Question

【題目】【化學(xué)──物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）某鈣鈦型復(fù)合氧化物（如圖），以A原子為晶胞的頂點(diǎn)，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，當(dāng)B位是V、Cr、Mn、Fe時(shí)，這種化合物的電阻率在有外磁場(chǎng)作用時(shí)較之無外磁場(chǎng)作用時(shí)存在巨大變化(巨磁電阻效應(yīng)）。

（1）用A、B、O表示這類特殊晶體的化學(xué)式 。在圖中，與A原子配位的氧原子數(shù)目為 。

（2）基態(tài)Cr原子的核外電子排布式為 ，其中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有 種。

（3）某些鈣鈦型復(fù)合氧化物能夠催化NO直接分解為N2和O2，N和O的基態(tài)原子中，未成對(duì)的電子數(shù)目比為 。

（4）下表是幾種碳酸鹽的熱分解溫度和陽離子半徑

碳酸鹽	CaCO3	SrCO3	BaCO3
熱分解溫度/℃	900	1172	1360
陽離子半徑/pm	99	112	135

請(qǐng)解釋碳酸鈣熱分解溫度最低的原因：___________________________________。

（5）用晶體的X射線衍射法可以測(cè)得阿伏伽德羅常數(shù)。對(duì)金屬鈣的測(cè)定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長(zhǎng)為558pm。又知鈣的密度為1.54g·cm－3，則1cm3鈣晶體中含有 個(gè)晶胞，阿伏伽德羅常數(shù)為 （列式計(jì)算）。

Answer 1

【答案】（15分）

（1）ABO3（2分），12 （2分）

（2）1s22s22p63s23p63d54s1（2分）, 24（2分）

（3）3∶2（1分）

（4）碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽離子結(jié)合碳酸根中的氧離子，使碳酸根分解為二氧化碳分子的結(jié)果。鈣離子由于半徑小和氧離子結(jié)合更為容易，氧化鈣晶格能大，所以碳酸鈣分解溫度低。（2分）

（5）5.76×1021（2分），（2分）

【解析】試題分析：（1）1個(gè)晶胞中含有A原子1個(gè)，B原子1個(gè)，O原子3個(gè)，該晶體的化學(xué)式ABO3。在圖中，與A原子配位的氧原子處于面對(duì)角線的中點(diǎn)，距離相等的共有12個(gè)。

（2）Cr是24號(hào)元素，基態(tài)Cr原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都不一樣。

（3）N的核外電子排布式為1s22s22p3，未成對(duì)的電子數(shù)為3，,O的核外電子排布式為1s22s22p4，未成對(duì)的電子數(shù)為2；

（4）碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽離子結(jié)合碳酸根中的氧離子，使碳酸根分解為二氧化碳分子的結(jié)果。鈣離子由于半徑小和氧離子結(jié)合更為容易，氧化鈣晶格能大，所以碳酸鈣分解溫度低。

（5）晶胞的邊長(zhǎng)是558pm，所以1個(gè)晶胞的體積是（5.58×10—8cm）3=1.74×10—22cm3。因此1cm3鈣晶體中含有的晶胞數(shù)目=個(gè)=5.76×1021個(gè)，根據(jù)密度看著1cm3鈣晶體的質(zhì)量=1.54g·cm－3×1cm3，由于鈣晶胞中含有的鈣原子數(shù)是8×1/8+6×1/2=4，則1cm3晶體中含有鈣原子的數(shù)目為5.76×1021×4，阿伏伽德羅常數(shù)個(gè)鈣原子的質(zhì)量為40g，因此NA=。