晶胞练习题

晶胞的计算一、晶胞在高考中的地位分析：2008、2009年新课标，未对晶胞的计算进行考查；2010年新课标：37（4），一空，化学式的计算；2011年新课标：37（5），三空，晶胞中原子个数及密度的计算；2012年新课标：37（6），两空，晶胞密度、离子距离的计算。

二、常见的晶胞计算题：第一类：金属堆积方式的简单计算（空间利用率和密度）[选三P76] 晶胞密度 =m(晶胞)/V(晶胞)空间利用率=[V(球总体积)/V(晶胞体积)]×100%【注】1m＝10dm＝102 cm＝103 mm＝106 um＝109 nm＝1012 pm①简单立方堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：②体心立方堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：③面心立方最密堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：再假设该金属的摩尔质量为Mg/mol，N A为阿伏伽德罗常数的数值，试计算该晶胞的密度：【总结】必须掌握的常见晶胞及晶体结构分子晶体：干冰、冰晶胞图形、晶胞组成特点；原子晶体：金刚石（晶体硅）、二氧化硅晶胞组成特点、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式；金属晶体：四种堆积方式的名称、图形、代表金属、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式；离子晶体：NaCl、CsCl、CaF2晶胞图形、晶胞组成、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式。

【练习】中学化学教材中展示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。

NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl 相同，Ni2+与最临近O2-的核间距离为 a cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7 g/mol)。

(2)天然和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某氧化镍晶体中就存在如图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。

其结果为晶体仍呈电中性，但化合物中Ni 和O的比值却发生了变化。

高考化学一轮复习晶体的结构与性质专项训练知识点及练习题含答案一、晶体的结构与性质1．有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示，有关说法正确的是A．晶胞中原子的配位数分别为①6，②8，③8，④12B．空间利用率的大小关系为①<②<③<④C．①为简单立方堆积，②为镁型，③为钾型，④为铜型D．每个晶胞含有的原子数分别为①1个，②2个，③2个，④4个2．有关常见晶体的叙述正确的是( )A．氯化铯晶体中，每1个Cs+与其他8个Cs+等距离紧邻B．干冰晶体中，每1个CO2分子与其他12个CO2分子等距离紧邻C．石墨中由非极性键构成的最小碳环有6个碳原子，每个该小环平均分配6个碳原子D．氯化钠晶体中，每个Na+与其他6个Na+等距离紧邻3．三硫化四磷用于制造火柴即火柴盒摩擦面，分子结构如图所示。

下列有关三硫化四磷的说法正确的是（）A．该物质中磷元素的化合价为＋3B．22 g P4S3含硫原子数目约为1.806×1023C．该物质分子结构中S、P最外层电子数均不为8D．该物质分子中全是极性共价键4．已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。

下列关于C3N4晶体的说法错误的是A．该晶体属于原子晶体，其熔、沸点很高B．该晶体中每个碳原子上连有4个氮原子，每个氮原子连接3个碳原子C．该晶体中碳原子和氮原子都满足最外层8电子结构D．该晶体的结构与金刚石类似，都是原子间以非极性键形成的空间网状结构5．美国某国家实验室成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体，下列关于CO2的原子晶体的说法正确的是（）A．CO2的原子晶体和分子晶体互为同分异构体B．在一定条件下，CO2的原子晶体转化为分子晶体是物理变化C．CO2的原子晶体和分子晶体具有相同的物理性质D．在CO2的原子晶体中，每个C原子周围结合4个O原子，每个O原子与2个碳原子结合6．下列叙述正确的是A．离子晶体中，只存在离子健，不可能存在其它化学键B．可燃冰中甲烷分子与水分子之间存在氢键C．Na2O2、NaHSO4晶体中的阴、阳离子个数比均为12D．晶体熔点：金刚石＞食盐＞冰＞干冰7．氟在自然界中常以CaF2的形式存在。

晶胞的计算一、晶胞在高考中的地位分析：2008、2009年新课标，未对晶胞的计算进行考查；2010年新课标：37（4），一空，化学式的计算；2011年新课标：37（5），三空，晶胞中原子个数及密度的计算；2012年新课标：37（6），两空，晶胞密度、离子距离的计算。

二、常见的晶胞计算题：第一类：金属堆积方式的简单计算（空间利用率和密度）[选三P76]晶胞密度 =m(晶胞)/V(晶胞)空间利用率=[V(球总体积)/V(晶胞体积)]×100%【注】1m＝10dm＝102 cm＝103 mm＝106 um＝109 nm＝1012 pm①简单立方堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：②体心立方堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：③面心立方最密堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：再假设该金属的摩尔质量为Mg/mol，N A为阿伏伽德罗常数的数值，试计算该晶胞的密度：【总结】必须掌握的常见晶胞及晶体结构分子晶体：干冰、冰晶胞图形、晶胞组成特点；原子晶体：金刚石（晶体硅）、二氧化硅晶胞组成特点、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式；金属晶体：四种堆积方式的名称、图形、代表金属、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式；离子晶体：NaCl、CsCl、CaF2晶胞图形、晶胞组成、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式。

【练习】中学化学教材中展示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。

NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl 相同，Ni2+与最临近O2-的核间距离为a cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7 g/mol)。

(2)天然和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某氧化镍晶体中就存在如图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。

其结果为晶体仍呈电中性，但化合物中Ni 和O的比值却发生了变化。

专题练习：晶体结构1. 石墨晶体由如图（1）所示的C原子平面层堆叠形成。

有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式构成，即若以A、B 分别表示沿垂直于平面层方向（C方向）堆叠的两个不同层次，它的堆叠方式为ABAB•…。

图（2）为AB两层的堆叠方式，0和•分别表示A层和B层的C原子。

⑴ 在图（2）中标明两个晶胞参数a和b o图⑵画岀2H型石墨晶胞的立体示意图，并指岀晶胞类型有一离子晶体经测定属立方晶系，晶胞参数a= 4.00?（1?=10「8cm），晶胞的顶点位置为Mg2+，体心位置为K+，所有棱边中点为F「。

⑴该晶体的化学组成是___________________________________________ ;⑵晶胞类型是___________________________________________________ ;⑶Mg2+的F「配位数是_____________ ，K+的F「配位数是___________ ;⑷ 该晶体的理论密度是___________ gcm「3o⑸ 设晶体中正离子和负离子互相接触，已知F「的离子半径为1.33?，试估计Mg 2+的离子半径是__________ ?，K+的离子半径是______________ ?o3. NiO晶体为NaCI型结构，将它在氧气中加热，部分Ni2+被氧化为Ni3+，晶体结构产生镍离子缺位的缺陷，其组成成为Ni x O（x<1），但晶体仍保持电中性。

经测定Ni x O的立方晶胞参数a=4.157?，密度为6.47g cm「3。

⑴x的值（精确到两位有效数字）为____ ;写出标明Ni的价态的Ni x O晶体的化学式____________ o⑵在Ni x O晶体中Ni占据_________________ 空隙，占有率是___________4. 完成下列各题：①分别指出两种结构的结构基元由几个Cu原子和几个Br原子组成:图⑴ 为________ 个Cu原子，_______ B r原子；图⑵ 为________ 个Cu原子，______ 个Br原子②用笔在图中圈出相应的一结构基元。

第三章第一节第2课时晶胞晶体结构的测定测试题一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）1．不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是()A．石墨和金刚石是同素异形体B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列C．石墨的熔点为3 625 ℃D．在石墨的X－射线衍射图谱上有明锐的谱线2．根据下列晶体的晶胞结构,判断化学式正确的是()3．许多物质在通常条件下是以晶体的形式存在，而一种晶体又可视作由若干相同的基本结构单元构成，这些基本结构单元在结构化学中被称晶胞。

已知某化合物是钙、钛、氧三种元素组成的晶体，其晶胞结构如图所示,则该物质的化学式为()A．Ca4TiO3B．Ca4TiO6C．CaTiO3D．Ca8TiO124．玻璃是常见的非晶体,在生产、生活中有着广泛的应用，有关玻璃的说法错误的是() A．玻璃内部微粒排列是长程无序和短程有序的B．玻璃熔化时吸热，温度不断上升C．光纤和玻璃的主要成分都可看成SiO2，二者都是非晶体D．利用X射线衍射实验可以鉴别玻璃和水晶5．硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。

如图是该化合物的晶体结构单元：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。

则该化合物的化学式可表示为()A．MgB B．MgB2C．Mg2B D．Mg3B26．金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式,a、b、c分别代表这三种晶胞的结构,其晶胞a、b、c 内金属原子个数比为()A．3∶2∶1 B．11∶8∶4C．9∶8∶4 D．21∶14∶97．某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是()A．3∶9∶4 B．1∶4∶2C．2∶9∶4 D．3∶8∶48．晶体是内部微粒(分子、离子或原子等)在空间有规则排列、具有整齐外形、以多面体出现的固体物质。

在晶体空间里无限地周期性重复的具有代表性的最小单元,称为晶胞。

一种Al-Fe合金的晶胞如图所示。

晶体练习题及答案题目一：晶体的基本概念1. 什么是晶体？答案：晶体指的是由周期性重复排列的原子、分子或离子组成的固态物质。

2. 晶体的特点有哪些？答案：晶体具有以下特点：- 具有长程有序性：晶体中的原子、分子或离子按照规则的排列方式组成，形成周期性的结构。

- 具有各向同性或各向异性：晶体的物理性质在不同方向上可能存在差异。

- 具有平面外的周期性：晶体的周期性结构在三维空间中保持着重复。

- 具有清晰的外形：晶体通常具有规则的几何形状，如立方体、六角柱等。

题目二：晶体的结构与分类1. 晶体的结构有哪些类型？答案：晶体的结构可分为以下几种类型：- 离子晶体：由正、负离子通过电子静力作用排列而成。

- 分子晶体：由分子通过分子间相互作用力排列而成。

- 原子晶体：由原子通过原子间相互作用力排列而成。

2. 晶体的分类方法有哪些？答案：晶体可按照成分、结构和形貌等进行分类。

- 成分分类：包括无机晶体和有机晶体两大类。

- 结构分类：根据晶体的结构类型，可分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体等。

- 形貌分类：按照晶体外形，可分为短柱状、针状、板状、粒状等多种形态。

题目三：晶胞与晶体的晶格1. 什么是晶胞？答案：晶胞是指晶体中最小的具有周期性结构的单位，通常由一组原子、分子或离子组成。

2. 什么是晶格？答案：晶格是指晶体中晶胞之间的无限重复排列形成的空间网格结构。

3. 晶体的晶格类型有哪些？答案：晶体的晶格类型可分为以下几种：- 简单晶格：晶胞中只有一个原子或离子。

- 面心立方晶格：晶胞的各个面心上都有一个原子或离子。

- 体心立方晶格：晶胞的中心位置还有一个原子或离子。

- 其他复杂晶格：如六方密排晶格、菱面体晶格等。

题目四：晶体的缺陷1. 晶体的缺陷有哪些？答案：晶体的缺陷可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。

- 点缺陷：包括空位、间隙原子和杂质原子等在晶体中的缺陷点。

- 线缺陷：主要指晶体表面的位错和堆垛层错等。

晶体结构练习1．实验表明，乙烯在很低的温度下能凝结成分子晶体，经X-射线分析鉴定，其晶体结构属于正交晶系，晶胞参数为：a = 4.87Å，b = 6.46 Å，c = 4.15 Å，晶体结构如图1所示。

（1）该晶体的晶胞类型是；（2）晶体的理论密度是g·cm-3；（3）设C原子形成的双键中心对称地通过原点，离原点最近的C原子的分数坐标为（0.11, 0.06, 0.00），图1 乙烯的晶体结构试计算C=C共价键长是Å。

2. 某同学在学习等径球最密堆积（立方最密堆积A1和六方最密堆积A3）后，提出了另一种最密堆积形式A x。

如右图所示为A x堆积的片层形式，然后第二层就堆积在第一层的空隙上。

请根据A x的堆积形式回答:（1）计算在片层结构中（如图所示）球数、空隙数和切点数之比（2）在A x堆积中将会形成正八面体空隙和正四面体空隙。

确定球数、正八面体空隙数和正四面体空隙数之比（3）指出A x堆积中小球的配位数（4）计算A x堆积的原子空间利用率（5）正八面体和正四面体空隙半径（可填充小球的最大半径，设等径小球的半径为r）。

（6）已知金属Ni晶体结构为A x堆积形式，Ni原子半径为124.6pm，计算金属Ni的密度。

（Ni 的相对原子质量为58.70）（7）如果CuH晶体中Cu＋的堆积形式为A x型，H－填充在空隙中，且配位数是4。

则H－填充的是哪一类空隙，占有率是多少？（8）当该同学将这种A x堆积形式告诉老师时，老师说A x就是A1或A3的某一种。

你认为是哪一种，为什么？3．右图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。

图中的大原子是稀土原子，如镧；小原子是周期系第五主族元素，如锑；中等大小的原子是周期系VIII 族元素，如铁。

按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。

设晶体中锑的氧化态为－1，镧的氧化态为+3，问：铁的平均氧化态多大？4．NH4Cl为CsCl型结构，晶胞中包含1个NH4＋和1个Cl－，晶胞参数a＝387pm。

高中化学——晶胞的结构与计算专题练习（带答案解析）一、单选题1．快离子导体是一类具有优良导电能力的固体电解质。

图1(Li3SBF4)和图2是潜在的快离子导体材料的结构示意图。

温度升高时，NaCl晶体出现缺陷，晶体的导电性增强。

该晶体导电时，③迁移的途径有两条：途径1：在平面内挤过2、3号氯离子之间的狭缝(距离为x)迁移到空位。

途径2：挤过由1、2、3号氯离子形成的三角形通道(如图3，小圆的半径为y)迁移到空位。

已知：氯化钠晶胞参数a=564pm，r(Na+)=95pm，r(Cl-)=185pm下列说法不正确的是A．第二周期元素中第一电离能介于B和F之间的元素有4种B．图1所示晶体中，每个Li+与4个呈四面体结构的离子相邻C．氯化钠晶体中，Na+填充在氯离子形成的正八面体空隙中D．温度升高时，NaCl晶体出现缺陷，晶体的导电性增强，该晶体导电时，③迁移的途径可能性更大的是途径12．某铜的氯化物常作工业催化剂，其晶胞结构如图所示，晶胞中C、D两原子核间距为298pm。

N，则下列说法正确的是设阿伏加德罗常数的值为AA．Cu的+2价比+1价稳定，是因为最外层电子达到半充满结构CuClB．此氯化物的化学式为2C．晶胞中Cu位于Cl形成的四面体空隙D ．Cu 与Cl倍 3．Al x CoO y 的立方晶胞如图所示，已知处在体心处的原子为Co ，晶胞参数anm ，下列说法错误的是A ．x=1，y=3B ．该晶胞的密度为23-33A1.3410g cm a N ⨯⋅ C ．该晶胞的俯视图为D ．晶体中一个Al 周围与其最近的O 的个数为64．某立方晶系的锑钾()Sb K -合金可作为钾离子电池的电极材料，下图表示1/8晶胞。

下列说法中错误的是A ．该晶胞的体积为33038a 10cm -⨯B ．K 和Sb 原子数之比为3:1C ．与K 最邻近的Sb 原子数为4D ．该晶胞的俯视图为5．2CaC 的晶胞与NaCl 相似，但由于22C -的结构导致晶胞沿一个方向拉长(如图)，已知2CaC 的摩尔质量为1M g mol -⋅，若阿伏加德罗常数的值为A N ，下列说法错误．．的是A ．2Ca +填充在22C -围成的八面体空隙中B ．每个2Ca +周围等距紧邻的22C -有6个C ．两个最近2Ca +D ．2CaC 晶体密度的计算式为3230A 4g cm 10M N a b --⋅⨯ 6．某镁镍合金储氢后所得晶体的立方晶胞如图1(为便于观察，省略了2个图2的结构)，晶胞边长为apm 。

晶体结构练习题答案晶体结构是固体物质中最基本的结构单元。

通过学习和练习晶体结构的分析和确定方法，我们可以更好地理解物质的结构和性质。

以下是一些晶体结构练习题的答案。

1. 问题：下面是一种晶体的晶胞示意图，请根据图中的晶胞参数计算晶胞体积。

[图1]（注：晶胞中的所有角度都是直角，a，b，c分别是晶胞在x，y，z方向的长度）解答：根据晶胞的参数，晶胞体积可以通过公式V = a * b * c来计算。

根据图中所示，a = 4 Å，b = 5 Å，c = 6 Å。

将这些值代入公式，得到V = 4 Å * 5 Å * 6 Å = 120 Å^3。

2. 问题：下图是一种晶体的晶胞示意图。

请根据图中的晶胞参数确定晶体的晶体学点群。

[图2]解答：确定晶体的晶体学点群需要分析晶体的对称性。

根据图中所示，晶胞具有对称面、旋转轴和反射轴。

通过观察，可以发现晶胞存在一个垂直于平面上的二次旋转轴（C2）以及一个垂直于平面反射轴（σh）。

根据国际晶体学表，这种对称性对应的晶体学点群是mm2。

3. 问题：下面是一种晶体的晶胞示意图及其晶胞参数，请根据图中的信息确定晶体的晶格类型。

[图3]（注：a，b，c分别是晶胞在x，y，z方向的长度）解答：确定晶体的晶格类型需要分析晶体的晶胞参数。

根据图中所示，a = b ≠ c，且α = β = γ = 90°。

根据晶格类型的定义，这种晶体的晶格类型是正交晶系。

4. 问题：下图是一种晶体的晶胞示意图。

请根据图中的信息确定晶胞内原子的排列方式。

[图4]解答：根据图中所示，晶胞内包含了两个不同类型的原子，分别是红色和绿色的原子。

通过观察，可以发现这两种原子按照一定的规律重复排列在晶胞内。

每个红色原子都有六个绿色原子相邻，而每个绿色原子也有六个红色原子相邻。

这种排列方式符合体心立方晶格的结构特征。

通过以上练习题，我们可以加深对晶体结构的理解。

晶胞密度练习题晶胞密度是描述晶体结构的重要物理量之一，用以描述晶体内原子或离子的排列紧密程度。

在晶体学中，晶胞密度通常以每个晶胞中的原子或离子数量来表示。

本文将通过一系列练习题来帮助读者加深对晶胞密度的理解，并提供解答和详细计算步骤。

练习题一：立方晶系晶胞密度计算已知立方晶系晶体的晶格常数a为4 Å，晶胞中有4个原子，请计算该晶体的晶胞密度。

解答与计算步骤：晶胞密度公式为：晶胞密度 = (N * M) / V，其中N为晶胞中原子数，M为单个原子的摩尔质量，V为晶胞体积。

首先计算晶胞体积V：由于立方晶体具有相等的边长，晶胞体积可以表示为V = a^3，代入a = 4 Å，即可得到晶胞体积V = (4 Å)^3 = 64 Å^3。

原子的摩尔质量M需要通过化学元素数据表取得。

假设该晶体中的原子是氧原子，根据化学元素数据表可得氧的摩尔质量为16 g/mol。

将N = 4和M = 16 g/mol代入晶胞密度公式，即可计算得到晶胞密度：晶胞密度 = (4 * 16 g/mol) / 64 Å^3 = 1 g/cm^3。

练习题二：体心立方晶系晶胞密度计算已知体心立方晶系晶体的晶格常数a为3 Å，晶胞中有2个原子，请计算该晶体的晶胞密度。

解答与计算步骤：体心立方晶体的晶胞中除了8个角上的原子外，还有一个位于体心的原子。

因此晶胞中的原子数N为3个。

同样地，我们先计算晶胞体积V：对于体心立方晶体，晶胞体积可以表示为V = (a / 2)^3。

代入a = 3 Å，即可得到晶胞体积V = (3 Å / 2)^3 = 6.75 Å^3。

假设该晶体中的原子是铁原子，根据化学元素数据表可得铁的摩尔质量为55.845 g/mol。

将N = 3和M = 55.845 g/mol代入晶胞密度公式，即可计算得到晶胞密度：晶胞密度= (3 * 55.845 g/mol) / 6.75 Å^3 ≈ 155.99 g/cm^3。