高中化学竞赛——晶体结构和性质

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1、中学化学竞赛试题资源库——晶体结构和性质A组B、C．某物质的晶体内部一截面上原子的排布情况如右图所示，则该晶体的化学式可表示为AA2BBABCAB2DA3BD．某固体仅有一种元素组成，其密度为5g/cm3，用X射线研究该固体的结果表明，在边长为1×10－7cm的立方体中仅有20个原子，则此元素的原子量接近A32B65C120D150C．某晶体中，存在着A（位于八个顶点）、B（位于体心）、C（位于正六面体中的六个面上）三种元素的原子，其晶体结构中具有代表性的最小重复单位（晶胞）的排列方式如图所示：则该晶体中A、B、C三种原子的个数比是A8︰6︰1B1︰1︰1C1︰3︰1D2︰3︰1A．某物质

2、的晶体中含A、B、C三种元素，其排列方式如图所示，晶体中A、B、C的原子个数之比依次为A2︰1︰1B2︰3︰1C2︰2︰1D1︰3︰3B、D．某晶体的空间构型如图所示，则该晶体中X、Y的离子个数比为AXY4BXY2CYXDYX2B．某物质由A、B、C三种元素组成，其晶体中微粒的排列方式如图所示：该晶体的化学式是AAB3C3BAB3CCA2B3CDA2B2CA．如图所示晶体中每个阳离子A或阴离子B均可被另一种离子以四面体形式包围着，则该晶体对应的化学式为AABBA2BCABDA2B3A．下列各物质的晶体中，与其中任意一个质点（原子或离子）存在直接强烈相互作用的质点数目表示正确的是A氯化铯～8

3、B水晶～4C晶体硅～6D碘晶体～2B．纳米材料的表面微粒数占微粒总数的比例极大，这是它有许多特殊性质的原因，假设某硼镁化合物的结构如图所示，则这种纳米颗粒的表面微粒数占总微粒数的百分数为A22％B70％C66.7％D33.3%C．2001年曾报道，硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合晶体结构中的晶胞如右图所示。镁原子间形成正六棱柱，六个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为AMg14B6BMg2BCMgB2DMg3B21259827很活泼吸收．纳米材料的特殊性质的原因之一是由于它具有很大的比表面积（S/V）即相同体积的纳米材料比一般材料的表面积大很多。假定某种原子直径

4、为0.2nm，则可推算在边长1nm的小立方体中，共有个原子，其表面有个原子，内部有_____个原子。由于处于表面的原子数目较多，其化学性质应（填“很活泼”或“较活泼”或“不活泼”）。利用某些纳米材料与特殊气体的反应可以制造气敏元件，用以测定在某些环境中指定气体的含量，这种气敏元件是利用了纳米材料具有的作用。B组图中的实线小立方体不是“氯化钠晶胞”和“金刚石晶胞”。图中虚线大立方体才分别是氯化钠晶胞和金刚石晶胞。提示：考察一个晶胞。绝对不能找它当做游离孤立的几何体，而需“想到”它的上下、左右、前后都有完全等同的晶胞与之比邻。从一个晶胞平移到另一个晶胞，不会察觉是否移动过了，这就决定了晶胞的8

5、个项角、平行的面以及平行的棱一定是完全等同的，因此，图中的虚线大立方体才分别是氯化钠晶胞和金刚石晶胞，其上下、左右、前后都有等同的比邻晶胞，虽未在图中画出，但是存在。．右图中的氯化钠晶胞和金刚石晶胞是分别指实线的小立方体还是虚线的大立方体？图中3个二维晶胞是等价的，每个晶胞里平均有2个碳原子，为二维六方晶胞（请读者自己计算晶胞的边长与C－C键长的关系）．在晶体学中人们经常用平行四边形作为二维的晶胞来描述晶体中的二维平面结构。试问：石墨的二维碳平面的晶胞应如何取？这个晶胞的晶胞参数如何？（1）＋3.65（2）、（或或）（3）Na0.7CoO2＋0.35/2Br2＝Na0.35CoO2＋0.3

6、5NaBr（2分，未配平不给分。）．2003年3月日本筑波材料科学国家实验室一个研究小组发现首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O，具有……－CoO2－H2O－Na－H2O－CoO2－H2O－Na－H2O－……层状结构；在以“CoO2”为最简式表示的二维结构中，钴原子和氧原子呈周期性排列，钴原子被4个氧原子包围，Co－O键等长。（1）钴原子的平均氧化态为。（2）以●代表氧原子，以●代表钴原子，画出CoO2层的结构，用粗线画出两种二维晶胞。可资参考的范例是：石墨的二维晶胞是右图中用粗线围拢的平行四边形。（3）据报道，该晶体是以Na0.

7、7CoO2为起始物，先跟溴反应，然后用水洗涤而得到的。写出起始物和溴的反应方程式。1mol晶胞的质量为6.023×1023×1460×740×760×10－36×1.66×106sin(180°－99.5°)＝809g·mol－1C7H5NO4·nHCl的摩尔质量167.12＋36.46n则有4×(167.12＋36.46n)＝809所以n＝1晶胞中有4个羧酸分子，每个分子结合1个HCl分子（5分）．3，4－二吡啶二羧酸