晶胞的计算知识点题库

NaCl的晶胞如右图，每个NaCl晶胞中含有的Na+离子和Cl离子的数目分别是（）

A . 14，13 B . 1，1 C . 4，4 D . 6，6

E、F、G三元素的原子序数依次增大，三原子的核外的最外层电子排布均为4s¹ ．

①E元素组成的单质的晶体堆积模型为体心立方堆积，一个晶胞中均摊个E原子．E原子的配位数为

②F元素在其化合物中最高化合价为．

③G²⁺离子的核外电子简化电子排布式为，G²⁺离子的核外电子有种运动状态，有个能级，G²⁺离子的核外电子占据个轨道．

组成晶体的质点（分子、原子、离子）以确定的位置在空间作有规则排列，具有一定几何形状的空间格子，称为晶格，晶格中能代表晶体结构特征的最小重复单位称为晶胞．在冰晶石（Na3AlF6）晶胞中，AlF₆³^﹣占据的位置相当于NaCl晶胞中Cl^﹣占据的位置，则冰晶石晶胞中含有的原子数与食盐晶胞中含有的原子数之比为（）

A . 2：1 B . 3：2 C . 5：2 D . 5：1

X、Y、Z、W、U五种元素，均位于周期表的前四周期，它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为57．Y原子的L层p轨道中有2个电子，Z的原子核外有三个未成对电子，W与Y原子的价电子数相同，U原子的K层电子数与最外层电子数之比为2：1，其d轨道处于全充满状态．

（1） U²⁺的外围电子排布式为．
（2） X、Y、Z 可以形成化学式为XYZ的分子．该分子中各原子均达到稀有气体稳定结构，则该分子中Y采取的杂化轨道类型为
（3）比较Y和W的第一电离能，较大的是（填元素符号），
（4） X与Z形成的最简单化合物Q的分子构型为；U²⁺与Q形成的配离子的离子反应方程式为．
（5） U⁺与Z³^﹣形成的晶胞结构如图所示，阴、阳离子间的核间距为acm．与同一个Z³^﹣相连的U⁺有个，该晶体的密度为 g•cm^﹣³ ．（设N_A表示阿伏加德罗常数）

镧系为元素周期表中第ⅢB族、原子序数为57~71的元素。

（1）镝(Dy)的基态原子电子排布式为[Xe]4f¹⁰6s² ，画出镝(Dy)原子外围电子排布图：。
（2）高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu³⁺ ，基态时Cu³⁺ 的电子排布式为。
（3）观察下面四种镧系元素的电离能数据，判断最有可能显示+3 价的元素是(填元素名称)。几种镧系元素的电离能(单位：kJ • mol^-1)
元素
I₁
I₂
I₃
I₄
Yb(镱）
604
1217
4494
5014
Lu(镥）
532
1390
4111
4987
La(镧）
538
1067
1850
5419
Ce(铈）
527
1047
1949
3547
（4）元素铈(Ce)可以形成配合物(NH₄)₂[Ce(NO₃)₆]。
①组成配合物的四种元素，电负性由大到小的顺序为(用元素符号表示)。
②写出氮的最简单气态氢化物水溶液中存在的氢键：(任写一种)。
③元素Al 也有类似成键情况，气态氯化铝分子表示为(AlCl₃)₂ ，分子中Al 原子杂化方式为，分子中所含化学键类型有(填字母)。
a.离子键 b.极性键 C.非极性键 d.配位键
（5） PrO₂(二氧化镨)的晶体结构与CaF₂相似，晶胞中镨原子位于面心和顶点，则PrO₂(二氧化镨)的晶胞中有个氧原子；已知晶胞参数为a pm，密度为ρ g· cm^-3 ， N_A= (用含a、ρ的代数式表示)。

周期表中前四周期的元素A、Z、Q、R、T的原子序数依次增大，且A、Z、Q同周期。A共有两个原子轨道上有电子，且电子数目相同。Z、Q相邻，且Z中的未成对电子数为3个，R元素在地壳中含量位于金属元素的第二位。T是人类最早使用的元素，并以这种元素命名了我国的一个时代。请回答下面的问题：

（1） A、Z、Q第一电离能从小到大的顺序为：（填元素符号），T的价层电子排布图为：。
（2） Q的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有个方向，原子轨道呈形。
（3） Z₃^-的立体构型为，写出与Z₃^-互为等电子体的一种非极性分子化学式。
（4）在不同的温度下，A以ACl₂和二聚体A₂Cl₄两种形式存在，二聚体的结构式如图所示：
①ACl₂中A的杂化方式为。
②1mol A₂Cl₄中含配位键的数目为。
（5） R单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞的棱边长分别为acm、bcm，则R单质的体心立方晶胞和面心立方晶胞的密度之比为，R原子配位数之比为。

A、B、C、D是原子序数依次递增的前四周期元素，A元素的正化合价与负化合价的代数和为零；B元素原子的价电子结构为nsⁿnpⁿ；C元素基态原子s能级的电子总数比p能级的电子总数多1；D元素原子的M能层全满，最外层只有一个电子。请回答：

（1） A 元素的单质为A₂ ，不能形成A₃或A₄ ，这体现了共价键的性；B元素单质的一种空间网状结构的晶体熔点>3550℃，该单质的晶体类型属于；基态D原子共有种不同运动状态的电子。
（2） A与C形成的最简单分子的中心原子杂化方式是，该分子与D²⁺、H₂O以2：1：2的配比结合形成的配离子是(填化学式)，此配离子中的两种配体的不同之处为(填标号)。
①中心原子的价层电子对数 ②中心原子的孤电子对的对数 ③中心原子的化学键类型 ④VSEPR模型
（3） 1molBC^—中含有的π键数目为；写出与BC^-互为等电子体的分子和离子各一种、。
（4） D²⁺的硫酸盐晶体的熔点比D²⁺的硝酸盐晶体的熔点高，其原因是。
（5） D₃C 具有良好的电学和光学性能，其晶体的晶胞结构如图所示，D⁺和C^3—半径分别为apm、bpm，D⁺和C^3—都是紧密接触的刚性小球，则C^3—的配位数为，晶体的密度为g·cm^-3。

FeSe、MgB₂等超导材料具有广阔的应用前景。

（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为，基态Se原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。
（2）向FeSe中嵌入吡啶（）能得到具有优异性能的超导材料。吡啶中氮原子的杂化类型为；该分子内存在（填标号）。
A．σ键

B.π键

C.配位键

D.氢键
（3）将金属锂直接溶于液氨，得到具有很高反应活性的金属电子溶液，再通过系列反应可制得FeSe基超导材料Li_0.6(NH₂)_0.2(NH₃)_0.8Fe₂Se₂。
①NH₂^－的空间构型为。

②液氨是氨气液化的产物,氨气易液化的原因是。

③金属锂溶于液氨时发生反应：Li+(m+n)NH₃=X+e^－(NH₃)_n。X的化学式为。
（4） MgB₂晶体结构如图所示。B原子独立为一层，具有类似于石墨的结构，每个B原子周围都有个与之等距离且最近的B原子；六棱柱底边边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为N_A ，该晶体的密度为g·cm^－3（列出计算式）。

A,B,C,D为原子序数依次增大的四种元素，A^2-和B²⁺具有相同的电子构型；C、 D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：

（1）四种元素中电负性最大的是(填元素符号)，其中C原子的次外层电子排布式为。
（2）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是(填分子式)，原因是；B的氢化物所属的晶体类型是，B单质所形成的晶体，一个晶胞平均含有个原子。
（3） C和D反应可生成组成比为1：5的化合物E， E的分子式为，已知该分子的空间构型为三角双锥，则其中两个Cl原子被F原子所替代得到的产物结构有种。
（4）化合物D₂A的立体构型为，中心原子的价层电子对数为，单质D与Na₂SO₃溶液反应，其离子方程式为。
（5） A和B能够形成化合物F，F晶体中的B²⁺离子的排列方式如下图所示，
①每个B²⁺周围最近的等距离的A^2-离子有个。

②已知F的晶胞参数是a₀=0.54nm，它的密度为(只列式不作计算，阿伏加德罗常数为6.02×10²³mol^-1)。

CdSnAs₂是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：

（1） Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl₂反应生成SnCl₄。常温常压下SnCl₄为无色液体，SnCl₄空间构型为，其固体的晶体类型为。
（2） NH₃、PH₃、AsH₃的沸点由高到低的顺序为(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为，键角由大到小的顺序为。
（3）含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd²⁺配合物的结构如图所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有mol，该螯合物中N的杂化方式有种。

（4）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs₂的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。

坐标原子	x	y	z
Cd	0	0	0
Sn	0	0	0.5
As	0.25	0.25	0.125

一个晶胞中有个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn(用分数坐标表示)。CdSnAs₂

晶体中与单个Sn键合的As有个。

秋冬季我国北方大部分地区出现严重雾霾天气，引起雾霾的PM2.5微细粒子包含(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、有机颗粒物及扬尘等，城市雾霾中还含有铜等重金属元素。

（1） PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾，光化学烟雾中含有NO_x、HCOOH、等二次污染物。
①基态N原子的电子排布式；C、N和O的第一电离能由大到小的顺序为

②氨硼烷（NH₃BH₃）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子（填化学式）。
（2） PM2.5微细粒子包含(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃等。
①(NH₄)₂SO₄晶体中各种微粒间存在的作用力有(填序号)。

a．离子键　b．共价键　c．配位键　d．范德华力　

②NH₄NO₃中阴离子的空间构型为，阳离子的中心原子轨道采用杂化。
（3）某种镁铝合金可作为储钠材料，该合金晶胞结构如图所示，晶胞棱长为anm，该合金的化学式为，晶体中每个镁原子周围距离最近的铝原子数目为，该晶体的密度为g/cm³(阿伏加德罗常数的数值用N_A表示)。

化合物YX₂、ZX₂中X、Y、Z都是短周期元素，X与Y同周期，Y与Z同主族，Y元素原子的最外层中p轨道上的电子数等于前一电子层电子总数，X原子最外层的p轨道中有一个轨道填充了2个电子，则：

（1） X原子的电子排布式为，Y原子的价层电子轨道表示式为。
（2） YX₂的分子构型是，YX₂的熔、沸点比ZX₂(选填“高”或“低”)，理由是。
（3）一个YX₂分子中含个π键。
（4）如图表示一些晶体的结构(晶胞)，其中代表YX₂的是。

现有1～20号元素A、B、C、D所对应的物质的性质或微粒结构如下表：

元素	物质性质或微粒结构
A	M层上有2对成对电子
B	B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代
C	常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
D	元素最高正价是＋7价

（1）元素A的原子最外层共有种不同运动状态的电子，有种能量不同的电子。
（2） C的氢化物固态时属于晶体，其中C原子杂化方式为，C的氢化物比D的氢化物更易溶于水的主要原因是。
（3）元素B形成带2个单位负电荷的离子 $\text{[math]}$ ，其电子式为（用元素符号表示,下同）。
（4） B的一种氧化物容易引起中毒，根据等电子原理写出其结构式。
（5）下列表述正确且能证明元素A与元素D非金属性强弱的是________。

A . A的氢化物比D的氢化物稳定 B . 常温下A的单质和D的单质状态不同 C . D的氢化物的酸性比A的氢化物的酸性强 D . 一定条件下D的单质能从A的氢化物水溶液中置换出A单质 E . D的氢化物的还原性比A的氢化物的还原性强
（6）测知D的钠盐晶体中相邻的Na⁺与D^-的距离为acm，该晶体密度为dg•cm^-3 ，则阿伏加德罗常数可表示为_______。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

1877年人类首次合成的氮化铝是一种硬度、熔点都很高的晶体，是良好的耐热冲击材料，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是（）

A . 氮化铝属于离子晶体 B . 氮化铝可用于制造切割金属的刀具 C . 一个氮化铝晶胞中含有 $\text{[math]}$ 个 $\text{[math]}$ 原子 D . 氮化铝晶体中 $\text{[math]}$ 的配位数为 $\text{[math]}$

青铜是人类历史上一项重大发明，它是铜(Cu)、锡(Sn) 和铅(Pb) 的合金，也是金属冶铸史上最早的合金。请回答：

（1）基态Cu原子通过失去轨道电子转化为Cu⁺；Sn的原子序数为50，基态Sn原子的价层电子排布式为。
（2）红氨酸( ) 可用于鉴别 Cu²⁺。红氨酸分子中C 原子的价层电子对数目为； N原子的杂化方式为； N原子与 H原子形成共价键的电子云对称形式为。
（3） CuCl的盐酸溶液能吸收CO，该反应可用于测定气体混合物中CO的含量，生成物M的结构如下图所示。

①与CO互为等电子体的离子为(任写一种即可)。

②M中所有元素的电负性由大到小的顺序为。

③画图表示出M 中Cu原子形成的所有配位键。
（4）金属钙和铜的晶体结构相似，但铜的熔点比钙高，试分析其原因为。
（5）铜晶体中，Cu 原子之间会形成不同类型的空隙，比如下图铜晶胞中铜原子a₁、a₂、a₃、a₄ 围成一个正四面体空隙，a₂、a₃、a₄ 、a₅、a₆、a₇ 围成一个正八面体空隙。

①铜晶体中，铜原子数：正四面体空隙数：正八面体空隙数＝。

②若a₂与a₃的核间距离为d pm，阿伏加德罗常数的值为N_A ，则铜晶体的密度为g•cm^-3( 列出计算表达式)。

硼(B)、钴(Co)和锰(Mn)形成物质时比较复杂和变化多端。

（1） Co基态原子价电子排布式为，在第二周期中，第一电离能比N高的元素是；
（2） Na[B(OH)₄]可用于织物漂白。Na[B(OH)₄]的化学键除了σ键外，还存在；
（3）硝酸锰是工业制备中常用的催化剂，Mn(NO₃)₂的NO $\text{[math]}$ 空间构型为；写出两种与NO $\text{[math]}$ 互为等电子体的微粒的化学式：；
（4）下图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(以n表示硼原子的个数)；

下图表示的是一种五硼酸根离子，其中B原子的杂化方式为；
（5）立方BN和立方AlN均为原子晶体，结构相似，BN的熔点高于AlN的原因为；
（6）一种新型轻质储氢材料的晶胞结构如下图所示，设阿伏加德罗常数的值为N_A ，该晶体的密度为g•cm^-3(用含a、N_A的代数式表示)。

金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式，图a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，其晶胞内金属原子个数比为（）

A . 3∶2∶1 B . 11∶8∶4 C . 9∶8∶4 D . 21∶14∶9

我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划，太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。

（1）与硅同主族的锗元素的价层电子排布式为。
（2） NCl₃、SiCl₄、SCl₂的键角由大到小的顺序为，其中SCl₂的分子构型为。
（3）环戊基二乙基硅基乙炔分子结构为，分子中σ键和π键的个数比为。
（4）碳与硅元素同主族，但形成的晶体性质却有不同。单晶硅不导电，但石墨能导电，石墨能够导电的原因是。
（5） SiC和单晶硅具有相似的晶体结构，但SiC熔点更高，其原因是。
（6）晶胞中原子的位置通常可用原子分数坐标表示(原子分数坐标：将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数)。复杂结构的三维表示往往难以在二维图上绘制和解释，可以从晶胞的一个方向(通常选择晶胞的一个轴的方向)往下看，某面心立方晶胞的投影图如图1所示。某种硫化硅晶体的晶胞结构的投影图如图2所示。

①该硫化硅晶体的化学式为。

②在该晶胞中与S距离最近的Si的数目为。

③若距离最近的Si和S的核间距为dnm，阿伏加德罗常数的值为N_A ，则该硫化硅晶体的密度为g·cm^-3(列出算式即可)。

磷及其化合物在工业生产中起着重要的作用。

（1）基态磷原子价电子的轨道表示式为。
（2）磷有多种同素异形体。
①白磷( $\text{[math]}$ )是分子晶体，易溶于 $\text{[math]}$ ，难溶于水，说明白磷和 $\text{[math]}$ 都是分子(填“极性”或“非极性”)。
②黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料，其晶体是与石墨类似的层状结构，如图所示。
下列有关黑磷晶体的说法正确的是(填字母序号)
A．黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力
B．黑磷晶体中磷原子杂化方式为 $\text{[math]}$ 杂化
C．黑磷晶体是混合型晶体
D．黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上
（3） $\text{[math]}$ 是一种白色晶体，熔融时形成一种能导电的液体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子(该晶体的晶胞如图所示)，写出 $\text{[math]}$ 熔融时的电离方程式。
（4） $\text{[math]}$ 与水会形成黄色的配离子 $\text{[math]}$ ，为避免颜色干扰，常在含 $\text{[math]}$ 溶液中加入 $\text{[math]}$ 形成无色的 $\text{[math]}$ 。由此推测与 $\text{[math]}$ 形成的配离子更稳定的配体是，该配体的空间构型是。
（5）贵金属磷化物 $\text{[math]}$ (化学式量为237)可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如图所示。已知晶胞参数为 $\text{[math]}$ ，晶体中与P距离最近的Rh的数目为，晶体的密度为 $\text{[math]}$ (列出计算式)。