晶胞的计算 知识点题库

（1） 基态硼原子的电子排布式为．

（2） 下列关于这两种晶体的说法，正确的是（填序号）．

a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大

b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软

c．两种晶体的B﹣N键均为共价键  

d．两种晶体均为分子晶体

e．立方相氮化硼的晶体晶胞中，含有4个B原子，4个N原子

（3） 六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为，其结构与石墨相似却不导电，原因是．

（4） 立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为．该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的地壳中被发现．根据这一矿物形成事实，推断实验室中由六方相氮化硼合成立方相氮化硼时需要的条件应是．

（5） NH₄BF₄（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一，1mol NH₄BF₄含有 mol配位键．

（1） 写出由B₂O₃制备BF₃的化学方程式，BF₃中，B原子的杂化轨道类型为．

（2） 已知：硼酸的电离方程式为H₃BO₃+H₂O⇌[B（OH）₄]^﹣+H⁺ ， 试依据上述反应写出[Al（OH）₄]^﹣的结构式，并推测1mol NH₄BF₄（氟硼酸铵）中含有个配位键．

（3） 由12个硼原子构成如图1的结构单元，硼晶体的熔点为1873℃，则硼晶体的1个结构单元中含有个B﹣B键．

（4） 氮化硼（BN）晶体有多种相结构．六方相氮化硼（晶体结构如图2）是通常存在的稳定相可作高温润滑剂．立方相氮化硼（晶体结构如图3）是超硬材料，有优异的耐磨性．

①关于这两种晶体的说法，不正确的是（填字母）．

a．两种晶体均为分子晶体

b．两种晶体中的B﹣N键均为共价键

c．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软

d．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大

②六方相氮化硼晶体结构与石墨相似却不导电，原因是．

（5） 一种硼酸盐的阴离子为B₃O₆^n﹣ ， B₃O₆^n﹣结构中只有一个六元环，B的空间化学环境相同，O有两种空间化学环境，画出B₃O₆^n﹣的结构图（注明所带电荷数）．

（1） 基态砷原子的电子排布式为．

（2） K₃[Fe（CN）₆]晶体中Fe³⁺与CN^﹣之间化学键类型为键，与CN^﹣互为等电子体的化合物分子式为．

（3） PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾污染，光化学烟雾中含有NO_x、O₃、CH₂=CHCHO、HCOOH、 （PAN）等二次污染物．

①N₂O结构式可表示为N=N=O，N₂O中中心氮原子的杂化轨道类型为，1mol PAN中含σ键数目为．

②测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β一射线吸收法，β一射线放射源可用⁸⁵Kr．Kr晶体为面心立方晶体，若晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个，晶胞中含Kr原子为n个，则m/n=（填数字）．已知Kr晶体的密度为ρg/cm³ ， 摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗常数用N_A表示，列式表示Kr晶胞参数a=nm．

（1） 离子晶体中阴阳离子半径之比是决定晶体构型的重要因素之一，配位数与离子半径之比存在如下关系：

已知在某AB型离子化合物中，A⁺离子的半径为84 pm，B^-离子的半径为140 pm。分析以上信息，与A⁺离子配位的所有B^-离子，在空间构成的立体形状为。

（2） 硫化亚铜和氧化亚铜均为离子晶体，其中熔点较高的为 (填化学式)，原因是。

（3） 向硫酸铜溶液中加入乙二胺(H₂N-CH₂-CH₂-NH₂)溶液后，每个Cu²⁺可与两个乙二胺分子形成四配位离子，导致溶液由蓝色变为紫色。该四配位离子的结构式为。

（4） K₃C₆₀是由足球烯(C₆₀)与金属钾反应生成的盐。在K₃C₆₀晶胞中，C₆₀^3-堆积方式为面心立方结构，每个晶胞中形成4个八面体空隙和8个四面体空隙，K⁺填充在空隙中。晶胞中被K⁺占据的空隙百分比为。

（5） H和Mg能形成一种离子型储氢材料，晶体结构如右图所示：

则该晶体中Mg的配位数是，其化学式为。已知该晶体的密度为ρg·cm^-3 ， 晶胞的体积为(用ρ、N_A表示，其中N_A表示阿伏加德罗常数的值)。

（1） 基态O原子核外有种不同运动状态的电子，与O元素同周期第一电离能大于O的主族元素有(填元素符号)。

（2） HCHO和H₂O都参与上述转化。HCHO分子的空间构型是，三聚甲醛的结构如图一所示，三聚甲醛中C原子的杂化方式为。

（3） H₂O能形成多种配位化合物。科研人员通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键。结构如图二所示。胆矾的化学式用配位化合物的形式可表示为，1mol胆矾所含σ键的数目为N_A。

（4） TiO₂是上述转化的催化剂，CaTiO₃是制取TiO₂的一种原料，其晶胞结构如图三所示。在CaTiO₃晶体中，与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有个，设该化合物的式量为M ， 密度为a g/cm³ ， 阿伏加德罗常数为N_A ， 则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为cm。

（1） 化合物H₃BNH₃是一种潜在的储氢材料，可利用化合物B₃N₃H₆通过如下反应制得：3CH₄＋2B₃N₃H₆＋6H₂O=3CO₂＋6H₃BNH₃。

①H₃BNH₃分子中是否存在配位键(填“是”或“否”)，B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为。

②与B₃N₃H₆互为等电子体的分子是(填一个即可)，B₃N₃H₆为非极性分子，根据等电子原理写出B₃N₃H₆的结构式：。

（2） “嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量，在太阳能电池板材料中除单晶硅外，还有铜、铟、镓、硒等化学物质，回答下列问题：

①SeO₃分子的立体构型为。

②某种铜合金的晶胞结构如图所示，该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为 a pm，则该晶体的密度为(用含a的代数式表示，设N_A为阿伏加德罗常数的值)。

（1） Ni在元素周期表中的位置是， 其价电子层中有个未成对电子。

（2） 纳米结构氧化钴可在室温下将甲醛(HCHO)完全催化氧化，已知甲醛各原子均满足稳定结构，甲醛分子属于 ( 填“极性”“非极性”)分子，其立体构型为。

（3） 铁、钴、镍三种元素并称铁系元素，它们的性质相似。某含镍化合物的结构如图所示，则分子内不可能含有_______(填字母)。

（4） TiO₂能溶于浓硫酸并析出一种离子晶体，已知其中阳离子是以链状聚合物形式存在的钛酰阳离子，其结构如图所示，其化学式为。阴离子 中硫原子的杂化方式为，写出一种与 互为等电子体的分子：。

 

（5） 自然界的钛主要以金红石(主要成分为TiO₂ )的形式存在。TiO₂的晶胞属于四方晶系，其长方体结构如图所示，已知TiO₂的摩尔质量为Mg·mol^-1 ， 阿伏加德罗常数的数值为N_A ， 根据图中所示数据可知该晶体的密度ρ= (用N_A表示阿伏加德罗常数的数值，用含M、a、b、c、N_A的代数式表示)g·cm^-3。

（1） Ⅰ.主族元素能形成多种化合物，它们是探测器、激光器、微波器的重要材料。

氧原子价电子层上的电子可以进行重排以便提供一个空轨道与氮原子形成配位键，该氧原子重排后的价电子排布图为，电子重排后的氧原子能量有所升高，原因是不符合(填“泡利原理”或“洪特规则”)。

（2） 自然界中不存在单质硼，硼的氢化物也很少，主要存在的是硼的含氧化合物，根据下表数据分析其原因是。

化学键	B-H	B-O	B-B
键能(kJ·mol-1)	389	561	293

（3） NH₃与BF₃气体相遇发生反应生成F₃B-NH₃晶体

①F₃B-NH₃晶体中，B原子的杂化轨道类型为。  

②F₃B-NH₃晶体中不存在的作用力有。

a.σ键      b.π键      c.离子键      d.配位键      e.范德华力

（4） 已知：

物质	AsF3	AsCl3	BiF3
沸点/℃	62.8	130.2	900.0

解释表中物质之间沸点差异的原因。

（5） Ⅱ.储氢合金能有效解决氢气的储存和运输，对大规模使用氢能具有重要意义。

某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物，M的部分电离能如下表所示。M是(填元素符号)，判断理由是。

I1/kJ·mol-1	I2/kJ·mol-1	I3/kJ·mol-1	I4/kJ·mol-1	I5/kJ·mol-1
738	1451	7733	10540	13630

（6） 过渡金属Q与镧(La)形成的合金也是一种储氢材料，其中基态Q原子的价电子排布式为nd^2n＋2(n＋1)s^n-1；该合金的晶胞结构和z轴方向的投影图如图所示。

若阿伏加德罗常数的值为N_A ， 则该合金的密度ρ=g·cm^-3(用含a、c、N_A的代数式表示，列出计算式即可)。

（1） ①基态O原子的核外电子排布式为；基态Fe原子共有种运动状态不同的电子。

②Fe²⁺形成的配合物亚铁氰化钾(K₄[Fe(CN)₆])又称黄血盐，可用于检验Fe³⁺。写出两种与CN^-互为等电子体的分子的化学式：；含有12molσ键的K₄[Fe(CN)₆]的物质的量为mol。

③已知Fe²⁺半径为61pm，Co²⁺半径为65pm，则在隔绝空气条件下分别加热FeCO₃和CoCO₃ ， FeCO₃受热分解温度(填“低于”或“高于”)CoCO_3。

（2） ①H₂SO₄的酸性强于H₂SO₃的酸性的原因是。

②SO₂中S原子的杂化方式为；SO₃的立体构型为。第一电离能：SO(填“>”或“<”)。

（3） FeS₂晶体的晶胞结构如图所示。

 

①FeS₂晶体中距离Fe²⁺最近的Fe²⁺的数目为。

②FeS₂晶体的晶胞参数为anm，密度为ρg·cm^-3 ， 阿伏加德罗常数的值为N_A ， 则FeS₂的摩尔质量M=g·mol^-1(用含a、ρ、N_A的代数式表示)。

（1） 基态Fe³⁺价电子轨道表示式是。

（2） (CN)₂与卤素单质性质相似，与水反应生成HCN，请写出(CN)₂的电子式，H、C、N三种元素电负性由大到小的顺序为。

（3） HCN中σ键与π键个数比为。已知沸点： ，解释原因。

（4） 下列微粒中，与HCN具有相同立体构型的是_______(填字母)。

（5） 普鲁士蓝中Fe²⁺与Fe³⁺个数比为。已知普鲁士白晶胞的晶胞参数均为apm，晶体密度为 ，设N_A为阿伏加德罗常数的值，则普鲁士白(化学式为最简比值)的摩尔质量为 (用含a、 、N_A的计算式表示)

（1） K的焰色试验呈紫红色，紫色对应的辐射波长为    nm(填标号)。

（2） 氯乙酸的组成元素电负性由大到小的顺序为；其分子中碳原子的杂化方式为；占据基态C原子中最高能级电子的电子云轮廓图形状为形。

（3） 基态Mn原子核外电子排布式为；KMnO₄的阴离子的空间构型为。

（4） 氯乙酸的熔点高于冰醋酸的原因可能为。

（5） KMnO₄中两种金属元素单质的晶体结构堆积方式相同，晶胞结构如下图所示。

①下列立方堆积模型中符合钾、锰堆积方式的为(填标号)。

A、

B、

C、

②N_A为阿伏加德罗常数的值。锰的摩尔质量为Mg·mol^-1 ， 晶胞的密度为d g·cm^-3 ， 则锰的晶胞参数为nm(用含Nλ、M、d的式子表示)。

（1） 基态钛原子的价电子排布式为；钛(Ti)和锆(Zr)是同一副族的相邻元素，钛和锆的价层电子结构相似，请画出基态锆原子的价电子排布图：。

（2） 二氧化钛(TiO₂)是常用的具有较高催化活性和稳定性的光催化剂。在TiO₂催化作用下，可将CN^-氧化成CNO^- ， 进而得到N₂ ， 与CNO^-互为等电子体的分子化学式为(写出2个)。TiO₂与光气COCl₂反应可用于制取四氯化钛，COCl₂的空间构型为。

（3） 钛与卤素形成的化合物的熔、沸点如下表所示：

	TiCl4	TiBr4	TiI4
熔点/℃	-24.1	38.3	155
沸点/℃	136.5	233. 5	377

分析TiCl₄、TiBr₄、TiI₄的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是。

（4） 钛某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如图所示：

①甲基上的碳原子的杂化类型是。

②该配合物中含有的化学键有 (填标号)。

a离子键       b．σ键        c．金属键        d．π键

（5） 已知TiO₂晶胞中Ti⁴⁺位于O^2-所构成的正八面体的体心，ZrO₂晶胞中Zr⁴⁺位于O^2-所构成的立方体的体心，其晶胞结构如下图所示。 

①TiO₂晶胞中Ti⁴⁺的配位数是。

②已知二氧化锆晶胞中Zr原子和O原子之间的最短距离为a pm，则二氧化锆晶体的密度为g·cm^-3。(列出表达式即可，不用化简，N_A为阿伏加德罗常数的值，ZrO₂的摩尔质量为M g/mol)。

（1） 氯原子的核外电子排布式为。

（2） 为了延长液氯的杀菌时间，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入了液氨，其反应的化学方程式为NH₃+HClO=H₂O+NH₂Cl，其中N、O、H的电负性由小到大的顺序为(用元素符号表示)；HClO中氧原子的杂化方式为：NH₃分子的VSEPR模型为；在水和苯两种溶剂中，NH₂Cl更易溶于。

（3） 卤素单质的化学键的键参数如表所示：

化学键	F-F	Cl-Cl	Br-Br	I-I
键长/pm	141	198	228	267
键能/(kJ·mol-1)	157	242.7	193.7	152.7

从物质结构角度分析，F—F键的键能反常的原因是。

（4） AgCl的晶胞与NaCl的类似，AgCl的晶胞结构如图所示，已知晶胞边长为 a pm，则晶胞内Ag⁺的配位数为，晶胞的6个面心围成的正八面体的边长为pm，设阿伏加德罗常数的值为N_A ， 则该晶体的密度为(列出计算表达式)g·cm^-3。

（1） Pb位于第六周期第IVA族，其基态原子的价电子排布图为，基态I原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为。

（2） CH₃NH₃PbI₃中涉及的短周期元素的电负性由大到小的顺序为(填元素符号)。沸点：CH₄(填“高于”或“低于”)NH₃ ， 原因是。

（3） 有机阳离子CH₃NH₃⁺可通过CH₃NH₂制备，CH₃NH₂中C和N的杂化类型分别是、；的立体构型为。

（4） CH₃NH₃PbI₃的立方晶胞结构如图所示，晶胞中1个Pb²⁺周围距离最近的I^-数目为，已知晶胞边长为apm，则I^-之间最短的距离为pm，CH₃NH₃PbI₃的摩尔质量为Mg·mol^-1 ， N_A为阿伏加德罗常数的值，则CH₃NH₃PbI₃晶胞的密度为(用含a、M、N_A的代数式表示)g·cm^-3。