化学晶胞的相关计算专项训练的专项培优练习题(附解析 一、晶胞的相关计算
1．铁(Fe)、铜丽彩士(Cu)、银(Ag)是常见的金属元素，它们的单质及其化合物在生活中有广泛应用。
(1)Ag 与 Cu 在同一族，则 Ag 在周期表中________ (填“s”、“p”、“d”或“ds”)区；[Ag(NH3)2]+中 Ag+空的 5s 轨道和 5p 轨道以sp 杂化成键，则该配离子的空间构型是________。 (2)基态 Cu+的简化电子排布式为________。
(3)表中是 Fe 和 Cu 的部分电离能数据：请解释 I2(Cu)大于 I2(Fe)的主要原因：________。
元素 | Fe | Cu |
第一电离能 I1/kJ·mol－1 | 759 | 746 |
第二电离能 I2/kJ·mol－1 | 1561 | 1958 |
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(4)亚铁是食盐中常用的抗结剂，其化学式为 K4[Fe(CN)6]。
①CN-的电子式是________；1mol 该配离子中含σ 键数目为________。
②该配合物中存在的作用力类型有________ (填字母)。
A．金属键 B．离子键 C．共价键 D．配位键 E.氢键 F.范德华力
氧化亚铁晶体的密度为 ρg•cm﹣3，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与 Fe2+紧邻且等距离的 Fe2+数目为________，Fe2+与O2﹣最短核间距为________pm。
2．锌及锌的化合物应用广泛。例如，测定铜合金中的铅、锌时要利用锌配离子的下列反应：
[Zn(CN)4]2-＋4HCHO＋4H2O==Zn2+＋4HOCH2CN＋4OH－，回答下列问题：
(1)基态Zn2+ 的电子排布式为_____________，基态 C原子核外电子占据_____个不同原子轨道。 (2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________，HOCH2CN分子中含有的σ键与π键数目之比为_________。
(3)HCHO分子中碳原子轨道的杂化类型是________，福尔马林是HCHO的水溶液，HCHO极易与水互溶的主要原因是_________________________。
(4)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN－之间的化学键称为_________，提供孤电子对的成键原子是________。
(5)Zn与S形成某种化合物的晶胞如图所示。
①Zn2＋填入S2－组成的___________空隙中；
②已知晶体密度为d g/cm3，该晶胞的边长表达式为______pm(写计算表达式)。
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博洛尼亚进程[Ni(NH3)6]SO4蓝溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是___。
②在[Ni(NH3)6]2+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___。
③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)刘招华2中含有π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ppp13___(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．钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
（1）基态钛原子的价电子排布式为_____________，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有____________种。
（2）钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料，钛的硬度比铝大的原因是_________。
（3）在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的绿晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，则该配合离子的化学式为___________。
（4）半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如图所示。
①组成M的元素中，电负性最大的是_________(填名称)。
②M中碳原子的杂化方式为____________。
③M中不含________(填代号)。
a．π键 b．σ键 c．离子键 d．配位键
（5）金红石(TiO2)是含钛的主要矿物之一。其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示。
①A、B、C、D4种微粒，其中氧原子是________(填代号)。
②若A、B、C的原子坐标分别为A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，则D的原子坐标为D(0.19a，____，___)财会通讯；钛氧键的键长d=______(用代数式表示)。
③若晶胞底边长为a cm，高为c cm，则TiO2晶体的密度为______g/cm3。
5．钯(Pd)、锌及其化合物在合成酮类物质中有极其重要的作用，如图为合成的反应过程：
回答下列问题：
(1)I原子价电子排布式为___________，其能量最高的能层是___________(填能层符号)。
(2)H、C、O三种元素的电负性由大到小的顺序为___________。
(3) 中碳原子的杂化方式为___________。
(4)ZnCl2溶液中加入足量氨水，发生的反应为ZnCl2＋4NH3·H2O＝[Zn(NH3)4]Cl2＋4H2O。
①上述反应涉及的物质中，固态时属于分子晶体的是___________。
②NH3的空间构型为___________。
③1 mol [Zn(NH3)4]Cl2中含有___________mol σ键。
(5)Zn和Cu可形成金属互化物(ZnCu)，该金属互化物中所有金属原子均按面心立方最密堆积，若所有Cu均位于晶胞的面心，则Zn位于晶胞的___________。
(6)金属钯的堆积方式如图所示：
①该晶胞中原子的空间利用率为___________(用含π的式子表示)。
②若该晶胞参数a＝658 pm，则该晶胞密度为___________(列出计算表达式)g·cm－3。
6．贝壳、珍珠、方解石等主要成分均含有CaCO3，回答下列问题：
（1）利用焰反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧碳酸钙时的焰为_______（填标号）。
A 黄 B 红 C 紫 D 绿
（2）CaCO3中三种元素第一电离能由小到大的顺序是__________。CaCO3中的化学键除了σ键外，还存在_________________。
（3）关于CO2和CO32-的下列说法正确的是__________。
a 两种微粒价层电子对数相同 b 两种微粒的中心原子均无孤电子对
c 键角：CO2＞CO32- d 两种微粒的中心原子杂化方式相同
（4）难溶碳酸盐易分解，CaCO3、BaCO3热分解温度更高的是_____，原因是______。
（5）方解石的菱面体结构如图1，沿三次轴的俯视图为正六边形。方解石的六方晶胞结构如图2，晶胞底面为平行四边形，其较小夹角为60°，边长为a nm，晶胞高为c nm。
A点在俯视图中为a，则B点在俯视图中的位置为_________（填字母）。方解石的六方晶胞中，Ca2+和CO32-个数比为___________；若阿伏加德罗常数为NA，则该方解石的密度为________g/cm3（列出计算式）。
7．元素的性质与原子结构、元素在周期表中的位置有着密切的关系。回答下列问题：
（1）如图表示某短周期元素X的前五级电离能（I）的对数值，试推测并写出X的元素符号___。
（2）化合物甲与SO2所含元素种类相同，两者互为等电子体，请写出甲的化学式___，甲分子中心原子的杂化类型是___。
（3）配位化学创始人维尔纳发现，将1mo1CoC13·5NH3（紫红）和1mo1CoC13•4NH3（绿）溶于水，加入AgNO3溶液，立即沉淀的AgCl分别为2mo1、1mol。则紫红配合物中配离子的化学式为___，绿配合物中Co的配位数为___。
（4）某稀土元素M的氧化物晶体为立方晶胞，其结构如图所示，图中小球代表氧离子，大球代表M离子。
①写出该氧化物的化学式___。
②己知该晶体密度为ρg·cm-3，晶胞参数为anm，NA为阿伏加德罗常数的值。则M的相对
原子质量Mr=___（用含ρ、a等的代数式表示）；
③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，称作原子分数坐标，例如图中原子1（M原子）的坐标为（，，），则原子2(M原子）的坐标为___。
8．某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料，以吸收ZnSO液压设备4溶液的有机高聚物做固态电解质，其电池结构如图甲所示，图乙是有机高聚物的结构片段。
（1）Mn2+的核外电子排布式为______________；有机高聚物中C的杂化方式为_____。
（2）已知CN-与N2互为等电子体，推算拟卤素(CN)2分子中σ键与π键数目之比为____。
（3）NO2-的空间构型为__________。
（4）MnO是离子晶体，其晶格能可通过如图的Born－Haber循环计算得到。
Mn的第一电离能是____，O2的键能是____，MnO的晶格能是____。
（5）锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的数值为NA，该晶胞中Zn的半径为r1 nm， X的半径为r2 nm，X的相对原子质量为M，则该晶体的密度为___________g·cm－3(用含r1、r2、M、NA的代数式表示)。
9．(1)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x=_________pm，Mg原子之间最短距离y=_________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是_________g·cm-3（列出计算表达式）。
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