胡波——晶体结构和性质

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1、2009级高二化学竞赛结构化学练习晶体结构和性质（胡波题库）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A32B65C120D150B．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%B

2、组（1）＋3.65（2）、（或或）（3）Na0.7CoO2＋0.35/2Br2＝Na0.35CoO2＋0.35NaBr（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

3、●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Na0.7CoO2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

4、子（5分）．3，4－二吡啶二羧酸盐酸盐，结构式为C7H5NO4·nHCl，从水中结晶为一透明的单斜平行六面体，晶胞参数为a＝740pm，b＝760pm，c＝1460pm，β＝99.5º，密度为1.66g/cm3，其单位晶胞必须含有4个羧酸分子，计算晶胞中每个羧酸分子结合的HCl分子数。13（胡波晶体）（共13页）2009级高二化学竞赛结构化学练习钒酸钇的化学式：YVO4计算过程：YVO4的摩尔质量为203.8g/mol；钒的质量分数为50.9/203.8＝0.25合题意。203.8/4.22＝48.3cm3/mol四方晶胞的体积V＝7122×

5、629×10－30cm3＝3.18×10－22cm348.3/6.02×1023＝8.02×10－23cm33.18X10－22/8.02×10－23＝3.97≈4一个晶胞中的原子数：4×6＝24．钒是我国丰产元素，储量占全球11%，居第四位。在光纤通讯系统中，光纤将信息导入离光源1km外的用户就需用5片钒酸钇晶体（钇是第39号元素）。我国福州是全球钒酸钇晶体主要供应地，每年出口几十万片钒酸钇晶体，年创汇近千万美元（1999年）。钒酸钇是四方晶体，晶胞参数a＝712pm，c＝629pm，密度d＝4.22g/cm3，含钒25%，求钒酸钇的化学式

6、以及在一个晶胞中有几个原子。给出计算过程。钒酸钇的化学式：一个晶胞中的原子数：计算过程：（1）（88.1g/MM）︰（134.4L/22.4L·mol－1）＝1︰4MM＝58.7g·mol－1M是Ni（2）(a)主要原因是混乱度（熵）增加了（从表面化学键角度讨论焓变、熵变和自由能变化也可）。(b)氧离子在氧化铝表面作密置单层排列，镍离子有规律地填入三角形空隙（图）。1个“NiO”截面：(2rO2－)2sin120°＝(2×140×10－12m)2sin120°＝6.79×10－20m21m2Al2O3表面可铺NiO数：1m2/6.79×10－

7、20m2＝1.47×1019相当于：74.7g·mol－1×1.47×1019m－2÷6.022×1023mol－1＝1.82×10－3g(NiO)/m2(Al2O3)（将1个“NiO”截面算成6.78×10－20m2，相应的1m2Al2O3表面可铺NiO数为1.48×1019）．88.1克某过渡金属元素M同134.4升（已换算成标准状况）一氧化碳完全反应生成反磁性四配位络合物。该配合物在一定条件下跟氧反应生成与NaCl属同一晶型的氧化物。（1）推断该金属是什么；（2）在一定温度下MO可在三氧化二铝表面自发地分散并形成“单分子层”。理论上可以

8、计算单层分散量，实验上亦能测定。(a)说明MO在三氧化二铝表面能自发分散的主要原因。(b)三氧化二铝表面上铝离子的配位是不饱和的。MO中的氧离子在三氧化二铝表面上形