，O2－的个数为6×＝3，Co2＋的个数为1，则晶胞质量m＝，晶胞参数a＝0．548 5 nm＝0.548 5×10－7 cm，则晶胞的体积V＝(0.548 5×10－7)3 cm3，因此该晶体的密度ρ＝。 8 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$