专题3 大题攻关四 晶体结构的相关分析与计算-【备考最优解】2025版高考化学二轮专题复习教用word

大题攻关四 晶体结构的相关分析与计算 真题领航 明方向 1．[2024·山东卷]锰氧化物具有较大应用价值。的某种氧化物的四方晶胞及其在平面的投影如下图所示，该氧化物的化学式为____________。 【答案】 【解析】由均摊法得，晶胞中 的数目为，的数目为，故该氧化物的化学式为。 2．[2024·广东卷]一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，形成如下图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比____________，立方晶胞的体积为__________。 【答案】； 【解析】根据题意可知，由题给2种结构单元各4个交替排列，组成该合金的晶胞，此时 位于顶点、棱心、面心和体心，个数为 个，4个 和4个 交替位于8个小立方体体心，故晶胞中、个数均为4，个数为8，粒子个数最简比；晶胞棱长为，故晶胞的体积为。 3．[2024·甘肃卷]某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数, 。图丙中与的距离为________；化合物的化学式是________________，其摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值是，则晶体的密度为________________________（列出计算表达式）。 【答案】； ； 【解析】图丙中，位于正方形顶点，位于正方形中心，故 与 的距离为；由“均摊法”可知，晶胞中 的个数为，的个数为，的个数为，化合物的化学式是；该化合物的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值是，晶胞体积为,则晶体的密度为。 4．[2024·贵州卷] （1） 的晶胞结构示意图如甲所示。每个晶胞中含有的单元数有______个。 （2） 若“焙烧”温度为,时，生成纯相，则____，其可能的结构示意图为__（填“乙”或“丙”）。 【答案】（1） 3 （2） 0.25；乙 【解析】 （1） 根据均摊法，由题图甲可知，1个 晶胞中含有 原子的个数为，故每个晶胞中含有 的单元数有3个。 （2） ,解得,纯相 为,题图乙、丙所示晶胞中 原子和 原子个数与题图甲所示晶胞相同，说明题图乙、丙所示晶胞中含有3个,则含有 原子的个数为，根据均摊法，题图乙中1个晶胞中含 原子的个数为，题图丙中1个晶胞中含 原子的个数为，故可能的结构示意图为乙。 核心再悟 破重难 1.原子分数坐标、投影（视图）的相关分析 （1）构建晶胞的立体模型 简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒完全一致，可任意选择一个原子为坐标原点。以立方体三条棱的延长线构建坐标轴，以晶胞边长为1个单位长度，可得如上图所示的坐标系。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，称为原子分数坐标。 （2）典型晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 典型晶胞 原子分数坐标 平面上（沿 轴）的投影图 简单立方晶胞 ，，， 体心立方晶胞 ，，，，，,, 面心立方晶胞 ，,,，,,，,1,，，， 金刚石晶胞 ，，，，，，，，，，， ［注意］ 上面结构中的原子也可以换为不同的原子，但在投影图中的位置不变。 2.晶胞的相关计算 （1）计算晶体密度的方法 （ 表示晶体密度，表示晶胞边长，表示阿伏加德罗常数的值，表示晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，表示摩尔质量）。 ［注意］ 计算时要将单位统一转换成（因密度的单位是），、。 （2）计算晶体中微粒间距离的方法 ［注意］ 立方体晶胞中微粒间的距离关系： 精准演练 提能力 1．[2024·福州三模]锐钛矿型晶胞结构如下图所示，该晶胞中氧的配位数为______；已知该晶体密度为，则阿伏加德罗常数为________________________________________（用含 、、的代数式表示）。 【答案】3； 【解析】根据晶胞结构图可知，灰球位于顶点、面上、体心，个数为，黑球位于棱上、面上、内部，个数为，故灰球是 原子，黑球是 原子，与 距离相等且最近的 的个数为6，故 的配位数为6，与 的个数比为，则该晶胞中氧的配位数为3；一个晶胞中含有4个，，阿伏加德罗常数。 2．[2024·广州模拟]某镍和砷形成的晶体，晶胞结构如图1所示，沿轴方向的投影为图2。 （1） 该晶体中周围最近的有______个。 （2） 该晶体的密度为，晶胞参数为、，阿伏加德罗常数的数值______________________________________（用含、、 的代数式表示）。 【答案】（1） 6 （2） 【解析】 （1） 该晶胞为六方晶体，选择中间层的 原子可知，上下层各有3个 原子与其距离最近，晶体中 周围最近的 有6个。 （2） 该晶体的密度为，晶胞参数为、，由均摊法可知，原子个数为2，原子个数为，，故阿伏加德罗常数的数值。 3．[2024·日照二模]锰和镓形成的金属互化物立方晶胞如下图所示。 （1） 若将晶胞中体心的原子作为晶胞的一个顶点，则距该原子最近的原子在新晶胞中的位置为______（填字母）。 A.面心 B.体心 C.顶点 D.棱心 （2） 晶胞中，相邻原子构成的正四面体空隙完全由镍原子填充，可用于制备碳基金属催化剂。若1号原子坐标参数为，则填充在1、2、3、4号构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为________________________________；设晶胞参数为，填充镍后的晶体密度____________________________（用含、的代数式表示）。 【答案】（1） A （2） ,,； 【解析】 （1） 当将晶胞中体心的 原子作为晶胞的一个顶点时，整个晶胞中原子的坐标均移动 个单位，距该 原子最近的 原子在新晶胞中的位置为面的中心，即面心的位置。 （2） 若1号 原子坐标参数为，则填充在1、2、3、4号 构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为,,；填充镍后的晶胞中 原子的个数为8，原子的个数为，原子的个数为，晶体密度。 4．[2024·洛阳模拟]非线性光学材料氟代硼铍酸钾具有重大战略价值。已知其属于四方晶系，晶胞结构如下图所示（氧原子未画出，晶胞参数,）。一定条件下，、和发生非氧化还原反应生成氟代硼铍酸钾，并放出气体。氟代硼铍酸钾的化学式为____________________；晶体密度为____________________________（为阿伏加德罗常数的值）。 【答案】； 【解析】根据“均摊法”可知，数目为，数目为，数目为，数目为，、和 发生非氧化还原反应生成氟代硼铍酸钾，并放出 气体，即反应过程中各元素化合价不变，即，解得，即，氟代硼铍酸钾的化学式为；晶体密度为。 学科网（北京）股份有限公司 $