晶胞计算习题答案

1、【答案】(1)mol－1(2)①8 4 ②48③

【解析】(1)铜晶胞为面心立方最密堆积，1个晶胞能分摊到4个Cu原子；1个晶胞的体积为a3cm3；一个晶胞的质量为a3ρ g；由＝a3ρ g，得N A＝mol－1。

(2) ①每个Ca2＋周围吸引8个F－，每个F－周围吸收4个Ca2＋，所以Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4。②F－位于晶胞内部，所以每个晶胞中含有F－8个。含有Ca2＋为×8＋×6＝4个。

③ρ＝＝＝a g·cm－3，

V＝。

2、【解析】

试题分析：本考查学生对知识综合利用能力，要求对晶胞知识能够融会贯通。依题意画出侧面图，设正立方体边长为a，则体积为a3。,AC=4r,

故原子半径，根据均摊法得，每个正立方体包括金属原子

8×1／8+6×1/2＝4(个)，球体体积共

4×空间利用率为：.

考点：均摊法计算

点评：本题考查相对综合，是学生能力提升的较好选择。

3、（1）34.0% （2）2.36 g/cm3

【解析】（1）该晶胞中Si原子个数=4+8×1/8+6×1/2=8，设Si原子半径为xcm，该晶胞中硅原子总体积=，根据硬球接触模型可知，体对角线四分之一处的原子与顶点上的原子紧贴，设晶胞边长为a，所以，解得a＝，晶胞体积＝()3，因此空间利用率＝×100%＝34.0%。（2）根据以上分析可知边长＝

，所以密度＝=2.36g/cm3。

4、【答案】(1)4(2)金属原子间相接触，即相切

(3)2d3(4)

【解析】利用均摊法解题，8个顶点上每个金原子有属于该晶胞，6个面上每个金原子有属于该晶胞，故每个晶胞中金原子个数＝8×＋6×＝4。假设金原子间相接触，则

有正方形的对角线为2d。正方形边长为d。所以V晶＝(d)3＝2d3，

V m＝N A＝d3N A，所以ρ＝＝。

5、【答案】（1）YBa2Cu3O7????（2）价????n（Cu2＋）∶n（Cu3＋）＝2∶1

【解析】（1）由题图所示晶胞可知：一个晶胞中有1个Y3＋，2个Ba2＋。晶胞最上方、最下方分别有4个Cu x＋，它们分别被8个晶胞所共用；晶胞中间立方体的8个顶点各有一个Cu x＋，它们分别被4个晶胞共用，因此该晶胞中的Cu x＋为n（Cu x＋）＝

（个）。晶胞最上方、最下方平面的棱边上共有4个氧离子，分别被4个晶胞共用；又在晶胞上的立方体的竖直棱边上和晶胞下方的立方体的竖直棱边上各有4个氧离子，它们分别被4个晶胞共用；中间立方体的水平棱边上共有8个氧离子，它们分别被2个晶胞共用，因此该晶胞中的氧离子个数为n（O2－）＝（个）。所以晶体中Y、Ba、Cu、O原子个数比为1∶2∶3∶7，化学式为YBa2Cu3O7。

（2）设Cu的平均化合价为x，由化合物中元素正负化合价代数为零可得：1×（＋3）＋2×（＋2）＋3×x＋7×（－2）＝0，x＝＋（价）。Cu2＋与Cu3＋原子个数之比为2∶1。

6、【答案】（1）g·cm-3或g·cm-3(2)6∶91

【解析】（1）因为NiO的晶体结构与NaCl的晶体结构相同，均为正方体。从晶体结构模型中分割出一个小立方体，其中小立方体的边长为Ni2+与最邻近O2-的核间距离即×10-8cm，在这个小立方体中含Ni2+:，含O2-:，所以,(×10-8)3×N a cm3

是0.5 mol NiO具有的体积，则(×10-8)-3N a cm3×ρ=0.5 mol×74.7 g·mol-1,g·cm-3=g·cm-3。解题的关键是确定晶胞的组成后，通过晶体组成计算出存在的微粒数。

（2）设1 mol Ni0.97O中，含有Ni3+Xmol,Ni2+为(0.97-)mol，根据晶体显电中性，即3mol+2(0.97-)mol=2×1 mol，解得=0.06,Ni2+为(0.97-)mol=0.91 mol，则离子数之比为Ni3+∶Ni2+=0.06∶0.91=6∶91。

7、【答案】(1)2????(2)3.16×10－8cm????(3)1.37×10－8cm

【解析】(1)正确应用均摊法确定一个晶胞中包含的各粒子的数目。

(2)应用基本关系式：，先求出晶胞的体积，然后根据V＝a3计算晶胞的边长。

8、6；sp3；V形；②1：2；CN﹣；（2）＞；6：91；

9、【答案】

【解析】依据NaCl晶胞的结构可知，每个CaO晶胞中“实际”拥有4个CaO微粒，则1 mol CaO微粒可形成个晶胞，设每个晶胞的体积为V cm3，则×V×a＝56，解得V＝cm3。

10、（1）sp杂化（1分）；3:2 （2分）；（2）NH3分子间存在氢键（1分）；

（3）N2O（2分）；（4）3s23p63d5（2分）；分子晶体（1分）0（1分）；

（5）BC（2分）；（6）立方体（1分）；；（2分）

试题分析：原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W四种元素，其中X是原子半径最小的元素，则X是H元素；Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，则Y是C元素；Q原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子，则Q是O元素，则Z是N元素；W元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子。W是Cr元素或Fe元素,由于W可以形成+3价的离子，因此W只能是Fe元素。(1)Y2X2分子是乙炔C2H2，结构式是分子中Y原子轨道的杂化类型为sp杂化，Y2X2分子中σ键和π键个数比为3:2。(2)化合物ZX3是NH3，在氨分子之间除了存在分子间作用力外还存在氢键，增加了分子之

间的吸引力，使其的沸点比只有分子间作用力的化合物CH4的高.(3)等电子体是原子数相同，原子最外层电子数也相同的微粒。元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，它们是CO2与N2O，则元素Z的这种氧化物的分子式是N2O。(4)①基态W3+的M层电子排布式为3s23p63d5。②W(CO)5常温下呈液态，熔点为—20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，由于其熔沸点较低，易溶于非极性溶剂，所以据此可判断W(CO)x晶体属于分子晶体，在任何化合物水所有元素正负化合价的代数和为0，因此该晶体中W的化合价为0。（5）A．分子晶体中，共价键键能越大，含有该共价键的物质的分子稳定性越强，而分子晶体的熔沸点与化学键的强弱无关，只与分子之间的作用力作用，因此不能判断物质的熔沸点的高低，错误；B．元素的非金属性越强，其电负性就越大。元素的非金属性H

则根据晶胞的密度计算定义式可得：，整理可得

。

11、（1）（1）Cu（NH3）4SO4×H2O （2分）

（2）S

（5）sp3和sp2（2分）ABDE（2分）

（6）6CuH+16HNO3=6Cu（NO3）2+3H2↑+4NO↑+8H2O（3分）；（2分）

试题分析：（1）由题意可推知A为H元素，B为N元素，C为O元素,D为S元素，E 元素的外围电子排布为（n-l）d n+6ns1，E为Cu元素，该配位化合物X的化学式为Cu（NH3）4SO4×H2O