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13晶胞晶体结构的测定参考答案

1.

D

晶胞是晶体微观空间里的一个基本重复单元,A正确;在晶体中,晶胞是最小的结构单元,在它的上、下、前、后、左、右无隙并置地排列着无数晶胞,“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙,B正确;晶体结构的基本单元叫晶胞,结构一般来说,晶胞为平行六面体,C正确;晶体结构一般来说,晶胞为平行六面体,不是正八面体,D错误。

2.

A

A.晶体结构中的最小重复单元是晶胞,A正确;B.由于晶胞要无隙并置排列,必然出现相邻晶胞共用粒子的情况,B错误;C.大部分晶体是由平行六面体形晶胞无隙并置而成,但不是所有晶体,C错误;D.不同晶体中的晶胞形状可能相同,但晶胞的大小不相同,如果形状和大小均相同,则是同一种晶胞,D错误;答案选A。

3.

A

原子在三维空间里呈有序排列(B项)、有自范性、有固定的熔点(C项)、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分明的斑点或明锐的谱线(D项)等特征,都是晶体有别于非晶体的体现。而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间无联系,如无定形碳是金刚石、石墨的同素异形体,却属于非晶体。

4.

A

A.该反应中Cu2O和Cu2S中的Cu元素化合价均降低,为氧化剂,S元素化合价升高生成SO2,为氧化产物,Cu为还原产物,A错误;B.根据均摊法,白球的个数为4,黑球的个数为8×1/8+1=2,白球:黑球=2:1,所以白球代表铜原子、黑球代表氧原子,B正确;C.该反应中SO2为唯一氧化产物,根据S元素化合价的变化可知,每生成0.5molSO2,转移6×0.5mol=3mol的电子,C正确;D.SO2为氧化产物,Cu为还原产物,根据方程式可知还原产物与氧化产物的物质的量之比为6∶1,D正确;综上所述答案为A。

5.

C

根据均摊法可知,该晶胞中K的个数为2×6×1/2=6,C60的个数为1+8×1/8=2,所以该物质中K和C60的个数之比为6∶2=3∶1。

6.

C

晶胞是最小的重复单元,为六方面心结构,A正确;该晶胞是六方面心结构,在晶胞的每个顶点上和每个面的面心上都各有一个原子,B正确;由于顶点为8个晶胞所共有,面为2个晶胞所共有,所以平均每个晶胞中含有的原子个数为8×1/8+6×1/2=4个,即平均每个晶胞中有4个原子,C错误;根据选项C分析可知每个晶胞中有4个原子,D正确。

7.

B

A.该晶胞中Mg原子个数=12×1/6+2×1/2=3,B原子个数=6,Mg、B原子个数之比=3:6=1:2,所以其化学式为MgB2,故A错误;B.该晶胞中Li+个数=8、O2-个数=8×1/8+6×1/2=4,则Li+、O2-个数之比=8:4=2:1,所以其化学式为Li2O,故B正确;C.该晶胞中B粒子个数=6×1/4+3×1/6=2、A粒子个数=6×1/12=1/2、C粒子个数=1,则A、B、C粒子个数之比=1/2:2:1=1:4:2,故C错误;D.Mn原子个数=12×1/6+2×1/2+6×1/3=6、Bi原子个数为6,所以Mn、Bi原子个数之比为6:6=1:1,所以其化学式为MnBi,故D错误;故选B。

8.

D

在晶胞中含有黑球个数是1×4=4,含有白球数目为8×1/8+1=2,结合元素组成及常见的化合物构型分析判断。

A.在该晶体中黑球与白球个数比是4:2=2:1,这是Cu、O两种元素形成的化合物,结合二者常见化合物及元素化合价特点可知:黑色表示的原子为Cu,白球白色的原子为O,A正确;B.根据选项A分析可知黑球表示Cu,白球表示O原子,黑球与白球个数比是4:2=2:1,所以该晶体化学式是Cu2O,B正确;

C.根据图示可知:在晶胞中与O原子距离相等且最近的Cu原子有4个,故氧原子的配位数为4,C正确;

D.根据晶胞结构可知在Cu2O晶胞中,Cu与O的最近距离是晶胞体对角线的1/4。已知晶胞中Cu2O组成的晶胞棱长为anm,

9.

D

A.甲烷是分子晶体,甲烷晶胞中的一个球表示一个CH4分子,A错误;B.与位于晶胞顶点的CH4分子为例,与其等距离且最近的CH4分子个数为3×1/2×8=12,B错误;C.一个甲烷晶胞中含有的CH4分子个数=12×1/12+6×1/6=4=4,C错误;

10.

B

A.在该离子化合物中含有Cu原子个数是4,含有O原子个数为:1+8×1/8=2,n(Cu):n(O)=4:2=2:1,则该化合物化学式是Cu2O,根据化合物中元素化合价代数和为0,O为-2价,则Cu为+1价,A正确;

B.在C60晶胞中含有C60分子数目是:8×1/8+6×1/2=4个,B错误;C.在C60中含有30个共价键,则C60与F2在一定条件下,发生加成反应生成C60F60,C正确;D.在C60分子中,每个C原子与相邻C原子形成3个σ键,则在1个C60分子中含有σ键数目是(3×60)/2=90个,故在1molC60分子中,含有的σ键数目约为90×6.02×,D正确;故合理选项是B。

11.

B

A.题图Ⅰ中,铜原子数为8×1/8+2×1/2=2,金原子数为4×1/2=2,故化学式为CuAu,题图Ⅱ中,铜原子数为8×1/8=1,金原子数为6×1/2=3,故化学式为Au3Cu,A错误;B.由A中分析可知图II中物质的化学式为Au3Cu,B正确;C.题图Ⅱ中,铜原子位于立方体的顶点,故紧邻的铜原子有6个,C错误;

D.题图Ⅰ中,铜原子、金原子各为2个,晶胞的体积为a3cm3,密度

,D错误;故选B。

12.D

A.以体心Cl-为例,距离其最近且相等的Na+有6个,即Cl-配位数为6,化学式为NaCl,所以Na+配位数也为6,A错误;B.以顶面面心Ca2+为例,该晶胞中距离其最近且相等的F-有4个,上方晶胞中还有4个,所以Ca2+配位数为8,化学式为CaF2,则F-的配位数为4,B错误;C.图示的按ABABAB…的方式堆积为六方最密堆积,C错误;D.以任一顶点的E为例,等距且最近的F位于该E原子所在的棱上,每个E原子被6条棱共用,所以与E等距且最近的F有6个;等距且最近的E位于该E原子所在的面上,每个E原子被12个面共用,所以与E等距且最近的E有12个,D正确;综上所述答案为D。

13.

D

A.γ-Fe晶体晶胞类型为面心立方,位于顶点的Fe原子,被晶胞的3个平面共有,每个平面与其距离相等且最近的铁原子数目为4,则共有3×4=12个,故A错误;B.晶体的空间利用率:δ-Feγ-Feα-Fe,故B错误;C.由图可知,α-Fe晶胞中铁原子数为8×1/8=1个,γ-Fe晶胞中铁原子数为8×1/8+6×1/2=4个,δ-Fe晶胞中铁原子数为8×1/8+1×1/2=2个,但是没有给出各个晶胞的边长,不能比较密度,故C错误;D.将铁加热到℃分别急速冷却得到δ-Fe晶体,缓慢冷却得到α-Fe晶体,晶体类型不相同,故D正确;

答案选D。

二、非选择题

14.

(1)干冰(CO2)晶体

(2)金刚石MgOCaCl2冰干冰

(3)

(1)共价(原子)晶体中粒子之间以共价键结合,离子晶体中粒子之间为离子键,分子晶体中粒子之间为范德华力,金属晶体中粒子之间为金属键;构成晶体的粒子之间主要以范德华力结合形成的晶体是干冰(CO2)晶体、C60晶体;

(2)熔点的一般规律:共价(原子)晶体离子晶体分子晶体,冰和干冰属于分子晶体,熔点:冰干冰,MgO和CaCl2属于离子晶体,熔点:MgOCaCl2,金刚石是共价(原子)晶体,则熔点由高到低的顺序为:金刚石、MgO、CaCl2、冰、干冰;

(3)Cu原子占据面心和顶点,则每个Cu晶胞中实际占有的原子数为1/8×8+1/2×6=4;

根据钛的晶胞结构可知,钛为六方最密堆积,钛晶体一个晶胞中钛原子数为6钛原子,配位数为12;

在CaCl2晶体中,每个Cl-周围最近距离的Ca2+分布在一个顶点以及和这个顶点相连的三个面的面心上,一共是4个,每个Ca2+被8个Cl-所包围;

(4)①1molC60晶体中含π键数目为1mol×60×1/2×NAmol-1=30NA;

15.

(1)sp2杂化平面三角形

(2)31

(3)甲醇甲醇能形成分子间氢键

(4)∶1

(1)甲醛()中C原子价层电子对数为3对,其杂化方式为sp2,分子的立体构型为平面三角形;故答案为:sp2;平面三角形。

(2)甲醛分子只有一个碳氧双键,其余为单键,因此1个甲醛分子中含有3个σ键3个π键;故答案为:3;1。

(3)甲醛不能形成氢键,而甲醇能形成分子间氢键,分子间氢键,使得沸点升高,因此甲醛与甲醇相比,,甲醇的沸点高;故答案为:甲醇;甲醇能形成分子间氢键。

(4)①一个T碳晶胞中含有(8×1/8+6×1/2+4)×4=32个碳原子;故答案为:32。




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