主觀題突破一突破點(diǎn)3晶胞分析及相關(guān)計(jì)算(含原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和投影分析)1.(3分)(2025·江西萍鄉(xiāng)一模)ZnS是一種優(yōu)良的鋰離子電池負(fù)極材料。在充電過(guò)程中,負(fù)極材料晶胞的組成變化如圖所示。(1)圖示的LixZnyS晶胞中x∶y=。

(2)ZnS晶體的摩爾體積為m3·mol1(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

2.(3分)(2025·江蘇無(wú)錫一模)硼氫化鈉在室溫下是α型的立方晶體(如圖甲所示),6.3GPa下轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆骄w(如圖乙所示)。(1)硼氫化鈉的α型立方晶體中,離BH4-最近的BH4-(2)硼氫化鈉的四方晶體中,A、B間的距離d=nm(用含a的代數(shù)式表示)。

3.(3分)(2025·河南新鄉(xiāng)一模)TiO、TiO2晶體的部分結(jié)構(gòu)如圖。(1)甲為晶體的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元,則甲代表(填“TiO”或“TiO2”),設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。甲中底邊長(zhǎng)分別為apm、bpm,高為apm,則甲代表的晶體的密度為g·cm3。

(2)乙中Ti的配位數(shù)為。

4.(4分)(2025·廣東肇慶一模)某立方晶系銻鉀合金可作為鉀離子電池的電極材料。該銻鉀合金晶體可描述為如圖所示的兩個(gè)立方體交替出現(xiàn)的晶體結(jié)構(gòu)。(1)該晶體中Sb周?chē)c其最近的K的個(gè)數(shù)為。

(2)該合金晶胞中,Sb與K的原子個(gè)數(shù)最簡(jiǎn)比為,其立方晶胞的體積為nm3。

5.(3分)(2025·廣東汕頭一模)Cu、Au能形成多種組成固定的合金,其中一種晶體X的晶胞結(jié)構(gòu)(立方體)如圖所示。(1)該合金的晶胞中,銅原子a的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為。

(2)設(shè)晶體X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr,晶體的密度為ρg·cm3,則晶體X中Au與Cu之間的最短距離為nm(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

6.(3分)(2025·河南創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟聯(lián)考)含硒化合物應(yīng)用廣泛,如硒化鋅可用于制造紅外線光學(xué)儀器。(1)硒化鋅的晶胞為立方晶胞,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,晶胞的俯視圖如圖2所示。b處Se的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),則d處Zn的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為。

(2)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,該硒化鋅晶體的密度為g·cm3(用含a、NA的代數(shù)式表示)。

7.(3分)(2025·廣東江門(mén)一模)硒的化合物在半導(dǎo)體和電池研發(fā)領(lǐng)域有重要用途,如Li2Se可用于提升光電器件性能。Li2Se晶體結(jié)構(gòu)可描述為L(zhǎng)i+填充在Se2構(gòu)成的正四面體的體心,形成如圖所示的結(jié)構(gòu)單元。(1)Se2在晶胞中的位置為。

(2)設(shè)兩個(gè)Se2的最短距離為anm,該晶體的密度為g·cm3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,列出計(jì)算式)。

8.(4分)(2025·福建龍巖一模)已知CeO2的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。(1)Ce4+的配位數(shù)為。

(2)O2填充在Ce4+構(gòu)成的空隙中。

(3)該晶體的密度為ρg·cm3,則晶胞中Ce4+、O2之間的最近距離為pm

(用含NA的代數(shù)式表示)。9.(3分)(2025·貴州六盤(pán)水一模)Co(OH)3在稀有氣體中受熱分解可得CoO。CoO的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)與Co2+距離最近且相等的Co2+有個(gè)。

(2)已知晶胞邊長(zhǎng)為anm,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則CoO晶體的密度為g·cm3。

10.(4分)(2025·廣東深圳中學(xué)三模)錸是一種稀有貴重金屬,廣泛用于制造飛機(jī)、衛(wèi)星和火箭的外殼等。(1)NH4ReO4在熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?則NH4ReO4屬于(填“離子晶體”或“分子晶體”)。

(2)三氧化錸是簡(jiǎn)單立方晶胞,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,三氧化錸的摩爾質(zhì)量為Mg·mol1,晶體密度為ρg·cm3。錸原子周?chē)c其最近的氧原子個(gè)數(shù)為,該晶體中兩個(gè)相距最近的氧原子間的距離為cm。(列出計(jì)算式)

11.(3分)(2025·廣州天河區(qū)一模)合金具有比金屬單質(zhì)更優(yōu)越的性能,CuMnAl合金為磁性形狀記憶合金材料之一,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(已知:Mn和Al位于Cu所構(gòu)成的八個(gè)小正方體的體心)。(1)若A原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),則B原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為。

(2)已知該合金晶體的密度為ρg·cm3,則距離最近的兩個(gè)鋁原子之間的距離為pm(列出計(jì)算式,阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示)。

參考答案1.答案(1)6∶1(2)a解析:(1)根據(jù)均攤法,圖示的LixZnyS晶胞中Li+和Zn2+共有7個(gè),S2有4個(gè),根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0,可得出Li+有6個(gè),Zn2+有1個(gè),則x∶y=6∶1。(2)ZnS晶胞中有4個(gè)Zn2+和4個(gè)S2,則1mol晶胞共有4molZnS,1mol晶胞的體積為a3×1036NAm3,故ZnS晶體的摩爾體積為a3×10-36N2.答案(1)12(2)142解析:(1)根據(jù)α型立方晶體可知,以一個(gè)棱上的BH4-為研究對(duì)象,距離最近的BH4(2)在四方晶體中,A的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),B的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(12,1,34),A、B間的距離是(12a)23.答案(1)TiO21(2)6解析:(1)由晶體結(jié)構(gòu)單元可知,甲中兩種原子的個(gè)數(shù)比為1∶2,則甲代表TiO2;甲中底邊長(zhǎng)分別為apm、bpm,高為apm,則甲代表的晶體的密度為2×48+4×16a2bNA×10-(2)乙代表TiO,由乙圖可知,與鈦原子距離最近且相等的氧原子有6個(gè),即Ti的配位數(shù)為6。4.答案(1)8(2)1∶38a3解析:(2)根據(jù)題中任何一個(gè)小立方體進(jìn)行分析,小立方體中K的個(gè)數(shù)為4×18+1=32,Sb的個(gè)數(shù)為4×18=12,則Sb、K的原子個(gè)數(shù)之比為1∶3;根據(jù)題意分析可知,其立方晶胞的棱長(zhǎng)為2anm,則立方晶胞的體積為(2anm)3=85.答案(1)(12,1,1(2)22×3解析:(1)根據(jù)圖示,銅原子a的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(12,1,12(2)晶體X中Au與Cu之間的最短距離為晶胞面對(duì)角線的一半,根據(jù)均攤法計(jì)算,一個(gè)晶胞中含有1個(gè)Au原子,3個(gè)Cu原子,X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr,故晶體X中Au與Cu之間的最短距離為22×3MrN6.答案(1)(34(2)5解析:(2)據(jù)“均攤法”,晶胞中含8×18+6×12=4個(gè)Se、4個(gè)Zn,則晶體密度為4×(79+65)7.答案(1)頂角和面心(2)4解析:(1)Li2Se晶體結(jié)構(gòu)可描述為L(zhǎng)i+填充在Se2構(gòu)成的正四面體的體心,由此可知相應(yīng)的晶胞中Se2位于頂角和面心,Li+位于晶胞內(nèi)部,填充在Se2構(gòu)成的正四面體的體心。(2)根據(jù)均攤法計(jì)算,一個(gè)晶胞中有4個(gè)Se2,8個(gè)Li+。兩個(gè)Se2的最短距離為anm,則晶胞中面對(duì)角線長(zhǎng)為2anm,設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為xnm,則2x=2a,x=2a,該晶體的密度為4×(79+2×7)8.答案(1)8(2)正四面體(3)34×3解析:(1)分析晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,白球的個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,黑球個(gè)數(shù)為8,故白球?yàn)镃e4+、黑球?yàn)镺2,根據(jù)晶胞無(wú)隙并置的原則,Ce4+的配位數(shù)為(2)由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,每個(gè)O2連接四個(gè)Ce4+,O2填充在Ce4+構(gòu)成的正四面體空隙中。(3)該晶體的密度為ρg·cm3,則晶胞中Ce4+與O2之間的最近距離為體對(duì)角線的14,也是邊長(zhǎng)的34;設(shè)邊長(zhǎng)為acm,則ρ=mV=4MNAa3=4×172NAa3g·cm3,邊長(zhǎng)a=39.答案(1)12(2)3解析:(1)以體心Co2+為研究對(duì)象,距離其最近且相等的Co2+有12個(gè)。(2)立方晶胞邊長(zhǎng)為anm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,通過(guò)分析可知1個(gè)晶胞含有4個(gè)CoO,晶胞的質(zhì)量為4×(59+16)NAg,體積為(a×107)3cm3,則CoO晶體的密度為310.答案(1)離子晶體(2)62解析:(1)NH4ReO4在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電,說(shuō)明NH4ReO4屬于離子晶體。(2)由晶胞圖示可知,頂角的錸原子周?chē)?個(gè)距離相等且最近的氧原子;根據(jù)均攤法可計(jì)算出一個(gè)晶胞中Re的個(gè)數(shù)為8×18=1,O的個(gè)數(shù)為12×14=3,也就是1個(gè)晶胞含有1個(gè)ReO3,設(shè)晶胞的棱長(zhǎng)為acm,則a3=MNA·ρ,a=3MNA·ρ。晶胞中兩個(gè)相距最近的氧原子間的距離為面對(duì)角線的1211.答案(1)(34(2)22×3解析: