高考化学一轮复习讲义第6讲　练习2　晶体的化学式计算

这是一份高考化学一轮复习讲义第6讲　练习2　晶体的化学式计算，共4页。试卷主要包含了7 ℃以上形成无序结构，50等内容，欢迎下载使用。

A. 图1晶体密度为eq \f(72.5,NA×a3×10－30) g/cm3
B. 图1中O原子的配位数为6
C. 图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1－x
D. Mg2＋取代产生的空位有利于Li＋传导
【解析】 图1中Li原子个数为8×eq \f(1,4)＋1＝3、O原子个数为2×eq \f(1,2)＝1、Cl原子个数为4×eq \f(1,4)＝1,1个晶胞的质量为eq \f(72.5,NA) g，晶胞体积为a3×10－30 cm3，晶体密度为eq \f(72.5,NA×a3×10－30) g/cm3，A正确；图1中，O原子位于面心，与O等距离最近的Li原子有6个，O原子的配位数为6，B正确；图2中Li原子个数为1，Mg原子或空位个数为8×eq \f(1,4)＝2，O原子个数为2×eq \f(1,2)＝1，Cl或Br个数为4×eq \f(1,4)＝1，Mg原子的个数不一定为2，C错误；进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2＋取代产生的空位有利于Li＋的传导，D正确。
2. (1) (2024·前黄中学)如图1表示偏硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表示为(BO2)eq \\al(n－,n)或BnOeq \\al(n－,2n)(以n表示硼原子的个数)。硼氢化钠是一种常用的还原剂，其晶胞结构如图2所示。若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na＋被Li＋取代，得到晶体的化学式为Na3Li(BH4)4。
(2) (2024·扬州中学)某固体电解质由正离子An＋、Bm＋和负离子X－组成，该物质50.7 ℃以上形成无序结构(高温相)，50.7 ℃以下变为有序结构(低温相)，二者晶体晶胞结构如图所示：
说明：图中，球为负离子；高温相中的深色球为正离子或空位；低温相中的球为An＋，●球为Bm＋。
① 该固体电解质的化学式为A2BX4。
② “高温相”具有良好的离子导电性，其主要原因是“高温相”具有良好的离子导电性与大量的四面体空位有关，四面体空位为正离子的流动提供了运动通道。
(3) (2024·海安中学)聚合氮材料是备受关注的高能量密度物质。某新型二元金属富氮化合物的晶胞如图所示，其化学式为NaN5，晶体类型是离子晶体。

【解析】 (1) 由图1可知，每个B原子周围有3个O原子，但只有1个O原子为B原子独有，另两个O原子各有二分之一属于B原子，故B、O原子个数之比为1∶2，化学式可表示为(BO2)eq \\al(n－,n)或BnOeq \\al(n－,2n)。如图2，BHeq \\al(－,4)个数为8×eq \f(1,8)＋4×eq \f(1,2)＋1＝4，Na＋个数为6×eq \f(1,2)＋4×eq \f(1,4)＝4，若晶胞上下底心处的Na＋被Li＋取代，则Na＋个数为4×eq \f(1,2)＋4×eq \f(1,4)＝3、Li＋个数为2×eq \f(1,2)＝1，化学式为Na3Li(BH4)4。(2) ① 由低温相晶胞可知，位于顶点、棱上、面上和体心X－个数为8×eq \f(1,8)＋10×eq \f(1,2)＋4×eq \f(1,4)＋1＝8，位于体内的An＋、Bm＋个数分别为4、2，化学式为A2BX4。② 由晶胞结构可知，“高温相”晶胞中含有大量的四面体空位，四面体空位为正离子的流动提供了运动通道，所以“高温相”具有良好的离子导电性。(3) Na位于顶点及内部，Na的个数为2，五元N环位于面心，个数为2，化学式为NaN5，NaN5为离子晶体。
3. (1) (2024·如皋)如图1为VO2的晶胞，该晶胞中钒的配位数为6。
(2) (2024·镇江)PdO的晶胞结构如图2所示，距离Pd最近的Pd原子有12个。
(3) (2023·泰州中学)BiOCl的晶胞如图3(上底和下底均为正方形的长方体)，则在BiOCl晶体中，与O2－紧邻的Bi3＋数目为4。
图3
【解析】 (1) 由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的钒原子与6个氧原子相连，钒的配位数为6。(2)晶胞化学式为PdO，晶胞中距离Pd最近的Pd原子数和晶胞中距离O原子最近的O原子数相等，晶胞中距离O原子最近的O原子为12个，则距离Pd最近的Pd原子也为12个。(3) 以上底面的正方形面心的O2－为中心，面下方左右两侧面有2个Bi3＋，面上方前后两侧面有2个Bi3＋，与O2－紧邻的Bi3＋数目为4。
4. (1) (2023·无锡)MnO2的一种长方体晶胞结构如图1所示，每个锰原子被6个氧原子包围，形成的空间结构为八面体形。
图1
(2) (2024·丹阳中学)二碳化钕(NdC2)的晶胞结构与氯化钠相似，但由于哑铃形Ceq \\al(2－,2)的存在，使晶胞延同一个方向拉长(如图2所示)。则二碳化钕晶体中1个Ceq \\al(2－,2)周围距离最近且等距的Nd2＋围成的几何图形为正方形。
(3) (2024·扬州中学)三氧化铼(ReO3)晶胞如图3所示(小黑点代表铼或氧原子)，铼原子填在氧原子围成的八面体(填“四面体”“立方体”或“八面体”)空隙中。
5. (1) (2023·如皋期初)FeS2的一种晶体与NaCl晶体的结构相似，其晶胞如图1所示。
图1
① 写出FeS2的电子式：。
② 在图1中用“eq \x( )”标出其他位置的Seq \\al(2－,2)。
(2) (2023·淮安)Fe3O4晶胞的eq \f(1,8)的结构如图2所示，研究发现结构中的Fe2＋只可能出现在图中某一“▲”所示位置上，请确定Fe2＋所在晶胞的位置c(填“a”“b”或“c”)，说明确定理由：晶胞中Fe3＋个数为4×eq \f(1,8)＋3×eq \f(1,2)＝2、O2－个数为12×eq \f(1,4)＋1＝4，结合化学式可知，还缺1个Fe2＋，Fe2＋所在位置为c。
图2
【解析】 (1) ② 参考氯化钠晶体结构，其他位置的Seq \\al(2－,2)位于各棱的棱心。
6. (1) (2024·南京、盐城一模)Cu2O的晶胞如图1所示(立方体)，Cu2O晶体的密度可表示为eq \f(288,a3·NA)g/cm3(用含a、NA的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(2) (2023·常州)固体离子导体α-AgI可通过加热γ-AgI制得。上述两种晶体的晶胞如图2所示(省略了Ag＋在晶胞中的位置)。
① 测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。
② α-AgI与γ-AgI晶胞的体积之比为7∶12。
【解析】 (1) 晶胞中含8×eq \f(1,8)＋1＝2个黑球、4个白球，结合化学式可知，黑球为氧、白球为铜，晶体密度＝eq \f(\f(2×16＋4×64,NA),a3)＝eq \f(288,a3·NA) g/cm3。(2) ②α-AgI晶胞中“AgI”的个数为1＋8×eq \f(1,8)＝2，则6.0 g/cm3＝eq \f(2MAgI,V1×NA)；γ-AgI晶胞中“AgI”的个数为6×eq \f(1,2)＋8×eq \f(1,8)＝4，则7.0 g/cm3＝eq \f(4MAgI,V2×NA)。α-AgI与γ-AgI晶胞的体积之比V1∶V2＝7∶12。