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高二化学晶胞的相关计算专项训练单元提优专项训练试题一、晶胞的相关计算1元素 X位于第 4 周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2；元素 Y基态原子的3p 轨道上有1 对成对电子X与 Y形成的化合物的晶胞结构如图所示，下列关于该晶体的说法正确的是（）A该晶体属于原子晶体BX2+的配位数为8，Y2-的配位数为4C与每个Y2-距离最近且相等的Y2-共有 12 个D该晶体的熔点比氧化锌高2氮及其化合物有许多用途回答下列问题：（1）基态Mn原子的电子排布式为_，锰的第三电离能比铁的第三电离能大，这是因为 _ 2）3NCl的沸点（ 71）比HCN的沸点（ 25 7）高，主要原因是_3）根据价层电子对互斥理论，3NCl、2NH、2NO三种微粒中，中心原子价层电子对数不同于其他微粒的是_4）4Mn N（氮化锰）的晶胞结构如图所示，晶胞参数为03851nm该氮化锰的密度为-3g cm（列出计算式） 3物质的组成与结构决定了物质的性质与变化回答下列问题：（1）基态铁原子简化的电子排布式为Ar_2）硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是_。

在 Ni(NH3)62+中 Ni2+与 NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_氨的沸点高于膦(PH3)的原因是 _；PH3分子中 P原子的杂化轨道类型为_3）铜与 (SCN)2反应生成Cu(SCN)2，1mol(SCN)2中含有 键的数目为 _4）天然硅酸盐组成复杂，阴离子的基本结构单元是SiO4四面体，如图(a)，通过共用顶角氧离子可形成链状、网状等结构，图(b)为一种无限长双链结构的多硅酸根，该多硅酸根的化学式为 _(用 n 代表聚合度 )5）碘与锰形成的某种化合物晶胞结构及参数如图所示，该化合物的化学式是_，其晶体密度的计算表达式为_g cm-3(阿伏加德罗常数的值用NA表示 )4石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如下：（1）下列有关石墨烯说法正确的是_A 石墨烯的结构与金刚石相似 B 石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面C 12g 石墨烯含 键数为 NA D 从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，含 碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。

钴原子在基态时，核外电子排布式为：_乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是_下图是金与铜形成的金属互化物合金，它的化学式可表示为：_ 含碳源中属于非极性分子的是_（填序号）a 甲烷 b 乙炔 c 苯 d 乙醇酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图，组成酞菁铜染料分子的元素，酞菁变成酞菁铜，分子中多 了什么作用力_，酞菁铜分子中设计到的元素，电负性由小到大依次为_5补铁剂常用于防治缺铁性贫血，其有效成分般为硫酸亚铁、琥珀酸亚铁、富马酸亚铁和乳酸亚铁等回答下列问题：（1）能表示能量最低的亚铁离子的电子排布式是_(填标号 )a.Ar3d54s2 b.Ar3d54s1 c.Ar3d64s2 d.Ar3d6（2）琥珀酸即丁二酸(HOOCCH2CH2COOH) ，在琥珀酸分子中电负性最大的原子是_，碳原子的杂化方式是_；琥珀酸亚铁中存在配位键，在该配位键中配位原子是_，中心原子是_3）富马酸和马来酸互为顺反异构体，其电离常数如下表：物质名称Ka1Ka2富马酸 ()7.9410-42.51 10-5马来酸 ()1.2310-24.68 10-7请从氢键的角度解释富马酸两级电离常数差别较小，而马来酸两级电离常数差别较大的原因： _。

4） -硫酸亚铁的晶胞结构如图所示，其晶胞参数为a=870pm、b=680pm、c=479pm， = = =90， Fe2+占据晶胞顶点、棱心、面心和体心在该晶胞中，硫酸根离子在空间上有_种空间取向，晶胞体内硫酸根离子的个数是_，铁原子周围最近的氧原子的个数为_；设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度是_gcm-3(列出计算表达式)6石墨、石墨烯及金刚石是碳的同素异形体1）以 NiCrFe为催化剂，一定条件下可将石墨转化为金刚石基态Fe原子未成对电子数为 _设石墨晶体中碳碳键的键长为am，金刚石晶体中碳碳键的键长为bm，则 a_（填 “”“冰b.晶体中的空间利用率：干冰冰c.晶体中分子间相互作用力类型相同（3）金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质，下列关于这两种单质的叙述中正确的是_（填字母）a.金刚石中碳原子的杂化类型为3sp杂化，石墨中碳原子的杂化类型为2sp杂化b.晶体中共价键的键长：金刚石中CC石墨d.晶体中共价键的键角：金刚石石墨e.金刚石晶体中只存在共价键，石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力f.金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是原子晶体（4）金刚石晶胞结构如下图，立方BN结构与金刚石相似，在BN晶体中，B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为_，B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为 _，一个晶胞中N原子数目为 _。

5）已知Cu单质的晶体密度为3 g cm，Cu的相对原子质量为M，阿伏加德罗常数为AN，则Cu的原子半径为_12 钛(Ti)有“21 世纪将是钛的世纪” 之说，而钛铝合金广泛用于航天领域，已知熔融的TiO2 能够导电回答下列问题：(1)写出基态 Ti 原子的价层电子排布图_，钛元素在周期表中的位置是_2)TiO2、TiCl4和 TiBr4的熔点如下表所示，解释表中钛的化合物熔点存在差异的原因_3)TiC14可由 TiO2和光气 (COC12)反应制得，反应为TiO2+2COC12 TiCl4+2CO2反应中COC12和 CO2碳原子的杂化方式分别为_、_，COCl2的空间构型是_4)钛铝合金中，原子之间是由_键形成的晶体，一种钛铝合金具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Ti 原子位于顶点和面心位置，Al 原子位于棱心和体心，则该合金中 Ti 和 Al 原子的数量之比为_5)已知 TiO2晶胞中 Ti4+位于 O2所构成的正八面体的体心，TiO2晶胞结构如图所示：根据晶胞图分析TiO2晶体中 Ti4+的配位数是 _已知 TiO2晶胞参数分别为anm、bnm 和 cnm，设阿伏加德罗常数的数值为NA，则 TiO2的密度为 _g cm-3(列出计算式即可)。

参考答案】 * 试卷处理标记，请不要删除一、晶胞的相关计算1C 解析： C【解析】【分析】元素 X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数=2+8+18=28，且最外层电子数为2，所以该原子有30 个电子，为Zn 元素；元素Y基态原子的p 轨道上有 1 对成对电子，说明3p 轨道上有 4 个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p4，则 Y是 S元素，则化学式为ZnS ，据此解题详解】AZnS含有 Zn2+和 S2-，属离子晶体，故A 错误；B因为化学式为ZnS，所以 Y2-离子的配位数为4，则 X2+离子的配位数也为4，故 B错误；C由晶胞可知，与每个X2+距离最近的X2+在其面心，则共有3 82=12 个，故 C 正确，D离子晶体ZnO的晶格能比ZnS大，则 ZnO的熔点比ZnS高，故 D 错误；故答案为C2A 解析： Ar3d54s2或 1s22s22p63s23p63d54s2 Mn 的 3d 能级半满，较稳定，不易失去电子NCl3和 HCN均为分子晶体，NCl3的相对分子质量较大，则熔沸点更高-2NO323-8145546.02103.851 10【解析】【分析】【详解】（1）Mn是 25 号元素，基态Mn原子的电子排布式为Ar3d54s2或1s22s22p63s23p63d54s2，锰的第三电离能是失去3d 轨道中的电子，又Mn的 3d 轨道半满，稳定，不易失去电子，故电离能大于铁；（2）NCl3和HCN均为分子晶体，NCl3的相对分子质量较大，分子间作用力更强，则NCl3的沸点更高；（3）根据价层电子对互斥理论计算，NCl3的中心原子价层电子对数5- 1 33+=42，2NH的中心原子价层电子对数为5+1- 1 22+=42，2NO的中心原子价层电子对数为5+1- 222+=32，故中心原子价层电子对数不同于其他微粒的是2NO；（4）4Mn N（氮化锰）的晶胞结构可知，含1mol4Mn N，晶胞参数为03851nm。

该氮化锰的密度为：323-8145546.02103.851 10-3g cm3H 解析： 3d64s2正四面体配位键 N NH3分子间可形成氢键 sp3 4NA116n4nSi OMnI22206 3Aa bN【解析】【分析】【详解】(1)基态铁原子核外有26 个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，简化的电子排布式为 Ar3d64s2，故答案为： 3d64s2；(2)SO42-中心原子的价电子对数为6224442，S无孤电子对，立体构型为正四面体，故答案为：正四面体；Ni(NH3)62+为配离子， Ni2+与 NH3之间为配位键配体NH3中提供孤电子对的为N，故答案为：配位键；N；NH3分子间存在氢键，故沸点比PH3高， NH3中 N 有一个孤电子对，立体构型为三角锥形，因此 NH3为极性分子， N 的杂化轨道数为3+1=4，杂化类型为sp3，故答案为：NH3分子间可形成氢键；sp3；(3)(SCN)2的结构简式为NC S SC N，则 1mol(SCN)2中含有 键的数目为4NA，故答案为： 4NA；(4)图(b)为一种无限长层状结构的多硅酸根，图(a)中一个 SiO44-四面体结构单元中其中有3个氧原子的贡献率为12，多硅酸根结构单元中含有2+412=4 个硅，氧原子数目=2+412+612+4=11，则该多硅酸盐的化学式为116n4nSi O，故答案为：116n4nSi O；(5)根据均摊法可知，每个晶胞中含有818=1 个锰离子， 2 个碘离子，该化合物的化学式是 MnI2，晶胞密度-322309206 3g cm32AANa bNa b，故答案为：MnI2；2206 3Aa bN。

4B 解析： BD 72Ar3d 4s乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键3Cu Au或3AuCu abc 配位键CuHCN【解析】【分析】【详解】（1）A. 石墨烯是平面结构，金刚石空间网状结构，故A 错误；B. 碳碳双键上所有原子都处于同一平面，所以导致石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面，故 B正确；C. 石墨烯中一个碳原子具有 1.5 个键，所以12 g石墨烯含键数为 1.5AN，故 C 错误；D. 石墨结构中，石墨层与层之间存在分子间作用力，所以从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力，故D 正确；故答案为BD；（2）钴是27 号元素，钴原子核外有27 个电子，根据构造原理书写基态原子的核外电子排布式，注意先排4s电子再排3d电子，所以基态钴原子的核外电子排布式为72Ar3d 4s故答案为：72Ar3d 4s分子晶体中，物质的熔沸点随着相对分子质量的增大而增大，但乙醇分子间能形成氢键导致乙醇的熔沸点大于氯乙烷的熔沸点故答案为：乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键每个晶胞中含有的Cu原子数1632，含有的金原子数1818，所以它的化学式可表示为：3Cu Au或3AuCu。

故答案为：3Cu Au或3AuCua 选项：甲烷是正四面体结构，属于对称结构，所以是非极性分子，故a 正确；b 选项：乙炔是直线型结构，属于对称结构，所以是非极性分子，故b 正确；c 选项：苯是平面结构，属于对称结构，所以是非极性分子，故c 正确；d 选项：乙醇不是对称结构，所以是极性分子，故d 错误；故选 abc由图可知，酞菁变为酞菁铜后，分子。