04 常考题空4　晶体化学式及粒子数确定 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）

常考题空4　晶体化学式及粒子数确定

【高考必备知识】

1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法

(1)原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是

(2)方法：

①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算

a．处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞

b．处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞

c．处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞

d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞

②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定

2．熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目

【题组集训】

1．利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________

2．石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________

3．一个Cu2O晶胞如图所示，Cu原子的数目为______

4．某FexNy的晶胞如图－1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题图－2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________

5．碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图(c)所示。K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为_________

6．某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示，晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________

7．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是________

8．最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为________

9．已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图，则LaNin中n＝________

10．如图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为________

11．Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如右图所示。则该化合物的化学式为_______

12．科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图所示。该化合物中的K原子和C60分子的个数比为________

13．已知锰的某种氧化物的晶胞如图所示，其中锰离子的化合价为__________，其配位数为__________

14．砷化镓属于第三代半导体，它能直接将电能转变为光能，砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍，而耗能只有其10%。推广砷化镓等发光二极管(LED)照明，是节能减排的有效举措。已知砷化镓的晶胞结构如图，砷化镓的化学式为______，镓原子的配位数为______

15．一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构.在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为__________

16．随着科学的发展和大型实验装置（如同步辐射和中子源）的建成，高压技术在物质研究中发挥越来越重要的作用。高压不仅会引发物质的相变，也会导致新类型化学键的形成。近年来就有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl 晶体在50～300GPa 的高压下和Na 或Cl2反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体。下图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子，小球为钠原子)。写出A、B、C 的化学式。

A________； B________； C________

17．某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为________

18．最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性，因这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，则该晶体的化学式为________

19．钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶胞结构示意图如图所示，它的化学式是________

20．如图是Mn和Bi形成的某种晶体的晶胞结构示意图，则该晶体的化学式可表示为________

21．钒(V)的某种氧化物的晶胞结构如图所示。该晶体的化学式为(　　)

22．硼普遍存在于蔬菜水果中,是维持骨骼健康和钙、磷、镁正常代谢所需要的微量元素之一。晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如右图)，其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有1个硼原子。请观察图形后回答：这个基本结构单元由　个硼原子组成，键角是　　，共含有　个B—B键

23．元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如右图所示，该氯化物的化学式是　　　　

24．硼化镁晶体在39 K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________

25．已知如图所示晶体的硬度很可能比金刚石大，且原子间以单键结合，则根据图确定该晶体的化学式为_______

26．131I2晶体的晶胞结构如图甲所示，该晶胞中含有_______个131I2分子；KI的晶胞结构如图乙所示，每个K＋紧邻________个I－

27．钡钛矿的晶体结构如图所示，Ba2＋的O2－配位数是________，Ti4＋的O2－配位数是________，O2－的Ba2＋配位数是________，Ti4＋的Ba2＋配位数是________

28．以Zn为顶点的ZnGeP2晶胞结构如图所示。Zn的配位数为__________，以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于_________

29．天然硅酸盐组成复杂，阴离子的基本结构单元是SiO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)为一种无限长双链的多硅酸根，其中Si与O的原子数之比为________，化学式为________(用n代表聚合度)

30．在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。如图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为________

31．V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子的立体构型为________；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图d所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为________

32．磷酸分子间脱水可生成多磷酸，其某一钙盐的结构如图所示，由图推知该多磷酸钙盐的通式为________

33．NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示，这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为________(用n代表P原子数)

34．磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为________

【常考题空4　晶体化学式及粒子数确定】答案

1．2　BN

解析：的个数：1＋8×＝2；的个数：1＋4×＝2，所以每个晶胞中含有B原子、N原子的个数均为2，其化学式为BN。

2．12　M3C60

解析：由晶胞结构图可知，位于棱上的M原子数为12，内部M原子数为9，晶胞中M原子数共12×＋9＝12；C60位于顶点8个，面心6个，晶胞中含C60数共8×＋6×＝4。M原子与C60微粒数之比为3∶1，因而化学式为M3C60。

3．4

4．Fe3CuN

5．K3C60

6．3∶1

7．1∶4∶2

8．Ti14C13   

解析：由题意知该物质是气态团簇分子，题图所示应是该物质的一个完整的分子，由14个钛原子和13个碳原子构成

9．5

解析：La：2×＋12×＝3，Ni：12×＋6×＋6＝15，所以n＝5

10．＋3价

解析：R：8×＋1＝2，G：8×＋8×＋4×＋2＝8，Q：8×＋2＝4，R、G、Q的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ2G4。由于R为＋2价，G为－2价，所以Q为＋3价。

11．CuH

解析：根据晶胞结构可以判断：Cu()：2×＋12×＋3＝6；H()：6×＋1＋3＝6，所以化学式为CuH。

12．3∶1

解析：根据晶胞结构可以判断C60：8×＋1＝2，K：2×6×＝6，所以K原子与C60分子的个数之比为3∶1。

13．＋2　6

14．GaAs　4　

15．1:3

16．A：NaCl3    B：Na3Cl     C：Na2Cl

17．BA2     

解析：A：8，B：8×＋6×＝4。

18．MgCNi3          

解析：该晶体的结构单元中含镁原子个数为8×=1;含镍原子个数为6×=3;含碳原子个数为1。B项符合题目要求。

19．BaTiO3

20．MnBi  

解析：由晶胞的结构图可知，锰原子分布在正六棱柱的顶点、上下底面的面心上、棱边的中点上和体心上，所以锰原子的个数为：12×＋2×＋6×＋1＝6，铋原子分布在六棱柱的体内，数目为6，所以锰原子和铋原子的个数比为6:6＝1:1，所以化学式为MnBi，故选C。

21．VO2       

解析：由晶胞图可知，V位于晶胞的顶点和体心，V的个数为1＋8×＝2，有4个O位于晶胞面上，2个O位于晶胞内部，则O的个数为4×＋2＝4，则该晶体的化学式为VO2。

22．12　60°　30

23．CuCl　　

24．MgB2。解析　(1)每个Mg周围有6个B，而每个B周围有3个Mg，所以其化学式为MgB2。

25．B3A4

26．4　6

解析：由131I2晶胞结构图可知，碘分子位于晶胞的8个顶角和6个面上，故一个晶胞中含有4个131I2分子；KI晶胞与NaCl晶胞结构相似，每个K＋紧邻6个I－，同层有4个，上下各1个。

27．12　6　4　8

28．4　面心(底心)、棱心

29．2∶5.5　[Si4O11]。解析：n个SiO2通过共用顶点氧离子可形成双链结构，找出重复的结构单元，如图：，由于是双链，其中顶点氧占，Si原子数为4，O原子数为4×＋6×＋4＋2＝11，其中Si与O的原子数之比为2∶5.5，化学式为[Si4O11]。

30．BO。解析：从图可看出，每个单元中，都有一个B和一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别被两个结构单元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2/2)＝1∶2，化学式为BO。

31．正四面体形　NaVO3

32．(CaP2O6)n

33．(PnO3n＋1)(n＋2)－

34．PnO